Bielefeld, Germany
October 27, 2017
Cluster of Excellence CITEC and the company CLAAS introduce research
Tractors and combine harvesters are frequently operated on difficult terrain. Crops such as canola and corn grow at different densities; the field is sometimes muddy and is rocky at other times; and plants often obscure the view of potential impediments. In order to enable harvesting machinery to efficiently and safely harvest crops despite changing conditions, a new system for environment detection has been developed by Bielefeld University’s Cluster of Excellence Cognitive Interaction Technology (CITEC) and CLAAS, an agricultural machinery manufacturing corporation located in Harsewinkel, Germany. The joint project is being funded as an innovation project within the it’s OWL technology network. The results of the project have been presented on 24 October at a workshop in the CITEC Building.
With the new system, harvesters automatically react to impediments in the field. Photo: CLAAS
The goal of the project was to develop a networked system with sensors that enables harvest machinery to automatically recognize its surroundings and react to changes. “In this way, the machines can adjust their operation based on the conditions of the field – both its state and the crops present,” says CITEC researcher Dr. Thorsten Jungeblut, who coordinates the project together with Dr. Boris Kettelhoit from CLAAS.
Harvest machinery operators are often only able to see a limited area around the machines. Plants further obstruct what can be seen, and beyond this, the machines themselves limit the view: harvest combines are sometimes as long as a truck. “We therefore had to develop a system that ensures that collisions are prevented, for example with wild animals,” says Jungeblut, an engineer who works in the Cognitronics and Sensor Systems research group at the Cluster of Excellence CITEC and in the Faculty of Technology at Bielefeld University. This group, headed by Professor Dr. Ulrich Rückert, conducts research on resource-efficient and micro-electronic systems, which are equipped with sensors such as color and infrared cameras, heat-detecting or distance sensors.
Presenting their new system (pictured from left): Dr. Thorsten Jungeblut (CITEC), Dr. Boris Kettelhoit (CLAAS), Prof. Dr. Ulrich Rückert, Timo Korthals (both CITEC), and Thilo Krause (CLAAS). Foto: CITEC/Bielefeld University
From July 2014 through the end of October 2017, the research group, together with CLAAS, developed the intelligent sensor network for electronic environment detection in agricultural harvesting machines. CITEC researchers also contributed algorithms that analyze sensor data to the project. “Sensor data is combined together and evaluated so that the machine can assess the environment on its own, enabling it to adjust to changing conditions,” explains Jungeblut. “In addition to this, the system works across different machines. For example, the control system in a combine harvester can warn a tractor of impending obstacles.”
“This new system makes agricultural harvesting machinery more efficient and safer, thus increasing the quality of crop yields,” says Dr. Boris Kettelhoit, from CLAAS. “Damage to people and machines is prevented to the greatest extent possible, and stoppages are reduced.”
More Information:
Innovation project “Electronic Environment Detection System for Harvesting Machinery:” https://www.its-owl.com/projects/innovation-projects/details/environment-detection-system-for-harvesting-machinery
Neues Sensorsystem sorgt für sichere Ernte
Exzellenzcluster CITEC und das Unternehmen CLAAS stellen Forschung vor
Traktoren und Mähdrescher arbeiten oft in schwierigem Gelände: Erntegut wie Raps und Mais wächst unterschiedlich dicht, der Boden ist mal matschig und mal steinig und oft verdecken die Pflanzen die Sicht auf mögliche Hindernisse. Damit Erntemaschinen trotz wechselnder Bedingungen effizient und sicher ernten können, haben der Exzellenzcluster Kognitive Interaktionstechnologie (CITEC) der Universität Bielefeld und der Agartechnikhersteller CLAAS in Harsewinkel ein neues System zur Umfelderkennung entwickelt. Die Kooperation wurde als Innovationsprojekt des Technologie-Netzwerks it's OWL gefördert. Die Ergebnisse des Projekts werden am Dienstag, 24. Oktober, bei einem Workshop im CITEC-Gebäude vorgestellt. Die neue Technologie wird mit einem Mähdrescher vor dem Gebäude vorgeführt. Außerdem erhalten Studierende und Promovierende Gelegenheit, sich über Karrierewege bei CLAAS, der Universität Bielefeld und der Fachhochschule Bielefeld zu informieren.
Ziel des Projekts war es, ein vernetztes System mit Sensoren zu entwickeln, mit dem die Erntemaschinen ihr Umfeld automatisch erkennen und auf Veränderungen reagieren können. „So können die Maschinen ihren Betrieb an die Bedingungen des Feldes anpassen, sowohl an die Beschaffenheit als auch den Bestand mit Erntegut“, sagt der CITEC-Forscher Dr. Thorsten Jungeblut. Er koordiniert das Projekt zusammen mit Dr. Boris Kettelhoit von CLAAS.
Die Fahrerinnen und Fahrer von Erntemaschinen können den Raum um die Maschinen oft nur eingeschränkt einsehen. Die Pflanzen erschweren die Sicht, außerdem begrenzt die Maschine selbst den Überblick – ein Mähdrescher ist mitunter so lang wie Lastwagen. „Wir mussten also ein System entwickeln, das dafür sorgt, dass Kollisionen zum Beispiel mit Wildtieren vermieden werden“, sagt Jungeblut. Der Ingenieur arbeitet in der Forschungsgruppe „Kognitronik und Sensorik“ am Exzellenzcluster CITEC und der Technischen Fakultät der Universität Bielefeld. Die Gruppe unter Leitung von Professor Dr. Ulrich Rückert forscht zu ressourceneffizienten und mikroelektronischen Systemen, die mit Sensoren wie Farb- und Infrarotkameras, Wärmedetektoren oder Abstandssensoren ausgestattet werden.
Von Juli 2014 bis Ende Oktober 2017 entwickelte die Forschungsgruppe gemeinsam mit CLAAS das intelligente Sensornetzwerk zur elektronischen Umfelderkennung für Landmaschinen. Die CITEC-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler steuerten dafür auch die Algorithmen bei, die die Sensordaten auswerten. „Die Sensordaten werden zusammengeführt und ausgewertet, so dass die Maschine das Umfeld eigenständig bewerten und sich an veränderte Bedingungen anpassen kann“, berichtet Jungeblut. „Hinzu kommt, dass das System über verschiedene Maschinen hinweg funktioniert. So kann zum Beispiel die Steuerung im Mähdrescher einen Traktor vor drohenden Hindernissen warnen.“
„Durch das neue System werden die Landmaschinen effizienter und sicherer, so dass die Qualität der Ernte zunimmt“, sagt Dr. Boris Kettelhoit von CLAAS. „Schäden an Mensch und Maschine werden so gut wie möglich verhindert und Ausfallzeiten verringert.“
Journalistinnen und Journalisten sind herzlich eingeladen zur Berichterstattung. Bei der Vorführung der Landmaschinen am Dienstag, 24. Oktober, um 14 Uhr vor dem CITEC-Gebäude (Inspiration 1) beantworten Dr. Thorsten Jungeblut und Dr. Boris Kettelhoit Fragen von Journalistinnen und Journalisten.
Das Programm auf dem Campus Nord:
- 10 bis 13.30 Uhr: Projektworkshop mit Teilnehmenden aus Wissenschaft und Industrie im CITEC-Gebäude (Anmeldung erforderlich)
- 11 bis 17 Uhr: Der Career Service der Universität Bielefeld, das Praxisbüro der Fachhochschule Bielefeld und das Unternehmen CLAAS informieren im Foyer des CITEC-Gebäudes über Karrierewege für Studierende und Promovierende
- 14 Uhr: Vorführung von Landmaschinen mit dem neuen Sensorsystem vor dem CITEC-Gebäude
- 15 Uhr: Vortrag zu Forschung und Entwicklung in der Robotik bei CLAAS, Dr. Boris Kettelhoit, Vorentwicklung Elektronik bei Claas Selbstfahrende Erntemaschinen (CSE) im Raum CITEC 1.204
- 15.30 Uhr: Vortrag zum beruflichen Einstieg bei CLAAS, Jacqueline Pollitt, Managerin für Human Resources bei der CLAAS KGaA mbH im Raum CITEC 1.204
Weitere Informationen:
Innovationsprojekt „Elektronische Umfelderkennung bei Erntemaschinen“: http://www.its-owl.de/projekte/innovationsprojekte/details/elektronische-umfelderkennung-bei-erntemaschinen
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