Регистрация / Вход
Прислать материал

14.579.21.0119

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.579.21.0119
Тематическое направление
Информационно-телекоммуникационные системы
Исполнитель проекта
Акционерное общество "Когнитив"
Название доклада
Разработка программного комплекса оперативного мониторинга работы сельскохозяйственной техники с использованием систем высокоточного позиционирования
Докладчик
Минкин Юрий Игоревич
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Разработка комплекса научно-технических решений для создания программного комплекса оперативного мониторинга работы сельскохозяйственной техники с использованием систем высокоточного позиционирования для создания автоматизированных систем управления сельскохозяйственным производством, а также наблюдения за движением комбайнов нового поколения и другой уборочной техники, в интересах повышения эффективности уборочного процесса в агрокомплексе РФ.
Актуальность и новизна исследования
Признаками новизны предлагаемых ПНИЭР являются:
- разработка и применение новых научно-технических решений мониторинга динамических объектов полевых работ, а также дистанционного оптимального управления комбайнами;
- возможность реализации РИД, готовых к правовой охране.
Предлагаемые ПНИЭР не являются дублированием ранее проведённых и проводимых научно-исследовательских, опытно-конструкторских / опытно-технологических работ.
Описание исследования

В процессе выполнения ПНИЭР уже разработаны/ будут разработаны алгоритмы, отвечающие следующим требованиям и показателям:

Алгоритм приема и обработки телеметрической информации от сенсоров, установленных на уборочной технике: регистрация принятой информации на дисковый носитель, возможность одновременной обработки информации от не менее чем 20 датчиков.

Алгоритм предобработки и нормализации кадров входного видеоряда: доступ к набору последних полученных исходных и обработанных кадров видеоряда с частотой не менее 10 кадр/с, цифровая стабилизация изображения, нормализация кадров, скорость работы алгоритма не должна превышать 0,3 с. 

Алгоритм идентификации обнаруженных объектов с координатной информацией, поступающей от ГЛОНАСС/GPS датчиков, установленных на уборочной технике: преобразование координат кадра в GPS координаты, возможность идентификации не более 20 объектов, идентификация объектов - не более 0,7 с.

Алгоритм автосопровождения активных участников полевого процесса: возможность одновременного ведения не менее 20 объектов, скорость обработки не более 0.7 с, в независимости от числа сопровождаемых единиц уборочной техники.

Алгоритм сглаживания параметров траектории сопровождаемой уборочной техники: сглаживание параметров траектории (позиция, курс, вектор скорости) с использованием фильтрации и информации от ГЛОНАСС/GPS датчиков, точность определения позиции уборочной техники от 1 до 2 метров (при условии достаточной предыстории сопровождения цели). При использовании станций высокоточного GPS (типа trimble, xsense) более точное оценивание координат уборочной техники, точность оценки скорости движущейся цели не более 5 км/ч; работа в различных погодных и полевых условиях, кроме случаев недостаточной видимости.

Алгоритм мониторинга и экстраполяции (прогноза) маршрутов движения уборочной техники методами стохастической фильтрации для обеспечения экстраполяции траекторий движущейся уборочной техники на линейном участке маршрута - не более 15 с.

Алгоритм привязки маршрутов движения уборочной техники к карте местности: привязка к карте местности с точностью не более 10 метров, учет неровностей рельефа и препятствий по ходу движения каждой сопровождаемой единицы уборочной техники с последующим оперативным информированием комбайнеров и водителей соответствующей уборочной техники, уточнение координат с учетом карты местности, передача и обработка картографической информации об оврагах, областях пробуксовки и ямах, скорость работы алгоритма не более 0,7 с.

Алгоритм анализа полевой сцены, определения и прогноза опасных ситуаций, вызванных потенциальным столкновением или опасно-близким пересечением траекторий сопровождаемых единиц уборочной техники, а также возможным наездом на не движущиеся единицы уборочной техники, определение и прогноз аварийных ситуаций, не связанных со столкновениями (опрокидывание в овражные зоны, пробуксовка, повреждение в ямах).

Алгоритм визуализации наблюдаемой полевой сцены на мониторе оператора ЦУУТ: передача видеоряда, полученного с оборудования, установленного на уборочной технике, с запаздыванием не более 1 с, отображение траекторий сопровождаемых единиц уборочной техники и прочих объектов в зоне мониторинга, границ прогнозных зон возможного столкновения единиц уборочной техники, наезда уборочной техники на неподвижные препятствия и неровности рельефа.

Алгоритм анализа качества получаемой зерновой смеси, величины потерь, режимов загрузки исполнительных механизмов: скорость обработки изображений видеоряда не менее 5 кадров в секунду, детектирование получаемой зерновой смеси и загрузки исполнительных механизмов на изображениях с точностью не менее 80%, оценка величины потерь с точностью не менее 70%, передача результатов работы алгоритма в ЦУУТ, с запаздыванием не более 3 с.

Алгоритм управления исполнительными механизмами уборочной техники: повышение качества зерновой смеси, минимизация потерь и оптимизация загрузки исполнительных механизмов, выполнение перечня управляющих воздействий для управления исполнительными механизмами, формирование управляющих воздействий для управления исполнительными механизмами с задержкой не более 1 с.

Алгоритм детектирования возгораний: скорость обработки изображений видеоряда не менее 5 кадров в секунду, детектирование возгораний на уборочной технике и вокруг нее c качеством не менее 80% (с видимыми на изображении линейными размерами не менее 1 м по двум осям) на расстоянии не менее 15 метров, передача результатов работы алгоритма в ЦУУТ, с запаздыванием не более 3 с.

Результаты исследования

Результаты проекта будут использованы для разработки опытных/промышленных образцов программного обеспечения для оптимизации процесса уборки урожая, что позволит максимально сохранить выращенный урожай и убрать его при оптимальных погодных условиях.

Практическая значимость исследования
Разрабатываемый в рамках проекта программный комплекс оперативного мониторинга работы сельскохозяйственной техники с использованием систем высокоточного позиционирования будет использоваться в качестве элемента роботизации всего цикла сельскохозяйственного производства. Это позволит сократить издержки во время уборочной страды, сэкономить горючее, сократить время уборки и гибко настраивать сельскохозяйственную технику на текущие полевые и погодные условия.