Wissenschaftler der Norwegischen Universität für Biowissenschaften haben zusammen mit dem Computer Science Department der Minnesota University einen Roboter zur Ernte von Erdbeeren entwickelt und ausgewertet, die in Substratrinnen in Polytunneln angebaut werden. Der Roboter besteht aus einem neu entwickelten Greifer, der auf einem Industriearm montiert ist, der wiederum auf einem mobilen Sockel zusammen mit einer RGB-D-Kamera montiert ist. Der neuartige kabelgebundene Greifer kann die Finger öffnen, um die Frucht zu „schlucken“. Da es so konzipiert ist, dass es auf die Frucht und nicht auf den Stamm ausgerichtet ist, benötigt es nur den Standort der Frucht für die Ernte. Der Greifer ist robust gegenüber den vom Vision-Modul verursachten Lokalisierungsfehlern und verfügt über einen Innenbehälter, in dem Beeren während der Ernte gesammelt werden.
Da der Manipulator nicht zwischen jeder Beere und einem separaten Tisch hin und her gehen muss, wird die Pflück-Zeit deutlich reduziert. Das Visionssystem arbeitet bei der Auswahl reifer und erreichbarer Erdbeeren, die schnell zu verarbeiten sind. Diese Komponenten sind in einem Gesamtsystem integriert, dessen Leistung anhand der vier Hauptfehlerfälle des Bildverarbeitungssystems analysiert wird: unerkannte, doppelte Erkennung, ungenau Lokalisierung und Segmentierungsfehler. Die Integration ermöglicht es dem Roboter, kontinuierlich zu ernten, indem er die Plattform mit einem Joystick bewegt.
Das System wurde im Betrieb bewertet und die Störfälle analysiert. Die Zeit des Pflück-Zyklus beträgt 7,5 s mit einer Erfolgsquote von 53,6% in der landwirtschaftlichen Umgebung. Die meisten Fehler werden beim Pflücken von Erdbeeren in Clustern gefunden, bei denen sowohl der Erkennungsalgorithmus als auch der Greifer Schwierigkeiten haben, die Beeren zu trennen.
Quelle: Ya Xiong, Cheng Peng, Lars Grimstad, Pål Johan From, Volkan Isler, 'Development and field evaluation of a strawberry harvesting robot with a cable-driven gripper', 2019, Computers and Electronics in Agriculture, Vol. 157, Seiten 392-402.