Команда из Университета Кордовы разрабатывает автономный роботрактор с тремя различными режимами рулевого управления, что позволит ему двигаться по прямой, эффективно совершать повороты и переключать режимы в зависимости от траектории движения.
Автономный трактор получил название Sergius, одно из возможных значений имени Сергиус - «тот, кто служит», отсюда и название роботизированного трактора, который может автономно выполнять сельскохозяйственные задачи в садоводстве. Это уникальное транспортное средство, разработанное Университетом Кордовы, является частью контекста Agriculture 4.0, в котором сельскохозяйственные задачи автоматизируются.
Исследователи из Группы сельской механизации и технологий Университета Кордовы, Серхио Баяно и Рубен Сола, спроектировали транспортное средство с нуля в сотрудничестве с двумя компаниями, отвечающими за его механическое производство и программирование. Статья опубликована в журнале Computers and Electronics in Agriculture .
«На национальном рынке есть несколько небольших автономных транспортных средств, которые можно применять в сельском хозяйстве, но ни одно из них не обладало функциональностью трактора, - пояснил исследователь Сола. - Это транспортное средство имеет те же функции, что и трактор, но является новаторским в том, что, помимо автономности, оно оснащено двумя независимыми самовыравнивающимися осями с управляемыми колесами, что делает его управление более универсальным».
Sergius может похвастаться несколькими режимами рулевого управления: переднее (или заднее) рулевое управление, при котором поворачивается одна ось; обратное передне-заднее рулевое управление, при котором поворачиваются обе оси, для меньшего радиуса поворота; и новая гибридная система рулевого управления, при которой поворачивается передняя ось, а задняя ось также поворачивается, но в меньшей степени, что позволяет транспортному средству двигаться вперед параллельно, корректируя переднюю траекторию и, таким образом, достигая улучшенных характеристик на прямых линиях, когда трактор следует по контрольным точкам.
Для оценки различных режимов трактор был испытан в интенсивной оливковой роще, где было установлено, что инвертированный режим является оптимальным для точного завершения поворотов, а гибридный режим является наиболее подходящим для прямых участков. Трактор может переключаться между различными режимами рулевого управления в соответствии с потребностями его маневров.
«Внедренная нами технология необходима для автономной навигации: два датчика LiDAR, один сзади и один спереди; инерциальный блок, измеряющий ускорение и наклон; цифровой компас для отслеживания направления движения трактора; и высокоточная система GPS, - пояснил исследователь Баяно. - Все программирование выполнялось с использованием среды ROS (Robot Operating System), которая, будучи открытой, позволяет реализовывать другие алгоритмы и обмениваться кодом с другими исследовательскими группами».
В роботракторе используется дизельная и гидравлическая силовая установка, поскольку, как объяснили исследователи, «мы знаем, что будущее за электричеством, но сельскохозяйственная техника требует большой мощности и крутящего момента, поэтому электродвигатель должен быть огромным, и не будет батарей, которые могли бы работать целый день».
Для управления роботом, которое можно осуществлять с помощью компьютера, планшета или мобильного телефона, они встроили две панели: одну для гидравлической системы и различных приводов робота (тело), а другую для его программирования и принятия решений («разум»). «Мы могли бы упростить, сказав, что одна часть определяет направление и путь движения, а другая просто выполняет это», пояснили они.
Эта работа показывает, что научные разработки уже существуют и ждут, когда их примут и адаптируют компании в секторе, которые могли бы их коммерциализировать, а исследователи готовы сотрудничать с промышленностью для продвижения полученных технологий и знаний.