Unmanned mobile vehicle for monitoring agricultural and forest land

Abstract

Deterioration of the fertile condition of bioactive soils, agricultural and forest lands, as well as coastal zones of reservoirs from the intensive agricultural, industrial, transport and resource-producing activities of mankind increases exponentially with each passing year. More than 30% of the reclaimed lands are in unsatisfactory condition. More than 18 million hectares of territory around industrial enterprises have a high degree of pollution, including heavy metals and toxic substances. The global area of the economic zone, intensively mastered by man, is 36% of the area of the water area of the World Ocean. Continuous monitoring is required to control the level of pollution and take measures to eliminate them. There is both a remote and a land (stationary and mobile) way of monitoring the environment. To automate the ground monitoring process, it is proposed to use unmanned vehicles equipped with a special instrument cluster. The article considers both foreign experience in the use of robotic complexes in the field of agriculture and forestry, as well as the domestic development of a mobile robotic complex, whose chassis can be used to monitor the condition of soils, forest lands and water bodies. The place and types of conducted chassis tests are described, the main technical characteristics are given. Presented equipment used for autonomous movement of the complex. The results of studies of the relief and physico-mechanical properties of the track are given, which make it possible to increase the mobility of the robotic complex. Based on the results of the tests, relevant conclusions were drawn on the possibility of using the developed robotic complex for environmental monitoring, works in the field of agriculture and forestry, further goals for its improvement and improvement were set.

Keywords

ecological monitoring / agricultural robots / unmanned vehicles / removable propellers

References

[1] Fadsdirectory: http://www.fadsdirectory.com/media/dContent/uploads/Mcconnell/Robocut/ROBOCUT1.jpg

[2] Агроправда: http://agropravda.com/assets/uploads/news/60/5d/25606-Spirit-Autonomous-Tractor.jpg

[3] Интернет журнал «Лесопромышленник»: http://www.lesopromyshlennik.ru/magazine_5_2009.files/Gremo_1.jpg

[4] Makarov V., Kurkin A., Zeziulin D., Belyakov V. Development of chassis of robotic system for coastal monitoring / // Proceedings of 13th European conference of the international society for terrain vehicle systems. 21-23 October, 2015, Rome, Italy. 2015. P. 524-529.

[5] Tyugin D., Giniyatullin A., Kurkina O., Belyakov V., Makarov V., Zeziulin D., Kuznetsov K. Autonomous robotic system for coastal monitoring // Proceedings of 12th International Conference on the Mediterranean Coastal Environment, MEDCOAST 2015. 2015. V. 2. P. 933-943

[6] Концепция подвижности наземных транспортно-технологических машин / В.В. Беляков, А.М. Беляев, М.Е. Бушуева, У.Ш. Вахидов, К.О. Гончаров, Д.В. Зезюлин, В.Е. Колотилин, К.Я. Лелиовский, В.С. Макаров, А.В. Папунин, А.В. Тумасов, А.В. Федоренко // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2013. № 3(100). С. 145-175.

[7] Автоматические и интеллектуальные системы транспортных средств. Автомобили и тракторы, многоцелевые колесные и гусеничные машины, наземные транспортно-технологические комплексы, мобильные роботы и планетоходы / Под общ. ред. В. Белякова и Л. Палковича. Нижний Новгород: Нижегород. гос. техн. ун-т им. Р.Е. Алексеева. 2013. 475 с.

[8] Подвижность специальных транспортных средств по дорогам типа «stone-road» / В.В. Беляков, У.Ш. Вахидов, Д.А. Галкин, А.С. Зайцев, Е.М. Кудряшов, В.С. Макаров // Труды НГТУ им. Р.Е.Алексеева. 2012. № 1. С. 143-51.

[9] Оценка эффективности специальных транспортных средств при движении по снегу / В.В Беляков, Д.А. Галкин, А.С. Зайцев, Д.В. Зезюлин, Е.М. Кудряшов, В.С. Макаров // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2012. № 2 (95). С. 156-166.

[10] Вахидов У.Ш., Беляков В.В., Макаров В.С. Моделирование трасс движения транспортных средств, характерных для территории Северного Кавказа // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2011. № 7. С. 24-26.

[11] Вахидов У.Ш., Макаров В.С., Беляков В.В. Определение характеристик микропрофиля в поймах рек Северного Кавказа // Интеллектуальные системы в производстве. 2011. № 1. С. 82-87.

[12] Исследования прибрежных районов Охотского моря с использованием наземного мобильного робота / А.А. Куркин, Д.В. Зезюлин, В.С. Макаров, А.И. Зайцев, А.М. Беляев, П.О. Береснев, В.В. Беляков, Е.Н. Пелиновский, Д.Ю. Тюгин // Экологические системы и приборы. Изд-во «Научтехлитиздат», Москва. 2016. № 8. С. 11-17

[13] Редкозубов, А.В. Математическая модель поверхности движения лесных дорог / А.В. Редкозубов, Д.В. Зезюлин, В.С. Макаров, В.В. Беляков // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2014. № 4(106). С. 348-352.

[14] Редкозубов А.В., Зезюлин Д.В., Макаров В.С., Беляков В.В. Результаты замеров микропрофиля дорожно-грунтовых оснований, предназначенных для движения транспортно-технологических машин // Международный журнал экспериментального образования. 2013. № 10-2. С. 409-412.

[15] Экспериментально-теоретические исследования опорной проходимости многоосных колесных машин / Л.В. Барахтанов, В.В. Беляков, Д.А. Галкин, А.С. Зайцев, Д.В. Зезюлин, В.С. Макаров // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2012. № 3. С. 162-170.

[16] Экспериментальные исследования поворота многоосных колесных машин / Л.В. Барахтанов, В.В. Беляков, Д.А. Галкин, А.С. Зайцев, Д.В. Зезюлин, В.С. Макаров // Труды НГТУ им. Р.Е.Алексеева. 2012. № 4. С. 175-181.

[17] Зезюлин Д.В., Макаров В.С., Беляков В.В. Расчетный анализ влияния параметров движителей на показатели эффективности колесных машин при движении по снежному полотну пути // Леса России и хозяйство в них. 2012. Т. 1-2. № 42-43. С. 41-42.

[18] К вопросу выбора экспериментальных данных для составления статистических моделей снежного покрова как полотна пути для транспортно-технологических машин / В.В. Беляков, Д.В. Зезюлин, В.Е. Колотилин, В.С. Макаров, А.В. Федоренко // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2014. № 1(102). С. 136-141.

[19] Макаров В.С., Зезюлин Д.В., Беляков В.В. Снег как полотно пути для транспортных средств // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2014. № 4. С. 21-24.

[20] Беляков В.В. Взаимодействие со снежным покровом эластичных движителей специальных транспортных средств: дисс. … д-ра техн. наук. Нижний Новгород. 1999. 485 с.

[21] Makarov V., Zeziulin D., Belyakov V. Prediction of all-terrain vehicles mobility in snowscape scenes // Proceedings 18th International Conference of the ISTVS 18. 2014.

RIGHTS & PERMISSIONS

Porubov D.M., Belyaev A.M., Beresnev P.O., Filatov V.I., Zezyulin D.V., Makarov V.S., Belyakov V.V., Kurkin A.A.