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Development of a novel mechatronic system for mechanical weed ...

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Kurzfassung<br />

verwendet werden kann und unabhängig von den Lichtverhältnissen arbeitet. In den<br />

Versuchen betrug die maximale Abweichung des geschätzten Pflanzenmittelpunktes<br />

von dem gemessenen Mittelpunkt, ermittelt von dem RGB Sensor, 31 mm, wobei 50 %<br />

der Werte in einem Intervall von 0 bis 5 mm und 90 % der Werte in einem Intervall von<br />

0 bis 16,9 mm lagen. Für den Laserabstandssensor lag die maximale Abweichung der<br />

geschätzten von den gemessenen Werten bei 25 mm, wobei in einem Intervall von 0<br />

bis 3 mm 50 % der Werte und 90 % der Werte in einem Intervall von 0 bis 6, 9 mm<br />

lagen.<br />

Der Servomotor, der in dem Prototyp eingebaut war, wurde in einer Betriebsweise mit<br />

direkter S<strong>of</strong>twareregelung betrieben, die die Anpassung der Drehgeschwindigkeit<br />

entsprechend der Vorfahrtsgeschwindigkeit, dem Abstand der Pflanzen in der Reihe<br />

und der aktuellen Position der Hackarme vornimmt. Der Regelalgorithmus und die<br />

S<strong>of</strong>tware wurden mit Labview® erstellt. Die Hauptaufgabe des Regelalgorithmus ist die<br />

permanente Berechnung und Prüfung sowie Änderung der aktuellen<br />

Drehgeschwindigkeit des Hackorgans in Echtzeit. Die S<strong>of</strong>tware basiert auf einer<br />

Erweiterung der S<strong>of</strong>tware, die vorher für die Pflanzenerkennung benutzt wurde.<br />

Tests haben bestätigt, dass abhängig von Winkeleinstellung der Hackarme ein<br />

ausreichend unbearbeiteter Bereich um die Nutzpflanzen während des Hackvorganges<br />

in der Reihe belassen wird, um die Schädigung von Wurzeln durch das Hack<strong>system</strong> zu<br />

vermeiden.<br />

Das System ist in der Lage selbständig die Drehgeschwindigkeit des Hackwerkzeuges<br />

für den Fall nicht abrupter Geschwindigkeitsänderungen anzupassen. Nach einer<br />

schnellen Geschwindigkeitsänderung können einige Nutzpflanzen beschädigt werden<br />

bis das System wieder stabil arbeitet. Ein stabiler Zustand kann unmittelbar nach der<br />

Stabilisierungsperiode erreicht werden.<br />

Das dargestellte Konzept einer INTRA-Reihenhacke kann die gestellten An<strong>for</strong>derungen<br />

erfüllen, es verfügt über ausreichend Freiheitsgrade, um die volle Anpassung an<br />

verschiedene Pflanzenarten, verschiedene Pflanzenabstände in der Reihe und<br />

Entwicklungsstadien der Nutzpflanzen zu erreichen.

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