EDA - Elektronische Deichsel für landwirtschaftliche Arbeitsmaschinen

Das EDA Projekt stellt einen Schritt auf dem Weg zum autonomen Fahren der landwirtschaftlichen Arbeits-maschinen. Durch den Einsatz von EDA könnte die Leistung moderner landwirtschaftlicher Maschinen voll ausgenutzt und die Produktivität und Energieeffizienz sowie die Wettbewerbsbedingungen der deutschen Landwirtschaft verbessert werden.

Im geplanten Forschungsvorhaben soll exemplarisch ein unbemanntes “geführtes” Fahrzeug, wie z.B. ein Traktor mit Bodenbearbeitungsgerät, an ein bemanntes Führungsfahrzeug, welches im gleichen Arbeitsprozess arbeitet, elektronisch gekoppelt werden.

Die zurück gelegte Wegstrecke des Führungsfahrzeugs wird über Satelliten ermittelt und als Information zur Navigation des geführten Fahrzeugs zur Verfügung gestellt. Anschließend sollen diese Information mit Einbezug des Versatzes, dem Abstand, den zusätzlich benötigten Informationen und den “auftretenden Störgrößen so aufbereitet werden, dass eine dynamische Navigation des geführten Traktors möglich ist. Dem geführten Traktor wird zusätzlich ein virtuelles Toleranzfeld vorgegeben, um evtl. Übertragungsfehler der drahtlosen Verbindung zu überbrücken.

Feldversuch mit geführtem Fahrzeug

Nach erfolgreichem Abschluss des Forschungsprojektes Elektronische Deichsel für landwirtschaftliche Arbeitsmaschinen (EDA) konnte der Projektpartner AGCO Fendt mit einer Goldmedaille der Agritechnica 2011 für das auf EDA basierende Produkt Fendt GuideConnect punkten. Auf der weltgrößten Landtechnik-Messe werden regelmäßig besonders vielversprechende Produktinnovationen ausgezeichnet. Das EDA-Projekt konnte beispielhaft die Grundlage zur erfolgreichen Überführung eines Forschungsthemas in ein attraktives landwirtschaftliches Produkt legen.

Das EDA Projekt stellt einen Schritt auf dem Weg zum autonomen Fahren der landwirtschaftlichen Arbeits-maschinen. Durch den Einsatz von EDA könnte die Leistung moderner landwirtschaftlicher Maschinen voll ausgenutzt und die Produktivität und Energieeffizienz sowie die Wettbewerbsbedingungen der deutschen Landwirtschaft verbessert werden.

Im geplanten Forschungsvorhaben soll exemplarisch ein unbemanntes “geführtes” Fahrzeug, wie z.B. ein Traktor mit Bodenbearbeitungsgerät, an ein bemanntes Führungsfahrzeug, welches im gleichen Arbeitsprozess arbeitet, elektronisch gekoppelt werden.

Die zurück gelegte Wegstrecke des Führungsfahrzeugs wird über Satelliten ermittelt und als Information zur Navigation des geführten Fahrzeugs zur Verfügung gestellt. Anschließend sollen diese Information mit Einbezug des Versatzes, dem Abstand, den zusätzlich benötigten Informationen und den “auftretenden Störgrößen so aufbereitet werden, dass eine dynamische Navigation des geführten Traktors möglich ist. Dem geführten Traktor wird zusätzlich ein virtuelles Toleranzfeld vorgegeben, um evtl. Übertragungsfehler der drahtlosen Verbindung zu überbrücken.

Veröffentlichungen zum Projekt EDA
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LAND.TECHNIK 2010 Tagungsband, S. 187-195

Diese Veröffentlichung stellt eine elektronische Deichsel für landwirtschaftliche Arbeitsmaschinen vor, die eine virtuelle Kopplung zwischen zwei Landmaschinen herstellen kann, damit eine mannlose Maschine einer führenden Maschine folgt und die gleiche Arbeit wie die führende gleichzeitig leisten kann. Die beiden Arbeitsmaschinen können im Feldeinsatz von einem Fahrer wie eine bedient und eingesetzt werden und die von einer Arbeitskraft im Feld bediente Leistung und Zugkraft können weiter gesteigert werden. In diesem Artikel wird zuerst der Systemaufbau der elektronischen Deichsel vorgestellt. Danach werden die Fahrmodi innerhalb der Deichsel gezeigt. Anschließend werden die Spurführung der mannlosen Maschine und die Kommunikation zwischen beiden Maschinen erläutert. Zum Schluss werden die Testergebnisse im realen Feld dargestellt.

In Proceedings of the 2010 IEEE Intelligent Vehicles Symposium
University of California, San Diego, CA, USA
June 21-24, 2010

This paper presents a method to develop an intelligent master-slave system between agricultural vehicles, which will enable a semi-autonomous agricultural vehicle (slave) to follow a leading tractor (master) with a given lateral and longitudinal offset. In our study not only the follow-up motions but also the site-specific control of the apparatus such as rear and front power lift was considered. In the first part of this paper the recent research works in the area autonomous farming were discussed and the restrictions of these research works were illustrated. In the second part an approach to construct a master-slave system between two agricultural vehicles was demonstrated. In the next part the mathematic modelling of this master-slave system and the simulation results about the control algorithm were demonstrated. Afterwards the result of a real field test was presented and the safety considerations about such an intelligent vehicle system were made.

Proceedings of the 2nd International Conference on Machine Control & Guidance, Bonn

In Proceedings of the 5th IEEE International Conference on Vehicular Electronics and Safety, Pune, India, 2009, pp. 161-166

Abstract:

This paper presents a method to develop an electronic controlled platooning system, which will enable an autonomous agricultural vehicle to follow a leading tractor with a given lateral and longitudinal offset. In our study not only the follow-up motions but also the problems such as avoiding obstacle, turning at the end of the field have been considered. With the aid of the RTK GPS systems the position of the leading tractor can be obtained with accuracy in the range of centimeters. The position points of the leading tractor are transmitted by wireless modems to the following vehicle continually to provide the target position points for the guidance of the following agricultural vehicle. With the method of curve fitting a desired path for the following vehicle could be dynamically created. Based on the target position points and the path planning, the desired speed and the desired steering angle of the following tractor are calculated. In order to ensure the precise navigation of the driverless following tractor, a course tracking controller and a speed controller have to be designed and implemented. In addition to the motion control algorithms which could keep the autonomous agricultural vehicle following the leading tractor, considerations about safety and robustness of the whole platooning control system would be issued at the end of this paper.