
从世界自动驾驶设备的发展历史来看,后安装方法在早期发展很快,但随着时间的流逝,前安装方法得到了迅速的推广并逐渐成为主流。目前,Deere,Case New Holland和AGCO都已经形成了相对稳定的预安装解决方案,用于通过并购或战略合作进行自动驾驶。卫星整地机安装具有以下优点。前置系统的液压管线,电路,传感器,显示器以及其他液压和电子组件具有良好的装配一致性。它们在工厂经过严格测试,并享受制造商的三包政策。卫星整地机后装配件属于出厂后的已装配件,可靠性差,损坏的三包也将受到影响。

预装自动驾驶导航系统的主要困难在于自动驾驶控制系统的开发以及系统组件的合理安装和准确调试。(1)液压转向系统的开发;作为卫星整地机的主要组成部分,液压阀的加工精度,安装调试的精度以及组装方法会影响农业机械运行的精度。(2)显示控制系统的开发;作为卫星整地机的控制终端,需要在显示器上对显示器进行触摸控制。(3)传感器和天线的布局;角度传感器和卫星天线是高精度组件,在收集外部信号中起关键作用。只有合理的安装位置才能避免信号错误和错误。(4)线束和液压管路的布置;线束和液压管道的布局应集中在保护性能上。(5)整机调试;针对整机调试的特殊工艺规范的开发,GNSS天线的固定安装位置以及准确的车身数据,可以有效地提高系统的稳定性和控制精度。

该系列卫星平地控制系统性能稳定,水准仪精度为±2CM,可支持水平,平坦地面。信号通过无线电发送,并且调平操作不受地形高度差的限制,并且不受恶劣天气的影响。只要有卫星信号,卫星整地机就可以全天工作,大大提高了找平效率和设备利用率。无线电传输距离长,特别适合大规模操作。该系统还配备了一个数据返回模块,该模块将调平过程参数以及车辆位置和速度上传到服务器。用户可以方便地在校平平台上查看校平操作和车辆状况,并管理校平操作。在卫星整地机上配置的地面基站也可以与导航基站一起使用,从而提高了设备的多功能性。支持中英文界面,产品正逐步推向海外市场。

激光平地机是使用激光束作为反馈控制的农田平地机。其工作原理是激光发射器发出的旋转光束在工作现场上方形成一个平面,该平面是卫星整地机的基准平面。激光接收器安装在伸缩杆上,靠近平铲的刀片。当接收器检测到激光信号时,它将连续向控制器发送信号。控制器收到高度变化信号后,将自动进行校正。该信号控制液压控制阀以改变液压油流向气缸的方向和流量,并自动控制铲子的高度以完成地面平整操作。卫星整地机主要由激光发射器,激光接收器,控制器,液压系统和校平铲组成。

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,设计了卫星整地机自动转向执行机构,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,步进卫星整地机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。

车载控制器采用GNSS高精度板,无线电模块和主控板,并采用单天线定位方案,实时接收基站无线电广播数据,并获得高精度的定位和仰角信息。通过控制器内置的GNSS高精度板,通过主控板分析差分数据,实时计算平地机的实时高度并控制高度,从而使卫星整地机成为始终保持在相同的高度以实现找平操作。GPS传输模块主要实现实时定位信息和海拔信息的传输;车载控制器实时计算GNSS天线的位置和高度信息,并以自动模式控制平地机;电磁阀控制模块主要是传递控制器的指令,使平地机上的卫星整地机能够作出相应的响应,从而达到校平的效果;