Background
Die EXAgT GmbH hat sich mit dem Lehrstuhl für Agrarsystemtechnik der TU Dresden zusammengeschlossen und das Projekt Boniturschwarm ins Leben gerufen, um eine Lösung für die derzeit noch ausbaufähige Flächenleistung von Kleindrohnen zu finden. Drohnen haben sich in den letzten Jahren zu unverzichtbaren Hilfsmittel in der Landwirtschaft entwickelt. Beide Projektpartner setzen sie bereits seit Jahren zur Erfassung von Pflanzenparametern und Versuchsgeometrien ein. Die zeitnahe Verfügbarkeit dieser Daten ist für die Steuerung landwirtschaftlicher Prozesse von entscheidender Bedeutung.
Bedarf
Die heutigen Technologien stoßen jedoch an ihre Grenzen. Der hohe Bedarf an detaillierten Pflanzeninformationen führt zu einem Zielkonflikt zwischen räumlicher Auflösung und Flächenleistung. Innovative Lösungen sind gefragt, um die Produktivität des Drohneneinsatzes weiter zu steigern und neue Anwendungsmöglichkeiten zu erschließen. Bei einem Auftrag für eine Drohnenbonitur wurden die Grenzen von kleinen, handelsüblichen Drohnen schnell sichtbar: Aufgrund der erforderlichen Einzelpflanzenerkennung muss die eingesetzte Drohne sehr niedrig fliegen und hat daher eine sehr geringe Feldabdeckung. Die Abarbeitung des Auftrags dauerte sehr lange, unter anderem wegen des häufigen Wechsels der Akkus der Drohne.
Lösung
Ein Schwarm kostengünstiger Drohnen, die verschiedene Aufgaben parallel oder nacheinander ausführen, bietet eine flexible und produktive Lösung für die Bonitierung von Schlägen, ohne dass spezialisierte Piloten benötigt werden. Dies spart Anschaffungskosten, da auch ein Schwarm kleiner Drohnen günstiger ist als eine handelsübliche große Drohne, sowie den Aufwand für die Pilotenausbildung.
Methodik
Das Projekt besteht im Wesentlichen aus drei Teilen. Erstens die Entwicklung einer Planungssoftware für den gleichzeitigen Einsatz mehrerer Drohnen in der Feldbonitur, zweitens die Auswahl und Konfiguration sowie Anpassung einer Photogrammetrie-Software zur schnelleren Verarbeitung der von den Drohnen aufgenommenen Bilder. Drittens der Praxiseinsatz, die Definition der Anforderungen und Einsatzszenarien für den Drohnenschwarm auf Basis der Erfahrungen aus den Befliegungen mit einer Einzeldrohne sowie der Kontakt und die Abstimmung mit landwirtschaftlichen Praxisbetrieben. Alle diese Teilprojekte werden parallel bearbeitet.
Erwartete Ergebnisse
Planungssoftware Drohnenschwarm
Die Steuerung eines Drohnenschwarms birgt verschiedene Risiken, wie Kollisionen zwischen den Drohnen, den Verlust einzelner Geräte oder eine Überforderung der Drohnenpiloten. Zudem besteht die Gefahr, dass Drohnen unbeabsichtigt in Flugverbotszonen eindringen oder Unfälle verursachen. Eine manuelle Steuerung mehrerer Drohnen ist daher nicht praktikabel. Um diese Herausforderungen zu meistern, wird die Steuerung durch automatisch geplante Flugrouten optimiert. Diese Flugrouten werden mithilfe einer speziell von der TU Dresden entwickelten Software erstellt, die eine sichere und effiziente Koordination der Drohnen gewährleistet.
Photogrammetrie-Software
Die derzeitige Bearbeitung von Drohnenbildern ist ein zeitintensiver Prozess, der oft erst nach der Befliegung im Büro erfolgen kann. Dies führt dazu, dass die Ergebnisse der Bonitur erst verspätet verfügbar sind, da die photogrammetrische Auswertung nachträglich durchgeführt werden muss. Durch die Auswahl, Konfiguration und Anpassung einer photogrammetrischen Software, die eine Auswertung der Bilder direkt vor Ort ermöglicht, kann der gesamte Prozess – von der Datenerfassung bis zum Ergebnis – erheblich beschleunigt werden. Diese Aufgabe übernimmt die EXAgT GmbH, wodurch zeitnahe und effiziente Auswertungen gewährleistet werden.
Praktische Anwendungen
Der langfristige Erfolg eines Projekts hängt entscheidend davon ab, dass die erzielten Ergebnisse einen praktischen Nutzen bieten. Um dies zu gewährleisten, werden mehrere Maßnahmen umgesetzt. Erstens werden durch Bonituren mit Einzeldrohnen die Anforderungen und praktischen Szenarien für den Drohnenschwarm definiert. Zweitens stehen wir in engem Austausch mit unseren Praxisbetrieben, um sicherzustellen, dass der Drohnenschwarm optimal an die Bedürfnisse der Landwirte angepasst wird. Schließlich werden die Projektteilnehmer praxisnah weitergebildet, um zusätzliche Expertise im Anwendungsbereich zu erlangen und das Projekt nachhaltig zu unterstützen.
