水稻是我国重要的粮食作物,其机械化生产不仅可以提高工作效率、降低劳动强度,而且可以降低生产成本、提高稻作效益。然而,目前我国水稻全程机械化水平不高,尤其是种植机械化水平低。机插秧是水稻种植的一种重要方式,但是由于插秧时水田工作环境复杂,人工驾驶插秧机工作时易造成局部苗带线弯曲,不利于后期田间管理和收获作业。因此,研究插秧机直线导航作业,对提高插秧工作效率和保证插秧质量具有重要意义。本文在分析国内外自动导航系统及控制方法研究的基础上,以水田插秧机为研究对象,搭建了导航系统硬件平台,研制了结构简单的转向机构,研究了组合导航数据信息融合方法,提出了一种响应速度快、准确性高和稳定性强的控制方法,开发了一套基于微惯性单元（MIMU）和电子罗盘（EC）组合导航的插秧机直线行驶控制系统并进行试验验证。主要的研究内容与结论如下:（1）插秧机组合导航系统的硬件平台搭建。根据插秧时水田工作环境,结合机插秧农艺要求,选择了基于微惯性单元（MIMU）和电子罗盘（EC）的组合导航;分析了水田插秧机的转向特点,设计出了结构简单的转向机构;对组合导航系统的传感器、电机和电机驱动器进行了选型,最终搭建出插秧机组合导航系统的硬件平台。（2）组合导航数据信息融合方法研究。为实现精准地接收插秧机航向信息,需对解算角信息进行融合,以得到精准的航向角信息,提出2种算法模型。1)模型a互补滤波和卡尔曼滤波结合模型:互补滤波位于融合模型前部,以实现把陀螺仪和加速度计的数据信息融合得到初步航向信息,卡尔曼滤波器位于融合模型后部,用于把互补滤波得到航向信息和电子罗盘的航向信息相结合获得更高精度的航向信息。2)模型b互补滤波和联合卡尔曼滤波结合模型:互补滤波作用和模型a中相同,用来获得陀螺仪和加速度计融合后的初步航向信息,联合卡尔曼滤波器位于融合模型后部,将互补滤波得到的航向信息和电子罗盘的航向信息输入到各子滤波器中,得到局部最优估计结果,子滤波器将局部最优估计结果输送到主滤波器中,得到全局最优航向结果,最后主滤波器把全局最优航向结果反馈给各个子滤波器,完成了子滤波器的当前时刻状态估计更新。试验结果表明,构建的互补滤波和联合卡尔曼滤波结合模型更适合于本研究,满足导航精度要求。（3）基于模糊自适应PID的转向控制算法研究。综合分析水田插秧机的转向特点,根据设计的转向机构,开发模糊自适应PID控制器。在MATLAB的Simulink平台仿真验证,依据仿真结果进行自动转向机构试验,结果表明:设计的模糊自适应PID控制器相较于传统的PID控制器具有超调量小、调节时间短和鲁棒性高等优点。在自动转向机构试验中决定系数R~2（28）0.9964、均方根误差RMSE=0.43°,表明本研究设计的模糊自适应PID控制器完全符合插秧机导航自动转向机构的需求。（4）基于MIMU/EC组合导航的插秧机直线行驶控制系统试验。通过试验来验证设计的2种融合模型对航向信息的融合能力,并结合试验结果对本研究设计的基于MIMU/EC组合导航的插秧机直线行驶控制系统直线行驶能力进行评测。结果表明采用组合导航融合模型b试验时,插秧机直线行驶平均偏差为0.067m,标准偏差为0.046m,最终行驶轨迹横向偏差平均值在0.03m。可以得出,基于MIMU/EC组合导航的插秧机直线行驶控制系统直线行驶能力满足了直线插秧的技术要求。