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关于印发广西基于北斗卫星导航自动驾驶系统技术指导意见(试行)的通知

发布时间:2018/5/31 17:36:59 来源: 桂农机办〔2018〕124号 字体大小:【


 广西壮族自治区农业机械化管理局

关于印发广西基于北斗卫星导航自动驾驶系统技术指导意见(试行)的通知


各有关企业,各有关市、县(区)农机局(农委、农业局、农林水利局):

为落实自治区人民政府办公厅《关于印发广西北斗综合应用示范项目工程实施方案(2017—2018年)》和《广西壮族自治区农业机械化管理局关于印发广西北斗综合应用示范项目工程实施方案(2017—2018年)的通知》要求,经充分讨论研究,形成《广西基于北斗卫星导航自动驾驶系统技术指导意见》(试行),现予以印发,各地请参考本指导意见,结合糖料蔗生产机械化实际,加快推广应用。

 

 

                                                        广西壮族自治区农业机械化管理局

                                                           2018年5月31日


 

广西基于北斗卫星导航自动驾驶系统 技术指导意见(试行)

 

根据广西壮族自治区人民政府办公厅发电《广西壮族自治区人民政府办公厅关于印发广西北斗综合应用示范项目工程实施方案(2017—2018年)的通知》要求,结合深入贯彻落实国家四部委《推进广西甘蔗生产全程机械化行动方案》,从建设农机、农艺、信息化高度融合的“双高”基地入手,积极先行先试,加快广西糖料蔗机械深耕深松、种植、开行、植保、收获等环节基于北斗的智慧农机应用,推动广西北斗综合应用项目示范工程建设,针对广西实际,特制定本指导意见。

一、指导思想

紧抓糖业发展的重大契机,面向蔗糖生产的重大需求,坚持创新驱动、加强统筹协调、突出要素聚集、积极先行先试、加快成果惠民,充分发挥北斗作为战略性新兴产业的突破尖兵作用,打造自主创新的导航与位置服务产业集群,促进和引领自治区蔗糖产业转型升级,为广西糖料蔗生产机械化率先形成创新驱动的发展格局做出贡献。

二、主要目标

(一)实现标准化种植,提高联合机收效率。利用北斗导航系统,实施拖拉机、甘蔗收获机、甘蔗种植机组自动驾驶,达到甘蔗种植开行直且行距均等,提高蔗地利用率;提高甘蔗中耕培土、植保、收获作业机具行间行驶精准度,确保蔗株、宿根免受碾压;提高甘蔗联合收获效率,降低作业成本。

(二)实现远程监控。利用北斗导航系统、移动通讯系统配套技术和系统软件,实现对配置自动驾驶系统的拖拉机、甘蔗收获机、甘蔗种植机组、自走式植保机、植保无人机的远程定位监控,了解作业情况。

三、北斗农机自动导航驾驶系统的特点

(一)农机作业误差在2.5厘米内。

(二)减轻驾驶员的疲劳,节省燃油的用量。

(三)自动计算播种的面积,是否有重播漏播。

(四)不受天气的影响,24小时都可以作业。

(五)地块储存,工作过的地块不需要重新设定路线。

(六)触摸屏操作,简单快捷的操作。

(七)除地边需要人工操作,采用全程自动控制的模式。

四、应用领域

(一)应用领域。目前,基于北斗卫星导航自动驾驶系统技术主要应用于全区糖料蔗生产全程机械化,为其他作物机械化应用打下基础。

(二)配套机具。该技术主要与拖拉机、自走式植保机、植保飞机、联合收获机等专门用于糖料蔗生产机械化耕种管收作业的机具配套使用。

五、装备建设

(一)平台建设。

积极争取和整合各类资金,在各级农机主管部门、种植农场、农机专业合作社等发展建设一批以室内计算机办公软件为远程监控平台和LED大屏幕,以新型智能终端为载体,集成导航定位、自动驾驶、作业实时监测、信息采集服务的位置运营服务平台。综合采用GIS地理信息技术、北斗定位、WEB、APP等多种信息技术手段,结合车载智能终端实时上传的数据,可以对平台内所有的农机车辆,进行实时的位置监控及运行工况监控,并自动保存历史作业轨迹,随时查看作业机具、亩数、作业质量(深松作业深度)、合格率、作业时长等数据,让农机业主及相关管理人员可以随时了解机械设备运行状态和作业数据。平台建设将统一规划技术体系架构,统一设计终端硬件标准,统一设计数据传输协议及数据存储模型,统一设计平台外部接口,采用适当的技术手段及管理手段,保证平台数据不被非法窃取,尽量保证平台网络不会因黑客攻击而受到影响,或将影响降至最低。平台数据在传输过程中,要对机密信息进行必要的加密处理,防止数据被非法窃听或篡改。既满足平台未来发展的需要,也充分考虑当前实际情况,做到立足当下,放眼未来。

(二)基站建设。整合各类资金建设基站,包括固定基站和移动基站建设,总体加大北斗卫星信号强度,基本做到机械作业区域信号全覆盖,信号源稳定有效。

(三)装配终端。主要加快糖料蔗生产机械化基于北斗导航自动驾驶系统技术应用,推进机械深耕深松、种植、开行、植保、收获等环节应用基于北斗导航自动驾驶系统技术,扩大高效机收蔗地作业面,进一步提高机收作业水平。

六、安装调式及达到基本功能指标

(一)农机信息化管理平台。通过安装计算机办公软件远程监控平台和LED大屏幕,实现农机信息、农机全生命周期、农机实时位置管理和农机综合调度指挥、历史轨迹跟踪、作业工时统计分析、基础信息管理等功能的运营服务平台。

1.农机信息管理。建立健全广西农机、各地各级农机主管部门和单位信息基础数据库,通过人工录入、批量导入、数据接口传入等手段,对数据库进行不断地完善。农机信息管理模块对如下信息内容进行有效管理,如:农机类型、型号、车架号、最大功率、出厂日期、车主姓名、身份证号码、主要作业区域等。

2.农机全生命周期管理。根据准确的农机基础信息,对农机的生命周期进行精细化管理。管理人员实时了解处于不同生命周期阶段的车辆信息,并根据相关政策法规做出相应的管理。

3.农机实时位置管理。通过综合采用GIS地理信息技术、GPS定位、WEB、APP等多种信息技术手段,结合车载智能终端实时上传的数据,可以对平台内所有的农机车辆,进行实时的位置监控及运行工况监控。让农机业主及相关管理人员可以随时了解每一辆农机车辆运行状态。

4.农机综合调度指挥。在遇农忙或抗灾时,平台管理人员可以通过平台对所辖区域所有农机车辆分布进行动态灵活调度,完成对调度指令/信息的准确下达,同时可以在GIS地图上实时查看监控农机车辆运行情况。各级管理人员可以根据实际情况在GIS地图上标记调度方案,用以完成与各子级单位之间的信息共享及交互。农机手通过手机终端接收统一调度指令/信息,并可以根据实际情况做出适当的回应。

5.历史轨迹跟踪。系统记录每一台农机车辆运行的数据,农机业主及相关管理人员可以通过本平台随时对车辆的历史运行情况进行了解及分析。具体的包括:历史运行轨迹分析、历史运行状况分析等。

6.作业面积统计分析。平台管理人员可以对农机的实时作业面积情况进行了解,并且作业面积信息还将作为农机业主进行结算的重要依据。本系统对农机作业面积进行统计。可以及时了解到每一次作业的面积信息,便于结算。同时,该作业面积信息还会上传至平台数据库,为后续的统计分析提供数据基础。通过平台提供的作业面积统计分析功能,可以及时了解总体的农业机械化作业情况,为后续的分析决策提供最准确的数据依据。

7.作业工时统计分析。对于那些不适合用作业面积来进行衡量的作业,车载终端还会记录下每一次的有效作业工时,为用户提供准确的工时统计分析。

8.基础信息管理。平台提供了多种基础信息的管理功能,具体包括:车辆信息管理、农机操作手资质管理、车载终端信息管理等。

(二)基站安装。

基站首次组装要有专业技术人员负责安装和培训,管理人员要了解基站组装程序、各种操作、按键说明、指示灯类别、波特率设定、基站注册、设置主板,注意检查电台频道和波特率设置、信号相关状态等内容。一般分为固定基站和移动基站。

1.固定基站安装。糖料蔗种植相对集中的片区建设区域固定基站,每个基站辐射信号为半径10公里以上,建设固定机房库,架设天线,水电供应到位,安排专人管理。

2.移动基站安装。在偏远作业地区随机携带移动基站,用以增强北斗信号,信号覆盖半径3平方公里以上,信号盒和天线需架设稳定,稳定12伏直流电源。

(三)北斗农机自动导航驾驶安装。北斗农机自动导航驾驶系统利用高精度的卫星定位导航,由行车控制器对农机液压系统进行控制,农机可以按照设定的路线自动行驶,并在车载显示器上显示相关图形化信息。作业拖拉机根据位置传感器(GNSS卫星导航系统等)设计好的行走路线,通过控制拖拉机的转向机构(转向阀或者方向盘),进行蔗地全程机械化作业,可用于机械化整地、起垄、开行、种植、培土、喷药、收割、宿根管理等,达到作业精准的目的。以转向阀控制为例,安装包括:

1.显示器的安装。显示器的安装位置选取应便于驾驶员操作。

2.天线的安装。GNSS卫星天线的安装:在保证两天线安装位置连接线与后轴平行,两天线距离为1.2(含)以上的前提下,选择合适的位置(可以靠近车辆后轴)。电台天线的安装:安装在车顶水平位置即可 ,不要离卫星天线太近。

3.控制器(ECU)的安装。将ECU按照垂直于任意一个轴(90度)的方式进行安装,先安装固定好ECU固定板,再进行ECU的安装,将两根线缆连接后再进行固定ECU,不要将工具箱或其他物品放置在ECU上面。

4.角度传感器的安装。由于安装位置以及车辆转向角度这些选项的可能性是多种多样的,安装人员的职责是确认好每一端要用到的准确长度并切割连接杆。如果没有提前核实好车辆本身转向方面的情况就安装,在轮子转动时有可能会损坏传感器部件或者车辆。

5.液压阀的安装。要求液压阀总成安装稳固,进出油路线路对应连接,无渗漏。

七、导航的设置

安装完成后,在专业技术人员的指导下进行导航设置,依次进行导航注册、差分设置、电台设置、车辆设置、水平校准、转向校准、零曲率等操作。

八、作业的建立

校准完成后,进入作业模式,首先进行作业管理,创建新的作业。新安装车辆需先新建田块,进入新建地块界面,创建地块,然后在创建的地块里创建作业,取农具与车辆的数据,设置A点,手扶方向盘,保证车辆空跑到地的另一头,把车停正,点“B”图标设置B点,则AB线设置完成。

九、测试作业效果及调试

测试作业效果及调试主要就是天线偏移的校正,用导航控制车辆跑一个来回,根据始发点和导航返回到达点的距离,左右调整天线,以最终车辆挂上农具后,达到标准数据范围内为准。

十、注意事项

(一)安装天线时注意电源线与蓄电池正负级不要接反。

(二)电台设置、频道要与基站相对应。

(三)自动驾驶作业时注意地头地块中坟头、线杆、石块、沟渠等。

 

关于印发广西基于北斗卫星导航自动驾驶系统技术指导意见(试行)的通知

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 广西壮族自治区农业机械化管理局

关于印发广西基于北斗卫星导航自动驾驶系统技术指导意见(试行)的通知


各有关企业,各有关市、县(区)农机局(农委、农业局、农林水利局):

为落实自治区人民政府办公厅《关于印发广西北斗综合应用示范项目工程实施方案(2017—2018年)》和《广西壮族自治区农业机械化管理局关于印发广西北斗综合应用示范项目工程实施方案(2017—2018年)的通知》要求,经充分讨论研究,形成《广西基于北斗卫星导航自动驾驶系统技术指导意见》(试行),现予以印发,各地请参考本指导意见,结合糖料蔗生产机械化实际,加快推广应用。

 

 

                                                        广西壮族自治区农业机械化管理局

                                                           2018年5月31日


 

广西基于北斗卫星导航自动驾驶系统 技术指导意见(试行)

 

根据广西壮族自治区人民政府办公厅发电《广西壮族自治区人民政府办公厅关于印发广西北斗综合应用示范项目工程实施方案(2017—2018年)的通知》要求,结合深入贯彻落实国家四部委《推进广西甘蔗生产全程机械化行动方案》,从建设农机、农艺、信息化高度融合的“双高”基地入手,积极先行先试,加快广西糖料蔗机械深耕深松、种植、开行、植保、收获等环节基于北斗的智慧农机应用,推动广西北斗综合应用项目示范工程建设,针对广西实际,特制定本指导意见。

一、指导思想

紧抓糖业发展的重大契机,面向蔗糖生产的重大需求,坚持创新驱动、加强统筹协调、突出要素聚集、积极先行先试、加快成果惠民,充分发挥北斗作为战略性新兴产业的突破尖兵作用,打造自主创新的导航与位置服务产业集群,促进和引领自治区蔗糖产业转型升级,为广西糖料蔗生产机械化率先形成创新驱动的发展格局做出贡献。

二、主要目标

(一)实现标准化种植,提高联合机收效率。利用北斗导航系统,实施拖拉机、甘蔗收获机、甘蔗种植机组自动驾驶,达到甘蔗种植开行直且行距均等,提高蔗地利用率;提高甘蔗中耕培土、植保、收获作业机具行间行驶精准度,确保蔗株、宿根免受碾压;提高甘蔗联合收获效率,降低作业成本。

(二)实现远程监控。利用北斗导航系统、移动通讯系统配套技术和系统软件,实现对配置自动驾驶系统的拖拉机、甘蔗收获机、甘蔗种植机组、自走式植保机、植保无人机的远程定位监控,了解作业情况。

三、北斗农机自动导航驾驶系统的特点

(一)农机作业误差在2.5厘米内。

(二)减轻驾驶员的疲劳,节省燃油的用量。

(三)自动计算播种的面积,是否有重播漏播。

(四)不受天气的影响,24小时都可以作业。

(五)地块储存,工作过的地块不需要重新设定路线。

(六)触摸屏操作,简单快捷的操作。

(七)除地边需要人工操作,采用全程自动控制的模式。

四、应用领域

(一)应用领域。目前,基于北斗卫星导航自动驾驶系统技术主要应用于全区糖料蔗生产全程机械化,为其他作物机械化应用打下基础。

(二)配套机具。该技术主要与拖拉机、自走式植保机、植保飞机、联合收获机等专门用于糖料蔗生产机械化耕种管收作业的机具配套使用。

五、装备建设

(一)平台建设。

积极争取和整合各类资金,在各级农机主管部门、种植农场、农机专业合作社等发展建设一批以室内计算机办公软件为远程监控平台和LED大屏幕,以新型智能终端为载体,集成导航定位、自动驾驶、作业实时监测、信息采集服务的位置运营服务平台。综合采用GIS地理信息技术、北斗定位、WEB、APP等多种信息技术手段,结合车载智能终端实时上传的数据,可以对平台内所有的农机车辆,进行实时的位置监控及运行工况监控,并自动保存历史作业轨迹,随时查看作业机具、亩数、作业质量(深松作业深度)、合格率、作业时长等数据,让农机业主及相关管理人员可以随时了解机械设备运行状态和作业数据。平台建设将统一规划技术体系架构,统一设计终端硬件标准,统一设计数据传输协议及数据存储模型,统一设计平台外部接口,采用适当的技术手段及管理手段,保证平台数据不被非法窃取,尽量保证平台网络不会因黑客攻击而受到影响,或将影响降至最低。平台数据在传输过程中,要对机密信息进行必要的加密处理,防止数据被非法窃听或篡改。既满足平台未来发展的需要,也充分考虑当前实际情况,做到立足当下,放眼未来。

(二)基站建设。整合各类资金建设基站,包括固定基站和移动基站建设,总体加大北斗卫星信号强度,基本做到机械作业区域信号全覆盖,信号源稳定有效。

(三)装配终端。主要加快糖料蔗生产机械化基于北斗导航自动驾驶系统技术应用,推进机械深耕深松、种植、开行、植保、收获等环节应用基于北斗导航自动驾驶系统技术,扩大高效机收蔗地作业面,进一步提高机收作业水平。

六、安装调式及达到基本功能指标

(一)农机信息化管理平台。通过安装计算机办公软件远程监控平台和LED大屏幕,实现农机信息、农机全生命周期、农机实时位置管理和农机综合调度指挥、历史轨迹跟踪、作业工时统计分析、基础信息管理等功能的运营服务平台。

1.农机信息管理。建立健全广西农机、各地各级农机主管部门和单位信息基础数据库,通过人工录入、批量导入、数据接口传入等手段,对数据库进行不断地完善。农机信息管理模块对如下信息内容进行有效管理,如:农机类型、型号、车架号、最大功率、出厂日期、车主姓名、身份证号码、主要作业区域等。

2.农机全生命周期管理。根据准确的农机基础信息,对农机的生命周期进行精细化管理。管理人员实时了解处于不同生命周期阶段的车辆信息,并根据相关政策法规做出相应的管理。

3.农机实时位置管理。通过综合采用GIS地理信息技术、GPS定位、WEB、APP等多种信息技术手段,结合车载智能终端实时上传的数据,可以对平台内所有的农机车辆,进行实时的位置监控及运行工况监控。让农机业主及相关管理人员可以随时了解每一辆农机车辆运行状态。

4.农机综合调度指挥。在遇农忙或抗灾时,平台管理人员可以通过平台对所辖区域所有农机车辆分布进行动态灵活调度,完成对调度指令/信息的准确下达,同时可以在GIS地图上实时查看监控农机车辆运行情况。各级管理人员可以根据实际情况在GIS地图上标记调度方案,用以完成与各子级单位之间的信息共享及交互。农机手通过手机终端接收统一调度指令/信息,并可以根据实际情况做出适当的回应。

5.历史轨迹跟踪。系统记录每一台农机车辆运行的数据,农机业主及相关管理人员可以通过本平台随时对车辆的历史运行情况进行了解及分析。具体的包括:历史运行轨迹分析、历史运行状况分析等。

6.作业面积统计分析。平台管理人员可以对农机的实时作业面积情况进行了解,并且作业面积信息还将作为农机业主进行结算的重要依据。本系统对农机作业面积进行统计。可以及时了解到每一次作业的面积信息,便于结算。同时,该作业面积信息还会上传至平台数据库,为后续的统计分析提供数据基础。通过平台提供的作业面积统计分析功能,可以及时了解总体的农业机械化作业情况,为后续的分析决策提供最准确的数据依据。

7.作业工时统计分析。对于那些不适合用作业面积来进行衡量的作业,车载终端还会记录下每一次的有效作业工时,为用户提供准确的工时统计分析。

8.基础信息管理。平台提供了多种基础信息的管理功能,具体包括:车辆信息管理、农机操作手资质管理、车载终端信息管理等。

(二)基站安装。

基站首次组装要有专业技术人员负责安装和培训,管理人员要了解基站组装程序、各种操作、按键说明、指示灯类别、波特率设定、基站注册、设置主板,注意检查电台频道和波特率设置、信号相关状态等内容。一般分为固定基站和移动基站。

1.固定基站安装。糖料蔗种植相对集中的片区建设区域固定基站,每个基站辐射信号为半径10公里以上,建设固定机房库,架设天线,水电供应到位,安排专人管理。

2.移动基站安装。在偏远作业地区随机携带移动基站,用以增强北斗信号,信号覆盖半径3平方公里以上,信号盒和天线需架设稳定,稳定12伏直流电源。

(三)北斗农机自动导航驾驶安装。北斗农机自动导航驾驶系统利用高精度的卫星定位导航,由行车控制器对农机液压系统进行控制,农机可以按照设定的路线自动行驶,并在车载显示器上显示相关图形化信息。作业拖拉机根据位置传感器(GNSS卫星导航系统等)设计好的行走路线,通过控制拖拉机的转向机构(转向阀或者方向盘),进行蔗地全程机械化作业,可用于机械化整地、起垄、开行、种植、培土、喷药、收割、宿根管理等,达到作业精准的目的。以转向阀控制为例,安装包括:

1.显示器的安装。显示器的安装位置选取应便于驾驶员操作。

2.天线的安装。GNSS卫星天线的安装:在保证两天线安装位置连接线与后轴平行,两天线距离为1.2(含)以上的前提下,选择合适的位置(可以靠近车辆后轴)。电台天线的安装:安装在车顶水平位置即可 ,不要离卫星天线太近。

3.控制器(ECU)的安装。将ECU按照垂直于任意一个轴(90度)的方式进行安装,先安装固定好ECU固定板,再进行ECU的安装,将两根线缆连接后再进行固定ECU,不要将工具箱或其他物品放置在ECU上面。

4.角度传感器的安装。由于安装位置以及车辆转向角度这些选项的可能性是多种多样的,安装人员的职责是确认好每一端要用到的准确长度并切割连接杆。如果没有提前核实好车辆本身转向方面的情况就安装,在轮子转动时有可能会损坏传感器部件或者车辆。

5.液压阀的安装。要求液压阀总成安装稳固,进出油路线路对应连接,无渗漏。

七、导航的设置

安装完成后,在专业技术人员的指导下进行导航设置,依次进行导航注册、差分设置、电台设置、车辆设置、水平校准、转向校准、零曲率等操作。

八、作业的建立

校准完成后,进入作业模式,首先进行作业管理,创建新的作业。新安装车辆需先新建田块,进入新建地块界面,创建地块,然后在创建的地块里创建作业,取农具与车辆的数据,设置A点,手扶方向盘,保证车辆空跑到地的另一头,把车停正,点“B”图标设置B点,则AB线设置完成。

九、测试作业效果及调试

测试作业效果及调试主要就是天线偏移的校正,用导航控制车辆跑一个来回,根据始发点和导航返回到达点的距离,左右调整天线,以最终车辆挂上农具后,达到标准数据范围内为准。

十、注意事项

(一)安装天线时注意电源线与蓄电池正负级不要接反。

(二)电台设置、频道要与基站相对应。

(三)自动驾驶作业时注意地头地块中坟头、线杆、石块、沟渠等。

 

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