논 토양의 반복 차륜 트랙픽 감소를 위한 새머리 분산 경로 계획 = Headland Path Planning for Frequent Wheel Traffic Reduction in Paddy Field

국문 초록 (Abstract)

운행 제어 농업(CTF)은 글로벌 내비게이션 위성 시스템(GNSS) 및 자율주행 기술과 결합하여 더욱 실질적인 발전을 이루고 있다. 농기계의 운행 경로를 지정하여 항상 같은 경로를 운행함으로 작물을 심는 부분의 토양 다짐을 최소로 하는 목표를 갖는 기존의 CTF 접근방법과는 달리 담수가 필요한논 토양에서는 심토 다짐에 의한 적절한 경반 형성을 위해 분배된 트래픽을 같는 CTF가 필요로 한다. 본 연구의 목적은 논 토양의 적정관리를 위하여 새머리 구간 경로를 최적화 및 분산하여 반복 경로를 감소시키는 데 있었다. 반복적인 휠 트래픽을 줄이기 위해 다음과 같은 전역 경로계획 전략이 수립하였다. 전략 1: 내부 왕복 경로의 순서를 최적화하여 새머리 구간의의 거리를 최소화하고 중복 경로를 따라 트래픽을 방지합니다. 전략 2: 타이어 너비에 의해 수직으로 이동하는 새머리 구간 경로를 생성하여 접촉 영역을 분산시키고 반복적인 교통을 방지합니다. 제안된 전략의 유효성을 평가하기 위해서 제안된 전역 경로계획은 가상 트랙터 시뮬레이션 환경과 GNSS 기반 내비게이션이 있는 자율주행 트랙터로 실제 논 환경에서 테스트했으며 각 주행 결과를 기록하였다. 결과를 평가하기 위해 그리드 매핑 방법을 각 타이어 위치는 차량 위치와 방향을 기준으로 변환하고 휠 트래픽을 0.1m 간격의 격자 셀에 반복 횟수를 계산하는 방식으로 트래픽을 산출하였다. 제안된 방법을 통해 실제 타이어가 접촉하는 위치를 분산하여 자율주행 트랙터의 농업적 효용성을 높일 수 있었다.