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無人機(jī)整機(jī)
無人機(jī)配件
無人機(jī)服務(wù)
設(shè)備與工具隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，環(huán)保化、智能化的機(jī)器人割草機(jī)逐步出現(xiàn)在大眾的視野。由于其安全、無噪音、智能化程度高等優(yōu)點(diǎn)更是成為了割草機(jī)市場的新寵。
導(dǎo)航定位是割草機(jī)實(shí)現(xiàn)自主作業(yè)的關(guān)鍵一環(huán)。司南導(dǎo)航GNSS高精度衛(wèi)星定位技術(shù)為割草機(jī)的自動化和智能化作業(yè)提供解決方案。
01
研發(fā)背景
對當(dāng)前整個(gè)割草機(jī)行業(yè)而言，痛點(diǎn)已經(jīng)非常明顯：傳統(tǒng)割草機(jī)的導(dǎo)航信息主要是依靠視覺、聲學(xué)等傳感器提供，通常是通過埋設(shè)電纜、利用電渦流傳感器的方式確定工作區(qū)域并進(jìn)行導(dǎo)航。然而這些導(dǎo)航方式或多或少存在一些缺點(diǎn),例如,在割草機(jī)工作前,需要事先進(jìn)行電纜等設(shè)備的鋪設(shè)作為前提,且不同的地塊對于電纜的需求也不同,這是一份較為復(fù)雜的前期工作,利用電纜圍出工作區(qū)域和障礙物范圍,極大程度上造成人力和資本的浪費(fèi)。
基于此，司南設(shè)計(jì)采用K8系列高精度模塊應(yīng)用于割草機(jī)上，以此改善以往割草機(jī)在應(yīng)用限制和精度方面的問題，使割草機(jī)在空曠場景達(dá)到厘米級的軌跡行駛，通過司南LAI低功耗抗多徑、Quantum RTK秒固定、PPP、RTK-KEEP斷鏈維持等技術(shù)在樹下、房角等在遮擋區(qū)域也能達(dá)到理想的使用效果。
02
解決方案簡介
上海司南衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司基于K8系列北斗/GNSS高精度模塊，利用GNSS衛(wèi)星（中國北斗、美國GPS、俄羅斯GLONASS、歐盟Galileo等多星系統(tǒng)）的定位數(shù)據(jù)輔助割草機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場作業(yè)，在作業(yè)過程中實(shí)時(shí)提供精準(zhǔn)的位置信息，從而實(shí)現(xiàn)控制割草機(jī)按照設(shè)計(jì)路徑行駛，為割草機(jī)的自動化作業(yè)提供位置等信息的支持。
系統(tǒng)組成示意圖
割草機(jī)高精度定位系統(tǒng)主要包括基準(zhǔn)站系統(tǒng)和車載兩部分。其中：
1
基準(zhǔn)站部分
基準(zhǔn)站主要由北斗/GNSS高精度模塊和通訊部分組成，基準(zhǔn)站為車載部分提供差分?jǐn)?shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)車載端厘米級的定位。
通訊部分可參考下表:
| 通訊部分 | 發(fā)射功率 | 距離 | 費(fèi)用 |
| 數(shù)傳模塊 | 0.5-1W | 3公里以內(nèi) | 無 |
| 2W | 5-10公里 | ||
| GPRS/4G | 0-50公里 | 網(wǎng)絡(luò)通信費(fèi) |
2
車載端部分
車載端部分指在割草機(jī)車上安裝的部分，主要包括北斗/GNSS天線，北斗/GNSS高精度模塊，無線數(shù)傳模塊、無線電接收天線。車載部分獲取基準(zhǔn)站的差分?jǐn)?shù)據(jù)，有三種方案推薦：
| 車載端 | 單基準(zhǔn)站，基準(zhǔn)站+車載端：“1+1”模式 | 工作范圍10公里以內(nèi) |
| 獲取當(dāng)?shù)谻ORS（或地基增強(qiáng)網(wǎng)）數(shù)據(jù) | 當(dāng)?shù)谻ORS服務(wù)比較穩(wěn)定、差分?jǐn)?shù)據(jù)服務(wù)費(fèi)較低、工作范圍比較大 | |
| 自建CORS網(wǎng) | 當(dāng)?shù)谻ORS服務(wù)不穩(wěn)定、差分?jǐn)?shù)據(jù)服務(wù)費(fèi)較貴、用戶工作覆蓋范圍比較大 |
（1）建立單基準(zhǔn)站，基準(zhǔn)站+車載端：“1+1”的模式，如上面介紹的基準(zhǔn)站，可以通過無線數(shù)傳模塊獲取差分?jǐn)?shù)據(jù)。
適用于：工作范圍在10公里以內(nèi)的應(yīng)用場景。
（2）通過獲取當(dāng)?shù)氐腃ORS(或者地基增強(qiáng)網(wǎng))數(shù)據(jù)，這樣要求車載部分可以通過GPRS/4G方式登陸CORS中心獲取差分?jǐn)?shù)據(jù)，這種方式需要GPRS/4G移動網(wǎng)絡(luò)通信費(fèi)以及CORS差分?jǐn)?shù)據(jù)服務(wù)費(fèi)。
適用于：當(dāng)?shù)谻ORS服務(wù)比較穩(wěn)定、差分?jǐn)?shù)據(jù)服務(wù)費(fèi)較低、工作范圍比較大的應(yīng)用場景。
（3）自建CORS網(wǎng)，可以根據(jù)自身需求，在不同的地方搭建基準(zhǔn)站；只需要GPRS/4G移動網(wǎng)絡(luò)通信費(fèi)和后續(xù)的基站維護(hù)費(fèi)用。
適用于：當(dāng)?shù)谻ORS服務(wù)不穩(wěn)定、差分?jǐn)?shù)據(jù)服務(wù)費(fèi)較貴、用戶工作覆蓋范圍比較大的應(yīng)用場景。
03
產(chǎn)品及技術(shù)特點(diǎn)
1
產(chǎn)品特點(diǎn)
K803 GNSS高精度定位模塊
? 30×30 mm
? 全系統(tǒng)全頻點(diǎn)定位
? GNSS+INS組合導(dǎo)航
? 先進(jìn)的干擾抑制技術(shù)
? Quantum-RTK技術(shù)
? 功耗1.0W
W803 GNSS高精度通導(dǎo)一體模塊
? 40×40 mm
? 全系統(tǒng)全頻點(diǎn)定位
? 通導(dǎo)一體，支持4G Cat.1
? 內(nèi)置藍(lán)牙BLE4.2
? OPEN CPU
? 功耗1.4W
U70 數(shù)傳模塊
? 30×30 mm
? LoRa協(xié)議
? 低功耗：0.2w接收
? 發(fā)射功率：2w，10km
? 高速率傳輸，18000bps
2
技術(shù)特點(diǎn)
LAI低功耗抗干擾
LAI是我們先進(jìn)的抗窄帶和抗連續(xù)波干擾的專利技術(shù)，干信比可達(dá)50dB，開啟功耗僅需0.1W。LAI技術(shù)可以通過簡單的設(shè)置快速檢測并消除干擾來減少故障時(shí)間確保安全運(yùn)行。同時(shí)，該技術(shù)還可以輸出干擾源的頻譜圖，用于判斷干擾類型和可能干擾源。
Quantum RTK秒固定
Quantum RTK 算法擁有完善的周跳探測與修復(fù)技術(shù)，充分利用全系統(tǒng)全頻點(diǎn)的優(yōu)勢，通過多頻組合、模型和參數(shù)估計(jì)等方法完全消除電離層、對流層、 多徑等誤差，實(shí)現(xiàn)定位定向秒固定。大大縮短RTK的初始化時(shí)間，提高了RTK的可靠性和精度。同時(shí)擁有超長基線解算能力，擴(kuò)大了作業(yè)范圍。
RTK-KEEP斷鏈維持
RTK-KEEP斷鏈維持技術(shù)在基站數(shù)據(jù)中斷后通過模型和參數(shù)估計(jì)消除衛(wèi)星軌道、鐘差、電離層、對流層等影響定位精度的誤差，可維持厘米級定位精度超過十分鐘以上，大大提高RTK的可用性。
04
解決方案優(yōu)勢
1、平行高效切割
可實(shí)現(xiàn)高精度導(dǎo)航，智能割草機(jī)位置精度可達(dá)厘米級，可確保作業(yè)機(jī)器均勻（避免反復(fù)）切割草坪。
2、安全可靠運(yùn)行
該套解決方案在墻角、樹下等衛(wèi)星信號減弱甚至丟失的場景，依然能夠進(jìn)行安全有效運(yùn)行，可用性好，可靠性高。
3、抗干擾-多場景可用
抗干擾能力強(qiáng)，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜環(huán)境下連續(xù)有效的精準(zhǔn)定位，滿足多種場景下的應(yīng)用。
??上海司南衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)為一體的高新技術(shù)企業(yè)，致力為全球用戶提供自主知識產(chǎn)權(quán)的北斗高精度GNSS板卡、接收機(jī)和全方位、多領(lǐng)域的行業(yè)應(yīng)用解決方案。自成立以來公司獲得20多項(xiàng)榮譽(yù)證書，兩次承研北斗二代重大專項(xiàng)“多模多頻高精度OEM板”，參與國家863項(xiàng)目“基于相位的實(shí)時(shí)分米級北斗定位數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)技術(shù)”，主導(dǎo)的“基于北斗高精度導(dǎo)航定位的閱兵車輛訓(xùn)練考核系統(tǒng)”在2015年國家九三大閱兵中大放異彩。
??司南導(dǎo)航秉承“知行合一、止于至善”的企業(yè)理念，集中國高精度GNSS技術(shù)之大成，擁有一支多年專業(yè)從事高精度GNSS核心技術(shù)的本土研發(fā)團(tuán)隊(duì)，主要技術(shù)骨干40余人次獲得省部級及以上科技進(jìn)步獎。在行業(yè)領(lǐng)軍人物王永泉博士的帶領(lǐng)下，公司打破了國外多項(xiàng)技術(shù)壁壘，突破了高精度GNSS核心算法、芯片、板卡、接收機(jī)、應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，擁有專利和軟件著作權(quán)30余項(xiàng)，數(shù)次填補(bǔ)了國內(nèi)外GNSS在高精度領(lǐng)域的空白。2014年司南導(dǎo)航正式發(fā)布第一代高精度GNSS基帶芯片，為中國北斗高精度GNSS板卡及接收機(jī)形成自主品牌和北斗產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用奠定核心基礎(chǔ)。
??司南導(dǎo)航緊跟全球四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容互用趨勢，靈活滿足不同行業(yè)的差異化需求，全面布局高精度GNSS生態(tài)圈，產(chǎn)品應(yīng)用涵蓋測繪地理信息、地基增強(qiáng)、智能交通、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、機(jī)械控制、安全工程、工業(yè)測量等多個(gè)高精度領(lǐng)域，銷售網(wǎng)絡(luò)覆蓋了亞太、歐洲、拉美、北美等全球六十多個(gè)國家與地區(qū)，在第29次南極科考、國家級北斗地基增強(qiáng)主框架網(wǎng)、中撾兩國政府合作項(xiàng)目之東盟首座北斗CORS站、國家“西電東送”骨干工程溪洛渡水電站等重大工程建設(shè)中均發(fā)揮了重大作用。
??2015年司南導(dǎo)航正式入駐建筑總面積26000平方米的司南北斗產(chǎn)業(yè)園，作為我國主要的北斗高精度GNSS板卡研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用中心，將成為帶動上海、輻射全國、影響世界的北斗產(chǎn)業(yè)化基地。
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