Selv om mange landmænd i dag kan nyde godt af moderne GPS-navigationsteknologi, når afgrøderne skal sås eller høstes, så er navigation via GPS ikke helt problemfri, når traktoren skal styres præcist. Det kan nemlig ske, at GPS-enheden mister forbindelsen til satellitterne, har en forkert udgangsposition eller viser et par meter upræcist.

De tekniske udfordringer i forbindelse med satellitbaseret navigation kan gøre livet som landmand unødigt bøvlet, ligesom det umuliggør fuldautomatiserede landbrugsmaskiner, fordi en majetærsker risikerer pludselig at køre ud på den hovedvej, der går langs marken, når den kører under et træ og mister forbindelsen til GPS-satellitterne et kort øjeblik.

Men nu er der snart hjælp på vej.

27-årige Rufus Blas er i gang med et erhvervs-ph.d.-projekt tilknyttet DTU i samarbejde med landbrugsteknologivirksomheden tyske Agrocom, som netop handler om at forbedre navigeringen på marken, når GPS'en fejler, og som med tiden gerne skulle ende op med selvkørende landbrugsmaskiner. Og her er essensen at skabe redundans, så GPS'en bliver suppleret med andre sensorer, traktoren kan styres efter, og som ikke er afhængige af en til tider skrøbelig line of sight-forbindelse til satellitter.

Helt konkret arbejder Rufus Blas med en metode, hvor billeder fra et såkaldt stereokamera, monteret foran på traktoren, supplerer navigationen.

»Vi har selv bygget stereokameraet fra bunden. Det indeholder to linser, så det kan triangulere – lidt ligesom det menneskelige syn,« forklarer Rufus Blas.

Kameraet er specialudviklet til formålet og kan i modsætning til traditionelle kameraer opfange dybde takket være de to linser. Det betyder blandt andet, at kameraet kan detektere, hvor langt afgrøderne står fra hinanden, og hvor høje de er.

»Tricket er, når man kører med GPS-systemer som sådan, at køre statisk i forhold til marken. Det vil sige, at man kører efter, hvor man tror, man har sået, altså man kører lidt i blinde. Og GPS'en kan ikke selv opdage, om den kører en halv meter ved siden af,« siger Rufus Blas.

Her kan kameraet gå ind og supplere den blinde GPS, fordi videobillederne i modsætning til de statiske koordinater, som beregnes på baggrund af GPS-satellitternes signaler, kan bruges til at se, hvor på marken planter og andet faktisk befinder sig i forhold til traktoren.

Det sker blandt andet via højdemåling, som bliver brugt til at identificere afgrøder på marken og ad den vej opdage, om den position, som afgrøderne ifølge GPS'en har, stemmer helt overens med den faktiske position for afgrøderne, som kameraet opfanger.

Ud over afstandsbedømmelse kan den bagvedliggende software, som stereokameraet leverer billeder til, også skelne mellem farver i billederne og ad den vej ligeledes identificere, hvor afgrøderne befinder sig på marken. Det er nødvendigt med begge teknologier til at spotte afgrøderne på marken, fordi farven alene ikke nødvendigvis siger noget om, hvad der er afgrøder.

»En del af afgrøderne kan for eksempel være visne, og så kan man ikke udelukkende basere positioneringen på farven,« siger Rufus Blas.

Teknologien med at anvende et stereokamera stammer oprindeligt fra robotforskning, hvor den er blevet brugt, så robotterne selv kan navigere. Og med tiden forestiller Rufus Blas sig da også, at kombinationen af stereokamera, satellitnavigation og eksempelvis et gyroskop vil betyde, at landbrugsmaskiner bliver fuldstændig automatiserede.

Det vil ske længe før, biler bliver fuldautomatiske, fordi en mark i modsætning til et vejnet er et afgrænset område, og det gør automatiseret navigation til en noget mere overkommelig opgave, forklarer Rufus Blas.

Han afslutter sin ph.d. til september, men kan ikke sige noget om, hvornår den fejltolerante navigationsteknologi er moden nok til at blive sat i produktion. Det varer dog ifølge Rufus Blas ikke årevis.

»Vi har testet dele af det i praksis, og det virker, som det skal,« siger han.

Mens der bliver testet på livet løs, får det amerikansk-kontrollerede satellitnavigationssystem GPS snart selskab af det europæiske Galileo-projekt, der forventes at være i drift fra 2013. Og det kommer formentlig til at betyde betydelig bedre dækning i forbindelse med navigation via satellitter end i dag.

Det betyder også, at GPS'en eller nærmere GNSS'en (Global Navigation Satellite System) – som er fællesbetegnelsen for navigation via satellitter – på en traktor ikke vil miste forbindelsen til satellitterne i nær samme grad, som det kan være tilfældet i dag. Alligevel spår Rufus Blas navigation via en kombination af GNSS'er og andre kilder som eksempelvis et stereokamera en fremtid.

»Man kan jo stadig miste signalet fra satellitterne, hvis man kører under et træ eller er i nærheden af høje bygninger. Og endelig er det jo ikke sikkert, at de frø, man såede for et par måneder siden, vokser op præcis der, hvor de blev sået ifølge GPS-koordinaterne,« siger han.

Den nærmere tekniske opbygning af systemet som for eksempel, hvilken type computer der binder det sammen, har Rufus Blas ikke ønsket at oplyse med henvisning til, at det er en forretningshemmelighed, og at konkurrencen på området er meget hård.

»Vi er de første i verden, der har udviklet et fejltolerant navigationssystem, der kan bruges på denne her måde,« siger han.

FAKTA: Stereokamera
* Kameraet bruger to billedsensorer og er konstrueret efter auto-motive standarder.

* Det er et embedded system (såkaldt smart camera), hvor processeringen foregår på selve kameraet.

* Billedsensorene er koblet op til en FPGA.

* Fem DSP-kerner bliver brugt til billedprocesseringen.

* Selve kameraet interfacer til køretøjet via CAN.