拖拉机自动辅助驾驶显控系统技术规范
浅谈农机自动驾驶导航系统的工作原理
浅谈农机自动驾驶导航系统的工作原理摘要：随着精准农业概念的提出，计算机技术、导航系统技术等在农业机械装备上开始获得广泛的应用。
农机自动驾驶导航系统已经成为现代农业的一个重要组成部分。
越来越多的地区开始使用自动驾驶导航系统进行农业的起垄、播种、喷药、收获等，大大提高了工作效率，降低了农业生产成本，从根本上增加了经济效益。
本文浅析自动驾驶导航系统的组成、工作原理、导航控制原理。
关键词：GNSS接收机、GNSS天线、导航控制器、、转角控制器、导航显示终端等。
一、自动驾驶导航系统工作原理基于卫星导航定位的自动驾驶导航技术直接驱动拖拉机的转向系统，除田间掉头外，在农机作业时可以代替人工操作方向盘（人工控制油门），实现自动驾驶。
自动驾驶导航的基本工作原理是：在导航显示终端（机载田间计算机）中，设定导航线，通过方向轮转角传感器、GNSS接收机、惯导系统获取拖拉机的实时位置和姿态，计算拖拉机与预设导航线的偏离距离和航向，然后通过导航控制器，驱动拖拉机的转向系即时修正拖拉机方向轮的行驶方向。
自动驾驶导航系统在拖拉机的作业过程中，不断进行"测量-控制"动作，使得拖拉机的行走路线无限接近于期望和预设的作业路径。
根据转向操控原理的不同，拖拉机自动驾驶导航可分为机械式自动驾驶导航和液压式自动驾驶导航两类，分别通过步进电动机和液压式驱动拖拉机的转向结构。
二、自动驾驶导航系统的组成自动驾驶导航系统的基本组成部分包括差分信号源、GNSS天线、无线数传电台、GNSS接收机、转角传感器、导航控制器、转向控制器、导航显示终端及导航控制软件等。
1.差分信号源差分信号是拖拉机自动驾驶导航的基础。
差分信号中断后，拖拉机将无法保持厘米级的导航精度，只能停止作业，等待差分信号恢复。
在有条件的区域，可以优先使用地基增强信号，并以星基增强信号作为热备份，以保障作业的连续性。
差分信号播发途径包括：①通过无线电台播发，拖拉机也配置一套无线数传电台。
基于视觉导航的拖拉机自动驾驶系统
2018年第5期基于视觉导航的拖拉机自动驾驶系统方啸，贡军，郑嘉伟，刘益军（中联重机股份有限公司，安徽芜湖241080）摘要：伴随着新一轮科技革命浪潮的到来，农业机械的发展正逐步从传统机械化农业装备向智能化、信息化、无人化农业装备升级。
拖拉机自动驾驶是农业机械装备智能化、信息化、无人化的典型应用。
文章在传统拖拉机北斗导航的基础上，融入视觉检测技术，阐述了基于视觉导航的拖拉机自动驾驶系统的组成及其工作原理，并将系统在中联重机的拖拉机上进行了应用测试。
关键词：视觉导航；自动驾驶；拖拉机项目名称：中大马力拖拉机动力换挡技术研究与应用（17030701043）作者简介：方啸（1985-），男，安徽芜湖人，博士，工程师，主要研究方向：自动驾驶。
拖拉机自动驾驶是农业机械装备智能化、信息化、无人化的典型应用。
传统的拖拉机自动驾驶采用定位导航技术，通过传感器技术、差分定位技术，实现全局路径规划，进而实现拖拉机自动驾驶。
本文在传统拖拉机自动驾驶的基础上，引入视觉检测技术。
一方面，通过视觉检测技术实现局部路径规划，为全局路径规划提供相应的补偿，保证在定位信号受到干扰时，拖拉机自动驾驶系统仍能正常运行；另一方面，通过对前方环境的检测，实现碰撞预警功能，提升拖拉机自动驾驶的安全性。
1拖拉机自动驾驶背景概述拖拉机自动驾驶技术是精准农业的重要基础以及关键技术，在此系统的辅助下，配套适合的农具，能实现耕种、播种、施肥等智能化及无人化。
其优点：①可24小时全天候不间断作业，提高农业作业面积，不受天气因素干扰，保证作业精度；②作业精度高，减少农业作业的重复面积，提高作业效率；③减轻驾驶员的劳动强度，使驾驶员从复杂繁忙的工作中解放出来，作业时有更多的精力与时间关注机车和机具的运行情况，可以降低人力成本，提高土地利用率。
2拖拉机视觉导航自动驾驶系统设计视觉导航自动驾驶系统由基站、接收机、角度传感器、摄像头、控制器、显示器、方向控制器组成（图1）。
农业机械北斗辅助驾驶系统鉴定大纲
农业机械北斗辅助驾驶系统鉴定大纲
农业机械北斗辅助驾驶系统鉴定大纲主要包括以下内容：
1. 范围：明确鉴定大纲适用于哪些农业机械和北斗辅助驾驶系统。
2. 规范性引用文件：列出鉴定大纲所引用的标准和文件。
3. 术语和定义：对农业机械北斗辅助驾驶系统涉及的术语进行定义。
4. 鉴定要求：包括通用要求和特殊要求。
通用要求涉及农业机械和北斗辅助驾驶系统的基本性能和安全性等方面的要求；特殊要求涉及农业机械和北斗辅助驾驶系统的专业性能和使用效果等方面的要求。
5. 试验方法：描述如何进行农业机械和北斗辅助驾驶系统的性能和安全性等方面的测试，包括试验条件、试验步骤、试验数据的处理和分析等。
6. 鉴定评价：根据试验结果，对农业机械和北斗辅助驾驶系统的性能和安全性等方面进行评价，并给出鉴定结论。
7. 附录：提供农业机械和北斗辅助驾驶系统的相关资料、表格和图示等。
需要注意的是，具体的鉴定大纲可能会根据不同的农业机械和北斗辅助驾驶系统而有所不同，因此在实际应用中需要根据具体情况进行调整和完善。
同时，随着技术的不断发展和更新，鉴定大纲也需要不断更新和完善，以适应新的市场需求和技术发展。
基于智能控制技术的拖拉机自动化驾驶系统设计与实现
基于智能控制技术的拖拉机自动化驾驶系统设计与实现1.摘要农业生产自动化已经成为现代农业的重要发展趋势，拖拉机自动化驾驶系统作为农业生产自动化的核心技术之一，受到越来越多的关注和研究。
本文提出了一种基于智能控制技术的拖拉机自动化驾驶系统设计与实现方案，该方案包括了拖拉机自动导航、自动行驶、自动拖拉等功能，能够有效地提高农业生产效率和农业生产质量。
本文首先介绍了拖拉机自动化驾驶系统的研究背景和意义，然后详细阐述了该系统的设计思路和实现步骤。
该系统采用了传感器、控制器、导航设备等多种硬件设备，以及智能控制算法和机器学习技术等多种软件技术，通过将这些技术进行有机结合，实现了拖拉机自动导航、自动行驶、自动拖拉等多种功能。
在系统实现过程中，本文重点介绍了拖拉机自动导航算法的设计和实现，该算法基于GPS和惯性导航技术，能够高精度地实现拖拉机的自动导航。
此外，本文还介绍了拖拉机自动行驶算法的设计和实现，该算法通过利用机器学习技术，能够智能地控制拖拉机的速度和方向，实现拖拉机的自动行驶。
实验结果表明，本文所提出的基于智能控制技术的拖拉机自动化驾驶系统具有较高的可靠性和稳定性，能够有效地提高农业生产效率和农业生产质量，具有广阔的应用前景和发展空间。
关键词：智能控制技术；拖拉机自动化驾驶系统；自动导航；自动行驶；自动拖拉2.引言农业是国民经济的基础产业之一，而农业生产自动化已成为现代农业的重要发展趋势。
在农业生产中，拖拉机作为重要的农业机械之一，对于提高农业生产效率和农业生产质量具有重要作用。
然而，传统的拖拉机驾驶方式需要农民花费大量时间和精力进行操作，存在人工操作疲劳、生产效率低下等问题，因此，拖拉机自动化驾驶技术的研究和应用具有重要意义。
近年来，随着智能控制技术的不断发展，拖拉机自动化驾驶技术得到了快速发展。
拖拉机自动化驾驶系统可以利用传感器、控制器、导航设备等多种硬件设备，以及智能控制算法和机器学习技术等多种软件技术，实现拖拉机自动导航、自动行驶、自动拖拉等多种功能，大大提高了农业生产效率和农业生产质量。
拖拉机GPS导航自动驾驶技术的推广应用
和拖拉机车顶安装的卫星定位组件接收实时、 高精度的车辆当前位置、速度等信息数据，并提 供给安装在驾驶室内的控制器组件， 由控制器 组件将修正偏差后的数据传递给高精度电动方 向盘组件，进行合理的转向调整，最终实现自动 控制。
农农村村牧牧区区机机械械化化 22001047 年年第第 52 期期（（总总第第 17114期期））
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推广天地
耕春播中投入使用， 引起强烈反响， 取得了效 果。 农机 ＧＰＳ 卫星导航自动驾驶系统实现了播 行 端 直 、 接 行 准 确 ，１０００ｍ 播 行 偏 差 不 超 过 ２ｃｍ。 可以通过网络和电台两种模式作业，装卸 方便， 一机多用， 在网络通讯模式下，在 ３０￣５０ｋｍ 作 业 范 围 之 内 可 安 装 永 久 式 基 站 ，同 时，该系统可在各种品牌车型拖拉机安装使用， 适用于开沟、起垄、播种、施肥、打药、收获作业。 1 自动导航技术的应用，对农业生产节本增效 有着积极的促进作用 １．１ 在未使用自动导航之前， 有些驾驶员播种 质量参差不齐，尤其是行距衔接不一致，给后续 田管作业如中耕、植保带来诸多不便。 通过使用 精确卫星定位导航系统播种，进行播种作业时， １０００ｍ 播行垂直误差不超过 ２ｃｍ， 衔接行距的 精度可达 ２ｃｍ。 为农作物后续田间作业打下坚 实基础，也得到广大农民和农机手的好评。 １．２ 机车实行自动化驾驶后能减轻驾驶员的劳 动强度。 减少人为因素干扰， 规范农业生产过 程。 机组人员可由 ２ 人减少至 １ 人，人工开支减 少一倍。 １．３ 实 行 自 动 驾 驶 后 可 以 增 加 机 动 车 的 利 用 率，提高工作效率，降低生产费用。 一个机组播 种作业一个季节下来可实现 ２０００ 亩。 增加收入 ５０％￣６０％。 自动驾驶达到播行端直、行距一致， 避免了土地浪费，土地利用率提高 ５％。 １．４ 导航技术适合各种不同的地形作业， 减少 重复作业，减少土壤被压实，工作不受雾天、黑 夜影响，能实现 ２４ｈ 播种作业。 方便农忙时节时 间安排。 大大地提高了机车的出勤率与时间利 用率。 １．５ 综合效益显著。 拖拉机自动驾驶技术应用 于播种机组进行作业，日作业量可增加 ５０％。 应 用于耕整地机组进行作业， 作业效率可提高 ３０％， 且作业质量好。 应用于植保机组进行作 业，可实现定点定量自动控制喷药，可减少肥料 和农药消耗，有效降低生产成本。
北斗导航拖拉机自动驾驶系统的应用
使 用 。接收信 号 连接 的 时间较 长 ，且在 启动 行驶 的１ ０ ０ ｍ 内出现弯 曲。所 以在 测绘 的过程 中，我们
四、安装北斗导航自动驾驶 系统 的经验
１ ． 对 安装 的拖 拉机 在不 带农具 的情 况下进 行
着重对停 车 ２ ０分 钟，关 闭导航设备 再重新 启动进 ｌ Ｏ ０ ０ ｍ 测验 ，在 １ ０ ０ ０ ｍ内设 ３ 个 点进 行往 返 几 次
有更多 的精力 与时间关注机 车和农具 的运行 情况 ， 更好地保证农 机具的正常运动。降低拖 拉机车主的 ４ ． 可有效 提高土地 中的阳光和水分 的利用率 。 使每棵植 株均匀的分布，享 有同等空间的阳光和水 ５ ． 提高残膜 回收率 ，中耕 追施基 肥利用率 高，
三、实际作业情况
上海 联 适 ８ ８台，上海 华 测 ６台，美 国约翰 迪 尔 ６ 面积 一 目了然 。 台，北京和众思壮 ３台。使用北斗导航装置棉花铺 膜播 种作业 面积 １ ． ０ ７ 万公 顷 ； 青 贮 玉米播 种 作业
面积 １ ６ ４ 公 顷。
一
３ ． 北斗导航与 自动驾驶 系统 可极大减轻驾驶员 的劳动强度 ，解放了驾驶 员的双手和眼睛 ，作业 时
具 有较强的抗 振性，同时具 有耐高低温等特 点。 车载接 收机 ： 车 载接 收机是 北 斗高精度 定位 提高灾害后重播作业质量 。 设备，接收北 斗卫 星信号，并 通过 电台或者 网络 等
通讯 方 式获取 基 站差分 数 据，从 而输 出高 精度坐 标 、航向、速度等定位信息。
液压阀 ： 液 压 阀是 系统 的液 压 控制系统 ，其
的连队作业时，可以切换到最近的基站来加强信号。 １ ． 测绘棉花播 种端直和接行 准确 我们针对棉
一种拖拉机自动驾驶复合模糊控制方法_吕安涛
少劳动力成本等, 所以仍然可给农场增加 40% 的利 润。因此兴起了对拖拉机无人驾驶的研究, 重点是拖 拉机的转向控制的研究, 即拖拉机横向控制。
拖拉机自动驾驶的关键在导航控制, 要实现拖 拉机自动驾驶的控制首先要根据作业需要选取并确 定控制点( 即在讨论导航控制时所参考的点) 。从建 立车辆模型方便性考虑, 前面的控制点一般选在前 轴中心, 后面的控制点一般选在后轴中心或车辆的 质心位置; 其次, 是确定控制参数, 虽然针对拖拉机 自动驾驶的控制算法很多, 但控制参数的选择都是 选择拖拉机的横向偏差和航向角偏差, 通过控制这 两个参数在允许的范围内变化以实现拖拉机沿期望 路径行驶, 也可以通过数据融合的方法使两传感器
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农 业 机 械 学 报
2 0 0 6 年
融合成一个数据, 通过控制这个参数在允许的范围 内变化实现拖拉机沿期望路径的行驶[ 1～2] 。最后是 根据作业特点确定拖拉机自动驾驶的控制方法。
1 拖拉机横向控制模型的建 立
拖拉机在行驶过程中, 作为刚体具有 6 个自由 度, 采用 H P 威鲁麦特的简化模型, 假设整车只作 平行于路面的平面运动, 考虑到轮胎的侧偏特性, 作 一定的假设[ 4] : ¹ 拖拉机无垂直方向的运动, 也无绕 y 轴和 x 轴的俯仰和侧倾运动, 模型在所处的平面 内只有 3 个自由度。º 前后轴上分别只有一个轴载 荷, 而且位于轴的中心。» 忽略转向系统的影响, 直 接以前轮转角作为输入, 并且前轮转角属于小转向 范围, 故拖拉机的横摆角速度、转向以及质心侧偏角 保持线性关系。¼转向时重心受到的侧向力与车轮 受的侧向力相平衡。车轮受到的侧向力导致车轮侧 向偏离, 即车轮平面与车轮的前进方向成A角。只考 虑车轮由于载荷变化引起的轮胎特性变化, 认为在 小角度范围内侧向力随侧偏角线性的增加, 不考虑 由于回正力矩的作用而引起的变化。由此可以将拖 拉机简化为两轮模型, 见图 1。
中国一拖集团有限公司主持制定的新国标正式发布
中国一拖集团有限公司主持制定的新国标正式发布佚名【期刊名称】《拖拉机与农用运输车》【年(卷),期】2024(51)3【摘要】根据国家市场监督总局、国家标准委2023年第20号公告,由国机集团中国一拖集团有限公司主持制定的GB/T 43478-2023《拖拉机自动辅助驾驶系统通用技术规范》批准发布,标准将于2024年7月1日实施。
《拖拉机自动辅助驾驶系统通用技术规范》规定了拖拉机自动辅助驾驶系统的术语和定义、系统组成、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。
适用于拖拉机安装的卫星导航自动辅助驾驶系统的设计、制造和检验。
拖拉机自动辅助驾驶系统是拖拉机的重要组成系统,本标准的制定,充分纳入和反映了当今拖拉机自动辅助驾驶系统的新产品、新技术、新工艺的先进技术成果。
可解决自动辅助驾驶系统的应用设计、试验无可用的标准支撑及行业普遍存在的技术参差不齐,可靠性低等缺陷。
并有效推动技术进步和行业健康发展等问题。
本标准属于创新标准,体现新技术,填补了拖拉机自动辅助驾驶系统标准的技术空白,为拖拉机自动辅助驾驶系统的质量评价提供了技术支撑,为指导和规范拖拉机自动辅助驾驶系统的应用设计、试验、产品验收提供了依据,有利于提高产品的技术性能、安全可靠性及环保性能,提高拖拉机整机生产与运行安全。
【总页数】1页(P79-79)【正文语种】中文【中图分类】S21【相关文献】1.中国一拖集团有限公司新的生活从东方红(R)开始2.中国一拖集团有限公司新的生活从东方红开始3.中国一拖集团有限公司新的生活从东方红~开始4.中国一拖集团有限公司新的生活从东方红开始5.中国一拖集团有限公司主持制定的新国标正式发布因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
领航员NX200北斗农业机械自动驾驶系统产品说明书
范围
无线电发射设备频
率
移动基站无线
电发射设备功率
固定基站无线
电发射设备功率
单位
设计值
/
NX200 型北斗农业 机械自动驾驶系统
GB
2（可扩展至 8G)
GB
32（可扩展至 128G）
/
Windows
/
800×480
/
1×RS232、1×USB、1×CAN
/
RS232、CAN
/
测地型北斗（GNSS）接收机
农NX200）型（北斗农业机械自动驾驶系统） 企业名称：上海华测导航技术股份有限公司 地 址：上海市青浦区徐泾镇高泾路 599 号 C 座 邮政编码：201702 电 话：025－84813134 传 真：025－84811042 联 系 人：李莎
所有自动功能只应通过单独采用操作控制器进行 操作。当自动导航系统关闭时，自动功能应自动 1 安全要求 / 恢复到手动控制状态或关闭状态。应使驾驶员在 随时都可撤销自动功能，自动功能只准许由驾驶 + 员重启。当使用手动控制功能时，导航功能的自 动控制应自动解除。自动功能控制装置应明显表 示出其用途。
自动导航系统电器线路的连接应正确、可靠、无 漏电。导线应捆扎成束，布置整齐，固定卡紧， 接头牢固并有绝缘套。导线穿越孔洞时应设绝缘 + 套管。液压管路及电器线路的布置应避免摩擦和 接触发热部件。
车、应明确标识出安全搬运电子部件的注意事项，
4
安全信息
包括 RTK 基站的安装与拆卸、应明确规定在自动 / 驾驶状态时驾驶员应时刻观察前方障碍物并判断
+
潜在危险禁止睡觉。自动驾驶系的使用说明书中
应明确写出显示器中给出的听觉或视觉或两者组
农机自动驾驶导航系统前装关键技术及应用
农业工程信息化技术装备gricultural Engineering InformationA50农业信息化 2018.06<<随着我国城镇化和土地流转的深入，农村土地规模化、机械化、自动化作业成为可能，为农机自动驾驶推广提供了更大的市场空间。
自动驾驶系统总装机量在逐年增加，现主要分布在黑龙江和新疆地区，江苏以及内蒙等地区的农场和农机合作社已开始进行自动驾驶系统的安装，国家也已经将自动驾驶纳入到农机购置补贴中。
中国一拖是国内最早从事智能农机研发和技术推广的企业之一，早在2009年，中国一拖便向市场推出了基于卫星定位导航的自动驾驶系统。
2012年，中国一拖和徕卡公司合作，开始在LF2204、LZ2704动力换挡拖拉机及LX2004机械换挡拖拉机上配装液压控制转向的GPS导航系统。
2016年中国一拖选取国内具有自主开发能力的厂家进行合作，在东方红全系列拖拉机上进行自动驾驶系统的前装测试和验证。
１ 前装部件农机自动驾驶导航系统根据重要程度区分，主要有五大部件：角度传感器、控制器、液压阀、卫星接收机、显示屏。
在农机自动驾驶导航系统前装关键技术及应用文/ 姜 斌 张明辉 孙鹏飞 （中国一拖集团有限公司）摘要：农机自动驾驶导航系统采用前装方式，可以在农机出厂时将自动驾驶导航设备安装调试到位，有效提高装配精度、降低故障率、降低成本，更有利于用户使用。
自动驾驶导航系统前装在国际上已得到普及应用，在国内各农机企业已开始进行推广。
关键词：自动驾驶；前装；布局；优势图1 自动驾驶导航系统组成图图2 角度传感器安装示意图前装时重点关注角度传感器、控制器、液压阀这些部件的安装合理性及可靠性。
角度传感器与农机匹配集成是国外各家先进企业的前装重点，比如角度传感器集成在拖拉机前桥、收获机后桥、折腰转向拖拉机折腰部位等，使得测量更精准，更能发挥自动驾驶的整体性能。
在国外先进农机制造中，ISOBUS系统是农机和先进农具在协同工作和实时控制过程中达到精细化和高效化的基础。
自动导航辅助驾驶系统协同播种作业试验结果分析
·10·滦南县农业农村局 唐山劳动技师学院自动导航辅助驾驶系统协同播种作业试验结果分析□ 朱志伟 □ 韩艳蕊在农村劳动力老龄化趋势越来越明显的形势下，农机购置补贴方案提出“大力推广节能环保、精准高效农业机械化技术，促进农业绿色发展”要求，在主要农作物播种作业中，推广自动导航辅助驾驶系统（NGP）大势所趋。
“十三五”以来，滦南县选择小麦、玉米、花生三种农作物，探索推广NGP 播种作业新模式，并与人工驾驶拖拉机传统模式比较，作业质量试验分析表明，采用NGP 拖拉机为动力协同播种机作业不仅优势明显，而且从根本上解决了传统农作物种植布局不规范等问题。
滦南县小麦、玉米、花生种植面积75万亩左右。
全县农机保有量稳步上升，其中，120马力以上拖拉机1500台，小麦播种机2200台，玉米播种机2500台，花生播种机1500台。
从2019年开始，滦南县NGP 打破零记录，当年新增 150台（套），截至目前保有量520台（套）。
一、试验技术路线为了保证试验数据真实性，项目组与农户协商一致，对比田、试验田匀为水浇地，所用种、肥及播种、管理、收获方式全部统一，重点关注NGP 的油耗、亩用人工、亩种植垄数、亩产等测试数据。
主要技术方案和技术路线如下：1.技术方案。
科学筛选NGP 系统，测试其精准定位、环境感知、远程通信、智能控制、路径规划、自主作业等指标数据，做好NGP 系统协同模式与人工驾驶模式配套播种机对比试验。
2.技术路线。
在推广区域，NGP 系统筛选出来后，重点做好协同播种机数据测试，让系统达到最优化再进行两种模式作业，选择节油、亩用时、用工、增产等指标，实地采集试验数据汇总分析，最终得出结论。
3.播种作业机具。
小麦采用耕幅2米（13垄）式播种机，玉米采用耕幅2米（4垄）式播种机，花生采用耕幅1.65米（2垄4行）式播种机，如出现重复作业，采用实测距离减去耕幅宽度,关闭种、肥排放器个数，保障播种整幅作业。
拖拉机北斗导航自动驾驶技术在博乐的推广应用
农业工程信息化gricultural Engineering InformationA82农业信息化 2019.12<<拖拉机北斗导航自动驾驶技术在博乐的推广应用摘 要：近年来新疆博乐市在农业生产过程中普遍采用规模化生产，具备良好的机械化和信息化条件。
通过将卫生导航技术和农业机械化有效结合，应用到农业智能控制，精准病虫害防治、农田灌溉、农田资源普查和规划，有利于提升农作物的抵抗能力稳产。
本文主要结合实际工作经验，首先分析了拖拉机北斗导航自动驾驶技术的特点，然后论述了在农业生产中的具体应用，最后分析了拖拉机北斗导航自动化驾驶技术在博乐市的推广措施，通过本次研究对同行有所帮助。
关键词：拖拉机；北斗导航自动化驾驶技术；推广应用；特点精准农业是现代农业的重要组成部分，精准农业是将信息技术和农业生产相结合的一种精细化农业生产模式。
拖拉机北斗导航自动驾驶技术是通过高精度的北斗卫星定位系统，对拖拉机的运行状态进行有效测定，通过液压驱动控制或方向盘驱动控制拖拉机的转向系统，保障拖拉机能够按照预设的行进路线进行自动化驾驶，无需操作方向盘的一项先进技术[1]。
拖拉文 / 阿依努尔 （新疆博乐市农机局，新疆博乐 833400）机北斗导航自动化驾驶技术的推广应用有利于将高科技技术和农业生产有效结合，提高农业作业质量，以此来提升农业生产效率，促进农业现代化发展。
新疆博乐市农业生产过程中通过将该项自动化驾驶技术应用到农作物生产全过程，能够保障农业生产控制的精确性，减少农作物生产成本投入，提高农业机械化作业质量，避免在作业过程中因为操作不当所引发的重播DOI:10.16815/ki.11-5436/s.2019.36.019农业工程信息化gricultural Engineering InformationA和漏播，降低经济成本，提高经济效益。
一、拖拉机北斗导航自动驾驶技术的特点近年来，北斗导航技术在博乐市农业生产农业机械化发展过程中得到了普遍推广和应用，各个管理部门已经构建了大型农机远程监控调度系统，并陆续投入运行。
拖拉机自动导航技术
拖拉机自动导航技术江阿古丽·玛特安N o n g y e j i x i e拖拉机自动导航技术是精细农业技术中的一种,使用该技术可以保证准确的操作行距,工作方向和距离,提高作业精度。
此外还可以减少重复劳动,加快作业进度,减轻驾驶员的工作负荷。
目前发达国家对拖拉机自动导航技术的研究已经取得产品化的成果,我国近几年开始加强对该技术的研究。
自动驾驶车载系统是集卫星接收、定位、控制于一体的综合性系统，主要由卫星天线、北斗高精度定位终端、行车控制器、液压阀、角度传感器等部分组成（如右图所示）。
其中车载系统安装在车内，将GNSS 天线固定在车顶，通常将电台或者3G/GPRS 固定在车外，接收来自参考站的差分信号，达到RTK 解状态，并将定位信息传送给ECU ，ECU 通过RS232接收来自流动站的定位信息，结合角度传感器、陀螺仪感知行驶过程中的摆动与方向，经过数据处理，将控制信号传输给液压，并通过WIFI 或者有线网络在平板电脑上显示相关图形化信息，液压控制器接收到控制信号，控制阀门开关，达到控制方向的目的，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），进行农业耕作，可用于翻地、靶地、旋耕、起垄、播种、喷药、收割等作业，达到作业精准的目的。
一、自动导航驾驶系统安装要求1、不限品牌、车型，适用于任何进口及国产拖拉机，车况较好，便可安装该系统。
2、装卸简单方便，在不更改原拖拉机液压系统的情况下安装该系统，不会对原拖拉机造成任何损害，避免了因改装后而出现的液压故障以及车辆保修问题。
3、一套设备可多台拖拉机使用，由于该系统安装拆卸十分简单，一般只需要3个小时，而且不必改变原拖拉机的油路，因此可在不同拖拉机间进行装卸和调用，大大提高了设备的使用效率，可以为几个不同作业期或者在某台拖拉机故障或维修时更换使用一套系统。
二、自动驾驶系统作业注意事项1、拖拉机作业地块与基站距离最好在20千米以内。
(整理)农业机械自动驾驶系统模板
X xx有限公司企业标准Q/320111x x x001-2015农业机械自动驾驶系统2014-09-28发布2014-10-08实施Q/320111 xxx 001-2015Xxx有限公司发布前言本公司生产的农业机械自动驾驶系统是用于农业机械自动化控制的新型仪器，因无国家和行业标准，特制定本企业标准作为组织生产和质量控制的依据。
本标准按照GB/T 1.1-2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规则》编写。
本标准由xxx有限公司提出并起草。
本标准主要起草人：xx、xxx本标准于2014年9月首次发布。
农业机械自动驾驶系统1 范围本标准规定了农业机械自动驾驶系统的术语与定义、产品型号及基本参数、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。
本标准适用于我公司生产的所有农业机械自动驾驶系统（以下简称自动驾驶系统）产品。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T2828.1-2003 计数抽样程序第1部分：按接受质量限(AQL)检查的逐批抽样检验计划（适用于大批量检测）GB/T 5667 农业机械生产试验方法GB/T 9480 农林拖拉机和机械、草坪和园艺动力机械使用说明书编写规则GB 10395.1 农林拖拉机和机械安全技术要求第1部分：总则GB 10396 农林拖拉机和机械、草坪和园艺动力机械安全标志和危险图形总则GB/T 13306-2011 标牌GB/T 2423.1 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验A:低温GB/T 2423.2 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验B:高温NY/T 2082-2011 农业机械试验鉴定3 术语与定义NY/T 2082-2011中涉及到的术语适用本标准。
3.1 位置差分以差分基准接收机提供的位置误差作为修正量的局域差分GPS，它要求基准站GPS接收机和用户接收机使用相同的卫星组进行定位解算3.2 实时动态测量(RTK)利用数据链将基站GPS接收机的载波相位和码伪距观测量传送给用户，用户接收机采用双差分以及其他处理，快速解算出载波整周多值性，以实现动态高精度的实时定位系统4 结构农业机械自动驾驶系统包括自动驾驶方向盘、显示器和接收机。
农机辅助驾驶系统
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5 导航控制电液桥路: 控制导航阀芯位置 6 导航转向和手动转向控制阀: 选择导航转向和手动转向 7 先导减压阀: 为导航转向控制阀提供先导油源
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8 导航转向 LS负载限压阀: 导航转向时传递负载压力 9 优先阀: 确保转向优先
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先导溢流阀: 限制最大系统压力 (P-T)
• 黄小峰 • Hxf1984_2008@
• • 设定车辆行驶路径。 接收卫星和基站差分数据，实时 向控制器发送精确的定位信息。 车轮传感器实时向控制器发送车 轮的运动方向。 导航控制器实时向液压控制阀发 送指令，确保车辆按照导航设定 的路线行驶。
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自动导航－前装
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自动导航－后装
自动导航系统－行驶路径规划
自动导航系统－拖拉机田头管理
启动自动转向 车俩减速 犁升提起
PTO离合分离
4WD解锁 差速锁开启 启动自动转向 差速锁关闭 4WD开启 PTO离合齿和
犁升入土
车辆加速
自动导航系统－农药机水系统管理
OSPE-CLS 电液转向器
集成了电液转向子系统的功能 (可变转向率 & GPS 转向) 集成主控制器及安全控制器，无需单独外接控制器，大量缩减成本 满足欧洲农林机械安全规范AgPL ”d” (ISO 25119) (SIL 2) 通过TÜ V南德意志集团认证 服从KWP 2000 (服务协议) 兼容丹佛斯PLUS+1 控制器
拖拉机自动驾驶监控系统软件设计
图 6 自动驾驶系统安装示意图 Fig． 6 Installation sketch of automatic driving system
图 7 试验测量示意图 Fig． 7 Sketch of test measurement
3． 2 测试结果 拖拉机自动驾驶监控系统参数设置完成后系统启
动，沿行驶方向分别获取 A、B 点位置（ A、B 两点距离 尽量在 50m 以上） ，形成直线 AB； 以此直线按作业幅 宽规划出该地块的 导 航 直 线 系 ，之 后 拖 拉 机 按 此 路 径 进行田间自动驾驶播种作业。监控终端运行界面如 图 8 所示。
收 、显 示 和 保 存 导 航 信 息 和 控 制 拖 拉 机 运 行 状 态 。 试 验 测 试 结 果 表 明 ： 该 系 统 运 行 稳 定 、通 信 可 靠 、系 统 实 时 性
高 ，系 统 路 径 规 划 方 法 设 计 合 理 ，接 行 相 对 测 量 误 差 的 绝 对 平 均 值 为 9 ． 7 cm 。
率 ，降 低 劳 动 强 度 具 有 重 要 意 义 。为 此 ，基 于 WinCE 嵌 入 式 智 能 终 端 、多 线 程 技 术 及 CAN 总 线 技 术 ，在 研 究 拖 拉
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ICS 65.060.10CCS T 69拖拉机自动辅助驾驶显控系统技术规范Technical specifications for tractor automatic assistant steeringdisplay and control systems（征求意见稿）中关村空间信息产业技术联盟发布T/ZKJXX XXXX—2020目次前言...................................................................................................................................................................... I I1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)3.1自动辅助驾驶显控系统 (1)3.2农具重叠 (1)3.3农具跳过 (1)3.4作业管理 (2)3.5光靶 (2)3.6引导线 (2)4 略缩语 (2)5 拖拉机自动辅助驾驶显控系统组成 (2)6 显控系统要求 (2)6.1 显控单元技术要求 (2)6.2 控制执行单元技术要求 (3)6.3 显控系统接口 (3)6.4 外观要求 (3)6.5 电气要求 (3)6.6 环境适应性要求 (4)6.7 功能要求 (4)6.8 性能要求 (5)7 试验方法 (5)7.1 试验条件 (5)7.2 性能试验 (5)7.3 环境试验 (5)8 检验方法 (5)8.1 检验条件 (6)8.2 显控系统性能检验 (6)8.3 显控系统环境检验 (6)9 标志、包装、运输和贮存 (6)9.1 标志 (6)9.2 包装 (7)9.3 贮存和运输 (7)IT/ZKJXX XXXX—2020II前言本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。
本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中关村空间信息产业技术联盟提出并归口。
本文件起草单位：北京合众思壮科技股份有限公司、中国一拖集团有限公司、洛阳西苑车辆与动力检验所有限公司。
本文件主要起草人：吴林、王芸、唐李征、陈云、曹乐平、南顺仙、王景双、王贡献、姜斌、刘晓文。
T/ZKJXX XXXX—2020 拖拉机自动辅助驾驶显控系统技术规范1 范围本文件规定了拖拉机自动辅助驾驶显控系统的组成、技术要求、外观要求、电气要求、环境适应性要求、功能要求、性能要求以及试验方法、检验方法、标志和包装。
本文件适用于基于高精度全球导航卫星系统定位的自动辅助驾驶显控系统，采用液压转向系统或电动方向盘系统的拖拉机。
2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB 4208-1993 外壳防护等级(IP代码)GB/T 35381.6 农林拖拉机和机械串行控制和通信数据网络第6部分：虚拟终端GB/T 21398—2008 农林机械电磁兼容性试验方法和验收规则QC/T 417.1 车用电线束插接器第1部分定义,试验方法和一般性能要求（汽车部分）T/ZKJXX 00005—2018 拖拉机卫星导航控制器技术标准ANSI/ASAE EP455(R2008) 开发移动农业电子/电气部件的环境规范3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
3.1自动辅助驾驶显控系统automatic assistant steering display system一种应用于农机的，主要通过依靠高精度卫星导航及惯性传感器组件完成高精度位置、姿态、航向测量，控制液压转向系统或电控方向盘实现拖拉机沿设定路线自动驾驶的自动控制系统，完成全球导航卫星系统信号状态显示、导航引导、导航状态显示、车辆校准、作业管理、农机具管理等的人机交互显控系统。
3.2农具重叠implements overlap农具在作业时走一个来回，两个农具作业有交叉叠合的部分。
3.3农具跳过implements over skip农具在作业时走一个来回，两个农具作业有间隙，农具之间的间隙为农具跳过。
3.41T/ZKJXX XXXX—20202 作业管理job management对作业进行新建、加载、导出、导入、关闭和删除等操作。
3.5光靶light bar作业过程中的左右偏航指示，使车辆沿着设定好的路径轨迹作业。
3.6引导线guidance line在作业过程中需要沿着驾驶行走的轨迹，包括AB直线、圆圈、曲线和对角线等。
4 略缩语下列略缩语适用于本文件。
GNSS——Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统；px——Pixel，像素；CAN——Controller Area Network，控制器局域网络。
5 拖拉机自动辅助驾驶显控系统组成拖拉机自动辅助驾驶显控系统（以下简称显控系统）利用GNSS高精度RTK差分定位技术和惯性器件组合技术获得拖拉机的精确位置、姿态信息，通过人机交互界面，使其按照设定作业路线，自动控制液压转向系统或者电动方向盘系统或CAN总线，实现拖拉机的自动辅助驾驶。
显控系统包括显控单元和控制执行单元两大部分。
显控单元包括：a)导航引导模块；b)差分信号源管理模块；c)作业管理模块；d)农机具管理模块；e)车辆校准模块。
控制执行单元组成符合T/ZKJXX 00005—2018《拖拉机卫星导航控制器技术标准》中控制器组成。
6 显控系统要求6.1 显控单元技术要求6.1.1导航引导模块需要支持GNSS信号状态显示、地图普通场景和三维场景切换、三维农机具模型、地图的放大和缩小、光靶和引导线引导、实时误差值显示、作业模式选择和切换。
6.1.2差分信号源管理模块需支持系统和网络状态的实时诊断，可提供远程帮助和智能引导，可配置电台类型、电台频率、CORS 连接和星基增强系统连接等。
6.1.3 作业管理模块T/ZKJXX XXXX—2020 需支持作业新建、加载、导出、导入、关闭和删除作业文件等作业管理。
6.1.4 农机具管理模块需支持农具宽度、农具左右偏移、跳过和重叠等农具信息的设置和显示。
6.1.5 车辆校准模块需支持拖拉机自动辅助驾驶显控系统校准功能，校准应包含以下内容：a)校准农机轴距、天线高度、天线偏移等农机参数；b)校准转向角度测量机构的安装角度值；c)校准惯导单元的水平（侧倾/俯仰）安装偏差。
6.2 控制执行单元技术要求控制执行单元技术要求符合T/ZKJXX 00005—2018《拖拉机卫星导航控制器技术标准》中控制器模块技术要求。
6.3 显控系统接口a)专有命令/数据接口格式作为控制器显示和控制输入的接口，应通过研发厂商专有的串口收发命令、数据格式定义实现控制器功能。
串行接口命令、数据格式定义对应控制器的功能状态，也分为五个部分：初始化命令/数据格式定义、操作模式设置命令/数据格式定义、状态检查命令/响应状态数据格式定义、设备校准命令/响应状态数据格式定义、作业设置/相应数据格式定义。
b)VT接口方式控制器同样宜采用虚拟终端（VT）技术与显示控制端元接口。
VT接口方式应符合GB/T 35381.6的要求。
6.4 外观要求外观要求包括：a)应按经规定程序批准的产品图样及技术文件制造；b)外观应无锈蚀、锈斑、裂纹、褪色、污迹、变形、镀涂层脱落，亦无明显划痕、毛刺；塑料件应无起泡、开裂、变形；灌注物应无溢出等现象；结构件与控制组件应完整，无机械损伤；c)涂（镀）层不应有气泡、龟裂或脱落；d)输入、输出接口等部位应有文字标志；e)文字符号及标志应清晰、美观；f)材质应符合无毒害、无放射性的要求；g)应有清晰耐久的铭牌标志。
铭牌应安装在控制器外表面的醒目位置，铭牌尺寸应与主机结构尺寸相适宜。
铭牌应包括下列内容：名称、型号及规格，制造厂名及商标，出厂年月及编号，执行标准代号；h)机壳防护应满足GB 4208-1993中IP66防尘防水设计的等级要求。
6.5 电气要求电气要求包括：a)应具有过压、短路、电源瞬间变化和偶然极性反接的保护功能，电器接口应有防静电功能。
当自动辅助驾驶显控系统有故障时，显控系统应提示故障信息；3T/ZKJXX XXXX—20204 b)应抗启动干扰、适应拖拉机的作业环境；c)显控系统插接器性能应符合QC/T 417.1的要求。
插接器两端的线色应一致。
两个以上非通用接口应有明显标识，插头不能互换；d)电磁兼容性应符合GB/T 21398—2008中6.4、6.5、6.6、6.7、6.8的规定。
6.6 环境适应性要求6.6.1 工作环境适应性工作温度范围至少为-20 ℃～70 ℃，存储温度范围至少为-40 ℃～85 ℃。
工作环境相对湿度为5%～95%（不结露）。
6.6.2 机械环境适应性应能承受X、Y、Z三个方向的扫频振动试验或冲击试验。
扫频振动试验参数应符合表1的规定，冲击试验参数应符合表2的规定，产品通常在不工作及正常安装状态下经受试验，当需要在工作状态下试验时，应在产品标准中做出规定。
承受振动试验、冲击试验等机械环境试验后，应无永久性结构变形，无零部件损坏，无电气故障，无紧固部件松脱现象，无插头、通信接口等接插器脱落或接触不良现象，其各项功能等应保持正常，无试验前存储的信息丢失现象。
扫频振动试验参数见表1，冲击试验参数见表2。
表1扫频振动试验参数表2冲击试验参数6.7 功能要求显控系统需支持以下功能：a)初始化自检：完成硬件初始化、输入/输出硬件、线缆上电自检，完成内置或外接并完成初始RTK定位和惯性传感器的上电校准；b)自动辅助驾驶作业：直线、圆圈、对角线作业，光靶导航和引导线指引；c)农具和作业管理：添加、导出、修改、删除自定义农具，新建、关闭、导出、删除作业，加载之前的作业；d)设备校准：设备校准包括必要的安装参数和控制模型参数测量采集输入、安装方向/转向控制执行部件/电台/配置参数设置、WAS传感器校准、控制器安装角校准、液压转向或电动方向盘特性校准、车型控制参数校准等操作。
校准结果必须保存在控制器的内部非易失性存储区；e)日志记录：控制日志记录，可导出日志；T/ZKJXX XXXX—2020f)升级：端口升级和远程升级；g)故障报警：实时检测当前显控系统状态进行故障报警。
6.8 性能要求控制器性能要求见表3。
表1控制器性能要求7 试验方法7.1 试验条件7.1.1 试验环境进行控制器性能测试时，卫星天线的高度要高于水平视野不低于10°，从任何一点看都不应有可见的障碍物干扰或阻碍卫星信号，试验场周围50m不应有金属和其他反射表面。