Landwirtschafts Robotik - CROPS

Projekthomepage: www.crops-robots.eu

Projektbeschreibung
Viele Aufgaben der Land- und Forstwirtschaft (Ernten, Besprühen, Bepflanzen, Zuschneiden, usw.) könnten durch den Einsatz von Robotersystem effizienter gestaltet werden. Allerdings sind bis heute nur wenige Roboter für die Nutzung in diesem Bereich verfügbar, da die Anforderungen sehr hoch und teilweise widersprüchlich sind. Einerseits sollten die Robotersysteme mit komplexen, dynamischen und teilweise unterschiedlichen Aufgaben umgehen können, andererseits müssen sie außerordentlich kostengünstig sein. Besondere Herausforderungen an die Sensorik, die Mechanik und die Regelung entstehen u.a. durch die wechselhaften und unreinen Umgebungsbedingungen, sowie durch Unterschiede in Größe und Form und durch die hohe Empfindlichkeit der einzelnen Früchte. Damit das System verschiedene Aufgaben bearbeiten und mit den veränderlichen Bedingungen in der Landwirtschaft umgehen kann wird ein modularer Ansatz untersucht. Dadurch kann ein breites Anwendungsgebiet abgedeckt und die Beschaffungskosten minimiert werden.

Projektziele
Das Projektziel von CROPS ist die Entwicklung einer leicht konfigurierbaren und modularen Trägerplattform mit Manipulatoren und „intelligenten“ Systemkomponenten (Sensoren, Algorithmen, Sprühköpfe, Greifer), die anwendungsspezifisch auf die Plattform aufgesetzt werden können und somit den Einsatz in einem breiten Anwendungsbereich ermöglichen. Sowohl die Erarbeitung von wissenschaftlichem Know-How, als auch die Entwicklung von Demonstratoren zur Verarbeitung von hochwertigen Früchten aus Gewächshäusern, Obstplantagen und Trauben für erstklassigen Wein sind wesentliche Ziele des Projekts. Das geplante System soll sowohl das gezielt Besprühen als auch das selektive Ernten von Früchten ermöglichen. Weitere Forschungsschwerpunkte von CROPS sind der Entwurf von robusten Methoden zur Erkennung und Klassifizierung von Hindernissen und anderen Objekten zum autonomen Betrieb in Gewächshäusern und Obstplantagen.

Das Projekt wird von dem Wageningen University & Research Center (WUR) aus den Niederlanden koordiniert. Insgesamt besteht das Konsortium aus 14 Projektpartnern aus mehreren europäischen Ländern sowie Israel und Chile. Der Lehrstuhl für Angewandte Mechanik leitet u.a. die Entwicklung, Simulation und Konstruktion von Manipulatoren für die CROPS Plattform.
Das Forschungsprojekt CROPS – „Intelligent sensing and manipulation for sustainable production and harvesting of high value crops, clever robots for crops” ist von der Europäischen Kommission gefördert.

Am Institut für Angewandte Mechanik wurden in dem Rahmen des CROPS Projekt drei Manipulator Prototypen entwickelt. Der erste und der dritte (finale) Prototype sind im Folgenden abgebildet.

 


Bilder

Erster Prototyp des modularen Landwirtschaftsroboters.
Manipulator Prototyp mit Greifer in einem Gewächshaus mit Paprikapflanzen.
Finaler Prototyp des modularen Landwirtschaftsroboters (9 Freiheitgrade).
Finaler Prototyp des modularen Landwirtschaftsroboters (7 Freiheitgrade).

Videos

TUM Manipulator Demonstration Video.

Manipulator_Demo_640x400 (low quality)

Manipulator_Demo_1920x1200 (high quality)


Paprikaernte Demo (Erste Generation)

Harvesting_640x400 (low quality)

Harvesting_920x1200 (high quality)

 

Paprikaernte Demo (Zweite Generation)

Harvesting 7 DOF

Harvesting 9 DOF


Forschungsgruppe

Dipl.-Ing. Christoph Schütz

Dr.-Ing. Thomas Buschmann

 

Ehemalige Mitarbeiter:

Dr.-Ing. Thomas Villgrattner

Dr.-Ing. Jörg Baur

Dipl.-Ing. Julian Pfaff