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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.11.2009.tde-10112009-150847
Documento
Autor
Nome completo
Tiago Carletti Antunes de Oliveira
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2009
Orientador
Banca examinadora
Molin, Jose Paulo (Presidente)
Lanças, Kléber Pereira
Milan, Marcos
Título em português
Estudos sobre desempenho de sistemas de piloto automático em tratores
Palavras-chave em português
Agricultura de precisão
Cana-de-açúcar
Controle automático
Frutas cítricas
Mecanização agrícola
Sistema de Posicionamento Global
Tratores.
Resumo em português
Para o cenário da sustentabilidade da cana um dos problemas é o tráfego indiscriminado de rodados sobre as soqueiras, especialmente na colheita mecanizada, devido a desalinhamentos das fileiras de cana e dificuldade de manutenção dos veículos e composições devidamente afastados destas. Assim, as tecnologias de direcionamento automático estão ganhando espaço no setor sucroalcooleiro. No cenário da citricultura a implantação de um pomar é uma etapa de extrema importância econômica, uma vez que estão envolvidas diversas operações mecanizadas. O alinhamento das fileiras é feito manualmente, etapa que demanda a utilização de uma equipe composta por um topógrafo e cerca de 8 a 10 funcionários. A utilização de sistema de direcionamento automático (piloto automático) elimina esta operação consequentemente reduzindo o número de funcionários. A partir disso o objetivo desse trabalho foi avaliar o desempenho da utilização de alguns modelos de piloto automático em cana-de-açúcar e citros. Na cultura da cana-de-açúcar o objetivo foi avaliar a acurácia de sistemas de piloto automático na operação de abertura de sulcos. Na cultura de citros o objetivo foi avaliar a acurácia do sistema de piloto automático na abertura de sulcos para transplantio e analisar o desempenho operacional e econômico do sistema de piloto automático confrontado como a prática usual, de alinhamento ótico e manual. No primeiro foram realizados ensaios combinando dois tipos de piloto automático (universal e integrado), na abertura de sulcos para plantio de cana, em diferentes tratores, com dois tipos de sinal de GPS (SF1 e RTK) na operação de abertura de sulcos em canade- açúcar para avaliar o erro de paralelismo dos equipamentos. Os ensaios foram realizados com três repetições em percursos retos e curvos. Para o cálculo dos erros de paralelismo utilisou-se um GPS com sinal RTK coletando os dados de cada percurso sendo possível determinar o posicionamento em relação à linha referencia A-B. A segunda parte do trabalho, com citros, foi dividida em duas etapas. A primeira consistiu em georreferenciar as plantas com sulcos feitos com e sem a utilização de piloto automático. Na segunda etapa do trabalho foi conduzida a avaliação da capacidade operacional da abertura de sulcos, com e sem a utilização de piloto automático coletando dados de tempos e de movimentos com um receptor de GPS. Para os ensaios em operação de abertura de sulcos no plantio de cana-de-açúcar com utilização do piloto automático o sistema integrado obteve melhor desempenho que o sistema universal tanto em percursos retos quanto em percursos curvos. Em percursos retos o sistema universal 200 obteve valores de erros médios menores que o sistema universal 100, o oposto ocorrendo em percursos curvos. O sinal RTK obteve melhor acurácia em relação ao sinal SF1. Na implantação de pomares de citros foi obtido um erro médio de desalinhamento de 0,08 m em sistema convencional de sulcagem contra um erro médio de 0,04 m do piloto automático. A operação de sulcagem utilizando o piloto automático apresentou uma eficiência de campo média menor. Porém, com piloto automático foi possível trabalhar com velocidades maiores, o que resultou numa maior capacidade de campo efetiva e consequentemente menor custo operacional.
Título em inglês
Studies of auto-guidance systems performance in tractors
Palavras-chave em inglês
Agricultural
Automatic control
Citric Fruits
Global Position System
Mechanization
Precision agriculture
Sugar cane
Tractors.
Resumo em inglês
For the sugarcane scenery one of the sustainability problems is the indiscriminate traffic of machinery wheels on the sugar cane, especially in the mechanical harvest, due to misalignment of the cane rows and difficulty of maintenance of the vehicles and compositions away of the crop rows. This is the reason the technologies of auto-guidance systems are succeeding in the sugar cane business. In the scenery of the citrus the implantation of an orchard is a stage of extreme economical importance due to the high cost, once several automated operations are involved. After the soil tillage, the manual alignment of the rows is accomplished for the transplanting, stage that demands the use of a team composed by a topographer and about 8 to 10 staffs. The use of auto-guidance systems provides the elimination of the manual alignment of the rows for transplanting and consequent reduction of the number of staffs. The technologies of autoguidance systems based on orientation through satellites intend to improve the alignment and the operational capacity of mechanized operations. The target of this work was to evaluate the performance of the use of some auto-guidance systems in sugarcane and citrus. In sugarcane the objective was to evaluate the accuracy of auto-guidance system in the furrows opening. In citrus the target was to evaluate the accuracy of auto-guidance systems in the opening furrows for transplanting and to analyze the operational and economical performance of an auto-guidance system compared to the usual practice, of optic and manual alignment. In the first test, on sugar cane, two types of guidance systems (universal and integrated) were involved, with two types of GPS signals (SF1 and RTK) and two types of tractors (Valtra BH 180 and John Deere 7815). Three replications were accomplished in the operation of opening furrows to evaluate parallelism errors of auto-guidance equipments in straight and curved tracks. The second part of the research was divided in two parts. The first stage consisted on georreferencing the plants in the field three months after the transplanting using both technologies for furrows opening, auto-pilot and manual alignment. In the second stage field capacities were evaluated by collecting data with a GPS receiver, with the tractor under the two conditions, with and without auto-guidance use. For the tests on opening furrows in sugarcane the integrated auto-guidance obtained better accuracy than the universal systems in straight tracks and in curved tracks, presenting lower aligning errors. In straight tracks the universal system 200 resulted in lower error values than the universal system 100. The universal system 100 resulted in lower errors in curved lines than the universal system 200. All the evaluated technologies obtained better performance in straight tracks. RTK signal had better accuracy when compared to SF1. In the implantation of citrus orchards the average aligning error on furrows opening was 0.08 m in the conventional system against 0.04 m for the auto-guidance systems. The opening of furrows operation using the auto-guidance presented lower field efficiency. However, with auto-guidance it was possible to work with higher speeds, what resulted in a higher field capacity and smaller operation cost.
 
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Tiago_Oliveira.pdf (2.47 Mbytes)
Data de Publicação
2009-11-23
 
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