Institut für Bio- und Geowissenschaften (IBG)

Pflanzenwissenschaften (IBG-2)

FieldSnake

Automatisierte, Messbrücke mit dieselbetriebenen Antrieben zur GPS gestützten Positionierung von Feldphänotypisierungssensoren.

FieldSnake ist ein autonomes Positionierungssystem für Versuchsfelder, das GPS-Antennen verwendet, die mit RTK aufgerüstet wurden, um die Sensorplattform auf weniger als 2 cm zu positionieren.

Die FieldSnake ist der Vorgänger des FieldWeasel und ist in seiner Grundstruktur gleich. Sie besteht aus zwei Antriebseinheiten, einer Sensorplattform, einer Brücke und beweglicher Sensorplattform. Sie hat ein Gewicht von etwa 6000 kg und eine Gesamtbreite von 21 m. Diese Breite entspricht den Fahrspurabständen der örtlichen Landwirte an unserem Forschungsstandort - Campus Klein-Altendorf (50.628122, 6.98885). Hauptsächlich wird die Maschine dort eingesetzt, was die Immobilität der Maschine ausgleicht. Sie ist dank zwei Antriebseinheiten fahrbar, die jeweils 2 drehbare Kettenantriebe haben.

Der Dieselmotor sorgt pro Füllung für mehr als 12 Stunden Betriebzeit im Feld. Einzelne Funktionen sind die hydraulische Steuerung der Höhe der Brücke (bis zu 3 m über dem Boden), die Bewegung der Sensorplattform entlang der Brücke, die Höhen-Feinabstimmung der Sensorplattform vom Kronendach (bis zu 1 m) und deren Nivellierung.

Es können Sensoren zur Quantifizierung struktureller (z.B.: PlantEye) und photosynthetischer (z.B.: LIFT, HyScreen) Pflanzenmerkmale, Umweltsensoren, Kameras und vieles mehr montiert werden. Die Plattform bietet eine Fläche von 1,5 m x 1,5 m mit einem Montagegewicht von bis zu 150 kg. Die gleichzeitige Anbringung mehrerer Sensoren und simultane Messungen sind möglich.

Die Plattform verfügt über einen Strom- und Ethernet-Anschluss für die Sensoren und andere Geräte. Die Reichweite der Sensorplattform beträgt etwa 18 m zwischen den Antriebseinheiten.

Nachdem die Maschine mit den angebrachten Tragarmen angehoben wurde, können die Raupenantriebe in eine 0°- oder 90°-Grad-Position gebracht werden, sodass die Anlage sowohl entlang der landwirtschaftlichen Fläche als auch parallel zu diesen fahren kann, um z.B. den Spurwechsel durchzuführen.

Im automatischen Modus bewegt das System die Sensoren zur gewünschten GPS-Position wo die Sensormessung ausgelöst wird. Nach Abschluss der Messung bewegt sich die Plattform automatisch zum nächsten gewünschten Messpunkt.

Die Messabläufe lassen sich leicht über eine vom Benutzer bedienbare grafische Benutzeroberfläche programmieren, so dass die Wissenschaftler erhebliche Zeit gewinnen, die sie sonst für die Datenerfassung aufwenden müssten. Stattdessen können die Forscher die Zeit nutzen, um die gemessenen Daten zu validieren. Sollten Messfehler auftreten, können sie dank der einfachen Bedienung sofort darauf reagieren.

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