Page 4

4

Navigointijärjestelmä parantaa tarkkuutta ja helpottaa työtä Julkisuudessa on viime aikoina puhuttu robottiautoista, jotka ajaisivat tiellä ihmisen puolesta. Maataloudessa tällaiset ohjausjärjestelmät ovat olleet arkipäivää jo useita vuosia. Juha Backman/MTT

Kuljettajan työtaakkaa on pyritty keventämään ja työn tarkkuutta parantamaan navigointijärjestelmillä, jotka siirtävät osan kuljettajan tekemästä työstä koneen tehtäväksi. Traktorin ajolinjojen tarkkuus saadaan pysymään halutulla tasolla koko työpäivän ajan jo nyt saatavilla olevilla kaupallisilla järjestelmillä. Peltotyökoneiden tehokkuutta on puolestaan pyritty parantamaan yhä vain suurentamalla työkoneiden kokoa. Suuremmat työkoneet ovat useimmiten hinattavia, ja osassa työkoneista on toimilaitteita, joilla työkoneen paikkaa suhteessa traktoriin voidaan ohjata. Markkinoilla on jo ohjausjärjestelmiä tällaisille työkoneille, mutta niitä ei ole kunnolla yhdistetty traktorin navigointijärjestelmään. Monessa tilanteessa olisi edullisempaa, jos traktori poikkeaisi halutulta ajoreitiltä, jotta työkone pysyisi sillä paremmin. Tällaisia tilanteita ovat esimerkiksi jyrkät mutkat ja rinteet, joissa työkone valuu sivusuunnassa. Esteet ja katkokset pitää selvittää Aalto-yliopiston, MTT:n ja Helsingin yliopiston yhteisessä Agromassi-tutkimushankkeessa on yhtenä tutkimusteemana tutkittu ja kehitetty traktorin ja hinattavan työkoneen yhteistä navigointijärjestelmää, joka pystyisi toteuttamaan koko peltotyön ilman ihmisen välitöntä ohjausta. Navigointijärjestelmä toteutetaan avoi-

keinoja, jotka perustuvat työstetyn ja työstämättömän alueen havainnointiin. Kehitetty tunnistusmenetelmä paransi myös työkoneen tarkkuutta pelkkään GPS:ään perustuvaan navigointiin verrattuna. Juha Backman, MTT Lisätiedot: juha.backman@mtt.fi Puh. 029 531 7388

Järjestelmä kylvi hehtaarin yksin

Prototyyppinavigointijärjestelmällä ohjattiin Valtra T-132 ja Junkkari Maestro 3000 -yhdistelmää. Edessä olevat esteet havaittiin traktorin keulassa olevan laserskannerin avulla.

mena, maataloustyökoneiden tiedonsiirtostandardia ISO 11783 (kauppanimeltään ISOBUS) tukevana järjestelmänä. Tällöin kokonaisjärjestelmä muodostuu useamman eri valmistajan komponenteista, jotka kaikki toimivat yhdessä. Navigoinnin käyttöönoton olisi oltava helppoa maanviljelijälle. Tästä syystä hank-

keessa tutkittiin navigointijärjestelmän asetusten automaattista viritystä. Jotta ihmisen toimia ei ajon aikana tarvittaisi, kehitettiin menetelmiä pellossa olevien esteiden kuten sähkötolppien tunnistamiseen ja väistämiseen sekä automaattiseen päistekäännösten tekemiseen. GPS-katkoksista selviämiseen kehitettiin

Prototyyppinavigointijärjestelmää testattiin useampana kesänä peltotesteissä Vakolassa Vihdissä. Lopullinen järjestelmä kykeni simuloidusti kylvämään noin hehtaarin kokoisen pellon ilman ihmisen ohjausta. Testeissä ei käytetty siemeniä tai lannoitteita vaikka itse työ muutoin suoritettiin. Ajonopeus oli työssä 12 km/h. Suorilla ajolinjoilla työkoneen suurin virhe oli alle viisi senttimetriä, ja mutkaisillakin ajolinjoilla virhe jäi alle 10 senttimetrin. Prototyyppijärjestelmä myös todisti, että hajautetun, monen valmistajan komponentteihin perustuvan järjestelmän toteuttaminen on mahdollista käyttäen ISO 11783 -standardia.

Maatalouskoneiden turvallisuutta hallitaan hyvällä suunnittelulla Hyvä suunnittelu ja koneiden käytön ymmärtäminen takaavat maatalouskoneen toimivuuden ja turvallisuuden, vaikka yhdessä toimivia koneita olisi monta. Liisa Pesonen/MTT

Peltoviljelyssä käytettävien maatalouskoneiden automaatio on kasvanut jo pitkän aikaa. Lähellä markkinoita ovat jo koneet, jotka pystyvät toimimaan itsenäisesti. Tällaisilla koneilla on maailmalla tehty tutkimusta jo pitkän aikaa. Peltoviljelyssä toimitaan lähes aina traktorin ja työkoneen tai useamman työkoneen yhdistelmällä. ISOBUS-liitännällä varustellut koneet pystyvät tiedonvaihtoon toisten ISOBUS-koneiden kanssa, ja koneiden keskinäinen tiedonvaihto mahdollistaa entistä kehittyneemmän automaation toteuttamisen. Pitkälle automatisoidut ISOBUS-koneet alkavat jo ikään kuin yhdistyä yhdeksi koneeksi. Automaatiolla pyritään parantamaan tehokkuutta. Samalla kuitenkin valmistajia ja käyttäjiä huolestuttaa koneyhdistelmien turvallisuus ja käyttövarmuus. Turvallisuus lähtee suunnittelusta Automatisoiduissa koneissa käytetään usein turvatoimintoja turvallisuuden varmistamiseen. Nykyisiä sähköisiä ohjausjärjestelmän turvajärjestelmiä ei voida enää täysin testata, sillä riittäviä testimenetelmiä ei ole,

Automaatio parantaa työkoneiden tehokkuutta, mutta koneyhdistelmien turvallisuus mietityttävät.

ja täydellisten testien läpikäyminen kestäisi vuosia. Ohjausjärjestelmien turvallisuus varmistetaan oikean suunnittelun ja suunnittelun aikaisten testien avulla. Suunnittelua ohjaavat lukuisat standardit, joiden avulla varmistetaan, että suunnittelussa otetaan kaikki oleellinen huomioon ja että laitteeseen varmasti päätyy toimiva järjestelmä. Järjestelmien pitää esimerkiksi kestää erilaisia vikoja sekä pystyä tunnistamaan niitä ja sopeutumaan niihin.

Automaatio vaatii uutta ymmärrystä Kun kaksi konetta yhdistyy ja alkaa toimia yhdessä, eivät vanhat suunnittelustandardit enää riitäkään varmistamaan kokonaisuuden turvallisuutta. Syntyy siis tarve uudelle suunnittelulle. Pelkkä vastaus kysymykseen, miten toimintoja pitäisi rakentaa, ei riitä. Tämän takia suunnittelu on aloitettava kokonaisuuden ja käyttötarkoituksen ymmärtämisellä. Turvatoimintojen suunnittelun perus-

tana on, että käyttäjä ymmärtää, miten koneet toimivat, mitä ne tekevät ja mitä ne juuri nyt voivat tehdä. Lisäksi koneet eivät saisi tehdä mitään muuta kuin mitä niiden vallitsevassa tilanteessa on tarkoitus tehdä. Käyttäjän ja koneen vuorovaikutuksen ymmärtäminen ja kehittäminen ovat erittäin tärkeitä osia turvallisen koneen luomisessa. Konetta ei nimittäin vain käytetä, vaan niitä huolletaan ja korjataan ja niiden säiliöitä täytetään. MTT on ollut mukana metallialan strategisen huippuosaamisen keskittymä FIMECC:in EFFIMA-ohjelman projekteissa AGROMASSI ja FAMOUS. Näissä projekteissa on kehitetty yhdessä lukuisten yritysten, tutkimuslaitosten ja yliopistojen kanssa menetelmää ja periaatteita, joiden avulla koneturvallisuutta voidaan kehittää ja varmistaa monikoneympäristöissä ja työmaiden tasolla. Ari Ronkainen, MTT Lisätiedot: ari.ronkainen@mtt.fi Puh. 029 531 7686

Maaseudun tiede 3/2014  

Digiajan maatalous käyttää ja tuottaa paljon tietoa: paikannus, peltorobotit ja kännykkäsovellukset ovat jo arkea. Älykkäät ratkaisut tukeva...