27 мая 2020

Как автоматизация комбайнов помогает экономить ресурсы во время сбора урожая

Как автоматизация комбайнов помогает экономить ресурсы во время сбора урожая

Фото 1. Работа нейронной сети: так "мозг" беспилотного комбайна видит полевую сцену.

Те две недели в году, когда нужно собрать весь урожай – самые важные в сельскохозяйственном цикле, и они остро нуждаются в оптимизации. 

У операторов комбайна есть время с 8-9 утра до темноты, и на протяжении 12-14 часов они должны следить за огромным количеством вещей. С одной стороны, необходимо ровно вести комбайн, не оставляя «петухов», то есть непрокошенных участков, с другой – контролировать процесс обработки зерна: ускоряться или замедляться в зависимости от особенностей участка, регулировать скорость вращения мотовила, менять режимы подбарабанья, следить за параметрами доочистки и довыбивания зерна. Это означает, что механизаторы должны попеременно смотреть вперед – мониторить препятствия, вбок – чтобы следить за краем жатки и кромкой поля, и назад – оценивать качество зерна на выходе.

беспилотный комбайн

Фото 2. Беспилотный комбайн с Cognitive Agro Pilot убирает урожай в СПК «Межениновский» Томской области

У комбайнера есть личная цель – собрать как можно больше зерна и при этом не попасть в неприятности, например, не задавить случайно человека или не перемолоть камень. Поэтому на практике он фокусируется на вождении и практически не обращает внимания на параметры сбора урожая.

Но рулить 12-метровым по ширине жатки комбайном непросто. Из-за неидеальных поворотов остаются большие непрокошенные полосы, плюс к концу смены начинаются аварии – механизаторы от усталости пропускают опоры ЛЭП или врезаются в тракторы.

Если облегчить процесс руления комбайном, то можно повысить количество собранного урожая на 6-8% и не бояться опасных инцидентов в поле.

Как это сделать? 

Например, установить на комбайны "когнитивного пилота", который будет следить за траекторией движения и управлять машиной. Его центральный компонент – это небольшая двухмегапиксельная камера, которая устанавливается на кронштейн зеркала комбайна и с помощью нейросети анализирует ситуацию в поле: смотрит, ровно ли едет комбайн и нет ли впереди препятствий. Освободившись от необходимости напряженно смотреть вперед 12 часов подряд, механизатор сможет более тщательно следить за качеством сбора зерна.

Видео 1. Основные принципы и преимущества работы системы автономного управления

Что конкретно делает автопилот:

  1. Он ведет комбайн, используя один из трех режимов: по кромке скошенной культуры или обработанной земли, по рядку или по валку.

  2. Он следит за расстоянием между проходами и ведет комбайн так, чтобы оставлять как можно меньше "петухов".

  3. Он распознает препятствия и сам принимает решение, что делать: объезжать, тормозить или заранее предупреждать комбайнера.

  4. Он поддерживает оптимальную скорость движения для той культуры, которую собирает комбайн.

Основная функция "когнитивного пилота" сейчас – это не заменить механизатора, а снять с него необходимость пристально следить за тем, куда едет комбайн, а также исключить человеческий фактор из длительной монотонной работы.

Видео 2. Разворот беспилотного комбайна, в том числе, и в темное время суток.

Из чего состоит автопилот?

Первое, это видеокамера. Затем в кабину оператора устанавливается специальный дисплей, через который можно настраивать автопилот и получать от него предупреждения. Под кабину ставится блок управления – "мозг", который обрабатывает, а точнее, понимает видеоинформацию с камеры и дает управленческие команды на CAN-шину. К ней, соответственно, подключается специальный модуль, принимающий эти команды.

беспилотный комбайн

Фото 3. Основные элементы Cognitive Agro Pilot умещаются в небольшом чемодане.

Если комбайн старше пяти лет, то могут потребоваться дополнительные детали: датчик поворота колес и насос-дозатор в систему гидравлики.

Сколько получится сэкономить?

По статистике компании Cognitive Pilot, из-за усталости оператор комбайна к концу смены пропускает до одного метра от длины жатки. Если машина двигается со скоростью 10 км/ч, то за четыре часа она пропустит примерно четыре гектара поля. На следующий день механизатору придется потратить дополнительно три часа, чтобы собрать пропущенные колосья, а за четыре дня он таким образом увеличит продолжительность своей работы на сутки. Итого, время сбора всего урожая увеличивается на 25%.

Помимо того, что владельцы поля теряют время, им также приходится дополнительно тратить деньги на горюче-смазочные материалы. Если уровень расхода топлива составляет 20 л/га, то на непрокошенные четыре гектара потребуется 80 литров топлива. Если один литр стоит примерно 45 руб., то в итоге дополнительные траты составят 3600 руб. за смену. За 20 дней получится 72 000 руб., а автопарк из 10 машин потеряет 720 000 руб.

   
Видео 3. Отзыв Виктора Карбышева, директора СПК "Межениновский" (Томская обл.).

Автопилот позволяет избежать пропусков участка, следовательно, экономит затраты на топливо. Благодаря тому, что он берет руление на себя, механизатор может следить за качеством сбора зерен, что повышает количество собранной массы. Также автопилот минимизирует количество аварий, что тоже экономит собственникам деньги.

И напоследок: механизаторы часто приезжают на поле вахтовым методом. Владелец поля или агроном их не знает и не может предсказать качество их работы. А механизаторы не заботятся о технике, их волнует только количество собранного зерна и бонус за него. Автоматизация помогает обезопасить технику и сделать процесс сбора урожая максимально эффективным.

Популярные статьи