“AurOrA”采收助手將在蘋果園中的一排排樹木中導航，檢測并拾取果箱，并在未來自動將它們運輸?shù)街付ǖ男遁d點。（圖片來源：hochschule 21）

　　德國西克公司（SIKO GmbH ）的測量和傳感器解決方案不僅在成熟的工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應用，現(xiàn)如今，SIKO公司還為一個農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)新項目提供技術(shù)支持，該項目中使用了兩種SIKO公司的旋轉(zhuǎn)編碼器，以支持機器人的移動。

　　"AurOrA"（自主果園助手Altes Land）是一款小型的自動駕駛機器人，未來它將在果園中自主運行，檢測裝滿水果的箱子，并將其搬運至指定的卸載點。這款機器人的出現(xiàn)，將極大地減輕果園工人的勞動強度，使他們能夠?qū)⒏嗑ν度氲礁咛魬?zhàn)性的工作中。

　　這個項目的創(chuàng)意源于實踐。位于德國漢堡西南部 "Altes Land "地區(qū)的果農(nóng)約翰-施羅德（Johann Schr?der）向德國21世紀高等?？茖W校（Hochschule 21）尋求幫助，希望能開發(fā)出一種自動駕駛機器人。目前，這個項目已經(jīng)進入了最后三分之一的規(guī)劃階段，并且已經(jīng)實現(xiàn)了第二個里程碑式的成果：機器人在果園中已經(jīng)可以實現(xiàn)基本的自主操作。目前，該項目正在進行避免碰撞和檢測地面狀況的工作，以防止車輪陷入泥濘或偏離預定路線掉進溝里。第三個里程碑將是實現(xiàn)拾取并運輸水果箱子的功能。

　　此類開發(fā)項目總是充滿挑戰(zhàn)，首先需要協(xié)調(diào)各個果園的利益，因為他們的采摘流程往往有所不同；其次，還需要解決基礎設施問題，如穩(wěn)定的手機網(wǎng)絡，以便機器人能夠接收GPS數(shù)據(jù)和與操作員進行通信；最后，還需要解決在戶外工作中可能遇到的實際問題。

　　自主駕駛的機器人需要執(zhí)行各種測量任務的傳感器。測量和傳感器專家SIKO受邀參與了轉(zhuǎn)向角檢測和箱體支架定位的工作。憑借在移動機械和農(nóng)業(yè)機械技術(shù)領(lǐng)域的豐富經(jīng)驗，SIKO在項目的規(guī)劃階段貢獻了其專業(yè)知識，并最終提供了兩種適合的旋轉(zhuǎn)編碼器類型來支持這些關(guān)鍵功能。

　　Hochschule 21 的研究助理 Alexander Kammann 對 SIKO 專家的工作表示贊賞：“我們對 SIKO 愿意支持這個面向未來的項目以及他們在提供建議方面的承諾感到驚喜。一開始，我們甚至不確定我們對傳感器的實際需求是什么。SIKO幫助我們解決了所有這些問題并共同定義了傳感器的要求?！?/p>

　　首先，候選的傳感器必須足夠堅固和彈性，能夠應對惡劣的戶外環(huán)境（如泥漿、灰塵、雨水、強烈的陽光、地面不平坦等）。SIKO的PURE.MOBILE系列傳感器模塊中的組件特別適合在惡劣環(huán)境條件下的移動機器中使用。車輛的后部裝有一個可旋轉(zhuǎn)的雙輪，用于控制轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向角由WV5800M磁旋轉(zhuǎn)編碼器記錄、處理并發(fā)送至控制器。

　　這是一種多圈旋轉(zhuǎn)編碼器，它甚至可以絕對檢測多圈旋轉(zhuǎn)。如果電源中斷，例如電池電量耗盡，先前設置的轉(zhuǎn)向角仍然會被保存。如果沒有絕對編碼器，當車輛再次啟動時，轉(zhuǎn)向角會被錯誤地設置為0度。

　　磁性測量原理滿足了對魯棒性和彈性的要求。旋轉(zhuǎn)編碼器的高精度和可靠性也給研究團隊留下了深刻的印象，這意味著車輛始終可以精確調(diào)整其轉(zhuǎn)向角度，以保持其預定的行駛路徑 - 不會出現(xiàn)故障或不可接受的公差偏差。為了進一步提高與果園工作人員的交互安全性，未來的車輛將使用具有冗余位置檢測功能的 WV58MR 安全型旋轉(zhuǎn)編碼器，以可靠地防止故障。

　　在開發(fā)階段，最初的重點是技術(shù)可行性，因此沒有安全標準的旋轉(zhuǎn)編碼器就足夠了。SIKO型號的優(yōu)點在于：兩種旋轉(zhuǎn)編碼器設計相同，因此在更換時無需對應用進行機械調(diào)整。

　　第二種SIKO旋轉(zhuǎn)編碼器AH25S更小、更緊湊，但同樣堅固耐用。它是一個單圈旋轉(zhuǎn)編碼器，用于監(jiān)控箱子支架（也稱為翻轉(zhuǎn)器）的位置。裝滿水果的箱子由四個翻轉(zhuǎn)器的每一個拾取。當機器人在箱子上方移動，彈簧承載器接觸到箱子時，翻轉(zhuǎn)器旋轉(zhuǎn)到一側(cè)，然后自動打開，然后位于箱子的四個角下方以便拾取。

　　為了能夠安全地運輸箱子，必須知道每個翻轉(zhuǎn)器的位置：它是否真的已經(jīng)轉(zhuǎn)回或者卡住了？四個翻轉(zhuǎn)器是否全部位于箱子下方，以確保正確拾?。坑捎诳臻g非常有限，因此需要一種無需特殊支架即可直接使用的微型旋轉(zhuǎn)編碼器。在這里，模擬編碼器已經(jīng)足夠，因為其數(shù)據(jù)需求不如轉(zhuǎn)向角傳感器那么重要。

　　在此類開發(fā)項目中，必須有許多小齒輪相互配合，才能將模糊的想法轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)上完美的產(chǎn)品，將來可以在眾多果園中以合理的成本效益比使用。為了給果園提供真正的附加價值，我們的目標是將“AurOrA”也用于其他的維護工作，如覆蓋果園和割草或作為種植新樹的輔助工具。因此，實際上全年有效利用是可能的，并且不僅限于收獲季節(jié)。