为了提高拖拉机在农田环境中自主导航作业的控制精度，设计开发了3种基于不同类型电机的方向盘转向控制系统，在分析步进电机，伺服电机和步进伺服电机3种电机的参数及其性能差异的基础上，设计了激光方向盘导航自动转向执行机构，并配备了工控机PC、PLC控制器、前轮转角检测机构和GNSS定位系统等设备。设计了工控机车载终端软件，能够实现自动导航的嵌套双闭环控制及相应PID控制算法，设计了控制系统的电气原理图和PLC转向程序,在混凝土路面和田间播种作业两种工况下进行了拖拉机自动导航实验。实验结果表明，当拖拉机作业速度为0.8m/s时，两种实验条件下，步进激光方向盘导航的均方根误差分别为8.81cm和12.09cm，伺服电机导航系统的均方根误差分别为4.85cm和10.55cm，步进伺服电机导航系统的均方根误差分别为4.54cm和5.53cm，步进伺服电机在方向盘转向控制系统中自动导航效果较好。

从世界自动驾驶设备的发展历史来看，后安装方法在早期发展很快，但随着时间的流逝，前安装方法得到了迅速的推广并逐渐成为主流。目前，Deere，Case New Holland和AGCO都已经形成了相对稳定的预安装解决方案，用于通过并购或战略合作进行自动驾驶。激光方向盘导航安装具有以下优点。前置系统的液压管线，电路，传感器，显示器以及其他液压和电子组件具有良好的装配一致性。它们在工厂经过严格测试，并享受制造商的三包政策。激光方向盘导航后装配件属于出厂后的已装配件，可靠性差，损坏的三包也将受到影响。

卫星平地机是使用卫星信号作为反馈控制的农田平地机。其工作原理是卫星基站接收高精度的定位和仰角信息，并通过无线电模式将差分数据发送到卫星接收器。激光方向盘导航实时接收基站无线电广播数据，并获得高精度的定位和仰角信息，该信息由车辆水准仪控制。设备的主控制面板分析其差分数据，计算出实际的激光方向盘导航的实时高度，并连续向控制器发送信号。控制器收到高度变化信号后，将执行自动校正。校正后的信号控制液压控制阀以改变液压油流向气缸的方向和流量，并自动控制挖土机的高度以完成地面平整操作。卫星平地机主要由卫星天线，车载调平控制器，卫星接收器，卫星基站，液压系统和找平铲组成。

（1）土壤环境调查；在智能农业的示范和应用过程中，种植农作物之前，有必要检查农田的种植环境，对土壤环境进行技术调查，并根据相关技术选择农作物和种植计划参数。（2）作物生长监测；在农业生产中，农作物的生长周期较长，其生长效果受天气条件，土壤，水源和肥料施用等多种因素的影响。在这一过程中，激光方向盘导航对作物进行必要的监测和加强种植过程的管理具有重要意义。（3）农机运行质量监测；传统的激光方向盘导航监控工作效率低下，现代技术的应用能力不足，制约了农田作业机械化的发展水平。

在调平操作期间，激光发射器发射的光束可以旋转360°，以形成激光扫描平面作为系统操作的参考平面。控制器基于由操作者设定的激光方向盘导航的高度与基准面之间的高度差作为控制量来进行调平控制。在处理高度差信息后，发送电信号以控制液压控制阀，以自动控制刮板的高度，以使其能够保持定位的仰角。工作特点：在农田中，激光方向盘导航主要用于农田的精整中，以实现农田节水灌溉，减少肥料的流失。适用于灌溉前的旱地农田平整和水田平整。校平精度高达±2cm，可以在400m的半径内工作。平整土地的高度差不超过30cm，以实现高精度的土地平整作业。