北斗農(nóng)機(jī)自動(dòng)導(dǎo)航駕駛系統(tǒng)的功能與操作

 　　拖拉機(jī)自動(dòng)駕駛技術(shù)是利用高精度的北斗衛(wèi)星定位導(dǎo)航信息，由控制器對農(nóng)機(jī)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行控制，使農(nóng)機(jī)按照設(shè)定的路線（直線或曲線）進(jìn)行自動(dòng)駕駛。該技術(shù)可以有效提高作業(yè)精度、提高土地利用率，減輕機(jī)手勞動(dòng)強(qiáng)度、延長作業(yè)時(shí)間（夜間亦可進(jìn)行田間作業(yè)），操作簡單，降低對機(jī)手的駕駛能力要求。

 

　　今年，北京市農(nóng)業(yè)局農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)鑒定推廣站針對拖拉機(jī)自動(dòng)駕駛甘薯起壟作業(yè)進(jìn)行了試驗(yàn)，重點(diǎn)對拖拉機(jī)自動(dòng)駕駛的直線度及鄰接行寬等參數(shù)進(jìn)行測量，以驗(yàn)證其性及可靠性。

 

　　試驗(yàn)圍繞拖拉機(jī)自動(dòng)駕駛直線行走、鄰接行寬誤差不超過±2厘米/1000米這一指標(biāo)對實(shí)際作業(yè)的壟寬均勻性、鄰接行寬等數(shù)據(jù)進(jìn)行了測量。同時(shí)開展人工駕駛起壟與自動(dòng)駕駛起壟對比試驗(yàn)。測試結(jié)果表明，安裝自動(dòng)駕駛裝置的拖拉機(jī)起壟作業(yè)壟形明顯直于人工駕駛，同時(shí)鄰接行精準(zhǔn)，土地利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人工駕駛，試驗(yàn)效果明顯。本期將重點(diǎn)介紹一下北斗農(nóng)機(jī)自動(dòng)導(dǎo)航駕駛系統(tǒng)。

 

　　系統(tǒng)總體介紹

 

　　自動(dòng)駕駛系統(tǒng)利用高精度的衛(wèi)星地位導(dǎo)航信息，由控制器對農(nóng)機(jī)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行控制，農(nóng)機(jī)按照設(shè)定的路線（直線或曲線）自動(dòng)駕駛在起壟、播種、噴藥、收割等農(nóng)田作業(yè)時(shí)都可以使用；同時(shí)，還可以提高作業(yè)精度、符合標(biāo)準(zhǔn)化農(nóng)業(yè)要求、提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量；變?nèi)斯げ僮鲿r(shí)的少重不漏為自動(dòng)化的不重不漏作業(yè)，提高作業(yè)效率；延長農(nóng)機(jī)作業(yè)時(shí)間，人停車不停，夜班一樣田間作業(yè)；減輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度，并對駕駛員自身操作水平要求有所降低；操作簡單，15分鐘就能學(xué)會(huì)；性能可靠，是最值得信賴的好伙伴（總體作業(yè)示意圖如下）。
 

 

　　整套系統(tǒng)包括固定參考站、車載系統(tǒng)，其中參考站應(yīng)建立在固定地方，拖拉機(jī)在作業(yè)地塊工作，車載系統(tǒng)安裝在拖拉機(jī)上，通過接收參考站傳來的差分信息，達(dá)到高精度導(dǎo)航目的。

 

　　車載系統(tǒng)

 

　　自動(dòng)駕駛車載系統(tǒng)是集衛(wèi)星接收、定位、控制于一體的綜合性系統(tǒng)，主要由衛(wèi)星天線、北斗高精度定位終端、行車控制器、液壓閥、角度傳感器等部分組成（如右圖所示）。
 

　　其中車載系統(tǒng)安裝在車內(nèi)，將GNSS天線固定在車頂，通常將電臺(tái)或者3G/GPRS固定在車外，接收來自參考站的差分信號，達(dá)到RTK解狀態(tài)，并將定位信息傳送給ECU，ECU通過RS232接收來自流動(dòng)站的定位信息，結(jié)合角度傳感器、陀螺儀感知行駛過程中的擺動(dòng)與方向，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，將控制信號傳輸給液壓，并通過WIFI或者有線網(wǎng)絡(luò)在平板電腦上顯示相關(guān)圖形化信息，液壓控制器接收到控制信號，控制閥門開關(guān)，達(dá)到控制方向的目的，作業(yè)拖拉機(jī)根據(jù)位置傳感器（GNSS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)等）設(shè)計(jì)好的行走路線，通過控制拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)（轉(zhuǎn)向閥或者方向盤），進(jìn)行農(nóng)業(yè)耕作，可用于翻地、靶地、旋耕、起壟、播種、噴藥、收割等作業(yè)，達(dá)到作業(yè)精準(zhǔn)的目的。

 

　　參考站系統(tǒng)

 

　　在項(xiàng)目區(qū)域范圍內(nèi)建立參考站，站點(diǎn)位置以及個(gè)數(shù)以實(shí)際現(xiàn)場勘查為準(zhǔn)，建設(shè)多個(gè)性參考站，為北斗農(nóng)機(jī)提供高精度導(dǎo)航定位服務(wù)。

 

　　傳播差分的方式有以下兩種可選：

 

　　1.各個(gè)參考站的衛(wèi)星數(shù)據(jù)通過大功率電臺(tái)對外廣播，每個(gè)電臺(tái)分配不同的頻道，農(nóng)機(jī)自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)通過車載電臺(tái)接收差分信號。

 

　　2.各個(gè)參考站的衛(wèi)星數(shù)據(jù)通過GPRS/3G的方式發(fā)送至數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心服務(wù)器軟件再將差分?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)至各臺(tái)農(nóng)機(jī)，從而得到高精度定位結(jié)果。

　　鏈接

　　自動(dòng)導(dǎo)航駕駛系統(tǒng)安裝要求

 

　　（1）不限品牌、車型，適用于任何進(jìn)口及國產(chǎn)拖拉機(jī)，車況較好，便可安裝該系統(tǒng)。

 

　?。?）裝卸簡單方便，在不更改原拖拉機(jī)液壓系統(tǒng)的情況下安裝該系統(tǒng)，不會(huì)對原拖拉機(jī)造成任何損害，避免了因改裝后而出現(xiàn)的液壓故障以及車輛保修問題。

 

　?。?）一套設(shè)備可多臺(tái)拖拉機(jī)使用，由于該系統(tǒng)安裝拆卸十分簡單，一般只需要3個(gè)小時(shí)，而且不必改變原拖拉機(jī)的油路，因此可在不同拖拉機(jī)間進(jìn)行裝卸和調(diào)用，大大提高了設(shè)備的使用效率，可以為幾個(gè)不同作業(yè)期或者在某臺(tái)拖拉機(jī)故障或維修時(shí)更換使用一套系統(tǒng)。

 

　　自動(dòng)駕駛系統(tǒng)作業(yè)注意事項(xiàng)

 

　?。╨）拖拉機(jī)作業(yè)地塊與基站距離在20千米以內(nèi)。

 

　?。?）要確定作業(yè)農(nóng)具是正牽引還是偏牽引，如果是偏牽引則要對農(nóng)機(jī)具進(jìn)行偏移設(shè)置。

 

　?。?）當(dāng)拖拉機(jī)工作區(qū)域有林帶時(shí)，若衛(wèi)星信號不好，可在設(shè)定好AB線后，由農(nóng)田中央向邊緣作業(yè)。

 

　?。?）當(dāng)信號出現(xiàn)問題，誤差較大時(shí)，按左上角的狀態(tài)鍵來查看，確認(rèn)是衛(wèi)星信號不好，還是RTK基站信號不好。若衛(wèi)星數(shù)量在6顆以上，HDOP值在1.5以下，則衛(wèi)星信號質(zhì)量良好；若CMR輸入在40%以下，CMR時(shí)間在35以下，則RTK基站的信號質(zhì)量良好；當(dāng)衛(wèi)星信號不好時(shí)，查看天線是否被遮擋，附近是否有高壓電線等會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)磁場的設(shè)施設(shè)備；當(dāng)RTK基站信號不好，通信模塊登錄不正常時(shí)，請先確認(rèn)RTK基站是否正常運(yùn)行，再確認(rèn)CDMA或GPRS的SIM是否能正常通信。