چکیده

اتوماسیون تراکتورها به دلیل کاربرد وسیع این وسیله در عملیاتهای مختلف کشاورزی، عمرانی و صنعتی، مورد توجه جدی محققین قرار گرفته است. در این تحقیق یک سامانه هدایت از راه دور برای تراکتور طراحی و ساخته شده است تا کاربر بتواند به دور از شرایط سخت و پرتنش کابین تراکتور عملیات هدایت تراکتور را اجرا کند. از یک دوربین مدار بسته و یک موتور الکتریکی به ترتیب جهت مشاهده مسیر و چرخاندن میل فرمان استفاده شده است. ارتباط دو طرفه بین مرکز کنترل و واحد کنترل بر روی تراکتور توسط شبکه بیسیم فراهم شده است. جهت ارزیابی عوامل مؤثر بر دقت هدایت، از موقعیت نصب دوربین، سرعت چرخش میل فرمان و سرعت پیشروی هر کدام در دو سطح و یک طرح فاکتوریل در قالب کاملاً تصادفی استفاده شد. از ریشه میانگین مربعات (RMSE ) انحراف عرضی و فراوانی نقاط خارج از محدوده مجاز اطراف مسیر مرجع (N_out) بهعنوان صفت مورد بررسی در جدول تجزیه واریانس استفاده شد. نتایج آزمایشها بر روی دو سطح آسفالت و خاک ارائه شده است که در نهایت سطح خاک به دلیل شکل پذیری بیشتر حساسیت کمتری نسبت به تغییر سطوح متغیرهای طرح آزمایش مذکور داشته و پایداری خوبی از خود نشان داده است. از آنجایی که دقت سامانه هدایت از راه دور به توانایی، مهارت و تمرکز کاربر وابستگی دارد، سرعت چرخش میل فرمان به تنهایی در دقت هدایت بی تأثیر بوده است. جایگاه نصب دوربین در جلوی تراکتور از دقت بالاتری نسبت به جایگاه عقب تراکتور برخوردار بوده و همانند نتایج دیگر محققین با افزایش سرعت پیشروی، RMSE انحراف عرضی و N_out افزایش پیدا کرده است.

مقدمه

تراکتورها در صورت تجهیز با ادوات مناسب میتوانند در عملیاتهای مختلف مانند خاکورزی، کاشت، وجین، کود دهی، محلول پاشی، حمل و نقل، چمن زنی و برداشت شرکت کنند. این چنین تطبیق پذیریی، تراکتور را یک هدف اولیه برای مکانیزاسیون و اتوماسیون کشاورزی کرده است. بالاترین سطح اتوماسیون در تراکتورها حذف کامل راننده از روی این وسیله نقلیه میباشد. از جمله دلایلی که توسعه تراکتورهای بدون سرنشین را روزافزون کرده است، شرایط سخت کار با تراکتورها میباشد. ارتعاش و سروصدای فراتر از حد استاندارد ناشی از کار با تراکتورها ( Maleki et al., 2008; (Hassan-Beygi Bidgoly et al., 2004 و همچنین شرایط آب و هوایی و گرد و خاک ناشی از عملیات های کشاورزی و حوادث ناشی از کار با تراکتور از جمله این شرایط میباشند.

راننده با تشخیص موقعیت فعلی در مزرعه، بررسی نقطه هدف، انتخاب مسیر و هدایت در مسیر، نقش خود را بر روی تراکتور انجام می دهد. یک سامانه خودکار تمامی این مراحل را بدون دخالت انسان انجام می دهد. تحقیقاتی از جمله استفاده از سیستم تعقیب شیار (Willrodt, 1924; Kirk, 1974; Shen and Satow, 2012) و یا کابل پهن شده بر روی زمین و تشخیص مسیر توسط یک چرخ پنجم در مقابل تراکتور (Aghkhani and Abbaspour-Fard, 2009) در زمینه هدایت خودکار تراکتور انجام شده است. در این روش ها از خصوصیات محلی مثل شیار شخم قبلی و کابل روی زمین استفاده شده است. ماشین بینایی به عنوان پیشرفته ترین روش که از خصوصیات محلی استفاده می کند در حال حاضر مورد توجه محققین بسیاری قرار گرفته است. تشخیص ردیف چغندر قند ( Keicher and (Seufert, 2000، شناسایی خط ایجاد شده بین قسمت کشت شده و نشده (Kiani et al., 2012) نمونه هایی هستند که جهت هدایت تراکتور استفاده شده اند. از تکنولوژی ماشین بینایی علاوه بر هدایت، در موقعیت یابی، تعیین جهت و سرعت نیز استفاده می شود که اهمیت بسیاری در هدایت خودکار وسایل نقلیه کشاورزی دارد ( Nishiwaki .(et al ., 2000; Zhang et al ., 2006

 

علاوه بر مشخصات محلی موجود در مزرعه میتوان از مشخصات مطلق مزرعه نیز استفاده کرد. سامانه موقعیت یاب جهانی (GPS) می تواند موقعیت مطلق تراکتور در حال حرکت در مزرعه را در اختیار سامانه خودکار قرار بدهد. سامانه خودکار براساس موقعیت بهدست آمده در نقشه مزرعه که از قبل طرحریزی شده است دستورات لازم برای هدایت تراکتور را اعمال میکند. سامانه موقعیت یاب دیگری وجود دارد که موقعیت وسیله را نسبت به محور مغناطیسی زمین مقایسه میکند که ¹GDS نامیده میشود. در تحقیقی با ترکیب GPS و GDS توانستند هدایت تراکتور را در سرعت 0/31 m s^-1 با دقت ± 0/01 m انجام دهند ( Benson et .(al., 1998 عدم واکنش مناسب در مقابل مشکلات پیشبینی نشده در مزرعه همچون برخورد با موانع سخت و یا قرار گرفتن موانع حیوانی در مقابی مسیر تراکتور استفاده از این شیوه را محدود کرده است. ترکیب روش هدایت براساس شاخص های محلی و مختصات مطلق تراکتور در مزرعه می تواند در بالا بردن دقت و اطمینان سامانه مؤثر باشد .(Stentz et al ., 2002; Murakami et al ., 2008)

دخالت انسان در فرآیند کنترل خودکار و ایجاد یک سامانه نیمه خودکار نیز در راستای بالا بردن دقت و اطمینان سامانه کنترلی می باشد. انسان به عنوان ناظر یا مکمل میتواند خطاهای سامانه را جبران و یا نقاط هدف جدید را در حین عملیات تعریف کند تا تراکتور بتواند مسیر تعیین شده را به بهترین شیوه طی کند. در تحقیقی با ترکیب سنسورهای ²RTK-GPS، ³FOG و سنسور شیب دو محوره، زمینه استفاده از سامانه خودکار را فراهم کردند. آنها نقش انسان را به عنوان تعیین کننده نقاط هدف در طول مسیر مشخص کردند. در حقیقت سامانه بین نقاط هدف به صورت خودکار هدایت می شود و کاربر با استفاده از دوربین نصب شده بر روی تراکتور نقش نظارتی خود را ایفا میکند تا بتواند ناظر عملیات کشاورزی باشد .(Will et al., 1999 ) در تحقیق دیگری از تصاویر دریافتی از نقشه گوگل با فرکانس یک هرتز برای مشاهده موقعیت لحظهای کودپخشکن استفاده میکردند و در مورد نقطه هدف بعدی تصمیم گیری میکردند .(Murakami et al., 2008)

محققینی نیز با استفاده از بستر شبکه های بیسیم، سامانهای برای نظارت بر عملکرد چندین تراکتور طراحی کردند. کاربر میتوانست وضعیت وسیله نقلیه مورد نظر را در نرم افزار MapObjects2.2 مشاهده کند. این نرم افزار قابلیت ایجاد نقشه مزرعه و مشاهده زنده موقعیت و جهت تراکتور را دارد. عملگر استفاده شده در اینجا برای هدایت وسیله نقلیه یک موتور پله ای بود .(Jianjun et al., 2008)

انسان به جز تعیین نقاط هدف می تواند نقش برجسته تری در هدایت تراکتور بدون سرنشین داشته باشد. ارسال دستورات هدایت به صورت مستقیم در لحظاتی از مسیر و یا در کل مسیر، منجر به ایجاد یک سامانه عملیات از راه دور⁴ میشود. کاربر در این سامانه کلیه فرآیند تشخیص موقعیت، بررسی نقطه هدف و تعیین مسیر را خودش انجام می دهد و در نهایت دستور هدایت را به عملگری که وظیفه تغییر مسیر تراکتور را دارد می فرستد. در تحقیقی با استفاده از دستورات صوتی عملیات هدایت از راه دور تراکتور را انجام دادند .(Will et al., 1999) عملکرد سامانه طراحی شده در حالت عملیات از راه دور تنها برای سرعتهای کمتر از 1 m s^-1 موفقیت آمیز بوده که بازده سرعت پایینی میباشد در حالی که قابلیت سامانه نیمه خودکار استفاده شده توسط این محققین در محدوده وسیعی از سرعت مطلوب بوده است.

موراکامی و همکاران (2008) نیز سامانه عملیات از راه دور را در کنار سامانه نیمه خودکار کود پخشکن چرخ زنجیری مورد مطالعه قرار دادند. نتایج هدایت در مسیر مستقیم برای حالت نیمه خودکار براساس دقت مورد نیاز جهت عملیات کودپاشی مناسب بوده اما در حالت عملیاتاز راه دور مخصوصاً هنگام دور زدنها خطای سامانه بیش از حد استاندارد بوده است. مهم ترین علت انحراف بیش از حد از مسیر تعیین شده در این تحقیق، تأخیر رسیدن عملگر سیلندر هیدرولیکی به موقعیت مورد نظر تشخیص داده شد.

 

در این تحقیق باتوجه به مشکلات سامانه عملیات از راه دور در تحقیقات گذشته به منظور بومی سازی این سامانه، تحقیقی مقدماتی بر روی ارزیابی پارامترهای مؤثر در سامانه هدایت از راه دور تراکتور اجرا شد. در این سامانه فرض شده است که می توان با استفاده از یک دوربین مدار بسته بر روی تراکتور توانایی راننده در تشخیص موقعیت، بررسی هدف و انتخاب مسیر را به کاربر در مرکز کنترل انتقال داد. همچنین فرض شده است که موتور الکتریکی کوپل شده با میل فرمان قابلیت شبیه سازی دستان راننده جهت تغییر جهت به موقع تراکتور در حین پیشروی را دارد تا کاربر تراکتور بتواند از راه دور تراکتور را هدایت کند. بدیهی است که راننده تراکتور علاوه بر هدایت این وسیله، کنترل مکانیزمهای دیگری از قبیل ترمز، کلاچ و غیره را به عهده دارد ولی از آنجایی که مهمترین پارامتر کنترل یک تراکتور بدون سرنشین هدایت آن میباشد، این پارامتر در اولویت بررسی و مطالعه قرار گرفت. کنترل کامل بدون سرنشین تراکتور نیازمند تحقیقات گسترده بر روی دیگر تجهیزات آن نیز است که در ادامه یک طرح جامعتر در دست اقدام میباشد. از بررسی دیگر پارامترهای موجود بر روی تراکتور در این پروژه صرف نظر شده است. در قسمت مواد و روشها ابتدا به بررسی اجمالی اجزای استفاده شده در ساخت سامانه هدایت از راه دور پرداخته میشود. جهت ارزیابی سامانه ساخته شده از جایگاه دوربین، سرعت چرخش میل فرمان و سرعت پیشروی در یک طرح فاکتوریل در قالب کاملاً تصادفی و از ریشه میانگین مربعات (¹RMSE) انحراف عرضی تراکتور و فراوانی خروج از محدوده مجاز اطراف مسیر مرجع (N_out) بهعنوان صفات

مورد بررسی استفاده شد.

 

مواد و روشها

طراحی سامانه هدایت از راه دور

کاربر در مرکز کنترل به فاصله 10 متری از نقطه شروع آزمون با استفاده از واسط کاربری با تراکتور بدون سرنشین در ارتباط میباشد (شکل .(1 واسط کاربری نرم افزار طراحی شده به زبان ویژوال سی شارپ می باشد که در یک رایانه قابل حمل پیاده سازی شد. مزیت استفاده از رایانه قابل حمل امکان نمایش تصویر دریافتی از دوربین مداربسته نصب شده روی تراکتور، امکان وارد کردن دستورات و تنظیمات کنترلی و در نهایت پشتیبانی از استاندارد 802,11 شبکه بیسیم میباشد.

با توجه به پروتکل های موجود در استاندارد 802,11، نوع n با سرعت انتقال اطلاعات و محدوده تحت پوشش بالا انتخاب شده و از یک روتر بیسیمDIR-601 ² ساخت شرکت D-Link (China) نصب شده بر روی تراکتور برای ایجاد شبکه بیسیم استفاده شد. دستورات تغییر جهت تراکتور در حین عملیات از طریق روتر بیسیم به برد کنترلی انتقال می یابد. این دستوارت بعد از پردازش برای راه اندازی موتور انتخاب شده فرستاده میشود. انتخاب موتور الکتریکی به دلیل سرعت پاسخگویی بالاتر نسبت به عملگرهای هیدرولیکی بوده است که در تحقیق هدایت از راه دور کودپخشکن ( Murakami (et al ., 2008 به عنوان عامل اصلی انحراف بیش از حد از مسیر اعلام شد. با توجه به نیاز به چرخش دقیق و با گشتاور کافی از یک موتور پله ای هیبرید (TECO Industrial Co., DST86EM83A) استفاده شد. با استفاده از یک مکانیزم تسمه دندانه دار حرکت دورانی موتور پله ای با نسبت 3 به 1 به پولی جاسازی شده در زیر غربیلک فرمان انتقال مییابد (شکل .(2

 

جهت نمایش مسیر پیشروی از یک دوربین تحت شبکه(IP) ³ با نام FCS-1030 ساخت شرکت Level-One (Taiwan) استفاده شد. تنظیمات دوربین شامل رنگ، وضوح، فریم بر ثانیه و کیفیت توسط کاربر در مرکز کنترل انتخاب شده و از طریق روتر بیسیم به دوربین اعمال شد. انتخاب کیفیت نهایی تصاویر دریافتی براساس پهنای باند شبکه بیسیم انتخاب می شود. در صورت محدودیت پهنای باند جهت جلوگیری از قطع و وصل تصاویر دریافتی و وقفه بیش از حد نمایش تصویر باید از سطح کیفیت تصویر کاسته شود. جزئیات مربوط به مدارهای الکترونیکی و شبکه بیسیم و نحوه انتخاب اجزاء در پژوهش مزیدی (2012) ارائه شده است.

 

ارزیابی پروژه

در ابتدا توان عملیاتی⁴ و زمان پاسخگویی⁵ شبکه بیسیم ایجاد شده، توسط نرم افزار Ixia QCheck مورد بررسی قرار گرفت. این نرم افزار قابلیت ارزیابی و نظارت بر انواع شبکه ها، تحت پروتکل های مختلف را دارا میباشد. اهمیت شبکه بیسیم به دلیل نحوه نمایش تصاویر و ارسال به موقع و صحیح دستورات میباشد. محدوده تحت پوشش شبکه نیز با تست مزرعه ای اندازهگیری شد. ارزیابی دوربین IP برای به دست آوردن بهترین تنظیمات جهت کاهش وقفه نمایش تصویر نیز انجام گرفت .(Hill et al ., 2009) مسیر انتخاب شده جهت بررسی دقت هدایت براساس طرح های مرسوم در مزارع (Thuilot et al ., 2002) بود. همچنین برای بررسی دقیقتر متغیرهای تأثیرگذار در دقت هدایت، یک مسیر مستقیم انتخاب شد.

جایگاه دوربین به عنوان یک پارامتر تأثیرگذار در تشخیص موقعیت و مسیر در دو سطح در نظر گرفته شد. موقعیت 1 در محل متناظر با سر راننده در حین رانندگی و موقعیت 2 در جلوی تراکتور به فاصله 0/75 m از محور جلو قرار گرفت. سرعت چرخش میل فرمان به عنوان عامل تأثیرگذار در جبران انحراف و تغییر مسیر در دو سطح با حداکثر سرعت چرخش (50 rpm ) و یک سوم حداکثر انتخاب شد. سرعت پیشروی نیز به عنوان یک متغیر مستقل دیگر در سرعت 0/55 و 1/66 m s^-1 مورد ارزیابی قرار گرفت. تأثیر این متغیرها در یک طرح فاکتوریل در قالب کاملاً تصادفی بر روی دو سطح آسفالت و خاک با سه تکرار برای هر تیمار مورد ارزیابی قرار گرفتند. برای آمادهسازی سطح خاک از یک دستگاه لولر و غلتک بهترتیب جهت تسطیح و فشرده کردن خاک استفاده شد.

آزمایش هدایت در یک مسیر مستقیم 50 متری با فواصل یک متری برای اندازهگیری انحراف عرضی انتخاب شد. مسیر مرجع توسط یک طناب کشیده شده بین شروع و انتهای مسیر تعیین شده و از پاشش مخلوط آب و رنگ در پشت تراکتور برای تعیین مسیر طی شده استفاده شد.

شکل -1 نحوه ارتباط و تعامل واحدهای مختلف سامانه عملیات از راه دور تراکتور در این تحقیق

Fig.1. Method of communication and interaction between different units of telesteering system of tractor in this study

شکل-2 مکانیزم محرک فرمان توسط پولی و تسمه دندانه دار

Fig.2. Time belt mechanism of steering drive

 

 

جهت باقی ماندن تراکتور در مسیر مستقیم از انطباق شاخص فلزی قرار گرفته در روی خط مرکزی تراکتور و جلوی دوربین با شاخص انتهای زمین که یک تخته با عرض 0/16 cm و ارتفاع 1/8 m بود، استفاده شد (شکل .(3 چون در این مرحله از تحقیق کنترل دیگر تجهیزات تراکتور (مثل کلاچ و ترمز) به صورت بدون سرنشین مد نظر نبود، از یک راننده کمکی جهت قرار دادن تراکتور در دنده برای شروع حرکت و متوقف کردن آن در انتهای مسیر استفاده شد.

علاوه بر RMSE می توان از فاکتور دیگری جهت مقایسه مسیر طی شده توسط راننده و سامانه هدایت از راه دور استفاده کرد. با شمردن تعداد نقاط خارج از یک محدوده مجاز در دو طرف مسیر مرجع می توان به فراوانی خروج تراکتور از محدوده مجاز پی برد. بهعنوان مثال در شکل 4 مقایسه ای بین دو تیمار از هدایت توسط سامانه و راننده آورده شده است. محدوده رنگی مستطیل شکل در دو طرف مسیر مرجع منطقه مجاز تعریف شده برای انحراف عرضی میباشد.

 

ارزیابی هدایت در هنگام دور زدن بر روی یک مسیر نیم دایره به شعاع حداقل دور زدن تراکتور با دو مسیر 5 متری در دو طرف نیم دایره انجام شد. ابتدا کاربر مسیر رفت 5 متری از یک طرف نیم دایره را شروع کرده و هنگام رسیدن به نیم دایره دستور چرخش اتوماتیک را ارسال کرد. چرخش اتوماتیک براساس الگوریتمی که کاربر قبلاً در مرحله کالیبراسیون سامانه به آن رسیده است انجام شد.

در حقیقت موتور پله ای کوپل شده به فرمان یک سری چرخشهای متوالی با سرعت، زمان و جهت مختلف را انجام داد تا چرخش 180 درجهای تراکتور اجرا شود. در انتهای چرخش دوباره کاربر وارد عملیات هدایت شد و 5 متر مسیر مستقیم برگشت را هدایت کرد.

شکل-3 موقعیت شاخص فلزی روبروی دوربین نسبت به تخته راهنما در تصویر

Fig.3. Position of metal index in front of camera and the index in image

 

شکل-4 مقایسه فراوانی خروج از محدوده مجاز بین سامانه هدایت از راه دور و راننده

Fig.4. Frequency of out of range for driver and the telesteering system

 

 

 

 

نتایج و بحث

ارزیابی شبکه بی سیم و دوربین

تأخیر ارسال اطلاعات شبکه بی سیم 0/015 s و تأخیر نمایش تصویر دریافتی از دوربین 0/1 s بهدست آمد. مجموع این مقادیر تأخیر با توجه به سرعت های پیشروی مورد استفاده در عملیات های مختلف مزرعه ای مشکلی ایجاد نمیکند. توان عملیاتی شبکه 4 برابر حداکثر پهنای باند مصرفی برای بالاترین کیفیت تصاویر ارسالی از دوربین IP بهدست آمد که نشان دهنده عدم محدودیت برای نمایش با کیفیت بالا می باشد. محدوده تحت پوشش 240±10 m برای ارسال بی سیم اطلاعات توسط روتر بی سیم نیز قابلیت اجرایی شدن این سامانه در مزارع با ابعاد کوچک تا متوسط که غالب قطعات زراعی در کشور را شامل میشود، مهیا میکند.

 

ارزیابی هدایت مستقیم

نتایج تجزیه واریانس هدایت در مسیر مستقیم بر روی سطوح آسفالت و خاک در جدول 1 آمده است. در سطح آسفالت پارامتر سرعت پیشروی، سرعت چرخش میل فرمان، تأثیر متقابل سرعت پیشروی و سرعت چرخش میل فرمان و تأثیر متقابل سرعت پیشروی و موقعیت دوربین معنی دار شده است در حالیکه در سطح خاک تنها سرعت پیشروی معنی دار شده است. این مسئله ناشی از سطح سفت آسفالت میباشد که نسبت به هرگونه تغییر واکنش سریعی را در تغییر جهت تراکتور مشاهده میکنیم در حالیکه سطح خاک به دلیل شکل پذیر بودن تأثیر کمتری در منحرف شدن تراکتور از مسیر خود دارد. سرعت پیشروی به عنوان مهمترین عاملی که در تحقیقات گذشته ( Aghkhani and Abbaspour-Fard, 2009; Will et al., (1999; Thuilot et al. , 2002 نیز گزارش شده محدودیت این سامانه میباشد.

 

معنی دار شدن اثر متقابل سرعت پیشروی و سرعت چرخش میل فرمان بر روی سطح آسفالت و اثر متقابل سرعت پیشروی و موقعیت دوربین در شکل 5 نشان داده شده است. با افزایش سرعت پیشروی و سرعت چرخش میل فرمان مقدار مسافت طی شده به ازای یک انحراف ثابت افزایش پیدا میکند. علت این رخداد را میتوان به رفتار نسبتاً ثابت کاربر در فشردن کلیدهای تغییر جهت دانست. در حقیقت کاربر باید با افزایش در سرعت پیشروی و سرعت چرخش میل فرمان، واکنش های سریعتری از خودش نشان بدهد که این مسئله علاوه بر مهارت کاربر به تکرار بیشتر آزمون ها نیز بستگی دارد. موقعیت دوربین نیز در سرعتهای بالا اثرگذار میباشد. همانطور که در شکل b 5 مشاهده می شود موقعیت ) 2 جلوی تراکتور) خطای کمتری نسبت به موقعیت 1 دارد و این بهعلت درک سریعتر انحراف از مسیر توسط کاربر در این نقطه از زاویه دید میباشد.

مقایسه نتایج سامانه با راننده

با توجه به نتایج بهدست آمده برای RMSE انحراف عرضی (جدول (2، در سرعت 0/55 m s^-1 برای هر دو سطح خاک و آسفالت، عملکرد سامانه نسبت به هدایت توسط راننده مطلوب تر بوده است. در سرعت 1/66 m s^-1 تفاوت چندانی بین RMSE انحراف عرضی مسیر طی شده توسط راننده نسبت به سرعت 0/55 m s^-1 مشاهده نمی شود در حالی که با افزایش سرعت، RMSE سامانه کنترل از راه دور افزایش یافته است. نتایج تقریباً مشابه سامانه هدایت از راه دور و راننده در سرعت پیشروی کم، امکان فهم سریعتر و بهتر انحراف و اقدام برای جبران آن میباشد درحالیکه در سرعت های بالاتر راننده برتری درک نیروهای مقاوم ناشی از سطح به چرخها و سپس میل فرمان را دارد و میتواند علاوه بر بینایی، لحظه منحرف شدن را با دستان خود درک بکند.

 

با توجه به نتایج جدول تجزیه واریانس (جدول (3 تأثیر متغیرهای انتخاب شده بر روی N_out، نقش موقعیت استقرار دوربین بیشتر از متغیرهای دیگر بوده است. عملکرد راننده بر روی سطح آسفالت نسبت به سامانه هدایت از راه دور در تمامی تیمارها  مطلوبتر  بوده است در حالی که در سطح خاک برای موقعیت 2 دوربین همانند نتایج تجزیه واریانس بر روی RMSE انحراف عرضی (جدول (1، عملکرد سامانه مطلوبتر از راننده میباشد.

 

نتایج دور زدن

نتایج دور زدن تراکتور بر روی سطح آسفالت در جدول 4 نشان داده شده است. با توجه به اینکه مسیر دور زدن برای ما اولویت نداشته بلکه عملیات صحیح دور زدن بدون خارج شدن بیش از حد از شعاع حداقل دور زدن و ورود مناسب به خط بعدی مهم بوده است، نتایج بهدست آمده با حداکثر انحراف 47 cm مطلوب میباشد. با ترسیم مسیر طی شده توسط تراکتور برای دور زدن به مقدار شعاع حداقل می توان دریافت که در تمامی تکرارها حداکثر انحراف از مسیر دور زدن در انتهای نیم دایره، مکانی که هدایت خودکار اتمام می پذیرد، رخ میدهد (شکل .(6 علت این رخداد در دست گرفتن کنترل جهت تراکتور توسط کاربر می باشد. هرچقدر تنظیمات دور زدن خودکار با دقت بیشتری صورت بگیرد نقطه شروع بهتری برای کاربر مهیا میشود.

 

نتیجه گیری

با توجه به ابعاد مزارع ایران، اشتغال رانندگان تراکتور و پیچیدگی و هزینه بالای سامانه های خودکار، یک سامانه عملیات از راه دور پیشنهاد شد که قابلیت تبدیل به یک سامانه نیمه خودکار را دارد. نتایج ارزیابی سامانه برای دو سطح آسفالت و خاک مورد بررسی قرار گرفت. پایداری سامانه در سطح خاک نسبت به تغییر سطح متغیرها بیشتر بود و برای RMSE انحراف عرضی تنها سرعت پیشروی معنیدار شد. مشکل ناشی از سرعت بالا همانند تحقیقات دیگر در این تحقیق نیز مشاهده شد. براساس نتایج  به دست آمده از تأثیر متغیرها بر روی RMSE و N_out بهترین موقعیت دوربین جلوی تراکتور میباشد که نسبت به موقعیت عقب تر انحراف از مسیر را سریعتر نشان میدهد.

 

 با مقایسه نتایج هدایت از راه دور و راننده میتوان دریافت که در سطح خاک برای سرعت 0/55 m s^-1 تیمار موقعیت 2 دوربین و سرعت چرخش 50 rpm برای میل فرمان با RMSE برابر 0/014 m بهترین دقت را داشته است. دقت راننده در سرعت 1/66 m s^-1 تغییر چندانی نسبت به سرعت 0/55 m s^-1 نداشته در حالیکه سامانه عملیات از دور با افت عملکرد همراه بوده است. علت این امر را میتوان مربوط به اتکا سامانه هدایت از راه دور تنها به تصویر دریافتی از محیط عملیات نسبت داد در حالی که راننده علاوه بر مشاهده مسیر نقطه هدف، نیروهای مقاوم ناشی از عکس العمل خاک بر چرخها را از طریق غربیلک فرمان احساس می کند و با هر گونه تغییر در جهت یا سر خوردن تراکتور، آگاه میشود. در نتیجه توصیه میشود برای بالا بردن دقت کاربر از سنسورهای نیرو نصب شده بر روی غربیلک فرمان برای ارسال عکس العمل خاک به چرخ های تراکتور در پروژه های آتی استفاده گردد.