西克传感器助力自主果园收割机器人
“AurOrA”采收助手将在苹果园中的一排排树木中导航，检测并拾取果箱，并在未来自动将它们运输到指定的卸载点。（图片来源：hochschule 21）
德国西克公司（SIKO GmbH ）的测量和传感器解决方案不仅在成熟的工业领域得到广泛应用，现如今，SIKO公司还为一个农业领域的创新项目提供技术支持，该项目中使用了两种SIKO公司的旋转编码器，以支持机器人的移动。
"AurOrA"（自主果园助手Altes Land）是一款小型的自动驾驶机器人，未来它将在果园中自主运行，检测装满水果的箱子，并将其搬运至指定的卸载点。这款机器人的出现，将极大地减轻果园工人的劳动强度，使他们能够将更多精力投入到更具挑战性的工作中。
这个项目的创意源于实践。位于德国汉堡西南部 "Altes Land "地区的果农约翰-施罗德（Johann Schröder）向德国21世纪高等专科学校（Hochschule 21）寻求帮助，希望能开发出一种自动驾驶机器人。目前，这个项目已经进入了最后三分之一的规划阶段，并且已经实现了第二个里程碑式的成果：机器人在果园中已经可以实现基本的自主操作。目前，该项目正在进行避免碰撞和检测地面状况的工作，以防止车轮陷入泥泞或偏离预定路线掉进沟里。第三个里程碑将是实现拾取并运输水果箱子的功能。
此类开发项目总是充满挑战，首先需要协调各个果园的利益，因为他们的采摘流程往往有所不同；其次，还需要解决基础设施问题，如稳定的手机网络，以便机器人能够接收GPS数据和与操作员进行通信；最后，还需要解决在户外工作中可能遇到的实际问题。
自主驾驶的机器人需要执行各种测量任务的传感器。测量和传感器专家SIKO受邀参与了转向角检测和箱体支架定位的工作。凭借在移动机械和农业机械技术领域的丰富经验，SIKO在项目的规划阶段贡献了其专业知识，并最终提供了两种适合的旋转编码器类型来支持这些关键功能。
Hochschule 21 的研究助理 Alexander Kammann 对 SIKO 专家的工作表示赞赏：“我们对 SIKO 愿意支持这个面向未来的项目以及他们在提供建议方面的承诺感到惊喜。一开始，我们甚至不确定我们对传感器的实际需求是什么。SIKO帮助我们解决了所有这些问题并共同定义了传感器的要求。”
首先，候选的传感器必须足够坚固和弹性，能够应对恶劣的户外环境（如泥浆、灰尘、雨水、强烈的阳光、地面不平坦等）。SIKO的PURE.MOBILE系列传感器模块中的组件特别适合在恶劣环境条件下的移动机器中使用。车辆的后部装有一个可旋转的双轮，用于控制转向。转向角由WV5800M磁旋转编码器记录、处理并发送至控制器。
这是一种多圈旋转编码器，它甚至可以绝对检测多圈旋转。如果电源中断，例如电池电量耗尽，先前设置的转向角仍然会被保存。如果没有绝对编码器，当车辆再次启动时，转向角会被错误地设置为0度。
磁性测量原理满足了对鲁棒性和弹性的要求。旋转编码器的高精度和可靠性也给研究团队留下了深刻的印象，这意味着车辆始终可以精确调整其转向角度，以保持其预定的行驶路径 - 不会出现故障或不可接受的公差偏差。为了进一步提高与果园工作人员的交互安全性，未来的车辆将使用具有冗余位置检测功能的 WV58MR 安全型旋转编码器，以可靠地防止故障。
在开发阶段，最初的重点是技术可行性，因此没有安全标准的旋转编码器就足够了。SIKO型号的优点在于：两种旋转编码器设计相同，因此在更换时无需对应用进行机械调整。
第二种SIKO旋转编码器AH25S更小、更紧凑，但同样坚固耐用。它是一个单圈旋转编码器，用于监控箱子支架（也称为翻转器）的位置。装满水果的箱子由四个翻转器的每一个拾取。当机器人在箱子上方移动，弹簧承载器接触到箱子时，翻转器旋转到一侧，然后自动打开，然后位于箱子的四个角下方以便拾取。
为了能够安全地运输箱子，必须知道每个翻转器的位置：它是否真的已经转回或者卡住了？四个翻转器是否全部位于箱子下方，以确保正确拾取？由于空间非常有限，因此需要一种无需特殊支架即可直接使用的微型旋转编码器。在这里，模拟编码器已经足够，因为其数据需求不如转向角传感器那么重要。
在此类开发项目中，必须有许多小齿轮相互配合，才能将模糊的想法转变为技术上完美的产品，将来可以在众多果园中以合理的成本效益比使用。为了给果园提供真正的附加价值，我们的目标是将“AurOrA”也用于其他的维护工作，如覆盖果园和割草或作为种植新树的辅助工具。因此，实际上全年有效利用是可能的，并且不仅限于收获季节。
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