Dronebasert sanking av sau

Abstract

For år 2020 rapporterte Mattilsynet i sin årsrapport at det var 1,9 millioner sauer og lam på beite i utmark i Norge. Kombinert med tall fra Statistisk Sentralbyrå fra samme år, gir en overslagregning et gjennomsnitt på 137 sauer/lam per jodbruk. Disse dyrene slippes hver vår i utmarken, oftest uten veiforbindelse. Når høsten kommer sankes dyrene inn ved at mennesker går til fots gjennom utmarken, opptil flere ganger. Dette er en tid- og energikrevende jobb, som repeteres hvert år.

På bakgrunn av denne omfattende prosessen ved å sanke hjem sau, er denne oppgaven utformet. Oppgaven går ut på å bytte menneskene ut med 4 droner som kontrolleres av en algoritme. Målet med oppgaven er å finne ut i hvilken grad dette er mulig. Oppgaven går dypere inn på hvordan algoritmen kan håndtere gjeting langs en sti, hente en flokk fra utmark og inn på sti, samt gjeting av sauene gjennom et stikryss.

Det er utformet en kontrollalgoritme bestående av flere moduler, deriblant en banekoordinator, punktkalkulator, og en generell kalkulator. For å få de forskjellige modulene til å jobbe sammen på de rette tidspunktene, er det satt opp en tilstandsmaskin som kontrollerer helheten.

Oppgaven har resultert i kontrollalgoritme, simulering av droner, sauer og gjeteområde, samt en visualisering som presenterer gjetingen gjennom et brukergrensesnitt.

På bakgrunn av omfattende både manuell og automatisk testing, med blant annet 1584 ende til ende tester, er det konkludert med at den menneskelige sankingen av sau kan i høy grad erstattes med 4 droner som kontrolleres av en algoritme.

In year 2020, the Norwegian Food Authority reported 1,9 million sheeps and lamb where released to graze in outfield pastures in Norway. Combined with numbers from the Central Statistical office, an estimates shows that there are in average 137 sheeps/lambs per farm. These animals are released every spring to a outfield, usually wihtout any road connection. When autumn comes the animals are gathered in by people walking through the outfield, up to several times. This is a time- and energy-consuming job, which is repeated every year.

On the basis of this extensive process of herding home the sheeps, this thesis has been designed. The goal is to replace the humans with 4 drones that are controlled by an algorithm. The aim of the thesis is to find out to what extent this is possible. The thesis goes deeper into how the algorithm can handle herding along a path, fetching a flock from the open field and onto a path, as well as herding the sheep through a path junction.

A control algorithm consisting of several modules has been designed and developed, including a path coordinator, point calculator and a general calculator. In order to make the different modules work together at the right times, a state machine has been set up that controls the whole.

The thesis has resulted in a control algorithm, simulation of drones, sheep and herding area, as well as a visualization that presents the herding through a user interface.

On the basis of extensive both manual and automatic testing, including 1584 end-to-end tests, it has been concluded that the human herding of sheep can to a large extent be replaced with 4 drones controlled by an algorithm.