كيف قمنا بتحويل حصادات الأعلاف إلى الروبوتات في العالم

في الآونة الأخيرة ، تحدث أحد زملائي عن كيفية عملنا آليًا للحصادات وما تعلمناه خلال هذا الموسم.



بدأ حصاد محاصيل العلف ونحن نتقن بنشاط معدات حصاد العلف. 

حصادة الأعلاف هي آلة أكثر تعقيدًا وقوة من الناحية الفنية. عدة مركبات للحصاد (جرارات بمقطورة ، شاحنات ، شاحنات سيلاج) تترافق معها. يُسمح فقط لمشغلي الآلات ذوي الخبرة ، الذين لديهم عدة سنوات من العمل وراءهم ، بالعمل على هذه المعدات.



إن العمل على حصادة أثناء حصاد ذرة العلف يشبه القيادة في سيارة في ضباب كثيف ، فقط بدلاً من الضباب على طول الطريق ، يوجد جدار أخضر طويل من النباتات يمكن للخنزير البري أو القطب أو الشخص القفز منه. طحن شخص (القصة في بلدي مشاركة المقال) ، يتحول المشغلون إلى اللون الرمادي ولم يعد بإمكانهم العمل. بالإضافة إلى ذلك ، في هذا "الضباب الأخضر" يجب أن يكون المرء قادرًا على عدم الاصطدام بشاحنة صومعة قريبة ، ومراقبة دقة تحميل العلف بجذع يصل طوله إلى 7 أمتار ، حيث يطير 50-60 كجم من العلف في الثانية ، ويملأ الشاحنة بالتساوي حتى لا قدت نصف فارغة هنا وهناك.







في الواقع ، يعمل أحد الحصادات لثلاثة أشخاص ، ويراقب عملية حصاد الذرة (مكان عمل واحد) ، ويقود الآلات (مكان العمل الثاني) ، ويحمل شاحنة الصومعة (مكان العمل الثالث). نتيجة لذلك ، هناك شيء يعاني. إذا لم تتم إدارتها بشكل جيد ، فيمكنك كسر المعدات باهظة الثمن (الحد الأدنى لسعر حصاد العلف هو 16 مليون روبل ، وهناك طرازات تبلغ 50 مليون لكل منها) ، وبالتالي فإن جودة الحصاد والتحميل تتدهور عادة.



نقوم بأتمتة معظم العمل ، والآن سأخبرك بالصعوبات التي نتغلب عليها وما نقوم به.

لا يوجد رؤية

يبلغ متوسط ​​ارتفاع الذرة الناضجة 2-2.5 مترًا ، ويبلغ ارتفاع الحصاد 2.5 مترًا ، وغالبًا ما يكون مشغل الماكينة على مستوى أعلى قليلاً من الشخص الذي يقف على الأرض ولا يرى سوى النباتات أمامه ، فهو في الأساس لا يرى ما وراء أنفه وما إلى ذلك. طوال يوم العمل بأكمله ، وهذا هو وردية 12 ساعة ، قلة من الناس يمكنهم تحمل مثل هذا الضغط على العينين والحفاظ على وتيرة التجميع ، ويمكن للخنازير أو العمود القفز في الطريق!







هناك حصادات مجمعة ، على سبيل المثال KRONE ، مع مقصورة تلسكوبية ترتفع إلى ارتفاع 3 أمتار ، أو Acros RSM-142 بارتفاع 4 أمتار ، لكن هذا استثناء من القاعدة.







لذلك ، يمكن فقط للمشغلين ذوي الخبرة الذين عملوا لمدة 3-4 مواسم العمل خلف هذا الجمع.

خسائر أثناء العمل

على عكس حاصدات الحبوب ، لا يمكن لحصاد الأعلاف تخزين المحصول في القبو ، ولكن على الفور ينقله عبر صندوق التفريغ إلى مركبة تسير في مكان قريب. كما قلت ، يمكن أن تصل سرعة طرد السيلاج إلى 50 كجم في الثانية ، اعتمادًا على طراز الحشوة ، يبلغ طول الجذع من 5 إلى 7 أمتار. قدت السيارة جانبًا قليلاً أو أبطأت سرعتها وفقدت نصف طن من السيلاج في 10 ثوانٍ. في المتوسط ​​، يبقى ما يصل إلى 7-10٪ من المحصول في الحقل. لم يعد يتجمع العلف المفقود ، وستكون الخسائر في الوقود ومواد التشحيم أكبر بكثير. يوضح الفيديو كيف ينسكب السيلاج إذا قمت بتحريك الجذع قليلاً.

ملء موحد للشاحنة

في فريق يضم حصادة واحدة تصل إلى 7 سيارات ، يتم ملء سيارة واحدة في حوالي 20 دقيقة. يمكنهم القيام بأكثر من 10 رحلات إلى الصومعة في يوم واحد. كل هذا يتوقف على طول كتف التسليم. إذا كان الحقل قريبًا من الحفرة ، فسيكون الكتف قصيرًا ويمكنك القيام بمزيد من الرحلات لتفريغ الحمولة ، وإذا كانت أبعد من ذلك ، تصبح الرحلات أقل وهنا يصبح من المهم جدًا ملء الشاحنة (شاحنة الصومعة) بشكل صحيح بحيث لا تحمل الهواء. عند إحضار نصف المقطورة ، احسب فقدها على الوقود ، يجب على المشغل توجيه صندوق السيارة بشكل صحيح قدر الإمكان من أجل ملء شاحنة الصومعة بالتساوي. 

ما الذي يمكننا أتمتة في حصادات الأعلاف؟ 

كما ذكرنا سابقًا ، يُسمح فقط للمشغلين ذوي الخبرة بالعمل في مثل هذه المجموعات. تم تدريب جميع مشغلي الآلات الفعالين تقريبًا في ظل اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، وبعد ذلك فقدت الأسرار التكنولوجية لهذه الحضارة. على وجه التحديد ، ضعف التدريب ، والشباب الذين يأتون ، بطبيعة الحال ، يعملون بشكل أسوأ. هذا أمر طبيعي لجميع المهن العاملة تقريبًا ، ولكن هنا على وجه التحديد هناك طلب كبير على الروبوت الخاص بنا ، ويرجع ذلك أساسًا إلى هذا التأثير. 



ثانيًا ، روبوتنا يرى الحافة ، والعقبات في الميدان ، ويرى معدات أخرى. تم تبسيط عمل مشغل الحصة قدر الإمكان ، والآن يمكنه مراقبة الحالة الفنية للحصاد ، ومعايرة جزء الذرة ، وهو الأنسب لهذا النوع من الماشية. 





أيضًا ، يمكن للروبوت الخاص بنا أن يملأ شاحنة الصومعة بشكل كامل ومتساوي ، والأهم من ذلك ، مما يقلل من الخسائر في الوقود ومواد التشحيم ويقلل الخسائر أثناء الحصاد إلى الصفر. 







القاعدة هي خسارة 7٪ من المحصول أثناء الحصاد ، إذا تم تخفيضها إلى الصفر ، فعندئذٍ بما أن السيلاج لا يتم بيعه بشكل أساسي ، ولكن لعلف ماشيتنا ، يمكننا تقليل بذر الذرة بنسبة 7٪ وإعطائها للقمح ، وهو أكثر ربحية. على سبيل المثال ، إذا تم تخصيص 1000 هكتار للذرة ، منها 70 هكتارًا مخصصة للقمح ، فحتى وفقًا للحد الأدنى من التقديرات ، مع حصاد 30 سنتًا للهكتار ، سنجمع 210 أطنان ، أي حوالي 1.5 مليون روبل من الأرباح المباشرة. في الوقت نفسه ، نظرًا للتجميع الأكثر اكتمالًا ، يتم تقليل استهلاك الوقود ومواد التشحيم عن طريق تقليل عدد الرحلات من حفرة الصومعة إلى الحقل.

كيف نقوم بتدريب الشبكات العصبية لتحليل مشاهد حصاد الذرة

يتم حصاد الذرة باستخدام ملحقات خاصة لمحاصيل الصف. في هذه الحالة ، يتم توفير وضع التشغيل حيث يحاول الجمع الاحتفاظ بالرأس في منتصف تباعد الصفوف. بعد تلقي خريطة تجزئة للإطار (المشهد) ومعرفة موضع الرأس ، يمكنك العثور على ما يسمى نقطة التلاشي وحساب انحراف سن الرأس عن الموضع المطلوب.







على عكس القمح ، حيث نتبع حافة الحقل المحصود ونقود الجمع على طول الحافة ، هنا تتمثل مهمة الشبكة العصبية في رؤية تباعد الصفوف بين النباتات. ترى الشبكة العصبية تمامًا الصفوف بين الذرة ، على عكس الشخص ، الكاميرا فوق المحصول ، وفي نفس الوقت لا تتعب.



تأتي الصور إلينا في شكل دفق فيديو ، أو كصور منفصلة. تتم معالجة البيانات وتخزينها في Cognitive Agro Data Factory. بالإضافة إلى البيانات الأولية من الكاميرا ، هناك أيضًا إطارات ذات علامات محددة ، والتي ، إذا لزم الأمر ، يمكن إضافتها إلى مجموعة بيانات التدريب.



من أجل اختيار أكثر دقة لمشاهد الحصاد الممكنة ، من الضروري تجميع مجموعة بيانات التدريب بشكل صحيح. بالإضافة إلى الصور الحقيقية التي تم الحصول عليها من الكاميرا أثناء حصاد المحاصيل ، يتم استخدام طريقة لإنشاء صور اصطناعية باستخدام إجراء التكبير بناءً على الصور الطبيعية. 



تقبل الشبكة صورة RGB بثلاث قنوات كمدخل. علاوة على ذلك ، في عملية تدريب الشبكة العصبية ، يتم تطبيق تشوهات السطوع / اللون في مساحة HSV على موتر الإدخال ، والتشوهات المحلية للقنوات في مساحة HSL - إجراء لإضافة الظلال الاصطناعية والتشوهات الهندسية وإضافة الضوضاء. اختيار معلمات الزيادة هو إجراء غير تافه يتطلب تحليل مفصل للمشاهد التي تم الحصول عليها في ظروف حقيقية.



الشبكة المدربة قادرة على إنتاج خرائط تجزئة تحدد مساحة الصفوف.

تنظيف السيلاج

بالإضافة إلى السيلاج ، تستخدم حصادات الأعلاف أيضًا لجمع السيلاج باستخدام مرفق الالتقاط. عملية الحصاد تشبه الذرة ، والفرق الوحيد هو أن الحصاد يمر خلال عملية القطع. قد لا يختلف لون الرقعة عن الوزن الإجمالي ، وغالبًا ما يكون عامل التجميع في وضع الخمول.







على سبيل المثال ، في الفيديو أعلاه ، يمكنك أن ترى أن الرقعة لا يمكن تمييزها عمليًا عن العشب ومدى الدقة التي يحتاجها المشغل المدمج لقيادة الماكينة على طول الرقعة وفي نفس الوقت يراقب باستمرار عملية تحميل القش في الشاحنة. العمل مكثف للغاية ، وبحلول نهاية الوردية البالغة 12 ساعة ، يسقط المشغلون المتحدون من أقدامهم ، ويمكنهم التعامل مع وردية كاملة فقط مع 3-4 مواسم من الخبرة في العمل. 



إذا كان المشغل عديم الخبرة ، فإن التباطؤ هو خسارة في الوقود ومواد التشحيم. حاصدة العلف ، على عكس حاصدة الحبوب ، تنفق 10٪ فقط من الوقود ومواد التشحيم على حركة الحاصدة نفسها ، أما الـ 90٪ المتبقية فتذهب إلى القطع ، والتقطيع ، والتطويق ، ورمي العلف أو التقشير. لذلك ، من المهم جدًا العمل مع المجموعة المحملة بالكامل. 



تقوم الشبكة العصبية بعمل ممتاز مع اللف ، وهو مثال على كيفية رؤية الشبكة للقوائم.







هنا ، يمكن لنظامنا أن يساعد المشغل المدمج في توجيه الحصادة خلال عملية القطع ، ويمكن للروبوت لدينا أيضًا ملء شاحنة الصوامع بشكل كامل ومتساوٍ ، والأهم من ذلك ، أن يملأ شاحنة الصوامع بدقة ، وهذا يقلل من الخسائر في الوقود ومواد التشحيم ويقلل الخسائر أثناء الحصاد إلى الصفر ، ويصبح المشغل المجمع هو مشغل الحصاد ، ويأخذ كل العمل على الطيار الآلي. 



الآن نحن نعمل على تطوير علف الذرة وعباد الشمس والبرد. في نهاية الموسم ، إذا كنت مهتمًا ، فسنخبرك كيف تعاملت روبوتاتنا مع حصادات الأعلاف. 



ملاحظة: إذا لم يكن المهندس الزراعي الخاص بك في حبري ، وكان مهتمًا به ، فيمكنك العثور على جهات اتصال هنا: promo.cognitivepilot.com ومناقشة بالتفصيل مجموعة المعدات المحددة اللازمة للجمع ، ومقدار تكلفتها ، وكيف يمكنك رؤيتها واختبارها بسرعة.