Selbstfahrende Erntemaschinen: Die Automatisierung der Landwirtschaft

Der Megatrend Digitalisierung hält auch in die Landtechnik massiv Einzug. Er bildet die Grundlage von vielen Funktionen, die dazu beitragen, Erträge zu steigern und die Kosteneffizienz in der Agrarwirtschaft zu verbessern. So werden mit einer aktiv beeinflussten Bodenbewirtschaftung (das sogenannte Precision Farming beziehungsweise Farming 4.0) die individuellen Standortbedingungen berücksichtigt und Bearbeitung, Aussaat, Düngung und Ernte ortsgebunden mit vernetzten Auswerte- und Arbeitsgeräten stark optimiert. Dazu werden Bodenqualität, Ertragsfähigkeit und Umweltbedingungen erfasst. Für die genaue, ortsgebundene Geräte-/Maschinenführung hat sich über die vergangenen Jahre ein autonomer Fahrbetrieb in der Landtechnik in Serie etabliert.

Autonomes Fahren geht in Serie

Ein Grund für die schnelle Serieneinführung automatisierter Landmaschinen ist die geringere Komplexität der autonomen Feldfahrt im Vergleich zur automatisierten Fahrt von Kraftfahrzeugen im öffentlichen Straßenverkehr. Entsprechend leichter fällt die technologische Umsetzung. Es haben sich Systemtechnologien wie GPS-basiertes Lenken und Laser-Scanner-Richtungsführung in der Breite durchgesetzt. Diese fließen erst allmählich in der Automobilindustrie in die Serienentwicklung ein. Da der Fahrbetrieb auf dem Feld bereits weitgehend autonom erfolgt, besteht in der Landtechnik die Motivation, im Rahmen der Ertrags- und Wirtschaftlichkeitssteigerung den Agrarprozess innerhalb der Maschine zu automatisieren. Dieser wird heute aufgrund der vielfältigen Randbedingungen noch erfahrungsbasiert und manuell gesteuert.

Teilaspekte der Automatisierung und Autonomisierung stellen die Regelungen der Längs- und Querdynamik der Fahrzeuge dar. Insbesondere bei der Entwicklung von automatischen Lenksystemen haben die Hersteller und Zulieferer in der Landtechnik aufgrund der abgeschlossenen Umgebung schon in den 1970er-Jahren Serienlösungen präsentiert. Diese nutzten als Reihenkultur angebaute Maispflanzen als Führungsgröße. Mechanische Tastbügel tasten dazu die Maisreihen ab. Dieses Verfahren hat aufgrund der Zuverlässigkeit und der günstigen Herstellkosten bis heute eine große Bedeutung. Der Einsatz von digitalen Reglern und optimierter Ventiltechnik für die hydraulischen Lenksysteme hat die Lenk-Leistung auch bei höheren Fahrgeschwindigkeiten bewirkt. Für die automatische Spurführung stehen mehrere Führungstechnologien zur Verfügung. Zudem hat sich das Einsatzspektrum der automatischen Lenksysteme in den vergangenen 20 Jahren durch die Entwicklung und Integration berührungslos abtastender Sensoren und GPS-basierter Navigationstechnik auf sämtliche landwirtschaftliche Arbeitsprozesse erweitert.