امكان سنجي كاربرد سامانه اي مبتني بر پردازش تصوير براي هدايت و راهبري تراكتور در عمليات شخم

Feasibility Study of Using a System Based on Image Processing for Guidance of Tractors During Plowing Operations

امروزه راهبري تراكتور توسط راننده صورت مي­گيرد، راننده مجبور است نه تنها تراكتور را در مسير پيش­رو هدايت كند، بلكه در برخي عمليات همچون شخم، كاشت، كنترل علف هرز، سم­پاشي و ... ادوات سوار را در موقعيت معيني نگه دارد. در عمليات شخم ، راهبري تراكتور و ادوات سوار بر­ اساس دنبال­ كردن شيار ايجاد­ شده در خاك در طي عبور قبلي صورت مي­ گيرد. راننده بايد براي حصول اطمينان از موقعيت صحيح عرضي، شيار را دنبال كند، ليكن اين كار مداوم و خسته كننده، عملكرد او را تحت تاثير قرار مي­ دهد. در اين تحقيق، سامانه كمك راننده تراكتوري مورد استفاده قرار گرفت كه مي ­توانست به راننده در طي عمليات شخم كمك نمايد. شاسي آزموني طراحي و ساخته شده و منابع نوري و دوربين بر روي آن نصب شدند. ابتدا موقعيت ­هاي مختلف دوربين مورد ارزيابي قرار گرفت. بدين منظور آزمون­هايي بر روي شاسي ­هاي مختلف صورت گرفت. برخي عوامل مهم مانند محتوي رطوبت خاك، شرايط محيطي و وضعيت­ هاي مختلف آفتابي بودن يا ابري بودن روز كه صحت سامانه را تحت تاثير قرار مي ­دادند، مورد ارزيابي قرار گرفتند. اثر شرايط سطحي مزرعه و بقاياي محصول قبلي، نور طبيعي و منابع نو مصنوعي بر روي خطاي سامانه مورد بررسي قرار گرفتند. طبق نتايج بدست آمده منابع نور LED به ­ويژه وقتي به ­صورت افقي مورد استفاده قرار گرفتند، بهترين نتيجه را نشان دادند. نور مصنوعي اثر قابل مشاهده­اي را در تصوير گرفته شده در شرايط نور طبيعي زمين­ هاي ديم و خاك­ هاي شني نشان نداد. بدترين دقت­ها در زمين ­هاي داراي كلش سطحي غلات به­ دست آمد.

Nowadays, tractors are almost driven by drivers. A driver does not only has to steer it, but also keep the mounted implements in a given position for some operations, including soil tilling, seed planting, weed controlling, spraying, … . In tillage operation, tractor and attached implements guidance is obtained by fallowing a furrow created by the plow in the soil during the previous passage. Driver has to fallow it to ensure a correct lateral position, but this continuous tiresome work affects his performance. In this research, a tractor driver assistance system was implemented for tillage operation. This system design was based on image processing technique. A test frame was designed and fabricated and a camera and lightening sources were mounted on it. The different positions of the camera on the frame were evaluated to find the best installation place. The experiments were conducted on some different farms. The important factors that affected the system accuracy including soil moisture content, environmental conditions and sunny or cloudy day situations were evaluated. The effects of farm surface conditions, last crop residues, natural or artificial light sources on the system performance were evaluated. LED lightening sources showed the best result, especially when they were used horizontally. Artificial lightening did not show visible differences with natural lightening in dry farming and sandy soils. Remaining cereal stubbles caused the worse system inaccuracy between the studied farms.