7.6 Control de vehículos agrícolas con CDGPS en California
La conducción autónoma de vehículos agrícolas no es una idea novedosa. Se han realizado varios intentos, pero todos han fallado debido a limitaciones en los sensores. Algunos de estos sistemas requerían de voluminosos mecanismos auxiliares en los alrededores o en la propia finca. Otros sistemas se fundamentaban en sistemas de visión, los cuales requerían buena visibilidad, buen tiempo y marcas en el terreno. Los sistemas GPS han permitido sistemas de control altamente precisos, de bajo coste y seguros para vehículos agrícolas.
California es una zona importante por su Agricultura, fundamentalmente mediterránea, en Estados Unidos. La Universidad de Stanford ha ideado un sistema que permite usar vehículos sin conductor en zonas de visibilidad nula o muy reducida (zonas nevadas o con hielo, aplicación de pesticidas peligrosos) o realizar tareas tediosas o peligrosas sin la necesidad de estar presente en el vehículo.
Muy importante para un sistema de este tipo es la capacidad de conducir el tractor a lo largo de líneas, arcos, espirales, curvas y otras trayectorias básicas relacionadas con tareas agrícolas. Además el sistema debe dar máxima precisión en cualquier circunstancia, incluso con visibilidad nula.
La solución empleada para implementar este sistema ha sido el uso de carrier phase DGPS (CDGPS). Con CDGPS se logra una exactitud en la medida de centímetros y una precisión en la postura del vehículo de 0,1º, incluso en condiciones de visibilidad cero.
La arquitectura hardware del sistema consiste en 4 antenas GPS en el techo del tractor y un rack dentro de la cabina. El ángulo de la rueda dispone de un potenciómetro que hace las veces de sensor y la rueda es dirigida por unidad de conducción eletro-hidraúlica. Un microprocesador Motorola hace de interfaz entre el ordenador de control y la unidad de conducción.
El hardware GPS se fundamenta en un sistema CDGPS similar al Integrity Beacon Landing System (IBLS). Un receptor Trimble Vector de 6 canales da medidas de postura a 10Hz. Un receptor Trimble TANS de antena única producía las medidas code-phase y carrier-phase, usadas para dar la posición del vehículo, cada 4Hz. Además se dispone de un PC con sistema operativo de tiempo real LYNX-OS para conformar el Guidance-Navigation-Control (GNC), el cual realiza la interfaz de postura, los cálculos de posición, recolección de datos y cálculos de control.
Con el sistema anterior se logra un sistema GPS kinemático de tiempo real que se modela por medio de un sistema matemático kinemático simple. La resolución del sistema de ecuaciones conduce al control del vehículo.
