Contexte 

Dans le cadre de la réalisation d’un tracteur sans conducteur il faut concevoir un système de guidage. Pour des raisons évidentes tant pratiques qu’économiques, celui-ci sera de type GPS-RTK. 

Ce robot a une vocation viticole et éventuellement arboricole. Il est donc important de prendre en compte les divers paramètres liés à cet environnement. 

Un automate sera installé sur le robot pour gérer les éléments auxiliaires (relevage, accélérateur, prise de force…) mais aussi la surveillance des divers paramètres (Répartition de la puissance, niveau huile hydraulique, niveau carburant, pneu crevé…). Un écran tactile installé sur le côté de la machine relié à l’automate permettra à l’utilisateur de consulter les différents paramètres (tels que niveau de carburant pendant le remplissage) mais aussi de paramétrer l’outil installé (position travail, position manœuvre, besoin en hydraulique…). 

L’automate est en capacité de récupérer les informations de guidage pour les transmettre aux organes concernés. Pour éviter le calage du moteur, l’automate est en capacité de réduire la vitesse d’avancement en cas de puissance demandée trop importante. La consigne de vitesse devra donc être retraitée par l’automate. 

Objectif 

Guider le robot entre les rangs de vignes et pendant les phases de manœuvres. Ce guidage est exclusivement un guidage angulaire du pont avant. En revanche des actions doivent être effectuées en début et en fin de rang. Il est donc indispensable que le système de guidage communique ces informations. 

Le système de guidage qui est l’objet de ce cahier des charges est indépendant de l’automate décrit plus haut. 

Le système de guidage devra donc communiquer avec l’automate. Toutefois le type de communication entre les deux entités n’est pas développé dans ce présent cahier des charges. Elle sera à définir en fonction des caractéristiques techniques de ces deux dernières. 

Périmètre 

Les limites de ce cahier des charges sont les opérations liées strictement au guidage du robot et à la communication avec l’automate. Elles ne prennent pas en compte la gestion des accessoires (relevage, accélérateur, défauts machine…), ni la communication avec les outils. 

Caractéristiques techniques Gaiiar 

Le robot Gaiiar possède 4 roues motrices qui sont pilotés par la même pompe via un signal 0-10V. La seule variation de ce signal permet une variation de vitesse sur les 4 roues. Le circuit hydraulique de Gaiiar intègre la fonction différentiel. Il n’y a donc pas de correction électronique à envisager. 

Les roues avants sont en plus d‘être motrices, sont directrices. Le rayon de braquage minimum avoisine les 1m50. 

Description fonctionnelle des besoins 

Fonction principale: Guider le robot dans son environnement en toute sécurité. 

Objectif: Piloter la direction et la vitesse d'avancement du robot pendant la phase autonome. Description: Après acquisition des données de capteur d'angle de roues, renvoyer un signal interprétable pour corriger la trajectoire ainsi qu'une consigne de vitesse. 

Fonction secondaire: Acquérir de nouvelles trajectoires 

Objectif: Enregistrer de nouvelles trajectoires soit en arpentant manuellement les parcelles concernées soit par logiciel sur ordinateur personnel 

Description: Via un boitier annexe, l'opérateur pourra effectuer un arpentage manuel. Cet arpentage sera enregistré dans le boitier et ré-exploité en mode autonome. Si cette solution n'est pas exploitable, grâce à une vue GPS un tracé pourra être défini sur un ordinateur et ré-exploité sur le système de guidage. 

Contraintes: Le boitier devra être amovible. 

Fonction secondaire: Communiquer avec l'automate de gestion Gaiiar 

Objectif: Interagir avec l'automate de pilotage accessoires et de surveillance défauts. 

Description: L'automate devra être informé de la position du robot (en position de travail ou en position de manœuvre) afin d'ajuster la position de l'outil. En retour l'automate informera de la fin du cycle de mise en marche ou d'arrêt de l'outil (en début et fin de rang). De plus pour informer l'opérateur l'automate devra être mis au courant si un défaut sur le système de guidage est repéré.

Contraintes: Le type de communication devra être compatible avec l'automate. 

Fonction secondaire: Détecter les erreurs de correction 

Objectif: Surveiller la bonne cohérence des informations GPS et arrêter le système. 

Description: Une surveillance des informations GPS sera réalisée. En cas d'incohérence de certaines informations le guidage sera alors arrêté et l'automate prévenu d'un défaut sur le système de guidage. 

Contraintes: La position des antennes GPS sera à définir en fonction des points d'ancrages disponibles sur le châssis.