DE19723770A1 - Pflanzenzustandsmeßvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung für die Erfassung des Pflanzenzustandes, beispielsweise auf landwirtschaftlich genutz­ ten Flächen, an denen die nachfolgend erläuterte Erfindung bei­ spielhaft beschrieben wird.

Es ist für den Landwirt vielfach wichtig, zu wissen, in welchem Zustand sich die sich auf seinen Feldern befindlichen Pflanzen befinden, d. h. für diese landwirtschaftlichen Vorrichtungen ist es wichtig zu wissen, ob die Pflanzen beispielsweise einen ausreichenden Wassergehalt haben bzw. ob die Pflanzen einen ausreichenden Nährstoffgehalt aufweisen bzw. in welchem Entwicklungszustand sich die Pflanzen befinden.

Der erfahrene Landwirt kann dies anhand der Beurteilung der Pflanzenblätter feststellen, beispielsweise ob die Pflanzen aus­ reichend gewässert bzw. gedüngt sind und kann nach dieser Beurteilung die erforderlichen Arbeitsvorgänge wählen.

Da auf vielen Standorten die Qualitäten des Ackerbodens räum­ lich sehr unterschiedlich sein können, beispielsweise je nach­ dem ob sich der Bereich des Ackerbodens auf einer Kuppe bzw. in einer Niederung befindet und somit auch die Pflanzen je nach Standort unterschiedliche Zustände aufweisen können, müßte der Landwirt eine Vielzahl von einzelnen Messungen durchführen, um die jeweiligen Arbeitsgänge optimal an den je­ weiligen Pflanzenbestand anzupassen, was sehr arbeitsauf­ wendig ist.

Aus der DE-OS 40 16 603 ist es bekannt, Sensorelemente zu verwenden, die mit einem Bordcomputer in Verbindung stehen und die Information über Beschaffenheit und den Zustand des Pflanzenbewuchses auf der zu bearbeitenden oder zu bestel­ enden Fläche liefern.

Interessant sind insbesondere optisch arbeitende Sensorele­ mente, über die festgestellt werden kann, wieviel Prozent der gemessenen Blattfläche der Pflanzen beispielsweise verwelkt sind bzw. über die der Chlorophyllgehalt der Blätter gemessen werden kann.

Schwierigkeiten gibt es bei der Messung über derartige optische Sensorelemente, wenn sich im Laufe einer Messung die Licht­ verhältnisse ändern, beispielsweise wenn der optische Sensor bei strahlendem Sonnenschein kalibriert wurde und an­ schließend bei der Fahrt über das zu bearbeitende Feld Bewöl­ kung auftritt. Ebenfalls kommt es zu Meßschwierigkeiten, wenn es beispielsweise während der Feldbearbeitung dunkel wird und aufgrund der Dunkelheit keine optischen Messungen mehr durchgeführt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßvorrichtung zu schaffen, die konstante, gut auswertbare Meßergebnisse ermöglicht, die auch dann konstant bleiben, wenn sich die äuße­ ren Bedingungen ändern sollten.

Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Lehre des kennzeichnenden Anspruches gelöst.

Mit anderen Worten ausgedrückt wird eine Meßvorrichtung für die Erfassung des Pflanzenstandes vorgeschlagen, die nicht nur Strahlungen, die vom Pflanzenbestand ausgehen, aufnimmt, sondern die über eine Ausgabevorrichtung verfügt die eine Strahlung auf den zu messenden Pflanzenbestand aussendet, die nach der entsprechenden Abgabe durch die Pflanzen von dem Sensor aufgenommen wird. Durch diese Vorrichtung kann nunmehr eine Konstanz bei den Messungen erreicht werden, die unabhängig von den jeweils herrschenden äußeren Be­ dingungen ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen erläutert.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den nachfolgenden Zeichnungen erläutert, wobei

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt und

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung mit einer Abdeckung des Pflanzenmeß­ bereiches.

Bezugnehmend auf Fig. 1 ist ein Ackerschlepper dargestellt, der einen optischen Sensor 1 an seiner Vorderseite trägt der auf den zu messenden Pflanzenbestand 2 vor ihm gerichtet ist. Der Sensor 1 ist in diesem Ausführungsbeispiel über eine Signallei­ tung mit einem Prozeßrechner 4 verbunden, der wiederum über eine Signalleitung 5 mit einem landwirtschaftlichen Arbeitsgerät 6 verbunden ist, das beispielsweise eine Düngerausgabevor­ richtung oder ein Tank zum Ausbringen von Flüssigkeiten auf dem zu bestellenden Feld od. dgl. sein kann.

Die Meßvorrichtung für die Messung des Pflanzenbestandes weist ebenfalls eine Strahlungsquelle 7 auf, die auf den zu mes­ senden Pflanzenbestand 2 gerichtet ist. Diese Strahlungsquelle 7 kann beispielsweise ein Halogenlicht sein bzw. ein sogenann­ tes Xenonlicht oder eine Laserstrahlungsquelle. Diese Strah­ lungsquelle 7 ist auf den Pflanzenmeßbereich gerichtet, so daß der zu messende Pflanzenbestand bei Tageslicht zum einen vom Sonnenlicht und zum anderen von der Strahlungsquelle 7 bestrahlt wird und diese Bestrahlung wird von dem optischen Sensor 1 aufgenommen und zur Verarbeitung weitergeleitet.

Je nach Stärke der eingesetzten Strahlungsquelle 7 überwiegt der Anteil des natürlichen Lichtes oder der Strahlungsquelle bei der Messung tagsüber und je höher der Anteil des von der Strahlungsquelle 7 produzierten Lichtes auf den Pflanzenbe­ stand 2 ist, desto höher ist die Konstanz der erhaltenen Meß­ werte, insbesondere bei unterschiedlichen Lichtbedingungen bei der Benutzung. In vorteilhafter Ausgestaltung kann die Strah­ lungsquelle 7 in ihrer Strahlungsintensität einstellbar sein, um z. B. die Intensität bei stark schwankenden natürlichen Lichtver­ hältnissen zu erhöhen und z. B. bei nahezu gleichbleibenden Verhältnissen zu reduzieren, um den Energiebedarf zu senken.

Bezugnehmend auf Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei eine Abdeckhaube 8 verwen­ det wird, die den zu messenden Pflanzenbestandteil zumindest teilweise abdeckt und dadurch den Einfluß des natürlichen Lichtes auf die jeweiligen Messungen minimiert. Innerhalb der Abdeckhaube 8 erfolgt ein Anstrahlen des Messenpflanzenbe­ standes durch die Strahlungsquelle 7 und über den Sensor 1 werden die von dem Pflanzenbestandteil abgegebenen Strahlen aufgenommen und gemessen. Hierbei kann es sich um die Mes­ sung der Reflexion oder um die Messung der Floreszenz des Pflanzenbestandes oder sonstige optische Parameter handeln.

Durch die Abdeckung des Pflanzenbestandes werden konstante Meßergebnisse auch dann erhalten, wenn die Strahlungsquelle 7 mit geringer Intensität arbeitet, da das natürliche Licht, das Schwankungen unterworfen sein kann, durch die Abdeckung verringert bzw. bei optimaler Abdeckung ganz ausgeschaltet wird. Die Abdeckung selbst ist aus Material hergestellt, das den Einfluß des natürlichen Lichtes auf den Pflanzenmaßbereich re­ duziert und sie ist in vorteilhafter Ausgestaltung aus lichtun­ durchlässigem Material.

Um den Einfluß des Naturlichtes auf die Messung zu minimie­ ren, ist es vorteilhaft, die Abdeckung haubenartig auszugestal­ ten, d. h. daß der obere und die Seitenbereiche abgedeckt sind und lediglich die Abdeckung nach unten hin offen ist.

Es ist vorteilhaft, den unteren Bereich der Abdeckhaube 8 flexi­ bel auszugestalten, z. B. durch gummiartige Wandungen bzw. durch nebeneinander angeordnete Abdecklappen 9, wie sie in Fig. 2 dargestellt sind, um zum einen eine möglichst gute Ab­ deckung zu erreichen und zum anderen, um den Pflanzenbe­ stand, der gemessen wird, nicht zu beschädigen.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Sensor 1 und die Strahlungsquelle 7 separat angeordnet, sie können jedoch zu­ gunsten einer einfacheren Montage in einem Bauelement zu­ sammengefaßt sein.

Claims (10)

1. Pflanzenzustandsmeßvorrichtung für die Erfassung des Pflanzen­ zustandes mit einem optischen Sensor, der auf die zu messenden Pflanzen gerichtet ist und der die von der Pflanze abgegebenen optischen Signale empfängt und an eine Signal-Verarbeitungs­ einrichtung weiterleitet, gekennzeichnet durch eine künstliche Strahlungsquelle (7), die auf den jeweiligen Pflanzenmeßbereich (2) des Sensors (1) gerichtet ist und deren auf den Pflanzenmeß­ bereich gerichtete und von den Pflanzen abgegebenen Strahlen von dem Sensor (1) erfaßbar sind.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Meß­ bereich des Sensors (1), der gegenüber einer Umgebung zu­ nächst teilweise über eine zunächst lichtmindernde Abdeckungs­ vorrichtung (8) abgedeckt ist.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, gekennzeichnet durch die hau­ benartig, nach unten offen ausgebildete Abdeckung (8).

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, gekennzeichnet durch die an ihrem unteren Randbereich flexibel ausgebildete Abdeckvorrich­ tung.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, 3 oder 4, gekennzeichnet durch Abdecklappen an zumindest einem unteren Rand der Abdeck­ vorrichtung.

6. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ge­ kennzeichnet durch eine Halogenlampe als Strahlungsquelle.

7. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ge­ kennzeichnet durch einen Laserstrahler als Strahlungsquelle.

8. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ge­ kennzeichnet durch die Verbindung des Sensors (1) mit einem Prozeßrechner (4), der wiederum mit einem landwirtschaftlichen Arbeitsgerät (6) verbunden ist.

9. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ge­ kennzeichnet durch die in ihrer Intensität regelbare Strahlungs­ quelle (7).

10. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ge­ kennzeichnet durch die mit dem Sensor in einem Gehäuse ange­ ordnete Strahlungsquelle (7).