2025-10-28
精密農業は、農業の効率を高め、無駄を省き、資源を有効活用することを目的としている。よりスマートな投入資材の使用、より高い収量、より持続可能な実践をサポートし、現代農業に必要なソリューションとなっている。
GNSSとINSは、精密農業を実用的かつ効果的にする2つの中核技術である。GNSSは正確な測位データを提供し、播種、散布、収穫のための正確な経路に沿って機械を誘導します。INSは、凹凸のある地形や密生した樹冠の下など、衛星からの信号が弱まったり低下したりした場合に方向安定性を維持することで、これを補完します。
これらの技術を組み合わせることで、厳しい条件下でも、圃場での作業が正確で一貫したものになる。この記事では、CHCNAVがGNSSとINSの両方について一つずつご案内します。
GNSS（全地球衛星測位システム）とは、地上の受信機に信号を送信する衛星システムのことで、地球上のどこにいても正確な測位を可能にする。
有名なシステムには、BeiDou（中国）、GPS（アメリカ）、Galileo（EU）、GLONASS（ロシア）などがある。精密農業では、GNSSはトラクター、噴霧器、収穫機などの農業機械を、計画されたルートに沿って高精度で誘導するために使われている。
農業アプリケーションでは、GNSS受信機が農業機械に取り付けられ、リアルタイムで正確な位置を追跡します。 RTK（リアルタイム・キネマティクス）のような補正信号と組み合わせると、これらのシステムはcmレベルの精度（最大±2.5cm）を達成することができます。
このレベルの精度は、播種や散布においてまっすぐで等間隔なパスを可能にし、重複を防ぎ、飛ばされた領域を減らします。その結果、農家は投入資材をより効率的に散布し、燃料を節約し、土壌の圧縮を最小限に抑え、生産性の向上と持続可能性の改善につながります。
INSとはInertial Navigation System（慣性航法システム）の略で、外部からの測位信号を入力することなく、内部の加速度や回転の変化を測定することで動きを判断する技術である。
加速度計とジャイロスコープを使い、機械の位置、速度、姿勢をモニターする。GNSSとは異なり、衛星通信に依存しないため、信号品質が低い場合や利用できない場合に特に価値がある。
精密農業では、GNSS INSの統合は、特に樹木の生い茂った近くや丘陵地、雲に覆われた場所など、衛星からの信号が遮断される可能性のある場所で、一貫したナビゲーションを提供するために連携します。
GNSSデータが中断されると、INSが最後の既知の位置から移動を計算し、ガイダンスの精度を維持します。この組み合わせにより、よりスムーズなステアリング、より優れたパス・ツー・パス精度、中断のない現場作業が保証されます。
GNSSとINSの技術を組み合わせることで、どちらか一方のシステムを単独で使用するよりも信頼性が高く、継続的なナビゲーションを実現します。 GNSSとINSにはそれぞれ長所がありますが、組み合わせることで、現場での現実的な課題に対してはるかに耐性のあるソリューションが生まれます。
INSは、GNSS信号が弱い、断続的、または全く利用できない場合に重要な役割を果たします。トラクターが木々の生い茂った場所や天候の悪い場所を移動したり、傾斜した圃場で作業したりすると、GNSS受信や測位精度に影響が出ることがあります。
そのような場合、INSが代わりを務め、内部センサーからのリアルタイムのモーションデータを使用して、最後に確認されたGNSSの読み取り値に基づいて位置と方向を計算します。これにより、マシンはコースから外れることなく進路を進みます。
しかし、INSシステムだけでは時間の経過とともにドリフトしやすくなります。センサーの読み取り値の小さな誤差が蓄積され、徐々に測位精度が低下します。そこでGNSSが重要な役割を果たします。信号受信が再開されると、GNSSは位置データを更新し、INSのドリフトによって生じた偏差を修正します。このフィードバックループにより、統合システムはタスク全体を通して高い精度と安定性を維持することができます。
GNSSとINS技術を農業機械に統合することで、生産性、持続可能性、現場での意思決定に直接影響するいくつかの具体的な利点が得られます。これらの利点には以下が含まれます：
GNSSとINSが連携することで、農作業は様々な圃場条件下で一貫した精度を維持することができます。GNSSは機器が正確な経路をたどることを保証し、INSは衛星信号が低下してもシステムを軌道に維持します。
このパートナーシップにより、トラクターやインプルメントが手動で修正することなく、信頼できる間隔と範囲を維持することができます。 ステアリングの偏差を減らし、アライメントを改善することができます。
精度の向上はコスト削減に直結します。重複や見逃しを減らすことで、農家が使用する種子、肥料、農薬の量を減らすことができます。これらの投入物は必要な場所に正確に散布されるため、無駄が減り、不必要な経費が削減されます。
この効率改善はまた、必要なパス数が少ないことを意味し、燃料消費量とエンジン稼働時間を削減する。さらに、自動化によって手動入力の必要性が減るため、オペレーターによるミスのリスクも低くなります。
これらはすべて、機械の摩耗や損傷を減らし、耐用年数を延ばし、長期的なメンテナンス費用を削減することに貢献します。
正確な投入資材の散布は、より環境に配慮した農業をサポートします。正確な散布と施肥により、余分な化学物質が周囲の生態系に入るのを防ぎます。また、機械経路をより適切に制御することで、土壌の圧縮を最小限に抑え、土壌構造と長期的な圃場の生産性を維持します。
経路の逸脱から機械の挙動まで、これらのシステムはあらゆる圃場作業に関する高品質のデータを収集します。この情報は、農場管理者にとって貴重なリソースとなり、データを分析し、非効率を特定し、将来の作業を最適化し、さらにはメンテナンスの必要性を予測することができます。また、圃場活動の信頼できる記録を提供し、コンプライアンスや報告、長期的な戦略立案に役立ちます。
CHCNAV社は、GNSSとINS技術を統合した先進的な自動操舵ソリューションを提供し、農業作業の精度と効率を高めます。CHCNAV NX510 SEは、このラインナップの重要なシステムのひとつです。
NX510 SEは、様々な農業車両に簡単に後付けできるように設計されており、最大2.5cmの測位精度を提供します。GNSS+INS地形補正機能により、さまざまな地形で安定した性能を発揮します。
また、4G、UHF無線、Wi-Fi、Bluetoothなどの接続オプションが内蔵されており、シームレスな統合とリアルタイムのデータアクセスが可能です。
汎用性の高いNX510 SEは、既存の機械だけでなく新しい機械にも幅広く対応しており、精密農業に理想的な選択肢です。
より要求の厳しい作業には、CHCNAV NX612が強化された機能を提供します。
NX612は、マルチコンステレーションGNSSトラッキングと高性能な内蔵IMUを組み合わせ、堅牢な測位を実現します。 さらに、NX612はあらゆる補正サービスをサポートし、CHCNAVのPointSkyテクノロジーによってさらに強化され、接続が制限されたエリアでも±2.5cmの精度を維持します。
ISOBUS互換性、5つのUターンモード、12.1インチIP67規格のタッチスクリーンを備えたNX612は、幅広い農業機械に正確なインプルメントコントロールとユーザーフレンドリーな操作を提供します。
GNSSは、GPS、Galileo、GLONASS、BeiDouのような宇宙ベースのコンステレーションから受信した衛星信号を使用して位置を決定します。GNSSは、特にRTKのような補正サービスと組み合わせることで、全地球をカバーし、高い測位精度を提供します。
一方、INSは搭載されたセンサー、特に加速度計とジャイロスコープからのデータに基づいて位置、方位、速度を計算する。外部信号に依存しないため、衛星受信が中断されてもナビゲーション・データを提供し続ける。
農業では、この2つのシステムを統合して、中断のない正確な誘導を保証することが多い。
IMU（Inertial Measurement Unit）は加速度計とジャイロスコープを含むハードウェアコンポーネントです。運動と回転に関する生データを取得します。INSはIMUを含み、位置、速度、方位を推定するアルゴリズムを使ってデータを処理します。IMUはセンサーですが、INSはセンサーの入力を基に構築された完全なナビゲーション・ソリューションです。
慣性航法システム（INS）は短期的には高い精度を提供しますが、センサーの誤差による経時的なドリフトに悩まされます。位置と姿勢の推定値は、積分によって小さな測定誤差が蓄積するにつれて劣化します。
高級なINSは、外部補正（GPSなど）によりセンチメートルレベルの精度を維持することができますが、外部補正のサポートなしで長期的に使用すると、大きな誤差につながる可能性があります。センサーの品質、校正、環境要因はさらに性能に影響を与えます。
農業アプリケーションでは、INSはGNSSシステムと連携して精度を維持することがよくあります。GNSSシステムは、INSの誤差を抑制する補正のアップデートを提供し、常に正確な測位を実現します。
精密農業は、高度なナビゲーション技術の統合によって進化し続けています。GNSSとINSの統合により、農家は信頼性の高い中断のないガイダンスを得ることができ、作業精度を高め、資源の無駄を省き、長期的な持続可能性をサポートします。
CHCNAVは、NX510 SEやX10のような業界をリードするオートステアリングソリューションを提供しています。CHCNAVのシステムは、あらゆる規模の農場が、より少ないインプットと労力で、より良い結果を達成できるように構築されています。
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CHC Navigation (CHCNAV) は、生産性と効率性の向上を目的とした先進的なマッピング、ナビゲーション、ポジショニングソリューションを開発しています。CHCNAVは、地理空間、農業、建設、自治などの業界にサービスを提供し、プロフェッショナルに力を与え、業界の進歩を促進する革新的な技術を提供しています。世界140カ国以上で事業を展開し、2,000人以上のプロフェッショナルを擁するCHCナビゲーションは、地理空間業界のみならず、世界のリーダーとして認められています。CHCナビゲーション[Huace:300627.SZ]の詳細については、www.chcnav.com。
CHCNAV NX612
自動ステアリングシステム
CHCNAV NX510 SE
トラクター用統合自動操舵システム
