Grundprinzip der Realisierung der Hilfsnavigation für landwirtschaftliche Maschinen

In der Entwicklungswelle der Präzisionslandwirtschaft ist die Hilfsnavigationstechnologie für Landmaschinen zur zentralen Kraft für die Verbesserung der Arbeitsproduktivität, die Reduzierung der Arbeitsintensität und die Verbesserung der Betriebssicherheit geworden. Es integriert eine Vielzahl fortschrittlicher Technologien, um sicherzustellen, dass landwirtschaftliche Maschinen automatisch entlang der vorgegebenen Route fahren können. Dabei spielt der Autolenkmotor als Betätigungskomponente eine wichtige Rolle. Das Folgende ist das Grundprinzip der Realisierung der Hilfsnavigation für landwirtschaftliche Maschinen:

1. Differential-GNSS-Technologie

Beim autonomen Fahren von Landmaschinen erfordern präzise Vorgänge wie das Säen und Düngen die Erfassung von Positionsdaten im Dezimeter- oder sogar Zentimeterbereich. GNSS (Globales Navigationssatellitensystem) kann den ganzen Tag und bei allen Wetterbedingungen absolute Positions- und Richtungsinformationen liefern. Der Verlust von GNSS-Signalen durch extreme Wetterbedingungen oder Okklusion schränkt jedoch die Anwendung in komplexen landwirtschaftlichen Umgebungen ein. Daher wird im Allgemeinen die Differential-GNSS-Technologie eingesetzt, um die von der Referenzstation mit bekannten Positionen gemessenen Pseudobereichskorrekturwerte oder Phaseninformationen an die mobile Zusatzstation zu senden und so die Positionsgenauigkeit zu verbessern.

2. Trägheitsnavigationssystem

Ein Trägheitsnavigationssystem (INS) ist ein autonomes Navigationssystem, das Gyroskope und Beschleunigungsmesser als empfindliche Komponenten verwendet. Es ist nicht auf externe Informationen angewiesen und strahlt keine Energie nach außen ab. Es ermittelt Position und Lage durch Kurserkennung und kann sich an Arbeitsumgebungen in der Luft, am Boden und unter Wasser anpassen. Derzeit wurden verschiedene Methoden entwickelt, wie z. B. flexible Trägheitsnavigation, faseroptische Trägheitsnavigation, Laser-Trägheitsnavigation und Mikro-Festkörper-Trägheitsinstrumente.

Die Eigenschaften des Trägheitsnavigationssystems

1. Gute Verdeckung, wird nicht durch externe elektromagnetische Störungen beeinträchtigt.

2. Es kann bei jedem Wetter und zu jeder Zeit in der Luft, auf der Erdoberfläche und sogar unter Wasser eingesetzt werden.

3. Die Datenaktualisierungsrate ist hoch und bietet eine gute kurzfristige Genauigkeit und Stabilität.

4. Es kann Positions-, Geschwindigkeits-, Kurs- und Lagewinkeldaten liefern und die von ihm generierten Navigationsinformationen weisen eine gute Kontinuität und geringes Rauschen auf.

Das grundlegende Funktionsprinzip der Trägheitsnavigation

Basierend auf Newtons Gesetzen der Mechanik können Informationen wie Geschwindigkeit, Gierwinkel und Position im Navigationskoordinatensystem gewonnen werden, indem die Beschleunigung des Trägers in einem Trägheitsreferenzrahmen gemessen, über die Zeit integriert und in das Navigationskoordinatensystem transformiert wird. Trägheitsnavigationssysteme sind eine Art computergestütztes Navigationsverfahren. Das heißt, aus der Position eines bekannten Punkts wird die Position des nächsten Punkts des Trägers berechnet, basierend auf dem kontinuierlich gemessenen Kurswinkel und der Geschwindigkeit des Trägers. Daher kann die aktuelle Position eines bewegten Objekts kontinuierlich gemessen werden. Der Beschleunigungsmesser in einem Trägheitsnavigationssystem wird verwendet, um die Beschleunigung bewegter Objekte zu messen. Das Gyroskop wird verwendet, um ein Navigationskoordinatensystem zu bilden, indem es die Messachse des Beschleunigungsmessers in diesem Koordinatensystem stabilisiert und die Kurs- und Lagewinkel bereitstellt.

Jinan Keya konzentriert sich auf die Forschung und Entwicklung von automatischen Lenksystemen für die Landwirtschaft, zu deren Kernkomponenten Controller, Tablet, automatischer Lenkmotor, Sensor und GNSS-Satellitenantenne usw. gehören. Das System integriert Trägheitsnavigation, automatische Steuerung und elektrische Lenktechnologien umfassend und arbeitet mit einer einzigen Antenne. Dadurch entfällt die mit der Installation und Kalibrierung von Doppelantennen verbundene Komplexität, was die landwirtschaftliche Produktion effizienter macht.

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