(1)在没有农具的情况下,对已安装的拖拉机进行1000m测试。在1000m范围内设置3个点来回走动几次,观察这3个点的误差。将误差调整到较小距离,以达到北斗农业导航的指定范围。这样做的优点是将拖拉机调整到位,并且在连接农机后误差较大时,仅需调整农机,而无需考虑拖拉机的直立问题。在调整拖拉机的同时,对驾驶员和驾驶员进行了北斗农业导航的实际操作培训,为将来驾驶员和驾驶员的操作奠定了良好的基础。(2)将拖拉机挂在播种机上后,在1000m范围内设置3个点,操作方法同上。通过以上反复调试,驾驶者基本可以掌握北斗导航自动驾驶系统,然后再下地。
激光平地机的优点是控制精度高,设备制造成本低。缺点是作业半径有限,作业环境适应性差,如风,沙,尘,雾霾等天气无法正常作业,作业用地的高低差大,信息化程度低。与卫星平地机相比,优点恰好是北斗农业导航的缺点。卫星平地机的工作半径远大于400米激光平地机的较大工作半径。理论上,工作半径不小于5000米。它对操作环境具有很强的适应性。它不受恶劣天气的影响,对地块高差没有限制,信息化程度高。北斗农业导航的缺点是控制精度低于激光平地机。卫星平地机的控制精度为3厘米,激光平地机的控制精度为2.5厘米。卫星平地机的制造成本高于激光平地机的制造成本。
研究激光控制平地技术应用原理,开发了激光控制平地系统,农田三维地形测量系统和激光控制平地决策支持系统,构建了适合我国实际情况的低成本北斗农业导航机械。其中,激光控制平地系统由激光发射器,激光接收器,控制器,平地铲运设备组成。激光发射器选用的激光扫平仪,作为激光控制平地系统的激光发射器;北斗农业导航采用双重滤光技术滤除干扰光,实现了信号的接收、处理、转换和传送.控制器采用模糊控制算法输出控制信号,实现了对平地铲运设备中的液压系统的控制。
北斗农业导航采用高精度的卫星定位技术,通过视觉计算获得参考平台,并使用准确的仰角信息控制水准仪的起降,以实现水准仪操作。 IGS卫星水准仪主要由基站,卫星接收机,卫星天线,控制器,显示屏,液压控制系统,水准仪等组成。产品优势;1、可节省30-50%的灌溉用水。2、提高肥料利用率20%以上。3、可提高作物产量20〜30%。4、提高土地利用率3%-7%。工作准则;北斗农业导航上的卫星接收天线获取耕地的指示坐标和高程信息,经过处理后形成耕地的三维地形图,然后根据用户需求可视化分析以获得耕地坡度信息,以供参考。
激光平整系统主要由激光发射器,激光接收器,控制器和液压工作系统组成。其工作原理是:激光发射器发射参考圆平面旋转光束,可旋转360度(也可提供参考斜率),安装在刮板支撑伸缩杆上的接收器经过由控制器处理液压执行器根据需要控制刮板的上下运动,以完成地面平整操作。北斗农业导航主要由液压泵,溢流阀,电磁换向阀,分流和收集阀,液压缸等组成。其中,液压油泵由机头的动力输出轴(动力)驱动;电磁换向阀利用机头(电源)电源控制油路的方向。分流阀和集流阀的自动调节使两组气缸达到速度和行程同步。溢流阀,以确保系统压力恒定或限制其高压;液压缸作为系统的执行元件,实现了稻田北斗农业导航的正常运行。
为了提高拖拉机在农田环境中自主导航作业的控制精度,设计开发了3种基于不同类型电机的方向盘转向控制系统,在分析步进电机,伺服电机和步进伺服电机3种电机的参数及其性能差异的基础上,设计了北斗农业导航自动转向执行机构,并配备了工控机PC、PLC控制器、前轮转角检测机构和GNSS定位系统等设备。设计了工控机车载终端软件,能够实现自动导航的嵌套双闭环控制及相应PID控制算法,设计了控制系统的电气原理图和PLC转向程序,在混凝土路面和田间播种作业两种工况下进行了拖拉机自动导航实验。实验结果表明,当拖拉机作业速度为0.8m/s时,两种实验条件下,步进北斗农业导航的均方根误差分别为8.81cm和12.09cm,伺服电机导航系统的均方根误差分别为4.85cm和10.55cm,步进伺服电机导航系统的均方根误差分别为4.54cm和5.53cm,步进伺服电机在方向盘转向控制系统中自动导航效果较好。