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。

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。

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。

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。

·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。

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。

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。