Останнім часом серед аграріїв все більшої популярності набуває технологія автоматичного управління. Йдеться про автоматичне керування сільськогосподарськими транспортними засобами з використанням супутникового обладнання (наприклад, GPS-приймача).
Передумовами інвестування у цю технологію є висока вартість енергоносіїв та доступні ціни на системи автоматичного керування. Чимало переваг, які отримує аграрій від її впровадження, є доволі очевидними, проте існують і додаткові. Головними серед них є:
1) Зменшення пропусків і перекриття;
2) Допомога оператору;
3) Можливість роботи в умовах поганої видимості;
4) Мінімальне налаштування і гарантія;
5) Простота в експлуатації.
Три типи автоматизації управління сільськогосподарським транспортним засобом:
1) Навігаційні засоби. Паралельні пристрої стеження або світлові грати – недорогі навігаційні засоби, які використовують оператори для візуалізації розміщення транспорту щодо попередніх проходів. Потрібно лише регулювати рульове управління, якщо визначене географічне положення відхиляється від потрібної доріжки.
2) Автогід – удосконалений варіант автоматизованого управління, подібний до попереднього пристрою, проте має додаткову функцію – автоматичне рульове керування транспортним засобом за допомогою вбудованої електрогідравлічної системи управління або механічного рульового пристрою, встановленого всередині кабіни. При режимі автоматичного керування оператор лише управляє засобом під час поворотів та інших маневрів і стежить за роботою обладнання.
3) Польові роботи. Завдяки автономним транспортним засобам присутність оператора в кабіні не обов’язкова, контроль здійснюється дистанційно (за допомогою бездротового зв’язку) або в роботизованому режимі. Це зручно, наприклад, при обробці поля хімічними речовинами, які небезпечні для здоров’я людини. Основний недолік роботизованого сільського господарства – неналежна реакція у непередбачуваних ситуаціях на місцях. Таким чином, автогід був визнаний як найбільш перспективний варіант здійснення сучасних сільськогосподарських операцій.
Незважаючи на типи використаної системи, радіосигнал, який отримують приймачі, може залежати від декількох факторів: атмосферних перешкод, конфігурації супутників у небі, невизначеного часу тощо. Втім, перелік некоректних конфігурацій ситуації є досить обмеженим. Для налаштування розрахункових географічних координат у режимі реального часу використовуються різні диференціальні послуги корекції. До того ж більшість приймачів розпізнає сигнал відповідно до місця розташування антени. Враховуючи якість диференціальної корекції й внутрішньої обробки сигналів, приймачі автоматичного керування мають різні рівні точності: метр та більше, дециметр і сантиметр.
Рівні точності приймача:
1) Метр та бліьше. Широко використовується у сільському господарстві та інших галузях. Зовсім недавно Федеральне управління цивільної авіації створило систему Wide Area Augmentation (WAAS), щоб транслювати послуги диференціальної корекції на супутнику. Аналогічна послуга доступна через безкоштовний заряд John Deere StarFire 1 (SF1) і на основі передплати OmniSTAR Virtual Base Station (VBS) варіантів.
2) Дециметр. Для досягнення дециметрового рівня точності двочастотні приймачі можуть використовуватися на основі John Deere StarFire (SF2) або корекції послуг, або з локальною базою DGPS станції.
3) Сантиметр – локальна базова станція, яка також працює у реальному кінематичному часі (RTK) служби диференціальної корекції та забезпечує граничний рівень сантиметрової точності. У деяких штатах Америки локальні мережі постійних базових станцій RTK були створені приватними особами, щоби забезпечити платне покриття з відносно високим попитом на надзвичайно високу точність.
Загальна продуктивність:
При адаптації автоматичного керування необхідно враховувати рельєф поля. Крім того, здатність підтримувати бажані геометричні співвідношення між проходами залежить від руху транспортного засобу, можливості відстежувати транспортний засіб, який рухається позаду, а також фактичного стану поверхні поля. Таким чином, низька якість системи рульового управління, похила місцевість або перекоси знижують загальну продуктивність поля.
Тепер автономне керування сільськогосподарською технікою здійснюється або за допомогою рульового пристрою, підключеного до рульової колонки, або за допомогою електрогідравлічної системи рульового управління. Простий в установці пристрій рульової колонки може бути приєднаний до рульового колеса або рульове колесо може бути замінено модулем приводу, який має власне кермо. Авто-інтегровані системи з електрогідравлічними змінами напрямку руху подібні до звичайного рульового механізму. Регулюючий клапан використовується, щоби правильно спрямувати гідравлічне масло для регулювання керма. У більшості випадків датчик кута колеса використовується в ролі зворотного зв’язку рульового управління, а на екрані з’являється заголовок, отриманий від приймача GPS. Це робить електрогідравлічні системи рульового управління ще більш надійними.
Контроль руху автомобіля стає все більш складним завданням через нерівності поверхні поля. Таким чином, нахил з боку в бік, нахил спереду назад і обертання навколо вертикальної осі змінюють розташування антени щодо інших частин транспортного засобу. Наприклад, якщо трактор рухається вздовж схилу, горизонтальне положення антени, розташованої на верхній частині кабіни, змінюється в одну сторону щодо прогнозованого центру.
У більшість систем автоматизованого управління вбудовують гіроскопи і акселерометри або кілька антен, які розміщують у різних місцях на кабіні. Менш досконалі модулі компенсації рельєфу місцевості можуть мати кут крену і тангажу, в той час як складніші системи зондування, часто звані як 6-осі, вимірюють повне динамічне положення автомобіля у просторі.
Стійкість механізму і правильне вирівнювання навісного обладнання, прикріпленого до транспортного засобу, також грають важливу роль при впровадженні автоматизованого управління. Пропуски з подальшим перекриттям відбуваються з кожним змінним проходом у протилежному напрямку. Прямі поїздки з одного кінця поля до іншого по похилій поверхні навіть правильно відрегульований механізм здійснювати не буде. У цьому випадку трактор рухатиметься близько до центру повороту або зсуву вниз.
Деякі виробники запропонували дослідити точну позицію транспортного засобу та механічно регулювати його положення за допомогою набору дискових ножів великого діаметру. Додатково дослідили компенсацію передбачуваних зрушень навісного обладнання за допомогою коригування траєкторії транспортного засобу, щоби забезпечити правильне відстеження навісного обладнання транспортного засобу, для обробки культур також. .можуть бути корисними оптичні й механічні системи.
За матеріалами: cropwatch.unl.edu
