HYLAP

Hyperspektrale Prozesskontrolle in der Lebensmittel- und Agrarproduktion der Zukunft 4.0

Hyperspektrale Prozesskontrolle für ressourcenschonend angebaute Lebensmittel

Ein nicht unerheblicher Anteil der Bevölkerung möchte hochwertige Nahrungsmittel aus verantwortungsvoll betriebener Landwirtschaft beziehen, gleichzeitig aber diese Nahrungsmittel auch preiswert einkaufen. Wer die Herstellungskette von landwirtschaftlichen Nahrungsmitteln kennt, kann die Herstellung an den Stellen verbessern, wo der größte Nutzen für alle entsteht.

Die Projektpartner im Verbund HYLAP haben sich gefunden, um mit ihrem spezifischen Fachwissen die Prozesskette eben dieser verantwortungsbewussten Herstellungskette im wahrsten Sinne zu durchleuchten. Durch präzise Messung des Aufwuchses kann die Nährstoffversorgung der angebauten Pflanzen gezielt kontrolliert und nachfolgend durch den Einsatz digital gesteuerter Landtechnik optimiert werden.

Dabei betreut das Projekt alle beteiligten Arbeitsvorgänge von der Aussaat bis zur Ernte. Gemeinsam mit Partnern können im Projekt realitätsnahe Versuche getestet und technologisch optimiert werden. Ziel ist, neue Messverfahren für die Landwirtschaft anzubieten, die Energie einsparen und die Verwendung von Düngemengen und Pestiziden verringern können, ohne den Ertrag zu schmälern.

Eine erfolgreiche Umsetzung der Regelkreise in den beiden Demonstrationsprozessketten zeigt das Potenzial, dass sich durch die erfolgreiche Implementierung vernetzter und adaptiver Produktionsstrateigien für produzierende Unternehmen ergibt, um am Standort Deutschland in Zukunft weiterhin hochpräzise Produkte wirtschaftlich fertigen zu können.

Nutzung digitaler Technologien zur Vernetzung von Optik und Landtechnik

Gelöst werden soll dieses komplexe Vorhaben unter Nutzung neuester Technologien, die von hyperspektraler Bilderfassung in Verbindung mit neuartigen Lichtquellen bis hin zu einer Online-Kommunikation mit den Feldcomputern auf Landmaschinen reichen.

Die Carl Zeiss Spectroscopy GmbH als langjähriger Hersteller robuster landwirtschaftlicher Messsysteme verfolgt als Lösungsansatz die Schaffung einer neuartigen optischen Sensorik unter Verwendung hyperspektraler Bildinformationen. Mittels hochaktueller mathematischer Algorithmen werden die hyperspektralen Bildinformationen auf mehreren Ebenen verrechnet und ausgewertet. Anschließend werden die Lösungen aller Projektpartner zu einem Demonstrator zusammengeführt.

Um die Einsatzfähigkeit des Demonstrators auch bei Dämmerung oder nachts zu ermöglichen, erarbeitet das Fraunhofer IOF Jena Lösungen für ein effizientes  Beleuchtungssystem auf Basis mikrooptischer Ansätze.

Die AGRO-SAT Consulting GmbH trägt als beratender Partner der Landwirtschaft dazu bei, dass entsprechende Versuchsflächen zur Verfügung gestellt werden und Messkampagnen bzw. digitale Maschinenanweisungen unter Feldbedingungen durchgeführt werden.

Die geo-konzept GmbH, die bereits Datennetzwerke für die Landwirtschaft betreibt, übernimmt das automatisierte Management der Geo-Daten auf den Versuchsflächen. Dazu wird eine entsprechende Internetplattform entwickelt, die eine Online-Kommunikation mit den Sensoren bzw. den Arbeitsmaschinen auf den Testflächen ermöglicht. Beide Unternehmen verfolgen darüber hinaus unterschiedliche Ansätze zur Datenauswertung der Hyperspektralsensorik.

Projektdetails

Koordinator

Michael Rode
Carl Zeiss Spectroscopy GmbH
Carl-Zeiss-Promenade 10, 07745Jena
+49 3641 64-2038

Projektvolumen

ca. 3,3 Mio. € (Förderquote 54,6%)

Projektdauer

01.07.2018 - 30.06.2021

Projektpartner

Carl Zeiss Spectroscopy GmbHJena
Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik (IOF)Jena
AGRO-SAT Consulting GmbHKöthen OT Baasdorf
geo-konzept Gesellschaft für Umweltplanungssysteme mbHAdelschlag