拖拉機北鬥導航與自動駕駛係統

北鬥導航與自動駕駛係統簡介

   隨著我國高新技術的應用和電子信息技術的滲透，以及現代化精細農業的要求和農機高科技技術的迅速發展。農機GPS衛星定位和自動導航駕駛已成為現代化大農業的一個重要組成部分。在播種、施肥、灑藥、收獲、整地、起壟等許多農機作業項目上發揮著重要的作用，並有著廣闊的發展前景。

1  係統的組成和工作原理

   1.1  係統組成：主要有導航光靶、方向傳感器、通信模塊、導航控製器、液壓控製器等。

   導航光耙:接收GPS的定位信號,在設定導航線後,根據機組作業幅寬進行自動直線導航。技術特點是在沒有作業導航圖的情況下可在作業中生成導航線，在GPS的定位下可對農機田間直線行走作業做**引導，使機組作業不重不漏，並具有作業麵積計算統計等功能。

   方向傳感器：向導航控製器發送**的轉角信息。

   通信模塊：接收基站的差分數據。

   導航控製器：自動駕駛係統的**通過接收GPS的定位信息和方向傳感器的轉角信息向液壓係統發送指令。

   液壓控製器:液壓控製器根據導航控製器發送的指令，改變油箱的流量和流向，保證農機按照設定的路線行駛。

   1.2 工作原理

   在導航光靶上設定車輛行走線，設置導航模式，直線或者曲線。通過接收基站差分數據，實現厘米級的衛星定位，實時向向控製器發射的定位信息。方向傳感器實時向控製器發送車輪的運動方向。導航控製器根據衛星定位的坐標及車輪的轉動情況，實時向液壓控製閥發送指令，通過控製液壓係統油量的流量和流向，控製車輛的行駛，確保車輛按照導航光耙設定的路線行駛。

2 實際作業情況

   2.1 提高土地利用率。

   該係統的基站設在農場農機管理服務中心，設備要求24小時工作，基站的覆蓋半徑可達50KM，可以覆蓋全場地號的作業麵積，滿足農場農機田間作業要求。農機使用自動駕駛係統進行起壟、播種、灑藥、整地等作業時，結合線之間的偏差和千米直線度偏差可以控製在2.5厘米，減少農作物生產投入成本，並且可以提高農藝作業質量，避免作業過程產生的“重漏”現象。降低生產成本，提高土地利用率，增加了經濟效益。

   2.2 提高機車時間利用率和作業質量

   該係統提高了機車的操作性能，延長了作業時間，可以實現夜間播種作業大大提高了機車的出勤率和時間利用率。同時這套係統可以減輕駕駛操作人員的勞動強度，在作業過程中，駕駛操作人員不需要駕駛方向盤，可以用更多的時間注意觀察農具的工作狀況，有利於提高田間作業質量。

   2.3 地形適應性較強

   該係統可以用於平地或坡地，控製器的地形補償技術不斷修正和補償農機具的俯仰、翻滾姿態，達到**導航駕駛的目的。

     以起壟作業為例：傳統的起壟作業依靠駕駛員的自身經驗，在直線度和結合線的精度上很難得到保證，尤其在地塊的麵積和坡度較大的情況下，偏航的情況在所難免，作業時的重漏和結合線偏差過大現象，直接造成生產成本的加大和地塊利用效率的降低。利用這套係統就可以避免以上現象的發生。同時該係統還具有作業狀況實時記錄、作業麵積計算統計等功能。這些都比傳統農機作業占據優勢。

   2.4 合理調配機車

   通過GPS衛星定位，可以實時掌握機車的田間作業情況，包括機車的作業地號、作業速度等信息，並將實時作業情況通過信息中心的大屏幕顯示出來，使農機管理人員隨時根據機車田間作業情況，科學合理的對全場機車作業進行統一指揮和調度。

 3 注意的幾點事項

   3.1 AB線一定要按農場要求設定距林帶的距離，具體距離根據地號實際情況盡可能保持與林帶平行，才能做到充分利用土地，不浪費並且達到標準作業。

   3.2 多車在同一地號利用自動駕駛係統進行相同作業時，車與車之間的AB線必須平行才能確保作業質量達到不漏或不重的目地。

   3.3 使用自動駕駛時，需加速時，較好先適當少減點油，在加檔後，再把油門緩慢加大到需要的位置，這樣能確保作業的直線度，需要減速時，較好先加油再減檔，隻有正確的操作機車，才能不影響作業的直線度。

   3.4 利用自動駕駛進行懸掛農具作業時，較好慢些前行，上線後，再緩慢倒到地頭確定入塹後再放下農具作業。利用自動駕駛進行拖掛作業時，較好人工駕駛上線後，再用自動駕駛，這樣即省車和農具，也能確保安全作業，避免意外事故發生。

   3.5 利用自動駕駛作業時，堅決不能睡覺或注意力不集中，以免發生安全事故。

3.6★要求配套在線教育課程開放平台（提供演示視頻）:

1、本係統是互通教學多元化管理平台，將用戶傳統的各個平台係統實施整合，集中互通管理，解決多平台、多賬號難以管理、數據庫分散無法集中統計等問題。係統包含了：在線教務管理係統、在線課程資源管理平台、在線習題庫平台、在線考試考核平台、線上視頻課程管理平台及線上虛擬仿真教學管理平台，真正意義的一站互通數據集中統計！

2、課程資源：多個微課視頻實拍采集教學視頻素材，後期影視包裝，片頭10秒左右，片尾5秒左右，視頻尺寸不低於1920*1080，視頻格式MP4、FLV等；多個虛擬仿真內容采用unity引擎開發，在pc端win係統上運行（win7、win8、win10，注不包含win xp）軟件。

▲要求提供在線教育課程開放平台軟件來源證明文件,原件備查。

3.7技術指標

3.8係統組件

衛星導航終端

簡潔的用戶操作和查看的界麵

IP65防護級工業終端，防水防塵防震動

8英寸高亮度顯示器，陽光下清晰可見

-40～70℃寬溫度範圍，適合特殊地區及極端環境作業

提供導航、駕駛和精準農業功能顯示器

通過連接高精度衛星輸入設備

行車控製器

自動控製車輛轉向係統是整個自動駕駛係統中最核心設備

內置3D陀螺儀和加速計，組合慣性導航技術，提高導航精度

PID控製、閉環控製、液壓控製及轉向控製等多種算法

防水、防塵、防震設計堅固耐用

感知車身姿態，進入自動修正模式

支持AB直線、曲線和圓形曲線等多種作業模式

北鬥/GNSS接收機

高精度北鬥/GNSS定位定向性接收機

支持北鬥/GPS/GLONASS/Galileo/SBAS

支持配置成固定式和便攜式差分基準站

接收靈敏度高提高車輛定位導航精度

實時輸出高精度的RTK差分數據

提高自動駕駛作業精度的關鍵設備

北鬥/GNSS天線

衛星接收天線采用高增益惰性多頻天線

支持中國北鬥/GPS/GLONASS/Galileo多種衛星

接收靈敏度高，接收信號能力強

設計結構堅固、防水防塵抗震、耐高低溫

液壓閥

液壓控製係統進行能量的轉換、傳遞和控製

保證拖拉機始終按設定路線行駛

合金材質，操控靈活，工作時衝擊和振動小，噪聲小

根據控製單元發送的指令，實時控製液壓流量和流向

角度傳感器

檢測車輛前輪左右轉向角度反饋給控製器

用於矯正和提高車輛直線行駛精度

采用鋁合金材料，保證車輛前軸和角度傳感器的剛性連接

保證檢測的角度數據和實際車輪轉向角度相符