Tendenzen der Robotics in der Pflanzenproduktion
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- Inken Meissner
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1 Tendenzen der Robotics in der Pflanzenproduktion Preagro / Berlin 2008 Prof. Dr. Hans W. Griepentrog University of Copenhagen Dept. of Agricultural Sciences Environment, Resources and Technology 2630 Taastrup, DK hwg@life.ku.dk
2 Landwirtschaftliche Produktionsbedingungen Aktueller Bezug: - Ressourcenknappheit - Steigende Preise Hohe Ansprüche an Qualität, Sicherheit und Umwelt; kapital- und produktionsintensiv Produktion für Weltmarkt Angepasste Technologie; hohe Verfügbarkeit von Arbeitskräften 3 March 2008 Dias 2 Hans W Griepentrog
3 Automatisierung 3 March 2008 Dias 3 Hans W Griepentrog
4 Systemtechnischer Ansatz Neue Mechanisierung basierend auf Pflanzenbedürfnissen - Spots and patches und individuelle Pflanzenansprache - Höhere Wetterunabhängigkeit - Niedrigere Bodenverdichtung - Weniger Energie - Genauere Applikation - Neue Verfahrens- und Bearbeitungsmöglichkeiten - Modular und skalierbar Applikation - Höchst genaue Einzelkornsaat / Bestandesetablierung - Individuelle Pflanzenbehandlung - Ermittlung Pflanzenstatus - Mechanische UK-Bekämpfung - Selektive Beerntung von Beständen - 3 March 2008 Dias 4 Hans W Griepentrog Kim Gutekunst JTI
5 Autonome Bestandesetablierung: Sägerät Einzelkornkartierung (Accord Monopill seit 2000) - Geo-Referenzierung von Saatgut / Pflanzenreihen Gitterablage + Einzelkornkartierung (Kleine Unicorn seit 2004) - Synchronisierung zwischen Aggregaten (innerhalb Arbeitsbreite) - Abgleich zwischen den Überfahrten Längs: Positionsabgleich zur angrenzenden Überfahrt Quer: Korrekte Anschlußfahrt Ackerbauliche Effekte - Optimierung Ressourcennutzung (Wasser, Nährstoffe, Licht) - Unterdrückung von Unkraut - Vereinfachung mechanischer Unkrautregulierung - In der Reihe, Querhacken - Einzelpflanzenbehandlung ( Phytotechnology oder Speaking Plant ) 3 March 2008 Dias 5 Hans W Griepentrog
6 Sensor- und Aktortechnik - Bestandespflege Bildverarbeitung Kulturpflanze Unkraut Prozessrechner Aktor chemisch Aktor physikalisch Micro-Spray Matrix ca. 10 x 10 cm Rotorhacke 3 March 2008 Dias 6 Hans W Griepentrog Quelle: UC Davis, California, US; FH Osnabrück
7 Effizienz - Micro-Sprayer Array matrix ca. 10 x 10 cm -Solanumnigrum -Two-leafstage Dosierung: 1 [µg] pro UK-Pflanze * UK-Dichte 100 pro m 2 = 1 [g/ha] 3 March 2008 Dias 7 Hans W Griepentrog Source: DJF, Horsens + Flakkebjerg, DK
8 Sensor- und Aktortechnik - Mechatronisches Prinzip Konventionelle komplexe mechanische Systeme werden ersetzt durch einfache Mechanik und Elektronik (Hardware + Software) (KU-LIFE, Kopenhagen) 3 March 2008 Dias 8 Hans W Griepentrog
9 Rasenpflege und Herbizidapplikation Autonome Maschine an der KU-LIFE 3 March 2008 Dias 9 Hans W Griepentrog
10 Weitere Roboter and der KU-LIFE irobot: Research ACW: Christmas Tree Weeder 3 March 2008 Dias 10 Hans W Griepentrog
11 Autonomie von Robotersystemen Level of human interaction 100% 0% Manned Teleoperation Automatic deterministic Semi-autonomous Autonomous 3 March 2008 Dias 11 Hans W Griepentrog Source: Granot
12 Autonomous Operations / Status Current operations (developed implements): Seeding - Mapping seed locations (passive positioning) - Grid Seeding (active positioning) Hoeing (inter-row) - Row navigation + guidance based on seed maps Hoeing (intra-row) - Row navigation based on seed map (row positions) - Hoe switching based on seed map (plant positions) Other operations: Spraying (Orchard) - Herbicide (soil) - Insecticides + Fungicides (tree canopy) Mowing - Centered mower (semi-public parks) New developments / projects: Safety and Reliability (DFFE project ) Usability 3 March 2008 Dias 12 Hans W Griepentrog
13 Slug Bot oder Eco Bot 3 March 2008 Dias 13 Hans W Griepentrog Jack Hollingum: Robots in Agriculture. Industrial Robot - An International Journal, Vol. 26 (6), 1999, pp
14 Slug Bot oder Eco Bot 3 March 2008 Dias 14 Hans W Griepentrog
15 Projektziele: Sicher+Zuverlässig (Safe+Reliable) Spezifizierung von zuverlässigen und sicheren Maschinenverhaltensstrategien, die den gesetzlichen Sicherheitsund Arbeitsanforderungen unter Feldbedingungen entsprechen. Entwicklung eines Sensorsystems zur Beschreibung des Maschinenverhaltens als auch der näheren Maschinenumgebung. Entwicklung von Software zur internen Fehlerdiagnose und -behandlung als auch eines Entscheidungsmoduls. Implementierung von zusätzlichen Hardware- und Softwarekomponenten zur Verbesserung der Kontrollfunktionen und der Bedienbarkeit Implementieren, Testen und Bewerten des Maschinenverhaltens Durchführung einer ökonomischen und technologischen Bewertung DFFE Projekt als Kooperation zwischen KU-LIFE, DTU, Hako GmbH, Agrocom und Jutek 3 March 2008 Dias 15 Hans W Griepentrog
16 Bumpers, Emergency Switches Laser Scanner, Stereo Camera, RFID tags RFID tag (operator and other humans) Stereo Camera Laser scanner Emergency switches Bumper front Bumper rear 3 March 2008 Dias 16 Hans W Griepentrog
17 Forest Harvester 3 March 2008 Dias 17 Hans W Griepentrog
18 Valtra, Finland 3 March 2008 Dias 18 Hans W Griepentrog
19 DARPA: Urban Challenge 3 March 2008 Dias 19 Hans W Griepentrog
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