桂農機辦〔2018〕124號
各有關企業,各有關市、縣(區)農機局(農委、農業局、農林水利局):
為落實自治區人民政府辦公廳《關于印發廣西北斗綜合應用示范項目工程實施方案(2017—2018年)》和《廣西壯族自治區農業機械化管理局關于印發廣西北斗綜合應用示范項目工程實施方案(2017—2018年)的通知》要求,經充分討論研究,形成《廣西基于北斗衛星導航自動駕駛系統技術指導意見》(試行),現予以印發,各地請參考本指導意見,結合糖料蔗生產機械化實際,加快推廣應用。
廣西壯族自治區農業機械化管理局
2018年5月31日
廣西基于北斗衛星導航自動駕駛系統 技術指導意見(試行)
根據廣西壯族自治區人民政府辦公廳發電《廣西壯族自治區人民政府辦公廳關于印發廣西北斗綜合應用示范項目工程實施方案(2017—2018年)的通知》要求,結合深入貫徹落實國家四部委《推進廣西甘蔗生產全程機械化行動方案》,從建設農機、農藝、信息化高度融合的“雙高”基地入手,積極先行先試,加快廣西糖料蔗機械深耕深松、種植、開行、植保、收獲等環節基于北斗的智慧農機應用,推動廣西北斗綜合應用項目示范工程建設,針對廣西實際,特制定本指導意見。
一、指導思想
緊抓糖業發展的重大契機,面向蔗糖生產的重大需求,堅持創新驅動、加強統籌協調、突出要素聚集、積極先行先試、加快成果惠民,充分發揮北斗作為戰略性新興產業的突破尖兵作用,打造自主創新的導航與位置服務產業集群,促進和引領自治區蔗糖產業轉型升級,為廣西糖料蔗生產機械化率先形成創新驅動的發展格局做出貢獻。
二、主要目標
(一)實現標準化種植,提高聯合機收效率。利用北斗導航系統,實施拖拉機、甘蔗收獲機、甘蔗種植機組自動駕駛,達到甘蔗種植開行直且行距均等,提高蔗地利用率;提高甘蔗中耕培土、植保、收獲作業機具行間行駛精準度,確保蔗株、宿根免受碾壓;提高甘蔗聯合收獲效率,降低作業成本。
(二)實現遠程監控。利用北斗導航系統、移動通訊系統配套技術和系統軟件,實現對配置自動駕駛系統的拖拉機、甘蔗收獲機、甘蔗種植機組、自走式植保機、植保無人機的遠程定位監控,了解作業情況。
三、北斗農機自動導航駕駛系統的特點
(一)農機作業誤差在2.5厘米內。
(二)減輕駕駛員的疲勞,節省燃油的用量。
(三)自動計算播種的面積,是否有重播漏播。
(四)不受天氣的影響,24小時都可以作業。
(五)地塊儲存,工作過的地塊不需要重新設定路線。
(六)觸摸屏操作,簡單快捷的操作。
(七)除地邊需要人工操作,采用全程自動控制的模式。
四、應用領域
(一)應用領域。目前,基于北斗衛星導航自動駕駛系統技術主要應用于全區糖料蔗生產全程機械化,為其他作物機械化應用打下基礎。
(二)配套機具。該技術主要與拖拉機、自走式植保機、植保飛機、聯合收獲機等專門用于糖料蔗生產機械化耕種管收作業的機具配套使用。
五、裝備建設
(一)平臺建設。
積極爭取和整合各類資金,在各級農機主管部門、種植農場、農機專業合作社等發展建設一批以室內計算機辦公軟件為遠程監控平臺和led大屏幕,以新型智能終端為載體,集成導航定位、自動駕駛、作業實時監測、信息采集服務的位置運營服務平臺。綜合采用gis地理信息技術、北斗定位、web、app等多種信息技術手段,結合車載智能終端實時上傳的數據,可以對平臺內所有的農機車輛,進行實時的位置監控及運行工況監控,并自動保存歷史作業軌跡,隨時查看作業機具、畝數、作業質量(深松作業深度)、合格率、作業時長等數據,讓農機業主及相關管理人員可以隨時了解機械設備運行狀態和作業數據。平臺建設將統一規劃技術體系架構,統一設計終端硬件標準,統一設計數據傳輸協議及數據存儲模型,統一設計平臺外部接口,采用適當的技術手段及管理手段,保證平臺數據不被非法竊取,盡量保證平臺網絡不會因黑客攻擊而受到影響,或將影響降至最低。平臺數據在傳輸過程中,要對機密信息進行必要的加密處理,防止數據被非法竊聽或篡改。既滿足平臺未來發展的需要,也充分考慮當前實際情況,做到立足當下,放眼未來。
(二)基站建設。整合各類資金建設基站,包括固定基站和移動基站建設,總體加大北斗衛星信號強度,基本做到機械作業區域信號全覆蓋,信號源穩定有效。
(三)裝配終端。主要加快糖料蔗生產機械化基于北斗導航自動駕駛系統技術應用,推進機械深耕深松、種植、開行、植保、收獲等環節應用基于北斗導航自動駕駛系統技術,擴大高效機收蔗地作業面,進一步提高機收作業水平。
六、安裝調式及達到基本功能指標
(一)農機信息化管理平臺。通過安裝計算機辦公軟件遠程監控平臺和led大屏幕,實現農機信息、農機全生命周期、農機實時位置管理和農機綜合調度指揮、歷史軌跡跟蹤、作業工時統計分析、基礎信息管理等功能的運營服務平臺。
1.農機信息管理。建立健全廣西農機、各地各級農機主管部門和單位信息基礎數據庫,通過人工錄入、批量導入、數據接口傳入等手段,對數據庫進行不斷地完善。農機信息管理模塊對如下信息內容進行有效管理,如:農機類型、型號、車架號、最大功率、出廠日期、車主姓名、身份證號碼、主要作業區域等。
2.農機全生命周期管理。根據準確的農機基礎信息,對農機的生命周期進行精細化管理。管理人員實時了解處于不同生命周期階段的車輛信息,并根據相關政策法規做出相應的管理。
3.農機實時位置管理。通過綜合采用gis地理信息技術、gps定位、web、app等多種信息技術手段,結合車載智能終端實時上傳的數據,可以對平臺內所有的農機車輛,進行實時的位置監控及運行工況監控。讓農機業主及相關管理人員可以隨時了解每一輛農機車輛運行狀態。
4.農機綜合調度指揮。在遇農忙或抗災時,平臺管理人員可以通過平臺對所轄區域所有農機車輛分布進行動態靈活調度,完成對調度指令/信息的準確下達,同時可以在gis地圖上實時查看監控農機車輛運行情況。各級管理人員可以根據實際情況在gis地圖上標記調度方案,用以完成與各子級單位之間的信息共享及交互。農機手通過手機終端接收統一調度指令/信息,并可以根據實際情況做出適當的回應。
5.歷史軌跡跟蹤。系統記錄每一臺農機車輛運行的數據,農機業主及相關管理人員可以通過本平臺隨時對車輛的歷史運行情況進行了解及分析。具體的包括:歷史運行軌跡分析、歷史運行狀況分析等。
6.作業面積統計分析。平臺管理人員可以對農機的實時作業面積情況進行了解,并且作業面積信息還將作為農機業主進行結算的重要依據。本系統對農機作業面積進行統計。可以及時了解到每一次作業的面積信息,便于結算。同時,該作業面積信息還會上傳至平臺數據庫,為后續的統計分析提供數據基礎。通過平臺提供的作業面積統計分析功能,可以及時了解總體的農業機械化作業情況,為后續的分析決策提供最準確的數據依據。
7.作業工時統計分析。對于那些不適合用作業面積來進行衡量的作業,車載終端還會記錄下每一次的有效作業工時,為用戶提供準確的工時統計分析。
8.基礎信息管理。平臺提供了多種基礎信息的管理功能,具體包括:車輛信息管理、農機操作手資質管理、車載終端信息管理等。
(二)基站安裝。
基站首次組裝要有專業技術人員負責安裝和培訓,管理人員要了解基站組裝程序、各種操作、按鍵說明、指示燈類別、波特率設定、基站注冊、設置主板,注意檢查電臺頻道和波特率設置、信號相關狀態等內容。一般分為固定基站和移動基站。
1.固定基站安裝。糖料蔗種植相對集中的片區建設區域固定基站,每個基站輻射信號為半徑10公里以上,建設固定機房庫,架設天線,水電供應到位,安排專人管理。
2.移動基站安裝。在偏遠作業地區隨機攜帶移動基站,用以增強北斗信號,信號覆蓋半徑3平方公里以上,信號盒和天線需架設穩定,穩定12伏直流電源。
(三)北斗農機自動導航駕駛安裝。北斗農機自動導航駕駛系統利用高精度的衛星定位導航,由行車控制器對農機液壓系統進行控制,農機可以按照設定的路線自動行駛,并在車載顯示器上顯示相關圖形化信息。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),進行蔗地全程機械化作業,可用于機械化整地、起壟、開行、種植、培土、噴藥、收割、宿根管理等,達到作業精準的目的。以轉向閥控制為例,安裝包括:
1.顯示器的安裝。顯示器的安裝位置選取應便于駕駛員操作。
2.天線的安裝。gnss衛星天線的安裝:在保證兩天線安裝位置連接線與后軸平行,兩天線距離為1.2(含)以上的前提下,選擇合適的位置(可以靠近車輛后軸)。電臺天線的安裝:安裝在車頂水平位置即可 ,不要離衛星天線太近。
3.控制器(ecu)的安裝。將ecu按照垂直于任意一個軸(90度)的方式進行安裝,先安裝固定好ecu固定板,再進行ecu的安裝,將兩根線纜連接后再進行固定ecu,不要將工具箱或其他物品放置在ecu上面。
4.角度傳感器的安裝。由于安裝位置以及車輛轉向角度這些選項的可能性是多種多樣的,安裝人員的職責是確認好每一端要用到的準確長度并切割連接桿。如果沒有提前核實好車輛本身轉向方面的情況就安裝,在輪子轉動時有可能會損壞傳感器部件或者車輛。
5.液壓閥的安裝。要求液壓閥總成安裝穩固,進出油路線路對應連接,無滲漏。
七、導航的設置
安裝完成后,在專業技術人員的指導下進行導航設置,依次進行導航注冊、差分設置、電臺設置、車輛設置、水平校準、轉向校準、零曲率等操作。
八、作業的建立
校準完成后,進入作業模式,首先進行作業管理,創建新的作業。新安裝車輛需先新建田塊,進入新建地塊界面,創建地塊,然后在創建的地塊里創建作業,取農具與車輛的數據,設置a點,手扶方向盤,保證車輛空跑到地的另一頭,把車停正,點“b”圖標設置b點,則ab線設置完成。
九、測試作業效果及調試
測試作業效果及調試主要就是天線偏移的校正,用導航控制車輛跑一個來回,根據始發點和導航返回到達點的距離,左右調整天線,以最終車輛掛上農具后,達到標準數據范圍內為準。
十、注意事項
(一)安裝天線時注意電源線與蓄電池正負級不要接反。
(二)電臺設置、頻道要與基站相對應。
(三)自動駕駛作業時注意地頭地塊中墳頭、線桿、石塊、溝渠等。
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