Nei sistemi di guida automatica per macchine agricole, la precisione del posizionamento non è tutto. Un sistema di guida automatica necessita anche di un computer di bordo affidabile per visualizzare le informazioni di guida, connettersi con i sistemi del veicolo e fornire all'operatore un'interfaccia chiara durante le operazioni sul campo.
Nelle applicazioni reali di macchinari agricoli, i computer di bordo robusti vengono spesso utilizzati come terminale operatore del sistema. Essi lavorano in sinergia con il posizionamento GNSS RTK, i sistemi di controllo dello sterzo, i software agricoli, le telecamere e altre apparecchiature del veicolo.
I computer di bordo rinforzati di PDS sono stati utilizzati in applicazioni di guida automatica per macchine agricole in Cina, Russia e altri mercati. A seconda della macchina e dei requisiti di installazione, questi progetti utilizzano schermi di diverse dimensioni, tra cui terminali montati su veicoli da 7, 10 e 12 pollici.
Questo articolo esamina come i computer per veicoli robusti si integrano nei sistemi di guida automatica in agricoltura e quali aspetti i produttori di apparecchiature e gli integratori di sistemi dovrebbero considerare nella scelta di un terminale.
Che ruolo svolge il computer di bordo nei sistemi di guida automatica in agricoltura ?
Un sistema di guida automatica per macchine agricole comprende in genere diversi componenti.
Il sistema GNSS RTK fornisce informazioni di posizionamento ad alta precisione. Il sistema di sterzo esegue l'operazione di sterzata. Il software agricolo gestisce i percorsi di navigazione, le informazioni sui campi e i dati operativi.
Il computer di bordo del veicolo collega queste funzioni dal punto di vista dell'operatore.
Può essere utilizzato per:
- Visualizzazione delle linee guida GNSS RTK e delle informazioni di navigazione.
- Mostra le informazioni sul veicolo e sull'attrezzo
- Fornire l'interfaccia per le applicazioni agricole
- Connessione con CAN Bus e altre interfacce del veicolo.
- Visualizza le immagini della telecamera quando le telecamere sono integrate
- Comunicare con moduli di posizionamento esterni e wireless
- Fornire un'interfaccia touch per l'operatore
Ciò significa che il computer di bordo del veicolo non è necessariamente il componente che esegue direttamente lo sterzo. Piuttosto, fornisce l'elaborazione, la comunicazione e l'interfaccia operatore necessarie per rendere utilizzabile dall'interno della cabina l'intero sistema di sterzo automatico per macchine agricole.
Applicazione pratica: terminali robusti su trattori agricoli
I computer di bordo PDS sono stati integrati nei macchinari agricoli utilizzati per le operazioni sul campo.
Le diverse macchine hanno esigenze diverse. Alcune applicazioni utilizzano un terminale da 7 pollici, dove è preferibile un display compatto, mentre altre utilizzano un computer di bordo da 10 o 12 pollici per fornire un'area di lavoro più ampia per mappe di navigazione, visualizzazioni delle telecamere e informazioni aggiuntive.
Applicazione 1: Operazioni sul campo con trattore
I trattori agricoli spesso operano per lunghi periodi in campi aperti, dove il terminale è esposto alla luce solare, alle vibrazioni, alla polvere e agli sbalzi di temperatura.
In un'applicazione di guida automatica, l'operatore deve monitorare la traiettoria di guida prestando attenzione anche al funzionamento del veicolo e dell'attrezzo.
Un computer installato a bordo del veicolo fornisce lo schermo e l'interfaccia per queste informazioni, rimanendo al contempo integrato con i sistemi elettrici e di comunicazione del veicolo.
La configurazione effettiva può variare a seconda del trattore, del sistema di controllo dello sterzo, del sistema GNSS e del software utilizzati dal cliente.
Applicazione 2: Guida automatica in condizioni di campo polveroso
I macchinari agricoli non funzionano in un ambiente interno pulito.
Durante l'aratura, la semina, l'irrorazione, la raccolta e altre operazioni agricole, polvere e vibrazioni sono elementi normali dell'ambiente di lavoro. Il computer di bordo del veicolo deve quindi essere progettato specificamente per le applicazioni veicolari, anziché essere semplicemente adattato dall'elettronica di consumo.
Per questo tipo di applicazione, fattori quali la protezione dell'involucro, la resistenza alle vibrazioni, la temperatura di esercizio, l'alimentazione e il metodo di montaggio possono essere importanti quanto le prestazioni del processore.
Dalla cabina di guida: come funziona il sistema
L'installazione all'interno della cabina consente di comprendere meglio il ruolo del computer di bordo.
Una tipica configurazione di guida automatica in agricoltura può includere:
Antenna GNSS RTK → modulo GNSS/di posizionamento → sistema di navigazione o di sterzo → computer di bordo → interfaccia operatore
L'architettura esatta dipende dalla progettazione del sistema del cliente.
Il computer di bordo del veicolo può comunicare con la macchina tramite CAN Bus o altre interfacce, visualizzando contemporaneamente informazioni di navigazione e dati applicativi sullo schermo.
È possibile collegare telecamere anche quando l'operatore necessita di una maggiore visibilità intorno alla macchina.
Questo tipo di integrazione è uno dei motivi per cui i produttori di macchine agricole spesso richiedono qualcosa di più di un semplice tablet Android. Il terminale deve funzionare come parte integrante del sistema complessivo del veicolo.
Perché la robustezza è importante nei sistemi di guida automatica in agricoltura?
Luce solare e visibilità all'aperto
I sistemi di guida automatica in agricoltura sono comunemente utilizzati all'aperto, spesso sotto la luce diretta del sole.
Uno schermo che funziona bene in ambienti interni potrebbe non offrire la stessa esperienza visiva all'interno della cabina di un trattore. Pertanto, un'elevata luminosità, angoli di visualizzazione adeguati e un'interfaccia touch progettata per l'utilizzo a bordo del veicolo sono fattori importanti da considerare nella scelta.
Per le applicazioni che richiedono mappe di navigazione più grandi, visualizzazioni della telecamera o pannelli informativi multipli, un display più grande può anche semplificare l'organizzazione dell'interfaccia operatore.
Vibrazioni e urti
Le macchine agricole operano su terreni irregolari e le vibrazioni sono una parte normale del loro funzionamento.
Il computer di bordo del veicolo deve resistere alle sollecitazioni meccaniche a cui è sottoposto il veicolo. Ciò include sia la struttura di montaggio che il computer stesso.
Un'installazione adeguata dovrebbe quindi tenere conto sia della resistenza alle vibrazioni del computer sia della stabilità meccanica della soluzione di montaggio.
Polvere, pioggia e condizioni del campo
I macchinari agricoli possono operare in campi polverosi, ambienti umidi e in condizioni meteorologiche variabili.
Per questo motivo, la protezione contro polvere e acqua è un altro aspetto importante da considerare nella scelta di un computer di bordo robusto.
I computer di bordo PDS sono progettati con grado di protezione IP66 per applicazioni veicolari esigenti.
Alimentazione elettrica del veicolo
I veicoli agricoli non utilizzano lo stesso ambiente di alimentazione delle apparecchiature per ufficio.
Nella scelta di un computer di bordo, è necessario tenere conto delle fluttuazioni di tensione e delle condizioni elettriche del veicolo. I computer di bordo PDS supportano un intervallo di tensione di ingresso da 9 a 36 V CC e sono progettati per gli ambienti elettrici dei veicoli.
Scelta di un computer di bordo per un sistema di guida automatica in agricoltura
Il miglior computer di bordo per veicoli agricoli non è necessariamente quello con le specifiche più elevate. Deve essere adatto alla specifica macchina agricola e all'applicazione pratica.
1. Dimensioni dello schermo
Le dimensioni dello schermo devono essere scelte in base alla disposizione della cabina e alla quantità di informazioni da visualizzare.
Un terminale da 7 pollici può essere adatto quando lo spazio di installazione è limitato o si preferisce un'interfaccia compatta.
Un terminale da 10 pollici offre più spazio sullo schermo per mappe, informazioni di navigazione e applicazioni aggiuntive.
Per macchinari agricoli di grandi dimensioni o applicazioni che richiedono la visualizzazione simultanea di un maggior numero di informazioni, il T12 da 12,1 pollici offre un'area di lavoro più ampia.
La chiave è abbinare le dimensioni dello schermo al flusso di lavoro dell'operatore e allo spazio di installazione disponibile.
2. Sistema operativo
Prima di selezionare l'hardware, è necessario valutare la piattaforma software per l'agricoltura.
Android può essere adatto per applicazioni che già utilizzano software basato su Android, mentre Linux può essere preferibile per alcuni sistemi embedded o personalizzati.
PDS offre diverse configurazioni di computer di bordo con opzioni Android e Linux, a seconda del modello e dei requisiti del progetto.
3. Interfacce di comunicazione
I sistemi di guida automatica in agricoltura potrebbero dover comunicare con più dispositivi.
A seconda del progetto, potrebbero essere necessarie interfacce come CAN Bus, RS232, RS485, Ethernet, USB, 4G, Wi-Fi o Bluetooth.
Prima di finalizzare l'hardware, è necessario confermare i requisiti di interfaccia effettivi con il controller dello sterzo, il modulo GNSS, il software agricolo, le telecamere e le altre apparecchiature collegate.
4. Compatibilità GNSS RTK
Nelle applicazioni di agricoltura di precisione, il GNSS RTK può fornire un posizionamento a livello centimetrico se utilizzato con una sorgente di correzione appropriata e una configurazione di sistema completa.
Il computer di bordo del veicolo può fungere da terminale per la visualizzazione delle informazioni di posizionamento e guida, mentre l'architettura RTK effettiva dipende dal modulo GNSS, dall'antenna, dal servizio di correzione e dal software applicativo del cliente.
5. Integrazione della fotocamera
Le telecamere stanno diventando sempre più comuni sui macchinari agricoli.
Possono fornire una visuale della parte posteriore della macchina, degli attrezzi, dei punti ciechi o delle aree di lavoro circostanti.
Per le applicazioni che richiedono sia la navigazione che il monitoraggio tramite telecamera, il computer di bordo del veicolo deve disporre di una connettività sufficiente per le telecamere e di una capacità di elaborazione adeguata alla configurazione richiesta.
Computer di bordo rinforzati PDS per macchine agricole.
PDS fornisce computer robusti da montare su veicoli, destinati a macchine agricole e altre applicazioni industriali su veicoli.
Per i progetti di guida automatica in agricoltura, la gamma di prodotti comprende terminali compatti da 7 pollici, computer di bordo da 10 pollici e il modello più grande T12 da 12 pollici.
Grazie alla disponibilità di terminali montati su veicoli da 7, 10 e 12 pollici per macchine agricole, queste applicazioni offrono una panoramica pratica di come l'hardware informatico robusto si integri in un sistema di guida automatica.
Il T12 è il modello con schermo più grande della gamma. Utilizza un display IPS da 12,1 pollici con una luminosità dichiarata di 750 nit. Il prodotto supporta Android 13 o una configurazione opzionale Linux Kernel 5.15 + Qt 5.15 e può essere aggiunto il GNSS RTK per applicazioni di posizionamento di precisione. Offre inoltre diverse interfacce per veicoli e quattro porte per telecamere per applicazioni con telecamere 1080p.
Per trattori e macchinari agricoli di grandi dimensioni, l'area di visualizzazione più ampia può offrire più spazio per mappe di navigazione, informazioni sulla macchina, visuali della telecamera e altre interfacce applicative.
La scelta tra hardware da 7, 10 e 12 pollici dovrebbe dipendere in definitiva dalla configurazione del veicolo, dai requisiti software, dalla densità delle informazioni e dal flusso di lavoro dell'operatore.
Dal prototipo di sistema di guida automatica per macchine agricole alla produzione di massa.
Per un produttore di macchine agricole, la scelta del computer di bordo del veicolo rappresenta solo una parte del progetto.
Il sistema deve inoltre essere testato sulla macchina reale.
Ciò normalmente include:
1. Confermare la posizione di installazione e la struttura di montaggio
2. Verifica dell'alimentazione e delle condizioni elettriche del veicolo.
3. Conferma delle interfacce CAN, seriale, Ethernet e altre.
4. Test della comunicazione GNSS e RTK
5. Integrazione dell'applicazione agricola
6. Test di fotocamere e altre periferiche
7. Verifica della visibilità dello schermo in condizioni esterne
8. Test delle vibrazioni e delle condizioni ambientali
9. Validazione dell'intero sistema prima della produzione di massa
Questo processo è particolarmente importante per i progetti OEM perché lo stesso computer di bordo potrebbe dover essere adattato a diverse macchine agricole.
PDS offre servizi OEM/ODM ai clienti che necessitano di hardware, software, interfacce o integrazione meccanica personalizzati.
L'obiettivo non è semplicemente fornire un tablet standard, ma una piattaforma informatica per veicoli che possa essere integrata nell'intero sistema agricolo del cliente.
FAQ
È possibile utilizzare un computer di bordo robusto per veicoli agricoli per la guida automatica?
Sì. Un computer di bordo robusto può essere utilizzato come terminale operatore per un sistema di guida automatica in agricoltura, visualizzando le informazioni di guida e collegandosi con altri componenti del veicolo o del sistema.
Il computer di bordo del veicolo fornisce il posizionamento RTK?
A seconda del modello e della configurazione, i computer di bordo dei veicoli PDS possono supportare un modulo GNSS RTK. Le prestazioni di posizionamento complessive dipendono anche dal modulo GNSS, dall'antenna, dalla sorgente di correzione e dalla configurazione del sistema.
Qual è la dimensione dello schermo più adatta per il sistema di guida automatica di un trattore?
Non esiste un'unica dimensione dello schermo adatta a tutti i trattori.
Un terminale da 7 pollici può essere adatto per installazioni compatte. Un terminale da 10 pollici offre più spazio di lavoro, mentre un T12 da 12,1 pollici può essere preso in considerazione per macchinari agricoli di grandi dimensioni o applicazioni in cui mappe, telecamere e informazioni sulla macchina richiedono una maggiore area di visualizzazione.
Il computer di bordo del veicolo necessita del bus CAN?
Non tutti i progetti richiedono il bus CAN, ma è comunemente utilizzato quando il computer di bordo del veicolo deve comunicare con le centraline di controllo del veicolo o altri sistemi elettronici.
Le interfacce richieste devono essere confermate in base al sistema di guida automatica agricolo effettivamente in uso.
È possibile personalizzare lo stesso computer di bordo per diversi tipi di macchine agricole?
Sì. Per i progetti OEM e ODM, l'hardware, il software, le interfacce, il metodo di montaggio e altre configurazioni possono essere adattati in base alle esigenze del cliente.
Conclusione
Un sistema di guida automatica in agricoltura è composto da più di un ricevitore GNSS RTK e un controller di sterzo.
Il computer di bordo fornisce all'operatore un'interfaccia di lavoro e collega la navigazione, le informazioni sul veicolo, le telecamere e gli altri componenti del sistema all'interno della cabina.
Nelle applicazioni agricole reali, i computer rugged per veicoli PDS sono stati utilizzati su diverse tipologie di macchine agricole e in vari mercati. Con opzioni da 7, 10 e 12 pollici, l'hardware può essere selezionato in base alla configurazione della macchina e ai requisiti applicativi.
Per macchinari agricoli di grandi dimensioni e applicazioni ad alta intensità di informazioni, il T12 da 12,1 pollici offre un'area di visualizzazione più ampia, pur mantenendo il design robusto e orientato ai veicoli richiesto negli ambienti industriali.
Per i produttori di macchine agricole, gli integratori di sistemi e i fornitori di soluzioni per l'agricoltura di precisione, il computer di bordo più adatto dovrebbe essere scelto come parte integrante del sistema di guida automatica completo, e non come dispositivo di visualizzazione isolato.
Se state sviluppando un sistema di guida automatica per macchine agricole o integrando un computer di bordo robusto in macchinari agricoli esistenti, PDS può fornirvi hardware per l'elaborazione dei dati veicolari e supporto per l'integrazione OEM/ODM in base alle esigenze del vostro progetto.
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Informazioni su PDS Technology
PDS Technology è un'azienda leader nella produzione OEM/ODM di terminali GNSS RTK ad alta precisione e computer di bordo, al servizio dei settori agricolo, edile, minerario, dei taxi e della logistica dal 2011.
Con oltre 15 anni di esperienza in ricerca e sviluppo nel settore automobilistico, offriamo dispositivi robusti e multi-OS (Android/Linux/OpenHarmony) dotati di posizionamento RTK con precisione centimetrica, protezione IP66 e funzionalità predisposte per l'intelligenza artificiale. I nostri stabilimenti certificati IATF16949 hanno prodotto oltre 100.000 unità distribuite a livello globale, detenendo oltre il 30% del mercato cinese dei terminali di guida automatica per macchine agricole. Esportiamo in Giappone, Stati Uniti, Regno Unito, Turchia, Russia e altri paesi.
