Аналіз та класифікація систем очистки візуальних датчиків сільськогосподарських машин
Анотація
Метою дослідження було проаналізувати та класифікувати варіанти систем очистки датчиків, які встановлюються на сільськогосподарських машинах, якість роботи яких напряму впливає на можливість використання техніки в польових роботах. Проаналізовано вплив різних типів забруднень на ефективність систем очищення датчиків пилом, брудом, пожнивними рештками та іншими матеріалами, які супроводжуються експлуатацією машин та обладнання. Під час дослідження застосовувалися монографічний та абстрактно-логічний методи, що дозволили скомпонувати наукові джерела, в яких описувалися технічні рішення, випробувані в лабораторних та практичних середовищах. Проведено класифікацію систем очищення за формою факела, де описано 4 типів з основними характеристиками. В описі конструктивного виконання було розглянуто два варіанти – інтегрований та зовнішній. Результати огляду показали перевагу інтегрованої конструкції через свою захищеність від зовнішніх впливів та максимальну компактність. Роботу систем очистки було поділено на режими з постійним та змінним часом пульсації. Кожен з режимів має свою ефективність в залежності від типу забруднення. Встановлено, що з сухим забрудненням ефективніше працювати пульсуючим режимом, тоді як з вологим забрудненням – режимом постійної роботи. Також розглядалися комбіновані повітряно-рідинні системи, їх конструктивні особливості з описом принципів роботи. Дослідження показало, що повітряні системи очищення найкраще інтегруються на техніку та можуть використовувати наявні компоненти, які передбачені інженерами для виконання інших задач, що, в свою чергу, робить таке рішення економічно ефективнішим. В залежності від типів забруднень, система обдуву може легко змінювати режим роботи повітряного обдуву та забезпечити максимальну ефективність очистки. Отримані результати можуть бути використані при розробці та модернізації систем очищення датчиків у сучасній сільськогосподарській техніці з елементами автоматичного та автономного керування. Базуючись на наукових та власних дослідах, вивчити які типи систем очистки можуть бути актуальними під час роботи радарних датчиків на полі та визначити вплив забруднень на якість ведення та стабільність роботи системи в цілому
Ключові слова
точне землеробство; радари; забруднення; пневматична система; самохідна техніка; система автоводіння
- Aarif, M.K.O., Alam, A., & Hotak, Y. (2025). Smart sensor technologies shaping the future of precision agriculture: Recent advances and future outlooks. Journal of Sensors, 1, article number 2460098. doi: 10.1155/js/2460098.
- Acuity Laser. (2025). Cleaning and maintaining laser sensors in dusty environments. Retrieved from https://www.acuitylaser.com.
- Adamchuk, V.V., Perepelytsia, N.M., & Hrytsyshyn, M.I. (2026). Intellectual agriculture – a determinant of innovative development of technical support of agricultural production. Bulletin of Agricultural Science, 2(875), 42-51. doi: 10.31073/agrovisnyk202602-05.
- Artyukh, O., Ruban, D., Tarasenko, O., Petriuk, Yu., & Ruban, H. (2025). Unmanned transport. Modern technologies, challenges, and prospects. Science and Technology Today, 5(46), 1159-1198. doi: 10.52058/2786-6025-2025-5(46)-1159-1198.
- Ascencione. (2024). 2025 vision sensor lens cleaning: Enabling undefeatable autonomous vehicles with essential lens maintenance. Retrieved from https://ascencione.com.
- Babiy, L., Yurkiv, M., Chetverikov, B., & Burshtynska, H. (2026). Accuracy of GPS and RTK navigation and their impact on reducing overlaps and losses during field work. Precision Farming, 1(2), 25-34. doi: 10.23939/pa2025.02.025.
- Debnath, S., Paul, M., & Debnath, T. (2023). Applications of LiDAR in agriculture and future research directions. Journal of Imaging, 9(3), article number 57. doi: 10.3390/jimaging9030057.
- Fan, X. (2020). Discuss and provide examples for the PWM Process. In Proceedings of the 5th international workshop on materials engineering and computer sciences (IWMECS). doi: 10.25236/iwmecs.2020.011. London: Francis Academic Press.
- Karim, R., Reza, N., Jin, H., Haque, A., Lee, K.-H., Sung, J., & Chung, S.-O. (2024). Application of LiDAR Sensors for crop and working environment recognition in agriculture: A review. Remote Sensing, 16(24), article number 4623. doi: 10.3390/rs16244623.
- Komesker, M., Meltebrink, C., Ebenhöch, S., Zahner, Y., Vlasic, M., & Stiene, S. (2024). Validation scores to evaluate the detection capability of sensor systems used for autonomous machines in outdoor environments. Electronics, 13(12), article number 2396. doi: 10.3390/electronics13122396.
- Lechler. (n.d.). Nozzle spray patterns and classification. Retrieved from https://www.lechlerusa.com.
- Liu, Q., Yu, R., Suo, H., Cai, Y., Chen, L., & Jiang, H. (2025). Autonomous driving in agricultural machinery: Advancing the frontier of precision agriculture. Actuators, 14(9), article number 464. doi: 10.3390/act14090464.
- Market Research Future. (2024). Automotive sensor cleaning system market. Retrieved from https://www.marketresearchfuture.com.
- Matos, F., Bernardino, J., Durães, J., & Cunha, J. (2024). A survey on sensor failures in autonomous vehicles: Challenges and solutions. Sensors, 24(16), article number 5108. doi: 10.3390/s24165108.
- Nikoliuk, O., Pyvovar, P., Nazarkina, R., Stolnikovych, G., & Bohonos, M. (2024). Dynamics of the land fund: How land resources of Ukraine have changed after February 24, 2022. Retrieved from https://kse.ua.
- Osadchyi, I. (2025). Investigation of pneumatic cleaning system effectiveness for radar navigation sensors on self-propelled sprayers in field conditions. Technology, Energy, Agriculture Transport AIC, 3(130), 89-98. doi: 10.37128/2520-6168-2025-3.
- PatentScope. (n.d.a). WO2016045828 – device for protection of an optical sensor. Retrieved from https://patentscope.wipo.int.
- PatentScope. (n.d.b). WO2018130610 – camera device for a motor vehicle with a cleaning device for providing the air stream, camera system as well as motor vehicle. Retrieved from https://patentscope.wipo.int.
- Qian, R., Tan, R.T., Yang, W., Su, J., & Liu, J. (2018). Attentive generative adversarial network for raindrop removal from a single image. arXiv. doi: 10.48550/arXiv.1711.10098.
- Raven Industries Manual. (n.d.). Radar row guidance and air knife kit for AGCO/ Fendt RoGator 900 with Factory VSN .Retrieved from https://files.coakleytech.com.
- Sanders, G., & Keeping, A.V. (2024). I can see clearly now: Keeping AV sensors clean in inclement conditions. Retrieved from https://www.wardsauto.com.
- Schafer Technologies. (n.d.). Retrieved from https://www.schaeffler.com.
- Shi, J., Bai, Y., Diao, Z., Zhou, J., Yao, X., & Zhang, B. (2023). Row detection-based navigation and guidance for agricultural robots and autonomous vehicles in row-crop fields: Methods and applications. Agronomy, 13(7), article number 1780. doi: 10.3390/agronomy13071780.
- Solero Technologies. (n.d.). Electromagnetic 3/2-way valve for ADAS sensor cleaning systems. Retrieved from https://solerotechnologies.com.
- Son, S., Lee, W., Jung, H., Lee, J., Kim, C., Lee, H., Cho, S., Jang, J., Lee, M., & Ryu, H.-C. (2023). Experimental analysis of various blockage performance for LiDAR sensor cleaning evaluation. Sensors, 23(5), article number 2752. doi: 10.3390/s23052752.
- Son, S., Lee, W., Lee, J., Lee, J., Lee, H., Jang, J., Cha, H., Bae, S., & Ryu, H.-C. (2024). Examining the optimization of spray cleaning performance for LiDAR sensor. Applied Sciences, 14(18), article number 8340. doi: 10.3390/app14188340.
- The Spray Nozzle People. (n.d.). Guide to spray properties: Fluid distribution. Retrieved from https://www.spray-nozzle.co.uk.
- Valeo. (2024). LiDAR cleaning: Sensor cleaning system. Retrieved from https://www.valeo.com.
- Vargas, J., Alsweiss, S., Toker, O., Razdan, R., & Santos, J. (2021). An overview of autonomous vehicles sensors and their vulnerability to weather conditions. Sensors, 21(16), article number 5397. doi: 10.3390/s21165397.
- Vitesco Technologies. (2024). Advanced sensor cleaning system. Retrieved from https://www.vitesco-technologies.com.
- XenomatiX. (2022). Sensor cleaning. Retrieved from https://xenomatix.com.