Positionsgesteuerte Parallelsaat von Reihenkulturen zur Optimierung der Unkrautbekämpfung - mechanische Unkrautbekämpfung in der Reihe -
Final Report Abstract
Ziel der Forschungsarbeiten im Rahmen des DFG-Antrags war der Aufbau eines Säsystems zur automatisierten Ablage von Saatkörnern im Rechteckverband. Dieses Projekt wird dadurch motiviert, dass die Bestandspflege von landwirtschaftlichen Kulturen, maßgeblich geprägt durch die Unkrautkontrolle, in den Feldkulturen Westeuropas momentan überwiegend mit chemischen Pflanzenschutzmitteln betrieben wird. Da mit der Ausbringung von Herbiziden hohe Einträge von Pflanzenschutzmitteln in den Boden verbunden sind, ist die Entwicklung von umweltfreundlichen Unkrautbekämpfungsverfahren ein vordringliches Ziel der Agrarwissenschaften. Der Einsatz von Herbiziden kann im Falle von Reihenkulturen (z.B. Zuckerrüben) verringert werden, wenn die Unkräuter durch maschinelles Hacken beseitigt werden können. Dies setzt voraus, dass die Saatkörner im Rechteckverband ausgesät werden können. Um dies zu realisieren, ist der Einsatz einer positionsgesteuerten Sämaschine Voraussetzung. Damit eine Beschädigung der Pflanzen ausgeschlossen werden kann, müssen die Saatkörner mit einer Genauigkeit von 2cm (einfache Standardabweichung) erreicht werden. Im Rahmen des Projekts wurde eine Sämaschine entwickelt, die diese Anforderungen prinzipiell erfüllt. Hierfür wurde ein GPS-gestütztes Multisensorsystem aufgebaut und die Positionsschätzung durch die Hinzunahme eines Bewegungsmodells gestützt, wobei ein Kalman-Filter für die Prozessierung der Daten verwendet wurde. Die Geschwindigkeit der Säräder wurde entsprechend der Ergebnisse dieses Filters geregelt, wobei ebenfalls ein Bewegungsmodell zugrundegelegt wurde. Die bisherigen Testfahrten haben gezeigt, dass die angestrebte Genauigkeit erfüllt werden kann. Abschließende und ausführliche Testfahrten stehen jedoch noch aus. Zudem sind weiterhin systematische Abweichungen in den Saatpositionen sichtbar, so dass noch deutliches Verbesserungspotential besteht. Die Anwendbarkeit des Verfahrens wird derzeit dadurch begrenzt, dass nur ein einfaches Wendemanöver implementiert ist. Die etwas aufwändigere Fishtail-Wende ist bislang nicht berücksichtigt worden, so dass auch hier noch weitere Arbeiten notwendig sind.
Publications
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Steering Problems and Solutions during the Construction of Roads. 3rd IAG Symposium on Geodesy for Geotechnical and Structural Engineering and 12th FIG Symposium on Deformation Measurements, 2006
Kuhlmann, H; H. Heister
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„Multisensorsystems in Precision Farming an Example for Mechanical Weed Control“. 5th Turkish German Joint Geodetic Days, Berlin, 2006
Siemes, M.; H. Kuhlmann
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Calibration of a Non-contact Optical Velocity Sensor for a Precision Farming Application. The 5th International Symposium on Mobile Mapping Technoplogy, Padua, 2007
Siemes, M.; H. Kuhlmann
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Nutzung eines Multi-Sensor-Systems mit Kalman-Filterung für die Bestimmung von Längsbewegungen einer Landmaschine in der präzisionslandwirtschaft. In: Ingenieurvermessung 2007, Beiträge zum 15. internationalen Ingenieurvermessungskurs, Graz, Österreich, 2007
Kuhlmann, H.; M. Siemes
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„Anforderungen an ein Multisensorsystem mit Kalman- Filterung für die positionsgesteuerte Saatkornablage im Zuckerrübenanbau“. POSNAV 2007, DGON- Symposium Positionierung und Navigation, Magdeburg, 2007
Siemes, M.; H. Kuhlmann; F. Schölderle
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Detection of deformations and outliers in Real-time GPS measurments by Kalman Filter Model with Shaping Filter. 4th IAG Symposium on Geodesy for Geotechnical and Structural Engineering and 13th FIG Symposium on Deformation Measurements, Lisbon, 2008
Li, L.; H. Kuhlmann
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Multi Sensor System Requirements for a Position Steered Seed Deposition in Sugar Beet Cultivation for the Generation of a Rectangular Formation. In: Proceedings of the 1th International Conference on Machine Control & Guidance, June 24-26, ETH Zurich, Schweiz, 2008
Kuhlmann, H.; M. Siemes, F. Schölderle
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2nd International Conference on Machine Control & Guidance Proceedings. Hrsg., Schriftenreihe Institut für Geodäsie und Geoinfomation, Heft 16, ISSN 1864-1113, Bonn, 2010
Schulze Lammers, P.; H. Kuhlmann
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A Multi-Sensor System in Precision Farming for Position Steered Seed of Sugar Beet, Schulze Lammers; Kuhlmann (Ed.): 2nd International Conference on Machine Control & Guidance, Schriftenreihe des Instituts für Geodäsie und Geoinformation, Heft 16, pp. 213-221, Bonn, 2010
Schölderle, F.; Ph. Zeimetz, H. Kuhlmann
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Determination of Orientation based on GPS double differences. In: Schulze Lammers, Kuhlmann (Ed.): 2nd International Conference on Machine Control & Guidance. Schridftenreihe des Instituts für Geodäsie und Geoinformation, Heft 16, pp. 151-159, Bonn, 2010
Eling, Ch.; Ph. Zeimetz; H. Kuhlmann
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Kinematische GPS zur koordinatengesteuerten Parallelsaat, Schriftenreihe DVW, Band 63 "GNSS 2010 . Vermessung und Navigation im 21. Jahrhundert", Beiträge zum 100. DVW-Seminar am 4. und 5. Oktober in Köln, S. 245-260, Wißner-Verlag, Augsburg, 2010
Schölderle, F.; H. Kuhlmann
