NeXaTauto - Ganzheitliche Konzeption, feldbasierte Praxiserprobung und Validierung autonomer Arbeitsprozesse im Pflanzenbau

Abstract

Das Projekt NeXaTauto zielte darauf ab, das innovative NEXAT-Konzept – ein multifunktionales Ackerfahrzeug – für den autonomen Feldeinsatz weiterzuentwickeln. Dabei sollten digitale Zwillinge und intelligente mathematische Methoden genutzt werden, um komplexe landwirtschaftliche Arbeitsabläufe zu automatisieren und unter realen Bedingungen zu erproben. Das NEXAT-System basiert auf einem Wide-Span-Basisfahrzeug mit vier unabhängig steuerbaren Bandlaufwerken, welches durch verschiedene Aufsteckmodule erweiterbar ist. Dieses ermöglicht eine minimale Bodenverdichtung und eine präzise Bearbeitung der landwirtschaftlichen Flächen. Aufgrund der Fahrzeugbreite von 18 Metern und der hohen Komplexität des Systems mussten fortschrittliche Sensorik- und Steuerungstechnologien entwickelt werden. Dazu gehören Systeme zur Umfelderkennung und Lokalisierung, Algorithmen für die autonome Entscheidungsfindung, eine optimale Pfadplanung und nichtlineare modellprädiktive Regelung, sowie die Integration dieser Komponenten in eine robuste Gesamtarchitektur. Weiterhin war eine Abbildung der einzelnen Softwarekomponenten in einer robusten und realitätsnahen Simulationsumgebung unerlässlich. Die Universität Bremen (UB) war für die Entwicklung zentraler Technologien verantwortlich, von der Umfeldwahrnehmung und Planung, bis zur Regelung der Aktuatoren der Maschine. Diese Komponenten sollten sowohl in der Simulation als auch in der realen Praxis validiert werden, um eine zuverlässige und effiziente Steuerung des Fahrzeugs sicherzustellen. Die Ergebnisse des Vorhabens sollen nicht nur die Basis für zukünftige autonome Systeme in der Landwirtschaft bilden, sondern auch einen wichtigen Beitrag zur nachhaltigen Transformation des Agrarsektors leisten.