Tecnologie e applicazioni

Guida assistita


Francesco Marinello


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Durata dell'unità didattica: 00:25:29

Sommario

In questa Unità Didattica:

  • sistemi di navigazione
  • strumenti di geolocalizzazione
  • errori e precisione 
  • la guida assistita

 

Obiettivo formativo:

  • Acquisire le conoscenze di base sulle tecnologie che consentono la guida assistita

Lo sviluppo dell'AdP

Lo sviluppo dell'Agricoltura di Precisione è stato reso possibile da:

 

  • la disponibilità di sistemi di posizionamento geografico

 

  • lo sviluppo di sistemi di caratterizzazione quantitativa

 

  • la disponibilità di attuatori e dispositivi per il controllo indipendente di sezioni delle macchine

La geolocalizzazione

Le coordinate sono definite da latitudine e longitudine: angoli che individuano in modo univoco i punti su un ellissoide.

Una latitudine o longitudine con 8 cifre decimali individua un punto o un percorso con una risoluzione di 1 millimetro (1/16 di pollice).

Le latitudini vanno da -90° a 90°.

Le longitudini vanno da -180° a 180°.

Le latitudini Sud e le longitudini Ovest sono indicate con un segno meno

 

 

I sistemi di navigazione (GNSS)

  • NAVISTAR GPS (USA)
    • disponibile a partire dal 1995, la precisione di 1 m, WGS 8
  • GLONASS (Russia)
    • disponibile a partire dal 1996, la precisione di 1,3 m, SGS 85
  • Beidou (Cina)
    • disponibile a partire dal 2000, Beidou-3 disponibilità globale è prevista entro il 2020, con una precisione di 10 m
  • Galileo (Unione Europea)
    • primo satellite disponibile dal 2016, disponibilità globale è prevista entro 2020 (30 satelliti), precisione minore di 1 m, WGS 84

 

GNSS = Global Navigation Satellite System

 

GPS = NAVISTAR GPS

 

L'identificazione della posizione 

Il sistema GNSS fornisce una copertura globale continua a un numero illimitato di utenti che sono dotati di ricevitori in grado di elaborare i segnali che vengono trasmessi dai satelliti.

Sono necessari 4 satelliti per localizzare la nostra posizione con una precisione accettabile.

La trilaterazione è il metodo utilizzato dai ricevitori per calcolare la posizione.

 

 

 

I ricevitori GNSS

C'è una varietà di unità GNSS utilizzati in agricoltura, con costi che variano da meno di  100 euro a oltre 20.000.

La precisione varia da alcuni metri fino a circa 2 cm.

Una maggiore precisione implica maggiori possibilità ma anche maggiori costi e maggiori difficoltà di utilizzo.

 

 

La precisione dei GNSS 

  • Gli errori sono un problema costante dei sistemi GNSS.
  • L’orologio del ricevitore GNSS induce un ulteriore errore
  • Segnali da multi-percorso danno distanze apparentemente maggiori. 
  • La disposizione dei satelliti nel cielo è importante

Le tecniche di correzione degli errori

Differential Global Navigation Satellite System (DGNSS)

  • tecnica per cui i dati di un ricevitore da una posizione nota vengono utilizzati per correggere i dati di un secondo ricevitore

Le correzioni differenziali possono essere applicate in tempo reale attraverso un segnale di correzione inviato via radio o via rete telefonica mobile (GPRS).

Autovalutazione

I GNSS in agricoltura

I GNSS supportano il posizionamento e la guida (autonoma) per operazioni diverse:

  • mappatura topografica
  • lavorazioni del suolo
  • lavorazioni per orticole
  • semina
  • raccolta

Esempi applicativi

Mappatura del suolo
Mappe di resa
Monitoraggio della flotta

I vantaggi della tecnologia GNSS

I principali vantaggi di impiego dei GNSS:

  • ridotte sovrapposizioni o mancate coperture in campo;
  • minori tempi di lavoro e maggiore tempestività;
  • ridotta fatica dell’operatore;
  • ridotto compattamento;
  • migliore gestione del suolo e delle risorse idriche;
  • incremento delle rese;
  • gestione precisa del letto di semina;
  • maggiore precisione nei trattamenti e nelle lavorazioni sulle file
  • semine interfilari.

Autovalutazione

I sistemi di guida

Tipologie:

  • guida assitita
    • il controllo resta all'operatore
  • guida autonoma (autosteer) 
    • non integrata
      • livello intermedio
    • integrata
      • controllo automatico, basso intervento dell'operatore

I livelli di precisione

Livelli di precisione:

  • bassa
    • lavorazioni del terreno, concimazioni, etc.
  • media precisione
    • raccolta, semine, trattamenti, etc.
  • alta precisione
    • strip tillage, operazioni in traffico controllato, semine, etc.

La guida assistita con doppio GNSS

 

 

 

La presenza di terreni ondulati causa movimenti imprevedibili sugli attrezzi. Inoltre, nelle zone declivi, l'attrezzo tende a scivolare verso valle.

 

Un sistema appropriato di sterzata controllata può quindi anticipare gli slittamenti apportando opportune correzioni che vadano a compensare gli effetti di deviazione dalla traiettoria desiderata in pendii e zone ondulate.

Autovalutazione

Perché adottare la guida assistita

La guida GNSS aumenta l’efficienza, consentendo di:

  • operare a velocità più elevate e con maggiore precisione
  • ridurre o eliminare sovrapposizioni e mancate coperture
  • ridurre l’affaticamento per l’operatore
  • incrementare le ore di lavoro
  • ridurre l’uso delle attrezzature aumentandone quindi la durata nel tempo
  • tornare alla posizione corretta dopo interruzioni per pause o rifornimenti.

Esempio 1: arachidi

Esempio 2: vite

Esempio 2 : costi totali vite

Autovalutazione

Conclusioni

La guida assistita o autonoma :

  • può aumentare in modo consistente la redditività
  • l'investimento ritorna tipicamente in 3-5 anni anche se in alcuni casi è già sufficiente il primo anno
  • la guida assistita può aiutare a ridurre ulteriormente le perdite e ad aumentare la redditività.

L’uso di sistemi satellitari:

  • offre benefici inerenti la geolocalizzazione delle informazioni
  • già l’uso di barre luminose può rivelarsi efficace in alcune applicazioni in cui non è necessaria una precisione spinta
  • i sistemi di Autosteer hanno maggiore precisione e sono adatti per tutte le colture in cui è importante il posizionamento della macchina sulla fila

Costi:

basse accuratezza e precisione (WAAS, EGNOS,...) è 8-12.000 €

medie accuratezza e precisione (OmniSTAR HP,...) è 10-15.000 €

alte accuratezza e precisione (RTK,...) è 15-30.000 €

Autovalutazione

Approfondimenti

Risultati

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Autore

Francesco Marinello

Università degli Studi di Padova

Ricercatore di Meccanica agraria presso il Dipartimento di Territorio e Sistemi Agro-Forestali (TeSAF). 

Riferimenti e collaborazioni

Questa unità didattica è stata sviluppata all'interno del progetto formativo pilota realizzato dal Centro di ricerca Politiche e Bioeconomia del CREA, nell'ambito delle attività della Rete Rurale Nazionale 2014-2020 (scheda progetto 25.1).

 

Responsabile scheda 25.1 - Il sistema della conoscenza e dell'innovazione per l'agroalimentare italiano

  • Anna Vagnozzi (coordinamento attività progettuali)


Referenti attività 2.1 - Strumenti conoscitivi e di formazione

  • Andrea Arzeni e Andrea Bonfiglio (revisione e pubblicazione dei contenuti multimediali) 

La progettazione del percorso formativo è stata sviluppata in collaborazione con Veneto Agricoltura che ha  pianificato le tematiche e strutturato le lezioni.

Il percorso formativo è stato sperimentato, prevalentemente in remoto, grazie alla partecipazione del gruppo pilota formato da tecnici selezionati dalle Organizzazioni professionali agricole.

Si ringrazia in particolare gli esperti degli enti formativi di CIPA.AT, ENAPRA, INIPA, che hanno contribuito alla progettazione ed alla sperimentazione suggerendo revisioni e miglioramenti.

 

Credits

Rur@Lab
Versione 3.0
Copyright © CREA 2017-2020
Rur@Lab è un programma per la creazione di unità didattiche multimediali per il web al servizio di formatori (scheda attività CREA 25.1) realizzato nell'ambito della Rete Rurale Nazionale (RRN) 2014-2020
La RRN è gestita dal Ministero dell'agricoltura, della sovranità alimentare e delle foreste
La RRN è il programma con cui l'Italia partecipa al più ampio progetto europeo (Rete Rurale Europea) che accompagna e integra tutte le attività legate allo sviluppo delle aree rurali per il periodo 2014-2020
Rur@Lab è un programma realizzato da Andrea Bonfiglio presso il Centro Politiche e Bioeconomia - Consiglio per la Ricerca in Agricoltura e l'analisi dell'Economia Agraria (CREA)