농기계 보조항법 구현 기본 원리

정밀 농업의 발전 흐름 속에서 농기계 보조 내비게이션 기술은 노동 생산성 향상, 작업 강도 감소, 그리고 작업 안전성 강화의 핵심 동력이 되었습니다. 이 기술은 다양한 첨단 기술을 통합하여 농기계가 정해진 경로를 따라 자동으로 주행할 수 있도록 합니다. 그중에서도 구동 부품인 자동 조향 모터는 중요한 역할을 합니다. 농기계 보조 내비게이션을 구현하는 기본 원리는 다음과 같습니다.

1. 차등 GNSS 기술

농기계의 자율주행 과정에서 파종, 비료 시비 등 정밀한 작업을 위해서는 데시미터(d) 단위, 심지어 센티미터(cm) 단위의 위치 정보 획득이 필수적입니다. GNSS(Global Navigation Satellite System)는 하루 종일, 어떤 기상 조건에서도 절대 위치 및 방위 정보를 제공할 수 있습니다. 그러나 극한 기상 조건이나 폐색으로 인한 GNSS 신호 손실은 복잡한 농경지 환경에서의 적용에 제약을 줍니다. 따라서 일반적으로 기준국에서 측정한 의사 거리 보정값이나 위상 정보를 보조 이동국으로 전송하여 위치 정확도를 향상시키는 차등 GNSS 기술이 채택됩니다.

2. 관성 항법 시스템

관성 항법 시스템(INS)은 자이로스코프와 가속도계를 감지 요소로 사용하는 자율 항법 시스템을 말합니다. 외부 정보에 의존하지 않고 외부로 에너지를 방출하지 않습니다. 궤적 추론을 통해 위치와 자세를 획득하며, 공중, 지상, 수중 등 다양한 작업 환경에 적응할 수 있습니다. 현재 유연 관성 항법, 광섬유 관성 항법, 레이저 관성 항법, 마이크로 고체 관성 계측기 등 다양한 방법이 개발되고 있습니다.

관성항법시스템의 특성

1. 외부 전자파 간섭의 영향을 받지 않고 은폐성이 우수합니다.

2. 모든 날씨와 시간에 걸쳐 공중, 지구 표면, 심지어 수중에서도 작동할 수 있습니다.

3. 데이터 업데이트 속도가 빠르고 단기 정확도와 안정성이 좋습니다.

4. 위치, 속도, 방향 및 자세 각도 데이터를 제공할 수 있으며, 생성하는 항법 정보는 연속성이 좋고 노이즈가 적습니다.

관성 항법의 기본 작동 원리

뉴턴의 역학 법칙에 따라 관성 기준 프레임에서 캐리어의 가속도를 측정하고 시간에 대해 적분한 다음 항해 좌표계로 변환하면 항해 좌표계에서 속도, 요 각도 및 위치와 같은 정보를 얻을 수 있습니다. 관성 항법 시스템은 일종의 계산 항법 방법입니다. 즉, 알려진 지점의 위치에서 캐리어의 다음 지점의 위치는 지속적으로 측정된 헤딩 각도와 캐리어의 속도에 따라 계산됩니다. 따라서 이동하는 물체의 현재 위치를 지속적으로 측정할 수 있습니다. 관성 항법 시스템의 가속도계는 이동하는 물체의 가속도를 측정하는 데 사용됩니다. 자이로스코프는 항법 좌표계를 형성하는 데 사용되어 이 좌표계에서 가속도계의 측정 축을 안정화하고 헤딩 및 자세 각도를 제공합니다.

지난 케야는 농업용 자동 조향 시스템의 연구 개발에 주력하고 있으며, 핵심 구성 요소는 컨트롤러, 태블릿, 자동 조향 모터, 센서 및 GNSS 위성 안테나 등입니다. 이 시스템은 관성 항법, 자동 제어 및 전기 조향 기술을 깊이 통합하고 단일 안테나로 작동하여 이중 안테나 설치 및 교정과 관련된 복잡성을 제거하여 농업 생산의 효율성을 높입니다.

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