1、黑龍江八一農墾大學精準農業技術應用視頻公開課第六講 農機衛星導航與自動駕駛系統王 熙 教授一、農機衛星導航系統作用 農業機械（拖拉機、收獲機、噴藥機等），安裝了GPS衛星導航與自動駕駛系統,在差分GPS導航定位下,可對農機田間行走作業進行精確引導。衛星導航起壟作業現場衛星導航系統組成示意圖二、農機衛星導航系統優點1.農機作業直線度好，大幅度提高農機作業質量。2.農機作業不重不漏,提高了土地利用率。衛星導航起壟直線度好，千米誤差2.5厘米接合塹之間誤差2.5厘米 農機衛星導航系統優點3.可以夜間作業，提高了機組作業效率和時間利用率，搶農時，在播種高產期作業。拖拉機夜間作業夜間播種作業 農機衛星導

2、航系統優點4.不用劃印器，減少農機零部件，使用操作方便。劃印器放下（工作狀態）劃印器收起 為了保證播種時相鄰行距的正確，播種機上安裝有劃印器，作為機組行進的依據。 拖拉機中心線對準劃印器行駛 農機衛星導航系統優點5.農機自動駕駛，減輕了駕駛員勞動強度 。 6. 對駕駛員技術水平要求降低，作業質量一致，作業標準化程度高。農機作業質量高、標準一致減輕駕駛員勞動強度三、衛星導航在農機上的應用拖拉機聯合收割機自走式噴藥機牧草收割機水稻插秧機衛星導航設備四、農機作業衛星導航系統分類1.農機衛星導航輔助駕駛系統2.農機衛星導航自動駕駛系統3.農機衛星導航無人駕駛系統衛星導航起壟效果拖拉機衛星導航自動駕駛作

3、業五、農機衛星導航輔助駕駛系統 農機作業衛星導航輔助駕駛系統為GPS衛星導航，人工操縱駕駛。 CASE 3200型自走式噴藥機 2003年友誼農場凱斯（CASE）公司 3200型自走式噴藥機安裝了美國天寶（Trimble）公司衛星導航輔助駕駛系統。Trimble 差分GPS系統 Trimble 差分GPS系統由基站GPS接收機、數傳發射電臺、數傳接收電臺、GPS天線、移動GPS接收機組成?；綠PS接收機數傳發射電臺數傳接收電臺車載移動GPS接收機GPS天線Trimble AG70型GPS導航控制器 Trimble AG70型GPS導航控制器用于讀取數據卡中的數據，設置導航線路，控制導航光靶L

4、ED的顯示。Trimble GPS導航光靶 GPS導航光靶LED顯示器顯示農機機車偏離預定航線的程度，中間綠色區域表示行走路線與預定航線吻合，兩邊紅色區域表示偏離航線。 JOHN DEERE自走式噴藥機 2003年大西江農場約翰迪爾（JOHN DEERE）公司4700型自走式噴藥機安裝有GPS導航裝置。通過GPS導航裝置輔助駕駛員，人工操縱控制噴藥機行駛方向。六、電機驅動方向盤自動駕駛系統 黑龍江墾區部分農場凱斯（CASE）公司自走式噴藥機安裝了GPS衛星導航自動駕駛系統，應用于田間噴藥作業，通過控制電機摩擦輪驅動方向盤轉動。電機摩擦輪驅動方向盤轉動農機衛星導航自動駕駛作業場景電機驅動方向盤自

5、動駕駛原理Trimble電機驅動方向盤自動駕駛視頻電動方向盤自動駕駛系統 2013年拓普康公司、約翰迪爾公司電動方向盤自動駕駛系統應用于大型拖拉機上。駕駛室內自動駕駛系統配置圖車載觸控液晶顯示器七、液壓驅動轉向自動駕駛系統 通過控制轉向液壓系統液壓油的流量和流向，控制拖拉機的行駛方向，確保拖拉機按照導航控制器設定的路線行駛。 約翰迪爾拖拉機駕駛室內部配置自動駕駛顯示控制器拖拉機衛星導航自動駕駛系統組成導航自動駕駛控制系統原理GPS與車載液晶顯示器GPS接收機車載液晶顯示器控制驅動器 控制驅動器 控制器收到實時定位信息后，方向傳感器向控制器發送車輪的運動方向，控制器根據GPS衛星定位的坐標及車輪

6、的轉動情況，實時向液壓控制閥發送指令。車輪轉角感應器與電磁比例閥 前輪轉角傳感器電液比例閥AB線導航作業模式曲線導航作業模式自由導航作業模式JOHN DEERE 9520橡膠履帶拖拉機JOHN DEERE “星火”GPS接收機JOHN DEERE 拖拉機自動導航控制器JOHN DEERE 拖拉機自動駕駛視頻八、農機衛星導航系統應用 2003年友誼農場建設GPS差分站，引進凱斯（CASE）公司大型自走式噴藥機，開展噴藥機衛星導航輔助駕駛試驗示范。友誼農場五分場二隊GPS差分站CASE大型自走式噴藥機大西江農場GPS導航自動駕駛試驗 2003年大西江農場應用衛星數據鏈差分系統，開展拖拉機衛星導航自

7、動駕駛試驗。拖拉機衛星導航自動駕駛田間試驗自動駕駛系統設備寶泉嶺農場GPS導航自動駕駛試驗 2004年寶泉嶺農場建立數傳電臺數據鏈RTK差分系統，開展拖拉機衛星導航自動駕駛試驗示范。大型輪式拖拉機田間導航自動駕駛試驗RTK差分站設備八五二農場GPS導航自動駕駛試驗 2004年八五二農場建立數傳電臺數據鏈RTK差分系統，開展拖拉機衛星導航自動駕駛試驗示范。橡膠履帶式拖拉機田間導航自動駕駛試驗RTK差分信號發射天線（45米高）八五二農場GPS導航作業視頻友誼農場農機GPS導航自動駕駛示范 2008年友誼農場建立無線移動網絡RTK差分系統，開展拖拉機衛星導航自動駕駛示范。安裝有自動駕駛系統的拖拉機無

8、線網絡差分系統服務器機柜黑龍江墾區農機GPS導航系統應用 2010年黑龍江墾區大范圍推廣應用拖拉機自動駕駛系統，2013年黑龍江墾區大型拖拉機基本上都安裝了自動駕駛系統，并開始在國產拖拉機上安裝自動駕駛系統。黑龍江墾區農機收獲及深松作業機群聯合作業國內農機衛星導航系統研究情況 華南農業大學、中國農機研究院、中科院沈陽自動化研究所、國家農業信息化工程技術研究中心等單位研究開發了農機衛星導航系統。北大荒精準農業農機中心進行調試北大荒精準農業農機中心GPS差分站中國農機研究院衛星導航系統 中國農機研究院研發了農機衛星導航系統，安裝在插秧機上，進行水田插秧試驗。沈陽自動化所衛星導航系統 中科院沈陽自動化研究所研發了農機衛星導航系統，安裝在國產福田雷沃拖拉機上，進行田間噴藥試驗。華南農業大學衛星導航系統 華南農業大學研發了農機衛星導航無人駕駛系統，安裝在國產福田雷沃拖拉機上，進行田間旋耕試驗。衛星導航無人駕駛系統 華南農業大學研制出農機無人駕駛自動控制系統，并安裝在國產拖拉機上，取得比較好的試驗效果。衛星導航無人駕駛視頻（華南農大）九、農機衛星導航技術發展 農機作業衛星導航技術