Precision Days: techniek WeLaser voor het eerst te zien in Nederland

Zonder toelichting of specifieke interesse zou je als bezoeker van de Precision Days bij Van den Borne Aardappelen in Reusel (N.-Br.) zomaar voorbijlopen aan de demonstratie van WeLaser. Het oranje gekleurde autonome CEOL robotvoertuig van Agreenculture met daarachter een zogenoemde white box was zat achter een tent verstopt. In die white box zat de lasertechniek van WeLaser.

WeLaser is een Europees gefinancierd project dat een onkruidbestrijdingssysteem ontwikkelt gebaseerd op hoog vermogen lasertechniek. Van den Borne is één van de projectdeelnemers en daarom was het huidige prototype van de machine voor het eerst in Nederland te zien op 25 en 26 augustus.

Fiberlaser zoals lasersnijder

Tot op heden wordt bij lasertechniek voor onkruidbestrijding gekozen voor blauwe lasers en CO₂-lasers. WeLaser kiest echter voor zogenoemde thulium fiberlasers. Fiberlasers worden gebruikt voor het lasersnijden van kunststoffen en metalen en hebben volgens de onderzoekers een hoge kwaliteit lichtstraal als voordeel.

Ook heeft een fiberlaser in tegenstelling tot een CO₂-laser geen interne spiegels en is de techniek sneller dankzij het gebruik van glasvezelkabels. Vandaar ook de naam fiberlaser, fiber is vezel. Die kabels transporteren het licht nodig voor de 3 mm dikke laserstraal geproduceerd door ledlampen. Doordat fiberlasers energie-efficiënter zijn, is bovendien minder energie nodig aldus de onderzoekers. Elke gebruikte 2 μm laser vraagt 250 Watt.

Rechts de zwarte kasten met printplaten met ledlampen voor de productie van het laserlicht. In de linker kast de bijbehorende koeling. Centraal op de foto de RGB-camera voor rijvolging en navigatie.

Onkruiden koken

Voor de navigatie is de Agreenculture CEOL aan de voorzijde voorzien van een RGB-camera voor rijvolging. Tijdens de demonstratie stond er geen gewas en dus was er vooraf in de online planningstool een route gecreëerd. Die route volgde het voertuig met behulp van RTK-gps. De huidige versie is voorzien van twee sets 3D ZED X stereocamera’s en fiberlasers. De camera’s lokaliseren onkruiden en cultuurplanten.

Er is een algoritme voor het werken in mais en in suikerbieten. Het algoritme herkent en labelt mais/suikerbieten, grassen en overige onkruiden. De lasers richten hun laserstraal vervolgens op het groeipunt van het onkruid om deze door verhitting te koken. Dat daarbij een typisch rookpluimpje ontstaat, is een special effect van de onderzoekers om te laten zien dat er iets gebeurt.

Een onderzoekers wijst een van de 3D ZED X-stereocamera’s aan die onkruiden lokaliseren. Het voordeel van deze camera’s is dat de onkruiden 3D in beeld komen.

Tot 0,9 meter per seconde

De maximale onkruidgrootte is 2 tot 3 centimeter (tot 4 blaadjes) en de huidige rijsnelheid is 0,2 tot 0,9 meter per seconde. 1 meter per seconde is gelijk aan 3,6 km/u. Zodra onkruiden vochtig zijn, duurt het langer om ze te bestrijden en dat kost ook meer energie.

Auteur: René Koerhuis