К вопросу повышения точности определения координат машинно-тракторного агрегата информационно-навигационным оборудованием системы параллельного вождения

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. Федеральная научно-техническая программа развития сельского хозяйства на 2017–2025 годы предусматривает создание и внедрение конкурентоспособных отечественных технологий, которые основаны на достижениях науки. Поэтому разработка и исследование систем параллельного вождения машинно-тракторного агрегата с информационно-навигационным оборудованием в направлении повышения точности определения координат, являются актуальными задачами современной инженерной практики.

Цель работы – повышение точности определения координат программно-аппаратного комплекса для системы параллельного вождения на основе алгоритмов коррекции и фильтрации информационных данных навигационного оборудования.

Материалы и методы. Моделирование машинно-тракторного агрегата (МТА) выполнено в программе MATLAB/Simulink и содержит модели физических модулей коррекции координат при наклонах, преобразование географических координат в координаты на плоскости, ориентации и скорости машинно-тракторного агрегата и фильтр Калмана.

Результаты. С использованием предложенной математической модели проведена симуляция работы машинно-тракторного агрегата с системой параллельного вождения. Адекватность теоретических исследований подтверждаются широкомасштабными стендовыми и полевыми испытаниями. Научная новизна исследования заключается в предложенных алгоритмах коррекции данных, получаемых с GPS/GLONASS приемников (свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2019617131), реализации 3D визуализации машинного агрегата на экране планшета с операционной системой Android (свидетельства о регистрации программы для ЭВМ №№ 2018613106 и 2020613458).

Заключение. Практическая ценность исследования заключается в возможности использования предложенных алгоритмов коррекции и фильтрации информационных данных навигационного оборудования при создании современных аппаратно-программных комплексов для параллельного вождения машинно-тракторного агрегата.

Об авторах

Рустам Рифович Галиуллин

Башкирский государственный аграрный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: rustam6274@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1031-5068
SPIN-код: 5661-1922

д.т.н., профессор

Россия, Уфа

Список литературы

  1. ГОСТ Р 51794 – 2008. Глобальные навигационные спутниковые системы. Системы координат. Методы преобразований координат определяемых точек. М.: Стандартинформ, 2009. Режим доступа: https://allgosts.ru/07/040/gost_r_51794-2008 Дата обращения: 02.04.2022.
  2. Тяпкин В.Н., Гарин Е.Н. Методы определения навигационных параметров подвижных средств с использованием спутниковой радионавигационной системы ГЛОНАСС: монография. Красноярск: Сиб. фед. ун-т, 2012.
  3. Гультяев А.К. Проектирование и дизайн пользовательского интерфейса. СПб: Корона-принт, 2010.
  4. Шануров Г.А. Спутниковая геодезия. М.: МИИГАиК, 2015.
  5. Белик А.Г., Цыганенко В.Н. Качество и надежность программных систем: уч. пособие. Омск: Издательство ОмГТУ, 2018.
  6. Васильев C.А. OpenGL. Компьютерная графика: уч. пособие. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2005.
  7. Некрасов К.А., Поташников С.И., Боярченков А.С., Купряжкин А.Я. Параллельные вычисления общего назначения на графических процессорах: уч. пособие. Екатеринбург: Изд-во Уральского университета, 2016.
  8. Савочкин В.А. Тяговая динамика колесного трактора. М.: МГТУ «МАМИ», 2005.
  9. Лахтина Н.Ю., Манушакян К.Г. Техническое обеспечение телематических систем. Системы определения местоположения и идентификации транспортных средств: метод. пособие. М.: МАДИ, 2017.
  10. Куршин А.В. Модифицированный навигационный алгоритм для определения положения ИСЗ по сигналам GPS/ GLONASS // Электронный журнал «Труды МАИ». 2013. № 66. Режим доступа: https://trudymai.ru/upload/iblock/d68/d6820b6d3ad40e95892899b93c00a157.pdf Дата обращения: 02.04.2022.
  11. Мамедбеков С.Н., Омаров А.О., Раджабов Р.Г. Моделирование перевода геодезических координат точек с поверхности эллипсоида на плоскость в конформной проекции Гаусса-Крюгера // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2016. Т. 42, № 3. С. 110–118.
  12. Воевода А.А., Трошина Г.В. Моделирование фильтра Калмана с обновленной последовательностью в среде Simulink // Сборник научных трудов НГТУ. 2015. № 2(80). С. 7–17. doi: 10.17212/2307-6879-2015-2-7-17
  13. NovAtel OEMStar [internet] Режим доступа: http://www.gnssplus.ru/gnss-receivers/boards/38-novatel-oemstar.html дата обращения: 15.10.2021.
  14. OEM729 [internet] Режим доступа: http://www.gnssplus.ru/gnss-receivers/boards/323-oem729.html дата обращения: 23.11.2021.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Положение транспортного средства в двумерном пространстве: хi, уi – текущие координаты трактора; α – угол ориентации; α1 – угол поворота колеса.

Скачать (101KB)
3. Рис. 2. Расчетные схемы к определению отклонения координат МТА при его наклонах: 1 – датчик наклона; 2 – трактор; 3 – антенна спутникового приёмника; хД и уД – оси датчика (акселерометра); α – угол ориентации; αх и αу – боковой и продольный наклоны трактора; δх и δу – отклонения трактора при продольном и боковом наклонах трактора; Ha – высота антенны приемника, м.

Скачать (179KB)
4. Рис. 3. Модуль коррекции координат при наклонах МТА.

Скачать (125KB)
5. Рис. 4. Модуль преобразования географических координат в плоские прямоугольные координаты.

Скачать (141KB)
6. Рис. 5. Модуль ориентации и скорости.

Скачать (197KB)
7. Рис. 6. Модуль МТА.

Скачать (238KB)
8. Рис. 7. Модель МТА.

Скачать (331KB)
9. Рис. 8. Модуль «Фильтр 2».

Скачать (45KB)
10. Рис. 9. Трек МТА.

Скачать (257KB)
11. Рис. 10. Маршрут МТА на плоскости с осями х и у.

Скачать (217KB)
12. Рис. 11. Результаты моделирования трека и фильтрации спутникового сигнала: значения R и Q: а – 0,05 и 1; b – 0,5 и 1; c – 1 и 0,05.

Скачать (561KB)

© Галиуллин Р.Р., 2022

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).