Современное сельское хозяйство постоянно стремится повышать производительность и снижать себестоимость готовой продукции. Раньше для оптимизации работы фермеры использовали проверенные удобрения, высокопродуктивные сорта сельскохозяйственных культур, машины с экономичным расходом топлива и т.д. Теперь для решения этой задачи выбирают системы точного земледелия, способные оптимизировать большинство рабочих процессов.
Что такое точное земледелие
Системы точного земледелия — это инструменты, которые обеспечивают комплексный подход к решению сельскохозяйственных задач. Они гарантируют высокую точность работ, экономят ресурсы и позволяют максимально эффективно использовать каждый участок земли. Теперь фермерам не нужно сеять, вносить удобрения и обрабатывать почву «на глаз»: все эти процессы автоматизируются за счет точного земледелия.
Главными преимуществами таких систем являются следующие особенности:
- повышение точности движение агрегатов по междурядьям;
- уменьшение нагрузки на оператора;
- возможность работы в любое время суток, в том числе, ночью и в условиях плохой видимости.
Комплексная агронавигация представлена на рынке в двух вариантах: подруливающее устройство и автопилот.
Подруливающее устройство
Подруливающее устройство представляет собой электромеханическую систему, которая устанавливается непосредственно в рулевую колонку трактора и управляется контроллером. Система подсоединяется к рулевому колесу, а не к гидравлике, что значительно упрощает процесс монтажа и обеспечивает беспрепятственный доступ к управлению кабиной.
Подруливающее устройство поворачивает руль с помощью электромотора. Контроллер получает координаты от GPS, GNSS или RTK приемника и благодаря поступающим корректировкам придерживается заданного курса.
Автопилот
Автопилот — это комплексная автоматическая система, которая встраивается в гидравлику, что исключает люфт рулевого управления при движении техники. Она автоматизирует руление с помощью гидравлического или электропривода за счет сигналов, поступающих от управляющей станции, работающей с GNSS или RTK приемником.
Оператору при ведении транспортного средства остается только включать и отключать автопилот в тот момент, когда нужно перейти в режим ручного управления. В остальном система автоматического вождения полностью берет на себя управление машиной в поле: ведет технику по проложенному курсу, выполняет развороты, работает с оборудованием (останавливает разбрасывание, приподнимает культиватор), регулирует объемы внесения и т.д.
Чем отличается подруливающее устройство от автопилота
Автопилот представляет собой полностью автоматизированную систему, которая практически не требует участия механизатора. Его вмешательство, как правило, может понадобиться при появлении помех, которые не может распознать автопилот, например, при объезде препятствий.
Система автопилотирования выполняет самостоятельный разворот
Подруливающее устройство выступает в качестве высокотехнологичной вспомогательной системы, требующей непосредственного участия механизатора в процессе работы. Система позволяет держать курс в соответствии с заданными шаблонами движения и вести агрегат по маршруту с высокой точностью. При этом механизатору нужно самостоятельно следить за препятствиями, брать на себя управление техникой при разворотах и на концах загона.
Преимущества и недостатки систем
Каждая система уникальна и имеет как плюсы, так и минусы, которые необходимо учитывать при работе.
К преимуществам подруливающих устройств можно отнести следующие особенности:
- для установки не требуется переоборудование техники, так как подруливающее устройство не затрагивает гидравлическую систему;
- система имеет минимум кабельных соединений и при необходимости ее можно легко переустановить на другие машины;
- устройство устанавливается на рулевую колонку и не закрывает доступ к другим элементам управления в кабине;
- оператор может без ограничений управлять машиной вручную, когда подруливатель выключен;
- стоимость подруливающего устройства ниже, чем у автопилотов.
Подруливающее устройство не занимает много места в кабине
Среди недостатков отмечается:
- необходимость непосредственного участия механизатора в процессе работы;
- “отзывчивость” меньше, чем у автопилотов;
- вероятность снижения точности со временем, что обусловлено постепенным износом рулевой колонки и деталей подруливающего устройства;
- у некоторых моделей отсутствует технология компенсации неровности рельефа.
Главными преимуществами автопилота считаются:
- наличие полноценного искусственного интеллекта: система управляет техникой с помощью датчиков и специальных контроллеров, что позволяет автоматизировать большую часть работы;
- более высокая точность ведения техники;
- возможность движения машины по всей площади поля, а не только между двумя точками;
- автоматический разворот в конце гона (у некоторых моделей);
- возможность обнаруживать препятствия и останавливаться перед ними.
Специальные датчики у автопилотов отслеживают положение техники и регулируют ее перемещение
Недостатками можно считать:
- более сложную установку ввиду того, что система интегрируется в гидравлику;
- относительно высокую стоимость.
Обзор подруливающих устройств и автопилотов
На рынке представлено большое разнообразие подруливающих устройств и автопилотов, которые выполняют схожие функции, но отличаются деталями. Рассмотрим наиболее популярные варианты с кратким обзором их плюсов и минусов.
Подруливающие устройства
Фермеры выбирают в качестве подруливателя как зарубежное, так и отечественное оборудование. Среди наиболее распространенных моделей можно выделить следующие.
Кампус Лейос
Электрический подруливатель российского производства, совместимый практически с любыми транспортными средствами. Система автоматически ведет технику по шаблонам движения, встроенным в агронавигатор Кампус, и достигает точности до 2,5 см при вождении. Подруливатель подходит для выполнения как пропашных, так и посевных работ.
Плюсы:
- Работа на скорости от 3 до 25 км/ч.
- Мощный крутящий момент.
- Кнопка аварийного отключения.
- На одном поле может работать сразу несколько машин: система сохранит данные о каждой.
Минусы:
- Небольшое число встроенных шаблонов движения.
- Отсутствует технология компенсации рельефа местности.
Trimble AgGPS EZ-Steer
Подруливающее устройство регулирует положение рулевого колеса с помощью электропривода с фрикционным роликом. Система использует для навигации GPS-данные с любого совместимого дисплея Trimble и на основании заданного курса автоматически регулирует положение техники. Точность вождения до 5-10 см позволяет подруливателю хорошо справлятся с обработкой почвы, внесением удобрений, опрыскиванием и уборкой урожая.
Плюсы:
- Простота работы и установки: система быстро монтируется, не требует долгой настройки и при необходимости может демонтироваться с одного трактора на другой.
- При ручном вращении рулевого колеса сцепление с приводом EZ-Steer автоматически выключается, что позволяет быстро перейти в режим ручного управления.
- Технология компенсации рельефа повышает точность вождения на пересеченной местности.
Минусы:
- Подруливатель не подойдет для работ, которым требуется сантиметровая точность.
Trimble AgGPS EZ-Pilot
Данная модель является более совершенным вариантом подруливателя EZ-Steer которая переняла некоторые функции системы Autopilot от Trimble. EZ-Pilot работает на основе электромотора, который устанавливается в рулевую колонку. Подруливатель использует для навигации GPS-данные и на основании заданного курса автоматически регулирует положение рулевого колеса с точностью до 3 см.
Плюсы:
- Возможность управления машиной при движении задним ходом, что позволяет точно выйти на следующую полосу (управление может длиться не более 15 секунд).
- Система EZ-Pilot имеет более мощный мотор (на 25% мощнее), чем модель предыдущего поколения EZ-Steer.
- Усилие передается сразу на вал рулевой колонки, исключая обводной ролик, что обеспечивает более точное управление техникой.
- Использование технологии компенсации рельефа местности (ориентация на местности происходит по трем осям).
Минусы:
- Стоимость выше, чем у большинства подруливающих устройств.
Автопилоты
Автопилоты представлены на рынке преимущественно зарубежными моделями и отличаются большим разнообразием функционала. Самыми популярными вариантами можно назвать следующие системы.
AGDY SMART
Гидравлический автопилот, подходящий для выполнения любых полевых работ: от посева до уборки урожая. Система позволяет вести технику с сантиметровой точностью на высоких и низких скоростях. Встроенные датчики учитывают угол наклона транспортного средства, а технология компенсации рельефа местности позволяет вести трактор в полях с перепадами высот. В комплект входит базовая станция RTK, которая обеспечивает точность вождения до 1,5 см.
Fj Dynamics
Универсальная система параллельного вождения Fj Dynamics – это высокотехнологичное решение, совместимое со всеми единицами самоходной техники и подходящая для любых сельскохозяйственных операций. Датчик положения кузова измеряет уровень наклона машины и уровень крена, датчик угла поворота колес и GNSS антенны передают данные о местоположении ТС, что обеспечивает высокую точность при ведении агрегата.
Плюсы:
- Система уже разблокирована до RTK, что позволяет ей работать с точностью до 2,5 см без платных подписок.
- Максимальная рабочая скорость системы: 30 км/ч, средняя рабочая скорость: 15 км/ч.
- Возможность подключения ISOBUS управления и авторазворота.
Минусы:
- Для старых моделей автопилота функцию авторазворота необходимо приобретать отдельно.
Trimble AgGPS Autopilot
Автопилот от Trimble предназначен для полностью автоматизированного вождения сельхозтехники с точностью до 2,5 см. Навигационный контроллер позволяет компенсировать все неровности поля, а при отклонении машины от курса система корректирует направление и возвращает агрегат на исходную позицию. Данная модель — отличный выбор для местности со сложным рельефом, где проводятся сложные работы на пропашных культурах.
Плюсы:
- Полностью автоматическое прохождение рядов без участия тракториста. При этом в случае необходимости оператор может в любой момент перейти на ручное управление.
- Технология автоповорота в конце полосы позволяет автоматически выполнить разворот по наилучшей траектории
- Компенсация рельефа местности обеспечивает точную работу системы на склонах и полях с грубым рельефом.
- Скорость до 40 км/ч.
Минусы:
- Гидравлический автопилот требует более длительной установки.
CHCNAV NX510
NX510 — это универсальный электрический автопилот, совместимый с новыми и старыми моделями тракторов, опрыскивателей и другой сельскохозяйственной техникой. За счет сантиметровой точности обработки система подходит для любых видов работ: плантажной вспашки, посадки, уборки, сбора урожая и пр. Комбинированная технология компенсации рельефа местности GNSS+INS обеспечивает высокую точность вождения и отличную производительность. Система представлена в двух вариантах: NX510 Pro и NX510 SE.
Плюсы:
- Уровень точности между проходами до 2,5 см даже на сложной местности.
- Большое количество встроенных шаблонов движения: прямая АВ, линия А+, движение по кругу, неправильная кривая и разворот.
- Функция автоматического разворота.
- Удобная камера со светодиодной подсветкой облегчает работу.
- Систему легко переустановить с одной машины на другую.
Минусы:
- Модель NX510 SE не поддерживает платные поправки для увеличения точности.
AGDY
Полностью автоматизированная система параллельного вождения, предназначенная для разных видов сельскохозяйственных работ: посев, почвообработка, опрыскивание, уборка урожая и т.д. GNSS антенна и датчик угла поворота обеспечивают высокую точность работы: 2-3 см. Оператор может работать со скоростью 0,7 – 15 км/ч, вне зависимости от выбора траектории, времени суток и погодных условий.
Плюсы:
- Автопилот уже разблокирован до RTK и не требует дорогостоящих подписок.
- Максимальная рабочая скорость при использовании системы — 30 км/ч.
- Функция авторазворота.
- ISOBUS-контроль.
Минусы:
- Небольшое число встроенных шаблонов движения.
Tersus AG990
Электрический автопилот предназначен для управления сельскохозяйственной техникой посредством использования сигналов внешнего GPS или GLONASS приемника с точностью до 2,5-3 см. Система состоит из высокоточной платы GNSS, двигателя рулевого колеса со встроенным контроллером и датчика угла поворота. Такая комплектация позволяет сформировать целую систему управления машиной для выполнениях разных сельскохозяйственных операций: посева, культивации, сбора урожая и пр.
Плюсы:
- Датчик угла поворота колес отмечает любые изменения угла наклона и возвращает машину на исходный маршрут.
- Поддержка разных видов беспроводной связи: Wi-Fi, 3G/ 4G LTE/
- Встроенный в дисплей 4G модем через сервер позволяет синхронизировать взаимодействие сразу нескольких тракторов.
Минусы:
- Номинальный крутящий момент меньше, чем у других автопилотов.
Как выбрать подходящее оборудование
Итак, для каких целей лучше всего подойдет то или иное устройство?
Подруливающее устройство, как правило, выбирают для работ, которые не требуют сантиметровой точности выполнения: опрыскивание, внесение удобрений, вспашка и пр. Для них вам не понадобятся специальные датчики, которые будут определять местоположение техники с высокой точностью. Сама по себе система довольно простая, и её основная задача — снизить нагрузку на оператора при ведении трактора.
Автопилот — технологически более продвинутое устройство, которое автоматически ведет транспортное средство по указанному маршруту. Оно не только освобождает оператора, но и увеличивает производительность работ. Кроме того, система автопилотирования позволяет проводить операции с сантиметровой точностью, поэтому ее стоит выбирать для посева, междурядной обработки и т.д.
Подруливающее устройство и автопилот способствуют автоматизации предприятия и улучшают результаты работ, минимизируя (а иногда и полностью исключая) человеческий фактор. При выборе подходящего варианта ориентируйтесь в первую очередь на стоящие перед вами задачи и результаты, которых вы ожидаете достичь при внедрении новых технологий.
