Колхоз и нейросеть: как в России построили трактор-беспилотник
Кроме шуток, все предельно серьезно и технологично: комплекс Agro Pilot претендует на звание автономной системы третьего уровня. Большинство современных автомобилей относятся к первому уровню, когда водитель и система вместе управляют транспортом (круиз-контроль, система автоматической парковки). На втором уровне такие транспортные средства, как Tesla: автопилот полностью управляет автомобилем, но водитель следит за ездой и готов вмешаться в любой момент. Комбайн, оборудованный комплексом Agro Pilot, — это третий уровень автономности: система сама реагирует на ситуации, требующие немедленных действий, от водителя не требуется немедленной реакции.
Основной и единственный датчик в системе Agro Pilot — камера FLIR Blackfly в пару мегапикселей, которая крепится на кронштейн зеркала заднего вида комбайна. Как оказалось, этого вполне достаточно. Она подключена к бортовому вычислительному блоку. Это небольшой оранжевый чемоданчик, в котором спрятаны высокопроизводительный процессор Nvidia Jetson TX2 для обработки и анализа данных, микроконтроллер STM32 и набор интерфейсов, обеспечивающих взаимодействие системы с пользователем и органами управления техники. Он в свою очередь подключен через CAN-шину к потрохам комбайна, через которую и управляет машиной. Все чертовски просто. Как показали испытания боем, нейросеть отлично справляется с распознаванием образов, понимает, как себя вести и чего ждать от того или иного объекта.
Один из плюсов системы в том, что ей для работы вообще не нужно подключение к GPS — она работает в автономном режиме. Это здорово экономит не только средства на переоборудование техники, но и не требует наличия высокоточного сигнала позиционирования, так называемых RTK-поправок. Большинству беспилотников требуется предварительно составленная точная карта местности и соответствующая инфраструктура с RTK-станцией. Плюс водителям, их еще называют механизаторами или операторами, требуется тыкать во всевозможные кнопочки, заходить в менюшки бортового компьютера и производить соответствующие настройки, чего они, ясное дело, ой как не любят.Пашня — это идеальная испытательная площадка для полностью автономных транспортных средств третьего уровня: беспилотники гоняют по огромным просторам не ради забавы, а с благой целью. Фермы по всему миру сталкиваются с нехваткой рабочей силы, и пандемия COVID-19 только усугубляет их положение. Плюс человеческий фактор, куда ж без него.
По статистике механизатор из за усталости к концу смены (зачастую смена длится не меньше 10 часов) оставляет вне захвата до одного метра от длины жатки. Вроде ерунда, но при средней скорости движения комбайна в 10 км/ч за 4 часа он из таких хвостов соберется 4 гектара. Из за ошибки механизатора с захватом жатки за сезон время уборки урожая увеличивается на 25%. А это уже прямые потери: увеличен расход ГСМ на уборку, растет убыток хозяйства. Так за 20 дней уборки урожая с одного незахваченного метра набегает 70 тысяч рублей на каждую машину. Тоже не впечатляет? Окей, средний парк из 10 машин теряет уже 700 000 рублей. И это уже серьезно.
Система Agro Pilot сама видит неубранные участки и выстраивает траекторию работы. Она заранее обнаруживает препятствия, технику, людей и останавливается перед ними, а это исключает поломку комбайна из за наезда на препятствие. Ну, и вопрос с травматизмом решен. Учитывая, что жатка бывает 12 метров вширь, а то и больше, оператор физически не может вести полный обзор убираемой ширины. Он может зазеваться, моргнуть, зевнуть или чихнуть, а в этот момент рядом может оказаться кто угодно. Вдобавок, оператор следит за краем сбора культуры, так что на противоположный край он гораздо меньше обращает внимания.
Agro Pilot позволяет сосредоточиться на задачах именно по сбору урожая, а не на вождении. В целом, использование системы может снизить стоимость зерна на 3-5 процентов и снизить его потери при уборке урожая в два раза.