Heuristische kooperative Deckungsbahnplanung für mehrere autonome landwirtschaftliche Feldmaschinen, die sequenziell abhängige Aufgaben mit unterschiedlichen Arbeitsbreiten und Wendeeigenschaften ausführen

Die Deckungsbahnplanung ist eine zentrale Aufgabe in landwirtschaftlichen Betriebsabläufen wie Bodenbearbeitung, Pflanzung, Kulturpflege und Ernte. In Zukunftsvisionen wird die manuelle Bedienung durch Flotten autonomer landwirtschaftlicher Fahrzeuge ersetzt, die die Aufgaben autonom durchführen. Ein Schritt in diese Richtung besteht darin, die gleichzeitige und sichere Zusammenarbeit autonomer Fahrzeuge auf dem Feld zu ermöglichen. In diesem Artikel wird ein neuartiger Ansatz zur Deckungsbahnplanung (CPP) für zwei autonome Traktoren vorgestellt, die sequenziell abhängige Aufgaben gleichzeitig auf demselben Gebiet ausführen. Der Ansatz basiert auf der Idee, die Deckungslösungen für jede Aufgabe zu berechnen, indem diese in kurze Bahnen unterteilt werden, die aus einem Streifen und einer Wendung bestehen. Der Ansatz stellt sicher, dass Kollisionen vermieden werden, indem überprüft wird, dass die gleichzeitig betriebenen kurzen Bahnen, die von verschiedenen Traktoren bedient werden, geometrisch nicht kollidieren, und sie dann in Echtzeit zur gleichzeitigen Ausführung eingeplant werden. Der Ansatz wurde erfolgreich in einer Testumgebung mit zwei autonomen Traktoren demonstriert. Der Traktor, der die erste Aufgabe ausführte, war mit einem Scheibenegge ausgestattet, und der zweite Traktor war mit einer Sämaschine ausgestattet. Eine Testfläche von 0,8 ha wurde für die Demonstrationsfahrt verwendet, während derer die Traktoren 22 Streifen gleichzeitig fuhren. Beide Traktoren erfüllten ihre jeweiligen Aufgaben.