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NETZWERKE, CLUSTER UND TECHNOLOGIEFÖRDERUNG
Roboter nimmt dem Landwirt mühselige und kostenintensive manuelle Hackarbeiten ab
Querhacke bei Positionierversuchen auf glatter Fahrbahn zur Überprüfung der Wiederholgenauigkeit. Derzeit erreichte Wiederholgenauigkeit +/- 1 cm
Insbesondere im ökologischen Landbau ist es von höchstem Interesse, ein mobiles Robotersystem zu entwickeln, welches dem Landwirt die Hackarbeiten auf dem Feld sozusagen als Dienstleistung abnimmt. Hier können Unkräuter nur mechanisch reguliert werden.
Chemische Unkrautvernichtung ist hier, wie auch in Wasserschutzgebieten, nicht erlaubt. Das Hacken von Hand hat sich verständlicherweise noch nie allzu großer Beliebtheit erfreut. Ein Gerät, das den Hackvorgang nicht nur zwischen den Reihen, sondern auch in der Reihe zwischen den einzelnen Pflanzen ausführen kann, ohne die Kulturpflanze zu gefährden, ist bis heute auf dem Markt nicht erhältlich. Es wird als Querhacke bezeichnet und soll, wie der Name sagt, den Hackvorgang quer zur Reihe bzw. quer zur Fahrtrichtung durchführen. Bisherige Entwicklungen, die darauf abzielten, über unterschiedlichste Sensoren und Bildverarbeitungssysteme das Unkraut von der Kulturpflanze zu unterscheiden, waren bisher nicht von Erfolg gekrönt.
Jetzt konnte ein Prototyp vorgestellt werden, der durch die High-Tech-Offensive Bayern (HTO) gefördert wurde. Beim vorliegenden Prototypen wird dieses Querhacken durch Einsatz modernster Satelliten-Navigations-Technik ermöglicht, weil die Echtzeitgenauigkeiten geeigneter Systeme im Ein-Zentimeter-Bereich liegen. Mit dem Roboter und einem speziell entwickelten Sä-Kopf werden beispielsweise Zuckerrübensamen sehr exakt im Einzelkorn-Sä-Verfahren abgelegt. Die Position eines jeden Samenkorns wird über die Koordinaten Rechts-Wert Hoch-Wert abgespeichert. Damit sind alle Pflanzenkoordinaten des ganzen Feldes bekannt und die Bereiche zwischen den Pflanzen, wo gehackt werden darf, können berechnet werden. Nachdem das Unkraut aufgelaufen ist und das Wachstum der Kulturpflanze behindert, können die Bereiche zwischen den Kultur-Pflanzen mit dem Roboter lagegeregelt angefahren und das Unkraut mechanisch eingedämmt werden.
Einer der Schwerpunkte des Projektes lag zunächst darin, die vom GPS übermittelten Satellitensignale im Positionsregelkreis des Portalroboters zu verarbeiten. Bei herkömmlichen Positionsregelkreisen werden die Weg-Istwerte von Wegmesssystemen geliefert, die sich direkt am Positioniersystem befinden, wie beispielsweise inkrementale oder analoge Weg- bzw. Drehwinkelgeber. Da die Querhacke ihre Position auf dem Feld ständig ändert, weil sie fährt, können für den Regelkreis nur absolute Erd-Koordinaten verwendet werden. Diese werden über Antennen, die auf der Querhacke installiert sind, empfangen und in den Positionsregelkreis eingespeist. Wie bei jedem anderen Positionsregelkreis findet nun ständig der Soll-Ist-Wert-Vergleich statt, so dass die gewünschten Positionen auch tatsächlich angefahren werden.
Mit dem derzeit zur Verfügung stehenden Satellitennavigationssystem GPS erreicht der Prototyp Genauigkeiten um 1 cm. Nach Einführung des Europäischen Satelliten-Navigations-Systems GALILEO erhofft man sich noch bessere Genauigkeiten und eine höhere Signal-Übertragungsrate.
Neben der beschriebenen Einsatzmöglichkeit im Precision-Farming lässt sich das Positioniersystem für vielfältigste andere Aufgaben einsetzen, immer da wo es sich um exakte Positionierung im Freien handelt.
Ansprechpartner
Prof. Dr.-Ing. Egon Füglein
Telefon: 09721 940941
E-Mail: efueglein@fh-sw.de