Demonstrator 3: Inspektion von Obstplantagen

In Obstplantagen werden viele komplexe Entscheidungen getroffen, bei denen ein detailliertes Wissen über die Pflanzen hilft, einen signifikanten Mehrwert für den Obstbauern und dessen Entscheidungsfindung darzustellen. Der Obstbauer kann auf einer fundierten Datenbasis kritische Entscheidungen besser treffen, und so einerseits seinen Ertrag steigern, andererseits aber auch gezielter und damit weniger extensiv Pflanzenschutz- und Düngemittel einsetzen. Dies bringt sowohl einen wirtschaftlichen als auch einen ökologischen Nutzen mit sich. Aus diesem Grund wünschen sich Obstbauern eine Art digitale Karte ihrer Plantage, die Informationen zu jeder einzelnen Pflanze beinhaltet.

Ziel des Demonstrators ist die Entwicklung von Methoden zur Durchführung einer automatisierten Bonitur der Obstplantage. Hierfür sollen bodennahe Informationen (mit bodennaher Sensorik gewonnene Informationen, bspw. Kamera, LIDAR usw.) möglichst automatisiert und implizit, während der regelmäßigen Pflegearbeiten, bspw. des Mulchens, erhoben werden. Zusätzlich zur bodennahen Sensorik sollen weitere Daten bspw. von Satelliten genutzt werden.

Zur Durchführung von Tests und Experimenten stehen die Anlagen des Obsthof Stockinger in Kallstadt zur Verfügung. Ein autonomes Fahrzeug der Robot Makers GmbH wurde zusammen mit der TU Kaiserslautern mit Stereokameras, LIDAR, IMU und GPS ausgestattet, um die relevanten Daten zu erfassen. Das Fahrzeug ist in der Lage autonom durch die Obstbaumreihen zu navigieren und dabei verschiedene Anbaugeräte zu steuern. Zur Auswertung dieser Daten werden Algorithmen, auf

Basis von neuronalen Netzen und multimodaler Sensorverarbeitung entwickelt. Daten von anderen Agenten und Informationen aus der Cloud (verteilte KI) können hinzugenommen werden. Durch eine Analyse der Satellitendaten können geometrische Informationen des Schlags oder auch negative Hindernisse erkannt werden. Die Auswertung der Sensordaten des

Fahrzeugs erfolgt dabei während der Durchfahrt durch die Plantage. Die so gewonnenen Informationen werden genutzt, um ein digitales Abbild des Schlags zu erstellen.

Dieses Abbild soll möglichst folgende Aspekte beinhalten:

  • geometrische Eigenschaften des Schlags
  • Anzahl und Position der Blüten pro Baum
  • Anzahl, Reifegrad und Position der Früchte pro Baum
  • Astfläche pro Baum
  • Verletzungen, Schädlingsbefall und Krankheiten