2023

Titel des Verbundvorhabens:

Entwicklung eines Messsystems zur Bestimmung des Volumens von Schwachholz als multifunktionale Erweiterung für Harvester - , Fäll- und Fällsammleraggregate - OBioM.

Das Primärziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung eines optischen Kamera- und digitalen Datenerfassungssystems zur verfahrensimmanenten Erhebung und Speicherung des Volumens von geerntetem Schwachholz. Diese Erntemaßnahmen erfolgen zumeist in Jungwaldpflegemaßnahmen mit kranbestückten Forstspezialmaschinen. Zum Einsatz kommen sogenannte Fäll- oder Fällsammlerköpfe, mit denen man die Bäume abschneiden und ablegen kann. Im Gegensatz zum Harvesteraggregat können die Bäume weder entastet, noch vermessen, noch zu Sortimenten ausgehalten werden Die Messung wird in den Prozessabschnitt des Absägens und Prozessierens integriert. Das Ausgabeformat ist das Holzvolumen in Kubikmeter und damit klar definiert und messbar. Die Entwicklung des Messsystems trägt zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit Thüringens in Bezug auf die Ressourceneffizienz des nachwachsenden und heimischen Holzes bei. Für das optische Messystem wird eine Messmethodik entwickelt und evaluiert, die den Anforderungen unter wissenschaftlichen und technischen Gesichtspunkten gerecht wird. Das Ziel bei der Entwicklung des Bildverarbeitungssystems ist neben der Vermessung der Querschnittsflächen der Hölzer als Grundlage der Volumenbestimmung die Erfassung zu erwartender Störgrößen wie Eis, Erd- und Schmutzbedeckung durch eine Spreizung des Informationsgehalts so früh wie möglich zu detektieren und zu eliminieren.

Zusätzlich wird das Ziel verfolgt, sekundäre Messgrößen abzubilden, wodurch eine Steigerung der Informationsextraktion und dadurch ein Zugewinn an Merkmalen erreicht werden kann. Aus dem so expandierten Ergebnisraum lassen sich zusätzliche qualitative und quantitative Merkmale – wie etwa Feuchtegehalt, Schädlings- und Pilzbefall – ableiten und zusätzlich dem eigentlichen Messergebnis der Querschnittsfläche ausgeben. Diese Merkmale sind nicht unmittelbar für die Bestimmung der Biomasse notwendig, eröffnen jedoch als Sekundärergebnis völlig neue Möglichkeiten in Hinblick auf die Digitalisierung in forstwirtschaftlichen Prozessen.

Das Verbundvorhaben wird von der Thüringer Aufbaubank gefördert: Vorhabensnummer: 2019 FE 9027; Verbundvorhabensnummer: 2019 VF 0009

Laufzeit: 10.11.2020 - 31.03.2023

Kombination von klassischen und ganzheitlich neuronalen Bildverarbeitungs-Ansätzen für industrietaugliche, heterogene HW/SW-Lösungen mit Alleinstellungsmerkmalen - KOALA

Im Vorhaben KOALA sollen für den Einsatz der Bildverarbeitung in Anwendungen der industriellen Qualitätssicherung Lösungen konzipiert, entwickelt und evaluiert werden, die durch das Verbinden der Vorzüge klassischer und neuronaler Ansätze (Deep Learning) der Informationsverarbeitung gekennzeichnet sind. Damit sollen die Voraussetzungen für zukünftige, innovative hybride Bildverarbeitungssysteme geschaffen werden, die ihre Alleinstellung sowohl durch Robustheit und Anpassungsfähigkeit als auch durch hohe Genauigkeit und Echtzeitfähigkeit demonstrieren. Die Fähigkeit zum Weiterlernen geänderter Objektmerkmale und damit zur robusten Objekterkennung unter wechselnden Bedingungen, die Fähigkeit zu KI-unterstützten messenden Auswertungen von Objekteigenschaften und die Umsetzung der Ergebnisse auf Hardwarelösungen für industrielle Umfelder charakterisiert die wesentlichen Innovationen des hier verfolgten Vorgehens.
Die Vorkenntnisse und Erfahrungen der Projektpartner TechnoTeam GmbH und TU Ilmenau ergänzen sich dabei und greifen bei der Realisierung des Verbundvorhabens eng ineinander, um größtmögliche Synergieeffekte zu ermöglichen.
Die zu erforschenden und zu entwickelnden Methoden und Technologien sollen dem beteiligten Unternehmen TT erlauben, seine Produktpalette zu modernisieren und seine Markposition damit weiter auszubauen. Für nächste Generationen von Laser-Direktbelichtern werden die Ergebnisse zur Lösung aktueller Aufgabenstellungen beitragen und in weiteren Anwendungsfeldern neue Markanteile erschließen, die den bisher eingesetzten Technologien und Vorgehensweisen vorenthalten waren.  Die Forschungseinrichtung TU Ilmenau und die beteiligten Fachgebiete bauen weitere erfolgreiche wissenschaftliche Kollaborationen aus. Der über die Projektergebnisse mögliche Austausch und das hinzugewonnene KnowHow befördert die Weiterführung der angewandten Forschung auf diesem aktuellen Themengebiet.

Bewilligungszeitraum: 01.02.2020 bis 31.01.2023, Vorhabens-Nr. (Verbund): 2019 VF 0003, Projekt-Nr.: 2019 FE 9009