mechelМеханизация и электрификация сельского хозяйстваMechanization and Electrification of Agriculture2222-8837Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по механизации сельского хозяйстваmechel-543Research ArticleСтатьиАНАЛИЗ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ОПТИМАЛЬНЫХ МАРШРУТОВ ДВИЖЕНИЯ МАШИННО-ТРАКТОРНОГО АГРЕГАТА ПО ПОЛЕВОМУ УЧАСТКУ ПРОИЗВОЛЬНОЙ КОНФИГУРАЦИИANALYSIS OF METHODS OF CALCULATION OF OPTIMUM ROUTES OF MOTION OF THE MACHINE AND TRACTOR UNIT FOR THE FIELD SITE OF ANY CONFIGURATIONЛенскийА. В.LenskyA. V.

г. Минск

Minsk

alex_lensky@mail.ruЖешкоА. А.ZheshkoA. A.

г. Минск

Minsk

azeshko@gmail.comРУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства»RUE «SPC NAS of Belarus for Agriculture Mechanization»201830052022051212220Copyright © Ленский А.В., Жешко А.А., 20222022Ленский А.В., Жешко А.А.Lensky A.V., Zheshko A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://mechel.belal.by/jour/article/view/543

Технологический прогресс в сельском хозяйстве определяется не только повышением эффективности использования материальных ресурсов и ростом производственных показателей, но также сопровождается необходимостью соблюдения экологических требований и внедрения в практику современных методов планирования и управления. В этой связи имеется объективная необходимость применения инновационных решений, в том числе основанных на технологиях точного земледелия, которые обеспечат оптимизацию использования ограниченных ресурсов и позволят минимизировать воздействие на окружающую среду. В частности, наиболее перспективным направлением в области механизации является применение автономных полевых роботов, что потребует разработки специализированных программных комплексов для оптимизации движения техники.В предлагаемой статье выполнен аналитический обзор применяемых математических методов расчета оптимальной траектории движения машинно-тракторного агрегата по полевому участку, начиная от моделей перебора возможных вариантов до применения нейронных сетей и алгоритмов «муравьиной» оптимизации.Результаты исследований направлены на формирование информационной и методической базы, что позволит разработать оригинальный алгоритм расчета оптимальной траектории и нормирования производительности МТА для заданных условий эксплуатации техники.

In the present article, an analytical review of the applied math-based methods for calculating the optimal trajectory of the machine-tractor aggregate along the field site is performed, starting from the models for the search of possible variants to the application of neural networks and algorithms of «ants» optimization.The results of the research are aimed at the formation of the information and methodological base, which will allow to develop an original algorithm for calculating the optimal trajectory and normalizing the performance of the MTA for the given operating conditions of the equipment.

машинно-тракторный агрегаттраектория движенияоптимизация маршрутаалгоритмы планированияэлектронные карты полейmachine-tractor unittrajectoryroute optimizationscheduling algorithmselectronic field mapsReferencesSørensen, C. G. Conceptual Model of Fleet Management in Agriculture / C. G. Sørensen, D. D. Bochtis // Biosystems Engineering. – 2010. – № 105. – Р. 41–50.Sørensen, C. G. Conceptual Model of Fleet Management in Agriculture / C. G. Sørensen, D. D. Bochtis // Biosystems Engineering. – 2010. – № 105. – Р. 41–50.Deelertpaiboon, C. Fusion of GPS, Compass, and Camera for Localization of an Intelligent Vehicle / C. Deelertpaiboon, M. Parnichkun // International Journal of Advanced Robotic Systems. – 2008. – № 5(4). – Р. 315–326.Deelertpaiboon, C. Fusion of GPS, Compass, and Camera for Localization of an Intelligent Vehicle / C. Deelertpaiboon, M. Parnichkun // International Journal of Advanced Robotic Systems. – 2008. – № 5(4). – Р. 315–326.Kim, Y. A Fuzzy Obstacle Avoidance Controller Using a Lookup-Table Sharing Method and Its Applications for Mobile Robots / Y. Kim, J. An, J. Kim // International Journal of Advanced Robotic Systems. – 2011. – № 8(5). – Р. 39–48.Kim, Y. A Fuzzy Obstacle Avoidance Controller Using a Lookup-Table Sharing Method and Its Applications for Mobile Robots / Y. Kim, J. An, J. Kim // International Journal of Advanced Robotic Systems. – 2011. – № 8(5). – Р. 39–48.Hameed, I. A. Automated Generation of Guidance Lines for Operational Field planning / I. A. Hameed, D. D. Bochtis, C. G. Sørensen, M. Nøremark // Biosystems Engineering. – 2010. – № 107. – Р. 294–306.Hameed, I. A. Automated Generation of Guidance Lines for Operational Field planning / I. A. Hameed, D. D. Bochtis, C. G. Sørensen, M. Nøremark // Biosystems Engineering. – 2010. – № 107. – Р. 294–306.Bochtis, D. D. Minimising the Non-working Distance Travelled by Machines Operating in a Headland Field Pattern / D. D. Bochtis, S. Vougioukas // Biosystems Engineering. – 2008. – № 101(1). – Р. 1–12.Bochtis, D. D. Minimising the Non-working Distance Travelled by Machines Operating in a Headland Field Pattern / D. D. Bochtis, S. Vougioukas // Biosystems Engineering. – 2008. – № 101(1). – Р. 1–12.Bochtis, D. D. The Vehicle Routing Problem in Field Logistics / D. D. Bochtis, C. G. Sørensen // Biosystems Engineering. – 2009. – № 104(4). – Р. 447–457.Bochtis, D. D. The Vehicle Routing Problem in Field Logistics / D. D. Bochtis, C. G. Sørensen // Biosystems Engineering. – 2009. – № 104(4). – Р. 447–457.Hameed, I. A. Driving Angle and Track Sequence Optimization for the Operational Path Planning using Genetic Algorithms / I. A. Hameed, D. D. Bochtis, C. G. Sørensen // Applied Agricultural Engineering. – 2011. – № 27 (6). – Р. 1077–1086.Hameed, I. A. Driving Angle and Track Sequence Optimization for the Operational Path Planning using Genetic Algorithms / I. A. Hameed, D. D. Bochtis, C. G. Sørensen // Applied Agricultural Engineering. – 2011. – № 27 (6). – Р. 1077–1086.Hameed, I. A. An Object Oriented Model for Simulating Agricultural in-field Machinery Activities / I. A. Hameed, D. D. Bochtis, C. G. Sørensen, S. Vougioukas // Computers and Electronics in Agriculture. – 2012. – № 81(1). – Р. 24–32.Hameed, I. A. An Object Oriented Model for Simulating Agricultural in-field Machinery Activities / I. A. Hameed, D. D. Bochtis, C. G. Sørensen, S. Vougioukas // Computers and Electronics in Agriculture. – 2012. – № 81(1). – Р. 24–32.Hameed, I. A. Optimized Driving Direction Based on a Three-dimensional Field Representation / I. A. Hameed, D. D. Bochtis, C. G. Sørensen, A. L. Jensen, R. Larsen // Computers and Electronics in Agriculture. – 2013. – № 91. – Р. 145–153.Hameed, I. A. Optimized Driving Direction Based on a Three-dimensional Field Representation / I. A. Hameed, D. D. Bochtis, C. G. Sørensen, A. L. Jensen, R. Larsen // Computers and Electronics in Agriculture. – 2013. – № 91. – Р. 145–153.Liu, G. Efficient field courses around an obstacle / G. Liu, R. Palmer // Journal of Agricultural Engineering. – 1989. – № 44. – Р. 87–95.Liu, G. Efficient field courses around an obstacle / G. Liu, R. Palmer // Journal of Agricultural Engineering. – 1989. – № 44. – Р. 87–95.Lumelsky, V. Dynamic path planning in sensor based terrain acquisition / V. Lumelsky, S. Mukhopadhyay, K. Sun // IEEE Transactions on Robotics and Automation. – 1990. – № 6 (4). – Р. 462–472.Lumelsky, V. Dynamic path planning in sensor based terrain acquisition / V. Lumelsky, S. Mukhopadhyay, K. Sun // IEEE Transactions on Robotics and Automation. – 1990. – № 6 (4). – Р. 462–472.Zelinsky, A. Planning paths of complete coverage of an unstructured environment by a mobile robot / A. Zelinsky, R. Jarvis, J. Byrne, S. Yuta // In: Proc. Int. Conf. on Advanced Robotics, Tokyo, Japan. – 1993. – Р. 533–538.Zelinsky, A. Planning paths of complete coverage of an unstructured environment by a mobile robot / A. Zelinsky, R. Jarvis, J. Byrne, S. Yuta // In: Proc. Int. Conf. on Advanced Robotics, Tokyo, Japan. – 1993. – Р. 533–538.Garcia, E. Mobilerobot navigation with complete coverage of unstructured environments / E. Garcia, P. Gonzalez de Santos // Robotics and autonomous systems. – 2004. – № 46. – Р. 195–204.Garcia, E. Mobilerobot navigation with complete coverage of unstructured environments / E. Garcia, P. Gonzalez de Santos // Robotics and autonomous systems. – 2004. – № 46. – Р. 195–204.Лысенко, К. Agritechnica-2015: инвестиции в будущее / К. Лысенко // Аграрное обозрение. – 2015. – № 6 (52). – С. 20–29.Лысенко, К. Agritechnica-2015: инвестиции в будущее / К. Лысенко // Аграрное обозрение. – 2015. – № 6 (52). – С. 20–29.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.