Про точність позиціонування систем паралельного водіння
Сучасні виробники систем паралельного водіння, такі як Trimble, Leica, TeeJet, Raven, John Deere та ін. Позиціонують свої продукти як високоточні системи і їх заявлена похибка 1-10 см. Цей маркетинговий хід, який можна порівняти з мегапікселямі в сучасних фотокамерах, « чим більше тим краще". Дійсно більшість агронавігаторов здатні працювати з високою точністю, але за умови, що будуть застосовуватися спеціальні високоточні технології, такі як DGPS або RTK.
Давайте спробуємо розібратися, для чого потрібна висока точність, і що саме під нею мається на увазі. Багато користувачів думають, що якщо у приймача точність 2 - 4 метри, це означає, що смуги перекриття у нього будуть досягати зазначеної величини, але це не так.
Намалюємо систему координат. Перетин осей (центр) має координату. Давайте уявимо, ми взяли якийсь стовп, вбили його в землю і сказали, тут знаходиться центр міста. Тобто центр міста буде мати координати. Тепер ми взяли навігатор, встали на стовп і подивилися, які координати він показує. А він показує трохи інші координати, з невеликим відхиленням. Якщо спростити написання цих координат до двох цифр і припустити, що стовп знаходиться на координаті, то навігатор нам покаже число. Що буде дуже близько до точними даними, але все ж матиме видалення від стоїть стовпа, близько 4 метрів. Так ось ці 4 метри і будуть точністю даних GPS.
Реальні географічні координати виглядають наступним чином: Широта: 55 ° 1'50.43 "N (55.030676) Довгота: 73 ° 22'54.55" E (73.381819)
Грунтуючись на цей приклад можна зробити висновок, що точність даних важлива, коли ми до чогось прив'язуємо координати, наприклад, до географічній карті. І нам, наприклад, вкрай важливо, де знаходиться кут будівлі. Якщо ми ні до чого не прив'язуємо отримані координати, то значення точності для нас стає неважливим. Вам адже все рівно, де починається ваше поле, на 56 ° 1'40.73 "N або на 56 ° 1'40.76" N. У випадку з роботою на полях, для нас стає важливим інший параметр, «точність при паралельному водінні». А він відрізняється від прямої точності даних. Постараємося зобразити схематично.
Червона і зелена лінія - це записаний шлях обприскують установки.
Червона лінія зображує той шлях, по якому ми їхали, тобто фізично у того сліду були саме такі координати. А зелена лінія це те, як відбив цей шлях навігатор.
Як бачите, різниці зовсім ніякої, за винятком того, що весь трек зміщений. Головним завданням системи паралельного водіння є зменшення відстаней перекриттів і огріхів. При паралельному водінні важливо, щоб відстань між лініями, які малює навігатор, дорівнювало дійсному віддалі.
Приблизний шлях сільгосптехніки виглядає наступним чином: прогін в одну сторону, розворот, прогін в іншу сторону. Між прогонами, є відстань і найважливіше для нас, це дотримати цю відстань. Саме для цього ми і купуємо навігатор. Відстань це повинно бути рівно в 2 рази більше ніж довжина одного крила. Якщо довжина крила установки 15 метрів, то загальна довжина, яку захоплює ця установка за один прогін, дорівнює 2 × 15 = 30 м. Тепер дивимося малюнок.
Спочатку ми їдемо в одну сторону, і ліве крило обприскує 15 метрів лівіше нашої установки. Потім ми повертаємося, і тепер наше завдання їхати так, щоб край лівого крила, був, рівно там, де був край цього ж крила, коли ми їхали в зворотну сторону. Лінія стику зображена, синім кольором. Це основний принцип паралельного водіння. І паралельна точність в даному випадку буде відстанню між двома прогонами. За фактом воно повинно бути (для нашого прикладу) 30 метрів. На ділі ж може вийти так, що ми проїхали 2 прогону, і відстань між ними вийшло 29,5 метрів. Тобто Похибка склала близько півметра.
Це і є паралельна точність. Паралельна точність звичайного GPS-приймача становить приблизно півметра, якщо цей пристрій не використовує системи диференціальної корекції, про які ми писали раніше.
При сільськогосподарських роботах, наприклад, при обприскуванні, точності в півметра більше ніж достатнього. Чому? Справа в тому, що крайня форсунка, або розприскувач, в залежності від типу використовуваної техніки, охоплює радіус в будь-якому випадку більш ніж 0,5 метра. Так що в будь-якому випадку буде неминучість невеликого перекриття. Крім усього іншого, навіть якщо у нашого пристрою буде військова точність, 1 см водій ніколи не зможе її витримати. Ви запитаєте чому? Спробуйте провести такий експеримент. Намалюйте рівну лінію крейдою на асфальті, і спробуйте проїхати на машині по ній так, щоб край колеса чітко стосувався цієї лінії. Не бачачи коліс зробити це буде складно. І навіть якщо дивитися на колеса рухатися вам доведеться вкрай повільно. Тепер ускладніть завдання, дивитися на дорогу вам буде можна тільки через об'єктив камери. Адже водій обприскують установки трактора і т.д. не може візуально спостерігати край крила. Після цього експерименту додайте сюди той факт, що поле це далеко не рівний асфальт і лінії далеко не прямі, і керуєте ви зовсім не Porsche. Яку точність ви отримаєте? І то це не повний приклад, на малюнку навігатора, аж ніяк не колеса, а лінії, які водій повинен поєднати.
Щоб витримати паралельну точність менше 20 см, техніка повинна бути автоматизована, автопілотіруемая. Такі пристрої вам знайомі. Спеціальне підрулюючий пристрій управляє рульовим колесом, в залежності від даних одержуваних із супутників. Головні недоліки таких систем це швидкість роботи і вартість. Щоб автомат встигав підрулювати, техніка повинна бути дуже тихохідної, 3-5 км на годину. Це обмеження пов'язане ще й з тим, що дані приходять з супутника 1 раз в секунду. А за 1 секунду при швидкості 10 км на годину, трактор пройде близько 3 метрів. Також необхідно врахувати, що поля мають далеко неідеальну форму, може зустрітися дерево або Окілок лісу, яр або іншу перешкоду і автопілот з ним просто не впорається, а управління доведеться брати людині, відповідно ніякої точності в 20 см знову не буде.
Навігатори GARMIN мають точність даних GPS близько 5 метрів. МЧСУкаіни купують ці апарати, щоб відзначати пожежні гідранти, які взимку під снігом не видно. І користуються ними цілком успішно. Адже якщо похибка і є, то це не обов'язкова умова того, що «люк» перебуватиме на максимальному п'ятиметровім видаленні від заданого місця. Те ж саме і в сільськогосподарських роботах.
Сумніваюся, що хтось на поле з рулеткою вимірював точність паралельного водіння свого навігатора. Ми ж проводили такі випробування. У нашому випадку ми отримували величину порядку півметра і менше.
Один наш клієнт, питав нас про точність нашого пристрою. З причини, яка йому самому була не відома, він вважав, що для сільськогосподарських робіт потрібна хірургічна точність: «1-2 см». Коли ми його запитали, а яким чином він проводить вимірювання, він відповів приголомшливою фразою: «На око!». Звичайно потім, коли він почав сам розбиратися в тонкощах сільгосп робіт з GPS технікою таких тверджень він більше не робив. Ми намагаємося показати фермерам всю технологію зсередини, щоб люди самі могли розуміти, вибирати.
Успіхів вам і великого врожаю!