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Automatisierungs- und Robotersysteme

„Automatisierung mobiler Maschinen und Verfahren“

  • Umfeldwahrnehmung – Sensordateninterpretation & Lokalisierung
  • Flexible Kommunikationsstrukturen
  • Maschinen- und Systemautomatisierung
Automatisierungs- und Robotersysteme

Ausgewählte laufende Projekte:

5G Smart Farming

Projekt 5G Smart Country, Teilprojekt Smart Farming

5G Smart Farming

Hintergrund

  • Die Landwirtschaft steht im Mittelpunkt zentraler Herausforderungen wie der sicheren Versorgung einer wachsenden Bevölkerung, Flächendegradation, Klimawandel und Ressourcenverknappung

Ziel

  • Die Effizienz einer produktiven, transparenten und nachhaltigen Landwirtschaft mit gesellschaftlicher Akzeptanzsoll durch datenbasierte Anwendungen gesteigert werden.

Arbeitsinhalte

  • Kooperative Nutzung von Feldrobotern und UAV unter Einbindung von 5G, Edge- und Cloudcomputing
    • Auffinden von Unkrautnestern
    • Mechanische Unkrautbekämpfung
    • Variable Aus-/Gleichstandsaat als Teilaspekt von Spot Farming
    • Auffinden von Wildtieren

Kooperationspartner im Teilprojekt Smart Farming

Kooperationspartner
MODEFY

MOnitoring and DEFence against Yellows virus

MODEFY

Hintergrund

  • Das Verbot von Neonikotinoiden im Jahr 2019 hat das vermehrte Auftreten des virösen Vergilbungsvirus zur Folge, das letztlich mit signifikanten Ertragsverlusten verbunden ist.

Ziel

  • Das Hauptziel des Projekts ist die Entwicklung resistenter Zuckerrübensorten durch den beteiligten Saatguthersteller.
  • Zudem sollen natürliche Nützlinge zur Bekämpfung der ursächlichen infektiösen Schädlinge eingesetzt werden.

Arbeitsinhalte

  • Ausbringung von Schädlingen und Nützlingen im Rahmen von Sortenversuchen des Saatgutherstellers mittels Drohnen und Robotern
  • Detektieren von Vergilbungsspots auf dem Feld mittels UAV
  • Gezieltes Ausbringen von Nützlingen bei Vergilbungsspots
Spot Farming
Spot Farming

Spot Farming: Ein neuer Ansatz für eine nachhaltige Landwirtschaft

Hintergrund

  • Pflanzenbau, wie er aktuell betrieben wird, ist geprägt von Zielkonflikten: Maschineneinsatz versus Bodenschutz, Pflanzenschutz- und Düngung versus Artenvielfalt, Wirtschaftlichkeit versus gesunde Fruchtfolgen. Neue Technologien ermöglichen neben evolutionären auch revolutinäre bzw. distruptive Entwicklungen. Neben der Technik sind vor allem die Nutzfplanze und die Standorteigenschaften, aber auch die Gesellschaft in den Wandel mit einzubeziehen.

Ziel

  • Nachhaltige Intensivierung der Landwirtschaft durch Fokus auf den Grundbedürfnissen der Kulturpflanze

Inhalte

  • Heterogenisierung des Feldes ausgehend vom Boden
  • Nutzung neuer Maschinenkonzepte
  • Entwicklung abgestimmter Verfahrenstechniken
  • Teilflächenspezifische Bewirtschaftung

https://magazin.tu-braunschweig.de/pi-post/konzept-fuer-pflanzenbausysteme-der-zukunft-aus-braunschweig-ausgezeichnet/

LoBaBo

Elektroniksystem zur Lokalisierung auf Basis von Bodenradar-Daten

LoBaBo Logo

Hintergrund

  • Aktuelle GNSS- und optische Sensoren können keine Lokalisierung im 24/7-Betrieb oder in allen Anwendungsbereichen garantieren
  • Bodenradare messen langzeitstabile und einmalige Strukturen des Untergrunds

Ziel

  • Entwicklung eines Algorithmus zur Fahrzeuglokalisierung für ein Stepped-Frequency-Bodenradar mit einer Mehrantennenanordnung

Arbeitsinhalte

  • Lokalisierung auf Strecken (z.B. einer Straße) und Flächen (z.B. Betriebsgelände)
  • Untersuchung verschiedener klassischer und KI-basierter Algorithmen zur Datenverarbeitung

LoBaBo - Roboter, Quadtree-basierte Karte, Messung eines Bodenradars
KibEZ
KibEZ_Startseite
GESAL

Ziel des Verbundprojekts „GESAL – Ganzheitlicher Entwicklungsleitfaden für ein umsetzbares Sicherheits- und Automatisierungskonzept für Landmaschinen“ ist die erstmalige Erstellung einer Entwicklungsblaupause, die ein ganzheitliches und umsetzbares Automatisierungskonzept mit expliziter Sicherheitsbetrachtung für Landmaschinen in den Bereichen Hardware-, Software- und Prozesssicherheit sowie Governance beinhaltet.
Das Vorhaben wird gemeinsam mit Partnern der Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften, der TU Clausthal und weiteren assoziierten Partnern durchgeführt.
Weitere Infos folgen.

 

GESAL

Ausgewählte abgeschlossene Projekte:

TOF

Entwicklung neuer Assistenzsysteme für Traktoren mittels rückwärts gerichteter 3D Time-Of-Flight Kamera

Hintergrund:

  • Rückwärtige Sicht und Überwachung ist eine Herausforderung für den Fahrer

Ziele:

  • Entwicklung neuartiger Assistenzsysteme auf Basis von 3D-Time-of-Flight Kameras (TOF)
  • Abdeckung eines größtmöglichen Einsatzspektrums der Kamera (Sicherheit, Effizienz und Komfort)

Arbeitsinhalte:

  • automatisiertes  Ankoppeln
  • Rangierassistent
  • Automatisierte Spurführung  / Hangausgleich
  • Sicherheitssysteme (Personen und Hindernisse erkennen)
     

Mehr Informationen und Veröffentlichungen zum Projekt:

  • Handout als PDF in deutsch und englisch hier
IMN
ANKommEN (2)

Automatische Navigation und Kommunikation zur Exploration

IMN
Lagebildsystem für Rettungskräfte

Hintergrund

  • Zur effektiven Koordinierung von Rettungskräften ist eine schnelle und präzise Informationsgewinnung nötig

Ziel

  • Automatisiertes Explorationssystem zur Unterstützung von Rettungskräften mit einer zentralen Lagebilddarstellung

Arbeitsinhalte

  • Hochautomatisierte Steuerung unbemannter Luft- und Bodensysteme
  • Schwarmpositionierung durch Austausch der GNSS Code- und Phasenmessung
  • Vermessung der Umgebung durch visuelle Sensorik und Fusion der Sensordaten in einer gemeinsamen Karte
  • Entwicklung von Kommunikationsstrukturen für den mobilen Datenaustausch

Mehr Informationen und Veröffentlichungen zum Projekt:

  • Handout als PDF in deutsch und englisch hier

 

IBERO (2)

Weiterentwicklung des Steuerungsmoduls zur autonomen Führung von Entmistungs-, Liegeboxenreinigungs- und Einstreugeräten

IBERO - CAD-Robotermodell, Semantische Karte und virtuelle Erpobung

Hintergrund

  • Steigender Kostendruck in der modernen Innenbewirtschaftung erfordert zunehmenden Automatisierungsgrad
  • In Milchviehställen soll die automatisierte Reinigung die Hygiene und Gesundheit der Tiere verbessern

Ziel

  • Vereinigung der Arbeitsschritte: Reinigen der Laufflächen sowie Reinigen und Entmisten der Liegeflächen
  • Entwurf neuartiger Sensorkonzepte und Algorithmen zur Fahrzeuglokalisierung und Bahnplanung

Arbeitsinhalte

  • Automatisierung eines Spaltenreinigungsroboters
  • Aufbau einer Mensch-Maschine-Schnittstelle
  • Überprüfung der Technik im Praxiseinsatz
  • SLAM und Lokalisierung mittels zweier 2D-Laserscanner
  • Bahnplanung und Kollisionsvermeidung


Mehr Informationen und Veröffentlichungen zum Projekt:

  • Handout als PDF in deutsch und englisch hier
Lokalisierung und Medaille Eurotier 2018
ALPS

Mit autonomen Landmaschinen zu neuen Pflanzenbausystemen

ALPS Bild

Hintergrund

  • Autonome Maschinen bieten enorme Potentiale für neuartige Pflanzenbausysteme
  • Umfassende Betrachtung und Erarbeitung neuer Pflanzenbausysteme notwendig, d.h. Input aus Technologie, Agrarwissenschaften und Ökonomie

Ziel

  • Methodisch entwickelte Szenarien zu neuartigen Pflanzenbausystemen mit autonomen Maschinen

Arbeitsinhalte

  • Analyse der pflanzenbaulichen Anforderungen im Vegetationsverlauf
  • Erarbeitung von innovativen Roboterkonzepten
  • Variationsrechnungen von Verfahren und Prozessen im Hinblick auf den Einsatz autonomer Roboter
  • Verknüpfung von Parametern aus Technologie, Pflanzenbau und Betriebswirtschaft
  • Aufbau eines längerfristigen Forschungsverbundes in Braunschweig mit dem Thünen-Institut und dem Julius Kühn-Institut

Mehr Informationen und Veröffentlichungen zum Projekt:

  • Handout als PDF in deutsch und englisch hier
  • Abschlussbericht
  • Veröffentlichungen:

    Robots for Plant-Specific Care Operations in Arable Farming – Concept and Technological Requirements for the Operation of Robot Swarms for Plant Care Tasks – Beitrag auf dem EFITA-Kongress 2017

    Crop Production of the future – possible with a new approach? –  Beitrag auf der ECPA-Tagung 2017

    Neue Pflanzenbausysteme entwickeln – welche innovativen Techniken werden benötigt? / Developing new cropping systems – which innovative techniques are required? – Beitrag in der Zeitschrift LANDTECHNIK 72

    Der Pflanzenbau der Zukunft - Ist ein Neudenken erforderlich? – Beitrag auf der GIL-Jahrestagung 2017

    Systemische Anforderungen an ein autonomes Großtechnikszenario als zukünftiges Pflanzenbausystem - Beitrag auf der GIL-Jahrestagung 2016

    Mit autonomen Landmaschinen zu neuen Pflanzenbausystemen – Beitrag in der ATZoffhighway 03/2015

    Autonomous agricultural machinery for new plant production systems – Beitrag auf der Tagung Land.Technik 2015

DLG Feldtage 2018

  • Infoposter
  • Szenario einer autonomen Landwirtschaft

Internationale Grüne Woche in Berlin

  • Artikel im TU-Magazin zum Messeauftritt auf der Grünen Woche
  • Szenario einer autonomen Landwirtschaft
  • Bühnen-Talks zum Thema „Autonome Landwirtschaft“
    • 1 - https://www.youtube.com/watch?v=ihp1fOrZKfg&t=1109s
    • 2 - https://www.youtube.com/watch?v=ez3noK6E5YY
    • 3 - https://www.youtube.com/watch?v=t0wjKkOql9Y&t=846s
ARERO (2)

Adaptive Regelung der Ernte- und Reinigungsorgane eines Rübenroders

Prinzipbild adaptive Regelung

Hintergrund

  • Dauerhafte und hohe Belastung für die Fahrer von Erntemaschinen während der Erntezeit
  • Optimales Ernteergebnis ist abhängig von den variierenden Erntebedingungen

Ziel

  • Aufbau eines „Experten-“/Assistenzsystems zur Entlastung des Fahrers bei der Einstellung der Erntemaschine

Arbeitsinhalte

  • Entwicklung einer Methode zur Beurteilung der Prozessqualität
  • Identifikation der Wechselwirkung zwischen Erntemaschine und Umgebung
  • Entwicklung und Überprüfung des „Experten-“/Assistenzsystems im Praxiseinsatz
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