由于起伏的山丘和松软的地面，农业设备操作人员经常面临侧翻的风险，因此操作人员的安全是一个关键优先事项。与此同时，他们需要优化作物产量，而农用车上的手动功能可以降低产量。随着提高安全性和提高作物产量的需求继续成为农场经营者最关心的问题，使用六自由度(6DOF)惯性测量单元(imu)作为设备电子控制系统的一部分，现在开始从建筑设备转移到农业设备。
惯性测量单元——使用几个加速度计和陀螺仪来提供精确的运动、位置和导航传感——通过提供平移(上/下、左/右、前/后)和旋转运动(滚转、俯仰和偏航)测量来改进设备上的运动传感。这些测量数据提供了关键的设备数据，可以精确地控制车辆的性能。这些好处可以转化为提高设备的准确性、安全性和稳定性，以及提高操作人员的生产力。
将6DOF IMU集成到设备底盘的控制模块中，以测量设备的运动，无论是收割机、播种机、拖拉机还是喷雾器，都可以帮助自动化和控制手动过程。一些例子包括自动调整收割机上的头叶片水平或调整拖拉机上的播种机头，以最大限度地提高作物产量并提高操作性能。自动化这些手工流程提供了比操作员所能实现的更精确的控制。
关键安全应用
在安全应用中，6DOF imu可用于稳定和转向控制，以及防止侧翻。传感器制造商可以提供与传感器单元一起工作所需的任何类型的信号调理。
imu有助于提供行驶/运动控制，以稳定车辆的机舱，防止过度振动和运动，特别是在不平坦的路面上。其好处是双重的:提高操作人员的安全性，并由于减少振动和机械应力而延长车辆的使用寿命。它还通过在起伏的山丘等不平的表面上提供牵引来帮助减少操作失误。
imu通过提供倾斜数据来辅助转向控制应用程序，并通过使用偏航、俯仰和横滚数据结合GPS来防止车辆在山坡上横向移动。
这些运动传感器可以在防止车辆侧翻方面发挥重要作用，特别是在起伏的山丘或斜坡上行驶时。当车辆接近倾斜或倾斜角度时，IMU可以向操作员提供警告。来自IMU的数据也可能触发燃料关闭，或者在侧翻情况下，根据设备制造商的设计参数，它可能对车轮和转向进行调整。
最大限度提高作物产量
为了最大限度地提高作物产量，准确和精确的收获、种植和分级是农场经营者最关心的问题之一。作业人员通常必须密切关注现场地形。例如，如果他们要上山或下山，他们必须手动调整农业机械，以适应不平坦的土地。
IMU测量农用机械底盘的运动，感知所有六个方向。它测量底盘是否向左或向右旋转，角度的倾角(向上或向下)，以及是否有任何滚动或倾斜。这种运动感应可以在两方面帮助操作人员。它优化了机器性能，操作人员也不那么疲劳，因为他们不再需要对设备进行不断的调整和调整。它还允许技术水平较低的操作员操作设备。
如果操作人员能够准确、精确地控制收割机头叶片的高度，例如，相对于地面的位置或车辆的角度，那么在收割期间，田间留下的作物就会更少。利用6DOF IMU的数据，农场运营商可以通过确保平坦的种植场地来优化种植和收获任务，和/或自动调整收割机刀片和播种机头，以最大限度地提高滚动田地的作物产量。
产量损失通常与收割机上的叶片设置为单一高度有关。IMU可以感知田间起伏的山丘或地形的差异，当从平坦的地面移动到起伏的山丘时，自动相应地调整叶片高度。
影响作物产量的其他关键过程包括种子深度和施肥。例如，有许多因素会影响种子的深度。这些问题包括作物残渣会导致苗床“隆起”，导致植物深度变浅，以及松散的苗床，下雨时往往会沉淀半英寸。如果最后一次耕道与种植方向成一定角度，也可能发生“颠簸”效应。
所有这些因素可以导致不同的萌发模式在整个领域。来自6DOF IMU的数据可用于调整播种机头部，以确保根据陆地地形将种子全部种在相同的深度。
选择运动传感器
在选择IMU时，农用设备制造商应该注意几个设计特点。这些优点包括耐用性、在宽工作温度范围内的稳定性、易于集成以及准确和精确的测量。
传感器应该提供一个坚固的包装，保护它免受灰尘、灰尘、石头、压力清洗、湿度和化学物质等恶劣环境的影响。较大的工作温度范围有助于抵御极端高温，防止设备故障。该设备还应满足IP67和IP69K等级，以提供额外的环境保护，以及电磁干扰(EMI)和电磁兼容性(EMC)等级，以防止无线电频率。
IMU应符合CAN SAEJ1939标准运输协议，用于建筑和重型车辆的通信。这使得传感器的输出可以与车辆的电子控制单元(ECU)进行通信。
虽然使用加速度计或倾角计通常比使用IMU的农业设备应用成本更低，但它需要大量的前期设计工作。一般来说，当将加速度计或倾斜计集成到车辆的ECU时，工程师必须设计一个外壳来保护设备，找出一种方法来处理温度漂移，并确定将其集成到板上并将传感器连接到车辆控制系统的最佳方法。
IMU的一个主要优点是易于集成。通过在一个健壮的包中提供6DOF运动传感，它可以显著减少设计师将传感器单元集成到车辆控制系统中所需的时间。它还提供更精确的运动传感数据，以保证设备操作人员的安全，同时降低设备损坏的风险。最终，设备制造商需要根据其总拥有成本来评估不同的解决方案。
