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

Скачать (101KB)
Метаданные
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)
Метаданные
4. Рис. 3. Модуль коррекции координат при наклонах МТА.

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

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

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

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

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

Скачать (45KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Трек МТА.

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

Скачать (217KB)
Метаданные
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)
Метаданные

© 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 с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».