Abstract
Rollover protective structures (ROPS) have been recognized as the most effective device to prevent tractor-related fatalities due to tractor rollover. However, ROPS provide only passive protection from rollover-caused fatalities. The most effective way to eliminate rollover-caused fatalities is to prevent the rollover from occurring. This research proposes the use of “sensor-in-the-loop (SIL)” online tractor attitude and motion simulation to provide rollover warnings based on estimated look-ahead tractor attitude and motion status. A stereovision camera was used as the visual sensor for the SIL system to create a three-dimensional virtual terrain map on which a virtual vehicle travels. This progressively estimates the tractor attitude and motion on the terrain to provide warning of potential rollovers. A series of field tests on various terrains were conducted to evaluate the dynamic performance of the SIL tractor motion simulator in an actual field environment. The validation test results indicated that the SIL vehicle attitude simulator could predict the attitude and motion status of the vehicle approximately 8.0m ahead of its actual position with favorable and consistent accuracy at all test sites. Such information can be used as baseline data for a warning signal to prevent rollovers from occurring
چکیده
سازه های محافظ در مقابل واژگونی (ROPS) به عنوان کارآمدترین ابزار برای پیش گیری از مرگ و میرهای ناشی از تصادفات تراکتور و واژگونی آن معرفی شده اند . با این حال ، ROPS فقط از افراد در مقابل مرگ و میرهای ناشی از واژگونی حفاظت می کند . کارآمدترین شیوه حذف مرگ و میر ناشی از واژگونی ، جلوگیری از بروز واژگونی است . در این پژوهش ، استفاده از رویکرد و دیدگاه تراکتور آنلاین حس گر – در-لوپ (SIL) و شبیه سازی حرکت برای ارائه اخطارهای واژگونی بر اساس دیدگاه پیشرفته تراکتور و موقعیت حرکت پیشنهاد می شود . از یک دوربین stereo vision به عنوان حس گر تصویری برای سیستم SIL استفاده شده بود تا نقشه عبور مجازی سه بعدی بر اساس حرکت وسیله نقلیه مجازی ایجاد شود . این حس گر رویکرد و حرکت تراکتور را روی مسیر برای ارائه اخطار در زمان واژگونی های احتمالی تخمین می زد . مجموعه ای از تست های میدانی روی مسیرهای مختلف به اجرا رسیده بود تا عملکرد پویای شبیه ساز حرکت تراکتور SIL بتواند موقعیت حرکت و دید وسیله نقلیه تقریبا تا 8 متر جلوتر از موقعیت واقعی را با صحت مطلوب و پایداری در تمامی مکان های تست فراهم اورد . از این مطالعات می توان به عنوان داده های خط مبنا برای یک سیگنال اخطار دهنده به منظور جلوگیری از واژگونی استفاده کرد .
کلید واژه ها : واژگونی تراکتور ؛ غلت و عبور ؛ stereo vision ؛شبیه سازی حرکت وسیله نقلیه ؛ نقشه حرکت سه بعدی
1-مقدمه
مکانیزه سازی کشاورزی یکی از مهم ترین موفقیت های مهندسی در قرن بیستم است . در حالی که مکانیزه سازی به کشاورزان کمک می کند که تولید فوق العاده کارآمدی به دست آورده اند ، محیط کاری خطرناک هم برای آنها فراهم می آید . امار مربوط به تصادفات حرفه ای مرگ بار نشان می دهد که مزارع را می توان یکی از خطرناکترین محیط های کار در ایالت متحده به شمار آورد (پرسونیک و ویندائو ، 1997 شورای ایمنی ملی ، 1999 ). داده های تاریخی نشان می دهد که نرخ مرگ ومیر در کشاورزی به حدود 22000 نفر در دهه 90 میلادی رسید ، در حالی که تصادفات ناشی از تراکتور باعث تقریبا 300 مورد مرگ و میر در هر سال گردیده است (واتیونین و رینولدز ،2002 ) واژگونی تراکتور باعث بیش از 50 درصد مرگ ومیر ناشی از تصادفات کشاورزی در هر سال می شود (هارد و همکارانش 1999 ) حتی با وجود تلاش های بیشمار برای بهبود طرح های تراکتور، نرخ مرگ و میرهای ناشی از تراکتور، با افزایش نسبی به دلیل کنترل ضعیف تراکتور همراه شده است..