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使用慣性測(cè)量裝置實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)

2076820 2022-11-24 | pdf | 367.87KB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)越來(lái)越多地采用傳感和定位技術(shù)來(lái)提高田間活動(dòng)的效率，并通過(guò)跟蹤當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)條件并根據(jù)需要應(yīng)用適當(dāng)?shù)馁Y源（如水、殺蟲劑和肥料）來(lái)最大限度地提高作物產(chǎn)量。此應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員了解衛(wèi)星定位在精度方面有其局限性。然而，應(yīng)用慣性測(cè)量單元 (IMU) 可以填補(bǔ)這一空白。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)越來(lái)越多地采用傳感和定位技術(shù)來(lái)提高田間活動(dòng)的效率，并通過(guò)跟蹤當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)條件并根據(jù)需要應(yīng)用適當(dāng)?shù)馁Y源（如水、殺蟲劑和肥料）來(lái)最大限度地提高作物產(chǎn)量。此應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員了解衛(wèi)星定位在精度方面有其局限性。然而，應(yīng)用慣性測(cè)量單元 (IMU) 可以填補(bǔ)這一空白。IMU 將三軸加速度計(jì)與三軸陀螺儀集成在一起，以測(cè)量系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)并通過(guò)航位推算確定系統(tǒng)定位。通過(guò)將這些與全球定位系統(tǒng) (GPS) 信息相結(jié)合，設(shè)計(jì)人員可以開發(fā)農(nóng)機(jī)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確、持續(xù)地了解設(shè)備相對(duì)于田地和作物的位置，同時(shí)校正地形傾斜、設(shè)備手臂移動(dòng)和其他因素等因素。IMU 將三軸加速度計(jì)與三軸陀螺儀集成在一起，以測(cè)量系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)并通過(guò)航位推算確定系統(tǒng)定位。通過(guò)將這些與全球定位系統(tǒng) (GPS) 信息相結(jié)合，設(shè)計(jì)人員可以開發(fā)農(nóng)機(jī)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確、持續(xù)地了解設(shè)備相對(duì)于田地和作物的位置，同時(shí)校正地形傾斜、設(shè)備手臂移動(dòng)和其他因素等因素。本文討論了 IMU 在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的重要性和作用。它討論了使用 IMU 執(zhí)行航位推算時(shí)的潛在錯(cuò)誤源、這些錯(cuò)誤的緩解以及開發(fā)人員應(yīng)考慮的環(huán)境和安全因素。最后，它著眼于本文討論了 IMU 在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的重要性和作用。它討論了使用 IMU 執(zhí)行航位推算時(shí)的潛在錯(cuò)誤源、這些錯(cuò)誤的緩解以及開發(fā)人員應(yīng)考慮的環(huán)境和安全因素。最后，它著眼于Honeywell Sensing and Productivity SolutionsHoneywell Sensing and Productivity Solutions和和Analog DevicesAnalog Devices的精密 IMU，并展示了如何使用它們來(lái)幫助提高精度，超出衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)本身所能達(dá)到的精度。的精密 IMU，并展示了如何使用它們來(lái)幫助提高精度，超出衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)本身所能達(dá)到的精度。為什么位置跟蹤對(duì)農(nóng)業(yè)至關(guān)重要為什么位置跟蹤對(duì)農(nóng)業(yè)至關(guān)重要傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)是一個(gè)粗略的過(guò)程。耕作、播種、澆水、施肥和收割都或多或少地在整塊田地中進(jìn)行，通常是幾英畝，盡管田間的土壤成分、蒸發(fā)等不可避免地會(huì)發(fā)生變化。在這些活動(dòng)中，手動(dòng)操縱機(jī)械可能會(huì)導(dǎo)致遺漏或重疊區(qū)域，從而降低現(xiàn)場(chǎng)利用率或因重復(fù)應(yīng)用而浪費(fèi)資源。雖然兩次通過(guò)之間一兩英尺的轉(zhuǎn)向誤差可能看起來(lái)并不多，但在穿越大片場(chǎng)地時(shí)，損失可能會(huì)顯著累積，從而增加所需的時(shí)間和燃料（圖 1）。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)是一個(gè)粗略的過(guò)程。耕作、播種、澆水、施肥和收割都或多或少地在整塊田地中進(jìn)行，通常是幾英畝，盡管田間的土壤成分、蒸發(fā)等不可避免地會(huì)發(fā)生變化。在這些活動(dòng)中，手動(dòng)操縱機(jī)械可能會(huì)導(dǎo)致遺漏或重疊區(qū)域，從而降低現(xiàn)場(chǎng)利用率或因重復(fù)應(yīng)用而浪費(fèi)資源。雖然兩次通過(guò)之間一兩英尺的轉(zhuǎn)向誤差可能看起來(lái)并不多，但在穿越大片場(chǎng)地時(shí)，損失可能會(huì)顯著累積，從而增加所需的時(shí)間和燃料（圖 1）。圖 1：傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)將整塊田地視為統(tǒng)一的，并使用手動(dòng)轉(zhuǎn)向，這都會(huì)導(dǎo)致時(shí)間和資源的浪費(fèi)。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)改變了這一點(diǎn)。（圖片來(lái)源：約翰迪爾?）圖 1：傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)將整塊田地視為統(tǒng)一的，并使用手動(dòng)轉(zhuǎn)向，這都會(huì)導(dǎo)致時(shí)間和資源的浪費(fèi)。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)改變了這一點(diǎn)。（圖片來(lái)源：約翰迪爾?）