预装自动驾驶导航系统的主要困难在于自动驾驶控制系统的开发以及系统组件的合理安装和准确调试。（1）液压转向系统的开发；作为激光无人驾驶拖拉机的主要组成部分，液压阀的加工精度，安装调试的精度以及组装方法会影响农业机械运行的精度。（2）显示控制系统的开发；作为激光无人驾驶拖拉机的控制终端，需要在显示器上对显示器进行触摸控制。（3）传感器和天线的布局；角度传感器和卫星天线是高精度组件，在收集外部信号中起关键作用。只有合理的安装位置才能避免信号错误和错误。（4）线束和液压管路的布置；线束和液压管道的布局应集中在保护性能上。（5）整机调试；针对整机调试的特殊工艺规范的开发，GNSS天线的固定安装位置以及准确的车身数据，可以有效地提高系统的稳定性和控制精度。

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无人驾驶拖拉机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，激光无人驾驶拖拉机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。

激光无人驾驶拖拉机驱动系统实现了对农机田间作业的准确控制，使机组作业不重不漏，大大提高了农机作业质量，土地利用率和机车作业效率，大大减轻了劳动强度农机运行，实现机车的合理配置。1、基于北斗GNSS的自动导航精度小于2.5cm；2、北斗，GPS，GLONASS结合RTK操作以增加可用卫星的数量，适用于恶劣环境下的工作；3、全功能，彩色触摸屏操作；4、控制单元内嵌导航控制软件，激光无人驾驶拖拉机可以连接到任何显示终端；5、易于安装和操作；适应工程：1、整地，起垄和开沟；2、播种移栽；3、薄膜包衣和喷涂；4、收获等农业生产环节；

（1）在没有农具的情况下，对已安装的拖拉机进行1000m测试。在1000m范围内设置3个点来回走动几次，观察这3个点的误差。将误差调整到较小距离，以达到激光无人驾驶拖拉机的指定范围。这样做的优点是将拖拉机调整到位，并且在连接农机后误差较大时，仅需调整农机，而无需考虑拖拉机的直立问题。在调整拖拉机的同时，对驾驶员和驾驶员进行了激光无人驾驶拖拉机的实际操作培训，为将来驾驶员和驾驶员的操作奠定了良好的基础。（2）将拖拉机挂在播种机上后，在1000m范围内设置3个点，操作方法同上。通过以上反复调试，驾驶者基本可以掌握北斗导航自动驾驶系统，然后再下地。

首先通过对卫星导航定位系统的简要概述，阐述其在农田平整自动控制系统中的应用，随后对基于RTK-GNSS技术的GNSS平地机的结构和原理进行论述，并在研究现有激光无人驾驶拖拉机的结构、类型和控制方法的基础上。根据我国农田作业环境，确定了GNSS控制平地系统总体方案。基于我国常用中等功率拖拉机液压系统的特性和GNSS平地机的工作性能要求。提出了激光无人驾驶拖拉机的方案和机械部分的构成。在本设计进行初期研究时我们对国内外现有的GNSS平地机控制系统进行了研究,并在其原有的设计基础上行了一定参考。设计出了适合黑龙江垦区作业条件GNSS平地机自动控制系统,并添加了新的的创新。

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，设计了激光无人驾驶拖拉机自动转向执行机构，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，步进激光无人驾驶拖拉机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。