بررسي امكان هدايت يك تراكتور بدون سرنشين براساس ارسال بي‌سيم تصوير ويديويي

The feasibility of unmanned tractor guidance based on wireless video transmission

اتوماسيون تراكتورها به دليل كاربرد وسيع اين وسيله در عمليات‏هاي مختلف كشاورزي، عمراني و صنعتي، مورد توجه جدي محققين قرار گرفته است. در اين تحقيق يك سامانه هدايت از راه دور براي تراكتور طراحي و ساخته شده است تا كاربر بتواند به دور از شرايط سخت و پرتنش كابين تراكتور عمليات هدايت تراكتور را اجرا كند. از يك دوربين مدار بسته و يك موتور الكتريكي به‌ترتيب جهت مشاهده مسير و چرخاندن ميل فرمان استفاده شده است. ارتباط دو طرفه بين مركز كنترل و واحد كنترل بر روي تراكتور توسط شبكه بي‎سيم فراهم شده است. جهت ارزيابي عوامل موثر بر دقت هدايت، از موقعيت نصب دوربين، سرعت چرخش ميل فرمان و سرعت پيشروي هر كدام در دو سطح در يك طرح فاكتوريل در قالب كاملاً تصادفي استفاده شد. از ريشه ميانگين مربعات (RMSE) انحراف عرضي و فراواني نقاط خارج از محدوده مجاز اطراف مسير مرجع (Nout) به عنوان صفت مورد بررسي در جدول تجزيه واريانس استفاده شد. نتايج آزمايش‏ها بر روي دو سطح آسفالت و خاك ارايه شده است كه در نهايت سطح خاك به دليل شكل‌پذيري بيشتر حساسيت كمتري نسبت به تغيير سطوح متغيرهاي طرح آزمايش مذكور داشته و پايداري خوبي از خود نشان داده است. از آنجايي كه دقت سامانه هدايت از راه دور به توانايي، مهارت و تمركز كاربر وابستگي دارد، سرعت چرخش ميل فرمان به تنهايي در دقت هدايت بي‌تاثير بوده است. جايگاه نصب دوربين در جلوي تراكتور از دقت بالاتري نسبت به جايگاه عقب تراكتور برخوردار بوده و همانند نتايج ديگر محققين با افزايش سرعت پيشروي، RMSE انحراف عرضي و Nout افزايش پيدا كرده است.

Automation of tractors due to their widespread use in different sectors e.g. agriculture, construction and industry have been seriously considered by researchers. In this study a tele-steering system for tractor was designed and constructed to controling and steering so the operator can control the tractor even far away from the stressful condition of tractor cab. A CCTV camera and an electric motor were used in order to view the path and to rotate the steering shaft accordingly. Bilateral communication between the control center outside the tractor and control unit on the tractor was provided by a Wireless Local Area Network (WLAN). To evaluate the effect of relevant parameters on system performance camera position, steering shaft rotational speed and tractor ground speed were selected as experimental factors in a completely randomized design. Root mean square of error (RMSE) of lateral deviations and frequency of out of range around the reference route (Nout) were used as criteria in variance analysis. The results for two different ground surfaces with three replications showed that the performance of system had less sensitivity on soil surface and had better stability because of deformable structure and condition of soil compare to asphalt. Steering speed alone had no effect on the accuracy of tractor guidance. This is because the accuracy of the system mainly depends on capability, skillfulness and mental concentration of the operator. The position of the camera installed in front of the tractor had higher accuracy than that of rear camera. Moreover, by increasing ground speed the RMSE of lateral deviations and Nout increased and this is in agreement with the results of previous research works.