GIS Seminar WS 2001 / 02

GIS Seminar WS 2001 / 02 Inhalt „Precision Farming“ Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung • Fernerkundung • Mustererkennung Mobile GIS von Ingmar Jaenke unter der Betr. von Dipl. - Ing. agr. M. Backes am 14.01.2002

Inhaltsübersicht Inhalt „Precision Farming“ • Motivation Gliederung des Vortrags • Fernerkundung • Schlüsselelemente des Mobilen GIS • Mustererkennung • Historische Entwicklung, Anfangsideen • GIS als Hintergrund der Fahrzeugsteuerung Mobile GIS • Fazit, Ausblick, Schlußbemerkungen „Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration“

Grundlage der Notwendigkeit Inhalt ökonomische Ursachen  Motivation • Elemente • Historische Entw. • GIS • Fazit, Ausblick • Steigerung der Produktivität • Verbesserung der Arbeitsverhältnisse • gezielte Anpassung an vorliegende Gegebenheiten „Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration“

Grundlage der Notwendigkeit Inhalt ökologische Ursachen  Motivation • Elemente • Historische Entw. • GIS • Fazit, Ausblick • Verminderung des Düngemitteleinsatzes • Beachtung der Umwelt  Versäuerung des Bodens  Bodenerosion  Luftverschmutzung „Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration“

Forschungseinrichtungen • in Universitäten • in Laboren von Herstellern Inhalt Entwicklung • Motivation  Elemente • Historische Entw. • GIS • Fazit, Ausblick • in Regierungseinrichtungen „Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration“

Struktur Sensorsystem Hydrauliksystem Kontrolleinheit Bewegungsmess. Echtzeitkontrolle lok. Grunderkenn. unabh. Arbeiten künstl. Landmarks abh. Arbeiten Routenplanung Sequenzieren GIS „Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration“

Anfangsideen Inhalt historischer Abriß • Motivation • Elemente  Historische Entw. • GIS • Fazit, Ausblick • erste Gedanken an automatische Lenksysteme seit ca. 1920 • tatsächliche Entwicklung seit ungefähr 50 Jahren „Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration“

GIS als Hintergrund Sensorsystem Hydrauliksystem Kontrolleinheit Bewegungsmess. Echtzeitkontrolle lok. Grunderkenn. unabh. Arbeiten künstl. Landmarks abh. Arbeiten Routenplanung Sequenzieren GIS „Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration“

GIS als Hintergrund Inhalt Eigenschaften • Motivation • Elemente • Historische Entw.  GIS • Fazit, Ausblick • zentrales Moment in der Datensammlung & -ausgabe • es erstellt die Karten für das Precision Farming:  Besitzüberblick  „vergängliche“ Daten  Interpretation inkl. Karte der individuellen Daten  Kombination der verschiedenen Daten  Feld - Operations - Karten • Kombination aller Informationsquellen „Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration“

GIS als Hintergrund Inhalt Beispiel • Motivation • Elemente • Historische Entw.  GIS • Fazit, Ausblick „Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration“

Sensorsysteme GIS Sensorsystem Hydrauliksystem Kontrolleinheit Bewegungsmess. Echtzeitkontrolle lok. Grunderkenn. unabh. Arbeiten künstl. Landmarks abh. Arbeiten Routenplanung Sequenzieren „Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration“

Sensorsysteme Inhalt Bewegungsmessungen • Motivation • Elemente • Historische Entw.  GIS • Fazit, Ausblick • Kilometerstandszähler • Beschleunigungsmesser, Kreisel • Geomagnetischer Kompaß • Rotationsbewegungen • Mikrowellen ( Doppler) „Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration“

Sensorsysteme Inhalt lokale Grunderkennung • Motivation • Elemente • Historische Entw.  GIS • Fazit, Ausblick • Sonar • Machine / computer vision „Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration“

Sensorsysteme Inhalt Machine / Computer vision • Motivation • Elemente • Historische Entw.  GIS • Fazit, Ausblick • relative Positionsbestimmung • photogrammetrisches Verfahren auf Grund der photographischen Aufnahme der Frontansicht  Vorteile: kein direkter Kontakt, billig, große Mengen an Informationen  Nachteile: Herausfiltern der gebrauchten Information, Speichern derer, Identifikation der Objekte, natürl. Lichtverhältnisse, Verwaschen der Bilder „Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration“

Sensorsysteme Inhalt Problemlösung • Motivation • Elemente • Historische Entw.  GIS • Fazit, Ausblick • Ausgleichung über den „Kalman“ - Filter:  Glättung eines Signals, Prädiktion zum Zeitpunkt k+1  bei einem zeitinvarianten, linearen System gilt:  mit A, B, H: konstante Matrizen k: Zeitpunkt v, w: Störungen „Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration“

Sensorsysteme Inhalt Problemlösung • Motivation • Elemente • Historische Entw.  GIS • Fazit, Ausblick  Prädiktion zum Zeitpunkt k+1:  Erweiterung notwendig für ein nicht - lineares System: „Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration“

Sensorsysteme • Lasertriangulation, bzw. -scan Inhalt künstliche Landmarks • Motivation • Elemente • Historische Entw.  GIS • Fazit, Ausblick • Radarsystem • GPS (DGPS) „Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration“

Hydrauliksysteme GIS Sensorsystem Hydrauliksystem Kontrolleinheit Bewegungsmess. Echtzeitkontrolle lok. Grunderkenn. unabh. Arbeiten künstl. Landmarks abh. Arbeiten Routenplanung Sequenzieren „Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration“

Hydrauliksysteme Inhalt Echtzeitwahrnehmung & -kontrolle • Motivation • Elemente • Historische Entw.  GIS • Fazit, Ausblick • verlangt keine vordefinierte Route, aber bestimmte Parameter • benutzte Sensoren: optisch, thermisch, elektromagnetisch, mechanisch, Radar, lichtempfindlich „Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration“

Hydrauliksysteme • typische Anwendung: „path spraying“ Inhalt unabhängiges Arbeiten • Motivation • Elemente • Historische Entw.  GIS • Fazit, Ausblick • basierend auf vorherigen Karten • nicht konform mit individuellen Maschinen „Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration“

Hydrauliksysteme • modifiziert für passende Anwendungen Inhalt abhängiges Arbeiten • Motivation • Elemente • Historische Entw.  GIS • Fazit, Ausblick • ähnlich wie das „unabhängige Arbeiten“ „Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration“

Hydrauliksysteme • wie „abhängiges Arbeiten“, aber mit vorgegebener, definierter Route Inhalt Routenplanung • Motivation • Elemente • Historische Entw.  GIS • Fazit, Ausblick „Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration“

Hydrauliksysteme • Aufteilen eines Gebiets Inhalt Sequenzieren • Motivation • Elemente • Historische Entw.  GIS • Fazit, Ausblick „Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration“

Schlußbemerkungen Inhalt Genauigkeitsbetrachtungen • Motivation • Elemente • Historische Entw. •GIS Fazit, Ausblick • Machine vision:  =  10 cm • Lasertriangulation:  =  5 cm • DGPS:  =  4 - 6 cm „Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration“

Schlußbemerkungen • Kombinationen sind in der Praxis durchaus üblich Inhalt Anwendungsbeispiele • Motivation • Elemente • Historische Entw. •GIS Fazit, Ausblick „Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration“

Schlußbemerkungen Inhalt Anwendungsbeispiele • Motivation • Elemente • Historische Entw. •GIS Fazit, Ausblick • Forschungsprojekte sind z. B.:  SILSOE experimental autonomous vehicle  CLAAS Autopilot • Üblicherweise auf größeren Flächen beim Einsatz von Erntemaschinen „Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration“

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit „Mobile GIS / Fahrzeugsteuerung, Integration“

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