Smart Farming mit System: Wirtschaftliche Automatisierung mit Bildverarbeitung für Familienbetriebe

Herausforderung: Qualität sichern, Kosten senken

Die manuelle Sortierung von Kartoffeln und Zwiebeln ist zeit- und personalintensiv. Unterschiedliche Schadbilder wie Wachstumsrisse, Drahtwurmbefall, Trocken- und Nassfäule, Verformungen, mechanische Verletzungen oder Grünfärbungen lassen sich nur mit hohem Aufwand konsistent erkennen.

Benedikt Keßler, Co-Founder und Geschäftsführer von Karevo, betont: „Das Karevo DUO85 wurde mit dem Ansatz entwickelt, optische Sortiertechnik für Direktvermarkter und Familienbetriebe zugänglich zu machen. Damit ermöglichen wir auch kleineren Betrieben, an der Digitalisierung teilzunehmen und ihre Prozesse effizient zu automatisieren. Das System sorgt für gleichbleibend hohe Produktqualität und entlastet das Personal bei der Sortierung.“

Lösung: KI-basierte Vision-Technologie für Kartoffeln und Zwiebeln

Das Karevo DUO85 automatisiert die Sortierung vollständig. Je nach Systemauslegung kommen zwei bis acht GigE-Vision-Kameras der IDS uEye-FA-Serie zum Einsatz. Diese erfassen jede Knolle aus allen Perspektiven und liefern eine vollständige 360°-Oberflächenansicht. Das System macht über 15 Bilder pro Kartoffel und wertet diese mit einem Hochleistungsrechner in Echtzeit aus.

Die Bilddaten werden an eine eigens entwickelte Software übermittelt, die mittels künstlicher Intelligenz Merkmale wie Größe, Defektart und -intensität, Form und weitere Qualitätsparameter bewertet. Die KI erkennt die sieben wichtigsten Qualitätsdefekte pixelgenau mit bis zu 95 % Genauigkeit und bewertet gleichzeitig deren Intensität und Größe. Neben Kartoffeln sortiert der DUO85 auch gelbe und rote Zwiebeln, inklusive zuverlässiger Fremdkörpererkennung: Steine und Kluten werden sowohl bei Kartoffeln als auch bei Zwiebeln zuverlässig aussortiert.

Die eingesetzten KI‑Modelle sind dabei auf einen stabilen Praxisbetrieb ausgelegt und lassen sich bei Bedarf durch zusätzliche Bilddaten weiter optimieren, etwa bei stark verschmutztem Erntegut oder besonderen Sorten.

Auf Basis dieser Analyse steuert das System ein pneumatisches Fingersystem – ein druckluftbetriebenes Ausschleus- und Sortiersystem, bei dem einzeln ansteuerbare, fingerartige Aktuatoren Produkte synchron zur Bildverarbeitung gezielt und schonend aus dem Förderstrom auslenken. So werden beschädigte oder nicht spezifikationskonforme Knollen zuverlässig separiert.

Das Ergebnis: Reproduzierbare Sortierergebnisse, geringerer Personaleinsatz und ein stabiler, kontinuierlicher Durchsatz von bis zu 5 Tonnen pro Stunde – ein klarer wirtschaftlicher Vorteil für Betriebe jeder Größe.

Wirtschaftlicher Nutzen: Einstieg mit überschaubarem Investitionsaufwand

Ein zentrales Ziel bei der Entwicklung des DUO85 waren niedrige Einstiegshürden. Das System richtet sich gezielt an Direktvermarkter und Familienbetriebe, die bislang kaum Zugang zu KI-gestützter Bildverarbeitungs- und Vision-Technologie hatten. „Mit dem DUO85 ermöglichen wir auch kleineren Betrieben den Einstieg in die Digitalisierung“, so Keßler. „Unsere Kunden profitieren von einer konstant hohen Produktqualität, einer deutlichen Entlastung des Personals und effizienteren Prozessen – ohne hohe Investitionskosten.“

Die Wirtschaftlichkeit hängt dabei stets von den individuellen Betriebsstrukturen ab. Karevo kalkuliert typischerweise mit der Einsparung von ein bis zwei (Hilfs-)Arbeitskräften, was in vielen Fällen zu einer Amortisationszeit von rund zwei bis drei Jahren führt.

Die Preisgestaltung ist speziell auf kleine und mittlere Betriebe kalkuliert, um den Return on Investment zu optimieren und die Rentabilität zu sichern. Darüber hinaus ist das System modular skalierbar und lässt sich flexibel an unterschiedliche Betriebsgrößen anpassen – ein wichtiger Faktor für langfristige Investitionssicherheit.

Kameratechnologie von IDS: Robust, leistungsfähig und einfach integrierbar

Karevo nutzt GigE‑Vision Kameras der IDS uEye FA‑Serie mit dem 5,10 MP Sony-Sensor IMX547 aus der Pregius‑S‑Serie. Dank Global‑Shutter und BSI‑Technologie (Back‑Side‑Illumination) liefern diese Kameras eine exzellente Bildqualität, selbst bei schwierigen Lichtverhältnissen in Sortier- und Aufbereitungsbereichen. Die robuste Bauweise mit IP69K-Schutz, verschraubbaren Steckverbindern und erweitertem Temperaturbereich macht die Kameras ideal für den Einsatz in rauen landwirtschaftlichen Umgebungen. Funktionen wie kamerainterne Vorverarbeitung reduzieren zudem die benötigte Rechenleistung.

Jürgen Hejna, Product Manager 2D Machine Vision bei IDS, hebt hervor: „Für Anwendungen wie im DUO85 sind neben der Bildqualität vor allem Zuverlässigkeit, Robustheit und eine einfache Integration entscheidend. Die uEye FA Kameras bieten genau diese Eigenschaften und ermöglichen einen stabilen Mehrkamera-Betrieb bei gleichzeitig geringem Integrations- und Wartungsaufwand.“

Schnelle Integration und Zukunftssicherheit mit IDS peak

Ein weiterer wirtschaftlicher Vorteil ergibt sich aus der Nutzung des IDS peak SDK. „Die Nutzung von IDS peak ermöglicht uns eine schnelle und stabile Integration der Kameras in unser System. Durch die optimierte Ansteuerung, Parametrierung und Diagnosefunktionen können wir eine hohe Bildqualität sowie eine zuverlässige Performance im landwirtschaftlichen Einsatz sicherstellen. Gleichzeitig profitieren wir von langfristiger Kompatibilität und reduziertem Entwicklungsaufwand bei zukünftigen Systemerweiterungen“, erläutert Benedikt Keßler.

Die benutzerfreundliche Oberfläche macht komplexe KI-Technologie einfach bedienbar. Parameter lassen sich intuitiv anpassen, verschiedene Sortierprofile können einfach gewechselt werden, und detaillierte Auswertungen stehen auf Knopfdruck zur Verfügung. Die DUO85 lässt sich nahtlos in bestehende Sortierlinien integrieren und arbeitet als eigenständige optische Verlesung nach individuellen Anforderungen.