農業ロボットの統合ルートプランニングシステム

精密農業（タスク特化型アプローチ）からスマートファーミング（システム特化型アプローチ）への移行において、継続的な双方向接続と相互作用の下で全体的な統合システムの一部であるロボットシステムを構築し評価する必要があります。本論文では、スマートファーミング実装の一般的な範囲の下で、無人地上車両（UGV）と農場管理情報システム（FMIS）間の双方向通信を可能にする農業ロボティクスの統合システムを作成する初期ステップを提示しました。この初期ステップでは、フィールド操作を実行するための前提条件として、農業車両のルートプランニングが統合を構築し評価するユースケースとして選ばれました。開発されたシステムは、クラウドベースのFMIS内の高度なルートプランニングアルゴリズム、ロボットオペレーティングシステム（ROS）を利用する農業車両に対応した包括的なアルゴリズムパッケージ、およびFMISアルゴリズム、対応するユーザーインターフェース、車両を相互接続する通信計算ユニット（CCU）を含んでいます。その分析モジュールは、UGVのパフォーマンス指標、特に作業距離、非作業距離、重複面積、およびフィールド通過効率のパフォーマンス指標に関する貴重な情報を提供します。システムは、さまざまな運用構成、フィールド特性、および作物システム（オープンフィールド、畝作物、果樹園）におけるルート実行タスクにおいて2台のロボット車両を実装することによって実証されました。事例研究では、フィールド通過効率の運用パフォーマンスに79.2%から93%の変動が見られ、システムの最適ルートプランニング機能を実装することでフィールド効率が最大9.5%改善されました。示された結果は、ユーザーが最適なフィールドパフォーマンスを確保するために変更を加えることでフィールド操作に対するより良い制御を取得でき、ユーザーが操作の完全な監視を行えることを示しています。