防風林に囲まれた圃場におけるGPSによる位置認識精度

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要約

供試した2周波方式の高精度GPS(RTK-GPS)とGPS基地局との通信に中継局を用いれば、防風林等の影響を受けることなく自律走行および精密農法のための車両の位置を高精度に安定して取得することができる。

圃場内における車両の位置を高精度かつリアルタイムで認識することは、自律走行、作業の自動化や精密農法のために必要な基盤技術の一つである。GPSの進歩、普及はめざましいものがあり、これを用いた圃場での省力機械作業を可能とする走行制御システムのための高精度な車両位置認識手法の導入が必要である。

GPS装置は、基地局、移動局および補正データを移動局へ送るための特定小電力の無線装置からなる。中継局を用いない場合は、防風林の影響を受けない条件で基地局と測定点(移動局)との通信距離は最長800mである
(図1 、

表1 )。
1周波方式のGPS(L1帯)の場合、圃場中央(測点a)では、仕様書どおりの測位精度(平均誤差距離)20cm以下が得られるが、圃場周辺の防風林の隣接部(測点b)では、精度劣化や基地局との通信が途切れることがあり、測位精度が20～65cmと劣化する
(図2 、

図3 )。
2周波方式のGPS(L1帯+L2帯)の測点bにおける測位精度は、仕様書より劣るが平均で5.4cmであり、防風林の影響を受けるが、高精度の測位が安定して可能である
(図2 。
無線の中継局は基地局からできるだけ見通しのきく圃場端に設置することで、基準局から陰になる測点bにおいても補正データを常に取得可能である。
2周波方式のGPSは、他のセンサと組み合わせることで自律走行車両用位置計測センサとして利用可能である
(図4) 。自律走行車両の制御方式の検討を行うことで、低速作業(0.5m/s以下)ではGPSだけによる自律走行も可能と考える。