ارزیابی یک سامانه خطی ریل واگنی دقیق برای هدف گیری لیزری علف های هرز

علف های هرز با رقابت برای آب، نور و عناصر غذایی، از مهم ترین عوامل کاهش عملکرد محصولات کشاورزی به شمار می آیند و روش های رایج کنترل آن ها مبتنی بر علف کش های شیمیایی با پیامدهای زیست محیطی همراه است. بهره گیری از لیزر برای حذف فیزیکی علف هرز، تنها در صورتی عملی است که سامانه حرکتی بتواند محل هدف را با دقت زیرسانتی متر و در زمان پاسخ مناسب تعیین کند. فرض اصلی این پژوهش آن است که با تکیه بر یک سازوکار خطی مبتنی بر ریل واگنی، موتور پله ای و درایو ریزگام، می توان توازن مطلوبی میان دقت موقعیت یابی و سرعت جابه جایی برای هدایت لیزر در یک سامانه آزمایشگاهی ایجاد کرد. برای ارزیابی این فرض، یک سامانه حرکتی تک محوره طراحی و پیاده سازی شد که مختصات هدف را از زیرسامانه بینایی دریافت کرده و پس از تبدیل آن ها به تعداد پله و جهت حرکت، فرمان را از طریق ارتباط سریال به کنترل کننده آردوینو ارسال می کند. عملکرد سامانه در محیط کنترل شده و بر اساس شاخص های خطای موقعیت، زمان پاسخ انتها به انتها و تکرارپذیری حرکت ارزیابی شد. نتایج نشان داد میانگین خطای موقعیت یابی حدود ۰٫۲ سانتی متر می باشد. زمان پاسخ برای جابه جایی ده سانتی متری در بازه ۰٫۸ تا ۱٫۱ ثانیه قرار گرفت و میانگین آن حدود ۰٫۹ ثانیه بود. آزمون های رفت و برگشت نیز خطای تجمعی کمتر از ۰٫۴ سانتی متر را نشان دادند. این نتایج بیانگر آن است که سامانه پیشنهادی، با وجود سادگی و هزینه پایین، ظرفیت ادغام با ماژول لیزر برای حذف خودکار علف های هرز را دارد؛ هرچند برای کاربرد میدانی، بهبودهای کنترلی و ارزیابی در محیط واقعی ضروری است.

کلیدواژه ها:

کشاورزی هوشمند ، حذف غیرشیمیایی علف های هرز ، سامانه حرکتی دقیق ، سیستم خطی ریل واگنی