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

 

　　今年，北京市農業局農業機械試驗鑒定推廣站針對拖拉機自動駕駛甘薯起壟作業進行了試驗，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的壟寬均勻性、鄰接行寬等數據進行了測量。同時開展人工駕駛起壟與自動駕駛起壟對比試驗。測試結果表明，安裝自動駕駛裝置的拖拉機起壟作業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機自動導航駕駛系統。

 

　　系統總體介紹

 

　　自動駕駛系統利用高精度的衛星地位導航信息，由控制器對農機的液壓系統進行控制，農機按照設定的路線（直線或曲線）自動駕駛在起壟、播種、噴藥、收割等農田作業時都可以使用；同時，還可以提高作業精度、符合標準化農業要求、提高農產品質量；變人工操作時的少重不漏為自動化的不重不漏作業，提高作業效率；延長農機作業時間，人停車不停，夜班一樣田間作業；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（總體作業示意圖如下）。
 

 

　　整套系統包括固定參考站、車載系統，其中參考站應建立在固定地方，拖拉機在作業地塊工作，車載系統安裝在拖拉機上，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

 

　　自動駕駛車載系統是集衛星接收、定位、控制于一體的綜合性系統，主要由衛星天線、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）。
 

　　其中車載系統安裝在車內，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，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，結合角度傳感器、陀螺儀感知行駛過程中的擺動與方向，經過數據處理，將控制信號傳輸給液壓，并通過WIFI或者有線網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，作業拖拉機根據位置傳感器（GNSS衛星導航系統等）設計好的行走路線，通過控制拖拉機的轉向機構（轉向閥或者方向盤），進行農業耕作，可用于翻地、靶地、旋耕、起壟、播種、噴藥、收割等作業，達到作業精準的目的。

 

　　參考站系統

 

　　在項目區域范圍內建立參考站，站點位置以及個數以實際現場勘查為準，建設多個性參考站，為北斗農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.各個參考站的衛星數據通過大功率電臺對外廣播，每個電臺分配不同的頻道，農機自動導航系統通過車載電臺接收差分信號。

 

　　2.各個參考站的衛星數據通過GPRS/3G的方式發送至數據中心，數據中心服務器軟件再將差分數據發至各臺農機，從而得到高精度定位結果。

　　鏈接

　　自動導航駕駛系統安裝要求

 

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

 

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

 

　　（3）一套設備可多臺拖拉機使用，由于該系統安裝拆卸十分簡單，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用，大大提高了設備的使用效率，可以為幾個不同作業期或者在某臺拖拉機故障或維修時更換使用一套系統。

 

　　自動駕駛系統作業注意事項

 

　　（l）拖拉機作業地塊與基站距離在20千米以內。

 

　　（2）要確定作業農具是正牽引還是偏牽引，如果是偏牽引則要對農機具進行偏移設置。

 

　　（3）當拖拉機工作區域有林帶時，若衛星信號不好，可在設定好AB線后，由農田中央向邊緣作業。

 

　　（4）當信號出現問題，誤差較大時，按左上角的狀態鍵來查看，確認是衛星信號不好，還是RTK基站信號不好。若衛星數量在6顆以上，HDOP值在1.5以下，則衛星信號質量良好；若CMR輸入在40%以下，CMR時間在35以下，則RTK基站的信號質量良好；當衛星信號不好時，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。