GPS yönlendirmeli tarımsal bir robotun geliştirilmesi ve anız yoğunluğunun belirlenmesi örneğinde kullanımı üzerine bir araştırma

Abstract

Bu çalışmada,tarla ortamında hareket edebilen,diferansiyel sürüş sistemine sahip bir mobil robot tasarlanmıştır.Mobil robot,hareketini iki adet DC motordan alan lastik tekerlekli bir araçtır.Tasarlanan mobil robotun otonom olarak ilerletilmesi ve yönlendirilmesi için GPS sistemi kullanılmıştır.GPS sisteminden gelen verilerin değerlendirilebilmesi için navigasyon yazılımı geliştirilmiştir.Mobil robotun ilerleme ve dönüşleri,motorların ileri veya geri aynı ya da farklı hızlarda çalıştırılması ile sağlanmıştır. Kontrol sinyalleri robot üzerine yerleştirilen panel bilgisayardan gönderilmiştir.Robotun istenilen noktaya yönlendirilmesi için azimuth (kertiz) ve heading (istikamet) açıları kullanılmıştır.Robotun istenilen noktaya ilerletilmesi için,bulunulan nokta ile hedef nokta arasındaki mesafe hesaplanmıştır.Geliştirilen navigasyon yazılımı ile anlık olarak heading açısı,azimuth açısı ve iki nokta arasındaki mesafe hesaplanmıştır.Heading ve azimuth açısı arasındaki fark 0'a ve mesafe 0'a yaklaştığında mobil robot hedef noktaya ulaşmaktadır.Çalışmada,mobil robota işlevsellik kazandırmak amacıyla anız yoğunluğu tespiti için görüntü işleme yazılımı geliştirilmiştir.Mobil robotun üzerine yerleştirilen bir dijital fotoğraf makinası kullanılarak tarla üzerindeki anız görüntüleri elde edilmiştir.Elde edilen görüntüler grayscale formata çevrilmiştir.Bu sayede,anızı tanımlayan renk değeri belirlenmiştir.Anıza ait renk değerinin toplam görüntü içerisindeki yoğunluğu belirlenerek o görüntüye ait anız yoğunluğu değeri hesaplanmıştır.Tarla denemeleri,2012 yılı temmuz ve ağustos aylarında iki farklı tarlada yürütülmüştür.Her bir deneme için 30 farklı GPS noktası kullanılmıştır.Her bir deneme,10 nokta için 3 tekerrürlü şekilde gerçekleştirilmiştir.Denemelerde,mobil robotun durduğu nokta ile hedef nokta arasındaki mesafe ölçülmüştür.Böylece,mobil robotun hedef nokta hassasiyeti belirlenmiştir.Ayrıca her bir nokta için görüntü işleme yöntemi ile anız yoğunluğu oranları belirlenmiştir.Belirlenen anız yoğunluğu oranları,kesişen hat yöntemi ile karşılaştırılmıştır.Elde edilen sonuçlar,istatistiksel olarak aritmetik ortalama ve bağımsız örnek t testine tabi tutulmuştur.Yapılan denemeler sonucunda,geliştirilen mobil robotun,doğrusal hedef nokta hassasiyeti ortalama 10 - 12 cm,dağınık hedef nokta hassasiyeti ise ortalama 15 - 17 cm olarak ölçülmüştür.Anız yoğunluğu belirleme işleminde,birinci ve ikinci deneme için,her iki yönteme ait sonuçların birbirinden farklılık göstermediği tespit edilmiştir (P=0.193,P=0.578).