基于GNSS姿态与电机编码器的农机转向角度测量系统研制

典型的农业机械自动驾驶系统需要在车辆转向轮上安装角度传感器测量转向角度,存在安装不便与可靠性差问题。该研究提出一种基于GNSS模块和电机编码器组合的转向轮转向角度测量系统。该系统通过组合利用GNSS姿态测量值与运动模型得到转向轮期望角度,利用电机转向速度和全液压转向阀的传递模型推算转向角度变化值,经卡尔曼滤波融合解算得到车辆转向轮的实时转向角度。与霍尔式绝对角度传感器对比的动态测试结果表明,该系统在直线行驶时的测量标准方差小于0.91°,在转向轮-10°~+10°区间,测量标准方差小于1.0°;直线自动驾驶作业时的导航误差小于2.5 cm,曲线作业自动驾驶的导航误差小于9.0 cm,满足农机自动调头等场景应用。

嵌入式设备的邮递式升级方案

电控执行机构一般位于自动控制系统的末端,广泛应用于农业/工业生产现场,且设备未包含人机交互接口或远程通信模块,但这类设备同样需要有应用场景适配、参数调校、固件现场IAP升级等功能。文中研究了一种嵌入式设备的邮递升级方案,可通过自动控制系统的HMI界面对末端的电控执行机构进行升级。文中以农机自动驾驶系统的电控方向盘升级为例,结合现场作业环境,介绍了嵌入式设备的邮递式升级方案,包括4个环节:升级程序(Bootloader)开发、应用程序文件生成、通讯转接模块功能开发、人机交互界面工具开发。工程应用及测试结果分析表明,邮递式升级方案能满足这类末端嵌入式设备的升级需求。

基于LwIP的GNSS基准站设计

GNSS系统单点定位精度均在米级,但较多场景需要亚米和厘米级GNSS定位系统,这时均需要使用差分定位技术。GNSS基准站作为差分改正数据的源头,是GNSS高精度定位系统的重要组成部分。文中展现了由Cortex M3处理器与GNSS接收机构成的一款低成本、易维护的嵌入式GNSS基准站设计方案。在LwIP协议栈RAW接口基础上扩展实现了兼容AJAX+HTML5的Web服务器,实现了基准站参数的远程配置及GNSS状态动态监控;在PBUF_ROM基础上,根据基准站差分数据业务特点设计ROM式缓存用于Ntrip Caster服务器,借此构建了满足Ntrip协议标准的差分数据播发器与服务器。测试结果显示,该设计满足GNSS基准站的远程监控及设置、Mini版Caster基站等功能需求,该方法可用于类似监控类传感器设备的产品设计。

林改的新兴武器——集思宝G510

集体林权制度改革中最为重要的工作是实地勘界确权、面积量算与成图。根据《林权勘察外业调查表》的需求，作业人员在野外采集空间信息的同时，需完成下列信息的填写与记录：宗地中心点的经营形式，林地所有权权利人，林地使用权权利人，宗地所属的县、乡、村、组等，林班号、小班号、图幅号、比例尺、地类、森林类别、林种、主要树种、造林年度等信息。传统的GPS外业采集完坐标信息后，需要将这些信息记录在纸上，回到室内再进行手工录入。由于内容多，野外占用时间比较长，而且野外作业不方便，工作繁琐，同时野外采集点数如果过多，不易管理，容易出错，给林权改革的工作带来了诸多不便，影响作业进程!而如果我们将调查表格放入到GPS／GIS数据采集器即G510中，采用外业边测量边“填表格”的方式，回到室内直接从GPS里输出表格，同时可将导出的数据直接入库以减少人工的二次录入，这样我们的工作就会事半功倍，锦上添花了。