Introduction d'un modèle de saut de ligne dans la planification de la couverture complète des champs agricoles

Dans cet article, présenté lors de la conférence ICARA 2023, une méthode CCPP en une étape qui peut fournir un chemin de couverture avec un motif de saut de rangée est proposée. L'approche présentée maximise la zone couverte tout en minimisant les chevauchements, la longueur du chemin non fonctionnel, le nombre de virages contenant des mouvements inversés et le temps de déplacement global. Elle couvre automatiquement les fourrières tout en tenant compte de la géométrie du robot et de son outil. Nous avons comparé l'approche proposée avec notre approche précédente et nous avons montré que la prise en compte du modèle séquentiel et du modèle de saut de ligne augmente la possibilité de trouver la solution optimale. Cela augmente également la capacité d'une approche CCPP à trouver une solution appropriée pour une variété de paramètres et de formes de champs.

Au cours des deux dernières décennies, un effort évolutif a été déployé dans le secteur agricole pour développer des systèmes autonomes efficaces capables d'effectuer des opérations courantes dans les champs, notamment la récolte, le fauchage et la pulvérisation. L'un des principaux objectifs de ces systèmes autonomes est d'augmenter la production tout en réduisant les coûts et les dommages causés à l'environnement. En raison de la nature de ces tâches, les techniques de planification de trajectoire à couverture complète sont essentielles pour déterminer la meilleure trajectoire qui couvre l'ensemble du champ tout en tenant compte des caractéristiques du terrain, des besoins opérationnels et des propriétés du robot. Dans cette étude, nous proposons une nouvelle approche de planification de trajectoire à couverture complète pour définir la trajectoire idéale d'un robot à roues dans un champ agricole. Pour identifier toutes les solutions réalisables satisfaisant un ensemble de contraintes prédéfinies, une méthode basée sur l'exploration des arbres est d'abord proposée pour examiner les schémas de saut de ligne. Ensuite, la solution la plus optimale est sélectionnée par une méthode de sélection. Les objectifs de la méthode de sélection sont de maximiser la surface couverte tout en minimisant les chevauchements, la longueur du chemin non fonctionnel, le nombre de virages contenant des déplacements en sens inverse et le temps de déplacement global. Nous avons montré sur 6 géométries de champs réelles que l'approche du saut de ligne offrait des avantages en termes de réduction de la taille requise des tournières, et permettait souvent de diminuer le nombre de mouvements inverses nécessaires et les chevauchements, tout en augmentant la surface couverte.