Einführung eines Skip-Row-Musters bei der vollständigen Erfassungspfadplanung für landwirtschaftliche Flächen

In diesem Papier, das auf der ICARA-Konferenz 2023 vorgestellt wurde, wird eine einstufige CCPP-Methode vorgeschlagen, die einen Abdeckungspfad mit einem Skip-Row-Muster bereitstellen kann. Der vorgestellte Ansatz maximiert die abgedeckte Fläche und minimiert gleichzeitig Überlappungen, die Länge der nicht funktionierenden Pfade, die Anzahl der Kurven mit Rückwärtsbewegungen und die Gesamtfahrzeit. Es deckt die Landzungen automatisch ab und berücksichtigt dabei sowohl die Geometrie des Roboters als auch seines Arbeitsgeräts. Wir haben den vorgeschlagenen Ansatz mit unserem vorherigen Ansatz verglichen und gezeigt, dass die Berücksichtigung sowohl des sequentiellen Musters als auch des Skip-Row-Musters die Wahrscheinlichkeit erhöht, die optimale Lösung zu finden. Es erhöht auch die Fähigkeit eines CCPP-Ansatzes, eine geeignete Lösung für eine Vielzahl von Parametern und Feldformen zu finden.

In den letzten zwei Jahrzehnten wurden im Agrarsektor fortschrittliche Anstrengungen unternommen, um effiziente autonome Systeme zu entwickeln, die gängige Feldarbeiten wie Ernten, Mähen und Besprühen durchführen können. Eines der Hauptziele dieser autonomen Systeme ist es, die Produktion zu steigern und gleichzeitig die Kosten und Umweltschäden zu senken. Aufgrund der Art dieser Aufgaben sind Techniken zur vollständigen Pfadplanung von entscheidender Bedeutung, um den besten Pfad zu ermitteln, der das gesamte Feld abdeckt und dabei die Geländeeigenschaften, Betriebsanforderungen und Robotereigenschaften berücksichtigt. In dieser Studie schlagen wir einen neuartigen Ansatz zur Planung des kompletten Erfassungsweges vor, um den idealen Weg für einen Radroboter durch ein landwirtschaftliches Feld zu definieren. Um alle möglichen Lösungen zu identifizieren, die eine Reihe vordefinierter Einschränkungen erfüllen, wird zunächst eine Methode vorgeschlagen, die auf der Erkundung von Bäumen basiert und Muster untersucht, bei denen Reihen übersprungen werden. Zweitens wird die optimalste Lösung mithilfe einer Auswahlmethode ausgewählt. Die Auswahlmethode zielt darauf ab, die abgedeckte Fläche zu maximieren und gleichzeitig Überlappungen, die Länge der nicht funktionierenden Pfade, die Anzahl der Kurven mit Rückwärtsbewegungen und die Gesamtfahrzeit zu minimieren. Wir haben anhand von sechs realen Feldgeometrien gezeigt, dass das Reihensprungverfahren Vorteile in Bezug auf die Reduzierung der erforderlichen Landzunge bietet und oft dazu beitrug, die Anzahl der erforderlichen Rückwärtsbewegungen und der Überlappungen zu verringern und gleichzeitig die abgedeckte Fläche zu vergrößern.