GPS alapú automata kormányzásnak nevezünk minden olyan eszközt, ahol a GPS rendszer utasításai alapján az eszközünk önállóan, emberi beavatkozás nélkül végez kormányzási műveleteket. Persze ez sohasem azt jelenti, hogy nincsen szükség gépkezelőre, hiszen ezek az eszközök többnyire csak a soron tudják tartani a gépet, de például ráfordítani a következő sorra már csak nagyon speciális esetben. Sőt a szoftverek egy-egy hosszú sor esetén, akár menet közben is kérik a gépkezelők jelenlétét azzal, hogy például meg kell nyomni egy gombot. Magát a sort is mindig az ember jelöli ki azzal, hogy megad például egy A pontot, majd néhány méter után egy B pontot, ezzel definiálva a művelési irányt, ahol haladni kell az erőgépünkkel.

De miért fontos a GPS alapú automata kormányzás? Ez a technológia segít abban, hogy az elvégzendő feladatra koncentráljunk. Sokkal kevesebb hátráltató tényezőt kell figyelembe venni például egy vetés során. Lehet rossz látási körülmények között dolgozni, meg lehet növelni a napi teljesítményeket azokban a kritikus időszakokban, amikor versenyfutásban vagyunk az idővel. Lehet csökkenteni az input anyag költségeket, mert pontosan oda juttatjuk ki a tápanyagot, ahova szükséges. Nem lesznek átfedések, kihagyások a földeken. Az egyenes sorokkal pedig minden munkafázisban könnyebb a dolgunk.

Automata kormányzás esetén a rossz látási viszony nem akadály

Az automata kormányzási rendszerrel végzett műveletek pontossága alapvetően két tényezőtől függ: GPS-pozíció pontossága (megvalósított mérési technológia), valamint az automata kormányzást végző eszköz pontosságától. Természetesen ezeknek mindenféle kombinációja létezik, azonban az automata kormányzás típusa átgondolt értékesítés és felhasználás esetén csak az alábbi kombinációkban életképes:

Korrekciók

Csak GPS-kódméréses korrekció, EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) korrekció nevével szinte minden GPS iránt érdeklődő felhasználó találkozott már. Ez egy európai fejlesztésű kiegészítő rendszer, amelynek segítségével az amerikai GPS műholdakra kapunk korrekciót. Megfelelő méretű, professzionális GPS antenna használata esetén 15–20 cm-es csatlakozási pontosságot tudunk elérni. Ez azt jelenti, hogy a folyamatos munka közben a két szomszédos sor között mérhető hiba ±15–20 cm közé esik. Visszatérési pontosság (félbehagyott munka folytatása, vagy másodszori művelés egyazon táblán) esetén ez a szám ±1-2 méter is lehet. Az előnye ennek a korrekciós szolgáltatásnak, hogy ingyenes.

GPS + GLONASS kódméréses korrekció. Összefoglalóan GNSS-nek hívják ha GPS+GLONASS mérésről van szó. Ez a technika egyszerre ötvözi az európai és az orosz műholdrendszerhez tartozó korrekciós szolgáltatásokat (az igazsághoz hozzátartozik, hogy csak GLONASS korrekció szolgáltatás nem létezik). Ebben a kombinációban a „fizetős korrekciók” árának töredékéért (kb. 250 euró éves díj fejében) kaphatunk adatot, mellyel kb. 10 cm körüli csatlakozási pontossággal fogunk tudni dolgozni. (Ha csak a GPS-vevőnk képes venni a GLONASS műholdak jeleit, még nem elegendő a magasabb pontossági szint eléréséhez. Ehhez szükséges, hogy olyan korrekciós szolgáltatáshoz is hozzájusson, amely tartalmaz javítást a GLONASS holdakra is!)

Magasabb szintű műholdas korrekciók. Ezen szolgáltatások esetén nagyságrendileg 1000–1500 euró körüli éves összeg fejében 4–10 cm-es csatlakozási pontosság érhető el. Mivel ezekből a szolgáltatásokból igen sokféle érhető el hazánkban is, így a részletesebb ismertetéstől, terjedelmi korlátok miatt, most nincs lehetőség. Felsorolási szinten ezek a: SF2, CenterPoint RTX, OmniStar XP/HP/G2.

RTK (földi bázisállomással megvalósított korrekciós megoldás), mely ma a létező legpontosabb pozíció meghatározást nyújtja a maga kb. 2 cm-es csatlakozási és visszatérési pontosságával. Díja aszerint változhat, hogy saját magunk állítjuk-e elő a korrekciót vagy vásároljuk. Saját bázisállomás esetén egyszeri nagyobb, akár 10 000 eurós beruházási költséggel kell számolni, míg vásárolt RTK-korrekció esetén szintén éves 120 000 és 275 000 Ft közötti összeget fogunk kifizetni a szolgáltatásért. Ebben az esetben a pontosság fogalma igényel némi magyarázatot. Fontos tisztázandó kérdés, hogy a kb. 2 cm-es pontosságot mihez képest biztosítja. Állhat ez önmagában, vagy pontos, szakszerűen kimért telepítés esetén az ETRS89-es koordináta (az európai kéreg lemezzel együtt mozgó koordináta) rendszerben. Ez azoknak lehet fontos, akik például saját földjeik határait is pontosan szeretnék kimérni, kihasználni a munkák során. Így még szélesebb körben használhatjuk ki a rendszer adta lehetőségeket.

Egyenes sorok automata kormányzásnál

Az automata kormányzási rendszerek fő részei

Minden automata kormányzást végző rendszernek az a feladata, hogy az erőgép hátsó tengelyének közepét tudja a talajszintre vetítve a kijelölt egyenesen tartani.

Az automata kormányzást végző eszközök 4 fő részből állnak: GPS vevő, kezelőfelület, beavatkozó egység és vezérlő.

A beavatkozó egység állhat akár dörzskerékből vagy a kormányoszlopra helyezett fogaskoszorúból, vagy arra épített motorból. Komolyabb beavatkozó egységek elektrohidraulikus szeleptömbből állnak és közvetlen a hidraulika körbe kerülnek telepítésre. Itt megemlíteném azt is, hogy léteznek olyan megoldások is, ahol eleve nincs fizikai összeköttetés kormányzás és kormány között (ezek az úgynevezett fly by wire rendszerek). Ezekbe a legkönnyebb robotpilóta rendszert telepíteni.

A vezérlőegységben futnak össze a szálak, és áll össze az automatikus kormányzás. Ez az egység tartalmazza a dőlésmérőt, mely lehet 2 (dőlésre, fordulásra) vagy 3 (dőlésre, fordulásra, bólintásra) tengelyre optimalizált. Egyes automata kormányzási rendszerek része a giroszkóp, ami meghatározza a menetirányt. De vannak olyan vezérlőegységek, amelyek nem tartalmazzák, hanem helyette a GPS vevő 2 antennával dolgozik, hogy ezt az információt megkapja. A nagyobb pontossághoz elengedhetetlen a kormányzott keréken lévő szenzor, ami folyamatos és pontos visszajelzés a kerék állásszögéről.

Fontos tudni, hogy a klasszikus értelemben vett automata kormányzási rendszerek csak a traktorral foglalkoznak. A munkagépek teljesen a gépkezelőre vannak bízva. Azonban ki lehet egészíteni az automata kormányzásokat olyan egységekkel, amelyek a munkagépet is figyelembe veszik, esetleg akár aktívan kormányozzák is azt.

Automata kormányzási típusok

A beavatkozó és vezérlőegységek kombinációja alapján elkülöníthetők az alábbi automata kormányzási típusok:

• dörzskerekes automata kormányok,
• kormányoszlopra felrakható kormányautomatikák,
• utólagosan a hidraulikába épített robotpilóta rendszerek,
• gyári hidraulikába épített robotpilóta rendszerek.

Dörzskerekes automata kormányok

Régi modell, mely esetén az automata kormányzást egy külső motor végzi el, amely egy dörzskerékkel adja át a meghajtást a gyári kormánykeréknek. A vezérlőegység 2 tengelyre optimalizált. Szögjeladót ez a megoldás általában nem tartalmaz, így nem is annyira pontos, mint fejlettebb társai. Könnyen, gyorsan felhelyezhető, így akár több gépbe is egyszerűen kihasználható. Maga a dörzskerék fogyó eszköz, érdemes tartani otthon, mert a dörzskerék elkopásával romlik a pontosság. A dörzskerék pontatlanságából adódóan ezt a rendszert leginkább az ingyenes vagy alacsonyabb árú műholdas korrekciókkal érdemes használni. Ez a fajta automata kormány sokkal inkább kényelmi előrelépést jelent az egyszerű sorvezetőkhöz képest, mintsem pontosságbeli javulást. Így leginkább az olyan munkák során tudjuk használni, ahol eddig egy sorvezető segítségével dolgoztunk, ilyen a műtrágyaszórás, permetezés. 1–1,5 millió forint összeg között juthatunk hozzá egy ilyen rendszerhez.

Kormányoszlopra felrakható kormányautomatikák

Bár ezek felszerelését is sokszor úgy hirdetik meg, hogy egyszerűen elvégezhető, azért nem árt erre néhány órát rászánni. Az erőgépek gyári kormánykerekét minden esetben ki kell szerelni (ez szokta általában a legtöbb időt elvinni egy-egy régebbi gép esetében), és be kell építeni a kormány alá azt a motort, mely a kormányzást végzi majd. A vezérlőegység akár 3 tengelyre vetített dőléskompenzálót is tartalmazhat.
A kormányzott keréken ezek a rendszerek általában nem tartalmaznak szögjeladót, mely a pontosság rovására megy. Egy jól beállított kormányzással, talajviszonytól függetlenül képes a gépet 5–8 centiméteren belül a GPS által kijelölt elméleti egyenesen tartani. Ezekkel a típusokkal a fizetős műholdas korrekciók szintjét lehet maradéktalanul kihasználni. Lehet persze RTK-val is használni, de az a teljesítőképességük határait súrolja. Ha a gépkezelő aktívan részt vesz a kormányzás finomításában, akkor stabilan 5 centiméter alá lehet csökkenteni a hibát, így már érdemes fejleszteni a GPS-t az RTK-pontosságig. Az árak nagyjából 2 millió forinttól 3–3,5 millió Ft-ig terjednek.

Hidraulikába épített robotpilóta rendszerek

Ebben az esetében a kormányzást egy olyan egység végzi, melyet közvetlenül a kormányhidraulika körbe építünk be. A beépítés ebben az esetben utólagos, így bármilyen orbitos kormányművel rendelkező erőgépre felkerülhet. GPS gyártó cég által támogatott gép esetén előre megtervezett, legyártott rendszert kell beépíteni. De léteznek a gyártóknál univerzális beépítő készletek a nem támogatott gépekhez. Kellő szaktudással és gyakorlattal ezek a gépek is ugyanúgy felszerelhetők, és a végeredményben nem fognak különbözni a támogatott gép működésétől. A gép mozgásából eredő hibák kiküszöbölését egy 3 dimenziós dőlésmérő végzi. Ez figyelembe veszi a dőlést, fordulást és a bólintást is. A legpontosabb GPS-pozíciók kihasználására is képes azáltal, hogy van szögjeladó beépítve az első kerék mögé. A több információ mindig pontosabb kormányzást is eredményez. Ha jól be van kalibrálva, akkor 2-3 cm alatt képes tartani az elméleti egyenestől való letérést. Az RTK-pontosságú GPS-t ezzel lehet maximálisan kihasználni. Használata során, az alacsonyabb kategóriájú automata kormányzásokkal ellentétben, sokkal hamarabb, szinte a sor végi átfordítás után azonnal átadható az emberi kormányzás a robotpilótának. Innentől fogva legalább a kormányzás tekintetében hátradőlhet a gépkezelő, és több figyelmet fordíthat az összes többi munkafázisra.
Az árak nagyjából 3–5 millió Ft-ig terjednek.

Gyári, hidraulikába épített robotpilóta rendszerek

Tulajdonságait és teljesítményét tekintve tökéletesen megegyezik a hidraulikába épített automata kormányzási rendszerekkel. Egyedül esztétikailag van előnye, hogy a traktorba elrejtve vannak beépítve a beavatkozó egységek. A legtöbb GPS gyártó tud ezekre az előkészített rendszerekre rátelepülni a saját további egységeivel a tökéletes, személyre szabott automata kormányzás érdekében.

És itt kell kitérni a már fent említett gépekre is, ahol eleve elektrohidraulikus kormányzással rendelkezik az erőgép. Ez egy speciális csoport, jelenleg kevés ilyen típus van, de a jövő ez lesz. Ebben az esetben az utólag beszerelt automata kormányzási rendszer az erőgép CAN hálózatán kommunikál, azaz nem a beavatkozó egységhez van hozzákötve közvetlenül.

A lehetőség adott, hogy mindenki megválassza a maga automata kormányzási rendszerét és kiélvezze annak hosszú távú előnyeit. Úgyhogy el a kezekkel a kormánytól, majd a GPS vezet.

Nagy Bence

A cikk szerzője: Nagy Bence