Группа специалистов Центра автоматизации и робототехники (CAR), совместного центра Национального исследовательского совета Испании (CSIC) и Мадридского политехнического университета (UPM), полностью автоматизировала коммерческий электромобиль Renault Twizy, превратив его в автономную платформу для осмотра сельскохозяйственных культур. Система, позволяющая управлять рулевым управлением, торможением и ускорением автомобиля без участия человека, продемонстрировала свою точность и безопасность на экспериментальных и коммерческих виноградниках, доказав эффективность инструмента в управлении сельскохозяйственными культурами.
Для достижения этого результата исследовательская группа оснастила автомобиль распределённой системой управления на основе шины CAN – технологии, позволяющей устройствам взаимодействовать друг с другом внутри автомобиля без необходимости использования центрального компьютера. Эта система объединяет модули рулевого управления, ускорения и торможения, обеспечивая управление автомобилем без участия человека. Используя технологию «drive-by-wire», которая позволяет заменить традиционные механические органы управления, такие как педали газа и тормоза, электронными системами, каждый модуль преобразует цифровые команды бортового компьютера в электрические сигналы, управляющие исполнительными механизмами автомобиля.
Кроме того, автомобиль оснащён контроллерами, использующими алгоритмы нечёткой логики для имитации человеческого мышления во время вождения. Эта стратегия обеспечивает плавное и стабильное вождение даже по неровной местности без необходимости использования точных математических моделей. «Модульность конструкции облегчает обслуживание и расширение системы новыми датчиками или алгоритмами», — отмечает Анхела Рибейро, исследователь из CSIC, руководившая этим исследованием, опубликованным в журнале Smart Agricultural Technology .
После этапа испытаний на трассе машина прошла испытания на экспериментальных виноградниках в Арганда-дель-Рей (Мадрид), а затем на коммерческих виноградниках винодельни Terras Gauda (Понтеведра). В ходе испытаний система успешно маневрировала между рядами виноградников и выполняла маневры без участия человека, поддерживая стабильную скорость от одного до трёх километров в час. Эти характеристики делают её идеальным инструментом для мониторинга посевов, обнаружения вредителей и оценки урожайности с применением методов точного земледелия.
Исследование показывает, что коммерческие электромобили могут быть перепрофилированы для выполнения сельскохозяйственных задач, что значительно сокращает затраты на разработку новых роботов. Адаптированный Renault Twizy сохраняет структурную и энергетическую надежность коммерческого автомобиля, но при этом включает в себя распределенный интеллект и передовые датчики, такие как RGB-D-камеры для получения цветных изображений и определения расстояния до объектов, а также высокоточные GNSS-приёмники, обрабатывающие спутниковые сигналы для точного определения своего географического положения.
Эта работа представляет собой значительный шаг вперед в развитии Сельского хозяйства 4.0, где робототехника, искусственный интеллект и автоматизация играют важную роль в разработке точных агротехнических приемов в растениеводстве, оптимизируя ресурсы на основе актуальных данных.
Исследование является частью проектов FlexiGroBots (EU-H2020), Agrobots (PIE-CSIC) и iRoboCity2030-CM, которые направлены на разработку робототехники и систем искусственного интеллекта для сельского хозяйства. «Наша цель состояла в том, чтобы продемонстрировать, что электромобиль для городских условий может успешно адаптироваться к сельскохозяйственным условиям, сохраняя точность, безопасность и автономность», — заключает автор исследования Хосе М. Бенгочеа-Гевара.
Источник: CSIC.
