2016-11-02News

Automatisiertes Ankoppeln per 3D-Kamera

Ein Fendt 724 Vario koppelt den Fendt Slicer an, während Tobias Blume vom Institut für mobile Maschinen und Nutzfahrzeuge (IMN) der Technischen Universität Braunschweig daneben steht und die Funktionsweise des Systems erläutert. Das Besondere an der Situation, der Traktor wird von einem Assistenzsystem gesteuert, das den Fahrer entlastet. Bei den BLE Innovationstagen am 25. und 26. Oktober in Bonn wurde das gemeinsame Forschungsprojekt von der TU Braunschweig und AGCO/Fendt vorgestellt.

Automatisiertes Ankoppeln per 3D-Kamera

Ein Fendt 724 Vario koppelt den Fendt Slicer an, während Tobias Blume vom Institut für mobile Maschinen und Nutzfahrzeuge (IMN) der Technischen Universität Braunschweig daneben steht und die Funktionsweise des Systems erläutert. Das Besondere an der Situation, der Traktor wird von einem Assistenzsystem gesteuert, das den Fahrer entlastet. Bei den BLE Innovationstagen am 25. und 26. Oktober in Bonn wurde das gemeinsame Forschungsprojekt von der TU Braunschweig und AGCO/Fendt vorgestellt.

Die BLE Innovationstage in Bonn sind geprägt von Vorträgen und fachlichen Diskussionen über Projekte aus den Bereichen Agrartechnik, Nutztier- und Pflanzenforschung, aber auch Lebensmitteltechnologie und Verbraucherschutz, die durch das Programm zur Innovationsförderung des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) gefördert und vom Projekträger der BLE, Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung, begleitet wurden. Hier hält auch Tobias Blume einen Vortrag über das Assistenzsystem für Traktoren mittels rückwärtsgerichteter 3D Time-Of-Flight Kamera und beginnt mit einem Video zu einem Einparkassistenten.

„So ungefähr funktioniert unser System auch, nur dass unsere Maschinen etwas größer, als die Autos in diesem Video sind“, lacht Blume. „Das System hat drei Hauptfunktionen, zum einen die Automatisierung des Ankoppelvorgangs, zum anderen einen Rangierassistenten und zusätzlich eine Kollisionsvermeidung. Die Kollisionsvermeidung haben wir auch mit einem unserer Kollegen getestet. Er macht zwar einen Ausfallschritt, wie Sie sehen wäre der allerdings nicht nötig gewesen, das System hat die Person im Fahrweg erkannt“, schmunzelt Blume.

Die Time-Of-Flight Kamera kann auf einer Distanz von bis zu sieben Metern den Bereich hinter dem Traktor erfassen und verschiedene Anbaugeräte in Form einer Punktwolke darstellen und so mithilfe eines Algorithmus die genaue Position des Anbaugerätes und des Traktors bestimmen und dann den optimalen Pfad zum Ankoppeln berechnen. Die Steuerung läuft beispielsweise über einen PC und kann über ein Smartphone bedient werden. Der Fahrer überwacht das System, muss aber nicht selbst lenken und steuern. Das Assistenzsystem bildet einen Schritt in Richtung autonomes Fahren, und soll auch ungeübte Fahrer in ihrem Umgang mit großen Maschinen unterstützen.

In den Pausen zwischen den Vorträgen gibt es immer wieder die Möglichkeit zum persönlichen Austausch und die Chance den Fendt Traktor mit dem Assistenzsystem in Aktion zu sehen. Draußen vor dem World Conference Center stehen ein Fendt 724 Vario und das Scheibenmähwerk Fendt Slicer bereit und warten nur auf ihren Einsatz. Tobias Blume steht neben dem Gespann und erläutert das System. „Ich lasse den Traktor jetzt nach vorne fahren und starte dann das System, sodass er eigenständig rückwärtsfährt und den Unterlenker einhängt“, erläutert Blume und drückt auf die entsprechenden Knöpfe auf dem Controller und startet das Programm.

In der Kabine des Fendt hängt ein Laptop, auf dem das Mähwerk in der Punktwolke zu erkennen ist und die verschiedenen Schritte in der Programmierung ablaufen. Auf dem Fahrersitz sitzt zur Sicherheit noch jemand, aber das ist eine reine Sicherheitsmaßnahme. „Unsere ersten Versuche haben wir mit einem rollbaren Tisch als Anbaugerät durchgeführt und dann kamen irgendwann ein Grubber und ein Pflug. Das Mähwerk war aufgrund seiner Größe allerdings eine neue Herausforderung, weil die Kamera nicht das ganze Anbaugerät sehen kann“, beschreibt Blume den Forschungsprozess.

Seit ca. 2,5 Jahren läuft das Projekt am Institut von Prof. Dr. Ludger Frerichs an der TU Braunschweig unter der Leitung von Jan Schattenberg in der Arbeitsgruppe für Assistenz- und Robotersysteme. Der Kontakt zu Fendt entstand über einen ehemaligen Mitarbeiter der TU Braunschweig, der nun bei Fendt arbeitet. So entstand auch der Kontakt zu Franz Fuchshumer aus der Abteilung Forschung und Entwicklung. „Franz hat uns vor allem dabei unterstützt eine Schnittstelle im Fahrzeug für die Steuerung unseres Systems zu bauen und uns bei allen technischen Fragen unterstützt. Die Zusammenarbeit hat wirklich toll funktioniert“, so Schattenberg.

„Die Landwirtschaftsbranche ist für uns besonders spannend, weil die Einsatzbedingungen für innovative Technik so unterschiedlich und die Kunden sehr anspruchsvoll sind. Was nicht funktioniert, wird auch nicht eingesetzt und das entspricht auch unseren eigenen Anforderungen“, schildert Schattenberg seine Begeisterung für Projekte aus dem Landtechnikbereich. „Für uns ist innovative Forschung ein wichtiger Teil unserer Arbeit und dieses Projekt ist für uns sehr interessant, da es Landwirten auf lange Sicht die Arbeit erleichtert. Es ist toll, ein solches Projekt von Anfang an zu begleiten und zu sehen, wie sehr sich das Team dafür engagiert“, lobt auch Fuchshumer die Zusammenarbeit.

(v.l.) Franz Fuchshumer, Vorentwicklung Fendt, Tobias Blume, IMN TU Braunschweig und Jan Schattenberg, IMN TU Braunschweig.

„Bisher sind es meist technikinteressierte Landwirte, die von unserem System begeistert sind und die stellen dann auch sehr viele Fragen zu den verschiedenen Komponenten des Systems und würden es gerne testen“, fasst Blume die bisherigen Eindrücke verschiedener Messebesuche zusammen. „Häufig überzeugen Assistenzsysteme nach einem Testlauf, weil die Vorteile erst dann richtig spürbar sind und wir sehen auf lange Sicht vor allem Vorteile für Großbetriebe mit vielen Mitarbeitern und für Betriebe, die sehr häufig die Anbaugeräte wechseln müssen. Letztlich wollen wir den Landwirten die tägliche Arbeit erleichtern.“

Schattenberg zieht ein positives Resümee nach den BLE Innovationstagen. „Das Wetter war perfekt für die Vorführung, bewölkt und kein Regen, die Diskussionen über die unterschiedlichen Kamerasysteme haben uns ein paar neue Ideen gebracht und die Staatssekretärin des Ministeriums für Landwirtschaft und Ernährung, Frau Dr. Flachsbarth war begeistert von unserem Projekt. Außerdem wurde die Förderung für das Forschungsprojekt um ein Jahr verlängert, um das System robust für den Außeneinsatz zu machen. Dies freut uns sehr und bringt uns dem Ziel etwas näher.“

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