LiDAR in der Landwirtschaft

LiDAR kann die Landwirtschaft durch gezielte Kontrolle dabei unterstützen Erträge zu steigern und Ackerland effizienter zu nutzen. Damit bereitet die Technologie den Agrarsektor auf die Zukunft vor.

Von autonomen Traktoren bis zur Viehbestandsüberwachung

Die Weltbevölkerung wächst stetig. So lebten im Jahr 2018 7,7 Milliarden Menschen auf der Welt, während es 1980 noch 4,45 Milliarden und 1950 gerade mal 2,53 Milliarden waren. Das Problem: Die Fläche, die wir zur Lebensmittelgewinnung auf er Erde nutzen können, wächst nicht mit. Wir müssen also die Bereiche, die uns zur Verfügung steht, immer effizienter und gleichzeitig umweltschonender nutzen. Hierbei kann die Landwirtschaft sich neue Technologien zu Nutze machen.

Welche Rolle spielen innovative Technologien in der Landwirtschaft? 

Die Landwirtschaft ist wohl mit eines der traditionsreichsten und am längsten bestehenden Gewerbe. Dennoch tut die Branche gut daran, sich innovative Technologien zu eigen zu machen und von den Möglichkeiten, die die zunehmende Automatisierung, Digitalisierung und Vernetzung mit sich bringen, zu profitieren.

Einer dieser Fortschritte ist die autonome Steuerung von landwirtschaftlichen Fahrzeugen. Hier kann die Landwirtschaft besonders von den Entwicklungen der Automobilbranche profitieren, und hat dabei einen entscheidenden Vorteil: Im Gegensatz zum Straßenverkehr gibt es auf dem Feld, wo ein Traktor beispielsweise autonom fahren und arbeiten kann, keine weiteren Verkehrsteilnehmer die das komplett autonome Fahren erschweren. Die Remote-Steuerung von Fahrzeugen befreit den Landwirt von der Notwendigkeit, den Traktor aktiv steuern oder sogar vor Ort sein zu müssen, sodass er sich anderen Aufgaben widmen kann, während das Fahrzeug autonom das Feld umpflügt, düngt oder sät – wenn es nötig sein sollte sogar nachts. Ermöglicht wird die autonome Navigation unter anderem durch eine Sensor–Suite, mit der das Fahrzeug zur Umfelderfassung ausgestattet wird. Diese Suite besteht meist aus Kameras sowie LiDAR- und Radarsensoren.

LiDAR im Mittelpunkt der Sensor-Suite von autonomen Fahrzeugen

Dabei haben die laserbasierten LiDAR-Sensoren einen klaren Vorteil gegenüber ihren Kollegen: Staub, Dunkelheit und Nebel macht ihnen nicht viel aus. Eine Kamera liefert bei Dunkelheit oder starkem Nebel beispielsweise keine Informationen mehr – ein LiDAR kann hingegen auch bei diesen Bedingungen sein Umfeld erfassen. Gerade auf Feldern, wo schnell Staub aufgewirbelt werden kann und die Sichtverhältnisse problematisch sein können, ist die zuverlässige Umfelderfassung viel wert.

Ein weiterer Vorteil gegenüber anderen Methoden zur Umfelderfassung ist die Präzision von LiDAR-Sensoren. Da die Lasertechnologie mit Hilfe von 3D-Daten in der Lage ist, die Umwelt exakt digital abzubilden, kann zum Beispiel Viehbestand zuverlässig identifiziert und erkannt werden. Die Informationen des LiDAR-Sensors sind dabei so genau, dass verschieden großes Vieh voneinander unterschieden werden kann, also beispielsweise ein Rind eindeutig von einem Schaf differenziert wird. Zudem können hier die gleichen Mechanismen wie in Security-Anwendungen zum Einsatz kommen: Überschreiten die Tiere die Weidebegrenzung, wird ein Alarm ausgelöst. So wissen die Landwirte ihre Herden auch nachts in Sicherheit.

Mit Präzisionslandwirtschaft das Feld effizient nutzen

Ein weiterer Einsatzbereich für neue Technologien ist die so genannte Präzisionslandwirtschaft. Ziel dieses Konzeptes ist es, Aufwände einzuschränken und Erträge deutlich zu vergrößern. Bei der Präzisionslandwirtschaft wird mit Hilfe von präziser Erfassung und Auswertung der Parameter wie Bodenbeschaffenheit oder Ertrag die Bearbeitung der Flächen, wie etwa Aussäen und Düngen optimal an die Voraussetzungen angepasst.

Doch wie werden diese Parameter erfasst? An dieser Stelle kommen Sensoren ins Spiel, unter anderem auch LiDAR-Sensoren. Ein Beispiel: LiDAR, die an Traktoren befestigt werden, sind in der Lage, Höhe, Volumen und Masse eines Maisfeldes und damit auch den zu erwartenden Ertrag präzise zu ermitteln. Ein weiteres Anwendungsbeispiel ist das Absammeln von Heuballen. Hier erfasst der LiDAR exakt die Ballen vor dem Fahrzeug auf dem Feld und die Maschine kann somit automatisiert nach ihnen greifen und sie auf den Hänger werfen. Auch die Überwachung von Futterstellen ist eine mögliche Anwendung:  Hier misst der Sensor den Füllstand, damit zur richtigen Zeit Futter nachgefüllt werden kann.

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