-
Stand der Technik
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erhalten einer Pflanzeninformation zumindest einer auf einer landwirtschaftlichen Fläche wachsenden Pflanze und einem Informationssystem nach Gattung der unabhängigen Ansprüche. Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch ein Steuergerät und ein Computerprogramm.
-
Bei Farbfotografien (zu denen im Spezialfall auch Hyperspektralaufnahmen gehören) ist zur Messung der spezifischen Reflektanz der Oberflächen in der Szene die Einmessung des einfallenden Lichtes (Kalibrierung oder Grauabgleich, z.B. durch Aufnahme einer Graureferenz) wichtig. Bei der Aufnahme im Feld und unter Tageslicht gibt es dabei eine besondere Schwierigkeit. Bei einmaliger Kalibrierung auf das einfallende Sonnenlicht werden alle Streu-, Absorption- und Transmissionsprozesse zwischen den Pflanzen vernachlässigt. Lokal herrscht immer dieses Streu- bzw. Sekundärlicht vor und verursacht Messstörungen der Reflektanzwerte, so dass beispielsweise eine Bodensegmentierung mit einem NDVI-Thresholding teilweise in die Irre geleitet wird. Auch eine mitgeführte Graureferenz in der Szene kann nur eine Stichprobe der Sekundärlicht-Verteilung zur Verfügung stellen. Für einzelne Pflanzen unter künstlichem Licht gehen Lösungsansätze in die Richtung der 3D-Erfassung der Pflanze und Modellierung der Reflektionseffekte, was bei einer Anwendung im Feld zu einer Art spektralem Raytracing führen würde und demnach nicht praktikabel ist.
-
Die
WO 2012/094116 A1 offenbart ein System zur Identifizierung einer Pflanze in einem Feld.
-
Die
US 2013/0044919 A1 offenbart ein System und ein Verfahren zur Ermittlung von Stickstoffwerten aus einem Digitalbild.
-
Die
DE 10 2015 115 883 A1 offenbart eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine, umfassend eine Kamera zur fortlaufenden Erzeugung primärer Bilddaten, die einen Bildbereich betreffend das Umfeld der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine abbilden, wobei die von der Kamera erzeugten primären Bilddaten zusätzlich einen Teil der ersten Struktur abbilden, und eine Korrektureinheit, die aus einer Serie erfasster primärer Bilddaten eine Auslenkung des Kabinenaufbaus relativ zu der ersten Struktur ermittelt und darauf basierend sekundäre Bilddaten erzeugt.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Erhalten einer Pflanzeninformation zumindest einer auf einer landwirtschaftlichen Fläche wachsenden Pflanze, weiterhin ein Informationssystem sowie ein entsprechendes Steuergerät und ein Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt.
-
Der hier vorgestellte Ansatz schafft ein Verfahren zum Erhalten einer Pflanzeninformation zumindest einer auf einer landwirtschaftlichen Fläche wachsenden Pflanze, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
- - Aufbringen von Farbreferenzelementen auf eine Pflanze;
- - Erfassen der Pflanze mit den Farbreferenzelementen mittels einer optischen Erfassungseinheit, um eine Pflanzenbildinformation zu erhalten;
- - Korrigieren der Pflanzenbildinformation unter Verwendung zumindest einer vorgegebenen optischen Eigenschaft der Farbreferenzelemente mittels einer Rechnereinheit, um eine farbkorrigierte Pflanzenbildinformation zu erhalten; und
- - Identifizieren der Pflanze unter Verwendung der farbkorrigierten Pflanzenbildinformation, um die Pflanzeninformation zu erhalten.
-
Informationssystem zum Erhalten einer Pflanzeninformation zumindest einer auf einer landwirtschaftlichen Fläche wachsenden Pflanze, mit
- - einer Ausbringvorrichtung, welche ausgebildet ist, Farbreferenzelemente auf eine Pflanze aufzubringen;
- - einer optische Erfassungseinheit, welche ausgebildet ist, die Pflanze mit den Farbreferenzelementen zu erfassen und eine Pflanzenbildinformation an eine Rechnereinheit auszugeben; und
- - die Rechnereinheit, welche ausgebildet ist, die Pflanzenbildinformation unter Verwendung zumindest einer vorgegebenen und/oder vorgebbaren optischen Eigenschaft der Farbreferenzelemente zu korrigieren und unter Verwendung der farbkorrigierten Pflanzenbildinformation die Pflanze zu identifizieren, um die Pflanzeninformation zu erhalten.
-
Steuergerät, die dazu eingerichtet ist
- - auf einer Pflanze aufgebrachte Farbreferenzelemente in einer Pflanzenbildinformation, welche mittels einer optischen Erfassungseinheit erfasst wurde, zu erkennen und die Pflanzenbildinformation in jeweils einem definierten Bildbereich um ein erkanntes Farbreferenzelement herum unter Verwendung des entsprechenden Farbreferenzelements als Referenz und zumindest einer vorgegebenen und/oder vorgebbaren optischen Eigenschaft der Farbreferenzelemente zu korrigieren, insbesondere in den definierten Bildbereich einen Grauabgleich durchzuführen;
- - die Pflanze unter Verwendung der farbkorrigierten Pflanzenbildinformation zu identifizieren, um eine Pflanzeninformation zu erhalten; und
- - ein Steuersignal in Abhängigkeit von erhaltenen Pflanzeninformation auszugeben.
-
Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist,
- - auf einer Pflanze aufgebrachte Farbreferenzelemente in einer Pflanzenbildinformation, welche mittels einer optischen Erfassungseinheit erfasst wurde, zu erkennen und die Pflanzenbildinformation in jeweils einem definierten Bildbereich um ein erkanntes Farbreferenzelement herum unter Verwendung des entsprechenden Farbreferenzelements als Referenz und zumindest einer vorgegebenen und/oder vorgebbaren optischen Eigenschaft der Farbreferenzelemente zu korrigieren, insbesondere in dem definierten Bildbereich einen Grauabgleich durchzuführen, und
- - die Pflanze unter Verwendung der farbkorrigierten Pflanzenbildinformation zu identifizieren, um eine Pflanzeninformation zu erhalten.
-
Unter einer landwirtschaftlichen Fläche kann eine landwirtschaftlich genutzte Fläche, eine Anbaufläche für Pflanzen oder auch eine Parzelle einer solchen Fläche bzw. Anbaufläche verstanden werden. Die landwirtschaftliche Fläche kann somit eine Ackerfläche, ein Grünland oder eine Weide sein. Die landwirtschaftliche Fläche kann ein Freilandfeld bzw. Freilandacker sein. Die landwirtschaftliche Fläche kann jedoch auch überdacht und bspw. Teil eines Treibhauses sein. Die landwirtschaftliche Fläche kann auch eine künstlich angelegte Fläche sein. Die Pflanzen können beispielsweise Nutzpflanzen umfassen, deren Frucht landwirtschaftlich genutzt wird, beispielsweise als Nahrungsmittel, Futtermittel oder als Energiepflanze. Die Pflanzen können auch Zierpflanzen umfassen. Die Pflanzen können auch Beikräuter bzw. Unkräuter umfassen.
-
Der Schritt des Aufbringens der Farbreferenzelemente erfolgt bevorzugt mittels einer Ausbringvorrichtung. Der Schritt des Aufbringens kann auch ein Aufsprühen der Farbreferenzelemente auf die Pflanze umfassen. Im Schritt des Aufbringens wird bevorzugt eine Vielzahl von Referenzelementen auf die Pflanze aufgebracht bzw. aufgesprüht. Hierbei können die Farbreferenzelemente im Wesentlichen homogen bzw. gleichmäßig auf die Pflanze aufgebracht werden. Die Farbreferenzelemente sind nach dem Aufbringen bevorzugt in haftendem Kontakt mit der Pflanze. Die Ausbringvorrichtung kann auf einer mobilen Einheit angeordnet sein, wobei die mobile Einheit insbesondere als Landfahrzeug und/oder Luftfahrzeug und/oder als Anhänger ausgebildet sein kann.
-
Die Farbreferenzelemente können ausgebildet sein, auf der Pflanze zu haften. Die Farbreferenzelemente können fest oder flüssig ausgebildet sein. Die Farbreferenzelemente können partikelförmig und/oder blättchenförmig ausgebildet sein. Die Farbreferenzelemente können fest ausgebildet und Teil einer Emulsion sein, welche auf die Pflanze aufgebracht wird. Die Farbreferenzelemente können jedoch auch tröpfchenförmig ausgebildet sein. Die Farbreferenzelemente können in Ihrer Größe an die Auflösung der optischen Erfassungseinheit angepasst sein, insbesondere einen Durchmesser in einem Bereich von im Wesentlichen größer oder gleich 2 mm bis kleiner oder gleich 5 mm aufweisen. Die Farbreferenzelemente können lebensmittelverträglich ausgebildet sein, bspw. bei Pflanzen, deren mit Farbreferenzpartikeln besprühte Pflanzenteile auch verzehrt wie, wie bspw. im Salatanbau. Die Farbreferenzelemente können ein Material aufweisen oder aus einem Material bestehen, welches geeignet ist für Kontrastmessungen für Kameraanwendungen und/oder Kalibration von Integrationskugelsystemen und/oder Kalibration von Spektrometern, Photometern und Radiometern. Demnach können die Farbreferenzelemente ein diffus reflektierendes Polymer, bspw. Zenith Polymer ®, oder Bariumsulfat (BaSO4) oder Titandioxid aufweisen oder daraus bestehen.
-
Unter einem Erfassen der Pflanze kann eine (Farb-)Aufnahme der Pflanze bzw. eines Teils der Pflanze und ggf. ihrer Umgebung mittels einer optischen Erfassungseinheit verstanden werden. Unter einer optischen Erfassungseinheit kann beispielsweise eine Kamera oder eine 3D-Kamera verstanden werden. Die optische Erfassungseinheit kann eine optische Farbkamera und/oder eine Infrarot-Kamera und/oder eine Multispektralkamera und/oder Hyperspektralkamera sein. Die optische Erfassungseinheit kann insbesondere ausgebildet sein, Bilder im NIR und/oder visuellen Wellenlängenbereich zu erfassen bzw. aufzunehmen. Die optische Erfassungseinheit kann kalibriert sein, um z. B. die Höhenzuordnung aus erfassten Bildern zu errechnen. Die optische Erfassungseinheit kann ausgebildet sein, eine Pflanzenbildinformation an eine Rechnereinheit auszugeben Die optische Erfassungseinheit kann auf einer mobilen Einheit angeordnet sein, wobei die mobile Einheit insbesondere als Landfahrzeug und/oder Luftfahrzeug und/oder als Anhänger ausgebildet sein kann.
-
Unter einer Pflanzenbildinformation kann ein Abbild oder ein Pflanzenparameter verstanden werden, das/der optisch erfassbare Merkmale oder mittels InfrarotStrahlung erfassbare Merkmale der Pflanze wiedergibt. Die Pflanzenbildinformation kann ein RGB-Bild und Infrarot-Bild umfassen. Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, können grundsätzlich auch weitere Wellenlängen als der sichtbare und IR-Wellenlängenbereich miteinbezogen werden (bspw. multispektral und hyperspektral). Hierbei kann die Pflanzenbildinformation auch Informationen enthalten, die durch eine Ver- oder Bearbeitung des von einem Bildsensors bzw. Infrarotsensors der optischen Erfassungseinheit bzw. Kamera erfassten Abbildes der Pflanze erhalten wird.
-
Es denkbar, dass während des Schritts des Erfassens, d.h. bspw. bei der Überfahrt einer mobilen Einheit, an der die optische Erfassungseinheit angeordnet ist, über der landwirtschaftlichen Fläche, eine oder mehrere Pflanzen gleichzeitig erfasst werden. Hierbei können auch mehrere Aufnahmen der selben Pflanze(n) von verschiedenen Perspektiven während der Überfahrt gemacht werden, um das Verfahren zu optimieren. Durch die One-Shot Bildaufnahmetechnik können dann mehrere Aufnahmen derselben Pflanze sequenziell gemacht werden (Image Sequencing). Dieses Verfahren gestattet, die Einflüsse durch wechselnde Wind- und Lichtverhältnisse sowie Überlappungen und Rauschen im Bild auf ein Minimum zu reduzieren. Die von der optischen Erfassungseinheit unter gegebenen Beleuchtungsumständen aufgezeichneten Pflanzenbildinformationen umfassen beispielsweise RGB-Bilder und Infrarot-Bilder.
-
Unter einem Korrigieren der Pflanzenbildinformation kann eine Farbkorrektur der Pflanzenbildinformation verstanden werden, die unter Verwendung zumindest einer vorgegebenen optischen Eigenschaft der Farbreferenzelemente durchgeführt wird. Im Schritt des Korrigierens kann vorteilhafterweise ein Farbabgleich der Pflanzenbildinformation mit den Farbreferenzelementen als Referenz durchgeführt werden. D.h., mit anderen Worten, dass eine Kalibrierung der optischen Erfassungseinheit bzw. eines Bildsensors der optischen Erfassungseinheit unter Verwendung der zumindest einen vorgegebenen optischen Eigenschaft der Farbreferenzelemente bzw. mit den Farbreferenzelementen als Referenz erfolgt. Hierbei kann zunächst eine Bestimmung des mittleren Grauwertes jedes Farbreferenzelements in jedem Farbkanal erfolgen. Anschließend können aufgrund der bekannten Reflektionseigenschaften bzw. -charakteristik der Farbreferenzelemente die Zusammensetzung von auf jedes der Farbreferenzelemente einfallenden Lichtstrahlen ermittelt und die ermittelte lokale Lichtverteilung dann zur Korrektur bzw. Kalibrierung der Pflanzenbildinformation verwendet werden. Die Korrektur bzw. Kalibrierung kann derart erfolgen, dass jeder Farbkanal derart multipliziert wird, dass die mittleren Grauwerte des Farbreferenzelements dessen Reflektionscharakteristik entsprechen. Das Korrigieren erfolgt mittels einer Rechnereinheit. Die Rechnereinheit kann Teil der optischen Erfassungseinheit sein.
-
Die vorgegebene bzw. vorgebbare optische Eigenschaft der Farbreferenzelemente ist bevorzugt eine Reflektionseigenschaft bzw. Reflektionscharakteristik der der Farbreferenzelemente. Bei der vorgegebenen optischen Eigenschaft handelt es sich demnach um eine bekannte optische Eigenschaft.
-
Unter einem Identifizieren der Pflanze kann beispielsweise das Bestimmen des Vorhandenseins der Pflanze und/oder eine Bestimmung von Form, Größe, Spezies, Blattanzahl, Blattstruktur, Knospenanzahl, Knospenstruktur, Art, Gattung, Sorte, Sortenreinheit, Alter, Gesundheitszustand, Wachstumsstufe, Entwicklungszustand oder anderer biologischer Merkmale verstanden werden, die eine Pflanze von anderen Pflanzen und anderen Objekten bzw. dem (Erd-) Boden unterscheidbar macht. Hierbei kann beispielsweise auch die Bestimmung einer Grenze einer Pflanze in Bezug zu einer anderen Pflanze erfolgen. Das Identifizieren der Pflanze kann vorteilhafterweise unter Verwendung eines Farbanteils aus der Pflanzenbildinformation, insbesondere unter Verwendung eines grünen Farbanteils aus der Pflanzenbildinformation und/oder einem Infrarot-Anteil aus der Pflanzenbildinformation erfolgen. Durch automatische Segmentierungsverfahren, z.B. basierend auf dem NDVI-Index (Normalized Differenced Vegetation Index, er wird aus Reflektionswerten im nahen infraroten und sichtbaren roten Wellenlängenbereich des Lichtspektrums gebildet), kann hierbei der Vordergrund vor dem Erdboden und damit die Pflanze segmentiert werden, wodurch wiederum die Pflanze identifiziert werden kann. Das Identifizieren erfolgt mittels einer Rechnereinheit. Die Rechnereinheit kann Teil der optischen Erfassungseinheit sein.
-
Unter einer Pflanzeninformation kann vorliegend ein Parameter oder eine Information verstanden werden, wie beispielsweise die vorstehend genannten Form, Größe, Spezies, Blattanzahl, Blattstruktur, Knospenanzahl, Knospenstruktur, Art, Gattung, Sorte, Sortenreinheit, Alter, Gesundheitszustand, Wachstumsstufe, Entwicklungszustand oder dergleichen, die eine Pflanze von anderen Pflanzen und anderen Objekten bzw. dem (Erd-) Boden unterscheidbar macht. Jedoch kann auch der Parameter lediglich eine Information über das Vorhandensein der Pflanze selbst geben.
-
Die Pflanzenbildinformationen, die farbkorrigierten Pflanzenbildinformationen und/oder die Pflanzeninformationen können bspw. in einer Speichereinheit gespeichert werden.
-
Die Pflanzeninformationen können bspw. für eine anschließende Klassifizierung von Pflanzen genutzt werden. Unter einer Klassifizierung ist eine Annotation, insbesondere automatische Annotation zu verstehen. Es kann ferner ein Schritt eines Behandelns einer Pflanze in Abhängigkeit von der Klassifizierung vorgesehen sein. Ein Behandeln kann hierbei ein Behandeln mit einem Wirkstoff, bspw. einen Pflanzenschutzmittel oder Düngemittel, oder eine mechanische Bearbeitung bzw. Beschädigung umfassen. Die Rechnereinheit kann insbesondere ausgebildet sein, in Abhängigkeit von der Pflanzeninformation ein Steuersignal auszugeben. Die Rechnereinheit kann ausgebildet sein, anhand der empfangenen Signale basierend auf einer Vorschrift das Steuersignal auszugeben. Das Steuersignal kann an eine Ausbringvorrichtung bzw. Feldspritze gesendet und bspw. zur Steuerung bzw. Regelung genutzt werden. Der hier vorgeschlagene Ansatz basiert auf der Erkenntnis, dass unter Verwendung lokaler Farbreferenzen mit bekannten optischen Eigenschaften in einem Bild, äußerst robust und sicher Streulichteinflüsse eliminiert bzw. minimiert werden können, so dass eine fehlerfreie bzw. fehlerverminderte Identifizierung von Pflanzen durchführbar ist. Der Nutzen dieser lokalen Farbreferenzen liegt darin, dass diese in der Pflanzenbildinformation einfach aufgewertet werden können und in einer Nachbarschaft bzw. Umgebung um sie herum von Konstanz des Streulichtes und der Flächenorientierung ausgegangen werden kann, so dass bei entsprechender Verteilung der Farbreferenzelemente auf der Pflanze eine sichere Korrektur des Pflanzenbildes durchgeführt werden kann. Hierdurch wird auch das Informationssystem für den Anwender kalibrierungsfrei, weil keine Referenztarget-Kalibrierung mehr ausgeführt werden muss.
-
Es ist vorteilhaft, wenn im Schritt des Korrigierens die Farbreferenzelemente in der Pflanzenbildinformation erkannt werden und die Pflanzenbildinformation in jeweils einem definierten Bildbereich um ein erkanntes Farbreferenzelement herum farbkorrigiert wird, wobei das entsprechende Farbreferenzelement als Referenz dient. Hierbei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn ein erkanntes Farbreferenzelement als Graureferenz dient und der definierte Bildbereich auf Grau abgeglichen wird. D.h., mit anderen Worten, dass die „Referenzflecken“ erkannt und das von diesen reflektierte Licht ausgewertet wird, so dass für den ausgewerteten „Referenzfleck“ eine definierte Nachbarschaft von Objektpixeln (Pflanze oder Boden) mit lokal gültigem Grauabgleich prozessiert werden kann. Der Schritt des Erkennens der Farbreferenzelemente kann hierbei bspw. mittels Formerkennung, bspw. Kreiserkennung bei im Wesentlichen runden Partikeln, und/oder mittels Reflektionserkennung, bspw. Erkennung höherer Reflektion in bestimmten Wellenlängen (z.B. rot) und Übertrag in andere Farbkanäle. Durch diese Maßnahme kann sehr einfach und effizient eine Korrektur der Pflanzenbildinformation bzw. des Pflanzenbildes und dadurch eine Identifizierung der Pflanze durchgeführt werden.
-
Das Informationssystem kann zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Daten- oder Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.
-
Unter einem Informationssystem kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
-
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein.
-
Figurenliste
-
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Informationssystems zum Erhalten einer Pflanzeninformation;
- 2A-D eine sequenzartige Darstellung eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
- 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel.
-
In 1 ist ein erfindungsgemäßes Informationssystem dargestellt, welches in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 versehen ist.
-
Das Informationssystem 10 ist an einem Landfahrzeug 12 angeordnet. Das Informationssystem 10 weist eine Ausbringvorrichtung 14, eine optische Erfassungseinheit 16 und eine Steuereinheit 18 auf.
-
Die Ausbringvorrichtung 14 ist ausgebildet, Farbreferenzelemente 20 auf eine Pflanze 22 bzw. auf eine Vielzahl von Pflanzen 22 einer landwirtschaftlichen Fläche 24 aufzubringen bzw. aufzusprühen.
-
Die optische Erfassungseinheit 16 ist als Multispektralkamera 16 ausgebildet. Die Multispektralkamera 16 ist ausgebildet, die Pflanze 22 mit den Farbreferenzelementen 20 zu erfassen und eine Pflanzenbildinformation an eine Rechnereinheit 26 der Steuereinheit 18 auszugeben.
-
Wie nachfolgend anhand der 2A-D näher erläutert wird, ist die Rechnereinheit 26 ausgebildet, die auf die Pflanze 22 aufgebrachten Farbreferenzelemente 20 in der Pflanzenbildinformation zu erkennen, die Pflanzenbildinformation zu korrigieren, um eine farbkorrigierte Pflanzenbildinformation zu erhalten, und schließlich die Pflanze 22 unter Verwendung der farbkorrigierten Pflanzenbildinformation zu identifizieren, um eine Pflanzeninformation zu erhalten.
-
Die Steuereinheit 18 weist ferner eine Speichereinheit 28 zum Speichern der von der Multispektralkamera 16 erhaltenen Pflanzenbildinformationen sowie der farbkorrigierten Pflanzenbildinformationen auf. Die Steuereinheit 18 ist ferner ausgebildet, ein Steuersignal in Abhängigkeit von erhaltenen Pflanzeninformation auszugeben.
-
Zusätzlich ist an dem Landfahrzeug 12 eine Unkrautbekämpfungsvorrichtung 30 angeordnet. Die Unkrautbekämpfungsvorrichtung 30 ist als Spritzeinheit 30 ausgebildet. Die Spritzeinheit 30 ist mit der Steuereinheit 18 kommunikativ verbunden und ausgebildet, in Abhängigkeit von dem Steuersignal ein entsprechendes Pflanzenschutzmittel auf die Pflanze 22 auszubringen.
-
2A-D zeigen nun eine sequenzartige Darstellung eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel.
-
In 2A ist ein Schritt des Ausbringens von Farbreferenzelementen 20 auf eine Pflanze 22 mittels der Ausbringvorrichtung 14 dargestellt. Die Farbreferenzelemente 20 sind hierbei als graue Farbpartikel 20 ausgebildet, deren Reflektionscharakteristik bekannt ist.
-
In 2B ist ein Schritt des Erfassens der Pflanze 22 mit den Farbreferenzelementen 20 bzw. Farbpartikeln 20 mittels der optischen Erfassungseinheit 16 bzw. Multispektralkamera 16 dargestellt, bei dem eine Pflanzenbildinformation erhalten wird. Die Pflanzenbildinformation wird an die Steuereinheit 18 ausgegeben und in der Speichereinheit 28 abgelegt.
-
In 2C und 2D ist ein Schritt des Korrigierens der Pflanzenbildinformation unter Verwendung der vorgegebenen bzw. bekannten Reflektionscharakteristik der Farbpartikel 20 mittels einer Rechnereinheit 26 dargestellt, bei dem eine farbkorrigierte Pflanzenbildinformation erhalten wird. Hierbei erfolgt zunächst gemäß 2C eine Erkennung bzw. Lokalisierung der Farbpartikel 20, d.h. der grauen „Farbflecken“ in der Pflanzenbildinformation. Anschließend erfolgt eine Bestimmung des mittleren Grauwertes jedes Farbpartikels 20 bzw. „Farbflecks“ in jedem Farbkanal. Aufgrund der bekannten Reflektionseigenschaften bzw. - charakteristik der Farbpartikel 20 kann daraus dann die Zusammensetzung der einfallenden Lichtstrahlen 32 ermittelt werden (symbolisiert durch unterschiedliche Pfeildicken). Gemäß 2D wird dann die ermittelte lokale Lichtverteilung zur Korrektur bzw. Kalibrierung jeweils eines definierten Bildbereiches 34 um einen erkannten Farbpartikel 20 herum verwendet, um eine farbkorrigierte Pflanzenbildinformation zu erhalten. Die Korrektur bzw. Kalibrierung kann derart erfolgen, dass jeder Farbkanal derart multipliziert wird, dass die mittleren Grauwerte des Farbpartikels 20 bzw. „Farbflecks“ dessen Reflektionscharakteristik entsprechen. Erfindungsgemäß erfolgt schließlich eine Identifizierung der Pflanze 22 unter Verwendung der farbkorrigierten Pflanzenbildinformation, um die Pflanzeninformation zu erhalten.
-
3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des hier vorgestellten Ansatzes als Verfahren 100 zum Erhalten einer Pflanzeninformation zumindest einer auf einer landwirtschaftlichen Fläche 24 wachsenden Pflanze 22. Das Verfahren 100 umfasst einen Schritt 102 des Aufbringens von Farbreferenzelementen 20 auf eine Pflanze 22. Das Verfahren 100 umfasst ferner einen Schritt 104 des Erfassens der Pflanze 22 mit den Farbreferenzelementen 20 mittels einer optischen Erfassungseinheit 16, um eine Pflanzenbildinformation zu erhalten. Das Verfahren 100 umfasst außerdem einen Schritt 106 des Korrigierens der Pflanzenbildinformation unter Verwendung zumindest einer vorgegebenen optischen Eigenschaft der Farbreferenzelemente 20 mittels einer Rechnereinheit 26, um eine farbkorrigierte Pflanzenbildinformation 26 zu erhalten. Das Verfahren 100 umfasst schließlich einen Schritt 108 des Identifizierens der Pflanze 22 unter Verwendung der farbkorrigierten Pflanzenbildinformation, um die Pflanzeninformation zu erhalten.
-
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
