Suggerimento professionale: chiedi al fornitore di indicare se il suo valore di precisione si riferisce a una soluzione fissa e a cosa si riduce il sistema quando il collegamento di correzione viene interrotto. Un fornitore che può rispondere per iscritto comprende la propria catena di posizionamento.

La catena di posizionamento e dove si interrompe

Aiuta a smettere di pensare al "GPS" e iniziare a pensare a una catena con cinque anelli che devono reggere tutti contemporaneamente:

1. Satelliti: ce ne sono abbastanza, in una geometria utilizzabile sopra la macchina.
2. La fonte di riferimento: una stazione base locale nell'azienda agricola o un servizio di rete in abbonamento che copre il campo.
3. Il collegamento di correzione: come le correzioni viaggiano dalla sorgente alla macchina: dati cellulari su NTRIP o una radio dedicata.
4. Il ricevitore del veicolo, che trasforma le misurazioni satellitari e le correzioni in una stima della posizione e segnala uno stato di soluzione.
5. Il terminale e l'applicazione, che consumano quella posizione, la registrano e alimentano il sistema di sterzo.

Un fornitore descrive il collegamento 4 nella scheda tecnica, perché è il componente che vende. Le prestazioni sul campo vengono solitamente decise dai collegamenti 2 e 3 e l'operatore la sperimenta attraverso il collegamento 5.

Se desideri approfondire i meccanismi sottostanti, come si adattano un computer montato su un veicolo e un terminale GNSS RTK insieme copre la catena da un'estremità all'altra. Il punto qui è più ristretto: i collegamenti 2 e 3 sono dove si trova la questione dell'affidabilità e sono quelli che non è possibile controllare da una scheda tecnica.

I tre stati e ciò che ognuno di essi ti offre realmente

Tre stati di soluzione contano e la tabella seguente è quella che vale la pena conservare. È anche la tabella che la maggior parte delle conversazioni con i fornitori salta.

Da quella tabella seguono due cose.

In primo luogo, float è lo stato pericoloso, non singolo. Single si annuncia: la macchina smette visibilmente di sterzare bene e l'operatore prende il comando. Il float può sembrare quasi normale mentre si sposta tranquillamente l'intero schema da centimetri a decimetri, che è esattamente l'errore che un programma di traffico controllato o di lavorazione a strisce non può tollerare.

In secondo luogo, la fragilità è opposta alla precisione. L'analisi GNSS pubblicata su un ampio set di dati autostradali ha rilevato che disponibilità e continuità si suddividono in modo diverso in base al tipo di posizione e che gli stati si classificano in relazione inversa alla precisione: fisso è il più accurato e il più transitorio, mentre il posizionamento in fase di codice standard è il meno accurato e il più durevole.

L'articolo merita di essere preciso su ciò che quella fonte fa e non dice. Segnala la disponibilità e la continuità suddivise per visibilità satellitare, geometria satellitare, tipo di posizione (RTK fissa, RTK mobile o posizionamento standard) e latenza di correzione RTK sulla rete: GNSS autonomo e RTK su 30.000 km di autostrade del Nord America, ION GNSS+, 2019.

Si tratta di uno studio autostradale, non agricolo, e non fornisce durate di inattività sul campo per un trattore in una tettoia di mais. Ciò che supporta è il meccanismo: la latenza sulla rete e il tipo di soluzione influiscono entrambi sulla disponibilità di una soluzione fissa in un dato momento.

Se ti sei mai chiesto perché un sistema che ottiene ottimi punteggi su una pista di prova possa essere inaffidabile per tutta la stagione, questo è il motivo. Non stai comprando la precisione. Stai acquistando per quanto tempo il sistema mantiene il suo stato più accurato.

Dove il collegamento di correzione effettivamente si interrompe

Sei modalità di guasto rappresentano la maggior parte dei problemi sul campo. Nessuno di essi è visibile su una scheda tecnica.

Distanza della linea di base. La precisione diminuisce con la distanza dalla stazione di riferimento perché gli errori atmosferici decorrelano con la distanza. Le implementazioni pratiche di RTK sono generalmente trattate come locali: il raggio d'azione comunemente citato per una stazione base locale è dell'ordine di 10 km circa, che è un vincolo di progettazione da confermare piuttosto che una legge universale. La rete RTK esiste per estendere la copertura modellando il campo di errore regionale anziché trasmettere le correzioni di una stazione. Se un fornitore cita un singolo valore di precisione senza indicare il valore di riferimento a cui è stato misurato, il valore non è paragonabile a nulla.

Correzione latenza ed età del differenziale. Le correzioni descrivono lo stato della ionosfera e della troposfera nel momento in cui sono state generate. Più vecchia è la correzione, meno descrive il presente. Un collegamento di rete che aggiunge buffering, tentativi o modifiche del percorso aumenta l'età del differenziale e il ricevitore risponde essendo meno disposto o meno capace di mantenere una soluzione fissa. La latenza è una proprietà di rete, non una proprietà del ricevitore, ed è il motivo per cui un terminale può comportarsi in modo diverso su due farm con lo stesso hardware.

Perdita di pacchetti e brevi interruzioni. NTRIP su cellulare è un flusso su un trasporto inaffidabile. Brevi abbandoni sono normali nella copertura rurale. Un ricevitore che perde le correzioni per alcuni secondi non si limita a mantenere la sua ultima posizione, ma perde la risoluzione dell'ambiguità e deve riconvergere.

L'uplink del rover. Con molti servizi di correzione di rete, la macchina deve inviare la sua posizione approssimativa al servizio, convenzionalmente come una frase GGA NMEA, in modo che il servizio possa localizzarla nel suo modello di rete e trasmettere in streaming le correzioni abbinate a quella posizione. Se il caricamento GGA è disabilitato, configurato in modo errato o interrotto, il servizio potrebbe autenticare la connessione e quindi non inviare nulla di utile. Si tratta di una vera e propria modalità di guasto in cabina: è un'impostazione sul terminale o nell'applicazione e può essere introdotta da un aggiornamento del firmware o da una modifica della configurazione che nessuno collega a un reclamo di posizionamento.

Multipath e ambiente dell'antenna. La macchina è un insieme di grandi superfici metalliche riflettenti e l'antenna si trova sopra di esse. I segnali riflessi che arrivano fuori fase rispetto al segnale diretto influenzano la misurazione della fase portante anziché aggiungervi semplicemente rumore. Il multipercorso della fase portante è limitato e generalmente più piccolo del multipercorso del codice, ma non è trascurabile rispetto agli errori centimetrici da difendere ed è sufficiente a disturbare la risoluzione dell'ambiguità. L'ubicazione (altezza sopra la struttura, un piano di massa adeguato, separazione dalle antenne radio della macchina e un percorso del cavo corto o almeno con perdite controllate) fa parte delle specifiche di posizionamento, non un ripensamento meccanico.

Copertura della rete rurale e dipendenza dall'abbonamento. Il percorso di correzione è una dipendenza dall'infrastruttura che l'operatore della macchina non controlla: copertura cellulare ai margini del campo, un punto di montaggio su un lanciatore, credenziali che possono scadere e un piano dati che deve essere mantenuto. NTRIP è un protocollo trasmesso su Internet e il set di messaggi RTCM è il carico utile: un moderno flusso RTCM 3.x trasporta messaggi di osservazione di segnali multipli più metadati in grado di identificare l'antenna e l'elenco di messaggi RTCM 3 è un ragionevole modo per vedere cosa contiene effettivamente uno stream. La questione pratica per l'approvvigionamento non è quali tipi di messaggi esistono, ma quale di essi viene effettivamente emesso dal servizio scelto e cosa succede alla macchina quando l'abbonamento scade a metà stagione.

Riconvergenza: la parte che nessuno mette nella brochure

Quando il collegamento di correzione ritorna, il ricevitore non si aggancia immediatamente a una soluzione fissa. Deve riacquistare le ambiguità. In pratica, ciò richiede da pochi secondi a un paio di minuti a seconda della qualità del ricevitore, della vista del cielo e dell'aggiornamento delle correzioni.

Durante quella finestra il sistema è in modalità flottante o singola e il sistema di guida, ammesso che stia sterzando, funziona da una posizione peggiore rispetto a un minuto prima.

Sul campo sembra una macchina che esce dalla linea a fine campo, si corregge una riga dopo e produce una striscia di sovrapposizione che nessuno attribuisce a nulla. Per un esempio pratico di come il lavoro di orientamento si svolge effettivamente su un terminal di veicoli durante la stagione, implementazione della guida automatica agricola è un punto di partenza ragionevole.

Esiste un secondo evento di riconvergenza che le macchine agricole generano molto più spesso di quanto facciano le apparecchiature di rilevamento: il ciclo di accensione. I terminali sono alimentati da veicoli, quindi ogni spegnimento tra i campi, ogni sosta per rifornimento di carburante e ogni parcheggio notturno rappresenta un'interruzione di corrente.

Ciò che accade dopo dipende interamente dal comportamento del terminale: se conserva lo stato del ricevitore, se l'applicazione ristabilisce automaticamente la sessione di correzione, se le credenziali sopravvivono a un avvio a freddo e quanto tempo attende l'operatore prima che la macchina sia nuovamente utilizzabile.

È qui che l'integrazione di un terminale conta più del suo ricevitore. La domanda progettuale da porre a qualsiasi fornitore è schietta: descrivere l'esatta sequenza dopo un ciclo di accensione, dall'accensione a una soluzione fissa, incluso chi o cosa ristabilisce la sessione di correzione.

Pass-to-pass e precisione assoluta non sono lo stesso numero

Il modo in cui viene definita la precisione causa più argomenti di specifica rispetto a qualsiasi altro argomento in questa categoria e vale la pena chiarirsi prima di confrontare i fornitori.

La precisione da passata a passata descrive con quanta precisione la macchina ripete una linea rispetto a una recente passata adiacente. Nella formulazione standard utilizzata nella letteratura sull'estensione, è correlato ai salti e alle sovrapposizioni previsti tra due passaggi entro un intervallo di 15 minuti e l'errore dichiarato non deve essere superato il 95% delle volte. Questa definizione deriva da Guida automatica basata su satellite (Adamchuk, University of Nebraska–Lincoln Extension, EC706, 2008), che è anche la fonte di due avvertenze che vale la pena ripetere: le due famiglie di errori: passaggio a passaggio e di anno in anno: si comportano in modo diverso e la definizione esatta di errore da passaggio a passaggio può variare da fornitore a fornitore.

La precisione su base annuale descrive se la macchina ritorna alla stessa geometria in una stagione successiva. È il numero che conta per l'agricoltura a traffico controllato, la lavorazione a strisce e qualsiasi cosa richieda che una nuova operazione si inserisca in una stretta relazione geometrica rispetto ai tracciati precedenti.

La precisione assoluta descrive quanto è vicina la posizione segnalata a un vero sistema di riferimento delle coordinate. Un sistema può ripetere magnificamente i propri passaggi mentre l'intero schema è spostato dalla mappa: coerente e costantemente nel posto sbagliato.

Un fornitore che risponde "2 cm" a una domanda su quale cifra intende non ha risposto alla domanda. Chiedi la definizione, l'intervallo, la base statistica (media, RMS, 95° percentile o massimo) e le condizioni, perché "2 cm" senza questi quattro non è una specifica, è uno slogan.

Se hai cercato "tablet per montaggio su veicolo"

Vale la pena risolvere il termine in anticipo, perché gran parte delle ricerche di display in cabina finiscono nella categoria sbagliata.

Un tablet per montaggio su veicolo è un prodotto di consumo o commerciale leggero: una staffa, una base o un supporto che prende un tablet che qualcuno già possiede e lo fissa all'interno di un veicolo. I risultati della ricerca per quel termine sono dominati da supporti per portabicchieri, staffe per binari del sedile, supporti a ventosa e supporti ELD. Stanno montando l'hardware. Non hanno uno stadio di ingresso della potenza del veicolo, nessuna protezione dai transitori, nessuna interfaccia macchina e nessuna configurazione per un percorso di correzione.

Un robusto computer per veicoli, venduto anche come terminale montato su veicolo o computer montato su veicolo, è un dispositivo diverso. È progettato per essere installato nella macchina, alimentato dall'impianto elettrico del veicolo, montato in modo permanente e collegato alle reti della macchina e ad un ricevitore di posizionamento tramite interfacce definite. È specificato, testato e supportato come apparecchiatura anziché come accessorio.

I due non sono intercambiabili e la confusione è importante per due motivi. Una staffa non risolve un problema di posizionamento: il collegamento di correzione, lo stato del ricevitore e l'ubicazione dell'antenna sono tutti a monte di qualunque cosa sostenga lo schermo. E una staffa non risolve nemmeno un problema di durabilità: un accessorio valutato per il comfort della cabina non è la cosa da specificare in una macchina che rimarrà per dieci anni nella polvere, nelle vibrazioni e nella pioggia.

Se una specifica o una query le unisce, risolvila tempestivamente. Il vocabolario corretto per questo pubblico è terminale montato sul veicolo, terminale in cabina o computer del veicolo: l'hardware di montaggio è una voce separata.

Interfacce e lato macchina

Il posizionamento viene fornito alla macchina come dati e la destinazione di tali dati fa parte delle specifiche.

Le interfacce da confermare sono quelle di cui l'applicazione ha bisogno piuttosto che l'elenco più lungo disponibile: bus CAN, incluso se il terminale lo espone come interfaccia di rete con il socket CAN API, che conta per quanto lavoro di integrazione si eredita: porte seriali come RS232 e RS485 per controller legacy e radio di correzione, Ethernet dove esiste già una rete di sensori e cellulare, Wi-Fi e Bluetooth per il percorso di correzione e per l'accesso ai servizi.

Un terminale che supporta il posizionamento RTK ed espone doppie porte CAN e seriali, come il veicolo T10Pro da 10 pollici computer, può contenere posizionamento, dati della macchina e display dell'operatore in un'unica unità, eliminando un display separato dall'integrazione e un ulteriore connettore dal problema delle vibrazioni.

Questo è un esempio pratico all'interno dei criteri, non un argomento. I criteri sono gli stessi per qualsiasi fornitore: quale percorso di correzione è supportato, come viene ristabilita la sessione dopo un ciclo di accensione, come lo stato della soluzione viene esposto all'applicazione e cosa succede all'output della guida quando lo stato peggiora. Soluzioni per terminali per veicoli RTK GNSS mostra come il lato di posizionamento è tipicamente confezionato per il lavoro di sterzatura automatica.

L'elenco di controllo per appalti e conformità

L'ingegneria si occupa della maggior parte delle discussioni sul posizionamento. L'approvvigionamento si assume il rischio e "noi supportiamo RTK" non risponde a nessuna delle domande seguenti.

• Documentazione tecnica UE. Il fornitore può fornire documentazione tecnica adatta ai vostri obblighi CE e indica gli standard e le condizioni di test rispetto ai quali il prodotto è stato valutato?
• Contesto EMC, ambito corretto. Per le macchine agricole, lo standard EMC pertinente per la macchina è ISO 14982, che specifica i metodi di prova e i criteri di accettazione per la compatibilità elettromagnetica di trattori e macchine agricole mobili, macchine per la silvicoltura, la paesaggistica e il giardinaggio - ISO 14982:1998, ancora attuale alla sua ultima revisione nel 2014. Nota cosa significa questo ambito: si applica alla macchina così come fornita dal produttore della macchina. Non è un certificato a livello di componente che puoi ereditare e un fornitore che dichiara la conformità EMC dovrebbe essere in grado di spiegare come è stato valutato il suo componente e rispetto a cosa.
• Dipendenza dal percorso di correzione. Quali servizi di correzione e tipi di messaggi sono supportati nella configurazione fornita e qual è il comportamento di fallback se l'abbonamento non è disponibile?
• Esposizione dello stato della soluzione. L'applicazione può leggere lo stato della soluzione o solo una posizione? Un sistema che non può segnalare di essere in fluttuazione non può essere monitorato per questo.
• Documentazione comportamentale. Una dichiarazione scritta del comportamento di correzione della perdita: per quanto tempo viene mantenuta la correzione, qual è la sequenza degli stati e cosa fa l'output della guida - come una specifica con cui eseguire la verifica, non un verbale garanzia.
• Antenna e cablaggio come gruppo specifico. Quale antenna, quale piano di terra, quale cavo e quale connettore, e il gruppo installato è quello che è stato testato?
• Fornitura e assistenza a lungo termine. Per una macchina supportata per più stagioni, il ricevitore di posizionamento e l'antenna devono essere disponibili come ricambi e la configurazione di correzione deve sopravvivere a un aggiornamento del firmware.

La gamma di terminali per veicoli robusti PDS è un posto dove vedere come vengono presentati questi articoli per una famiglia di terminali, comprese le serie in diverse dimensioni dello schermo per cabine e macchine diverse layout.

Come verificare una dichiarazione di posizionamento in un giorno

Non è necessario un raggio di prova per scoprire se un reclamo sopravvive al contatto con la propria macchina. Hai bisogno di un campo, un giorno e un registro.

1. Esegui sul tuo computer, con la tua fonte di correzione. Non è un'unità demo, non è il servizio del fornitore. Il percorso di correzione è la variabile sotto test.
2. Registra lo stato della soluzione, non solo la posizione. Tipo di correzione, tempo per la prima correzione e cronologia dello stato durante l'esecuzione. Senza la cronologia dello stato non è possibile distinguere una buona soluzione da un float sicuro.
3. Misura il ciclo di accensione. Tempo dall'avvio a freddo alla soluzione fissa, ripetuto tre volte, con l'applicazione lanciata come la lancerà un operatore.
4. Testare nella parte peggiore della giornata e vicino al confine del campo. La geometria del satellite varia nel tempo: un basso numero di satelliti e una scarsa diffusione aumentano la diluizione della precisione e verranno visualizzati come un cambiamento di stato. I campi con una linea di alberi sul bordo sono la prova onesta.
5. Interrompere deliberatamente il collegamento. Spegnere la sorgente di riferimento o disconnettere il percorso dati, annotare cosa riporta il terminale, per quanto tempo viene trattenuta la correzione, cosa fa il sistema di guida e quanto tempo impiega la riconvergenza una volta il collegamento ritorna.
6. Esegui passaggi ripetuti e misura tu stesso la deviazione. Passaggi adiacenti entro 15 minuti per il comportamento da passaggio a passaggio e ritorno in campo un giorno successivo per la domanda sull'anno in anno. Confronta con un indicatore intervistato, se ne hai uno.
7. Conferma che il degrado è visibile. Se l'operatore non riesce a capire dal terminale che il sistema è in stato di fluttuazione, si tratta di un risultato e rientra nella valutazione del rischio piuttosto che in un bug rapporto.

Due avvertenze. Un singolo buon giorno non stabilisce una stagione, quindi esegui il test nelle condizioni che effettivamente rompono il sistema: tettoia, confine, maltempo, l'ora del giorno con la geometria peggiore. E registra l'installazione dell'antenna nella stessa sessione; se l'assieme si sposta, il risultato non è più comparabile.