طراحی، ساخت و ارزیابی مزرعه ای تنک کن الکترومکانیکی مجهز به ماشین بینایی

تنک کردن محصولات ردیفی از جمله عملیات هزینه بر و طاقت فرسای کشاورزی است که عمدتاً بصورت دستی و توسط کارگران انجام می شود. از جمله مشکلات اصلی ماشین¬های تنک کن موجود این است که عمل تنک کردن به صورت تصادفی و غیر هوشمند انجام می شود. به همین دلیل در این تحقیق ساخت و بکارگیری یک مکانیزم تنک کن خودکار چغندرقند مورد توجه قرار گرفت. ماشین تنک¬کن چغندرقند طراحی شده از سه قسمت تشکیل شده که شامل واحد ماشین بینایی، واحد کنترل الکترونیکی و عملگرهای تنک¬کن می¬باشد. در قسمت ماشین بینایی، مهمترین عمل، نوشتن الگوریتم تنک¬کردن بر اساس بهترین فاصله مورد نظر بین بوته¬ها با در نظر گرفتن مکان¬های کاشته نشده می¬باشد. به طور کلی روش کار بدین صورت است که با حرکت تراکتور بر روی ردیف محصول چغندرقند، توسط دوربین تصاویر ردیف چغندرقند در مزرعه گرفته می شود. پس از پردازش تصاویر و بر اساس الگوریتم¬های طراحی شده، فرمان به میکروکنترلر و در نهایت به عملگرها جهت تنک کردن مزرعه ارسال می گردد. ارزیابی آزمایشگاهی و مزرعه¬ای تنک کن الکترومکانیکی در 3 سطح سرعت پیشروی مختلف 2، 5/3 و 5 کیلومتر بر ساعت و در قالب طرح کاملاً تصادفی با چهار تکرار در آزمایشگاه و سه تکرار در مزرعه انجام گرفت. نتایج ارزیابی آزمایشگاهی نشان داد که مقادیر دقت دستگاه بر روی فواصل تنک شده، میانگین فواصل تنک نشده و مقدار تأخر و تقدم مکانی با افزایش سرعت پیشروی کاهش یافتند و با کاهش سرعت پیشروی این مقادیر افزایش یافتند،که بیشترین این مقادیر مربوط به سرعت 2 کیلومتر بر ساعت می¬باشد. نتایج بدست آمده از ارزیابی آزمایشگاهی و مزرعه¬ای شاخص دقت حفظ بوته¬های تک نشان داد که این شاخص در حالت آزمایشگاهی و مزرعه¬ای دارای عملکرد بالایی بود به طوری که این شاخص در سرعت پیشروی 2 کیلومتر بر ساعت برابر با 99 % می¬باشد. همچنین سرعت پیشروی تأثیر چندانی بر روی شاخص دقت حفظ بوته¬های تک نداشته است. سایر نتایج بدست آمده از شاخص حفظ همپوشانی مزرعه و شاخص آسیب دیدگی گیاهان باقی مانده در آزمون مزرعه¬ای نشان داد که این شاخص¬ها با افزایش سرعت کاهش یافته اند. همچنین نتایج بدست آمده از ارزیابی آزمایشهای مزرعه¬ای نشان داد که بهترین فواصل بین بوته¬ها بعد از عملیات تنک کردن نسبت به فاصله تنظیم شده (200 میلیمتر) و مربوط به سرعت پیشروی 2 کیلومتر بر ساعت بود. اگر چه این فواصل با مقادیر بدست آمده در سرعت های پیشروی 5/3 و 5 کیلومتر بر ساعت از نظر آماری اختلاف معنی داری داشتند ولی این فاصله¬ها همچنان در بازه مناسب تنک کردن (300-150میلیمتر) قرار دارد.