随着老龄化社会问题的日益加剧，以及农村劳动力的工业化转移，智能化是未来农业机械发展的必然趋势，自主导航技术已成为国际上农业机械领域研究的热点问题。水稻是我国最重要的粮食作物之一，步行式插秧机以其小巧、灵活、节能等特点在我国南方地区广泛应用，但其劳动强度大，更迫切需要开展自主导航研究。在导航方式的选择上，视觉导航与其他导航方式相比，具有系统构建简单、导航精度好，实时性强等优势。因此，本文以步行插秧机为平台，提出了一种较新颖的插秧机自动化解决方案，即引入无线远程监控系统作为辅助系统，开展基于步行式插秧机的自主视觉导航关键技术研究。主要研究工作概括如下：1）辅助行走机构的研制设计并研制出了具有升降功能的辅助行走机构。在分析了插秧机原有行走机构及升降机构的基础上，设计了两种辅助行走机构方案，并对第一种方案进行了机构分析与杆长参数的计算。经试验验证：带有辅助行走机构的插秧机呈三轮着地布局，自主行走更平稳，有利于自主作业；辅助行走机构还实现了在升降时，机具前部和后部同时升降同样高度，从而保证了安装的摄像头拍摄角度不变，捕获有效视频信息用于导航。2）无线远程监控系统的构建构建了基于插秧机平台的无线远程监控系统，完成了上位机基于VC++6.0自主导航系统软件的开发，设计了下位机基于单片机的控制信号处理系统以及气动执行系统，并详细介绍了系统软、硬件的设计方法和具体实现。实验结果表明：图像传输实时性良好，控制信号传输延迟在10ms以内，气动系统执行运动控制指令及时、可靠，满足系统功能要求。3）视觉导航系统的设计研究了适合水田环境图像处理的颜色模型，介绍了基于OpenCV的摄像机标定方法，完成了基于Hough变换的秧苗行基准线提取算法及导航参数获取算法的设计与实现，最后应用模糊控制器将导航参数转化成运动控制指令发送至下位机，控制插秧机跟踪导航路径行驶。仿真结果表明：控制器能较好地实现插秧机对导航路径的跟踪。