CC BY
39
05.20.02 ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ
05.20.02
УДК 005.519.6:631
DOI: 10.24412/2227-9407-2021-6-37-46
Проект комплексного применения беспилотных наземных и воздушных роботов в агротехнологиях
А. М. Башилов , В. А. Королёв
Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), Москва, Россия
*Ъа$Ы1оу@тЪох. ги
Аннотация
Введение. Применение системного подхода - неотъемлемый атрибут современного этапа развития и повышения эффективности агропроизводства. Он предполагает рассмотрение объекта аграрного производства (ОАП), как самоорганизующуюся и саморазвивающуюся в условиях динамично изменяющего окружения структуру. Техногенная часть агросистемы «подстраивается» под реальные характеристики и условия существования ОАП. Решение системных задач в сложнейших агротехнологических системах требует использования инновационных технических решений в области управления, а также применения исполнительных рабочих органов со щадящим воздействием на ОАП и окружающую среду.
Материалы и методы. Данные решения возможно реализовать на основе разработки и внедрения в агропро-изводстве многофункциональных наземных и воздушных роботизированных агрегатов, алгоритмы функционирования которых обеспечивают реализацию способностей к самообучению, самопрограммированию и самоорганизации.
Результаты. Рассмотрены системы роботизированных агрегатов, взаимодействующих друг с другом в ходе выполнения агротехнологических процессов. Взаимодействуя между собой, агрегаты контролируют технологические характеристики процессов и выполняют обследование условий обитания ОАП. После обработки реальной информации прорабатывают прогнозные сценарии изменения состояния ОАП и формализуют алгоритмы управления техногенным оборудованием. Реализация алгоритмов включает применение наземных и воздушных роботизированных агрегатов, в том числе беспилотных.
Обсуждение. Группы наземных и воздушных роботизированных агрегатов структурированы на агрегаты, выполняющие текущие технологические операции штатных технологических процессов, агрегаты оперативного изменения состояния ОАП. Важным компонентом их систем управления являются системы технического зрения. Предиктивные алгоритмы управления позволяют учесть наиболее вероятные изменения хода процессов.
Заключение. Управление беспилотными роботизированными наземными и воздушными агротехнологиями рационально использовать в реализациях высокоэффективных энергосберегающих агротехнологий производства экологически чистой продукции в растениеводстве и животноводстве.
Ключевые слова: агроробот, агротехноценоз, аэрокоптер, видеомониторинг, модели, роботизированный комплекс, структура, управление.
Для цитирования: Башилов А. М., Королёв В. А. Проект комплексного применения беспилотных наземных и воздушных роботов в агротехнологиях // Вестник НГИЭИ. 2021. № 6 (121). С. 37-46. DOI: 10.24412/22279407-2021-6-37-46
© Башилов А. М., Королёв В. А., 2021
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License. The content is available under Creative Commons Attribution 4.0 License.
Project of integrated application of unmanned ground and aerial robots in agricultural technologies
A. M. Bashilov *, V. A. Korolev
Moscow Aviation Institute (National Research University), Moscow, Russia
*bashilov@inbox. ru
Abstract
Introduction. The use of a systemic approaches is an integral part of the modern stage of development and efficiency of agricultural production. It involves considering of the agricultural production object (APO) as a self-organizing and self-developing structure in a dynamic environment. The technological part of the agrarian system «adjusts» to the real characteristics and conditions of existence of the APO. Solving systemic problems in the most complex agrarian technological systems requires the use of innovative technical solutions in the field of management, as well as the application of executive working bodies with a gentle impact on the APO and the environment.
Materials and methods. These solutions can be implemented through the development and implementation of multifunctional terrestrial and aerial robotic units in agricultural production, algorithms of the operation of which ensure the realization of abilities to self-learning, self-programming and self-organization.
Results. The systems of robotic units interacting with each other in the course of agrotechnological processes are considered. Interacting with each other, the units control the technological characteristics of the processes and perform a survey of the habitat of the APO. After processing real information, the predictive scenarios of the state change of the APO are worked out and the algorithms of the management of man-made equipment are formalized. The implementation of algorithms includes the use of ground and air robotic units, including unmanned ones. Discussion. Groups of ground and air robotic units are structured into units performing current technological operations of regular processes, units of operational change of the state of APO. An important component of their control systems are technical vision systems. Predictive management algorithms allow you to take into account the most likely changes in the course of processes.
Conclusion. Management of unmanned robotic terrestrial and air agrotechnology is rationally used in the implementation of high-efficiency energy-saving agrarian technologies of the production of environmentally friendly products in crop and livestock production.
Key words: agrarian technological system, robotic complex, structure, model, agrarian robot, copter, video monitoring, management.
For citation: Bashilov A. M., Korolev V. A. Project of integrated application of unmanned ground and aerial robots in agricultural technologies // Bulletin NGIEI. 2021. № 6 (121). P. 37-46. DOI: 10.24412/2227-9407-2021-6-37-46
Введение
Для повышения уровня точного аграрного производства необходимо развивать новые научно-технические подходы по роботизации и автоматизации технологических процессов, особенно в условиях территориально рассредоточенного размещения сельскохозяйственных объектов и при отсутствии достаточных трудовых ресурсов [1; 2; 3].
В животноводстве для индивидуального ухода за животными и эффективного управления стадом предполагается создание «робота-пастуха», в растениеводстве - «робота-технолога полей», в природопользовании - «робота-инспектора территорий». Такие решения возможно осуществить на основе разработки многофункциональных наземных агророботов и воздушных аэрокоптеров, с алгоритмами самообучения, самопрограммирования и самоорганизации.
Биоагротехнологизация роботов с разработкой уникальных и оригинальных интеллектуально насыщенных функций, адаптированных в современное сельское хозяйство, позволит существенно повысить уровень и изменить условия производства агропродукции, столь необходимые и привлекательные, особенно для молодых специалистов [4; 5].
Цель статьи: разработка проблемы эффективного применения роботизированных комплексов в сельском хозяйстве на основе беспилотных наземных и воздушных средств.
Материалы и методы Система управления движением наземных мобильных агророботов Логика движения роботизированных мобильных самоходных агрегатов любого применения основывается на информации средств технического зрения СТЗ и датчиков-дальномеров. Рас-
смотрим вопросы управления движением агроро-ботов АР [6; 7].
При использовании АР для обработки пропашных культур система управления обеспечивает детекцию препятствий на пути движения и отслеживание междурядий растений. Техническое зрение применяют для уточнения границ рабочей зоны функционирования АР и расчёта расстояний
между препятствиями и растениями. Компьютер обрабатывает видеопоток, выделяет препятствия и растения на фоне почвы. Для поиска препятствия на пути следования на АР установлен ультразвуковой сонар.
Исходя из сигналов и данных, получаемых с СТЗ и сенсора, блок управления роботом принимает решения о дальнейшем движении АР (рис. 1).
Система технического зрения / Technical vision system
B > b
B < b
B > B h < h0
h > h0
Блок управления роботом / Robot control unit
Объезд препятствий / Bypassing obstacles
Сонар / Sonar
h > h0
h < h0
h > h0 Движение по траектории / Moving on a trajectory
B < B h < h0
B > B Разворот / Centerfold
Рис. 1. Логика управления движением агроробота B - ширина трассы движения робота; h0 - допустимый просвет между препятствием и агророботом; b, h - соответственно действительные значения просвета для проезда агроробота и расстояния до препятствия
Fig. 1. The logic of managing the movement of the agrarian robot B - the width of the robot's path; h0 - the permissible clearance between an obstacle and the agrarian robot; b, h - respectively, the valid clearance values for the passage of the agrarian robot and the distance to the obstacle
Источник: разработано авторами
СТЗ включает блоки ввода, обработки, визуализации видеоизображения. Здесь осуществляется считывание и задание параметров (размер, тип) видеоизображения, поступающего с видеокамеры, выделение контуров междурядий, нанесение маркера на рабочую полосу (междурядье). Поскольку при дальнейшей работе с видеоизображениями информация о цвете не нужна, выполняется преобразование RGB-изображений в черно-белое с использованием фильтра зелёного цвета [8]. Для ликвидации шумов изображения используется алгоритмическая фильтрация с сохранением резких перепадов яркости. Определение прямых линий осуществляется на основе математических преобразований.
В каждый момент времени с СТЗ АР на блок контроля траектории поступает видеоинформация, содержащая рабочую область с междурядьем растений. Видеоинформация обрабатывается, выполняется детекция прямых линий. На основе информации о линиях формируется сигнал управления, который подаётся на приводы тяговых двигателей для поворота.
Дифференцированное внесение удобрений, пестицидов и дифференцированный посев в системе точного земледелия осуществляются, как правило, наземной техникой, оснащённой автоматизирован-
ной системой управления и контроля технологическим процессом, приёмниками ГЛОНАС/GPS, коммуникациями КОВ^ [9].
Система управления движением мобильных аэророботов
В сельскохозяйственной практике беспилотные летательные аппараты БЛА используют для: выполнения инвентаризации сельхозугодий, создания электронных карт полей, оценки всхожести агрокультур, инспекции фитосанитарного состояния посевов, оценки качества внесения удобрений и средств защиты растений, прогноза урожайности, контроля текущего состояния агроценозов и выполнения агротехнических работ в режиме реального времени, экологического мониторинга сельскохозяйственных и лесных угодий [10].
По сравнению с наземной техникой БЛА даёт ряд преимуществ:
- отсутствие физического контакта с почвой и её уплотнения;
- высокая манёвренность перемещения по сложным траекториям;
- более широкая площадь мониторинга и обработки;
- более качественная выборочная обработка культур.
Для решения задач оперативного дистанционного получения видеоинформации при управлении агротехнологиями, в опасных и труднодоступных зонах, для удалённой инспекции территорий и т. п. можно использовать пилотируемые вертолёты, спутниковую съёмку, беспилотные летающие роботы [11]. По экономическим и другим соображениям (отсутствие опасности для экипажа во время полёта, отсутствие необходимости длительной подготовки экипажа, высокая манёвренность и др.) целесообразно использовать аэроробот. Существуют два основных типа: самолётный и вертолётный. Последний не имеет ограничений по условиям запуска и управления режимами полёта и позволяет получать более детальное изображение выборочных фраг-
ментов возделываемого угодья или сельскохозяйственных культур.
Основные задачи:
- взаимодействие беспилотного летательного аппарата с наземной платформой сервисного обслуживания;
- взаимодействие беспилотного летательного аппарата с центром управления агротехнологиче-скими процессами.
Сложность решения данной задачи связана с проблемами движения БЛА по алгоритмам агротех-нологических обработок, с посадкой и работой на наземной платформе (смена рабочих органов и аг-ротехнологических ресурсов), с роботизированным дистанционным управлением группой БЛА.
Рис. 2. Система многоуровневого мониторинга и дистанционного управления мобильными агрегатами: 1 - центр управления аграрной территорией; 2 - базовая станция приёма-передачи информации; 3 - канал связи со спутником; 4 - орбитальный спутник; 5 - средство дистанционного зондирования земли; 6 - канал связи с беспилотным воздушным аппаратом; 7 - беспилотный аэрокоптер; 8 - средство воздушного видеонаблюдения; 9 - канал связи с наземным мобильным агрегатом; 10 - подвижный агрегат агроробота;
11 - средство наземного видеонаблюдения; 12 - регулируемый рабочий орган агроробота; 13 - агропроизводственная зона; 14 - участок, инспектируемый аэрокоптером; 15 - обрабатываемая зона; 16 - зона роста и развития растения; 17 - площадка для размещения мобильных роботизированных средств Fig. 2. Multi-level monitoring and remote-control system for mobile units: 1 - the center of management of the agricultural territory; 2 - the base station of the information-transmission; 3 - satellite communication channel; 4 - Orbital Satellite; 5 - a remote sensing tool for the ground; 6 - communication channel with a pilot-free aircraft; 7 - unmanned copter; 8 - air surveillance tool; 9 - a channel of communication with the terrestrial mobile agregate; 10 - a mobile unit of the agrarian robot; 11 - a means of ground surveillance; 12 - a regulated working body of the agrarian robot; 13 - agrarian producing zone; 14 - the site inspected by the aerocopter; 15 - treated area; 16 - the zone of growth and development of the plant; 17 is a platform for mobile robotics Источник: разработано авторами
Результаты и обсуждение
Многоуровневая комплексная система роботизированного управления агротехнологиями
Наиболее интересным решением может быть использование наземных и воздушных мобильных роботизированных средств на основе единой платформы видеоцифрового управления [12]. Это - новое научное направление совершенствования агротехнологических процессов в растениеводстве и животноводстве, позволяющее осуществлять более глубокую автоматизацию аграрного производства.
Эффективность практической реализации будет заключаться в энергосберегающем совершенствовании агротехнологий, в более бережливом управлении живыми самоорганизующимися сельскохозяйственными системами производства - аг-ротехноценозами.
На рис. 2 приведена принципиальная схема многоуровневой комплексной системы роботизированного управления агротехнологиями.
Предлагается рассмотреть вариант совместного, взаимно дополняющего использования наземных агророботов и воздушных аэрокоптеров. При этом наземные агророботы осуществляют последовательно-поточное пространственно-временное (челночное) обслуживание сельскохозяйственных угодий по традиционным, сплошным траекториям
движения, а воздушные аэрокоптеры осуществляют дополнительное, выборочно-дифференцированное, по воздушным перемежающимся траекториям. Совместное взаимодействие агророботов и аэроко-птеров должно осуществляться с единой мобильной или передвижной платформы, управляющей видеоцифровым мониторингом и агротехнологиче-ским обслуживанием угодий (например, полей и пастбищ).
Предлагаемые технические решения позволяют, в общем случае, построить мобильные системы дистанционного наблюдения за объектами аграрного производства и территориями любой протяжённости и размеров.
Видеоцифровой мониторинг на основе технического зрения обеспечивает наблюдение и отслеживание динамических пространственно-временных изменений объектов сельскохозяйственного угодья. По результатам мониторинга при реализации информационно-аналитических операций обнаружения и идентификации осуществляют управление агророботами и аэрокоптерами с рабочими исполнительными механизмами и видеоцифровым контролем выполняемых технологических процессов. На рис. 3 приведена обобщённая схема формирования алгоритмов мониторинговых (поисково-разведывательных) и агротехнологических (исполнительно-преобразовательных) действий роботизированного комплекса.
Наведение Targeting
Сервисная платформа / Service platform
Агроробот / Agricultural robot Движение / Movement ( Аэрокоптер / Copter
Управление / Management
Технологический
процесс / Technology process
Система мониторинга / Monitoring system
Управление Management
Технологический
процесс / Technology process
Система мониторинга / Monitoring system
Исполнительные механизмы / Executive mechanisms
Действие Action
Видеоцифровые Исполнительные камеры / Video механизмы / Executive digital cameras mechanisms
Видеоцифровые камеры / Video digital cameras
Рис. 3. Схема формирования алгоритмов управления роботизированным комплексом Fig. 3. Scheme of formation of algorithms for the management of robotic complex Источник: разработано авторами
Концептуальная модель системы управления сельскохозяйственным роботизированным комплексом
Описание текущего состояния sy земельного угодья и возделываемой агрокультуры можно концентрированно выразить упорядоченным систем-нометрическим набором (кортежем) параметров [13]:
S у Су, Vy, Eyi Ny, Fy
где Cy - координаты земельного угодья; Vy - фаза развития агроценоза; Ey - урожайность агрокультуры; Ny - число агротехнологических зон; Fy - режим агротехнологического процесса.
Описание текущего состояния ug наземного агроробота можно выразить кортежем аналогичных параметров:
Sy =< Cg,Vg, Eg, Ny, Fg >,
где Cg - координаты агроробота;, Vg - скорость агроробота; Eg - запас энергии питания агроробота; Tg - длительность работы агроробота; Fg - режим функционирования агроробота.
Для описания текущего состояния и, беспилотного аэрокоптера можно использовать кортеж параметров, относящихся к его действиям:
Sy=<Ci,Vi,Ei,Ni,Fi>, где С, - координаты аэрокоптера; V] - скорость аэрокоптера; E, - объём заряда аккумулятора аэрокоптера; T - длительность полёта аэрокоптера; Fi -режим функционирования аэрокоптера.
Описание текущего состояния pj наземной сервисной платформы можно выразить упорядоченным системнометрическим набором следующих параметров:
ру =< Cj, Vj, Ej, Nj, Fj >, где Cj - координаты платформы; Vj - скорость платформы; Ej - энергия платформы; Nj - число роботов на платформе; Fj - режим функционирования платформы.
Результатом взаимодействия агророботов ug и аэрокоптеров и, с платформой роботизированного управления pj является получение задания и приобретение рабочего органа для выполнения агротех-нологической операции (предоставление услуги)
на территории сельскохозяйственного угодья (пространства возделывания агрокультуры), состоящей в обслуживании еит роботов (обновления источника энергии, электронной карты, программы агротехнологических работ) или обслуживания по замене исполнительного рабочего органа и программы его работы (контейнера, пробоотборника, лазера, видеокамеры, съёмника плодов и др.) с ресурсами гит[14]:
В результате математического и программного моделирования разработана система оценивания и поддержки принятия решения о составе и количестве гетерогенных сельскохозяйственных комплексов, необходимых для обработки заданной площади угодия, погодных условий и других аспектов, влияющих на стоимость и скорость выполнения работ. Для практической реализации системы управления роботизированным комплексом разработана схема и принцип построения комбинированных наземных и воздушных беспилотных агротехнологии на единой платформе.
На рис. 4 схема реализации способа возделывания агрокультур по управляемым зонам.
С помощью аэрокоптеров выполняют дополнительные технологические воздействия на агрокультуру в различных зонах угодья, ускоряющие её развитие. Такие агротехнологические операции можно выполнять взаимосвязано, параллельно и одновременно путём группового аддитивно-перемежающего воздействия на депрессивные и продуктивные зоны развития агроценоза, с учётом изменений физиологических характеристик агрокультуры, весь период её развития. По установленным изменениям характеристик агрокультуры выполняют корректировку управления аэрокоптерами. Например, при ухудшении характеристик - усиливают стимулирующее воздействие, а при повышении - ослабляют.
Новизна рассмотренного в статье материала, алгоритмов и схем управления сложноорганизован-ными объектами аграрного производства подтверждена патентами [15; 16; 17; 18; 19; 20].
3
Рис. 4. Способ возделывания агрокультур по управляемым зонам: 1 - сервисная платформа управляющего комплекса; 2 - модули визуального контроля состояния агрокультур; 3 - сельхозугодье; 4 - аэрокоптер; 5 - рабочий орган для внесения стимулирующих препаратов; 6 - лазер; 7 - средство инфокоммуникационной связи; 8 - агроробот; 9 - зоны депрессивного развития агрокультур; 10 - зоны удовлетворительного развития агрокультур; 11 - зоны опережающего развития; 12 - технологические рабочие органы агроробота; 13 - направления стимулирующего физического или химического воздействия, усиливающего кооперативное биофизиологическое действие агрокультур от зон опережающего развития на развитие агрокультур в депрессивных зонах; 14 - направления обратного негативного кооперативного биофизиологического влияния агрокультур
депрессивных зон на развитие агрокультур в пограничных зонах Fig. 4. The scheme of formation of the algorithms for the management of robotic complex 1 - the service platform of the management complex; 2 - the modules of visual control of the state of crops; 3 - the farm; 4 - copter; 5 - working body for the introduction of stimulant drugs; 6 - laser; 7 - means of information communication; 8 - agrarian robot; 9 - zones of depressive development of crops; 10 - zones of satisfactory crop
development; 11 - areas of advanced development; 12 - technological working bodies of agrarian robot; 13 - directions of stimulating physical or chemical impact, strengthening the cooperative biophysiological action of crops from crops ahead of development in depressive zones; 14 - the reverse negative cooperative biophysiological impact of crops of depressive zones on the development of crops in border zones
Источник: разработано авторами
Заключение
В настоящее время в сельскохозяйственном производстве в недостаточной мере использованы информационно-управляющие ресурсы для повышения эффективности аграрного производства. Дальнейшее совершенствование агротехнологий целесообразно развивать с использованием мобильных наземных и воздушных роботизированных систем видеонаблюдения, компьютерной видеоаналитики, видеоцифрового управления.
Совокупность предложенных способов, алгоритмов и средств обработки видеоинформации, а
также их практическая реализация представляют собой решение актуальной научно-технической задачи управления взаимодействием сельскохозяйственных робототехнических комплексов, имеющей важное значение для развития и совершенствования аграрной отрасли, повышения производительности и продовольственной безопасности.
Современный рынок видеоцифровой и компьютерной техники позволяет успешно решать задачи видеороботизированного управления аграрным производством и делать условия труда более привлекательными и комфортными.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Липкович Э. И., Серегин А. А. Интеллектуализация технического оснащения АПК // АПК: Экономика, управление. 2015.№ 1. С. 63-75.
2. ВасильевМ. А., Васильев С. А., Лопоткин А. М. Применение методов и технических средств контроля противоэрозионных технологий на агроландшафтах склоновых земель // Природообустройство. 2020. № 2. С.14-19.
3. ЕруноваМ. Г., Шпедт А. А., Якубайлик О. Э., ТрубниковЮ. Н. Геопространственная база данных цифро-визации системы земледелия Красноярского края // Достижения науки и техники АПК. 2019. Т. 33. № 7. С. 56-61.
4. Киртан Джха. Комплексный обзор по автоматизации в сельском хозяйстве с использованием искусственного интеллекта // Искусственный интеллект в сельское хозяйство. Том 2. 2019. С. 1-12. https://doi.org/10.1016/j .aiia.2019.05.004.
5. Сами Ханал, Джон Фултон, Скотт Ширер. Обзор текущих и потенциальных применений теплового дистанционного зондирования в точном земледелии // Компьютеры и электроника в сельском хозяйстве. Том 139. 2017. С. 22-32.
6. Дамьяновски Владо. CCTV. Библия видеонаблюдения. Издательство: Security Focus, второе издание с дополнением и изменениями. 2018. 470 с.
7. Каляев И. А., Гайдук А. Р., Капустян С. Г. Модели и алгоритмы коллективного управления в группах роботов. М. : ФИЗМАТЛИТ. 2009. 280 с.
8. Sinha P. K. Image Acquisition and Preprocessing for Machine Vision Systems // SPIE.DigitalLibrary. 2012. https://doi.Org/10.1117/3.858360.
9. Шапиро Л., Стокман Дж. Компьютерное зрение. Пер. с англ. 2-е изд. М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013. 752 с.
10. Пешехонов В. Г. Навигация и управление движением. СПб. : ГНЦ РФ АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2019. 394 с.
11. Смирнов И. Г., Марченко Л. А., Личман Г. И., Мочкова Т. В., Спиридонов А. Ю. Беспилотные летательные аппараты для внесения пестицидов и удобрений в системе точного земледелия // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2017. № 3. С. 10-16. DOI: 10.22314/2073-7599-2018-11-3-10-16
12. Olsen R. C. Remote Sensing from Air and Space. Second Edition // SPIE.DigitalLibrary. 2016. https://doi.org/10.1117/3.2234477.
13. ЗубаревЮ. Н. Агротехнологии XXI века. Пермь : Изд-во ИПЦ «Прокростъ», 2015. 241 с.
14. Адизес И. К. Управление жизненным циклом корпорации / Пер. с англ. А. Сефарян. СПб. : Питер, 2014. 384 с.
15. Schachter Bruce ./.Automatic Target Recognition, Second Edition // SPIE.DigitalLibrary. 2017. https://doi.org/10.1117/3.2276891.
16. Данелян Т. Я. Теория систем и системный анализ : Учебно-методический комплекс. М. : Ленанд, 2016. 360 c.
17. Нго К. Т., Нгуен В. В., Харьков И. Ю., Усина Е. Е., Шумская О. О. Функциональная модель взаимодействия БЛА с наземной роботизированной платформой при решении сельскохозяйственных задач // Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН. 2018. № 6-3 (86). С. 41-50.
18. Волкова В. Н. Системный анализ информационных комплексов. СПб. : Лань, 2016. 336 с.
19. Нго К. Т., Соленая О. Я., Ронжин А. Л. Анализ подвижных роботизированных платформ для обслуживания аккумуляторов беспилотных летательных аппаратов // Труды МАИ. 2017. № 95. С. 11.
20. Нго К. Т. Модели и алгоритмы автоматизации обслуживания и управления взаимодействием гетерогенных сельскохозяйственных робототехнических комплексов : автореферат дис. ... канд. техн. наук. Санкт-Петербург, 2019. 19 с.
Дата поступления статьи в редакцию 10.03.2021, принята к публикации 12.04.2021.
Информация об авторах: БАШИЛОВ АЛЕКСЕЙ МИХАЙЛОВИЧ,
д.т.н., профессор, профессор кафедры «Теоретическая электротехника»
Адрес: Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) МАИ, 125993, Россия, Москва, Волоколамское шоссе, 4 E-mail: [email protected] Spin-код: 3179-4782
КОРОЛЕВ ВЛАДИМИР АЛЕКСАНДРОВИЧ,
к.т.н., доцент, доцент кафедры «Теоретическая электротехника»
Адрес: Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) МАИ, 125993, Россия, Москва, Волоколамское шоссе, 4 e-mail: [email protected] Spin-код: 1290-7714
Заявленный вклад соавторов: Башилов Алексей Михайлович: разработка концептуальной модели системы управления сельскохозяйственным роботизированным комплексом, системы многоуровневого мониторинга и дистанционного управления мобильными агрегатами, способа возделывания агрокультур по управляемым зонам. Королев Владимир Александрович: разработка системы управления наземными мобильным агророботами и логики управления их движением, системы управления движением мобильных аэророботов, схемы формирования алгоритмов управления роботизированным комплексом.
Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
REFERENCES
1. Lipkovich Je. I., Seregin A. A. Intellektualizacija tehnicheskogo osnashhenija APK [Intellectualization of the technical equipment of the AIC], APK: Jekonomika, upravlenie [APC: Economy, Governance], 2015, No. 1, pp. 63—75.\
2. Vasil'ev M. A., Vasil'ev S. A., Lopotkin A. M. Primenenie metodov i tekhnicheskih sredstv kontrolya pro-tivoerozionnyh tekhnologij na agrolandshaftah sklonovyh zemel' [Application of methods and technical means of control of anti-erosion technologies on agricultural landscapes of slope lands], Prirodoobustrojstvo [Environmental management], 2020, No, 2, pp. 14-19.
3. Erunova M. G., Shpedt A. A., Yakubajlik O. E., Trubnikov Yu. N. Geoprostranstvennaya baza dannyh cifrovizacii sistemy zemledeliya Krasnoyarskogo kraya [Geospatial database of digitalization of the farming system of the Krasnoyarsk territory], Dostizheniya nauki i tekhniki APK [Achievements of science and technology of the agro-industrial complex], 2019, Vol. 33, No. 7, pp. 56-61.
4. Kirtan Dzhha, Aalap Doshi, Pudzhan Patel', Manan Shah Kompleksnyj obzor po avtomatizacija v sel'skom hozjajstve s ispol'zovaniem iskusstvennogo intellekta [Comprehensive review of automation in agriculture using artificial intelligence], Iskusstvennyj intellekt v Sel'skoe hozjajstvo [Artificial intelligence in agriculture], Vol. 2, 2019, pp. 1-12, https: doi.org,10.1016,j.aiia. 2019.05.004.
5. Sami Hanal, Dzhon Fulton, Skott Shirer. Obzor tekushhih i potencial'nyh primenenij teplovogo distancion-nogo zondirovanija v tochnom zemledelii [Overview of current and potential applications of thermal remote sensing in precision farming], Kompjutery i Jelektronika v sel'skom hozjajstve [Computers and electronics in agriculture], Vol. 139, 2017, pp. 22-32. http://dx.doi.org/10.10167j.compag.2017.05.001.
6. Dam'janovski Vlado. CCTV. Biblija videonabljudenija [CCTV Bible]. Publ. Security Focus, 2-nd ed., 2018,
470 p.
7. Kaljaev I. A., Gajduk A. R., Kapustjan S. G. Modeli i algoritmy kollektivnogo upravlenija v gruppah robotov [Models and algorithms of collective control in groups of robots], Moscow: FIZMATLIT, 2009, 280 p.
8. Sinha P. K. Imaging and preprocessing for machine vision systems, SPIE.DigitalLibrary, 2012. https://doi.org/10.111773.858360.
9. Shapiro L., Stokman Dzh. Komp'juternoe zrenie [Computer vision], 2-nd ed., Moscow: BINOM. Laboratori-ja znanij, 2013. 752 p.
10. Peshehonov V. G. Navigacija i upravlenie dvizheniem [Navigation and traffic management], Saint-Petersburg: Publ. «Koncern «CNII «Jelektropribor», 2019, 394 p.
11. Smirnov I. G., Marchenko L. A., Lichman G. I., Mochkova T. V., Spiridonov A. Ju. Bespilotnye letatel'nye apparaty dlja vnesenija pesticidov i udobrenij v sisteme tochnogo zemledelija [Unmanned aerial vehicles for pesticides and fertilizers in the precision farming system], Sel'skohozjajstvennye mashiny i tehnologii [Agricultural machinery and technology], 2017, No. 3, pp. 10-16. DOI: 10.22314,2073-7599-2018-11-3-10-16
12. Olsen R. S. Remote Sensing from Air and Space. Second Edition, SPIE.DigitalLibrary, 2016. https://doi.org/10.1117Z3.2234477.
13. Zubarev Ju. N. Agrotehnologii XXI veka [Agricultural technology of the 21st century], Perm': Publ. «Prokrost#», 2015, 241 p.
14. Adizes I. K. Upravlenie zhiznennym ciklom korporacii [Managing the lifecycle of the corporation], Saint-Petersburg: Piter, 2014, 384 p.
15. Schachter Bruce J. Automatic Target Recognition, Second Edition, SPIE.DigitalLibrary, 2017. https://doi.org/10.111773.2276891.
16. Daneljan T. Ja. Teorija sistem i sistemnyj analiz [Systems theory and system analysis: training-methodical complex], Moscow: Lenand, 2016, 360 p.
17. Ngo K. T., Nguen V. V., Har'kov I. Ju., Usina E. E., Shumskaja O. O. Funkcional'naja model' vzaimodejstvija BLA s nazemnoj robotizirovannoj plat-formoj pri reshenii sel'skohozjajstvennyh zadach [Functional model of UAV's interaction with a terrestrial robotic platform in solving agricultural problems], Izvestija Kabardino-Balkarskogo nauch-nogo centra RAN [Izvestia Kabardino-Balkar Research Center RAS], 2018, No. 6-3 (86), pp. 41-50.
18. Volkova V. N. Sistemnyj analiz informacionnyh kompleksov [Systemic analysis of information complexes], Saint-Petersburg: Publ. Lan', 2016, 336 p.
19. Ngo K. T., Solenaja O. Ja., Ronzhin A. L. Analiz podvizhnyh robotizirovannyh platform dlja obsluzhivani-ja akkumuljatorov bespilotnyh letatel'nyh apparatov [Analysis of mobile robotic platforms for maintenance of unmanned aerial vehicles' batteries], Trudy MAI [IAI's works], 2017, No. 95, pp. 11.
20. Ngo K. T. Modeli i algoritmy avtomatizacii obsluzhivanija i upravlenija vzaimodejstviem geterogennyh sel'skohozjajstvennyh robototehnicheskih kompleksov [Models and algorithms for automating the maintenance and management of the interaction of heterogeneous agricultural robotic complexes. Ph. D. (Engineering) thesis], St. Petersburg, 2019, 19 p.
The article was submitted 10.03.2021, accept for publication 12.04.2021.
Information about the authors: BASHILOV ALEXIS MIHAILOVICH,
Dr. Sci. (Engineering), Professor of Department «Theoretical Electrical Engineering» Address: Moscow Aviation Institute (National Research University), 125993, Russia, Moscow, Volokolam Highway, 4 E-mail: [email protected] Spin-Kog: 3179-4782
KOROLEV VLADIMIR ALEKSANDROVICH,
Ph. D. (Engineering), Associate Professor of the Department «Theoretical Electrical Engineering» Address: Moscow Aviation Institute (National Research University), 125993, Russia, Moscow, Volokolam Highway, 4 E-mail: [email protected] Spin-Kog: 1290-7714
Contribution of the authors:
Alexey M. Bashilov: development of a conceptual model of the agricultural robotic complex management system, a system of multi-level monitoring and remote control of mobile units, a method for cultivating agricultural crops in controlled zones.
Vladimir A. Korolev: development of control systems for ground-based mobile agrobots and logic for controlling their movement, control systems for the movement of mobile aerobots, schemes for the formation of control algorithms for the robotic complex.
All authors have read and approved the final version of the manuscript.
The authors declare no conflict of interest.
