DE102013019531A1

DE102013019531A1 - Device for automatic detection of asparagus shoots, mounted on vehicle, has harvesting tool that is driven along detected geometries of asparagus shoots for harvesting asparagus shoots

Info

Publication number: DE102013019531A1
Application number: DE201310019531
Authority: DE
Inventors: Axel Lewandowski; Beat Hauenstein; Andreas Lewandowski
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-11-25
Filing date: 2013-11-25
Publication date: 2014-05-28

Abstract

The device (1) has ground penetrating radar (2) that detects geometries of the asparagus shoots. The detected geometries of asparagus shoots are recorded in asparagus bed (4). A harvesting tool (3) is driven along detected geometries of asparagus shoots for harvesting the asparagus shoots.

Description

Die Erfindung betrifft eine „Vorrichtung zur automatischen Detektierung von Spargeltrieben”.The invention relates to a "device for the automatic detection of asparagus shoots".

Weißer Spargel wird in trapezförmig aufgeschütteten Reihen angepflanzt. Wenn der Spargel die Oberfläche durchbricht, wird er gestochen. Hierzu wird er freigelegt und mit einer gebogenen Klinge abgeschnitten, gestochen. Der Nutzen der Maschinen liegt darin, den mühsamen Ernteprozess, der zumeist in gebückter Haltung durchgeführt wird, zu erleichtern oder ihn sogar teilweise zu automatisieren und somit die Produktivität zu steigern sowie die Erntequalität zu verbessern.White asparagus is planted in trapezoidal heaped rows. If the asparagus breaks through the surface, it will be stung. For this he is exposed and cut with a curved blade, engraved. The benefit of the machines is that they facilitate, or even partially automate, the tedious harvesting process, which is usually done in a stooping posture, thus increasing productivity and improving crop quality.

Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Bauformen von Maschinen zum Erkennen von Spargel bekannt.Different types of machines for recognizing asparagus are known from the prior art.

Es gibt grundsätzlich zwei verschiedene Typen von Maschinen:
Der eine Typ ist ein fahrbarer Arbeitsplatz. Die Person, die den Spargel erntet, sitzt in einem selbstfahrenden Wagen nahe der trapezförmig aufgeschütteten Reihen. Die Arbeitsposition des Bedieners wird verbessert, jedoch wird das Stechen des Spargels weiterhin manuell durchgeführt. Die Qualität und die Quantität des Erntens ist daher weiterhin von den persönlichen Fähigkeiten des Bedieners abhängig.There are basically two different types of machines:
The one type is a mobile workstation. The person harvesting the asparagus sits in a self-propelled cart near the trapezoidal heaped rows. The working position of the operator is improved, but the piercing of the asparagus is still performed manually. The quality and quantity of harvesting therefore continues to depend on the personal abilities of the operator.

Die zweite Variante ist ein Gerät zum automatischen Stechen des Spargels. Diese Geräte verwenden unterschiedliche Methoden zur Auswahl von zu erntenden Spargelstangen. Kernstück dieser Methoden ist ein Bilderkennungssystem. Die Methoden unterscheiden sich in der Art der Erfassung. Zum Beispiel werden in EP 1 958 494 B1 die Geometrien der Spargeldämme erfasst. Über die Geometriedaten wird der Spargel erkannt und das Erntegerät an der entsprechenden Stelle des zu erntenden Spargels positioniert. Eine weitere Methode ist die Erkennung der Spargelstange über Farb- und/oder Helligkeitsunterschiede. Das Erkennungssystem ist dadurch in der Lage, den Spargel von der Erde zu unterscheiden und die Position zu bestimmen.The second variant is a device for automatically piercing the asparagus. These devices use different methods for selecting asparagus spears to be harvested. At the heart of these methods is an image recognition system. The methods differ in the way they are collected. For example, in EP 1 958 494 B1 captured the geometries of the saving money logs. The asparagus is recognized via the geometry data and the harvesting device is positioned at the corresponding point of the asparagus to be harvested. Another method is the detection of the asparagus rod over color and / or brightness differences. The detection system is thus able to distinguish the asparagus from the earth and to determine the position.

Bei beiden Systemen ist es jedoch notwendig, dass die Spargelstange einige Zentimeter aus dem Boden herausragt, um eine eindeutige Identifizierung zu ermöglichen. Ein Erkennen von Spargelstangen, die sich gerade unterhalb der Dammoberfläche befinden oder nur wenig über die Dammoberfläche herausragen, ist nicht möglich, da hierbei keine eindeutige Unterscheidung zu Steinen oder Bodenunebenheiten erzielt werden kann.In both systems, however, it is necessary that the asparagus rod protrudes a few inches from the ground, to allow a clear identification. A recognition of asparagus spears, which are just below the perineal surface or protrude only slightly beyond the perineal surface, is not possible, since in this case no clear distinction to stones or bumps can be achieved.

Ein weiterer Nachteil ist die Arbeitsumgebung der Systeme. Da beide Methoden auf einer optischen Erkennung beruhen, sind beide Systeme sehr schmutzempfindlich. Dadurch sind die Messungen der Systeme in einer landwirtschaftlichen Anwendung sehr fehlerbehaftet und lassen keinen störungsfreien Betrieb zu. Ebenso müssen zusätzliche Maßnahmen getroffen werden, um gleichmäßige Lichtverhältnisse zu schaffen. Nur so ist ein reproduzierbares Ergebnis erzielbar.Another disadvantage is the working environment of the systems. Since both methods are based on optical recognition, both systems are very sensitive to dirt. As a result, the measurements of the systems in an agricultural application are very faulty and do not allow trouble-free operation. Likewise, additional measures must be taken to create uniform lighting conditions. Only then is a reproducible result achievable.

Zur Bestimmung der Wurzelmasse und der Lage der Wurzeln von Bäumen werden sogenannte Georadar- oder Ground-Penetrating-Radar (GPR)-Systeme verwendet. Hierbei wird mittels Radar in bestimmten Wellenbereichen der Erdboden analysiert. Es können dadurch große Tiefen, bis mehrere Meter, analysiert oder auch filigrane Wurzelwerke erkannt werden.So-called georadar or ground penetrating radar (GPR) systems are used to determine the root mass and root location of trees. Here, the ground is analyzed by means of radar in certain wave ranges. It can be used to analyze large depths of up to several meters, or to detect filigree root systems.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung insoweit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur automatischen Detektierung von Spargeltrieben anzugeben, die eine nahezu fehlerfreie Erkennung zu erntender Spargelstangen, auch unter der Dammkrone, ermöglicht und dadurch den Kundennutzen entscheidend zu verbessern.Based on this prior art, the invention is so far the object of specifying a device for automatic detection of asparagus shoots, which allows a nearly error-free detection of harvesting asparagus spears, even under the dam crest, and thereby to improve the customer benefits crucial.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass mittels der Kombination der automatischen, selektiven Erntesysteme mit einem Georadarsystem die Geometrie der nahezu senkrecht wachsenden Spargeltriebe (Spargelstangen) vom Wurzelballen und der umschließenden Erde unterschieden werden kann und somit gezielt Spargeltriebe, nicht nur in der Position, sondern auch in der Tiefe, durch ein Erntewerkzeug gezielt gestochen werden können. Es ist zusätzlich möglich, weitere Spargeltriebe in der Nähe der zu erntenden Spargelstange ebenfalls zu erkennen und das Erntewerkzeug so zu positionieren, dass die zu erntende Spargelstange gestochen werden kann, und noch nicht zur Ernte geeignete Triebe nicht beschädigt werden.This object is achieved in that by means of the combination of automatic, selective harvesting systems with a georadar system, the geometry of the almost vertically growing asparagus shoots (asparagus spears) from the root ball and the surrounding soil can be distinguished and thus targeted asparagus shoots, not only in position, but also in depth, can be selectively stung by a harvesting tool. It is also possible to recognize further asparagus shoots in the vicinity of the asparagus rod to be harvested and to position the harvesting tool so that the asparagus rod to be harvested can be pricked, and shoots not yet suitable for harvesting are not damaged.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further advantageous embodiments are characterized in the subclaims.

Die erfindungsgemäße „Vorrichtung zur automatischen Detektierung von Spargeltrieben” wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen mit Hilfe der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:The "device for the automatic detection of asparagus shoots" according to the invention will now be explained in more detail by means of preferred embodiments with the aid of the attached drawing. It shows:

1 eine perspektivische Ansicht einer „Vorrichtung zur automatischen Detektierung von Spargeltrieben”. 1 a perspective view of a "device for automatic detection of asparagus shoots".

Die 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer „Vorrichtung zur automatischen Detektierung von Spargeltrieben”. Auf einem Fahrzeug (1) ist ein Georadarsystem (2) und eine Ernteeinheit für Spargel (3) angebracht. Das Fahrzeug (1) bewegt sich entlang des trapezförmigen Spargeldammes (4). Dabei analysiert das Georadarsystem (2) kontinuierlich den Spargeldamm (4). Das Georadarsystem (2) ist in der Lage, ähnlich wie bei einer Baumwurzel, den Wurzelballen der Spargelpflanze und die Spargeltriebe von der Erde zu unterscheiden. Es ist aber auch ein anderes System an Stelle des Georadars vorstellbar, das geeignet ist, Spargeltriebe im Boden zu erkennen. Dies kann zum Beispiel ein Röntgengerät sein. Die Positionsdaten werden von der Maschinensteuerung mit der Fahrgeschwindigkeit verknüpft. Fährt das Fahrzeug (1) weiter entlang des Spargeldammes (4) gelangt das Erntesystem (3) über die zuvor ermittelte Position des Spargeltriebes. Durch das Linearsystem (5) kann die Stecheinheit (6) über der Position der zu erntenden Spargelstange gebracht werden und durch eine Bewegung entgegen der Fahrtrichtung auch an der Position gehalten werden. Es ist dadurch möglich, den Spargeltrieb bei fortgesetzter Fahrt zu stechen. Das Georadarsystem ist in der Lage, ein Abbild von den sich im Damm befindenden Spargeltrieben zu erzeugen. Neben dem zu erntenden Spargeltrieb wachsen in der Regel weitere Triebe aus dem Wurzelballen der Spargelpflanze. Beim Stechen der Spargelstange können diese vom Erntewerkzeug beschädigt werden. Der Spargeltrieb wächst durch die Beschädigung gar nicht weiter und stirbt ab oder wächst nur in einer schlechten Qualität weiter.The 1 shows a perspective view of an "apparatus for automatic detection of asparagus shoots". On a vehicle ( 1 ) is a georadar system ( 2 ) and a harvesting unit for asparagus ( 3 ) appropriate. The vehicle ( 1 ) moves along the trapezoidal Spargeldammes ( 4 ). The georadar system ( 2 ) continuously the Spargeldamm ( 4 ). The georadar system ( 2 ) is able, similar to a tree root, to distinguish the root ball of the asparagus plant and the asparagus shoots from the earth. But it is also conceivable another system in place of the georadar, which is suitable to recognize asparagus shoots in the ground. This can be, for example, an X-ray machine. The position data are linked by the machine control with the driving speed. Drives the vehicle ( 1 ) further along the Spargeldammes ( 4 ) the harvesting system ( 3 ) on the previously determined position of the asparagus drive. Through the linear system ( 5 ), the lancing unit ( 6 ) are brought above the position of the asparagus rod to be harvested and also held in position by a movement counter to the direction of travel. It is thus possible to sting the asparagus shoot with continued driving. The georadar system is able to reproduce the asparagus shoots in the dam. In addition to the asparagus shoot to be harvested, more shoots generally grow from the root ball of the asparagus plant. When stabbing the asparagus they can be damaged by the harvesting tool. The asparagus shoot does not grow any further due to the damage and dies or grows only in a bad quality.

Durch das Erkennen der Spargeltriebe im Spargeldamm kann das Erntewerkzeug (6) so platziert werden, dass es nicht die benachbarten Triebe beschädigt oder hilfsweise diese Triebe miterntet, wenn eine Beschädigung durch einen zu geringen Abstand zwischen den Trieben nicht vermieden werden kann.By recognizing the asparagus shoots in the sparrow dam, the harvesting tool ( 6 ) should be placed so that it does not damage the neighboring shoots or alternatively harvest these shoots if damage due to insufficient distance between the shoots can not be avoided.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1958494 B1 [0005]

Claims

A device for automatic detection of asparagus shoots, characterized in that the geometries of the asparagus shoots are detected in Spargeldamm, and thereby a harvesting tool can selectively harvest at least one asparagus shoot.

A device for the automatic detection of asparagus shoots according to claim 1, characterized in that the geometry is detected by a georadar.

A device for automatic detection of asparagus shoots according to claim 1 or claim 2, characterized in that the detection system is mounted on a vehicle.

A device for the automatic detection of asparagus shoots according to one of claims 1 to 3, characterized in that the geometries of the asparagus shoots are detected by X-rays.

A device for the automatic detection of asparagus shoots according to one of the preceding claims, characterized in that the detection of the geometry of the asparagus shoots is done with any method for detecting geometries of asparagus shoots in the ground.

A device for the automatic detection of asparagus shoots according to any one of claims 1-5, characterized in that a harvesting tool is automatically guided to the harvested asparagus shoot.