Абсолютная точность: умные российские комбайны найдут дорогу к каждому колоску

В России начались полевые испытания беспилотной системы параллельного вождения комбайнов, оснащенных машинным зрением и искусственным интеллектом. Ее преимущество в том, что убирать урожай без участия человека комбайн может даже при проблемах со связью и навигацией.

Умный комбайн с хорошим зрением

Тестирование новой системы проходит в Краснодарском крае на полях агрохолдинга «Прогресс Агро». Проект реализуется в сотрудничестве с Кубанским государственным аграрным университетом, поэтому работают вместе учёные-разработчики, инженеры и механизаторы. Задача – оценить в суровых реальных условиях эффективность и надежность.

«Мы смотрим, как технология работает на практике. Важно, чтобы она была надёжной в любую погоду и на разных культурах», — отметил Евгений Труфляк, заведующий кафедрой КубГАУ.

Традиционно современные беспилотные комбайны для движения по полю используют системы GPS и ГЛОНАСС. Они позволяют с высокой точностью сеять, обрабатывать почву и собирать урожай. Но в России с ее бескрайними просторами в некоторых районах сигнал спутников может оказаться слабым. В этой ситуации поможет новая технология.

Система параллельного вождения создана на основе машинного зрения. На комбайны устанавливают видеокамеры, которые снимают поле в реальном времени и передают данные искусственному интеллекту (ИИ). Нейросеть анализирует видео. Учитывается все - рельеф местности, край поля. Затем ИИ выстраивает оптимальную для работы траекторию, по которой движется техника. Если комбайн отклоняется от курса, ИИ автоматически его корректирует.

Когда есть проблемы с качеством GPS-сигнала и имеющееся оборудование начинает работать с погрешностью, на помощь приходит ИИ и видеокамеры. В режиме онлайн идет обработка видеопотока, строится прямая линия, вдоль которой необходимо двигаться технике и система параллельного вождения корректирует положение техники на поле. Благодаря такой технологии мы не теряем в производительности техники, у нас не ухудшается качество выполнения операции. После тестирования оборудования на комбайнах планируем попробовать его на тракторах в предпосевной подготовке и севе

Павел Нефедов

руководитель проекта по научно-технической деятельности ООО «Прогресс Агро»

Выгодно и надежно

Важная деталь - разработка полностью российская. Сейчас проверяется не только ее надежность в полевых условиях. Аграрии просчитывают, насколько она экономически целесообразна. Предварительные результаты радуют.

Точность при работе беспилотной системы с использованием GPS/ГЛОНАСС составляет 5-30 см, а при использовании ИИ + машинного зрения - 5-10 см. В сравнении с работой комбайнера беспилотная система на основе GPS/ГЛОНАСС экономит до 12% топлива, при использовании ИИ + машинного зрения - до 18%. Окупаемость в первом случае - 2-3 сезона, во втором - 1-2 сезона. Но самое важное - при отсутствии сигнала GPS/ГЛОНАСС работа беспилотной системы возможна только при использовании ИИ + машинного зрения.

Эффективная и востребованная система

Беспилотные системы пилотирования сельскохозяйственной техники - эффективный способ увеличить производство в АПК. Россия начала активно работать над автономными системами вождения в АПК в 2018 году. Еще в 2019 году российская компания Cognitive Technologies совместно со Сбером провели первое в России внедрение системы управления беспилотным комбайном в агрохозяйства Томской области. Во время автономной уборки зерновых в Курганской области был установлен рекорд по уборке урожая. Этот результат отмечал президент России Владимир Путин в своем ежегодном выступлении перед СМИ в конце 2020 года.

Теперь российские технологии сделали качественный скачок в надежности и практической применимости. Разработки 2019-2020 годов делали ставку на полную автономность, но зависели от качества GPS-сигнала. Новое решение устраняет эту зависимость - благодаря ИИ и компьютерному зрению техника теперь может работать даже при слабом спутниковом сигнале, ночью или в условиях плохой видимости. При этом новое решение не отменяет старое, использование ИИ и машинного зрения дополнит GPS/ГЛОНАСС, создав безотказную систему. Навигация сельхозтехники становится полностью автономной.

Перспективы внедрения

Текущие испытания на комбайнах - лишь первый этап масштабного внедрения технологии. Развитие идет очень быстро. В течение года в России ожидается появление целых звеньев беспилотных тракторов. Предполагается интеграция в другие сельхозмашины и адаптация техники для работы с разными культурами в разных регионах.

Кроме того, технология будет востребована за рубежом, прежде всего, в Африке и странах Глобального Юга, где спутниковое покрытие не стабильно, а поля имеют сложную форму. Российская система дешевле решений на чистом GPS, поэтому она займет нишу на рынках всего мира.