Tecnologie a supporto
dell'Agricoltura di precisione

Guida assistita


Francesco Marinello


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Durata dell'unità didattica: 00:24:18

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 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). 

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.

 

Il percorso formativo è stato sperimentato, prevalentemente in remoto, grazie alla partecipazione del gruppo pilota formato da tecnici selezionati di Coldiretti.

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 delle Politiche Agricole Alimentari e Forestali
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)