Path Planning for Farm Machinery by Using Intelligent Algorithms

Abdollahi, Ebrahim and Mesri Gundoshmian, Tarahom and Shahgoli, Gholamhossein (2015) Path Planning for Farm Machinery by Using Intelligent Algorithms. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text (برنامه‌ریزی مسیر حرکت برای ماشین‌آلات کشاورزی مزرعه‌ای با استفاده از الگوریتم‌های هوشمند)
Ebrahim Abdollahi.pdf

Download (1MB)
Official URL: http://www.uma.ac.ir

Abstract

The purpose of this study was to reduce the non-working distance travelled by agricultural machinery during turning in the field headland to move from the one track to the next track. Agricultural machinery for conducting agricultural operations, must travelled from one end of the field to the other end on parallel tracks that covering the field area. When machine receive to the field headland, turning and travelled in the field from the next track. By repeating this, the entire field area is covered. Tracks are as wide as the working width of the implement. There are several traditional turning patterns in the field headland. These patterns are often increasing the non-working distance travelled during turning in the field headland. In this study, optimized pattern for moving farm machinery in the field obtained by using Genetic Algorithms which applied by MATLAB 2012 software, which, reduced non-working distance and waste time by agricultural machinery so, increase the farm efficiency of agricultural machinery. Genetic Algorithm, proposed the best turning pattern which avoid longer turning distance. For a rectangular field, the non-working distance travelled in the field headland are 950m for contiguous pattern, 800m for spiral pattern, 874m for round pattern, 532m for block pattern and 224m for optimal pattern. For a Triangle field this distance are 1100m for contiguous pattern, 1398.1m for spiral pattern, 1440.3m for round pattern and 317.8m for best optimal patterns and for non-convex field 352m for first optimal pattern and 282m for second optimal pattern. Finally, optimal pattern with minimum non-working distance travelled during turning in the field headland present for three agricultural machineries in 30 fields with different shapes. By using optimal pattern, non-working distance can reduced over than 50% of traditional patterns. Keywords: Genetic Algorithm, Headland traversal pattern, Moving track programing, Non-working distance, Precision farming.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: برنامه‌ریزی مسیر حرکت برای ماشین‌آلات کشاورزی مزرعه‌ای با استفاده از الگوریتم‌های هوشمند
Persian Abstract: ماشین‌های کشاورزی مختلف برای انجام عملیات‌های کشاورزی باید از یک سر مزرعه روی مسیرهای موازی که سطح مزرعه را می‌پوشانند، حرکت کرده و به انتهای مزرعه برسند، سپس دور زده و از مسیر بعدی، داخل مزرعه حرکت کرده و به سر مزرعه برسند. با تکرار این کار، کل سطح مزرعه پوشش داده می‌شود. هدف از این پژوهش کاهش مسافت غیرمفید طی‌شده توسط ماشین‌های کشاورزی، در حین دور زدن در منطقه سرمزرعه برای حرکت از یک مسیر به مسیر بعدی می‌باشد. عرض مسیرها به اندازه‌ی عرض‌کار دستگاه می‌باشند. الگوهای سنتی مختلفی برای نحوه‌ حرکت ماشین در مزرعه وجود دارد. این روش‌ها اغلب باعث افزایش مسافت غیرمفید طی‌شده هنگام دور زدن در سرمزرعه برای حرکت از انتهای یک مسیر به ابتدای مسیر بعدی، می‌شوند. در این تحقیق با استفاده از الگوریتم ژنتیک و نرم‌افزار MATLAB 2012، الگویی بهینه برای حرکت ماشین‌های کشاورزی در مزرعه بدست آمد که پیروی از آن باعث کاهش مسافت و زمان غیرمفید طی شده توسط ماشین‌های کشاورزی و افزایش بازده مزرعه‌ای ماشین‌های کشاورزی خواهد شد. الگوریتم ژنتیک، این کار را با اجتناب از روش‌های دور زدن طولانی انجام می‌دهد. برای مزرعه مستطیل شکل، مسافت غیرمفید طی‌شده در منطقه سرمزرعه در روش پیوسته 950 متر، روش مارپیچ 800 متر، روش دور تا دور 874 متر، روش بلوک‌بندی 532 متر و روش بهینه 224 متر و برای مزرعه مثلثی در روش پیوسته 1100 متر، روش مارپیچ 1/1398 متر، روش دور تا دور 3/1440 متر و در بهینه‌ترین روش از بین روش‌های بهینه 8/317 متر و در مزرعه‌ای با شکل غیرمحدب در الگوی بهینه اول 352 متر و در الگوی بهینه دوم 282 متر بدست آمد. در نهایت الگوی بهینه و مسافت غیر مفید طی شده در منطقه سرمزرعه در زمان دور زدن، برای 3 ماشین کشاورزی در 30 مزرعه با اشکال مختلف ارائه شد. با استفاده از الگوی بهینه می‌توان بیش از 50% در مسافت غیرمفید صرفه‌جویی کرد. کلید واژه: الگوریتم ژنتیک، الگوهای حرکت سرمزرعه‌ای، برنامه‌ریزی مسیر حرکت، کشاورزی دقیق، مسافت غیر مفید
Supervisor:
SupervisorE-mail
Mesri Gundoshmian, TarahomUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Shahgoli, GholamhosseinUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Biosystem
Divisions > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Biosystem
Divisions: Subjects > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Biosystem
Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Biosystem
Date Deposited: 25 Nov 2018 19:40
Last Modified: 30 Nov 2018 20:19
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/2207

Actions (login required)

View Item View Item