Сельскохозяйственные машины с частично автономными функциями, например для выгрузки зерна из зерноуборочного комбайна во время его движения, уже давно присутствуют на рынке. Полностью автономный трактор с новейшими технологиями разработала компания CNH Industrial.
Робототехника в сельском хозяйстве
На выставке Farm Progress Show в США в конце августа 2016 г. CNH Industrial представила свою концепцию беспилотного трактора. Это стало сенсацией среди специалистов Вместе с тем продолжающаяся до сих пор дискуссия в соцсетях показывает, что мнения о применении на практике таких технологий резко разделяются. Одни боятся за свое рабочее место и считают подобную технику мало приспособленной для производства, другие – в восторге от дизайна и технического прогресса. Поэтому мы решили подробнее рассмотреть предпосылки для применения новейших технологий и техники в сельском хозяйстве.
О рынках сбыта
Следует уточнить, что в ближайшие годы немецкие ведомства и действующие законы не допустят на рынок Германии и многих других стран беспилотную технику для обработки больших площадей. Но технология, продемонстрированная компанией CNH Industrial, нацелена на совершенно другие рынки. Кроме США и Канады, – это, прежде всего, Австралия, Россия, Монголия, Казахстан, Украина и т. д., а также Африка.
С одной стороны, для ее использования в этих странах подходящая структура площадей с равнинными и однородными полями. С другой стороны, это регионы с низкой плотностью населения, где отсутствует опасность несчастных случаев в результате столкновения автономной техники с человеком. Кроме того, в этих странах имеются сложности с поиском подходящего персонала для работы на современных сельскохозяйственных машинах. Например, в Австралии водители нередко зарабатывают 120 тыс. долл. в год, поскольку конкуренция за сотрудников в отраслях, где преобладает физический труд, очень высока.
Поэтому многие фермеры не стали бы долго размышлять, если бы им представилась возможность отказаться от услуг водителей. Это касается стран и такого региона, как Африка, где мало образованных специалистов и обученных механизаторов в сельском хозяйстве. Одним словом, уже сегодня потенциал для применения автономных машин высок, и можно быть уверенным, что они скоро появятся на различных рынках для тестирования на практике.
Общий проект
Автономный трактор Magnum ASi – результат сотрудничества компаний Case IH, CNH Industrial и Autonomous Solutions Incorporated (ASi). Еще одним носителем новой технологии наряду с Magnum ASi стал традиционный мощный трактор New Holland T8 Blue Power, переоборудованный в автономный трактор NHDrive с кабиной. В отличие от него, Magnum ASi должен был определять путь своего движения не только за счет технических решений, но и за счет оптики.
Поэтому с самого начала при разработке его концепции конструкторы отказались от кабины. Это означало, что в автономном режиме трактор должен перемещаться не только по полям, но и по полевым дорогам. Под корпусом из листовой стали в нем размещено «обычное» оборудование Magnum CVX, то есть дизельный двигатель, бесступенчатая коробка передач с разветвлением мощности, гидравлическая система привода рабочего оборудования, конечные приводы и оси. Но дизайн модели был усовершенствован в связи с отсутствием кабины. Конструкторы ориентировались на серию Optum CVX. Тем самым Magnum ASi предвосхитил следующее поколение Magnum с кабиной. Уже во время представления Optum CVX в 2015 г. сообщалось, что новый дизайн будет образцом для следующих поколений тракторов других серий.
Объединенные в сеть
Как правило, тракторы Magnum ASi и NHDrive перемещаются по полям и дорогам с помощью системы управления, получающей сигнал от RTK-станций и спутников. Но для этого в технологию потребовалась интеграция некоторых дополнительных сенсорных технологий. Для ориентирования на местности и распознавания препятствий в тракторах наряду с радаром применяются лидар, работающий с лазерными импульсами, и несколько видеокамер с функцией оптического распознавания. Лидарная технология позволяет трактору самостоятельно определять влажность воздуха и останавливаться во время дождя или перемещаться на сухое поле (до сих пор это разрешено лишь на частных дорогах). Если на трактор не поступят со спутника данные о позиционировании или возникнут нерешаемые задачи – например, на его пути встретится препятствие, которое нельзя объехать или можно преодолеть лишь с большим трудом, он отключается, но перед этим передает соответствующее сообщение диспетчеру, который через компьютер или планшет может принять нужное решение.
Все данные передаются с помощью телеметрической системы и сохраняются в системе управления информацией. Для контроля над функциональными параметрами инженеры разработали интерактивную оболочку, позволяющую вести управление с офисного компьютера или планшета. При этом наряду с прокладыванием маршрута имеется возможность выводить на экран изображения с четырех видеокамер. «Водитель» такого трактора или целого отряда автономных тракторов в любое время имеет доступ к данным, например к техническим характеристикам прицепного орудия (давление сошника на почву, норма внесения удобрения и др.) или данным позиционирования трактора, и может вмешаться в технологический процесс в случае возникновения опасности или поломки.
В отличие от Magnum ASi, трактор NHDrive может работать и в обычном режиме – с механизатором, – так как в автономном варианте кабина сохраняется. Оба беспилотных трактора можно эксплуатировать в частично автономном режиме, т. е. в комплексе с трактором, управляемым трактористом, или с комбайнером на зерновом комбайне.
Таким образом, CNH Industrial вскоре полностью автоматизирует вывоз зерна с поля при уборке урожая, начиная с выгрузки во время движения или на обочине до его перегрузки и разгрузки.
Впрочем, ручное управление еще допускается и трактором Case IH Magnum ASi. Для этого нужно частично снять крышку между задними грязезащитными крыльями и установить рулевое колесо на сохранившуюся рулевую колонку трактора. Кроме того, имеются инструменты управления для замедления движения техники, например при маневрировании на территории предприятия или в цехах.