北斗農(nóng)機自動導航駕駛系統(tǒng)的功能與操作

 　　拖拉機自動駕駛技術是利用高精度的北斗衛(wèi)星定位導航信息，由控制器對農(nóng)機的液壓系統(tǒng)進行控制，使農(nóng)機按照設定的路線（直線或曲線）進行自動駕駛。該技術可以有效提高作業(yè)精度、提高土地利用率，減輕機手勞動強度、延長作業(yè)時間（夜間亦可進行田間作業(yè)），操作簡單，降低對機手的駕駛能力要求。

 

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

 

　　試驗圍繞拖拉機自動駕駛直線行走、鄰接行寬誤差不超過±2厘米/1000米這一指標對實際作業(yè)的壟寬均勻性、鄰接行寬等數(shù)據(jù)進行了測量。同時開展人工駕駛起壟與自動駕駛起壟對比試驗。測試結(jié)果表明，安裝自動駕駛裝置的拖拉機起壟作業(yè)壟形明顯直于人工駕駛，同時鄰接行精準，土地利用率遠遠高于人工駕駛，試驗效果明顯。本期將重點介紹一下北斗農(nóng)機自動導航駕駛系統(tǒng)。

 

　　系統(tǒng)總體介紹

 

　　自動駕駛系統(tǒng)利用高精度的衛(wèi)星地位導航信息，由控制器對農(nóng)機的液壓系統(tǒng)進行控制，農(nóng)機按照設定的路線（直線或曲線）自動駕駛在起壟、播種、噴藥、收割等農(nóng)田作業(yè)時都可以使用；同時，還可以提高作業(yè)精度、符合標準化農(nóng)業(yè)要求、提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量；變?nèi)斯げ僮鲿r的少重不漏為自動化的不重不漏作業(yè)，提高作業(yè)效率；延長農(nóng)機作業(yè)時間，人停車不停，夜班一樣田間作業(yè)；減輕駕駛員的勞動強度，并對駕駛員自身操作水平要求有所降低；操作簡單，15分鐘就能學會；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)，其中參考站應建立在固定地方，拖拉機在作業(yè)地塊工作，車載系統(tǒng)安裝在拖拉機上，通過接收參考站傳來的差分信息，達到高精度導航目的。

 

　　車載系統(tǒng)

 

　　自動駕駛車載系統(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，通常將電臺或者3G/GPRS固定在車外，接收來自參考站的差分信號，達到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)絡在平板電腦上顯示相關圖形化信息，液壓控制器接收到控制信號，控制閥門開關，達到控制方向的目的，作業(yè)拖拉機根據(jù)位置傳感器（GNSS衛(wèi)星導航系統(tǒng)等）設計好的行走路線，通過控制拖拉機的轉(zhuǎn)向機構(gòu)（轉(zhuǎn)向閥或者方向盤），進行農(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)，達到作業(yè)精準的目的。

 

　　參考站系統(tǒng)

 

　　在項目區(qū)域范圍內(nèi)建立參考站，站點位置以及個數(shù)以實際現(xiàn)場勘查為準，建設多個性參考站，為北斗農(nóng)機提供高精度導航定位服務。

 

　　傳播差分的方式有以下兩種可選：

 

　　1.各個參考站的衛(wèi)星數(shù)據(jù)通過大功率電臺對外廣播，每個電臺分配不同的頻道，農(nóng)機自動導航系統(tǒng)通過車載電臺接收差分信號。

 

　　2.各個參考站的衛(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)中心服務器軟件再將差分數(shù)據(jù)發(fā)至各臺農(nóng)機，從而得到高精度定位結(jié)果。

　　鏈接

　　自動導航駕駛系統(tǒng)安裝要求

 

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

 

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

 

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

 

　　自動駕駛系統(tǒng)作業(yè)注意事項

 

　?。╨）拖拉機作業(yè)地塊與基站距離在20千米以內(nèi)。

 

　　（2）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)機具進行偏移設置。

 

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

 

　?。?）當信號出現(xiàn)問題，誤差較大時，按左上角的狀態(tài)鍵來查看，確認是衛(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時間在35以下，則RTK基站的信號質(zhì)量良好；當衛(wèi)星信號不好時，查看天線是否被遮擋，附近是否有高壓電線等會產(chǎn)生強磁場的設施設備；當RTK基站信號不好，通信模塊登錄不正常時，請先確認RTK基站是否正常運行，再確認CDMA或GPRS的SIM是否能正常通信。