Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Case IH использует технологию «следуй за мной» и связь между транспортными средствами с помощью трактора без водителя, который следует за трактором, управляемым человеком.

Неуправляемый трактор является автономным ферма транспортным средством , которое обеспечивает высокое тяговое усилие (или крутящий момент) на медленных скоростях для целей обработки почвы и других сельскохозяйственных работ. Он считается без водителя, потому что он работает без присутствия человека внутри самого трактора . Как и другие беспилотные наземные транспортные средства , они запрограммированы на независимое наблюдение за своим положением, определение скорости и уклонение от препятствий, таких как люди, животные или объекты в поле, при выполнении своей задачи. [1] Различные тракторы без водителя разделены на полностью автономные технологии и контролируемую автономность. [2]Идея беспилотного трактора появилась еще в 1940 году, но за последние несколько лет концепция претерпела значительные изменения. [ сроки? ] Тракторы используют GPS и другие беспроводные технологии для обработки земли без водителя. Они работают просто с помощью супервизора, отслеживающего прогресс на посту управления, или с пилотируемым трактором во главе.

История [ править ]

Идея трактора без водителя возникла еще в 1940 году, когда Фрэнк Эндрю изобрел свой собственный трактор. Чтобы управлять его трактором без водителя, в центре поля устанавливали бочку или неподвижное колесо, а вокруг него обматывали трос, прикрепленный к рулевому рычагу в передней части трактора. [3] В 1950-х годах Форд разработал трактор без водителя, который они назвали «Нюхач», но его так и не выпустили, потому что им нельзя было управлять без прокладки провода под землей через поле. [4] Не было серьезных достижений в технологиях тракторов без водителя до 1994 года, когда инженеры из Исследовательского института Силсоразработала систему анализа изображений, которая использовалась для управления небольшим трактором без водителя, предназначенным для обработки овощей и корнеплодов. Этот новый трактор также может справляться с небольшими поворотами на краю поля. [5]

Современные технологии тракторов без водителя основываются на недавних [ временных рамках? ] разработки в области беспилотных автомобилей и сельскохозяйственной техники. Трактор определяется как мощное механическое транспортное средство с большими тяжелыми гусеницами, используемое для буксировки сельскохозяйственной техники и других транспортных средств. [6] Чаще всего этот термин используется для описания сельскохозяйственного транспортного средства, которое обеспечивает мощность и тягу для механизации сельскохозяйственных работ. Точное земледелиебыл серьезным сдвигом в технологии, произошедшим в 1980-х годах. В результате появились тракторы, которыми фермеры управляли с помощью устройств GPS и бортовых компьютеров. Точное земледелие ориентировано на максимальную отдачу при использовании минимальных ресурсов. С помощью устройств GPS и компьютеров фермеры могли более эффективно использовать тракторы.

Далее, [ когда? ] инженеры работали над полуавтоматическими тракторами. У этих тракторов были водители, но водители должны были управлять только в конце каждого ряда. [7] Впоследствии идея трактора без водителя возникла в 2011 и 2012 годах.

Беспилотные тракторы изначально создавались, чтобы следовать за основным трактором (с водителем). Это позволило бы одному водителю выполнять вдвое больше работы, используя так называемую технологию «следуй за мной». Трактор без водителя будет следовать за ведущим трактором между полями, как наемный работник. Теперь, [ когда? ] однако технологии тракторов без водителя переместились в сторону автономности или независимого функционирования. [8] [9]

Технология [ править ]

Беспилотный трактор - это часть шага к автоматизации сельского хозяйства. Другие такие автономные технологии, которые в настоящее время используются в сельском хозяйстве, включают автоматическое доение и автоматические сборщики клубники. Разработать такую ​​технологию сложно. Чтобы трактор был успешным, он должен иметь возможность выполнять детерминированные задачи (задача, которая определяется перед запуском, например, путь по полю), иметь реактивное поведение (способность реагировать на неизвестную ситуацию например, препятствие на пути), и иметь рефлексивную реакцию (принятие решения без колебаний или трудоемких вычислений, таких как изменение угла поворота при необходимости). [10] В конечном итоге трактор должен подражать человеку в его способности наблюдать пространственное положение и принимать решения, например, скорость.[1]

Как работает технология [ править ]

Технология для тракторов без водителя развивалась с момента своего появления в 1940-х годах. Есть сейчас [ когда? ] несколько различных подходов к созданию и программированию тракторов.

Полная автономия [ править ]

В настоящее время для навигации в большинстве полностью автономных тракторов используются лазеры, которые отражают сигналы от нескольких мобильных транспондеров, расположенных вокруг поля. Эти лазеры сопровождаются радиомодулями на 150 МГц для решения проблем прямой видимости. [11] Вместо водителей у тракторов есть контроллеры. Контроллеры - это люди, которые контролируют тракторы, не находясь в них. Эти контроллеры могут управлять несколькими тракторами на нескольких полях из одного места.

Компактные тракторы без водителя выполняют полностью автономные задачи по опрыскиванию виноградников в Техасе.

Другая полностью автономная технология трактора включает использование собственной электрической системы (или шины CAN ) трактора или сельскохозяйственного оборудования для отправки команд. Используя GPS-позиционирование и обратную связь по радио, программное обеспечение автоматизации управляет траекторией транспортного средства и управляет сельскохозяйственными орудиями. Модернизированный радиоприемник и бортовой компьютер обычно используются для приема команд с удаленной станции управления и преобразования их в команды транспортного средства, такие как рулевое управление, ускорение, торможение, трансмиссия и управление агрегатом. Сенсорные технологии, такие как лидар, повышают безопасность, обнаруживая непредвиденные препятствия и реагируя на них.

Контролируемая автономия [ править ]

Тракторы, которые работают с контролируемой автономностью (автоматизированная технология, но с присутствием контролирующего оператора) [2], используют технологию и связь между транспортными средствами (V2V). Между двумя тракторами установлено беспроводное соединение для обмена данными. Ведущий трактор (с оператором) определяет скорость и направление, которые затем передаются беспилотному трактору для имитации. [12]

Безопасность [ править ]

Беспилотный трактор считается спорным с точки зрения безопасности и общественного признания. Трактор, работающий без водителя, заставляет некоторых нервничать. [13] Создание технологии, которая остается безопасной во всех сценариях, где может произойти сбой, требует много программирования и времени. [14] Что касается обнаружения движения, у тракторов есть датчики, чтобы останавливать их, если они обнаруживают объекты на своем пути, такие как люди, животные, транспортные средства или другие крупные объекты. [15]

Производители тракторов без водителя [ править ]

Есть несколько основных производителей, которые активно стремятся создать рыночный трактор без водителя и добились успехов в создании существенных прототипов и массовом производстве своей продукции. В настоящее время ведущими производителями являются John Deere , Autonomous Tractor Corporation, Fendt и Case IH . [2] [16] [8]

Джон Дир [ править ]

John Deere оказал сильное влияние на развитие технологий автоматизированного земледелия. В начале 2008 года Deere and Company запустила свой продукт наведения ITEC Pro, автоматизированную систему, основанную на технологии глобального позиционирования, которая автоматизирует функции автомобиля, включая конечные повороты. [8] В настоящее время John Deere разрабатывает прототип. Вместо лазеров в тракторе используются две купольные 6-дюймовые антенны, которые принимают сигналы со спутника глобального позиционирования. На основе этих спутниковых сигналов трактор следует по заранее запрограммированному маршруту на электронной карте. Эта антенна также предназначена для людей-операторов, чтобы управлять трактором, если спутниковые сигналы не могут проникать через здания или густую растительность. [17]

Автономная тракторная корпорация [ править ]

В январе 2012 года Терри Андерсон основал компанию Autonomous Tractor Corporation (ATC) в Северной Дакоте. Беспилотный трактор SPIRIT - продукт компании ATC. Андерсон считал, что тракторы становятся больше и дороже, а их качество не улучшается. Таким образом, он вышел из уединения, чтобы создать ДУХ. Тракторы, которые помогал создать Андерсон, изначально были созданы, чтобы следовать за основным трактором (у которого есть водитель), но теперь они движутся к независимой работе. Андерсон тестировал полумасштабные модели своего автоматизированного трактора в своем втором доме в Техасе. Он представил свою модель на выставке Big Iron Farm Show в сентябре 2012 года. [16] Андерсон заявил, что его цель - построить 25 единиц своего автоматизированного трактора в 2013 году и продать их фермерам для тестирования по сниженной цене.[9]

Fendt [ править ]

Fendt, часть корпорации AGCO, также работает над трактором без водителя. В 2011 году в Ганновере на выставке Agritechnica Fendt представила свою модель трактора без водителя под названием GuideConnect. GuideConnect - это трактор, запрограммированный на отображение движений другого трактора. [18] Трактор, управляемый оператором, маневрирует по полю или посевам, за ним следует трактор без водителя. Ведущий трактор, управляемый водителем, может избегать препятствий, когда трактор без водителя следует по его пути. [2] Вместо того, чтобы сосредоточиться на полностью независимой технологии, Fendt заставил GuideConnect работать вместе с машинами, управляемыми оператором. GuideConnect подключается с помощью спутниковой навигации и радио к трактору, управляемому оператором. [7]

Case IH [ править ]

Case IH - компания, созданная в результате слияния JI Case Company и International Harvester . Сейчас компания работает под управлением CNH Global , но тракторы по-прежнему выпускаются под торговой маркой Case IH. Беспилотные тракторы, производимые Case IH, называются «управляемая автономия». [2] За трактором, которым управляет человек, следует автономная машина, которая копирует рулевое управление и скорость бывшего трактора. Первоначальный водитель есть, но автономная технология присутствует во втором тракторе. Эти две машины работают с технологией V2V, которая обеспечивает связь между автомобилями. В 2016 году компания Case представила свою последнюю автономную концепцию - пропашной трактор без троса модели Magnum, который мог работать автономно. [19]

Комплекты для модернизации трактора [ править ]

Автономные системы рулевого управления также могут быть добавлены к тракторам без водителя, чтобы сделать их беспилотными. [20]

Медведь Флаг Робототехника

Bear Flag Robotics создает автономные технологии для сельскохозяйственных тракторов. Бизнес-модель предусматривает закупку машин у OEMS (John Deere, Case New Holland, Agco), оснащение их датчиками, исполнительными механизмами и вычислительными устройствами, а затем предоставление их производителям. [21] [22]

См. Также [ править ]

  • Автомобиль без водителя Google
  • Сельскохозяйственный робот
  • Сельскохозяйственная техника
  • Точное земледелие
  • Электромобиль

Примечания [ править ]

  1. ^ а б Марк Браун (2011). «Автономный трактор - выдающийся в своем деле» . Wired.com . Проводной.
  2. ^ а б в г д Дэвид Хест (2012). «В этом году появится новый трактор без водителя, зерновозные системы» . Новости сельскохозяйственной отрасли. Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  3. ^ Кондон, доктор ЕС; HH Виндзор (июль 1940 г.). "Беспилотные тракторные посевы по спирали" . Популярная механика . 74 (1): 7.
  4. ^ Леффингвелл, Рэнди (2001). Сельскохозяйственные тракторы Ford 1950-х годов . Оцеола, Висконсин: паб MBI. С. 84–85.
  5. ^ Уильямс, Майкл (2002). Сельскохозяйственные тракторы . Лондон: Янтарные книги. п. 170.
  6. ^ "Трактор" . Интернет-словарь этимологии . Dictionary.com.
  7. ^ a b «Fendt GuideConnect - два трактора, один водитель» . Fendt. 2011 г.
  8. ^ a b c Чарльз Дж. Мюррей (2008). «Deere делает следующий шаг на пути к беспилотному трактору» . Designnews.com . Новости дизайна.
  9. ^ a b Миккель Пейтс (2012). «Беспилотный трактор» . Agweek.com . Форум Communication Co. Архивировано из оригинала на 2013-03-12 . Проверено 4 марта 2013 .
  10. ^ Блэкмор, BS; Грипентрог, HW; Nielsen, H .; Nørremark, M .; Рестинг-Джеппесен, Дж. (2004). "Разработка детерминированного автономного трактора" (PDF) . Королевский ветеринарный и сельскохозяйственный университет (KVL).
  11. ^ "Автономный трактор Spirit устраняет необходимость в водителе" . Новости сельскохозяйственной отрасли . Penton Media, Inc., 2012 г.
  12. ^ Лукас Куни (2011). «Case IH получает награду SIMA Innovation Awards» . Tractor.com.
  13. ^ Алистер Драйвер (2013). «OFC13: Беспилотные тракторы и роботы - будущее сельского хозяйства» . Хранитель фермеров. Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  14. ^ Билл Ховард (2013). «Google: беспилотные автомобили через 3-5 лет. Федеральные органы: не так быстро» . Экстремальные технологии. Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  15. ^ Энтони Стенц; и другие. (2012). «Система для работы полуавтономных тракторов» . Автономные роботы . Институт робототехники. 13 (1): 87–103. Архивировано из оригинала на 2013-03-12 . Проверено 4 марта 2013 .
  16. ^ a b «Революционный« беспилотный »трактор, призванный заменить большие полноприводные автомобили» . Фермерское шоу. 2013. Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  17. ^ Продукты: технологии в наших продуктах
  18. ^ Джеймс Эндрюс (2012). «Fendt демонстрирует трактор без водителя» . Power Farming. Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  19. ^ https://www.caseih.com/apac/en-in/News/Pages/2016-case-ih-premieres-concept-vehicle-at-farm-progress-show.aspx
  20. ^ Автономные системы рулевого управления для тракторов
  21. ^ "Многопрофильный производитель пропашных культур отчаянно нуждается в технологиях" . Успешное земледелие . 2020-09-08 . Проверено 8 декабря 2020 .
  22. ^ Бригам, Лора Колодны, Кэти (2018-08-31). «Беспилотные тракторы здесь, чтобы помочь с острой нехваткой рабочей силы на фермах» . CNBC . Проверено 8 декабря 2020 .