T/ZKJXX 00033-2023 北斗农机无人驾驶与自主作业系统技术规 范

ICS65.060.01

CCSC35

团体标准

T/ZKJXX00033—2023

北斗农机无人驾驶与自主作业系统技术规

范

Technicalspecificationforunmanneddrivingandautonomousoperationsystemin

agriculturalmachinerybasedonBDS

2023-05-16发布2023-05-16实施

中关村空间信息产业技术联盟发布

T/ZKJXX00033—2023

目次

前言......................................................................................................................................................................II

1范围..................................................................................................................................................................1

2规范性引用文件..............................................................................................................................................1

3术语和定义、缩略语......................................................................................................................................1

3.1术语和定义..............................................................................................................................................1

3.2缩略语......................................................................................................................................................2

4系统组成..........................................................................................................................................................2

5作业分级..........................................................................................................................................................3

6技术要求..........................................................................................................................................................4

6.1定位要求..................................................................................................................................................4

6.2作业要求..................................................................................................................................................4

6.3环境感知要求..........................................................................................................................................4

6.4远程管理要求..........................................................................................................................................4

6.5安全要求..................................................................................................................................................5

6.6可靠性要求..............................................................................................................................................5

7环境适应性要求..............................................................................................................................................5

8测试方法..........................................................................................................................................................5

8.1测试场地..................................................................................................................................................5

8.2测试项目..................................................................................................................................................5

8.3测试方法..................................................................................................................................................6

附录A.................................................................................................................................................................10

附录B.................................................................................................................................................................12

参考文献............................................................................................................................................................18

I

T/ZKJXX00033—2023

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起

草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中关村空间信息产业技术联盟提出并归口。

本文件起草单位：中国农业大学、北京市农业机械试验鉴定推广站、潍柴雷沃重工股份有限公司、

上海联适导航技术股份有限公司、常州东风无级变速器有限公司、中国一拖集团有限公司、北京博创联

动科技有限公司、昆仑北斗智能科技有限责任公司。

本文件主要起草人：杨丽丽、吴才聪、秦贵、徐岚俊、孙梦遥、陈华、张传帅、王辉、李由、程越、

姜斌、赵永升、王清泉、胡冰冰、马曰鑫、文龙。

本文件为中关村空间信息产业技术联盟团体标准，供联盟会员单位约定采用和社会自愿采用。

II

T/ZKJXX00033—2023

北斗农机无人驾驶与自主作业系统技术规范

1范围

本文件规定了北斗农机无人驾驶与自主作业系统（以下简称“农机无人作业系统”）的系统组成、

作业分级、技术要求及测试方法。

本文件适用于北斗农机无人驾驶与自主作业系统的设计、研制、检验和应用。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T24648.1—2009拖拉机可靠性考核

GB/T24648.2—2009工程农机产品可靠性考核评定指标体系及故障分类通则

GB/T37164—2018自走式农业机械导航系统作业性能要求及评价方法

GB/T39267北斗卫星导航术语

GB/T39517.1农林拖拉机和机械农用定位与导航系统测试规程第1部分：卫星定位装置的动态

测试

GB/T39517.2农林拖拉机和机械农用定位与导航系统测试规程第2部分：在直线和水平运行

状态下卫星自动导航系统的测试

GB/T39521—2020农业拖拉机和机械拖拉机和自走式机械的自动导航系统安全要求

NY/T2194—2012农业机械田间行走道路技术规范

3术语和定义、缩略语

3.1术语和定义

GB/T39267界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1.1

自主作业autonomousoperation

按规划的路径行驶和作业，自动执行农业机械作业过程中各项控制功能的过程。

3.1.2

无人驾驶unmanneddriving

1

T/ZKJXX00033—2023

车辆以自动的方式持续地执行部分或全部行驶任务。

3.1.3

机耕道tractorroad

可通行农业机械的田间道路。

3.1.4

半封闭环境semi-closedenvironment

具备农业机械无人驾驶条件，包括农田、机耕道、机库的生产场景，具有相对独立可控的作业环境，

且场地不易受外界因素干扰的区域。

3.1.5

简单气象simplemeteorology

在人的感知能力范围内可以正常作业的天气，如晴天、多云、小雨雪，泛指能见度大于200m，环境

光照强度大于20lux的气象。

3.1.6

复杂气象complexmeteorology

在人的感知能力范围内不能正常作业的特殊天气，如大雾、扬尘等，泛指能见度50-200m，环境光

照强度小于20lux的气象。

3.1.7

告警时间alerttime

从故障产生到声、光类报警的时间间隔。

3.2缩略语

下列缩略语适用于本文件。

MTBF：平均故障间隔时间（MeanTimeBetweenFailure）

MTTFF：首次故障平均工作时间（MeanTimeToFirstFailure）

RTK：实时动态测量（Realtimekinematic）

4系统组成

农机无人作业系统的组成原理见图1，组成如下：

a)定位单元：实现农业无人作业系统的高精度定位与测姿，至少应包括北斗/GNSS定位模块、北

斗/GNSS卫星信号接收天线、差分信号接收模块；

b)传感单元：实现对自身、周围环境及作业的状态感知，分为主机内置传感单元及外置传感单元；

c)控制单元：实现无人驾驶农业机械转场与作业的控制，包括电控转向、电控速度、电控制动、

电控作业；

2

T/ZKJXX00033—2023

d)计算单元：实现对采集到的信息进行处理的硬件单元，包括计算设备、计算设备接口、存储设

备；

e)通信单元：实现车辆内部以及车辆与外部的通信；

f)人机交互单元：实现农业机械与人的信息交互的硬件设备，包括显示器、模式切换按钮、紧急

停止开关、语音设备；

g)管理平台：实现软件升级、数据更新、信息安全控制、车辆数据收集等各种服务；

h)链路：实现车辆、车载设备与网络通信的介质，如4G/5G、电台、WIFI等。

图1农机无人作业系统组成原理方框图

5作业分级

根据农机无人作业系统的作业任务要求、自动作业的程度，从全场景、全地形、全天候、全流程4

个要素划分为6个等级，分别为L0~L5级，对应划分要求见表1，其中：

a)工作场景，包括田地（A1）、机耕道（A2）和机库（A3）；

b)工作地形，包括平地（B1）、坡地（B2）；

c)工作天候，包括昼间简单气象（C1）、夜间简单气象（C2）、昼间复杂气象（C3）、夜间复杂气象

（C4）；

d)工作流程，包括辅助直线（D1）、地头转向（D2）、机具控制（D3）、机具挂接（D4）、自动补给

（D5）。

3

T/ZKJXX00033—2023

表1农机无人作业系统分级

分级工作场景工作地形工作天候工作流程

L5A1+A2+A3B1+B2C1+C2+C3+C4D1+D2+D3+D4+D5

L4A1+A2+A3B1+B2C1+C2+C3D1+D2+D3+D4

L3A1+A2+A3B1+B2C1+C2+C3D1+D2+D3

L2A1+A2B1+B2C1+C2D1+D2+D3

L1A1B1+B2C1D1+D2

L0A1B1C1D1

6技术要求

6.1定位要求

定位要求如下：

a)室外平面定位精度小于等于2cm（RMS），高程定位精度小于等于5cm（RMS）；

b)精度发散状态（RTK