TARIM ROBOTU TASARIMI, ÜRETİMİ VE FPGA İLE GÖRÜNTÜ İŞLEME TABANLI KONTROLÜ

Abstract

Günümüzde birçok alanda robotlaşma hız kesmeden devam etmektedir. Robotlaşmanın hız kazandığı diğer bir alan ise tarım sektörüdür. Dünya nüfusunun arttığı, kaynakların azaldığı ve tarım ürünlerinin temel girdi maliyetlerinin arttığı günümüzde, robotlar kullanılarak daha az kaynak kullanımı ile daha temiz enerji ile daha verimli tarım ürünlerinin üretimi amaçlanmaktadır. Bu tez çalışmasında bir tarım robotu tasarlanmış ve FPGA ile kontrolü gerçekleştirilmiştir. Otonom olarak çalışacak tarım robotu tarım alanını tohum ekimine hazır hale getirmek için arka kısmında bulunan kazıcı mekanizma ile tarla sürme işlemini yerine getirmektedir. Tahrikinin ve dümenlemesinin dört tekerden yapılması ile tarım arazisinde güçlü ve kararlı bir manevra kabiliyeti kazandırılması amaçlanmıştır. Tarla sınırlarına çekilen beyaz şerit ile tarla sınırları tanımlanmıştır. Tarla sınırlarında bulunan beyaz şeritler görüntü işleme ile algılanmıştır. Mesafe algılaması için Lidar sensörü kullanılmıştır. Çalışmada PYNQ-Z1 FPGA kartı kullanılmıştır ve böylece FPGA'ların tarım alanına başarılı bir şekilde uygulanabileceği gösterilmiştir. Anahtar Kelimeler:

Today, robotization continues unabated in many areas. Another area where robotization is gaining momentum is the agricultural sector. Nowadays, when the world population is increasing, resources are decreasing and the basic input costs of agricultural products are increasing, the aim is to use robots to produce more efficient agricultural products with cleaner energy and less resource usage. In this thesis study, an agricultural robot was designed and controlled with FPGA. The agricultural robot, which will work autonomously, carries out the plowing process with the digger mechanism on the back to prepare the agricultural field for seed planting. It is aimed to provide a strong and stable maneuverability in agricultural land by using four wheels for propulsion and steering. Field borders are defined with a white strip drawn along the field borders. White stripes at field borders were detected by image processing. LiDAR sensor was used for distance detection. The PYNQ-Z1 FPGA card was used in the study and thus it was shown that FPGAs can be successfully applied to the agricultural field.