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农机导航自动驾驶系统介绍

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  • 发布时间:2015-01-19 11:44:11
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关键词: 大马力农机,北斗导航,自动驾驶

正文
“合众思壮壁虎”北斗GNSS导航自动驾驶系统介绍
1. 系统简介

“合众思壮壁虎”是合众思壮科技股份有限公司推出的农机自动驾驶系统。该系统将北斗GNSS卫星高精度定位技术与车辆自动驾驶技术相结合,通过精确测量车辆的位置、航向和姿态,自动控制车辆转向角度,引导车辆根据事先设定的路线,严格的沿直线、圆周、或者任意设定的路线行驶。
1.1 系统优势
“合众思壮壁虎”北斗GNSS导航自动驾驶系统将精准化作业引入了农业生产中,帮助农业实现增产,降低投入,提高农民收入,具体优势如下:
1)增加有效耕地面积
使用自动驾驶系统进行农田的起垄或播种作业,农机车辆严格的按照直线或者设定的曲线路线行驶,结合线整齐,减少了土地的浪费,增加了有效耕地面积5%以上。
2)耕种株距均匀,提高产量
使用自动驾驶系统进行农田的起垄和播种作业,种植作物株距均匀,利于作物生长、通风、以及水分和养分的吸收,能够为农作物提供最佳的生长空间,有利于提高农作物的产量。
3)无重播漏播,省时省油
使用自动驾驶系统整地、翻地和起垄作业,无论采用直线行驶还是曲线行驶,自动驾驶系统都能自动对齐作业结合线,不会出现同一块地重复作业,也不会在中间出现遗漏。即使在车速较快的情况下,仍然能够保持厘米级的作业误差。保证了最短的作业时间,最短的车辆行驶距离,从而大大节省了时间和燃油的消耗。
4)自动驾驶,新手也能驾驶自如
在未使用自动驾驶系统之前,起垄和播种作业要借助划印器的帮助,对驾驶员操作水平要求很高。使用自动驾驶系统后,驾驶员只需要负责车辆掉头和控制油门,车辆能够自动对齐作业结合线,保证了极高的作业精度,新手也能自如的进行起垄和播种作业。
5)可视化显示,夜间仍可作业
使用自动驾驶系统进行农田作业,无需驾驶员手动控制车辆的方向,可以在驾驶室的显示屏上清楚的看到当前的作业进度,即使在夜间也能自如的作业,农田作业的效率大大提高了。
2. 系统功能
2.1 产品功能
路径规划

“合众思壮壁虎”北斗GNSS导航自动驾驶系统支持多种复杂形状农田的作业,可根据作业要求选择专门的作业模式,拖拉机沿设定轨迹行驶作业,最大偏差小于±2.5cm。对于智能化作业,本产品还支持自动规划路径,最大限度的为用户节省时间和燃油,提高经济效益。

变量控制
“合众思壮壁虎”北斗GNSS导航自动驾驶系统的智能流量控制功能,可根据农田地形、作业状态和路径,自动调节播种孔道或喷洒流量,避免漏播,减小重复播种的面积,提高经济收益。与自动路径规划功能结合使用,更能为用户节省燃油燃油和时间。
2.2产品兼容性
“合众思壮壁虎”北斗GNSS导航自动驾驶系统兼容性强,采用标准接口,可与多种自动化农具对接。设备安装组件齐全,能够适应多种进口和国产型号的拖拉机、喷洒机和联合收割机,如:Case IH,John Deere,CAT,New Holland,VALTRA,AGCO,AG Chem,Fendt,Deutz,以及大部分国产型号拖拉机。

Case John Deere

VALTRA 福田欧豹

3. 系统组成
3.1系统组成与特点

“合众思壮壁虎”北斗GNSS导航自动驾驶系统是一款高可靠性、高精准度的卫星导航自动驾驶系统。本系统在耕地、播种、喷灌和收割等农机作业应用上,利用高精准自动导航和驾驶功能,实现了农机车辆精密循迹和自动规划,保证了农田可重复性作业,将自动驾驶功能应用到起垄、播种、灌溉、化肥、收割等所有农业作业环节中,切实保证用户在该系统的帮助下获得最大收益。
支持接收北斗卫星B1、B2信号,GPS卫星L1、L2信号,支持接收GLONASS卫星G1、G2信号;
支持RTK工作模式,实现厘米级导航定位精度;
配备大尺寸,全彩色高亮显示屏,触控操作方便灵敏;
支持液压、CAN总线和机械式多种辅助驾驶控制方式,满足不同车辆安装需求;
模块化系统设计,可以方便的扩展功能和应用;
人性化结构设计,易于安装和拆卸;
标准化接口设计,适用于各种品牌和型号的车辆。
“合众思壮壁虎”北斗GNSS导航自动驾驶系统包含显示屏、ECU控制器、液压阀和基准站四部分,各部分特点及优势如下:
3.1.1 STX显示控制器

显示控制器用于设置车辆作业参数,显示车辆作业状态,保存作业记录,统计并输出显示作业数据。主要特点如下:
抗反射高亮全彩色屏幕,方便用户在各种光线条件下的查看和使用;
大字体大按键设计,操作触控感应灵敏,响应迅速;
支持USB接口,方便作业记录的拷贝和系统软件升级;
支持直线、曲线、智能路径自动驾驶等多种模式;
操作步骤简单、易学,使用方便;
外壳设计符合工业要求,抗振、抗冲击性能优良;
3.1.2 ECU主控器

ECU主控器的主要功能是感知车身姿态,自动控制车辆转向系统,使车辆始终准确地保持沿预定航线行驶,特点如下:
体积小巧,集成多个功能模块,使整个系统结构简洁,安装方便;
内置三轴陀螺仪,比传统陀螺仪更为精确的反映车身姿态,适应丘陵地形的作业环境;
卓越的端口防护性能,避免静电和电流冲击对设备造成的损伤;
外壳结构坚固耐用,符合IP66标准设计,适合野外环境作业;
3.1.3 液压阀
“合众思壮壁虎”北斗GNSS导航自动驾驶系统采用全进口液压控制器,能够适配国内外多种品牌和型号的农用机械,体积小巧,方便安装,可靠性高。

高精度液压控制,自动转向角度控制更加及时、准确;
实时液压传感器监控,紧急情况下自动退出自动驾驶模式;
严格根据不同车型设计线路和控制方式,对原车线路的改动小,工作效率高;
自动驾驶模式下,不转动方向盘,延长车辆转向系统的使用寿命。
3.1.4 基准站

“合众思壮壁虎”北斗GNSS导航自动驾驶系统的基准站可以为车辆上安装的北斗GNSS接收机提供RTK差分信号,提高车辆定位导航精度,使得车辆行驶路线与预设航线保持一致。特点如下:
电台有效广播距离远,适合大面积农田作业;
体积小,重量轻,便携、固定两种设计方式,既适合随作业车辆携带,又可作为固定基准站使用;
安装架设快速简单,适合单人操作;
防雨、防尘设计,符合IP66设计标准,轻松应对各种恶劣野外环境。
3.2 系统应用配置
“合众思壮壁虎”北斗GNSS导航自动驾驶系统从使用配置上可分为基准站和流动站两部分,基准站置于作业区域附近某一固定地点,接收GNSS信号并播发导航卫星RTK差分数据;流动站安装在作业农机上(包含显示屏、主控器和液压控制器等),接收RTK差分数据进行精确定位,并根据定位信息对农机车辆转向系统进行精准控制,实现农机车辆自动驾驶功能。从使用配置上,本自动驾驶系统可分为便携式基准站和固定式基准站两种配置使用方式。
3.2.1 便携式基准站配置

便携式基准站适合小范围应用,使用时固定在三脚架上,置于作业区域附近较高位置,尽量避免基准站与流动站之间存在遮挡。根据作业农机与基准站之间的最大距离,确定使用基准站内部数传电台(2W)还是外置电台(35W)。由于无线通信距离较近,通常为一对一配置使用,购置成本相对较高,适合农机车辆流动作业。
3.2.2 固定式基准站配置

固定式基准站适合较大范围固定区域应用,将固定式基准站发射天线置于发射塔上(根据要求的作业范围确定塔高),采用外置大功率电台发射信号。由于信号覆盖范围较大,范围内的所有作业农机可以共享一个固定基准站,信号为广播方式发射,没有用户数量限制。该方式通常是在农田集中的区域建设一个固定基准站,多用户共享使用,购置成本相对较低,不能实现跨区作业。
4. “合众思壮壁虎”的优势
“合众思壮壁虎”北斗GNSS导航自动驾驶系统在中国农业市场应用已经超过5年,以其优良的产品品质、优异的应用效果和便捷的售后服务,受到了广大用户的一致好评。农机作业选择自动驾驶系统,首选“合众思壮壁虎”。
进口品质,产品可靠性高;
一次性投入,无需缴纳信号使用费;
使用便携式基准站,适合车辆跨区作业,作业无死角;
基准站一体化设计,用户无需设置,加电即可使用;
专业的售后团队,服务迅速、便捷。
5. 应用案例
长期以来,北京合众思壮科技股份有限公司致力于精准农业设备的开发,产品已经在黑龙江农垦、新疆建设兵团,以及内蒙古、宁夏、甘肃等地的多个大型农场安装使用,积累了丰富的安装和使用经验,组建了一支强大的技术服务团队,始终以减少农田作业投入,提高农业产量为奋斗目标。



2012年9月,合众思壮科技股份有限公司工程师为黑龙江省北安农场大马力拖拉机安装 “合众思壮壁虎”GNSS导航自动驾驶系统,在测试和实际应用中取得了满意的效果。安装自动驾驶系统后,降低了对驾驶员驾驶经验的要求,减轻了驾驶疲劳,提高了作业效率,改善了农田作业精度,充分发挥了精准农业的优势。

合众思壮工程师在调试 “合众思壮壁虎”GNSS导航自动驾驶系统

安装 “合众思壮壁虎”GNSS导航自动驾驶系统的拖拉机在农田起垄作业的效果
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