楊宏偉 蘇仁忠 解曉琴
摘要:為了滿足精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)r(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)作業(yè)進(jìn)行性能評(píng)估和質(zhì)量管控的需求,解決常規(guī)人工測(cè)量中誤差大、不確定度高的難題,設(shè)計(jì)一種在真實(shí)作業(yè)環(huán)境中使用的高精度檢測(cè)系統(tǒng),使用組合導(dǎo)航系統(tǒng)為核心組件搭建硬件采集設(shè)備,運(yùn)用動(dòng)態(tài)后處理技術(shù)(PPK)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行深耦合處理,并開(kāi)發(fā)基于JavaScript的自動(dòng)化評(píng)估軟件,實(shí)現(xiàn)檢測(cè)過(guò)程中的人機(jī)交互、數(shù)據(jù)提取、地圖直觀顯示和結(jié)果統(tǒng)計(jì)。選擇不同型號(hào)的樣機(jī)在硬化場(chǎng)地和農(nóng)田熟地進(jìn)行試驗(yàn),結(jié)果表明:系統(tǒng)采集的作業(yè)數(shù)據(jù)連續(xù)、穩(wěn)定,耦合處理的精度較高,能夠直觀準(zhǔn)確地評(píng)估農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛設(shè)備的作業(yè)性能。系統(tǒng)可應(yīng)用于北斗農(nóng)機(jī)輔助自動(dòng)駕駛設(shè)備的作業(yè)評(píng)價(jià)和質(zhì)量鑒定,有助于推動(dòng)國(guó)家農(nóng)機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼和質(zhì)量認(rèn)證政策的落地。
關(guān)鍵詞:衛(wèi)星導(dǎo)航;精準(zhǔn)農(nóng)業(yè);自動(dòng)駕駛;作業(yè)性能;檢測(cè)系統(tǒng);PPK
中圖分類號(hào):TN966文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:ADOI: 10.7535/hbgykj.2021yx04004
Design and implementation of operation performance detection system
for agricultural machinery automatic driving equipment
YANG Hongwei1,SU Renzhong2,XIE Xiaoqin 1
(1.The 54th Research Institute of CETC, Shijiazhuang,Hebei? 050081, China;2.Hubei Agricultural Mechanization Technology Extension Station, Wuhan, Hubei 430017, China)
Abstract:In order to satisfy the requirements of the operating-performance evaluation and the quality control for automatic driving of agricultural machinery in precision agriculture, and to solve the problems of high error and uncertainty in the usual manual measurements,a high precision detection system used in real working environment was designed and the integrated navigation system was used as the core component to set up the hardware acquisition instrument.The dynamic post processing kinetic (PPK) method was applied to process the observed deeply-coupled data and the automated assessment software was developed based on JavaScript to realize human-computer interaction, data extraction, map visualization and result statistics in the detection process. Finally, different types of prototypes were tested in hardening sites and farmland.The results show that the operating data acquired by the system is continuous and stable. Furthermore, the coupling-processing method has a high precision, which can directly and accurately evaluate the operating performance of the agricultural machinery automatic driving equipment.The system can be applied to the operation evaluation and quality appraisal of Beidou agricultural machinery satellite navigation auxiliary automatic driving systems, which can help to realize the policies of national agricultural machinery purchase subsidies and quality certification.
Keywords:satellite navigation; precision agriculture; autonomous driving; operating performance; detection system; PPK
中國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó),傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械受限于人工操作,勞動(dòng)強(qiáng)度大,作業(yè)質(zhì)量完全依賴于駕駛?cè)藛T的技能,野外夜間作業(yè)基本無(wú)法實(shí)現(xiàn)。隨著近幾年農(nóng)業(yè)機(jī)械數(shù)字化、智能化的發(fā)展,尤其是中國(guó)北斗產(chǎn)業(yè)的全面推廣,北斗農(nóng)機(jī)輔助自動(dòng)駕駛設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生,大大提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力,使得傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)播種、開(kāi)溝、覆膜、打藥等作業(yè)[1]中對(duì)直線度及結(jié)合線精度無(wú)法滿足的問(wèn)題得以徹底解決。
北斗農(nóng)機(jī)輔助自動(dòng)駕駛設(shè)備融合了北斗導(dǎo)航技術(shù)、慣性測(cè)量技術(shù)、計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制技術(shù),各組成部分的性能都將影響到其整機(jī)作業(yè)性能。目前,市場(chǎng)上的農(nóng)機(jī)輔助自動(dòng)駕駛設(shè)備良莠不齊,一些質(zhì)量問(wèn)題影響了用戶體驗(yàn)和作業(yè)效果。國(guó)家和地方政府在不斷加大政策引導(dǎo)和農(nóng)機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼力度,促進(jìn)農(nóng)機(jī)智能駕駛系統(tǒng)推廣的同時(shí),開(kāi)始著手促進(jìn)質(zhì)量檢測(cè)和認(rèn)證工作的落地[2]。
農(nóng)機(jī)輔助自動(dòng)駕駛設(shè)備的核心應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)作業(yè)。它是把導(dǎo)航模塊采集的位置數(shù)據(jù)作為控制系統(tǒng)感知參數(shù),進(jìn)而控制相應(yīng)的方向盤(pán)、轉(zhuǎn)向電機(jī)和液壓裝置[3]等,使得拖拉機(jī)在作業(yè)時(shí),自動(dòng)駕駛系統(tǒng)代替人工實(shí)現(xiàn)拖拉機(jī)作業(yè)方向的精準(zhǔn)控制。不難看出,農(nóng)機(jī)輔助自動(dòng)駕駛設(shè)備的作業(yè)精度主要體現(xiàn)在其對(duì)行駛方向的控制上。但目前國(guó)內(nèi)外對(duì)作業(yè)精度尚沒(méi)有統(tǒng)一和規(guī)范的指標(biāo)及評(píng)估方法。國(guó)外對(duì)農(nóng)機(jī)衛(wèi)星導(dǎo)航自動(dòng)駕駛作業(yè)精度的研究主要集中在利用實(shí)時(shí)RTK獲取精播和移種等作業(yè)軌跡,與標(biāo)記的地面實(shí)況點(diǎn)比對(duì)進(jìn)而獲取作業(yè)誤差的均值、方差等評(píng)估值方面[4-7]。但這類方法往往安裝耗時(shí)、操作復(fù)雜、效率較低,測(cè)量設(shè)備RTK精度也處在厘米級(jí)。近兩年在購(gòu)置補(bǔ)貼政策的引導(dǎo)和鼓勵(lì)下,國(guó)內(nèi)農(nóng)機(jī)輔助自動(dòng)駕駛系統(tǒng)檢測(cè)認(rèn)證的需求越來(lái)越大,也出臺(tái)了指導(dǎo)檢測(cè)的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn),一些農(nóng)機(jī)質(zhì)量鑒定部門(mén)據(jù)此開(kāi)始進(jìn)行檢測(cè)能力建設(shè),大多仍舊采用測(cè)繩和卷尺測(cè)量的人工方法,檢測(cè)誤差和測(cè)量不確定度均較大。一些國(guó)內(nèi)機(jī)構(gòu)參照國(guó)外成熟的導(dǎo)航產(chǎn)品,通過(guò)對(duì)農(nóng)機(jī)輔助自動(dòng)駕駛設(shè)備中導(dǎo)航模塊的定位精度[8]進(jìn)行分析來(lái)衡量系統(tǒng)的整機(jī)作業(yè)性能,但這種方法忽略實(shí)際作業(yè)場(chǎng)景,難以客觀反映真實(shí)作業(yè)性能。
研究農(nóng)機(jī)導(dǎo)航自動(dòng)駕駛作業(yè)指標(biāo)評(píng)價(jià)新技術(shù),搭建高效的檢測(cè)系統(tǒng),使產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)符合檢測(cè)認(rèn)證,要求對(duì)促進(jìn)國(guó)家購(gòu)機(jī)補(bǔ)貼政策落地和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)[9]新技術(shù)應(yīng)用推廣意義重大。第4期楊宏偉,等:農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛設(shè)備作業(yè)檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)河北工業(yè)科技第38卷
1檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.1檢測(cè)難點(diǎn)分析
現(xiàn)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[10-11]規(guī)定了農(nóng)機(jī)輔助自動(dòng)駕駛設(shè)備的基本要求和評(píng)價(jià)方法。一般測(cè)量方法如圖1所示,預(yù)先設(shè)定導(dǎo)航線端點(diǎn)A與B,沿AB線完成自動(dòng)作業(yè)后,以作業(yè)幅寬中心線為基準(zhǔn)。在穩(wěn)態(tài)直線跟蹤段均勻提取作業(yè)區(qū)域的邊界點(diǎn)若干個(gè),使用卷尺或傳感器量取邊界點(diǎn)至白色基準(zhǔn)線之間的距離,后用作業(yè)幅寬的一半減去該測(cè)量值,即為軌跡跟蹤誤差。其余指標(biāo)項(xiàng)目的檢測(cè)方法類似,人為測(cè)量中需人工判定作業(yè)邊界點(diǎn),但受田間試驗(yàn)場(chǎng)地的平整度影響,目測(cè)識(shí)別作業(yè)痕跡及邊界時(shí)存在極大困難,由此引入的不確定度也難以評(píng)估。
另一方面,為了滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)農(nóng)機(jī)輔助自動(dòng)駕駛設(shè)備2.5 cm的導(dǎo)航精度要求,檢測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量精度至少需要優(yōu)于8 mm。若使用實(shí)時(shí)RTK搭建檢測(cè)系統(tǒng),根據(jù)目前導(dǎo)航產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀,實(shí)時(shí)RTK水平標(biāo)稱精度基本處于± (20+1×D) mm(D為基線長(zhǎng)度,km)水平,該標(biāo)稱值與基線長(zhǎng)度、當(dāng)前載體速度、周圍環(huán)境因素等關(guān)系密切,尤其在信號(hào)遮擋、差分鏈路不穩(wěn)定等干擾下其定位結(jié)果容易產(chǎn)生野值與噪點(diǎn),最終影響檢測(cè)精度。同時(shí)檢測(cè)設(shè)備需要使用慣性測(cè)量部件完成場(chǎng)地平整度[12]的監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集,以消除其對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。
1.2 基本組成及工作原理
檢測(cè)系統(tǒng)基本組成如圖2所示,基準(zhǔn)站工作在網(wǎng)絡(luò)差分狀態(tài),自身位置精度處于厘米級(jí),同時(shí)將采集原始觀測(cè)量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于本地,配置移動(dòng)電源供電,滿足野外田間測(cè)試的需求。硬件采集設(shè)備作為移動(dòng)站,核心組件是組合導(dǎo)航系統(tǒng),使用時(shí)將衛(wèi)星導(dǎo)航的天線安裝于拖拉機(jī)頂部中心軸線上,并使用支架將慣性部件安裝在天線附近,量取天線相位中心與慣導(dǎo)中心的桿臂值。使用中將天線接收的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào),通過(guò)功分器一路輸出至被測(cè)的輔助自動(dòng)駕駛系統(tǒng),另一路輸出至檢測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)同一時(shí)空環(huán)境下對(duì)被試樣機(jī)的作業(yè)數(shù)據(jù)采集,基站和移動(dòng)站的距離滿足短基線環(huán)境以保障后處理精度。
測(cè)試結(jié)束后使用動(dòng)態(tài)后處理技術(shù)PPK(post processing kinetic),將基站原始觀測(cè)數(shù)據(jù)和移動(dòng)站觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行深耦合處理[13],處理中利用采集的GNSS偽距、偽距率修正INS觀測(cè)量,INS數(shù)據(jù)在衛(wèi)星星歷參數(shù)的輔助下,同步計(jì)算載體相對(duì)于GNSS衛(wèi)星的偽距和偽距率,并用該信息輔助GNSS信號(hào)的接收和碼環(huán)鎖相過(guò)程,雙向信息交互增強(qiáng)了GNSS信號(hào)的快速捕獲和抗干擾能力,從而提高了GNSS的接收機(jī)精度、動(dòng)態(tài)性能和可靠性。處理完成后得到農(nóng)機(jī)作業(yè)的高精度軌跡數(shù)據(jù),并以評(píng)估軟件適配的txt格式輸出,進(jìn)而導(dǎo)入評(píng)估軟件,即可實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)作業(yè)的軌跡跟蹤誤差、作業(yè)間距誤差、上線距離、抗擾續(xù)航時(shí)間和停機(jī)起步誤差的檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)。
與現(xiàn)有的其他檢測(cè)設(shè)備相比較,該系統(tǒng)在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中,利用網(wǎng)絡(luò)差分服務(wù)將基站坐標(biāo)固定在已知值[14],以確保PPK及深耦合處理中基站位置精度處于厘米級(jí),同時(shí)和移動(dòng)站處于穩(wěn)定的短基線環(huán)境,從而實(shí)現(xiàn)移動(dòng)站在低速動(dòng)態(tài)環(huán)境下的毫米級(jí)處理精度。同時(shí)組合導(dǎo)航系統(tǒng)將極大地提高對(duì)環(huán)境工況的抗干擾能力[15-16],避免出現(xiàn)噪點(diǎn)而影響采集數(shù)據(jù)的連續(xù)性和可靠性。
1.3硬件采集設(shè)備設(shè)計(jì)
整體采用一體化集成設(shè)計(jì),如圖3所示,包括電氣底板、通信電臺(tái)、組合導(dǎo)航系統(tǒng)、存儲(chǔ)模塊和電池。高精度組合導(dǎo)航系統(tǒng)采用雙天線配置,通信電臺(tái)自帶通信天線,電氣底板上設(shè)計(jì)有電源模塊、接口模塊和觸發(fā)模塊。機(jī)殼上裝有狀態(tài)指示燈、電源開(kāi)關(guān)、充電接口、指令設(shè)置的串口和存儲(chǔ)卡插槽。電池采用內(nèi)置方式。
組合導(dǎo)航系統(tǒng)選用成熟的定型產(chǎn)品,具備多系統(tǒng)多頻點(diǎn),用于獲取作業(yè)農(nóng)機(jī)的位置和姿態(tài)信息觀測(cè)量,采用雙天線測(cè)向模式,實(shí)現(xiàn)慣性測(cè)量單位的快速收斂和初始化[17],衛(wèi)導(dǎo)和慣導(dǎo)觀測(cè)量以組合模式傳送至電氣底板接口模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)分發(fā),采集數(shù)據(jù)的更新率為10 Hz,最后傳送至存儲(chǔ)模塊,以組合導(dǎo)航系統(tǒng)默認(rèn)的觀測(cè)量輸出格式存儲(chǔ)于SD卡中。
通信電臺(tái)選用4G-DTU模塊[18]。一端通過(guò)天線與TCP協(xié)議建立無(wú)線數(shù)據(jù)連接,實(shí)現(xiàn)上位機(jī)端的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè),另一端通過(guò)RS232總線與電氣底板連接,實(shí)現(xiàn)上位機(jī)端與系統(tǒng)的交互通信。
存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)高精度組合導(dǎo)航系統(tǒng)或GNSS系統(tǒng)輸出的原始數(shù)據(jù),同樣由電源模塊進(jìn)行電壓管理,提供5 V電源,其連接至機(jī)殼上的存儲(chǔ)卡槽,采用RS422串口通道進(jìn)行數(shù)據(jù)拷貝。
電氣底板上電源模塊將電池電壓轉(zhuǎn)換為高精度組合導(dǎo)航系統(tǒng)、通信電臺(tái)、存儲(chǔ)模塊所需要的電壓。電壓信號(hào)通過(guò)2只開(kāi)關(guān)電源芯片,分別產(chǎn)生組合導(dǎo)航系統(tǒng)所需的12 V電源以及通信電臺(tái)和存儲(chǔ)模塊所用的5 V電源。
在接口連接設(shè)計(jì)上[19],GNSS系統(tǒng)的第一TTL串口可通過(guò)電氣底板上的TTL轉(zhuǎn)RS422接口電路連接至存儲(chǔ)模塊,GNSS系統(tǒng)的第二、第三TTL串口可通過(guò)電氣底板分別與2個(gè)通信電臺(tái)的TTL串口進(jìn)行交叉連接;高精度組合導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的2路標(biāo)準(zhǔn)RS232串口信號(hào),可通過(guò)電氣底板上的RS232轉(zhuǎn)TTL接口電路與2個(gè)通信電臺(tái)的TTL串口進(jìn)行交叉連接。
1.4評(píng)估軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
用于農(nóng)機(jī)輔助自動(dòng)駕駛設(shè)備作業(yè)性能檢測(cè)的專用軟件,其讀取硬件采集的拖拉機(jī)作業(yè)軌跡數(shù)據(jù)后,提取其中的位置信息和時(shí)間信息,結(jié)合軟件界面輸入的作業(yè)參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算,輸出作業(yè)性能指標(biāo)的檢測(cè)結(jié)果。為提供良好的人機(jī)界面,軟件提供導(dǎo)航線設(shè)置區(qū)域、檢驗(yàn)分項(xiàng)菜單區(qū)域、地圖及標(biāo)記區(qū)域、結(jié)果顯示區(qū)域、分項(xiàng)參數(shù)設(shè)置及操作區(qū)域。
采用 JavaScript 進(jìn)行開(kāi)發(fā)[20]。測(cè)試評(píng)估軟件的流程如圖4所示,軌跡文件讀取完成后,從地圖顯示上提取導(dǎo)航線起始位置坐標(biāo),使用方向切換模塊繪制8條正確的導(dǎo)航線,顯示正確后,根據(jù)所選的檢測(cè)分項(xiàng),設(shè)置參數(shù)模塊。以硬件測(cè)試設(shè)備采集的姿態(tài)角數(shù)據(jù)(俯仰角及橫滾角)作為地面平整度數(shù)據(jù),設(shè)置合適的閾值,當(dāng)姿態(tài)角超過(guò)閾值時(shí)將對(duì)應(yīng)時(shí)刻的位置數(shù)據(jù)作為噪點(diǎn)剔除,剩余數(shù)據(jù)參與后續(xù)計(jì)算。模塊中直線行駛誤差計(jì)算按照式(1)和式(2) 計(jì)算,作業(yè)間距誤差按照式(3)和式(4)計(jì)算,上線距離、抗擾續(xù)航時(shí)間和停機(jī)起步誤差的統(tǒng)計(jì)均按照標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行[10]。將計(jì)算后的結(jié)果顯示在對(duì)應(yīng)窗口中,然后根據(jù)地圖標(biāo)記判斷結(jié)果是否符合要求,進(jìn)而導(dǎo)出報(bào)表。
Li=axi+byi+ca2+b2,i=1,2,…,n,(1)
SL=∑ni=1L2in,(2)
式中:Li為采集的位置樣本點(diǎn)距離預(yù)設(shè)導(dǎo)航線的水平距離,通過(guò)獲取的導(dǎo)航線起始位置點(diǎn)的坐標(biāo)確定參數(shù)a,b,c;(xi,yi)為第i個(gè)定位結(jié)果在站心地平坐標(biāo)系下的北、東坐標(biāo),單位為m;SL為直線行駛誤差最終統(tǒng)計(jì)結(jié)果。
ΔHi=Hi-H0,i=1,2,…,n,(3)
S=∑ni=1ΔHi2n,(4)
式中:Hi為實(shí)際作業(yè)軌跡間距;H0為預(yù)設(shè)間距;S為作業(yè)間距誤差最終統(tǒng)計(jì)結(jié)果。
2系統(tǒng)試驗(yàn)
為了驗(yàn)證檢測(cè)系統(tǒng)的可用性和工作穩(wěn)定性,在狀態(tài)良好的2臺(tái)裝配有輔助自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的輪式拖拉機(jī)樣機(jī)上加裝檢測(cè)系統(tǒng),分別選取2塊面積均大于100 m×50 m的硬化場(chǎng)地和農(nóng)田熟地進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)速度均設(shè)定為7 km/h,直線行駛的穩(wěn)定區(qū)段大于80 m,硬化場(chǎng)地內(nèi)使用華夏954 輪式拖拉機(jī)(發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定功率69.9 kW,裝配AG302BD-2.5GD型自動(dòng)駕駛系統(tǒng)),熟地(試驗(yàn)前經(jīng)過(guò)耕深為20.5 cm的犁具平整)內(nèi)使用山托MG2104 輪式拖拉機(jī)(發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定功率155 kW,裝配FARMSTARF2BD-2.5RD型自動(dòng)駕駛系統(tǒng)),如圖5所示。
圖6顯示了硬化場(chǎng)地和農(nóng)田熟地中的驗(yàn)證結(jié)果。界面中紅色曲線為拖拉機(jī)實(shí)際作業(yè)軌跡,黑色直線為預(yù)設(shè)導(dǎo)航線,左下方為統(tǒng)計(jì)結(jié)果。表1中整理了2種場(chǎng)地中的檢測(cè)結(jié)果,軌跡跟蹤誤差和作業(yè)間距誤差均在穩(wěn)定區(qū)段內(nèi)完成位置樣本(即軌跡點(diǎn)定位結(jié)果)采集,采集的位置樣本數(shù)量分別為428和402,上線距離、抗擾續(xù)航時(shí)間和停機(jī)起步誤差均測(cè)試3次,取其均值為最終結(jié)果。2臺(tái)試驗(yàn)樣機(jī)作業(yè)性能的檢測(cè)結(jié)果均在標(biāo)準(zhǔn)要求[10]范圍內(nèi),且與對(duì)應(yīng)機(jī)型農(nóng)機(jī)輔助自動(dòng)駕駛設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)規(guī)格相符合。不難看出,軌跡跟蹤精度和間距誤差指標(biāo)在水泥硬化區(qū)域的測(cè)試結(jié)果要優(yōu)于農(nóng)田熟地,這也與實(shí)際場(chǎng)地條件相一致。
3結(jié)語(yǔ)
針對(duì)農(nóng)機(jī)導(dǎo)航自動(dòng)駕駛設(shè)備作業(yè)性能的質(zhì)量鑒定需求,設(shè)計(jì)完成了一種高精度動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng),極大地提高了檢測(cè)的效率和精度。
該檢測(cè)系統(tǒng)具有以下特點(diǎn):1)可在檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)固定基站坐標(biāo),自建短基線檢測(cè)環(huán)境,具備較好的場(chǎng)地適應(yīng)性,同時(shí)可以確保PPK處理精度;2)綜合運(yùn)用PPK及組合導(dǎo)航深耦合處理技術(shù),實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)系統(tǒng)的毫米級(jí)精度提升,同時(shí)保障了系統(tǒng)的高可靠性和抗干擾性;3)硬件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊、功能完備,使用便捷;4)設(shè)計(jì)的專業(yè)軟件提供了友好的交互環(huán)境和自動(dòng)化處理流程,極大地提高了檢測(cè)效率。
目前該系統(tǒng)經(jīng)第三方計(jì)量機(jī)構(gòu)校準(zhǔn)合格后,已應(yīng)用于農(nóng)業(yè)部農(nóng)機(jī)鑒定總站的型式試驗(yàn)及認(rèn)證工作中,產(chǎn)生了較好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。但本研究遺留了2個(gè)問(wèn)題:一是系統(tǒng)試驗(yàn)階段,地面平整度和環(huán)境噪聲對(duì)檢測(cè)精度的影響尚未進(jìn)行詳實(shí)的試驗(yàn)與分析,檢測(cè)系統(tǒng)精度還有進(jìn)一步提升的空間;二是檢測(cè)系統(tǒng)配置PPK后處理軟件增加了系統(tǒng)本身的成本,影響其使用及推廣。今后將在本研究的基礎(chǔ)上,對(duì)遺留問(wèn)題進(jìn)行持續(xù)研究,以進(jìn)一步提高檢測(cè)精度并降低成本,提升系統(tǒng)的應(yīng)用潛力和推廣度。
參考文獻(xiàn)/References:
[1]張野,張瑞宏,金亦富,等.基于北斗導(dǎo)航的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)在農(nóng)用拖拉機(jī)上的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)裝備技術(shù),2016,42(3):8-10.
[2]耿楷敏,宋仁龍.農(nóng)機(jī)導(dǎo)航自動(dòng)駕駛系統(tǒng)前裝認(rèn)證研究[J].農(nóng)機(jī)科技推廣,2019,204(10):28-30.
[3]唐天石.淺談液壓和電動(dòng)兩種農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛的方式[J].農(nóng)業(yè)工程技術(shù),2019,39(36):70-72.
[4]PREZ-RUIZM P,SLAUGHTERD C,GLIEVER C J.Automatic GPS based in tra-row weed knife control system for transplante drow crops[J].Computers and Electronics in Agriculture,2012,80:41-49.
[5]YAO? L,LI L,ZHANG M.Automatic guidance of agricultural vehicles based on global positioning system[J].IFIP Artificial Intelligence Applications and Innovations,2005,186:617-624.
[6]PREZ-RUIZ M,CARBALLIDO J,AGUERA J,et al.Assessing GNSS correction signals for assisted guidance systems in agricultural vehicles[J].Precision Agricultural,2011,12:639-652.
[7]MAGAR A P,SINGH M,MAHAL J S.Efficient tractor operation through satellitenavigator[J].Scientific Research and Essays,2014,9(17):768-777.
[8]中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室.BD 420009—2015:北斗/全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)測(cè)量型接收機(jī)通用規(guī)范[S].2015.
[9]王宗岐.精確農(nóng)業(yè)理念對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)的影響及新機(jī)型應(yīng)用展望[J].農(nóng)機(jī)使用與維修,2020(2):108.
[10]中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì).T/CAAMM 13—2018.農(nóng)業(yè)機(jī)械衛(wèi)星導(dǎo)航自動(dòng)駕駛系統(tǒng)前裝通用技術(shù)條件[S].2018.
[11]GB/T 37164—2018.自走式農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航系統(tǒng)作業(yè)性能要求及評(píng)價(jià)方法[S].
[12]萬(wàn)豪,莫中秋,張宇.農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)駕駛系統(tǒng)軌跡跟蹤誤差測(cè)試[J].無(wú)線電工程,2020,50(5):373-376.
WAN Hao,MO Zhongqiu,ZHANG Yu.Test of trajectory tracking error of agricultural machinery automatic driving system[J].Radio Engineering,2020,50(5):373-376.
[13]智奇楠,周俊,李梟楠,等.高精度GNSS/INS組合定位測(cè)姿系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[J].科技與創(chuàng)新,2019(17):42-45.
[14]柴艷菊,陽(yáng)仁貴,王海濤,等. GPSINSIGG1.0軟件與IE軟件結(jié)果對(duì)比分析[C]//第三屆中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會(huì).廣州:中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會(huì)組委會(huì),2012:42-47.
[15]徐丹龍.BDS/GPS組合動(dòng)態(tài)測(cè)量效果分析[J].測(cè)繪與空間地理信息,2020,43(2):128-131.
XU Danlong.Analysis of BDS/GPS and combined dynamic measurement[J].Geomatics & Spatial Information Technology,2020,43(2):128-131.
[16]劉洋,曾群意,李建軍,等.組合GNSS系統(tǒng)定位數(shù)據(jù)質(zhì)量與精度比較分析[J].北京測(cè)繪,2020,34(1):118-122.
LIU Yang,ZENG Qunyi,LI Jianjun,et al.Comparison and analysis of quality and accuracy of positioning data of combined GNSS system[J].Beijing Surveying and Mapping,2020,34(1):118-122.
[17]李?yuàn)檴?低成本MEMS-INS/GNSS組合導(dǎo)航動(dòng)基座初始對(duì)準(zhǔn)技術(shù)研究[D].武漢:武漢大學(xué),2018.
LI Shanshan.Research on In-motion Alignment Technology of Low-cost MEMS-INS/GNSS[D].Wuhan:Wuhan University,2018.
[18]宋俊慷,黃秀梅,楊秀增.物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)放平臺(tái)在智慧農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與科技,2020,31(18):89-91.
[19]蘇燕,周士龍.RS232-RS422/RS485/TLL信號(hào)轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)[J].山東商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2012,12(2):92-94.
SU Yan,ZHOU Shilong.The design points of RS232 -RS422/RS485/TLL signal converter[J].Journal of Shandong Institute of Commerce and Technology,2012,12(2):92-94.
[20]ZAKAS N C. JavaScript 高級(jí)程序設(shè)計(jì)[M].李松峰,曹力,譯.2版.北京:人民郵電出版社,2010.