BotanyKI

Entwicklung eines filterbasierten Navigationssystems für einen Agrarroboter mit Wasserstoffantrieb zur sensorischen Erkennung der Umgebung zum Zwecke der Bewegung im Feld

Durch eine neuartige Kombination von Sensorik und Robotik wird das HySON-Institut zusammen mit zwei Industriepartnern, Batix Software GmbH und SMB Sonneberg GmbH, ein Navigationssystem für die vollautomatisierte und kollisionsfreie Bewegung eines Agrarroboters entwickeln. Der Einsatz von Robotik in der Landwirtschaft trägt zur Minderung der Bodenverdichtung und CO₂-Freisetzung bei, fokussiert wird allerdings der Einsatz des Roboters in Sonderkulturen, wie z.B. im Anbau von Heil- und Gewürzpflanzen, wo Felder teilweise noch von Hand bestellt werden. Der Wasserstoffantrieb des Roboters trägt zur CO₂-Einsparung bei und ermöglicht in Kombination mit einer mobilen Tankeinheit einen dauerhaften Einsatz in der Feldbearbeitung.

Entwicklung eines optischen Sensors

Das genannte optische Sensorsystem des Agrarroboters setzt sich aus einer Nah- und Fernfelduntersuchung zusammen. Zur Nahfelduntersuchung dient ein neuartiges, optisches Navigationssystems auf Grundlage der binokularen Streulichttechnik in Zusammenarbeit mit einer Laserquelle zur Orientierung des Roboters. Dieses System soll Objekte, die innerhalb des Sichtfelds der besagten Kameras stehen, erkennen und durch Analyse der aufgenommenen Daten die Rotation kalkulieren, bis ein frei zugänglicher Weg erkannt wird. Zur Fernfelduntersuchung stellt das Kamerasystem zusätzlich Bilder des gesamten Umfelds bereit, welche durch ein Filter-Array analysiert werden, um die Position und Distanz der Pflanzenreihe als Endziel der Roboterbewegung zu ermöglichen.

Konzeptionierung und Aufbau eines Wasserstoffantriebes

Das HySON-Institut übernimmt in diesem Projekt zusätzlich die Konzeptionierung der Energieversorgung mit Wasserstoff für den Roboter. Diese beinhaltet die Auslegung und Skalierung von aktuell auf dem Markt verfügbaren Antriebssystemen für den geplanten Agrarroboter. Das Zusammenspiel zwischen Sensoren und Wasserstoffantrieb des Roboters wird durch Steuerungs-Algorithmen erreicht, welche die Batix Software GmbH entwickelt. Die Einbindung der KI-Algorithmen sowie die Entwicklung eines anwenderspezifischen User-Interfaces liegt ebenfalls bei Batix. Das letzte Teilziel des Projekts ist die Konzeptentwicklung zur physischen Einbindung des Kamerasystems und des Wasserstoffantriebs in einen bestehenden Roboter inklusive der Adaption dessen Konstruktion. Diese beinhaltet sowohl Schnittstellen zwischen Roboter und Kamerasystem bzw. Wasserstoffantrieb als auch zwischen der Sensoreinheit und der Auswerteeinheit. Diese Aufgabe übernimmt Projektpartner SMB Sonneberg GmbH.