Teknologi for 3D-avbildning av tomatplanter, en nøkkel til fremtidige systemer for tilnærmet helautomatisk stell og høsting av tomatplanter

Dersom norske drivhus skal fortsette å være konkurransedyktig mot utenlandske konkurrenter, spesielt innenfor tomat- og agurkdyrkning, må vi kunne få til en mer lønnsom drift inkludert automatisering. Det har flere ganger vært forsøkt å automatisere og robotisere høsting av tomater med varierende hell, men dette er ikke i bruk i stor skala. Ulempen med en robot som er spesialisert til kun å høste tomater, er at den potensielt bare erstatter 20% av det totale manuelle arbeidet ved stell og høsting av tomatplanter, og at den potensielt står ubrukt 95% av sesongen. For å få til tilnærmet helautomatisk stell og høsting av tomatplanter, kreves det 3D-avbildning av flere deler av tomatplanten i høy oppløsning.

Dette forprosjektet skal undersøke metoder for slik 3D-avbildning, med mål om at det gi utløsende ny kunnskap for å søke om et forskerprosjekt innenfor helautomatisk robotisert stell og høsting av tomatplanter.

Prosjektets formål har vært å definere en teknologi for 3D-avbildning av tomatplanter, som har potensiale til å identifisere og lokalisere tomater, blader, greiner, knopper, skudd og blomsterklaser i 3D – i tilstrekkelig nøyaktighet til at en robot kan stelle og høste en tomatplante.

Gjennom prosjektet har flere forskjellige maskinsynsensorer blitt brukt til avbildning av de forskjellige objektene nevnt i målet for prosjektet. Bildene har blitt vurdert av erfarne forskere innenfor maskinsyn, robotikk og maskinlæring. Basert på disse vurderingene har hver sensor blitt rangert etter hvor godt de fungerer for inspeksjon av de forskjellige objektene. Basert på denne rangeringen ble tre forskjellige kombinasjoner av maskinsynplattformer utarbeidet som skal være i stand til å inspisere alle objektene nevnt i målet for prosjektet. Den mest lovende av disse kombinasjonsløsningene ble testet i drivhus hos Mære Landbruksskole for å verifisere kvalitet og nøyaktighet på bildene.

Erfaringene og resultatene fra prosjektet er samlet i en prosjektrapport som oppsummer fordeler og ulemper med hver sensor, samt generelle utfordringer med å benytte maskinsyn i driv- og veksthus. Rapporten legger et godt grunnlag for realisering av et fremtidig prosjekt hvor et fullt konsept med robot og maskinsyn skal benyttes for stell og høsting av tomatplanter.