Спосіб дистанційного визначення координат роботизованої системи моніторингу стану сільськогосподарських угідь та пристрій для його здійснення

1. Спосіб дистанційного визначення координат роботизованої системи моніторингу стану сільськогосподарських угідь, що включає дискретне вимірювання в процесі руху системи, проектування на осі базової системи координат, підсумовування однойменних проекцій з врахуванням початкових умов, який відрізняється тим, що визначають середнє арифметичне значення поворотних коліс ψс між лівим кутом повороту ψл та правим кутом повороту ψп і визначають значення поточних координат за наступними залежностями: NS ⎛ ⎞ XN = XN−1 + ∆SN ⋅ cos⎜ α0 + ∑ sin(ψc )⎟ ; ⎜ ⎟ L i ⎝ ⎠ NS ⎛ ⎞ YN = YN−1 + ∆SN ⋅ sin⎜ α0 + ∑ sin(ψc )⎟ ; ⎜ ⎟ L i ⎝ ⎠ ψ л + ψп , 2 де L - відстань між осями передніх та задніх коліс, величина бази роботизованої системи моніторингу стану сільськогосподарських угідь; α0 - початкове значення кута між напрямком повздовжньої осі та однією із осей опорної прямокутної системи координат; ∆SN - відстань між двома пройденими точками, де N = 0,1,2,…∞; S - елемент пройденого шляху; ψс - середнє арифметичне значення поворотних коліс між лівим кутом повороту ψл та правим кутом повороту ψп. 2. Пристрій для дистанційного визначення координат роботизованої системи моніторингу стану сільськогосподарських угідь, що містить датчик шляху та координатор з початковим значенням шляху, датчик кута між повздовжньою віссю роботизованої системи та проекцією на горизонтальну площину поворотних коліс (лівого та правого), який відрізняється тим, що додатково містить GPS-приймач визначення координат роботизованої системи, що зв'язаний своїм виходом із входом мікропроцесора з можливістю визначення кута повороту керованих коліс за встановленим алгоритмом, а мікропроцесор своїм виходом з'єднаний з координатором руху. Винахід відноситься до навігаційних вимірів та може бути використаний для визначення прямокутних координат за допомогою інформації про пройдений шлях та кута між повздовжньою віссю роботизованої системи та середнього арифметичного проекції кутів керованих коліс на горизонтальну площину. Відомий спосіб визначення координат наземного транспортного засобу (патент СССР №1818534, «Способ определения координат наземного колесного объекта и устройство для его осуществления». Опубл. 30.05.1993. Бюл. №20). Пропонується використовувати вимірювання кута між повздовжньою віссю наземного колісного об'єкта та проекцією на горизонтальну площину поворотного колеса. Цей спосіб заключається у визначенні координат наземного транспортного засобу за формулою: NS ⎛ ⎞ XN = XN−1 + ∆SN ⋅ cos⎜ α0 + ∑ sin(βi )⎟ ; ⎜ ⎟ L i ⎝ ⎠ NS ⎛ ⎞ YN = YN−1 + ∆SN ⋅ sin⎜ α0 + ∑ sin(βi )⎟ . ⎜ ⎟ L i ⎝ ⎠ де L - відстань між осями передніх та задніх (19) UA (11) 88400 (13) C2 ψc = 3 коліс, величина бази роботизованої системи моніторингу стану сільськогосподарських угідь; α0 - початкове значення кута між напрямком повздовжньої осі та однією із осей опорної прямокутної системи координат; βі - кут між повздовжньою віссю транспортного засобу та проекцією на горизонтальну площину поротного колеса. ∆SN - відстань між двома пройденими точками; S - елемент пройденого шляху; βі - кут між повздовжньою віссю та проекцією на горизонтальну площину сумарного кута повороту коліс. XN, YN - координати поточної точки; XN-1, YN-1 - координати попередньої точки. Недоліком даного способу є жорстка прив'язка до місцевості гіроскопічного прибору, тривалого часу підготовки до роботи, а також технічної складності, значна вартість гіроскопічного приладу, складна компоновочна схема, яка може суттєво вплинути на кінцеві результати. Винаходом ставиться завдання розширення сфери застосування навігаційної системи для дистанційного визначення координат та підвищити точність визначення координат, напрямку та траєкторії руху на роботизованих системах з двома передніми керованим колесами. Поставлене винаходом завдання досягається тим, що у способі дистанційного визначення координат роботизованої системи моніторингу стану сільськогосподарських угідь, що включає дискретне вимірювання в процесі руху системи, проектування на осі базової системи координат, сумування однойменних проекції з врахуванням початкових умов, згідно винаходу, визначають середнє арифметичне значення поворотних коліс ψс між лівим кутом повороту ψл, та правим кутом повороту ψп, і визначають значення поточних координат за наступними залежностями: NS ⎛ ⎞ XN = XN −1 + ∆SN ⋅ cos⎜ α0 + ∑ sin(ψ c )⎟ ; ⎜ ⎟ L i ⎝ ⎠ NS ⎞ ⎛ YN = YN −1 + ∆SN ⋅ sin⎜ α0 + ∑ sin(ψc )⎟ ; ⎟ ⎜ L i ⎠ ⎝ ψ л + ψп ψc = , 2 де L - відстань між осями передніх та задніх коліс, величина бази роботизованої системи моніторингу стану сільськогосподарських угідь; α0 - початкове значення кута між напрямком повздовжньої осі та однією із осей опорної прямокутної системи координат; ∆SN - відстань між двома пройденими точками, де N=0,1,2…∞; S - елемент пройденого шляху; ψс - середнє арифметичне значення поворотних коліс між лівим кутом повороту ψл та правим кутом повороту ψп, а пристрій для дистанційного визначення координат роботизованої системи моніторингу стану сільськогосподарських угідь, що містить датчик шляху та координатор з початковим значенням шляху, датчик кута між повздовжньою 88400 4 віссю роботизованої системи та проекцією на горизонтальну площину поворотних коліс (лівого та правого), згідно винаходу додатково містить GPSприймач визначення координат роботизованої системи, що зв'язаний своїм виходом із входом мікропроцесора з можливістю визначення кута повороту керованих коліс за встановленим алгоритмом, а мікропроцесор своїм виходом з'єднаний з координатором руху. Реалізація способу здійснюється шляхом використання вимірювача кута між повздовжньою роботизованої системи моніторингу повздовжньої осі, а замість проекції на горизонтальну площину поворотного колеса з наступним визначенням кута α визначається середньоарифметичне значення проекції кутів лівого та правого керованих коліс на горизонтальну площину, що дає змогу з більшою точністю визначити траєкторію руху чотириколісної роботизованої системи моніторингу стану сільськогосподарських угідь з двома передніми керованими колесами. Задні колеса роботизованої системи моніторингу стану сільськогосподарських угідь здійснюють тільки прямолінійний рух. Поворот здійснюється шляхом повороту передніх керованих коліс. Поворот задніх коліс здійснюється в наслідок різниці обертання коліс, оскільки привід кожного колеса здійснюється окремо. Поворот передніх та задніх коліс обчислюється за формулою: L2 L1 + L2 cos(ψc ) ; R1 = = L1ctg(ψc ) + sin(ψc ) tg(ψc ) R2 = L2 cos(ψc ) L1 L2 L −L − = + 1 2 ; sin(ψc ) sin(ψc ) sin(ψc ) ⋅ cos(ψc ) sin(ψc ) L2 + При постійному куті ψ рух роботизованої системи відбувається по колу, що пояснює залежність кута α від кута повороту та величини пройденого шляху, при проходженні елемента шляху S кут α змінюється на величину ∆α. Розглянемо рух переднього колеса. При малих кутах α tgα=α, звідси матимемо S γ = ∆α = R2 Враховуючи значення R2 отримуємо: S ⋅ sin(ψc ) S . ∆α = = L2 L −L + 1 2 sin(ψc ) ⋅ cos(ψc ) sin(ψc ) L1 − L2 + L2 cos(ψc ) При L2