Kolmiulotteinen ympäristönvalvonta maatalouskoneisiin

2.11.2020

Maatalouden digitalisointi

Farming 4.0 -ajattelun tärkeä näkökohta – maatalouden digitalisointi – merkitsee liikuteltavien maatalouskoneiden ja sadonkorjuurobottien varustamista näkevillä havainnointiratkaisuilla. SICKin 3D-ympäristönvalvotaan käytettävät Visionary-snapshot -kamerat mahdollistavat esimerkiksi leikkuupuimurin ohjaamisen pellon reunaa pitkin, sen että poimintarobotit poimivat vain kypsiä hedelmiä, tai kuljetusvaunujen, aumojen, varastojen ja siilojen sisältämän sadon tarkan määrän mittaamisen.

Maatalouden digitalisointi
Maatalouden digitalisointi

Peruste ympäristönvalvontateknologioiden käyttöön liikkuvien maatalouskoneiden tekniikassa on ensinnäkin toive aktiivisesta avustinjärjestelmästä törmäysten ja esinevahinkojen välttämiseksi. Lisäksi tämänkaltaiset anturit ovat arvokkaita datan välittäjiä täysin itsenäisissä työprosesseissa, joissa niitä käytetään tarkkuusmaanviljelyn IoT-käyttökohteissa. Loppujen lopuksi anturit maatalouskoneissa eivät ole enää mitenkään epätavallisia!

Käyttäjille ja konevalmistajille: teknologialtaan samanarvoinen tuotevalikoima optimaalisiin sovellusratkaisuihin

Törmäyksenesto käännösten, siirtojen ja peruutusten yhteydessä, itsenäisten maatalouskoneiden navigointi peltojen muokkauksen ja sadonkorjuun yhteydessä, kypsyysasteen tunnistus ja tartuntavarmuus sadonkorjuuroboteissa, tarkoituksenmukainen kasvinsuojeluaineiden annostelu kun hyöty- ja rikkakasvit erotetaan visuaalisesti toisistaan, kuljetusvaunujen täyttötason valvonta tai satomäärän määritys aumoissa, varastoissa ja siiloissa ovat yleisiä ja samalla erilaisia käyttökohteita. Ne asettavat kuitenkin erityisvaatimuksia antureille 3D-ympäristönvalvonnassa.

 SICKin 3D Snapshot -kameravalikoimaan kuuluvat erittäin kestävä Visionary-B, lähialueella erittäin tarkka Visionary-S, sekä Visionary-T joka tuottaa tarkkaa mittadataa myös suuremmilta etäisyyksiltä. Näiden erityinen etu on, että kaikki maatalouskoneissa ja sadonkorjuuroboteissa tällä hetkellä tunnetut tunnistavat ja mittaavat sovellukset voidaan toteuttaa saman valikoiman avulla. Teknologialtaan neutraali, teknisesti ja taloudellisesti optimaalinen sovellusneuvonta mahdollistaa näiden kolmen erilaisen 3D Snapshot -teknologian suoran vertailun ja takaa sitten, että asiakkaan sovelluksessa käytetään aina siihen sopivinta Visionary-tuotetta. Käytettävissä on myös Plug-and-play-ratkaisuja liikuteltavien koneiden alkuperäiseen asennukseen tai jälkiasennukseen, kuten integraattoreille ja ohjelmistoasiantuntijoille suunnatut ratkaisut, jotka kanavoivat Visionary-tuotteiden raakadatan omiin ohjelmistoratkaisuihin.

 
Kuljetusvaunujen täyttötason valvonta
Kuljetusvaunujen täyttötason valvonta

Kuljetusvaunujen täyttötason valvonta voidaan toteuttaa luotettavasti moniin liikuteltaviin maatalouskoneisiin ja sadonkorjuurobotteihin käyttäen apuna SICKin Visionary-snapshot-kameroita.

Visionary-B: vankka ratkaisu suurella näkökentällä

 

3D-avustinjärjestelmä Visionary-B -kameralla on suunniteltu erityisesti käytettäväksi erittäin epätasaisilla ulkoalueilla. Tuoteversiosta riippuen sarja koostuu vähintään IP69k-kotelointiluokan mukaisesta stereoanturipäästä, ohjausyksiköstä ja näytöstä asennettavaksi ohjaamoon. Stereonäössä kaksi synkronoitua kameraa ottavat kuvia 125° x 75° kuvakulmalla eri katselukulmista ja muodostavat kolmiomittauksella saadusta poikkeamasta 3D-kuvan ympäristöstä. Kuvausetäisyys on tunnistussovelluksissa enintään seitsemän metriä. Mittaavissa sovelluksissa, joihin sisältyy raakadatan striimaus 3D-formaatissa, jopa 15 metriä. Visionary-B visualisoi tunnistetut kohteet ohjaamon näytöllä ja antaa hälytyksen riippuen esteen olennaisuudesta konkreettisen työympäristön kannalta. Jos Visionary-B integroidaan suoraan ajoneuvon moninaiseen anturi- ja visualisointijärjestelmään tai jos tarvitaan luotettavaa raakadataa, esteitä ja varoituksia voidaan analysoida ja esittää myös ajoneuvokeskuksessa.

 
SICKin Visionary-B, Visonary-T ja Visionary-S
SICKin Visionary-B, Visonary-T ja Visionary-S

SICKin Visionary-B, Visionary-T sekä Visionary-S tarjoavat käyttöön kattavan valikoiman 3D-Snapshot-antureita, jotka mahdollistavat käyttäjille ja integraattoreille yleisratkaisuja siirrettävien maatalouskoneiden 3D-ympäristönvalvontaan.

Visionary-S: suuri tarkkuus lähialueella sekä samanaikainen värien havainnointi kaikissa valaisuolosuhteissa

Myös 3D-anturi Visionary-S käyttää stereonäköä – kuitenkin aktiivisen, strukturoidun valaistuksen tukemana. Kamerassa yhdistyvät suuri tarkkuus ja hyvä suorituskyky: millimetrin osien tarkkuudella se ottaa sekunnissa jopa 30 kuvaa – vieläpä värillisinä! Visionary-S pystyy mittaamaan etäisyysdataa jopa 40 klx:n ympäristön valossa – ja integroidun valonlähteen ansiosta se saa määritettyä etäisyydet yhtä luotettavasti pimeissä olosuhteissa. 3D-konenäön suuri kuvausnopeus takaa tällöin suuren tehokkuuden myös aikakriittisissä sovelluksissa. Laitteiseen voidaan ohjelmoida sovelluksia esimerkiksi sadonkorjuurobotteja, hedelmä- ja viiniviljelmien traktoreita, kasviruiskuja tai siirreltäviä lajittelulaitteita varten, ja sovelluksia voidaan ajaa itsenäisesti ajoneuvon ohjausjärjestelmästä riippumatta.

 

Visionary-T: Time-of-Flight -mittaus antaa erittäin tarkkoja etäisyys- ja kokotietoja pitkän kantaman sovelluksissa

 

3D-anturi Visionary-T ei tuota 3D-tietoja optisen kolmiomittauksen avulla, vaan valon kulkuaikamittauksella (Time-of-Flight, 3DToF), aina 60 metrin etäisyyksiin asti. Integroidun aktiivisen valaistuksen johdosta tämä – kuten myös Visionary-S – soveltuu käyttöön myös pimeissä ympäristöissä. Monipuolisuutensa ansiosta Visionary-T sopii tarpeesta riippuen datan välittäjäksi itsenäisten maatalous- ja sadonkorjuukoneiden navigointisovelluksiin sekä maataloustuotteiden robottiavusteiseen käsittelyyn ja varastointiin. Ratkaisualustana Farming 4.0 -sovellusten hajautetun prosessoinnin konseptissa (Edge Computing) esimerkiksi konfiguroitavat versiot Visionary-T DT tai Visionary-T AP tarjoavat mahdollisuuden mitatun etäisyysdatan analysointiin jo kamerassa itsessään, ja saatujen tunnistustulosten lähettämiseen digitaalisina kytkentäsignaaleina suoraan esimerkiksi ajoneuvon ohjausjärjestelmään.

 
 
 
Sami Lehtonen
Sami Lehtonen

Sami Lehtonen

Tuotepäällikkö

Tunnistus ja mittaus

09 - 2515 8041

sami.lehtonen@sick.fi