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GIS Seminar WS 2001 / 02 Inhalt Precision Farming Mobile GIS von Ingmar Jaenke unter der Betr. von Dipl. - Ing. agr. M. Backes am 14.01.2002 Mobile GIS.

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1 GIS Seminar WS 2001 / 02 Inhalt Precision Farming Mobile GIS von Ingmar Jaenke unter der Betr. von Dipl. - Ing. agr. M. Backes am Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung Fernerkundung Mustererkennung

2 Inhaltsübersicht Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration Gliederung des Vortrags Motivation Schlüsselelemente des Mobilen GIS Historische Entwicklung, Anfangsideen GIS als Hintergrund der Fahrzeugsteuerung Fazit, Ausblick, Schlußbemerkungen Inhalt Precision Farming Mobile GIS Fernerkundung Mustererkennung

3 Grundlage der Notwendigkeit Inhalt Motivation Elemente Historische Entw. GIS Fazit, Ausblick Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration ökonomische Ursachen Steigerung der Produktivität Verbesserung der Arbeitsverhältnisse gezielte Anpassung an vorliegende Gegebenheiten

4 Grundlage der Notwendigkeit Inhalt Motivation Elemente Historische Entw. GIS Fazit, Ausblick Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration ökologische Ursachen Verminderung des Düngemitteleinsatzes Beachtung der Umwelt Versäuerung des Bodens Bodenerosion Luftverschmutzung

5 Forschungseinrichtungen Inhalt Motivation Elemente Historische Entw. GIS Fazit, Ausblick Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration Entwicklung in Regierungseinrichtungen in Universitäten in Laboren von Herstellern

6 Struktur Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration Sensorsystem Hydrauliksystem GIS Bewegungsmess. lok. Grunderkenn. künstl. LandmarksEchtzeitkontrolle unabh. Arbeiten abh. Arbeiten Routenplanung Sequenzieren Kontrolleinheit

7 Anfangsideen Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration Inhalt Motivation Elemente Historische Entw. GIS Fazit, Ausblick historischer Abriß erste Gedanken an automatische Lenksysteme seit ca tatsächliche Entwicklung seit ungefähr 50 Jahren

8 GIS als Hintergrund Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration Sensorsystem Hydrauliksystem GIS Bewegungsmess. lok. Grunderkenn. künstl. LandmarksEchtzeitkontrolle unabh. Arbeiten abh. Arbeiten Routenplanung Sequenzieren Kontrolleinheit

9 GIS als Hintergrund Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration Inhalt Motivation Elemente Historische Entw. GIS Fazit, Ausblick Eigenschaften zentrales Moment in der Datensammlung & -ausgabe es erstellt die Karten für das Precision Farming: Besitzüberblick vergängliche Daten Interpretation inkl. Karte der individuellen Daten Kombination der verschiedenen Daten Feld - Operations - Karten Kombination aller Informationsquellen

10 GIS als Hintergrund Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration Inhalt Motivation Elemente Historische Entw. GIS Fazit, Ausblick Beispiel

11 Sensorsysteme Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration Hydrauliksystem GIS Bewegungsmess. lok. Grunderkenn. künstl. Landmarks Echtzeitkontrolle unabh. Arbeiten abh. Arbeiten Routenplanung Sequenzieren KontrolleinheitSensorsystem

12 Sensorsysteme Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration Hydrauliksystem GIS Bewegungsmess. lok. Grunderkenn. künstl. Landmarks Echtzeitkontrolle unabh. Arbeiten abh. Arbeiten Routenplanung Sequenzieren KontrolleinheitSensorsystem

13 Sensorsysteme Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration Inhalt Motivation Elemente Historische Entw. GIS Fazit, Ausblick Bewegungsmessungen Kilometerstandszähler Beschleunigungsmesser, Kreisel Geomagnetischer Kompaß Rotationsbewegungen Mikrowellen ( Doppler)

14 Sensorsysteme Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration Hydrauliksystem GIS Bewegungsmess. lok. Grunderkenn. künstl. Landmarks Echtzeitkontrolle unabh. Arbeiten abh. Arbeiten Routenplanung Sequenzieren KontrolleinheitSensorsystem

15 Sensorsysteme Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration Hydrauliksystem GIS Bewegungsmess. lok. Grunderkenn. künstl. Landmarks Echtzeitkontrolle unabh. Arbeiten abh. Arbeiten Routenplanung Sequenzieren KontrolleinheitSensorsystem

16 Sensorsysteme Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration Inhalt Motivation Elemente Historische Entw. GIS Fazit, Ausblick lokale Grunderkennung Sonar Machine / computer vision

17 Sensorsysteme Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration Inhalt Motivation Elemente Historische Entw. GIS Fazit, Ausblick Machine / Computer vision relative Positionsbestimmung photogrammetrisches Verfahren auf Grund der photographischen Aufnahme der Frontansicht Vorteile: kein direkter Kontakt, billig, große Mengen an Informationen Nachteile: Herausfiltern der gebrauchten Information, Speichern derer, Identifikation der Objekte, natürl. Lichtverhältnisse, Verwaschen der Bilder

18 Sensorsysteme Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration Inhalt Motivation Elemente Historische Entw. GIS Fazit, Ausblick Problemlösung bei einem zeitinvarianten, linearen System gilt: Ausgleichung über den Kalman - Filter: Glättung eines Signals, Prädiktion zum Zeitpunkt k+1 mit A, B, H: konstante Matrizen k: Zeitpunkt v, w: Störungen

19 Sensorsysteme Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration Inhalt Motivation Elemente Historische Entw. GIS Fazit, Ausblick Problemlösung Erweiterung notwendig für ein nicht - lineares System: Prädiktion zum Zeitpunkt k+1:

20 Sensorsysteme Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration Hydrauliksystem GIS Bewegungsmess. lok. Grunderkenn. künstl. Landmarks Echtzeitkontrolle unabh. Arbeiten abh. Arbeiten Routenplanung Sequenzieren KontrolleinheitSensorsystem

21 Sensorsysteme Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration Hydrauliksystem GIS Bewegungsmess. lok. Grunderkenn. künstl. Landmarks Echtzeitkontrolle unabh. Arbeiten abh. Arbeiten Routenplanung Sequenzieren KontrolleinheitSensorsystem

22 Sensorsysteme Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration Inhalt Motivation Elemente Historische Entw. GIS Fazit, Ausblick künstliche Landmarks Lasertriangulation, bzw. -scan Radarsystem GPS (DGPS)

23 Hydrauliksysteme Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration Hydrauliksystem GIS Bewegungsmess. lok. Grunderkenn. künstl. Landmarks Echtzeitkontrolle unabh. Arbeiten abh. Arbeiten Routenplanung Sequenzieren KontrolleinheitSensorsystem

24 Hydrauliksysteme Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration Hydrauliksystem GIS Bewegungsmess. lok. Grunderkenn. künstl. Landmarks Echtzeitkontrolle unabh. Arbeiten abh. Arbeiten Routenplanung Sequenzieren KontrolleinheitSensorsystem

25 Hydrauliksysteme Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration Inhalt Motivation Elemente Historische Entw. GIS Fazit, Ausblick Echtzeitwahrnehmung & -kontrolle verlangt keine vordefinierte Route, aber bestimmte Parameter benutzte Sensoren: optisch, thermisch, elektromagnetisch, mechanisch, Radar, lichtempfindlich

26 Hydrauliksysteme Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration Hydrauliksystem GIS Bewegungsmess. lok. Grunderkenn. künstl. Landmarks Echtzeitkontrolle unabh. Arbeiten abh. Arbeiten Routenplanung Sequenzieren KontrolleinheitSensorsystem

27 Hydrauliksysteme Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration Hydrauliksystem GIS Bewegungsmess. lok. Grunderkenn. künstl. Landmarks Echtzeitkontrolle unabh. Arbeiten abh. Arbeiten Routenplanung Sequenzieren KontrolleinheitSensorsystem

28 Hydrauliksysteme Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration Inhalt Motivation Elemente Historische Entw. GIS Fazit, Ausblick unabhängiges Arbeiten basierend auf vorherigen Karten nicht konform mit individuellen Maschinen typische Anwendung: path spraying

29 Hydrauliksysteme Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration Hydrauliksystem GIS Bewegungsmess. lok. Grunderkenn. künstl. Landmarks Echtzeitkontrolle unabh. Arbeiten abh. Arbeiten Routenplanung Sequenzieren KontrolleinheitSensorsystem

30 Hydrauliksysteme Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration Hydrauliksystem GIS Bewegungsmess. lok. Grunderkenn. künstl. Landmarks Echtzeitkontrolle unabh. Arbeiten abh. Arbeiten Routenplanung Sequenzieren KontrolleinheitSensorsystem

31 Hydrauliksysteme Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration Inhalt Motivation Elemente Historische Entw. GIS Fazit, Ausblick abhängiges Arbeiten ähnlich wie das unabhängige Arbeiten modifiziert für passende Anwendungen

32 Hydrauliksysteme Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration Hydrauliksystem GIS Bewegungsmess. lok. Grunderkenn. künstl. Landmarks Echtzeitkontrolle unabh. Arbeiten abh. Arbeiten Routenplanung Sequenzieren KontrolleinheitSensorsystem

33 Hydrauliksysteme Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration Hydrauliksystem GIS Bewegungsmess. lok. Grunderkenn. künstl. Landmarks Echtzeitkontrolle unabh. Arbeiten abh. Arbeiten Routenplanung Sequenzieren KontrolleinheitSensorsystem

34 Hydrauliksysteme Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration Inhalt Motivation Elemente Historische Entw. GIS Fazit, Ausblick Routenplanung wie abhängiges Arbeiten, aber mit vorgegebener, definierter Route

35 Hydrauliksysteme Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration Hydrauliksystem GIS Bewegungsmess. lok. Grunderkenn. künstl. Landmarks Echtzeitkontrolle unabh. Arbeiten abh. Arbeiten Routenplanung Sequenzieren KontrolleinheitSensorsystem

36 Hydrauliksysteme Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration Hydrauliksystem GIS Bewegungsmess. lok. Grunderkenn. künstl. Landmarks Echtzeitkontrolle unabh. Arbeiten abh. Arbeiten Routenplanung Sequenzieren KontrolleinheitSensorsystem

37 Hydrauliksysteme Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration Inhalt Motivation Elemente Historische Entw. GIS Fazit, Ausblick Sequenzieren Aufteilen eines Gebiets

38 Schlußbemerkungen Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration Inhalt Motivation Elemente Historische Entw. GIS Fazit, Ausblick Genauigkeitsbetrachtungen Machine vision: = 10 cm Lasertriangulation: = 5 cm DGPS: = cm

39 Schlußbemerkungen Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration Inhalt Motivation Elemente Historische Entw. GIS Fazit, Ausblick Anwendungsbeispiele Kombinationen sind in der Praxis durchaus üblich

40 Schlußbemerkungen Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration Inhalt Motivation Elemente Historische Entw. GIS Fazit, Ausblick Anwendungsbeispiele Forschungsprojekte sind z. B.: SILSOE experimental autonomous vehicle CLAAS Autopilot Üblicherweise auf größeren Flächen beim Einsatz von Erntemaschinen

41 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration


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