Evaluation of the use of low-cost GPS receivers in the autonomous guidance of agricultural tractors

• Autores: S. Alonso-García, Jaime Gómez Gil, J. I. Arribas
• Localización: Spanish journal of agricultural research, ISSN-e 2171-9292, ISSN 1695-971X, Vol. 9, Nº. 2, 2011, págs. 377-388
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Evaluación del uso de receptores GPS de bajo coste en el guiado autónomo de tractores agrícolas
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• Resumen
  • español

    Este artículo evalúa el uso de receptores de posicionamiento global (GPS) de bajo coste en el guiado autónomo de tractores agrícolas. Para ello, se instaló un sistema de guiado autónomo en un tractor John Deere 6400. Como sensor de posicionamiento se utilizó un único receptor GPS de bajo coste. Se implementaron tres leyes de control diferentes para la evaluación del guiado con el receptor GPS de bajo coste. Se realizaron pruebas de seguimiento de trayectorias rectilíneas y de respuesta escalón. El error de guiado total se obtuvo de la precisión del receptor y del error relativo instantáneo en el seguimiento de una trayectoria. Para la evaluación de la precisión del receptor, se tomaron y analizaron datos de posición de varios receptores. Para la evaluación del error en el guiado, se realizaron pruebas con cada una de las leyes de control a tres velocidades diferentes. Como conclusiones se ha obtenido que la precisión relativa de los receptores GPS de bajo coste disminuye con el tiempo; que en un intervalo de tiempo inferior a 15 min, la precisión relativa es aproximadamente 1 m; que el comportamiento de las diferentes leyes de control es similar y está condicionado por el ajuste de las mismas; que el guiado es posible a velocidades de hasta 9 km h�1 y, finalmente, que el error total en el guiado está principalmente determinado por la precisión del receptor.

  • English

    This paper evaluates the use of low-cost global positioning system (GPS) receivers in the autonomous guidance of agricultural tractors. An autonomous guidance system was installed in a 6400 John Deere agricultural tractor. A lowcost GPS receiver was used as positioning sensor. Three different control laws were implemented in order to evaluate the autonomous guidance of the tractor with the low-cost receiver. The guidance was experimentally tested with the tracking of straight trajectories and with the step response. The total guidance error was obtained from the receiver accuracy and from the guidance error. For the evaluation of the receiver�s accuracy, positioning data from several lowcost receivers were recorded and analyzed. For the evaluation of the guidance error, tests were performed with each control law at three different speeds. The conclusions obtained were that relative accuracy of low-cost receivers decreases with the time; that for an interval lower than 15 min, the error usually remains below 1 m; that all the control laws have a similar behavior and it is conditioned by the control law adjustment; that automatic guidance with lowcost receivers is possible with speeds that went up to 9 km h�1; and finally, that the total error in the guidance is mainly determined by the receiver�s accuracy.