Autonoom spuitvoertuig draait mee in aardbeienteelt

Op het moment dat het voertuig de aardbeitunnel uitkomt, stopt de vloeistofafgifte uit de spuitdoppen en vermindert de snelheid tot 1,8 kilometer per uur. Volgens een voorgeprogrammeerde route rijdt het daarna rustig naar een volgende tunnel. Vervolgens verdraaien de voor- en achterwielen, zodanig dat het werktuig precies uitkomt in het volgende rijpad. De machine rijdt de rij in, de spuitdoppen krijgen weer vloeistof en de snelheid loopt op tot 2,4 km/u. RTK-gps zorgt ervoor dat het voertuig op het uitgestippelde pad blijft.

_{Lees verder onder de video en de foto‘s}

Ruim 2 uur later is het ‘autonoom voertuig’ – een pakkender naam is nog niet verzonnen – klaar met het spuitwerk in zestien tunnels met een oppervlakte van ruim 3 hectare. In elke tunnel staan vijf rijen aardbeien op aspergeruggen, die worden gespoten met luchtondersteuning.

“We behandelen deze teelt met het biologische middel Serenade”, legt Niels Huijsmans van aardbeiteeltbedrijf HG Eerenburg in Nispen uit. “Die behandeling moet elke drie dagen herhaald worden. Zou je dat met een spuittrekker met een chauffeur moeten doen, dan gaat dat niet werken. Met dit voertuig is dat geen enkel punt: je maakt de machine gereed en voor de rest heb je er geen omkijken meer naar.”

Het reilen en zeilen is eenvoudig te volgen op een mobiele telefoon of laptop. Continu is te zien waar en/of in welke tunnel het voertuig zich bevindt, en of alles nog functioneert zoals bedoeld.

Stadium van prototype al voorbij

Het autonoom voertuig van Huijsmans is nergens te koop. Het frame van kokerbalken is zelfs niet voorzien van een beschermende laklaag, waaruit afgeleid kan worden dat het autonoom voertuig nog in een prototypestadium verkeert.

Wat betreft de werking en functionaliteit lijkt dat stadium al te zijn gepasseerd. De betrouwbaarheid en functionaliteit zijn nu al dusdanig dat het apparaat wordt ingezet in de dagelijkse praktijk: nu nog alleen in de tunnelteelten, de volgende stap wordt de inzet in de teelt van wachtbedplanten. Huismans: “Het werkt in principe feilloos.”

Het autonome voertuig combineert voor de route de plaatsbepalingsgegevens van de satellieten van Glonass (Russisch), Galileo (Europees) en gps (Amerikaans). Achterop hangt het aggregaat, ervoor de spuitapparatuur. – Foto’s: Joost Stallen

Autonoom voertuig in een jaar ontwikkeld

Het balletje werd aan het rollen gebracht met de vraag van Huijsmans aan mechanisatiebedrijf Kriesels in Wouw naar de haalbaarheid van een zelfrijdende, autonoom werkende werktuigdrager. “Dat was een jaar geleden”, vertelt Ruud Bierbooms, een van de directbetrokkenen bij de ontwikkeling van het voertuig. “Dat we nu al een rijdend ontwerp hebben, hebben we te danken aan de korte lijnen en onze werkwijze: Niet te lang praten, maar proberen.”

Vanwege die drang naar slagvaardigheid werd bewust geen beroep gedaan op bestaande ontwikkelaars van autonoom rijdende voertuigen. Bierbooms: “Dan moet je in zee met derden en ben en blijf je afhankelijk van hun manier van werken en de snelheid waarmee ze het apparaat ontwikkelen.”

Resultaat van intensief samenwerken

Hij vervolgt: “Ons autonoom voertuig is uiteraard ook het resultaat van intensief samenwerken. Wel hebben we alles in eigen hand. Ik heb bijvoorbeeld direct contact met degene die het plaatsbepalingssysteem, specifiek voor dit apparaat, heeft ontwikkeld. Zijn activiteiten sluiten direct aan op mijn deel van het werk, dat is de ontwikkeling van de besturing van het werktuig.”

Het frame voor het voertuig en de constructie van de vier wielen komen van mechanisatiebedrijf Kriesels. “Hoe die onderdelen uitgevoerd moesten worden en hoe de specificaties moesten zijn, was vooral een kwestie van uitproberen. Voor de wielaandrijving hadden we een elektromotor en een tandwielkast laten komen. Die zijn aan elkaar bevestigd en getest in de fronthef van een trekker, om te zien of het allemaal sterk genoeg was voor onze plannen.”

Het voertuig is vierwielgestuurd en vierwielaangedreven. Hoe de wielaandrijving eruit moest gaan zien, was vooral een kwestie van proberen. Tussen de vloeistoftanks hangt een ventilatorunit voor de luchtondersteuning bij het spuiten.

Hulp van tientallen satellieten bij positiebepaling

Een navigatiesysteem in een auto om van A naar B te komen, maakt gebruik van een systeem als gps voor de bepaling van de positie van het voertuig op elk moment. Een stuurprogramma (als in een TomTom) controleert of de elkaar opvolgende posities passen bij de gewenste, de route en de eindbestemming. Zo is er een continu samenspel tussen het plaatsbepalingssysteem en de routekaart.

Voor een autonoom voertuig als bij Huijsmans is eveneens een continue, exacte positiebepaling noodzakelijk. Dat gaat met RTK-gps: satellieten geven een globale indicatie van de positie van het voertuig (tot op enkele meters nauwkeurig). RTK (Real Time Kinematic) is een extra (radio)signaal dat wordt uitgezonden door een vast opgestelde zender, waarmee het satellietsignaal wordt gecorrigeerd. Het resultaat is een nauwkeurige positiebepaling, waarbij afwijkingen beperkt blijven tot hoogstens enkele centimeters.

Tijdens de ontwikkeling van het voertuig bij Huijsmans werd aanvankelijk gekozen voor een bestaand positioneringssysteem van derden. Dat voldeed echter niet.

Bierbooms: “Onze gps-technicus heeft toen zelf een systeem ontwikkeld waarmee we de signalen van gemiddeld 32 navigatiesatellieten oppikken. Het RTK-correctiesignaal komt van een eigen server, via een zender op een schuur op het bedrijf. De routekaart (door de tunnels) voor het voertuig werd gemaakt met een gps-systeem van Trimble. Dat was op een trekker gemonteerd waarmee het te volgen rijpad werd afgereden en vastgelegd in navigatiecoördinaten.”

Op een beeldscherm is te zien waar het autonome voertuig zich bevindt, wat de status is en hoe ver het werk is gevorderd.

Ideeën en plannen voor verdere ontwikkeling

Het benodigde elektrisch vermogen komt van een losse aggregaat op het voertuig. Het alternatief, een accupakket, zou kunnen, maar is niet direct noodzakelijk. “Eerst maar eens zorgen dat we een functioneel voertuig hebben. Bovendien valt het brandstofverbruik erg mee, want het aggregaat draait op een vast toerental,”

Nog een argument om niet te veel haast te maken met een volledig elektrische aandrijving, is het prijskaartje. Met batterijen met een beperkt voltage zijn ingewikkelde (= dure) elektromotoren vereist, die grote stroomsterktes aankunnen. Batterijen voor hoge voltages zijn ook duur.

Wel ligt er een concreet idee om het voertuig te voorzien van OptrX-gewassensoren (Ag Leader – Homburg, Stiens) voor de bepaling van de biomassa op elke plek. Aan de hand van de uitkomsten is het mogelijk om bij het spuiten variabel te doseren. Niels Huijsmans: “Wat daarna volgt, zien we dan wel weer. Ik weet zeker dat zich nog allerlei andere gebruiksmogelijkheden zullen aandienen.”