Automatisierte Landwirtschaft

Vernetzt, nachhaltig, praxistauglich.

Steigende Anforderungen an Nachhaltigkeit, zunehmender Fachkräftemangel und der Druck, landwirtschaftliche Flächen effizienter zu bewirtschaften, stellen Betriebe vor große Herausforderungen. Im Gegensatz zu standardisierten Industrieumgebungen erfordert die Arbeit auf dem Feld den Umgang mit wechselnden Wetter- und Bodenbedingungen, unübersichtlichem Gelände und oft großen Einsatzflächen.

Autonome Maschinen können hier entscheidend entlasten: Sie arbeiten präzise, energieeffizient und rund um die Uhr, übernehmen körperlich anstrengende oder monotone Aufgaben und ermöglichen so eine ressourcenschonende Bewirtschaftung – auch bei knappem Personal.

Eine zentrale Herausforderung ist die effiziente und sichere Zusammenarbeit mehrerer autonomer Maschinen. Um einen kontinuierlichen Betrieb ohne Unterbrechungen zu gewährleisten, müssen Feldroboter nicht nur ihre Aufgaben präzise ausführen, sondern auch koordiniert vernetzt, zuverlässig geladen und flexibel transportiert werden können.

Das Fraunhofer IVI unterstützt Sie entlang der gesamten Entwicklungskette der automatisierten Landwirtschaft: von der Entwicklung energieeffizienter Feldrobotik und intelligenter Ladeinfrastruktur über herstellerübergreifende Maschinenvernetzung und Schwarmführungsstrategien bis hin zu robusten Transportlösungen und Systemintegration in bestehende betriebliche Abläufe.

Unser Angebot

Entwicklung von Automatisierungskonzepten für Landmaschinen

  • Analyse von Arbeitsprozessen in der Landwirtschaft
  • Ableitung maschinenspezifischer Automatisierungslösungen
  • Entwurf modularer und skalierbarer Fahrzeugkonzepte
  • Integration sicherheitsrelevanter Funktionen
 

Transportlösung für mobile Arbeitsmaschinen

  • sensorbasierte Kopplung von Führungs- und Folgefahrzeugen für sicheren Transport
  • einfache Integration ohne technische Anpassungen am Zugfahrzeug
  • digitale Unterstützung durch Monitoring- und Steuerfunktionen für den Fahrer
 

Planungsalgorithmen zur automatisierten Feldbearbeitung

  • Abdeckungsplanung für landwirtschaftliche Felder
  • Vorgabe für Spurhalteassistenten oder Landwirtschaftsroboter
  • nahtlose Integration in bestehende IT-Plattformen
  • maschinenspezifisch optimierte Vorgewende
  • effiziente Umfahrung von Hindernissen

Betriebsstrategien für mobile Arbeitsmaschinen

  • Optimierung von Fahr- und Einsatzplänen für Roboter und Maschinen
  • Energiemanagement und ressourcenschonender Betrieb
  • Anpassung der Strategien an wechselnde Umwelt- und Bodenbedingungen
 

Leitstand zur Koordination automatisierter Fahraufgaben in der Landwirtschaft

  • Planung und Steuerung vernetzter Maschinen mit  helyOS®
  • Missionsplanung von der Basisstation bis ins Feld
  • Zuweisung ortsbasierter Aufgaben (z. B. Mulchen, Pflegemaßnahmen)
  • kooperative Pfadplanung für Flotten aus Traktoren, Robotern und Transportfahrzeugen

Zuverlässige Spurführung

  • präzise Spurführung auch bei großen Maschinen
  • Unterstützung mehrerer gelenkter Achsen
  • Rückwärtsfahrt mit und ohne Anhänger
  • Optimierte Algorithmen für stabile Pfadverfolgung unter variablen Bedingungen

 

 

Automatische Ladetechnologie

  • Ladesystem mit Ladeschnittstelle für autonome, elektrische Feldroboter
  • automatisiertes Nachladen bei herausfordernden Umweltbedingungen am Feldrand
  • Einsatz bedarfsgerecht auch mit sehr hohen Nachladeleistungen möglich

Ausstattung

  • Vollelektrischer Feldroboter CERES 
  • Roboter CEASAR zur automatisierten Bewirtschaftung von Obstplantagen
  • automatisierbarer Triebkopf zur schweren Bodenbearbeitung
  • Mobiles Leit- und Überwachungsbüro (Containerlösung) für die Inbetriebnahme und Erprobung automatisierter Fahrfunktionen unter realen Umgebungsbedingungen (Allwetterbetrieb)

Im Fokus

 

Koordination und Steuerung von Schwärmen autonomer oder semi-autonom operierender Arbeitsmaschinen

helyOS® – Online-Leitstand 

 

Projekte

Sichere Perzeption für mobile Maschinen

KoSiNuS

  • Entwicklung eines Sicherheitskonzepts für autonome mobile Arbeitsmaschinen mit Schwerpunkt auf funktionaler Sicherheit und verlässlicher Wahrnehmung
  • Integration und Erprobung von Umfeldsensorik zur Erfassung realer Messdaten und Optimierung der KI-basierten Umfelderkennung
  • Tests in praxisnahen Szenarien für Agrar- und Baumaschinen
  • wirtschaftliche und praxistaugliche Lösungen für den Mittelstand
 

Feldschwarm® ÖkoSystem

  • Entwicklung von automatisierten, selbstfahrenden Arbeitsmaschinen für die leichte Bodenbearbeitung
  • Erarbeitung konzeptioneller Grundlagen zum Einsatz von Feldschwärmen sowie der Schwarmführung auf Ackerschlägen
  • Entwicklung und Erprobung eines Bedien- und Steuersystems (helyOS) zur Schwarmbedienung und -führung
  • Erprobung des gleichzeitigen Einsatzes und Betriebes mehrerer automatisierter Arbeitsmaschinen  
 

Fraunhofer-Leitprojekt COGNAC

  • Entwicklung einer leichten und vollständig elektrifizierten Feldrobotereinheit
    (Drohne + autonom fahrende Plattform)
  • Konzeption der Ladeinfrastruktur
  • Pfadplanung zur Automatisierung von Prozessen wie Feldbearbeitung und Ladeverfahren
  • agrarspezifischer digitaler Datenraum

SIH Obstroboter

  • Automatisierung des elWObot für den Obstanbau mit Hilfe der helyOS®-Plattform.
  • Einsatz eines lokalen 5G-Campusnetzes für Echtzeit-Kommunikation zwischen Leitstand und Fahrzeug.
  • Microservice-basierter Missionsplaner für präzise Navigation und ortsspezifische Arbeitsaufgaben.
  • Live-Überwachung und Sensordaten-Visualisierung via RabbitMQ – remote oder direkt im Feld.

H2Bot

  • Integration einer Brennstoffzellen-Energiezelle in den Agrarroboter H2Bot als Range Extender
  • Entwicklung der elektronischen Steuerung und Risikobewertung durch Fraunhofer IVI
  • Bereitstellung von bis zu 33 kW Leistung über eine Wasserstoff-Brennstoffzelle mit 350-bar-Speichersystem
  • Praxisnahe Tests für Obst- und Gartenbau zur Übertragbarkeit auf weitere landwirtschaftliche Maschinen