Младший научный сотрудник.
Санкт-Петербург, 199178
Iakovlev Roman N. - Junior Researcher.
St. Petersburg, 199178
На сегодняшний день климатические изменения, ограниченность доступных природных ресурсов в совокупности с ростом общего объема потребления постоянно повышают требования к сельскохозяйственным объектам. Современные сельскохозяйственные угодья должны приносить все больше урожая с учетом постоянно растущих запросов к качеству готовой продукции. В связи с этим растет потребность отраслевых предприятий в инновационных решениях, обеспечивающих рост производительности и снижение издержек на производстве. Одним из наиболее перспективных инновационных направлений развития агропромышленного комплекса на текущий момент является внедрение роботизированных сельскохозяйственных систем точечного земледелия, нацеленных на автоматизацию различных производственных операций. Одной из актуальных задач в области роботизированных сельскохозяйственных систем автоматизации является задача разработки методов и подходов к точечному орошению и внесению удобрений, отличающихся высоким уровнем автономности, широкой рабочей областью и способностью к выполнению поставленных задач в непрерывном режиме. В рамках настоящего исследования был предложен метод точечного внесения удобрений, основанный на использовании группы гетерогенных робототехнических средств. Гетерогенный состав системы обеспечивает возможность замены аккумуляторных батарей и пополнения растворных баков робототехнических средств, осуществляющих внесение удобрений в зонах выполнения операций посредством использования специализированных наземных роботов. Апробация предложенного метода проводилась в виртуальной среде Gazebo на примере сада колонновидных яблонь площадью в несколько гектаров, включающего в себя более 8000 деревьев. Итоговая консолидированная оценка эффективности предложенного решения, усредненная по всем выделенным группам задач, составила 74,6 %. Средняя доля пропущенных в рамках эксперимента деревьев составила 7,8 %. Согласно результатам проведенного эксперимента предложенное решение позволяет не только успешно выполнять задачи по внесению удобрений на крупных сельскохозяйственных объектах в непрерывном режиме работы, но и проводить автономную идентификацию потенциальных зон, на которых требуется осуществить внесение удобрений.
Today, climate change, the limited availability of natural resources, coupled with an increase in total consumption, constantly increase the requirements for agricultural facilities. One of the urgent tasks in the field of robotic agricultural automation systems is the task of developing methods and approaches to precise irrigation and fertilization, characterized by a high level of autonomy, a wide working area and the ability to perform tasks in a continuous mode. Thus, within this study, a method of precise fertilizer application was proposed, based on the use of a group of heterogeneous robotic means. The heterogeneous composition of the system provides the possibility of replacing batteries and replenishing the solution tanks of the robotic means, which carry out the application of fertilizers in the areas of operations through the use of specialized ground robots. Approbation of the proposed method was carried out in the Gazebo virtual environment on the example of a garden of columnar apple trees with an area of several hectares, which includes more than 8000 trees. The final consolidated assessment of the proposed solution, averaged over all selected groups of tasks, was 74.6 %. The average proportion of trees missed in the experiment was: 7.8 %. According to the results of the experiment, the proposed solution allows not only to successfully carry out the tasks of fertilizing large agricultural facilities in a continuous mode of operation, but also to carry out autonomous identification of potential zones where fertilization is required.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.