Šiais laikais galima džiaugtis labai inovatyviomis sistemomis, kurios gali padėti daugelį darbų susijusių su žemės ūkiu atlikti ne tik kur kas greičiau, tačiau taip pat ir našiau. Viena tokių yra automatinis vairavimas. Tai yra sistema, kuri padeda daugelį žemės ūkio darbų atlikti kur kas našiau ir greičiau. Džiugu, kad vis daugiau verslų renkasi tokias galimybes ir džiaugiasi, kad jos padeda plėstis žemės ūkiui ir pasiekti daugiau.
Automatinio vairavimo sistemos siūlo daugybę privalumų, tarp kurių svarbiausi yra greitis, taupymas ir tikslesnė orientacija. Nors kai kurie baiminasi, kad tokių įrangų diegimas reikalauja specialisto, daugelis sistemų pasižymi lengva instaliacija. Jos užtikrina sklandų veikimą net ir esant sudėtingoms sąlygoms, nelygiam paviršiui ar važiuojant atbulai, todėl yra puiki pagalba esant nepalankiam sklypui.
Rinkoje atsiranda vis daugiau įrangų, kurios turėtų padėti žemės ūkio darbus atlikti kur kas našiau. Svarbiausia yra su jomis ne tik susipažinti, tačiau taip pat ir išbandyti. Taip pat siūlome susipažinti ir su kitomis sistemomis. Šiuo metu jų yra gana daug ir technologijos atveria kelius išbandyti vis inovatyvesnes ir tinkančias daugeliui ūkių.
GPS/DGPS navigacijos įrenginiais gerokai anksčiau pradėjo naudotis vilkikų, lengvųjų automobilių ir specialiosios technikos vairuotojai. Savaeigės žemės ūkio mašinos ilgą laiką buvo autsaiderių gretose. Požiūris pasikeitė supratus, kad kaštus technologiniuose žemės ūkio procesuose galima sumažinti iš esmės vieninteliu keliu - didinant darbų atlikimo tikslumą. Šiuo metu tiksliojo ūkininkavimo sistemų įdiegimu suinteresuoti ne tik gamintojai - apčiuopiamos naudos tikisi ir žemdirbiai.
Ne tik naujai technikai: Iki šiol gana dažnai yra priimta galvoti, kad inovatyvios įrangos yra tinkamos tik dideliam verslui, kuris dažniausiai naudoja naujos kartos techniką. Tai nėra tiesa. Taip, dažniausiai inovatyvi technika yra kur kas paprasčiau derinama su naujos kartos technologijomis, kurios dažniausiai padeda kur kas paprasčiau fiksuoti aplinkos pokyčius ir taip pasiekti didesnį našumą. Tačiau tai toli gražu nereiškia, kad senesni traktoriai ne tokie galingi ir niekada tokie nebus. Žinoma, nekalbame apie sovietinę techniką, tačiau ji apskritai jau retai yra sutinkama Lietuvos laukuose. O senesnio modelio traktoriai dažniausiai taip pat lengvai suderinami su traktoriais, tik galbūt tokiu atveju reikia rinktis konkrečių parametrų įrangą arba tartis su specialistais, kurie atlieka montavimo darbus.
Dėl to renkantis įrangą mes visada siūlome tartis su specialistais, kurie gali padėti suprasti - kas ir kaip. Ir nors tokios įrangos pajungimas yra labai greitas ir paprastas, tačiau kartais turint senesnę įrangą gali kilti daugiau klausimų. Dėl to pirmiausia reikia rasti gerą prekybos vietą.
Tik dideliam verslui? Iki šiol gana gajus mitas, kad tokia sistema yra tinkama tik labai dideliam verslui. Tai nėra tiesa. Net ir mažesni ūkiai gali sau leisti įrangą, kuri ne tik optimizuoja darbus, tačiau taip pat ir padeda daugiau uždirbti. Svarbiausia yra rinktis tokią, kuri tinka labiausiai.
Automatinio vairavimo sistemų tipai ir jų ypatumai
"CHC NAV" automatinio vairavimo sistema - rinkoje lyderiaujanti sistema, pasižyminti ypač tiksliu iki 2,5 cm RTK signalu, turinti galulaukių apsisukimo funkciją ir nereikalaujanti jokių papildomų mokesčių už licencijas. Ši sistema taupo ūkininkų darbo laiką, kuro, trąšų, sėklų sąnaudas, sumažina nuovargį operatoriui.
Paprasčiausias ir pigiausias sprendimas optimalaus tikslumo link - lygiagretaus vėžių sekimo sistemos. Jų funkcija pagalbinė, nes vairuotojui indikacija apie važiavimo tikslumą pateikiama horizontalioje juostoje. Joje išdėstyti skirtingą nuokrypį nuo užsiduotos trajektorijos identifikuojantys skirtingos spalvos (žalios-raudonos) šviesos diodai. Lygiagretaus vėžių sekimo sistemos be vairuotojo yra bejėgės. Tuo tarpu brangesnės automatinio vairavimo sistemos per elektrinius ar hidraulinius valdiklius pačios perima mašinos vairavimą.
Savaeigės mašinos vairą gali sukti šalia vairo rato standžiai pritvirtintas pozicinis elektros variklis arba papildoma vairavimo sistemos siurblio-dozatoriaus pavara. Pirmieji įtaisai pigesni ir universalesni už naudojamus integruotose sistemose.
Žurnalo „Top Agrar“ atliktuose bandymuose nei viena sistema neįvertinta blogai. Lūkesčius geriausiai pateisino kompanijos „John Deere“ universalioji automatinio vairavimo sistema Universal AutoTrac. Sistemos dinaminis koridorius, t. y. paklaida nuo užsiduotos trajektorijos siekė ±20 cm. Tai geriausias rezultatas. Kitų trijų sistemų, dirbant didesniais greičiais, paklaida viršijo ±50 cm ribą.
Palyginimui, su lygiagretaus vėžių sekimo sistema paklaida buvo du kartus didesnė ir siekė 1 m. Ši paklaida tuo didesnė, kuo toliau prietaisas pritvirtintas nuo vairuotojo regos lauko, pvz., šone ar gale.
Trijose iš keturių bandytų sistemų vairo ratą suko papildomas 12 V elektros variklis. Kompanijų „John Deere“ ir „Trimble“ elektrinius valdiklius patogu ir paprasta pritvirtinti. Įdiegti AutoFarm sistemą užima daugiau laiko, nes valdiklis tvirtinamas ne šone, bet ant vairo rato iš viršaus. „Agrocom“ sistema eDrive yra integruota į mašinos vairavimo hidraulinę sistemą. Tai mažina jos universalumą. Dėl brangesnių hidraulinių komponentų sistemos kaina atitinkamai irgi didesnė - 12 490 EUR (apie 43,1 tūkst. Lt). Kitos, lengviau pritaikomos bet kokiai savaeigei mašinai, yra pigesnės: nuo 7 iki 12 500 EUR (24,2-43,2 tūkst. Lt).
Automatinio vairavimo sistemas ypač efektyvu naudoti dirbant su prikabinamais arba savaeigiais trąšų barstytuvais, purkštuvais, bet kokiais didelio darbinio pločio dirvos dirbimo agregatais. Tačiau darbui su sėjamosiomis ir sodinamosiomis reikalingas didesnis tikslumas, o nemokamų korekcinių signalų tikslumas ±50 cm ribose yra nepakankamas. Visos bandytos automatinio vairavimo sistemos gali priimti tikslesnius, todėl apmokestintus, RTK-DGPS signalus. Jų dėka galima pasiekti ±1 cm tikslumą. Tačiau svarbu ne tai, kad prietaisai gali priimti didelio tikslumo signalą, o tai, kaip jie šį tikslumą realizuoja praktiškai. Bene labiausiai jų galimybes riboja netiesioginis vairavimo sistemos valdymas. Šioje kategorijoje išryškėja gamintojo montuojamų integruotųjų, elektrohidraulinių sistemų pranašumai.
Kompanijų „John Deere“ ir „Trimble“ automatinio vairavimo sistemose montuojami tikslesni mašinos pagreitį ir skersinį pokrypį matuojantys jutikliai. Pastarieji jutikliai būtini nustatant reikiamą važiavimo trajektoriją šlaituose ar nelygioje vietovėje. AutoFarm sistemos skersinį pokrypį matuojantis jutiklis įsigyjamas papildomai, nes ne visi ūkiai dirba sudėtingesnėmis sąlygomis. Panašias įrangos įsigijimo sąlygas siūlo ir „Agrocom“.
Įdiegus automatinio vairavimo sistemą, vairuotojui būtina pasirinkti darbinį greitį. Mat sistemose įdiegti skirtingi valdymo algoritmai dirbant mažesniais ir didesniais greičiais. Geriausiai ši problema išspręsta „Agrocom“ gaminamoje sistemoje. Jautriausios, standartų nustatytas normas atitinkančios yra „John Deere“ ir „Trimble“ kompanijų sistemos. Be to, į „Trimble“ gaminamą įrangą įdiegtas dar ir automatinės adaptacijos prie važiavimo greičio protokolas.
Greičio jutiklio imitavimo funkcija - naudojama, kai sugenda turimo padargo greičio jutiklis. GPS imtuvo (antenos) papildomą išvestį galima naudoti su trečiosios šalies valdymo kompiuteriu. Shapefile (.shp) ir ISO-XML failų palaikymas leidžia vartotojui lauko ribas importuoti iš kitų gamintojų automatinio vairavimo arba navigacijos sistemų.
„Implement Guidance“ - ši sistema naudoja papildomą GPS imtuvą ant padargo, tačiau neturi aktyvaus vairavimo mechanizmo. Vietoj to, traktorius koreguoja savo trajektoriją, kad padargas išliktų ant norimos navigacijos linijos.
Signalų tinklas ir tikslumas
Visuose navigacijos prietaisuose įdiegta dar 1974 m. JAV sukurta ir Vietnamo konflikte panaudota globalinė padėties nustatymo sistema GPS (Global Positioning System), kuria bet kuriuo laiko momentu nustatoma objekto padėtis. Nuo 1990 m. JAV gynybos ministerija leido GPS naudoti civilinėms reikmėms.
24 palydovų, 6 skirtingomis orbitomis aplink Žemę skriejančių 20 tūkst. km aukštyje tinklas užtikrina 10 m tikslumą. Lygiagretaus važiavimo metu reikalingos tikslesnės koordinatės, todėl naudojama diferencinė globalinė padėties nustatymo sistema, sutrumpintai žymima DGPS. Pastaroji skirta būtent GPS paklaidoms eliminuoti ir yra gaunama iš bazinių stočių radijo švyturių ar korekcinių imtuvų.
Tam tikrose vietose esančios bazinės stotys nuolat stebi visų palydovų judėjimo orbitas ir tikslias padėtis. Tiksliai žinomose vietose įrengti korekciniai imtuvai, priimantys GPS palydovų siunčiamus signalus. Pagal juos apskaičiuojama objekto buvimo vieta ir palyginama su žinomomis koordinatėmis. Matavimų skirtumas ir yra matavimų paklaida. Ši korekcija atliekama nuolat, o korekcinis dydis yra siunčiamas imtuvams. Praktiškai tai atrodo taip: objekto padėtis nustatoma iš palydovo gavus atitinkamą signalą, tačiau ji nuolat tikslinama, atsižvelgiant į korekcinį signalą. Todėl visa dirbanti įranga operacijas atlieka gerokai tiksliau.
Norint savaeigę mašiną valdyti ypač tiksliai, reikalingas dar didesnio tikslumo korekcinis signalas. Visi bandyti prietaisai naudojo nemokamą Egnos korekcinį signalą, išskyrus vieną - John Deere sistemą, kuri naudoja StarFire 1 (SF1) signalą. Abiejų signalų dėka pasiekiamas 20-50 cm tikslumas.
Nemokami korekciniai signalai siunčiami ir Omnistar. Tačiau tikslesni signalai apmokestinami. Tokius siunčia, pavyzdžiui, John Deere SF2. Dar tiksliau (±1 cm) veikia RTK-DGPS. Tačiau šiai įrangai būtina papildoma referencinė stotis, ne tik priimanti signalus, bet ir siunčianti juos traktoriuje sumontuotam imtuvui. Tokia stotis yra kilnojama ir įrengiama dažniausiai dirbamo lauko pakraštyje. Be abejo, tokia įranga yra brangiausia.
Nuo 2011 metų turėtų veikti Europos palydovinė sistema Galileo, pasiūlysianti tikslesnę alternatyvą amerikietiškajai GPS/DGPS sistemai.
Prieš įdiegiant tiksliojo ūkininkavimo sistemą, galima atsižvelgti ne tik į autoritetingų leidinių atliktus tyrimus, bet ir į mokslininkų rekomendacijas. Didžiosios Britanijos mokslininkai nustatė, kad tiksliojo ūkininkavimo sistemą racionalu įdiegti didesniuose ūkiuose, kurių dirbamos žemės plotas yra 1,4 karto didesnis už taikančiųjų tradicinę žemdirbystę.
Bandymų metodika ir rezultatai
Automatinio vairavimo sistemos, kurių valdikliai tvirtinami prie vairo, buvo išbandytos dirbant su vidutinės galios traktoriumi John Deere 6820S. Integruota vairavimo sistema Agrocom Outback jau buvo įdiegta į Claas Ares 826 traktorių. „Top Agrar“ specialistai įvertino keturių sistemų konstrukcijas, naudojimosi jomis patogumą bei valdymo tikslumą. Bandymams pasirinktas 10 ha laukas. Visoms sistemoms nustatyti nuvažiuota 130 m ilgio juosta (pradžios ir pabaigos nustatymo taškai A ir B). Tuomet, pasirinkus 24 m pločio technologines vėžes, su kiekviena sistema pravažiuota po penkis kartus. Kiekvieno važiavimo paklaida buvo nustatyta mobiliuoju RTK-DGPS signalų imtuvu. Jo pagalba ±1 cm tikslumu nustatytos bazinės linijos, kurios vėliau buvo palygintos su gautomis atskirų važiavimų metu.
Nė viena iš bandytų sistemų negali automatiškai valdyti traktoriaus galulaukėje. Tačiau tokį sistemą šį rudenį pasiūlys kompanija „John Deere“ didelės galios 8030 serijos traktoriuose. Juose firminės AutoTrac sistemos galimybės praplėstos, suderinus ją su patobulinta komandų sekos sudarymo programa iIMS Pro.
Visose bandytose sistemose traktoriaus valdymą galulaukėje turi perimti vairuotojas. Stebėdamas parodymus ekrane, jis turi surasti kitų technologinių vėžių pradžią. Mažiausiai informatyvi pasirodė sistemos Agrocom Outback vėduokle išskleista šviesos diodų juosta, turinti rodyti nuokrypį nuo pasirinktų technologinių vėžių. Geriausia grafika yra AutoFarm OnTrac įrenginyje. Jame pateikiamas ne įprastinis dvimatis ir monochrominis, o erdvinis ir spalvotas vaizdas.
Informatyviausi - didesnės įstrižainės vaizduokliai: Kuo greičiau automatinio vairavimo sistema leidžia įvažiuoti į naujas technologines vėžes, tuo vairuotojui daugiau laiko lieka paruošti agregatą darbui. Sakydami „greičiau“ turime omeny tikrąsias vėžes, nes atliekant tyrimus, pasitaikė, kad „John Deere“ bei „Trimble“ gaminamos sistemos leido pradėti technologinę operaciją traktoriui visiškai dar neapsisukus arba šiam stovint skersai technologinių vėžių. Pasitaikančias klaidas kompensuoja didelis Universal AutoTrac sistemos tikslumas, kuris išlieka net ir važiuojant didesniais greičiais. EZ-Steer sistema gerokai lėčiau atranda tikrąsias technologines vėžes, priversdama be reikalo sukinėti vairą tai į vieną, tai į kitą pusę. AutoFarm OnTrac tik tada atranda technologines vėžes, kai vairuotojas apsuka traktorių maksimaliai tiksliai.
Outback eDrive, OnTrac ir EZ-Steer sistemų ekranuose parodomos virtualaus lauko pakraščių juostos. Šie duomenys netenka prasmės dirbant kalvotose vietovėse, kuriose nustatyti tariamo lauko ribas gerokai sudėtingiau. Universal AutoTrac sistema vairuotoją perspėja garsiniu signalu, jei jis apsisukdamas netyčia įvažiavo į tariamo lauko ribas.
Outback eDrive, Universal AutoTrac ir EZ-Steer sistemose galima pačiam nustatyti lauko ribas, vieną kartą traktoriumi aplink jį apvažiavus. Nors tai logiškas sprendimas, dirbant ne tik kintamą reljefą turinčiuose laukuose, tačiau įvesti duomenis ir programuoti galėtų būti paprasčiau. Virtualius lauko kontūrus sunkiausia nustatyti Agrocom Outback eDrive monitoriuje. Kur kas geresnis vaizdas John Deere AutoTrac sistemos naujajame daugiafunkciniame terminale GreenStar II.
Nors gamintojai deklaruoja, kad automatinio vairavimo sistemos gali valdyti traktorių, šiam važiuojant ne tik tiesiai, bet ir atlikti sudėtingus posūkius (pvz., apvažiuojant kliūtis), važiuoti kreive, tačiau tuomet visos valdymo sistemos praranda dalį tikslumo. Daugmaž tolygiai ir tik esant nedideliems nuokrypiams veikia Outback eDrive ir EZ-Steer sistemos.
Tikslumas ir sistemų specifika
Remiantis gautais duomenimis, beveik visų automatinio vairavimo sistemų nuokrypis nuo bazinių technologinių vėžių yra ne didesnis kaip 0,5 m. Tačiau didėjant greičiui, pasitaiko išimčių.
Tiksliausia pripažinta John Deere AutoTrac automatinio vairavimo sistema. Traktorius su AutoTrac sistema nuo bazinių vėžių nukrypo ne daugiau kaip 0,2 m. Pertrūkių sistemos darbe praktiškai nebūta. Tuo tarpu kitų sistemų tikslumas mažesnis, jos dirbo su pertrūkiais. Outback eDrive ir Trimble EZ-Steer sistemų nuokrypis - apie 0,5 m. AutoFarm OnTrac darbo specifika pasirodė keista: važiuojant nedideliu (5 km/val.) greičiu, jos tikslumas buvo gerokai didesnis negu greitį padidinus iki 12 km/val.
Valdymo tikslumą lemia ne tik pačių sistemų kokybiniai parametrai, bet ir korekcinis signalas. Šiuo metu nemokamas Egnos korekcinis signalas yra tikslesnis už anksčiau įdiegtus signalus.
Automatinio vairavimo sistemos darbui paruoštos, atsižvelgiant į nuorodas vartotojo instrukcijose. Į Trimble EZ-Steer sistemą įdiegtas nustatymus palengvinantis originalus programinis protokolas, kurio paskirtis, nepriklausomai nuo greičio, automatiškai išsaugoti didžiausią tikslumą.
Dažniausiai sistema aktyvuojama, vos tik pradedama važiuoti naujomis technologinėmis vėžėmis. Vairuotojui įjungus automatinio vairavimo režimą, atsakomybę už teisingos trajektorijos išlaikymą prisiima automatinio vairavimo sistema. Nedaug pasukus vairą, valdymo sistema traktorių grąžina atgal į reikiamas vėžes. „John Deere“ ir „Trimble“ gaminama įranga iš vairuotojo perima vairavimą anksčiau negu kitos bandytos sistemos, atskirais atvejais - traktoriui dar neprivažiavus naujų technologinių vėžių ar jam dar stovint skersai važiavimo krypties.
Gautose diagramose matyti, kokiu tikslumu traktoriai važiavo 5 ir 12 km/val. greičiais. Prisiminkime, kad kiekvienu greičiu atlikti 5 bandomieji važiavimai. Tarp jų nebuvo daromos pertraukos. Laikantis rekomendacijų, kiekvienos naujos technologinės vėžės buvo lygiagrelios pradinei įvesties juostai A-B. Technologinės vėžės nustatytos kas 24 m.
Spalvotas stačiakampis rodo kiekvieno važiavimo dinaminį koridorių. Kuo stačiakampis arba dinaminis koridorius platesnis, tuo daugiau kiekvieną kartą nukrypstama nuo technologinių vėžių. Stačiakampio ašinė linija rodo ne tik tarpvėžės vidurį, bet kartu ir nuokrypį nuo bazinės linijos. Atstumas tarp gretimų bazinių linijų - 24 m. AutoFarm OnTrac matyti, kad jau pirmojo važiavimo metu (12 km/val. greičiu) nuo bazinės linijos nukrypstama daugiau kaip 50 cm. Apie 68 proc. važiavimo laiko traktorius važiuoja ne tiksliai technologinėmis vėžėmis, o yra tariamame dinaminiame koridoriuje, t. y. nuolat atliekama vairo korekcija į vieną ar kitą pusę.
Trimble EZ-Steer automatinio vairavimo sistema pasižymi pakankamu tikslumu, turi patogią, vairavimo tikslumą rodančią šviečiančių diodų juostą ir yra siūloma už konkurencingą kainą - 7 tūkst. EUR (apie 24,2 tūkst. Lt). Sistemą nesunku pritaikyti bet kokiai savaeigei mašinai.
Konkrečių sistemų apžvalga
Agrocom Outback eDrive
- Gelbsti vairuotojui, tačiau standartinės sistemos negalima įdiegti kitose savaeigėse mašinose. Net ir neturėdama grafinio ekrano, integruotoji sistema yra brangi.
- Montavimas: daug atskirų detalių (valdymo variklis, GPS antena ir du elektrohidrauliniai vožtuvų blokai), kurias sumontuoti užtrunkama beveik keturias valandas. Ne visos detalės išdėstytos patogiai. Norint sistemą įrengti kitose mašinose, papildomi hidrauliniai komponentai kainuoja 3 750 EUR (apie 12,9 tūkst. Lt).
- Paruošimas darbui: funkcijos valdomos paprastai ir logiškai. Bazinė įvestis (A-B linija) atliekama tris kartus paspaudus mygtuką. Šviesos indikatorius parodo, ar sistemą pasiekia DGPS signalas.
- Apsisukimas galulaukėje: naujos technologinės vėžės nurodomos vėduokle išdėstytais šviesos diodais. Nedideliuose laukuose tiksliai apsisukti reikia atidumo ir patirties. Galulaukės ribos gali būti išsaugotos sistemos atmintyje.
- Darbo metu: važiuojant vairo ratas nejuda. Važiuojant atgal sistema...
SingularXYZ - inovatyvi lygiagretaus vairavimo bei automatinio vairavo sistema turinti 10-ties colių, ryškų LCD ekraną, kuris užtikrina puikų vaizdą bei malonumą naudotis. Sistemos tikslumą užtikrina antena, kuri palaiko pagrindinius GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo bei QZSS signalus.
SAgro100
- Automatinio vairavimo sistema SAgro100 Jūsų ūkininkavimą padaro aiškesnį ir žymiai lengvesnį, be žmogiškų klaidų. Sistema tinkama naudoti vidutinių ir didelių ūkių savininkams.
- Naudojant automatinio vairavimo sistema SAgro100 ūkininkams nereikia susikoncentruoti į vairavimą ir jie gali dirbti nepertraukiamai ilgiau nei įprastai, o tai reiškia mažesnį nuovargį ir didesnį efektyvumą.
SAgro150
- Sistema skirta skirtingų laukų formoms, reljefo tipams ir darbo užduotims. Sistema patobulinta naudojant vieną anteną ir du giroskopus, todėl nebereikia surinkti ir montuoti antenos skersinio ir kampo jutiklių.
- Automatinio vairavimo sistema SAgro150 Jūsų ūkininkavimą padaro aiškesnį ir žymiai lengvesnį, be žmogiškų klaidų. Sistema tinkama naudoti vidutinių ir didelių ūkių savininkams.
SAgro200
- Visiškai automatizuota vairavimo sistema užtikrinantį efektyvų žemės dirbimo procesą. Didina pelningumą bei produktyvumą.
- Sistema su S200 GNSS imtuvu, kuriame yra visi GNSS signalai ir giroskopo jutiklis. Integruota sistema sumažina įrengimo sudėtingumą, kartu padidindama bendrą sistemos stabilumą ir suderinamumą bei sklandų perkėlimą tarp traktorių.
tags: #automatinio #vairavimo #sistema #montavimas