Modular and scalable automation for field robots

This article describes a modular and scalable charging and navigation concept for electrified field robots and other agricultural machines. The concept consists of an underbody charging system on a trailer and a modular navigation box. The underlying conductive charging process is compared to other charging techniques. Charging time in relation to charging current and mean power consumption in field use is displayed. In the navigation box, data of various sensors are combined by means of multi-sensor fusion regarding the precise time of arrival. Time synchronization is achieved by a novel method for compensating the data latency jitter by employing Kalman based timestamp filtering. Furthermore, navigation functionalities, such as motion planning and mapping, are presented.

In diesem Artikel wird ein modularesund skalierbares Lade- und Navigationskonzept für elektrische Feldroboter und andere landwirtschaftliche Maschinen vorgestellt. Das Konzept besteht aus einem Unterbodenladesystem platziert auf einem Anhänger und einermodularen Navigationsbox. Der zugrundeliegende konduktive Ladeprozess wird mit anderen Ladetechniken verglichen. Die Ladezeit wird in Abhängigkeit vom Ladestromund dem mittleren Leistungsbedarf der Feldarbeit dargestellt. In der Navigationsbox werden verschiedene Sensordaten kombiniert. Die Sensordatenfusion erfolgt unter Beachtung der präzise bestimmten Ankunftszeiten derDaten. Dabei wird die Zeitsynchronisierung durch eineneuartige Methode zur Kompensation von Latenzschwankungen basierend auf einer Zeitstempelflterung mittelsKalman-Filter erzielt. Des Weiteren werden Navigationsfunktionalitäten wie Bewegungsplanung und Kartierungpräsentiert.