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浅谈北斗农机自动驾驶系统与传感器技术应用

目前,我国的北斗卫星导航系统定位服务,可充分应用于现代精准农业。在国家大力支持下,目前北斗在农业领域的应用,已从单纯提供定位信息,发展成为将卫星定位与液压控制、传感器技术、拖拉机电子控制相结合,进而实现农业作业的全程自动化。目前,国内越来越多的企业加入到北斗自动驾驶系统的推广中来。

 

北斗农机自动驾驶系统操作设备,资料图


北斗农机自动驾驶系统,简单来说,就是利用北斗卫星的定位信号,来设计车辆的行驶轨迹,在车辆作业过程中综合车辆的位置、姿态、航向角、传感器信息,通过控制液压系统,最终达到实现控制拖拉机转向,按照设计路径行驶的目的。

目前,国内自动驾驶系统主要安装在拖拉机上,系统的工作原理,通常是利用拖拉机车载导航设备(车载接收机)连接的GPS天线,接收北斗卫星定位数据与差分RTK数据进行精确定位,把结算出的定位数据发送到控制器,控制器通过角度传感器发出高精度转角信息,同时把基站发出的差分定位数据由电信号发送到液压系统,从而改变油箱的油量与流向,控制农机的左右转向,按照用户制定的导航模式工作完成自动驾驶。

 

北斗农机自驾车载系统结构示意图,资料图


通过北斗卫星的精确定位数据,开启自动驾驶状态时可以把误差数据定位到厘米级。自动驾驶可根据农户需要制定导航模式,且可实现在地块做标记、翻地、靶地、起垄、播种、测量土地面积等精准作业的功能。

北斗农机自动驾驶系统通常由以下几个部分组成,如显示器、控制器、液压阀、角度传感器、接收机、卫星天线以及配套线缆。其中,每个器件的作用独特而紧密配合。

例如,GNNS接收机采用GNSS模块,能够实时解算卫星信号,输出定位信息;GNSS天线能接收北斗卫星的信号;角度传感器、陀螺仪可感知行驶过程中,车辆转向轮的摆动与方向,经过数据处理,将控制信号传输给液压控制器;角度控制器能综合卫星信号、车辆姿态信号、传感器信号,输出控制信号等。

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