DE10346541A1 - Plant density measurement unit has high repetition rate vehicle mounted laser triangulation sensor and processor calculating mass density from plant and ground returns - Google Patents

Plant density measurement unit has high repetition rate vehicle mounted laser triangulation sensor and processor calculating mass density from plant and ground returns Download PDF

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    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01D—HARVESTING; MOWING
    • A01D41/00—Combines, i.e. harvesters or mowers combined with threshing devices
    • A01D41/12—Details of combines
    • A01D41/127—Control or measuring arrangements specially adapted for combines

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Abstract

A plant density measurement unit has a vehicle mounted laser triangulation sensor (1) with beam (4) pointing vertically or at an angle into the planted ground (2) or scanned about horizontal or vertical axes and a processor calculating the mass density from the separation of plant (A) and ground (B) returns using high repetition rate. INDEPENDENT CLAIM is included for use of a plant separator in dense vegetation.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum Bewerten der räumlichen und massemäßigen Ausbildung von Pflanzenbeständen.The The invention relates to a method and a device for Evaluate the spatial and mass training of plant stands.

Das Ziel der landwirtschaftlichen und gärtnerischen Produktion besteht im Erzeugen von pflanzlicher Masse mit bestimmten spezifischen Eigenschaften, die im wesentlichen von der Pflanzenart und -sorte bestimmt werden.The The aim of agricultural and horticultural production consists in the production of vegetable matter with certain specific properties, which are essentially determined by the plant species and variety.

Bei der Gestaltung landwirtschaftlicher und gartenbaulicher Produktionsverfahren ist insbesondere die Menge an gewachsenem pflanzlichem Material ein wichtiger Parameter zur Beurteilung von Pflanzenbeständen. Sie gibt Auskunft über die zu erwartende Erntemenge oder wird genutzt, um den Einsatz von Dünge- und Pflanzenschutzmitteln für eine kleinräumige Bewirtschaftung zu optimieren. Weiterhin können bei Erntemaschinen die Betriebsparameter, wie Fahrgeschwindigkeit oder Drehzahlen von Maschinenbaugruppen, der Pflanzenmenge angepasst werden. Ein weiterer verfahrensrelevanter Parameter ist die Pflanzenhöhe, die mit der Pflanzenmasse eng korreliert ist.at the design of agricultural and horticultural production methods is in particular the amount of grown vegetable material an important parameter for the assessment of plant populations. she provides information the expected harvest quantity or is used to the use of Fertilizers and pesticides for a small-scale Optimize management. Furthermore, in harvesters can Operating parameters, such as travel speed or rotational speeds of machine assemblies, adapted to the plant quantity. Another process relevant Parameter is the plant height, which is closely correlated with the plant mass.

Zur fahrzeuggestützten Ermittlung der Pflanzenmasse in stehenden Pflanzenbeständen sind bereits indirekte Messverfahren bekannt. Als berührend messende Einrichtung wird zum Beispiel ein physikalisches Pendel eingesetzt, dass beim Durchfahren von halmartigen Pflanzenbeständen ausgelenkt wird. Der gemessene Auslenkwinkel ist dabei hoch mit der Pflanzenmasse korreliert (Ehlert et al., 2003). Bei dieser Meßmethode ist von Nachteil, dass mechanische Funktionselemente erforderlich sind und der Anwendungsbereich nur auf landwirtschaftliche Halmkulturen beschränkt ist.to vehicle-based Determination of the plant mass in standing plant stands are already known indirect measuring method. As a touching measuring device For example, a physical pendulum is used in that Passing through halm-like plant stands is deflected. The measured The deflection angle is highly correlated with the plant mass (Ehlert et al., 2003). In this measurement method is disadvantageous that mechanical functional elements required are and the scope of application only on agricultural crops limited is.

Berührungslos arbeitende optisch-spektralanalytische Geräte (Hydro N-Sensor) zur Bemessung der optimalen Stickstoffdüngermenge, die unter bestimmten Bedingungen ebenfalls in der Lage sind, die Pflanzenmasse relativ zu messen, sind bereits auf dem Markt verfügbar (Ludowicy et al. 2002). Eine weitere, noch im Bereich der Forschung einzuordnende Methode ist die laserinduzierte Fluoreszenzmessung des Chlorophylls, die ebenfalls Rückschlüsse auf die vorhandene Pflanzenmasse gestattet (Bredemeier & Schmidhalter, 2003) Beide Sensoren erfordern relativ hohe Investitionskosten, die einer breiten Anwendung in den Landwirtschaftsbetrieben entgegenstehen.contactless operating optical-spectroanalytical devices (Hydro N-sensor) for the dimensioning of the optimal nitrogen fertilizer quantity, which, under certain conditions, are also in a position to To measure plant mass relative, are already available in the market (Ludowicy et al. 2002). Another, still in the field of research to be classified Method is the laser-induced fluorescence measurement of chlorophyll, which also draw conclusions the existing plant mass (Bredemeier & Schmidhalter, 2003) Both sensors require relatively high investment costs, which stand in the way of broad application in agricultural enterprises.

In der Offenlegungsschrift DE 101 30 665 A1 wird eine Vorrichtung zur Messung der Menge von auf dem Feld stehenden Pflanzen beschrieben. Die Erfindung schlägt vor, dass von einem Sender elektromagnetischer Wellen ein Empfänger die Intensität oder Amplitude der reflektierten Wellen ermittelt, die von der Anzahl der Pflanzen pro Flächeneinheit und der Abmessung der Pflanzen abhängt. Die gemessene Intensität wird bei der Ermittlung der Menge der Pflanzen berücksichtigt.In the published patent application DE 101 30 665 A1 A device for measuring the amount of plants in the field is described. The invention proposes that from a transmitter of electromagnetic waves a receiver determines the intensity or amplitude of the reflected waves, which depends on the number of plants per unit area and the size of the plants. The measured intensity is taken into account when determining the amount of plants.

Von der Fa. Claas wird eine Vorrichtung und ein Verfahren vorgeschlagen, Bestandeskanten bei Feldkulturen ( EP 0887 660 A2 ) und Bearbeitungsgrenzen oder entsprechende Leitgrößen zu erkennen. Diese Information wird genutzt, um Erntemaschinen (Mähdrescher, Feldhäcksler) und Maschinen z.B. zur Bodenbearbeitung ( DE 197 43 884 A1 ) automatisch so zu lenken, dass eine gleichbleibende Arbeitsbreite bei gleichzeitiger Entlastung des Fahrers gewährleistet ist. Eine nähere Bewertung physikalischer Parameter des Pflanzenbestandes erfolgt nicht.The company Claas proposes a device and a method, inventory edges in field crops ( EP 0887 660 A2 ) and to recognize processing limits or corresponding parameters. This information is used to harvest harvesters (combine harvesters, forage harvesters) and machinery eg for tillage ( DE 197 43 884 A1 ) automatically to steer so that a constant working width is guaranteed while relieving the driver. A closer evaluation of physical parameters of the plant population does not take place.

Zur berührungslosen Ermittlung des Pflanzenbewuchses werden Vorrichtungen und ein Verfahren ( DE 198 58 157 A1 ; DE 198 58 168 A1 ) vorgeschlagen, die die Grundlage für die zielgerichtete Durchführung von Pflanzenschutzmaßnahmen bilden sollen. Der Schwerpunkt dieser Lösungen besteht primär darin, die Größe und den Standort von Kulturpflanzen und Unkräutern zu ermitteln.For non-contact determination of plant growth, devices and a method ( DE 198 58 157 A1 ; DE 198 58 168 A1 ), which should form the basis for the targeted implementation of plant health measures. The focus of these solutions is primarily to determine the size and location of crops and weeds.

Bei der zielgerichteten Applikation von Betriebsmitten, vorrangig im Obstbau, wird ein System zum volumenspezifischen Beeinflussen von Boden und Pflanzen (WO 02/091823) vorgeschlagen, das die Pflanzen mittels umlaufendem monochromatischen pulsierenden Laserstrahl abtastet und somit ein räumliches Abbild des Baum- oder Strauchbestandes sowie des Bodens ermöglicht.at the targeted application of operating centers, primarily in the Orchard, will be a system for influencing the volume of Soil and plants (WO 02/091823) proposed that the plants scanned by means of rotating monochromatic pulsed laser beam and thus a spatial one Image of trees or shrubs and soil possible.

Vor einigen Jahren durchgeführte eigene Untersuchungen zur Messung der Pflanzenbestandes hinsichtlich der Ausdehnung und der Masse mit Ultraschallsensoren ergaben nur unbefriedigende Ergebnisse, da die Signale ein sehr hohes Rauschen zeigten. Die ausgesendeten Schallkeulen waren hinsichtlich des Durchmessers zu groß, um in die Pflanzenbestände ausreichend tief einzudringen. Ein nach dem Laufzeit-Messprinzip arbeitender Lasersensor mit einem Strahlbündeldurchmesser von einigen Zentimetern brachte etwas bessere Ergebnisse. Infolge des hohen Preises und der mangelnden Robustheit erschien ein Einsatz in der Landwirtschaft und im Gartenbau wenig erfolgversprechend.In front a few years ago own investigations concerning the measurement of the plant population regarding of expansion and mass with ultrasonic sensors only resulted unsatisfactory results, because the signals are very high noise showed. The emitted sound lobes were in diameter too large, in the plant stocks penetrate sufficiently deep. One according to the transit time measurement principle working laser sensor with a beam diameter of a few centimeters brought slightly better results. As a result of the high price and the lack of robustness appeared to be a use in agriculture and agriculture in horticulture little promising.

Das Wesen der (eigenen) Erfindung besteht in einer Pflanzenbestandmesseinrichtung, die Laser mit geringem Lichtbündelquerschnitt nutzt, die nach dem Triangulationsprinzip arbeiten. Diese preiswerten Laser sind infolge ihres geringen Lichtbündelquerschnittes in der Lage, durch die Bestandeslücken tief in den Pflanzenbestand einzudringen, bzw. ihn teilweise bis zum Boden zu durchdringen. Werden diese Laser mit einer entsprechend hohen Messfrequenz betrieben, so entstehen über den Abstand von im Messbereich reflektierenden Pflanzenoberflächen zu einem festen Bezugspunkt sehr viele einzelne Informationen, die nach statistischer Auswertung ein sehr gutes Abbild der Bestandesverhältnisse ergeben (1). Vorzugsweise sollte als Referenzgröße zur quantitativen Beschreibung des Pflanzenbestandes die Pflanzenmasse in kg/m2 oder auch die Pflanzenhöhe in m gewählt werden.The essence of the (own) invention consists in a plant stand measuring device that uses laser with a low light beam cross-section, which after work the triangulation principle. These inexpensive lasers are due to their low light beam cross-section able to penetrate deep into the plant population through the stand gaps, or to penetrate it partially to the ground. If these lasers are operated with a correspondingly high measuring frequency, then a great deal of individual information arises over the distance of plant surfaces reflecting in the measuring area to a fixed reference point, which, after statistical evaluation, yields a very good image of the stand conditions ( 1 ). The plant mass in kg / m2 or the plant height in m should preferably be chosen as the reference quantity for the quantitative description of the plant population.

Erfindungsgemäß wird die auf dem Laser-Triangulationsprinzip beruhende Pflanzenbestandsmesseinrichtung durch das Basisfahrzeug in einer definierten Höhe über dem Pflanzenbestand geführt. Bedingt durch diese Anordnung weisen, infolge der unterschiedlichen Wahrscheinlichkeit des Laserstrahls reflektiert zu werden, große gemessene Abstandswerte geringes und kleine Abstandswerte hohes Pflanzenwachstum aus.According to the invention Based on the laser triangulation principle plant inventory measuring device guided by the base vehicle at a defined height above the crop. conditioned by this arrangement, due to the different probability of the laser beam to be reflected, large measured distance values small and small distance values high plant growth.

Der Laser-Triangulationssensor (1) wird vorzugsweise so ausgerichtet bzw. scannerförmig bewegt, dass ein repräsentativer Bereich des Pflanzenbestandes erfasst werden kann.The laser triangulation sensor ( 1 ) is preferably oriented or scanner-shaped so that a representative area of the plant population can be detected.

Um die Pflanzenmasse und -höhe mit einem minimalen Fehler bestimmen zu können, ist entweder der Sensor in konstantem Abstand über der Bodenoberfläche zu führen oder es muss aus der Auswertung der Messwerte die aktuelle Höhe des Sensors über dem Erdboden bestimmbar sein. Für die zweite Möglichkeit ist eine unbedingte Voraussetzung, dass der Laserstrahl ausreichend oft den Pflanzenbestand bis zur Bodenoberfläche durchdringt, um daraus Höhenabweichungen des Sensors erkennen und diese Fehlerquellen kompensieren zu können.Around the plant mass and height being able to determine with a minimum error is either the sensor at a constant distance above the soil surface respectively or it must be the evaluation of the measured values, the current height of the sensor above the Earth can be determined. For the second possibility is an absolute requirement that the laser beam is sufficient often penetrates the plant's stock up to the soil surface to make it out height deviations Detect the sensor and compensate for these sources of error.

Eine dritte Möglichkeit zur Ermittlung der Bestandesdichte besteht darin, dass durch die Auswerteeinrichtung gezählt wird, wie oft ein definierter Grenzwert der Abstandsmessung überschritten wird. Bei sehr eng stehenden und deckenden Pflanzenbeständen kann diese Auswertungsform ein mechanisches Öffnen des Bestandes erforderlich machen, so dass der Laserstrahl besser in den Pflanzenbestand eindringt. Der Grenzwert kann entweder vorgegeben oder dynamisch aus dem vorausgegangenen Messtakt ermittelt werden.A third possibility to determine the population density is that through the Evaluation device counted is how often exceeded a defined limit value of the distance measurement becomes. For very close and covering plant stocks can this evaluation form requires a mechanical opening of the stock make, so that the laser beam penetrates better into the plant population. The limit can be either preset or dynamic from the previous one Measuring clock are determined.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Pflanzenbestandsmesseinrichtung vor einem Traktor über den Bestand geführt. Damit bei Reihensaat die Abhängigkeit von der Reihe verringert wird, ist der Laserabtaststrahl nach unten und schräg zur Seite, zum Beispiel in einem Winkel von 30° zur Senkrechten, gerichtet. Während des Messvorgangs trifft der Laserabtaststrahl auf Pflanzenteile oder auf den Boden. Die Messeinrichtung ermittelt mit hoher Frequenz, zum Beispiel 2000 Hz, die einzelnen Abstände und gibt die Signale an eine Auswerteeinrichtung weiter. Diese bildet vorzugsweise den Mittelwert aller Einzelabstände über eine vorgebbare Wegstrecke, von zum Beispiel 5 m. Nach dieser Wegstrecke wird der Mittelwert vom Maximalwert, der den Bodenabstand darstellt, subtrahiert. Dieser mittlere Abstand kann als Wert für die Pflanzenbestandesdichte in Masse pro Flächeneinheit kalibriert werden. Mit dieser Information sind verbesserte Bewirtschaftungsmaßnahmen bei Düngung, Pflanzenschutz und Ernte insbesondere zur Funktionsoptimierung von Landmaschinen wie z.B. Applikationsrate, Fahrgeschwindigkeit, Druschparameter, Höhe des Spritzbalkens bei Feldspritzen genutzt werden.In a preferred embodiment is the plant inventory measuring device in front of a tractor on the Invented. So with the row seed the dependency is decreased from the row, the laser scanning beam is down and oblique to the side, for example, at an angle of 30 ° to the vertical, directed. While During the measuring process, the laser scanning beam hits plant parts or on the floor. The measuring device determines with high frequency, For example, 2000 Hz, the individual distances and indicates the signals an evaluation device on. This preferably forms the mean of all Individual distances over one specifiable distance of, for example, 5 m. After this route becomes the mean of the maximum value representing ground clearance, subtracted. This mean distance can be used as a value for plant density in mass per unit area be calibrated. With this information are improved management measures in fertilization, Plant protection and harvesting, in particular for optimizing the function of Agricultural machinery such as Application rate, driving speed, threshing parameters, Height of Spray bar can be used in sprayer.

Die räumliche Repräsentativität der Messung der Pflanzenbestandesdichte kann wesentlich erhöht werden, wenn weitere Laser-Triangulationsmessvorrichtungen über der Arbeitsbreite der Maschine verteilt angebracht werden.The spatial Representativeness of the measurement The plant density can be significantly increased if more laser triangulation measuring devices over the Working width of the machine distributed.

Anhand der beigefügten Zeichnungen soll die Erfindung näher veranschaulicht werden. Es zeigt:Based the attached Drawings to illustrate the invention be illustrated. It shows:

1: das Grundprinzip der Pflanzenbestandsmessung mittels Laser-Triangulationssensor an einer Einzelpflanze 1 : the basic principle of plant inventory measurement using a laser triangulation sensor on an individual plant

2: das Prinzip der Pflanzenbestandsmessung 2 : the principle of plant stock measurement

3: die Seitenansicht eines Traktors mit Pflanzenbestandsmesseinrichtung, 3 : the side view of a tractor with plant inventory measuring device,

4: die Ansicht des Traktors mit Pflanzenbestandseinrichtung von vorn 4 : the view of the tractor with plant inventory device from the front

5: die Wirkungsweise eines Pflanzenbestandsteilers und die Anordnung der Messvorrichtung bei dichten Beständen. 5 : the mode of action of a plant component divider and the arrangement of the measuring device in dense stands.

1 zeigt das Grundprinzip der Pflanzenbestandsmessung, dessen Hauptbestandteil ein Laser-Triangulationssensor (1) ist und wie die verschiedenen Distanzmesswerte bezogen auf eine Einzelpflanze (2) entstehen. Je nach dem, in welcher Entfernung der von einem Laser (3) erzeugte Laserabtaststrahl (4) auf eine Reflektionsfläche – Pflanze (A) oder Boden (B) – trifft, entsteht das Bild des Laserpunktes an einer anderen Stelle des Empfängerelementes (5). Diese Ortsinformation wird in eine der Messdistanz proportionale Spannung umgewandelt und der erfindungsgemäßen Auswerteeinrichtung übergeben. Hohe und große Pflanzen ergeben im Mittel geringere Distanzen und ein selteneres Vordringen des Laserabtaststrahles (2) bis zur Bodenoberfäche (6). 1 shows the basic principle of plant inventory measurement, whose main component is a laser triangulation sensor ( 1 ) and how the different distance measurements related to an individual plant ( 2 ) arise. Depending on how far away from a laser ( 3 ) generated laser scanning beam ( 4 ) on a reflection surface - plant (A) or ground (B) -, the image of the laser spot at another point of the receiver element ( 5 ). This location information is converted into a voltage proportional to the measurement distance and passed to the evaluation device according to the invention. On average, tall and large plants produce shorter distances and less frequent penetration of the laser scanning beam ( 2 ) to the ground surface ( 6 ).

In 2 ist schematisch dargestellt wie die Pflanzenbestandsmesseinrichtung in Fahrtrichtung fortlaufend mit einem Laser-Triangulationssensor (1) in einem Pflanzenbestand arbeitet. In Abhängigkeit von der Ausbildung der Einzelpflanze (2) sowie ihrer Anzahl je Flächeneinheit entstehen unterschiedliche Wahrscheinlichkeiten, dass der Laserstrahl (4) in einer bestimmten Entfernung auf die Pflanzenoberfläche trifft und reflektiert wird. Damit ist bei stark ausgebildeten Pflanzenbeständen die Wahrscheinlichkeit hoch, in einem geringeren Abstand reflektiert zu werden, während bei gering ausgebildeten Pflanzenbeständen mit höheren Abstandswerten zu rechnen ist.In 2 is shown schematically as the plant inventory measuring device in the direction of travel continuously with a laser triangulation sensor ( 1 ) works in a plant stand. Depending on the training of the individual plant ( 2 ) and their number per unit area, different probabilities arise that the laser beam ( 4 ) hits the plant surface at a certain distance and is reflected. Thus, with highly trained plant populations, the likelihood of being reflected at a smaller distance is high, while with low plant populations higher separation values are to be expected.

3 zeigt eine Anbaumöglichkeit der Pflanzenbestandsmesseinrichtung an einem Traktor (7). Der vom Laser (3) erzeugte Laserabtaststrahl (4) ist nach unten und schräg zur Seite gerichtet. Durch den schräg zur Seite gerichteten Laserabtaststrahl (4) wird bei vorhandenen Reihenstrukturen die Abhängigkeit des Messergebnisses von der Position des Sensors zur Reihe verringert. 3 shows an attachment possibility of the plant inventory measuring device on a tractor ( 7 ). The laser ( 3 ) generated laser scanning beam ( 4 ) is directed down and diagonally to the side. By the obliquely to the side directed laser scanning beam ( 4 ) reduces the dependence of the measurement result from the position of the sensor to the row in existing row structures.

4 zeigt zum besseren Verständnis eine Ansicht des Traktors von vorn. Die Anbringung der Pflanzenbestandsmesseinrichtung erfolgt zweckmäßigerweise außer mittig, damit der Laserabtaststrahl (4) nicht in den Bereich der Fahrspur (8) kommt. Um die Repräsentativität der Messungen zu erhöhen, kann der Laser-Triangulationssensor (1) des weiteren in einer horizontalen Ebene quer zur Fahrtrichtung zusätzlich hin und her bewegt oder scannerähnlich um einen Winkel periodisch geschwenkt werden. Ebenso ist es möglich, die Pflanzenbestandsmesseinrichtung so anzubringen, dass sich der Messbereich links oder/und rechts seitlich vom Traktor (7) befindet. 4 shows a view of the tractor from the front for a better understanding. The attachment of the plant inventory measuring device is expediently out of the center, so that the laser scanning beam ( 4 ) not in the area of the lane ( 8th ) comes. In order to increase the representativeness of the measurements, the laser triangulation sensor ( 1 ) In addition, in a horizontal plane transversely to the direction of travel additionally reciprocated or scanner similar to a periodically pivoted angle. It is also possible to install the plant stand measuring device in such a way that the measuring area on the left or / and right side of the tractor ( 7 ) is located.

5 zeigt den Einsatz der Laser-Entfernungsmesseinrichtung (1) in Verbindung mit einem Bestandesteiler (9). Dieser kann bei einigen dicht stehenden Pflanzenarten vorteilhaft sein, um ein sicheres Durchdringen des Laserabtaststrahls (4) durch den Pflanzenbestand bis zum Boden zu erleichtern. Dabei wird einen Teil des Pflanzenbestandes zur Seite weggebogen und die Laser-Entfernungsmesseinrichtung auf den unbeeinflussten Teil des Pflanzenbestandes (2) gerichtet. 5 shows the use of the laser distance measuring device ( 1 ) in conjunction with a stock scheduler ( 9 ). This may be advantageous in some dense plant species to ensure safe penetration of the laser scanning beam ( 4 ) through the plant stock to the ground easier. In doing so, a part of the plant stand is bent away to the side and the laser distance measuring device on the uninfluenced part of the plant population ( 2 ).

Literaturverzeichnisbibliography

  • Bredemeier, C. and U. Schmidhalter. 2003. Non-contacting chlorophyll fluorescence sensing for site specific fertilization in wheat and maize. In: Precision Agriculture: Proceedings of the 4th European Conference on Precision Agriculture, edited by J. Stafford and A. Werner, (Wageningen Academic Publishers) pp 103–108Bredemeier, C. and U. Schmidhalter. 2003. Non-contacting chlorophyll fluorescence sensing for site specific fertilization in wheat and maize. In: Precision Agriculture: Proceedings of the 4th European Conference on Precision Agriculture, edited by J. Stafford and A. Werner, (Wageningen Academic Publishers) pp 103-108
  • Ehlert, D., Hammen, V., and R. Adamek. 2003. On-line Sensor Pendulum-Meter for Determination of Plant Mass. Precision Agriculture, 4, 139–148Ehlert, D., Hammen, V., and R. Adamek. 2003. On-line sensor Pendulum Meter for Determination of Plant Mass. Precision Agriculture, 4, 139-148
  • Ludowicy, C., Schwaiberger, R. und P. Leithold. Precision Farming – Handbuch für die Praxis, Frankfurt am Main: DLG-Verlag, ISBN 3-7690-0600-3Ludowicy, C., Schwaiberger, R. and P. Leithold. Precision Farming - Manual for the Practice, Frankfurt am Main: DLG publishing house, ISBN 3-7690-0600-3

Claims (7)

Vorrichtung und Verfahren zur Messung der Pflanzenbestandesdichte als Pflanzenmasse pro Fläche und zur Messung der Pflanzenhöhe mit einem Laser-Triangulationssensor (1), die über eine Messung des Reflektionswinkels die Bestimmung der Distanz zwischen der Messvorrichtung und dem Auftreffpunkt der Laserstrahlen auf einem Objekt ermöglicht, gekennzeichnet dadurch, dass – ein Laser-Triangulationssensor (1) mit Hilfe eines Fahrzeuges und zusätzlichen Führungselementen über dem Pflanzenbestand geführt wird und der Laser-Abtaststrahl (4) vorzugsweise senkrecht oder schräg nach unten in den Pflanzenbestand (2) gerichtet ist, – eine Auswerteeinrichtung vorgesehen ist, die aus den mit hoher Frequenz vom Laser-Triangulationssensor (1) gemessenen Einzelabständen der erfassten Pflanzenteile (A) und Bodenoberflächen (B) eine der Pflanzenmasse pro Fläche entsprechende Größe ausgibt, vorzugsweise durch die Bildung eines Mittelwertes der Abstandsmessungen, der von einem festen Abstandswert des Laser-Triangulationssensors zur Bodenoberfläche (6) subtrahiert wird oder durch die Subtraktion des Mittelwerts der Messwerte des Pflanzenbestandes (A) vom gemessenen Maximalwert des Abstands zum Boden (B) oder durch die Häufigkeit mit der der Laserabtaststrahl den Pflanzenbestand bis zu einem definierten Abstand-Grenzwertes durchdringt, jeweils bezogen auf eine Wegstrecke oder ein Zeitintervall.Device and method for measuring plant density as a plant mass per area and for measuring plant height with a laser triangulation sensor ( 1 ), which, by means of a measurement of the reflection angle, makes it possible to determine the distance between the measuring device and the point of impact of the laser beams on an object, characterized in that - a laser triangulation sensor ( 1 ) is guided over the plant population with the aid of a vehicle and additional guide elements, and the laser scanning beam ( 4 ) preferably vertically or obliquely downwards into the plant population ( 2 ), - an evaluation device is provided, which consists of the high-frequency laser triangulation sensor ( 1 ) measured individual distances of the detected plant parts (A) and soil surfaces (B) outputs a size of the plant mass per area corresponding size, preferably by the formation of an average of the distance measurements of a fixed distance value of the laser triangulation sensor to the soil surface ( 6 ) or subtracting the average of the measured values of the plant population (A) from the measured maximum value of the distance to the ground (B) or by the frequency with which the laser scanning beam penetrates the plant population up to a defined distance limit, in each case based on a distance or a time interval. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die der Laser-Triangulationssensor (1) um eine vorzugsweise senkrechte Achse auf einem Kreisbogen schwenkbar ist und senkrecht oder schräg nach unten in den Pflanzenbestand gerichtet ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that the laser triangulation sensor ( 1 ) is pivotable about a preferably vertical axis on a circular arc and is directed vertically or obliquely down into the plant population. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass der Laser-Triangulationssensor (1) um eine waagerechte Achse vorzugsweise schwenkbar ist und senkrecht oder schräg nach unten gerichtet ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that the laser triangulation sensor ( 1 ) is preferably pivotable about a horizontal axis and is directed vertically or obliquely downwards. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3. dadurch gekennzeichnet, dass bei dichten Pflanzenbeständen zur Ermittlung des Abstandes zum Boden (6) ein Pflanzenteiler (9) einen Teil der Pflanzen seitlich wegdrückt und der Laser-Abtaststrahl (4) auf den unbeeinflusst stehenden Teil der Pflanzen gerichtet ist.Apparatus according to claim 1, 2 and 3, characterized in that in dense Pflanzenbestän to determine the distance to the ground ( 6 ) a plant divider ( 9 ) pushes part of the plants sideways and the laser scanning beam ( 4 ) is directed to the unaffected part of the plants. Vorrichtung und Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswerteeinrichtung vorgesehen ist, die aus den vom Laser-Triangulationssensor (1) gemessenen Einzelabständen der Pflanzenteile eine der Pflanzenhöhe entsprechende Größe ausgibt, vorzugsweise durch die gemessene Differenz aus dem Abstand vom Boden (Maximalabstand) zu den oberen Pflanzenteilen (Minimalabstand).Device and method according to claims 1 to 4, characterized in that an evaluation device is provided, which consists of the laser triangulation sensor ( 1 ) measured individual distances of the plant parts outputs a plant height corresponding size, preferably by the measured difference from the distance from the ground (maximum distance) to the upper parts of the plant (minimum distance). Vorrichtung und Verfahren nach den Ansprüchen 1–5 dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelte Pflanzendichte und/oder Pflanzenhöhe für die Bewirtschaftungsmaßnahmen zur Düngung, Pflanzenschutz und Ernte insbesondere zur Funktionsoptimierung von Landmaschinen wie z.B. Applikationsrate, Fahrgeschwindigkeit, Druschparameter, Höhe des Spritzbalkens bei Feldspritzen genutzt werden.Device and method according to claims 1-5 thereby characterized in that the determined plant density and / or plant height for the management measures for fertilization, Plant protection and harvesting, in particular for optimizing the function of Agricultural machinery such as Application rate, driving speed, threshing parameters, Height of Spray bar can be used in sprayer. Vorrichtung und Verfahren nach den Ansprüchen 1–6 dadurch gekennzeichnet, dass zur Erhöhung der Detektionsintensität mehrere Pflanzenbestandsmessseinrichtungen in einem der zu erzielenden räumlichen Auflösung angepassten Abstand quer zur Fahrtrichtung angebracht werden.Device and method according to claims 1-6 thereby characterized in that to increase the detection intensity several plant inventory measuring devices in one of the achievable spatial resolution adapted distance to be installed transversely to the direction of travel.
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006008331B4 (en) * 2006-02-20 2008-02-14 Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V.(ATB) Device for height guidance of sensors or actuators on agricultural machines
EP2057875A1 (en) 2007-11-08 2009-05-13 Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V. (ATB) Method and assembly for recording plant resources on agricultural machines
DE102008043716B4 (en) * 2008-11-13 2012-06-21 Deere & Company Device and method for recording the stock density of plants in a field
EP2517549A1 (en) * 2011-04-27 2012-10-31 Deere & Company Assembly and method for detecting the quantity of plants on a field
DE102011110674A1 (en) 2011-08-19 2013-02-21 Phenospex B.V. Device for determining a growth of a plant or a stock by a height determination
EP2586286A1 (en) * 2011-10-28 2013-05-01 Deere & Company Assembly and method for the advance investigation of plants to be picked up with a harvester
US9807933B2 (en) 2014-10-20 2017-11-07 Cnh Industrial America Llc Sensor equipped agricultural harvester
US10470365B2 (en) 2015-11-24 2019-11-12 Cnh Industrial America Llc Monitoring system for an agricultural harvester and agricultural harvester
DE102019201668A1 (en) * 2019-02-08 2020-08-13 Zf Friedrichshafen Ag Method and control unit for operating an autonomous vehicle
DE102019215758A1 (en) * 2019-10-14 2021-04-15 Zf Friedrichshafen Ag Agricultural machine with sensor lance
WO2023180822A1 (en) 2022-03-21 2023-09-28 Agco Corporation Predicting a capacity for a combine harvester
WO2023180823A1 (en) 2022-03-21 2023-09-28 Agco Corporation Predicting a difficulty of cutting crop to be harvested and/or separating harvested crop

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006008331B4 (en) * 2006-02-20 2008-02-14 Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V.(ATB) Device for height guidance of sensors or actuators on agricultural machines
EP2057875A1 (en) 2007-11-08 2009-05-13 Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V. (ATB) Method and assembly for recording plant resources on agricultural machines
DE102008043716B4 (en) * 2008-11-13 2012-06-21 Deere & Company Device and method for recording the stock density of plants in a field
EP2517549A1 (en) * 2011-04-27 2012-10-31 Deere & Company Assembly and method for detecting the quantity of plants on a field
DE102011110674A1 (en) 2011-08-19 2013-02-21 Phenospex B.V. Device for determining a growth of a plant or a stock by a height determination
WO2013026439A1 (en) 2011-08-19 2013-02-28 Phenospex B.V. Device for determining the growth of a plant or crop
DE102011110674B4 (en) * 2011-08-19 2013-03-21 Phenospex B.V. Device for determining a growth of a plant or a stock by a height determination
EP2586286A1 (en) * 2011-10-28 2013-05-01 Deere & Company Assembly and method for the advance investigation of plants to be picked up with a harvester
US9301446B2 (en) 2011-10-28 2016-04-05 Deere & Company Arrangement and method for the anticipatory assessment of plants to be gathered with a harvesting machine
US9807933B2 (en) 2014-10-20 2017-11-07 Cnh Industrial America Llc Sensor equipped agricultural harvester
US10470365B2 (en) 2015-11-24 2019-11-12 Cnh Industrial America Llc Monitoring system for an agricultural harvester and agricultural harvester
US10653063B2 (en) 2015-11-24 2020-05-19 Cnh Industrial America Llc Monitoring system for an agricultural harvester and agricultural harvester
DE102019201668A1 (en) * 2019-02-08 2020-08-13 Zf Friedrichshafen Ag Method and control unit for operating an autonomous vehicle
DE102019215758A1 (en) * 2019-10-14 2021-04-15 Zf Friedrichshafen Ag Agricultural machine with sensor lance
WO2023180822A1 (en) 2022-03-21 2023-09-28 Agco Corporation Predicting a capacity for a combine harvester
WO2023180823A1 (en) 2022-03-21 2023-09-28 Agco Corporation Predicting a difficulty of cutting crop to be harvested and/or separating harvested crop

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