DB42 T 1588-2020 稻麦联合收获机自动导航作业质量.pdf

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1、ICS 65.060.50CCS B 91 DB42湖 北 省 地 方 标 准DB42/T 1588 2020稻 麦 联 合 收 获 机 自 动 导 航 作 业 质 量 Operating quality for automatic guidance rice and wheat harvest 2020 -07-07发 布 2020- 11- 07 实 施湖 北 省 市 场 监 督 管 理 局 发 布 DB42/T 1588 2020 DB42/T 15882020 目 次前 言 .III引 言 .1 范 围 .12 规 范 性 引 用 文 件 .13 术 语 与 定 义 .14 导 航 装

2、 备 要 求 .25 作 业 环 境 要 求 .46 作 业 质 量 .4 DB42/T 15882020 前 言本 文 件 按 照 GB 1.1-2020 标 准 化 工 作 导 则 第 1部 分 ： 标 准 的 结 构 和 编 写 给 出 的 规 则 起 草 。本 文 件 由 华 中 农 业 大 学 提 出 。本 文 件 由 湖 北 省 农 业 农 村 厅 归 口 管 理 。本 文 件 起 草 单 位 ： 华 中 农 业 大 学 、 孝 感 市 孝 南 区 农 业 机 械 化 技 术 推 广 服 务 站 。本 文 件 主 要 起 草 人 ： 丁 幼 春 、 廖 庆 喜 、 舒 彩 霞 、

3、廖 宜 涛 、 张 青 松 、 肖 文 立 、 易 齐 圣 。本 文 件 实 施 应 用 中 的 疑 问 ， 可 咨 询 湖 北 省 农 业 农 村 厅 ， 联 系 电 话 ： 027-87665821， 邮 箱 ：； 对 本 文 件 的 有 关 修 改 意 见 建 议 请 反 馈 至 华 中 农 业 大 学 ， 联 系 电 话 ： 027-87282120，邮 箱 ： 。 DB42/T 15882020 引 言水 稻 和 小 麦 是 湖 北 省 主 要 粮 食 作 物 。 对 于 粮 食 收 获 而 言 ， 作 物 黄 化 完 熟 后 的 适 收 期 短 ， 任 务 量 大 ，应 用 大 中

4、 型 的 谷 物 联 合 收 获 机 能 够 高 质 高 效 的 一 次 完 成 谷 类 作 物 的 收 割 、 脱 粒 、 分 离 茎 杆 、 清 除 杂 余 物 、秸 秆 粉 碎 抛 撒 等 工 序 。针 对 收 获 作 业 过 程 中 驾 驶 员 劳 动 强 度 大 ， 劳 动 力 成 本 高 ， 收 获 质 量 不 一 致 等 问 题 ， 将 自 动 导 航 技 术应 用 到 粮 食 收 获 作 业 中 ， 可 以 有 效 提 高 作 业 精 度 ， 降 低 机 手 操 作 难 度 ， 减 轻 机 手 劳 动 强 度 ， 延 长 作 业 时间 ， 优 化 收 获 路 径 ， 减 少 重

5、 复 作 业 面 积 。在 发 达 国 家 和 我 国 的 北 方 地 区 ， 已 有 导 航 产 品 应 用 于 收 获 作 业 过 程 中 ， 自 动 导 航 技 术 在 稻 麦 机 械 化收 获 环 节 中 的 应 用 也 是 我 省 发 展 的 必 然 趋 势 ， 但 缺 乏 相 应 的 稻 麦 联 合 收 获 机 自 动 导 航 作 业 质 量 相 关 的 标准 与 规 程 。 基 于 湖 北 省 土 壤 地 块 条 件 、 农 机 自 动 导 航 的 实 际 应 用 情 况 和 收 获 作 业 质 量 要 求 ， 制 定 稻 麦 联 合 收 获 机 自 动 导 航 作 业 质 量

6、地 方 标 准 ， 对 指 导 稻 麦 联 合 收 获 自 动 导 航 规 范 作 业 、 推 进 粮 食 收 获 智 能化 装 备 发 展 、 提 高 劳 动 生 产 率 和 收 获 质 量 等 具 有 重 要 意 义 。 DB42/T 15882020 1 稻 麦 联 合 收 获 机 自 动 导 航 作 业 质 量1 范 围本 文 件 规 定 了 稻 麦 联 合 收 获 机 自 动 导 航 作 业 质 量 的 术 语 和 定 义 、 导 航 装 备 要 求 、 作 业 环 境 要 求 、 作业 质 量 。本 文 件 适 用 于 稻 麦 联 合 收 获 机 自 动 导 航 作 业 。2 规

7、范 性 引 用 文 件下 列 文 件 中 的 内 容 通 过 文 中 的 规 范 性 引 用 而 构 成 本 文 件 必 不 可 少 的 条 款 。 其 中 ， 注 日 期 的 引 用 文 件 ，仅 该 日 期 对 应 的 版 本 适 用 于 本 文 件 ； 不 注 日 期 的 引 用 文 件 ， 其 最 新 版 本 （ 包 括 所 有 的 修 改 单 ） 适 用 于 本 文 件 。GB 16151.12-2008 农 业 机 械 运 行 安 全 技 术 条 件 第 12部 分 ： 谷 物 联 合 收 割 机GB/T 37164-2018 自 走 式 农 业 机 械 导 航 系 统 作 业 性

8、 能 要 求 及 评 价 方 法NY/T 995-2006 谷 物 (小 麦 )联 合 收 获 机 械 作 业 质 量NY 2610-2014 谷 物 联 合 收 割 机 安 全 操 作 规 程NY/T 3334-2018 农 业 机 械 自 动 导 航 辅 助 驾 驶 系 统 质 量 评 价 技 术 规 范T/NJ 1139-2018 拖 拉 机 自 动 辅 助 驾 驶 系 统 性 能 试 验 方 法3 术 语 与 定 义下 列 术 语 和 定 义 适 用 于 本 标 准 。3.1 收 获 边 界 harvest boundary是 指 稻 麦 联 合 收 获 机 田 间 作 业 时 作 物

9、 已 收 获 区 域 与 待 收 获 区 域 的 边 界 。3.2 作 业 路 线 operation route是 指 稻 麦 联 合 收 获 机 根 据 作 业 田 块 形 状 所 采 用 的 田 间 作 业 路 线 ， 若 摆 环 机 构 位 于 割 台 左 侧 一 般 使 用顺 时 针 收 割 法 ， 收 割 时 尽 量 走 直 线 ， 防 止 压 倒 未 割 作 物 ， 造 成 人 为 的 损 失 。四 边 收 割 路 线 ： 对 于 长 宽 差 不 多 的 大 田 块 ， 开 出 割 道 后 ， 可 采 用 四 边 收 割 。 当 一 行 收 割 到 头 ， 采 用开 道 的 收

10、割 方 法 使 收 割 机 转 弯 割 掉 横 行 作 物 ， 照 此 方 式 收 割 ， 直 到 一 圈 一 圈 将 作 物 收 完 。两 边 收 割 路 线 ： 对 于 长 度 较 长 而 宽 度 不 大 的 田 块 ， 开 出 割 道 后 ， 可 采 用 两 边 收 割 。 先 沿 长 边 的 方 向收 割 到 头 后 ， 转 弯 时 不 割 横 行 作 物 ， 绕 到 割 区 另 一 边 进 行 收 割 ， 以 此 往 复 将 作 物 收 割 完 。 3.3 DB42/T 1588 2020 2 满 幅 收 割 full-width harvest是 指 在 确 定 作 业 路 线 且

11、 保 证 不 漏 割 的 前 提 下 ， 稻 麦 联 合 收 获 机 割 台 全 部 收 获 到 稻 麦 的 作 业 状 态 。3.4 满 幅 收 割 率 rate of full-width harvest是 指 在 联 合 收 获 机 收 获 作 业 过 程 中 ， 实 际 割 幅 与 割 台 标 称 割 幅 之 比 。3.5 A-B 线 导 航 A-B line guidance是 指 一 条 通 过 两 个 位 置 点 （ A点 和 B点 ） 的 虚 拟 线 ， 虚 拟 线 经 等 距 偏 移 得 到 平 行 线 作 为 导 航 基 准 线 ，联 合 收 获 机 以 基 准 线 为 目

12、 标 路 径 的 自 动 导 航 作 业 。 3.6 收 获 边 界 跟 踪 导 航 guidance of harvest boundary tracking是 指 联 合 收 获 机 作 业 时 按 既 定 作 业 路 线 自 动 跟 踪 实 际 收 获 边 界 而 进 行 的 导 航 作 业 。3.7 联 合 收 获 机 自 动 导 航 automatic guidance of harvest是 指 联 合 收 获 机 按 A-B线 导 航 、 收 获 边 界 跟 踪 导 航 或 完 全 无 人 操 作 全 自 主 作 业 中 的 一 种 导 航 模 式 下 ，所 开 展 的 联 合

13、收 获 机 作 业 方 式 。4 导 航 装 备 要 求 4.1 机 具 选 择联 合 收 获 机 应 符 合 GB16151.12-2008第 12部 分 规 定 的 安 全 运 行 条 件 下 ， 通 过 装 备 电 控 转 向 执 行 机 构实 现 稻 麦 联 合 收 获 机 自 动 导 航 作 业 。4.2 导 航 装 备 基 本 功 能4.2.1 状 态 测 量 要 求4.2.1.1 转 向 角 度 测 量 要 求联 合 收 获 机 后 轮 转 向 节 应 配 置 符 合 联 合 收 获 机 转 向 机 构 特 性 的 转 向 角 测 量 装 置 ， 转 向 角 测 量 精 度 小于

14、 0.1 。4.2.1.2 绝 对 定 位 要 求 卫 星 天 线 应 放 置 于 收 获 机 顶 部 特 定 位 置 ， 采 用 GNSS-RTK定 位 获 取 联 合 收 获 机 位 置 坐 标 信 息 ， RTK基准 站 符 合 GB/T37164-2018中 5.6要 求 ， 定 位 精 度 符 合 T/NJ1139-2018中 5.1.4要 求 ， 信 号 丢 失 重 捕 获 时 间小 于 2s。4.2.1.3 相 对 定 位 要 求 DB42/T 15882020 3 采 用 基 于 相 对 定 位 的 视 觉 导 航 方 法 时 ， 要 求 在 晴 天 、 阴 天 、 向 阳 和

15、 背 阳 等 不 同 光 照 条 件 下 ， 对 收 获边 界 识 别 准 确 率 达 95%以 上 ， 单 帧 处 理 时 间 在 30ms以 内 。采 用 基 于 相 对 定 位 的 触 杆 式 导 航 方 法 时 ， 要 求 在 无 强 风 条 件 下 ， 获 取 联 合 收 获 机 位 置 姿 态 信 息 的 检测 准 确 率 达 95%以 上 。4.2.2 导 航 控 制 要4.2.2.1 导 航 控 制 器 要 求导 航 控 制 器 经 集 成 与 多 芯 线 束 连 接 ， 融 合 多 传 感 器 信 息 ， 对 田 间 作 业 复 杂 工 况 及 负 载 变 化 下 的 联 合

16、收 获 机 导 航 控 制 具 有 较 好 的 适 应 性 。4.2.2.2 转 向 控 制 器 要 求采 用 高 频 响 应 电 液 转 向 阀 组 或 大 扭 矩 电 动 方 向 盘 ， 有 效 实 现 联 合 收 获 机 后 轮 转 向 控 制 。 4.2.3 人 机 交 互 要 求可 通 过 交 互 界 面 监 控 作 业 状 态 信 息 ， 设 置 与 调 节 作 业 路 径 、 作 业 任 务 和 满 幅 收 割 状 态 ， 并 具 备 有 一键 急 停 和 开 始 功 能 。4.2.4 导 航 方 式4.2.4.1 A-B 线 导 航稻 麦 联 合 收 获 机 在 作 业 田 块

17、 长 边 一 端 设 置 A点 ， 经 人 为 驾 驶 收 获 机 沿 收 获 边 界 直 线 行 驶 作 业 至 另 一端 设 置 B点 ， 以 割 台 标 称 割 幅 等 间 距 偏 移 生 成 多 条 平 行 的 导 航 作 业 基 准 线 ， 实 现 对 A-B线 目 标 路 径 的 自 动跟 踪 导 航 作 业 。4.2.4.2 跟 踪 收 获 边 界 导 航通 过 特 定 的 传 感 器 感 知 收 获 边 界 ， 以 实 际 收 获 边 界 作 为 目 标 路 径 实 时 维 持 满 幅 收 割 状 态 的 自 动 跟 踪 导 航 作 业 。4.2.4.3 无 人 导 航具 有

18、自 行 规 划 作 业 路 径 与 转 弯 控 制 ， 融 合 A-B线 导 航 与 跟 踪 收 获 边 界 导 航 ， 实 现 联 合 收 获 机 完 全 无人 操 作 的 自 动 导 航 。4.3 导 航 校 调 要 求导 航 装 备 安 装 后 进 行 试 运 转 ， 确 保 各 传 感 器 获 取 的 车 辆 状 态 信 息 正 确 ， 检 查 确 认 系 统 一 切 正 常 后 ，按 照 操 作 说 明 书 校 调 车 辆 参 数 ， 运 转 系 统 投 入 作 业 。4.4 可 靠 性 要 求联 合 收 获 机 自 动 导 航 连 续 作 业 时 间 不 少 于 12h， 自 动

19、导 航 系 统 的 使 用 有 效 度 满 足 NY/T 3334-2018中5.6要 求 ； 生 产 试 验 过 程 中 不 得 发 生 导 致 机 具 功 能 完 全 丧 失 、 危 及 作 业 安 全 、 人 身 伤 亡 或 重 大 经 济 损 失 的 致 命 故 障 ， 以 及 主 要 导 航 装 备 的 损 坏 、 报 废 等 致 使 导 航 性 能 严 重 下 降 、 割 幅 严 重 不 一 致 的 情 况 。4.5 驾 驶 操 作 人 员 要 求稻 麦 联 合 收 获 自 动 导 航 操 作 人 员 应 具 有 NY 2610-2014中 第 3章 要 求 的 基 本 条 件 。

20、 DB42/T 1588 2020 4 5 作 业 环 境 要 求5.1 田 块 要 求田 块 地 表 要 相 对 平 整 ， 坡 度 不 大 于 15 ； 田 块 长 边 不 应 小 于 60 m， 短 边 不 应 小 于 10 m； 机 耕 路 宽 度满 足 稻 麦 联 合 收 获 机 通 过 性 要 求 ， 田 埂 过 高 时 可 利 用 跳 板 以 确 保 下 田 作 业 的 可 操 作 性 。5.2 土 壤 要 求田 地 土 壤 一 般 宜 为 稻 坂 田 壤 土 或 旱 田 粘 土 ， 不 宜 用 于 土 壤 含 水 率 较 高 或 土 壤 紧 实 度 较 低 的 水 田 ， 土壤

21、 过 于 松 软 会 导 致 车 辆 行 走 和 转 向 时 打 滑 ， 被 控 车 辆 无 法 准 确 得 到 控 制 。5.3 环 境 气 象 要 求田 地 周 边 环 境 应 开 阔 无 遮 挡 ； 田 地 周 边 应 无 强 的 电 磁 干 扰 ； 多 机 作 业 时 ， 应 避 免 电 台 频 率 重 叠 ； 使 用 网 络 RTK时 ， 应 当 确 保 当 地 网 络 信 号 良 好 。选 择 晴 天 或 者 阴 天 较 为 适 宜 ， 雷 雨 天 气 不 能 作 业 。6 作 业 质 量本 标 准 规 定 的 作 业 质 量 指 标 是 符 合 NY/T995-2006中 第 4

22、章 的 规 定 要 求 下 ， 对 联 合 收 获 机 自 动 导 航 作业 质 量 进 一 步 的 进 行 评 价 。6.1 检 测 方 法选 择 作 业 环 境 符 合 5规 定 的 试 验 田 ， 根 据 设 计 要 求 和 联 合 收 获 机 确 定 A-B线 导 航 或 跟 踪 收 获 边 界 导 航方 式 。 联 合 收 获 机 导 航 装 备 按 4.3要 求 调 试 成 功 后 ， 开 展 联 合 收 获 机 自 动 导 航 作 业 。 首 先 通 过 目 测 以 及过 程 录 像 回 放 的 方 式 ， 确 定 联 合 收 获 机 是 否 出 现 超 出 满 割 幅 致 使

23、作 物 未 被 收 割 的 情 况 ， 如 果 有 则 表 明 质量 未 达 标 ； 如 果 没 有 则 通 过 中 心 定 位 系 统 抽 样 的 方 法 测 取 采 样 点 处 割 幅 数 据 并 记 录 。 联 合 收 获 机 的 A-B 线 导 航 的 直 线 精 度 检 测 需 满 足 NY/T 3334-2018中 6.1.1的 规 定 。 另 外 稻 麦 联 合 收 获 机 自 动 导 航 作 业 质 量还 需 满 足 下 述 满 幅 收 割 率 要 求 。6.2 抽 样 方 法在 作 业 质 量 检 测 过 程 中 ， 为 了 更 加 合 理 方 便 的 测 得 作 物 被 收

24、 割 的 情 况 ， 通 过 抽 样 的 方 法 得 到 实 际 割幅 数 据 并 按 照 公 式 (1)计 算 满 幅 收 割 率 。 具 体 做 法 为 ： 已 知 联 合 收 获 机 的 标 称 割 幅 Y， 让 联 合 收 获 机 沿 着作 物 边 界 收 割 至 少 50m， 每 隔 2m采 样 获 得 一 个 实 际 割 幅 尺 寸 ， 记 录 采 样 点 个 数 n， 对 应 采 样 点 处 割 幅 大 小T（ t 1、 t2 tn） ， 该 次 联 合 收 获 机 自 动 导 航 满 幅 收 割 率 按 公 式 （ 1） 计 算 ：ntnY （ 1）式 中 ： 满 幅 收 割

25、率 ；nt 采 样 点 处 的 割 幅 大 小 ， m；Y 联 合 收 割 机 的 标 称 割 幅 ， m；n 采 样 点 个 数 。 DB42/T 15882020 5 6.3 作 业 质 量 评 价联 合 收 获 机 在 满 足 作 业 指 标 且 不 漏 割 的 情 况 下 以 常 规 作 业 速 度 导 航 收 获 完 后 ， 通 过 上 述 采 样 的 方 法计 算 得 到 的 采 样 点 处 满 幅 收 割 率 90%， A-B线 导 航 直 线 精 度 不 大 于 2.5cm,重 复 3次 及 以 上 均 能 满 足 指 标要 求 ， 即 具 有 较 高 的 稳 定 性 。 _