Системы навигации для сельхозмашин

Новые технологии появляются с увеличивающейся частотой, в системах вождения теперь применяются инерционные датчики, ультразвуковые локаторы, системы компьютерного видения, спутниковые системы позиционирования и т.д. Все эти высокие "чудеса" техники делаются с одной простой земной целью - обеспечить прохождение трактора с навесным агрегатом по полю так, чтобы каждая последующая полоса ложилась точно по краю предыдущей полосы без пропусков и перекрытий. Исходя из этого, можно сформулировать основной постулат: хотите двигаться по пути к экономии - езжайте прямо!

Но в действительности Вы нигде не увидите идеального рисунка обработки поля, обычно это получается следующим образом.

Какой бы ни был тракторист мастер-виртуоз, неизбежны огрехи. На первый взгляд – ничего страшного, и так сгодится, тут вильнул в сторону, пропустил немного, оставил участок незасеянной земли, но вовремя заметил, быстро выровнялся и, чтобы пропускать поменьше, решил, пусть лучше у меня загонка с загонкой немного перекрываться будет. И правильно решил. Там где перекрываются ряды, вдвое больше семенного материала и удобрений будет всыпано, может от этого местами и лучше вырастет, а вот где пропущено, там сорняки хорошо расти будут, соседние ростки давить, сортность зерна понизят при уборке. Поэтому пропуски часто приходится пересевать.

К чему приводит это «и так сгодится», можно показать на простейшем примере. Для расчета возьмем идеальное поле площадью 100 га в форме квадрата со стороной 1 км и засеем его пшеницей, используя современную широкозахватную сеялку шириной 18 м.
Страхуясь от пропусков, тракторист будет перекрывать предыдущий ряд, гарантированно обеспечивая перерасход посевного материала и удобрений. Зная нормы высева пшеницы и внесения удобрений, а также их закупочную цену, можно легко посчитать, сколько мы переплачиваем за неточности вождения. Небольшие, на первый взгляд, цифры перерасхода на каждой загонке приводят в маштабах хозяйства к весьма заметным суммам, подтверждающим рекламную фразу: "Системы параллельного вождения окупаются за один-два сезона".
Не приводя общие формулы, представим в таблице результаты расчетов при различных величинах перекрытия соседних рядов. Любители арифметики смогут легко выполнить эти расчеты самостоятельно.

Ширина перекрытия, см	Реальная ширина захвата, м	Площадь перекрытия на одном гоне, га	Кол-во гонов	Общая площадь перекрытия на поле, га	Перерасход на семена и удобрения, руб/га
0,2	17,8	0,02	56	1,1	19,7
0,4	17,6	0,04	57	2,3	39,8
0,6	17,4	0,06	57	3,4	60,3
0,8	17,2	0,08	58	4,7	81,4
1,0	17,0	0,1	59	5,9	102,9

Для расчетов приняты следующие данные:
- норма высева пшеницы – 250 кг/га
- цена семенного зерна пшеницы – 5000 руб/т 
- норма внесения удобрений – 100 кг/га
- цена удобрений – 5000 руб/т.

В итоге получилась очень простая зависимость: каждые 20 сантиметров перекрытия соседних рядов - это 20 рублей убытков на каждый гектар обрабатываемой площади только на одной операции - посевной.

Далее - еще проще. Пусть в Вашем хозяйстве 5000 га обрабатываемой земли, и Вы сумели при проведении сева сократить ширину перекрытия соседних рядов с 80 см (вполне реальная цифра!) до 20 см (что позволяют сделать практически все системы спутниковой навигации). В результате Вы сэкономили 300000 (триста тысяч!) рублей.

Как же обеспечить требуемую траекторию движения трактора по полю? Существуют различные решения:
1. Полностью полагаться на мастерство и зоркий глаз тракториста.
2. Отправлять помощника бегать по полю и ставить вешки, на которые тракторист будет ориентироваться.
3. Метить ряды с помощью пенных маркеров.
4. Использовать для навигации глобальную спутниковую систему определения координат (GPS).

Что дает GPS навигация?

• Не требуются работы по предварительной разметке поля.
• Не требуются дополнительные расходные материалы для маркирования рядов.
• Максимально используется ширина агрегата, сводятся к минимуму перекрытия соседних рядов.
• Исключаются пропуски между соседними рядами.
• Увеличивается коэффициент загрузки техники (возможность работы ночью).
• Обеспечивается возможность работы в условиях плохой видимости (пыль, туман).
• Повышается комфортность работы, снижается утомляемость водителя.
  

Фрагменты космических снимков полей, обработанных с использованием систем спутниковой навигации

Варианты обработки полей с помощью систем навигации