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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Vorrichtung x/1 und ein Verfahren zur berührungslosen Ermittlung des
Pflanzenbewuchses eines Feldabschnittes x/11, bzw. 12, bzw.13.
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Eine derartige Vorrichtung wird nachfolgend als
Ackersensor bezeichnet. Dieser Ackersensor umfasst eine einen Lichtstrahl
aussendende Lichquelle, mit einem eine optische Achse aufweisenden
Bildaufnehmer und mit einer elektronischen Auswerteeinheit, wobei
der Lichtstrahl zur optischen Achse des Bildaufnehmers einen Winkel α zwischen
5° und 85°, vorzugsweise
von 45°,
bildet.
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Aus der
DE 195 30 356 A1 ist ein
Ackersensor bekannt, dessen Sender einen Lichtstrahl auf den Stiel
einer dykotilen Pflanze ausstrahlt und dessen Empfänger den
von der Pflanze reflektierten Teil des Lichtstrahles wieder erfasst.
Dabei sind der Sender und der Empfänger in einem spitzen Winkel
zueinander angeordnet. Die Erkennung der Pflanze erfolgt dann über das
Reflexionsmuster des von der Pflanze reflektierten Lichtes. Mit
einer derartigen Vorrichtung kann zwar die Art der Pflanze erkannt
werden, es ist jedoch nur bedingt möglich über die Anzahl und die Größe der Pflanze
Informationen zu erhalten.
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Aus der
DE 40 04 247 A1 Und aus
der
DE 42 20 913 C2 sind
Vorrichtungen und Verfahren zur Ermittlung des Pflanzenbewuchses
eines Feldabschnittes bekannt, bei denen eine Lichtquelle und ein
Bildaufnehmer derart auf ein und derselben optischen Achse angeordnet
sind, dass die zu erwartende Pflanze zwischen der Lichtquelle und
dem Bildaufnehmer angeordnet ist. In beiden Fällen wird über das Ankommen des Lichtstrahles
im Bildaufnehmer auf das Vorhandensein einer Pflanze geschlossen. Hierdurch
muss die Vorrichtung rechts und links bzw. oberhalb und unterhalb
der Pflanze geführt
werden, so dass die Vorrichtung sehr viel Platz wegnimmt und über sehr
kostenaufwendige Halteeinrichtungen befestigt werden muss. Hiermit
können
nur in einer Reihe angeordnete Pflanzen ermittelt werden, nicht
jedoch etwaiges Unkraut oder wild angeordnete Pflanzen.
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Davon ausgehend liegt der vorliegenden
Erfindung die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung und ein Verfahren
zur Ermittlung des Pflanzenbewuchses eines Feldabschnittes zu schaffen,
welche kostengünstig
herstellbar und einsetzbar sind und mit dem sowohl in Reihe als
auch durcheinander angeordnete Pflanzen erkannt werden.
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Als technische Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen
die eingangs genannte Vorrichtung dahingehend weiterzubilden, dass der
Bildaufnehmer derart auf den Ackerboden ausgerichtet ist, dass der
Bildaufnehmer einen vorbestimmten Feldabschnitt optisch erfasst,
und dass die Lichtquelle derart angeordnet ist, dass der Lichtstrahl
innerhalb dieses Feldabschnittes auf den Ackerboden auftrifft, sofern
kein Pflanzenbewuchs vorliegt.
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Eine nach dieser technischen Lehre
ausgebildete Vorrichtung hat den Vorteil, dass die Lichtquelle und
der Bildaufnehmer die Pflanzen aus verschiedenen Blickwinkeln betrachten,
so dass bei Vorhandensein einer Pflanze der Lichtstrahl entweder nicht
auf dem Ackerboden ankommt, weil er auf das Blatt oder einen anderen
Bestandteil Pflanze trifft oder aber weil der Bildaufnehmer den
auf dem Ackerboden angekommenen Lichtstrahl nicht erkennt, weil dieser
vom Stengel, vom Blatt oder einem anderen Bestandteil der Pflanze
abgedeckt wird. Folglich kann die Vorrichtung aus der Tatsache,
ob der Lichtstrahl erkannt wird oder nicht, Rückschlüsse auf das Vorhandensein der
Pflanze ziehen. Durch mehrfaches Wiederholen dieses Vorganges kann
dann nicht nur ein einzelner Punkt auf dem Acker, sondern eine größere Linie
bzw. Fläche
ausgewertet werden.
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In einer bevorzugten Ausführungform
ist der Bildaufnehmer vertikal über
dem zu erfassenden Feldabschnitt angeordnet. Dies hat den Vorteil,
dass die Pflanze hierdurch mit Ihrer gesamten Größe vom Bildaufnehmer erkannt
wird, was zu einem besonders deutlichen Erkennungseffekt führt.
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In einer anderen, besonders bevorzugten Ausführungsform
ist der Bildaufnehmer infrarotsensitiv ausgebildet. Dies hat den
Vorteil, dass zwischen den Pflanzen befindliche Tiere erkannt werden
und gegebenenfalls Vorsichtsmaßnahmen
eingeleitet werden können.
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In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform
ist der Winkel α einstellbar.
Dies hat den Vorteil, dass je nach Art und Größe der Pflanze der Winkel α mehr oder
weniger groß eingestellt
werden kann. Hiermit ist eine Anpassung des Ackersensors auf die individuellen
Gegebenheiten möglich.
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In noch einer anderen, bevorzugten
Ausführungsform
weist die elektronische Auswerteeinheit eine Taste zur Speicherung
des eingestellten Wertes als Sollwert auf. Hierdurch kann beispielsweise
die vom Detektor erfasste Helligkeit vor Beginn der Messung als
Sollwert gespeichert werden. Außerdem wäre es möglich, hierdurch
die einmal eingestellte Höhe
des Ackersensors über
dem Boden zu erfassen und zu speichern. Einzelheiten hierzu werden
in einem späteren
Abschnitt beschrieben.
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In einer ganz besonders bevorzugten
Ausführungsform
ist der Bildaufnehmer als lichtintensitätsempfindlicher Detektor. Ein
solcher Detektor ist kostengünstig
herzustellen und kann die Lichtintensität erfassen. Insbesondere ist
er in der Lage, das Vorhandensein des Lichtstrahles auf dem Ackerboden aufgrund
der erhöhten
Lichtintensität
zu erkennen.
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In noch einer bevorzugten Ausführungsform ist
die Lichtquelle derart angeordnet, dass der Lichtstrahl an derselben
Stelle auf den Ackerboden auftrifft, an der auch die optische Achse
des Bildaufnehmers auf dem Ackerboden auftrifft, sofern kein Pflanzenbewuchs
vorliegt. Dies hat den Vorteil, dass die optische Achse und der
Lichtstrahl auf dem Ackerboden zusammentreffen, so dass der Lichtstrahl
stets vom Bildaufnehmer erfasst wird, auch wenn auf dem Ackerboden
ein Maulwurfshügel
oder eine andere Unebenheit vorhanden ist. Ein Auswandern des Lichtstrahles
aus dem Blickfeld des Bildaufnehmers ist quasi nicht möglich.
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In einer ganz anderen, bevorzugten
Ausführungsform
ist der Lichtquelle eine Kollimatoroptik nachgeschaltet, die den
Lichtstrahl zu einem Lichtfächer
aufweitet, der auf dem Ackerboden eine Lichtlinie abbildet.
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Diese Lichtlinie ist vorzugsweise
quer zur Fahrtrichtung ausgerichtet. Hierdurch ist es möglich den
zu untersuchenden Feldabschnitt mit einer einzigen Lichtquelle und
einem einzigen Bildaufnehmer in seiner gesamten Breite zu erfassen.
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In einer bevorzugten Weiterbildung
ist der Bildaufnehmer als eine Matrixpunkte aufweisende Kamera mit
photosensitiven Sensoren, insbesondere als CCD-Kamera ausgebildet.
Hierdurch ist es möglich
einzelne Punkte des zu erfassenden Feldabschnittes zu erkennen,
da diese Kamera im Zeilen und Spalten unterteilte photosensitive
Sensoren beinhaltet, wobei jeder einzelne photosensitive Sensor einen
einzelnen Matrixpunkt bildet. Die isolierte Messung des einzelnen
Matrixpuntes auf Vorhandensein eines Lichtstrahles oder nicht ermöglicht eine
präzisierte
Aussage über
den Standort und die Größe der vorhandenen
Pflanzen.
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Als weitere Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe
wird ein Verfahren zur berührungslosen
Ermittlung des Pflanzenbewuchses eines Feldabschnittes vorgeschlagen,
welches die in Anspruch 11 genannten Schritte (a) bis (g) umfasst.
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Ein derartiges Verfahren hat den
Vorteil, dass mit einer kostengünstigen
Vorrichtung isolierte Informationen über das Vorhandensein einer
Pflanze erhalten werden können.
Durch Wiederholen dieser Schritte (a) bis (e) zu nachfolgenden Zeitpunkten
erhält
man Angaben über
Anzahl und Größe der Pflanze,
da die nacheinander ausgesendeten Lichtstrahlen quasi eine Linie
in Fahrtrichtung des Traktors auf dem Ackerboden abbilden. Zwar
kann mit einer derartigen Vorrichtung nur eine einzelne Linie erfasst werden,
jedoch kann durch das nebeneinander Anordnen mehrerer dieser Vorrichtungen
auch eine Aussage über
eine bestimmten Feldabschnitt geschaffen werden. Dabei ist es vorteilhaft
die Anzahl dieser Vorrichtungen je nach Art und Größe der Pflanze
auszuwählen.
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Als noch eine weitere Lösung der
obengenannten Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur berührungslosen
Ermittlung des Pflanzenbewuchses eines Feldabschnittes vorgeschlagen,
welches die in Anspruch 12 genannten Schritte (h) bis (m) aufweist.
Hierbei wird die auf dem Ackerboden abgebildete Lichtlinie durch
beispielsweise die CCD-Kamera
erfasst, die für
jeden einzelnen Matrixpunkt wahrnehmen kann, ob ein Lichtpunktvorhanden
ist oder nicht. Diese erkannten Lichtpunkte können dann ausgewertet werden,
so dass die Position und zumindest die Breite der Pflanze festgestellt
werden kann.
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In einer bevorzugten Weiterbildung
dieses Verfahrens werden die Schritte (h) bis (m) zu nachfolgenden
Zeitpunkten wiederholt, so dass durch Hinternanderreihen dieser
Informationen ein flächenhaftes
Bild des zu untersuchenden Feldabschnittes erstellt werden kann,
so dass die Position und die gesamte Größe der Pflanze erkannt werden
kann. Hieraus können
dann wiederum Rückschlüsse auf
die Art der Pflanze gezogen werden, das heißt ob es sich hierbei um Unkraut
oder um eine Nutzpflanze handelt.
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Ein Vorteil der Erfindung ist, dass
ein relativ schwacher Laser (z. B. Schutzklasse II) verwendet wird.
Dieser darf (vgl. Laserpointer) im Freien verwendet werden. Er ist
stromsparend.
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Als noch eine andere Lösung der
oben genannten Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Ermittlung
der momentanen Höhe
des Aktors über
dem Ackerboden vorgeschlagen, welches die in Anspruch 14 genannten
Schritte (p) bis (u) umfasst.
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Dieses Verfahren hat den Vorteil
mit ein und demselben Ackersensor nicht nur die Pflanzendichte, sondern
auch die Höhe
des Aktors, beispielsweise der Spritzanlage, über dem Boden festgestellt
werden kann. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn durch
eine unterschiedliche Höhe
die zu spritzende Flüssigkeit
entweder nicht oder in einer falschen Dosierung bei der gewünschten
Pflanze ankommt. Eine zu große
Abweichung der – Höhe des Aktors
vom Ackerboden muss dann vom Bediener korrigiert werden. Dieses
Verfahren zur Ermittlung der momentanen Höhe des Aktors über dem
Ackerboden hat den Vorteil, dass zu Beginn der Messung die vorhandene
Lichtlinie einen Logikwert I in bestimmten Matrixpunkten erzeugt. Ändert sich
nun die Höhe
des Ackersensors über
dem Ackerboden, so wandert die Lichtlinie von den bekannten Matrixpunkten
zu anderen, da der Bildaufnehmer und die Lichtquelle in einem spitzen
Winkel zueinander angeordnet sind. Diese Wanderung der Lichtlinie
ist proportional zur Höhenänderung
und kann durch die elektronische Auswerteeinheit ausgewertet werden.
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In einer bevorzugten Weiterbildung
der zuvor genannte Verfahren wird der Lichtstrahl taktweise, vorzugsweise
mit einer Taktfrequenz von 50 Hz, ausgesendet. Dies führt zur
einer Senkung des Energiebedarfes.
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In einer bevorzugten Weiterbildung
wird der Bildaufnehmer der Frequenz des Lichtstrahls synchronisiert
und ebenfalls taktweise betrieben, was zu einer weiteren Stromersparnis
führt.
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In einer weiteren ganz bevorzugten
Ausführungsform
wird der Bildaufnehmer mit der doppelten Frequenz betrieben, so
dass der Bildaufnehmer mehr Auswertungen als ausgesendete Lichtstrahlen vornimmt.
Das heißt
zu einem bestimmten Zeitpunkt misst der Bildaufnehmer lediglich
die Umgebungshelligkeit und kann diesen Wert als Sollwert speichern.
Im nächsten
Moment wird dann ein Lichtstrahl ausgesendet und der Bildaufnehmer
erfasst die Helligkeit erneut. Ist die Helligkeit erhöht, so wird
der Logikwert I abgespeichert, ist die Helligkeit nicht erhöht, so wird
kein oder der Logikwert 0 abgespeichert. Durch die momentane und
fortlaufende Kalibrierung des Bildaufnehmers können hierdurch exakte und fehlerfreie
Messungen durchgeführt
werden, was zu einer sehr präziesen
Ermittlung des Pflanzenbewuchses des zu untersuchenden Feldabschnittes führt.
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Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Ackersensors
ergeben sich aus der beigefügten Zeichnung
und den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen. Es zeigt:
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1 eine
Seitenansicht eines Traktors mit angehängter Spritzvorrichtung und
daran befestigtem Ackersensor;
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2 eine
vergrößerte Detaildarstellung
einer ersten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Ackersensors;
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3 eine
Prinzipskizze des Messverfahrens des Ackersensors gemäß 2 zu einem ersten Zeitpunkt;
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4 eine
Prinzipskizze des Messverfahrens des Ackersensors gemäß 2 zu einem zweiten Zeitpunkt;
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5 eine
zweite Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Ackersensors
einschließlich
einer Prinzipskizze des erfindungsgemäßen Messverfahrens.
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1 zeigt
einen Traktor 10 mit einem daran angehängten, eine Spritzeinrichtung
tragenden Anhänger 12,
wobei die Spritzeinrichtung einen Tank 14 und mehrere,
das Spritzmedium ausgebende Aktoren 16 umfasst. Am Anhänger 12 ist
im Bereich der Aktoren 16 ein Ackersensor 18 vorgesehen,
der die Größe des Pflanzenbewuchses,
die Art der Pflanze (Unkraut oder Nutzpflanze), die Position der
Pflanze und die Höhe
des Aktors 16 über
dem Ackerboden ermittelt, so dass aus diesen Informationen eine
hier nicht näher
dargestellte elektronische Auswerteeinheit die Menge des jeweils
momentan zu spritzenden Spritzgutes ermitteln kann.
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In den 2, 3 und 4 ist die Funktionsweise einer ersten
Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Ackersensors
näher beschrieben.
Dieser Ackersensor 18 umfasst einen als Detektor 20 ausgebildeten
Bildaufnehmer, der die Lichtintensität in seinem Erfassungsbereich
misst und eine als Laserdiode 22 ausgebildete Lichtquelle,
die einen Laser-Lichtstrahl 24 auf
den Ackerboden 26 aussendet. Der Detektor 20 ist
so angeordnet, dass er einen definierten Feldabschnitt erfasst,
wobei die optische Achse 28 des Detektors 20 einen
Winkel α zwischen 5° und 85° mit dem
Lichtstrahl 24 einschließt. Sowohl der Detektor 20 als
auch die Laserdiode 22 sind verschieblich und verschwenkbar
am Anhänger 12 gehalten,
so dass durch entsprechendes Verschieben und Verdrehen vom Detektor 20 und
von der Laserdiode 22 oder von beiden gemeinsam der Winkel α individuell,
d. h. je nach der momentanen Situation auf dem Feld eingestellt
werden kann: In 2 beträgt der Winkel α circa 15°, während der
Winkel α in
den 3 und 4 etwa 60° beträgt.
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Der hier dargestellte Ackersensor 18 sendet mit
einer Frequenz von 50 Hz Laser-Lichtstrahlen 24 aus, wie
dies in den 3 und 4 zu erkennen ist. Im gleichen
Takt erfasst der Detektor 20 den zu untersuchenden Feldabschnitt.
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Nachfolgend wird die Funktionsweise
dieser ersten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Ackersensors
wie folgt näher
beschrieben:
Der lichtintensitätsempfindliche Detektor 20 wird
so ausgerichtet, dass er einen vorbestimmten Feldabschnitt erfasst.
Die optische Achse 28 des Detektors 20 fällt dabei
in einem bestimmten Winkel kleiner als 90° auf den Ackerboden 26,
In einer hier nicht dargestellten, bevorzugten Ausführungsform
ist der Detektor jedoch so angeordnet, dass die optische Achse lotrecht
auf den Ackerboden auftrifft. In einer anderen, hier ebenfalls nicht
dargestellten Ausführungsform
sind am Anhänger 12 mehrere
Ackersensoren 18 angebracht, so dass die gesamte Breite
des zu bearbeitenden Feldes erfasst werden kann.
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Die Laserdiode 22 sendet
ihre Lichtstrahlen 24 ebenfalls in einem Winkel kleiner
als 90° auf
den Ackerboden 26, wobei der Winkel α zwischen der optischen Achse 28 und
dem Laserstrahl 24 zwischen 5° und 85° , in 3 bei circa 60° liegt. in der in 3 abgebildeten Ausführungsform
treffen die optische Achse 28 und der Lichtstrahl 24 genau
an der Oberfläche
des Ackerbodens 26 aufeinander. Für den Fall, dass keine Pflanze 30 den
Strahlengang behindert, kann der Detektor 20 den am Ackerboden 26 auftreffenden
Lichtstrahl 24 dadurch erkennen, dass zu diesem Zeitpunkt
eine erhöhte
Lichtintensität
vorherrscht. Die 4 zeigt
den Ackersensor zu einem späteren
Zeitpunkt. In diesem Fall kann der Detektor 20 den auf
dem Ackerboden 26 auftreffenden Lichtstrahl 24 nicht
wahrnehmen, da dieser durch die Pflanze 30 verdeckt ist.
In diesem Falle nimmt der Detektor 20 keine erhöhte Lichtintensität wahr.
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Für
den Fall, das heißt,
in dem Zeitpunkt, in dem der Detektor 20 eine erhöhte Lichtintensität wahrnimmt
(siehe 3), wird in der
elektrischen Auswerteeinheit ein Logikwert I abgespeichert. Für den Zeitpunkt,
in dem der Detektor 20 keine erhöhte Lichtintensität wahrnimmt
(siehe 4), wird in der elektronischen
Auswerteeinheit ein Logikwert 0 abgespeichert. Durch Vergleich
der Anzahl der vorhandenen Logikwerte I mit der Anzahl der durchgeführten Messungen
(Zeitpunkte) erhält
man dann einen prozentualen Bedeckungsgrad und kann hieraus Rückschlüsse darüber erhalten,
ob es sich um eine Nutz- oder eine Unkrautpflanze handelt.
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Da in der Praxis die Nutzpflanzen
in der Regel in einer geradlinigen Reihe gepflanzt werden, wäre beispielsweise
die Erfassung rechts und links neben der Pflanze ausreichend, um
eine Information über
den Unkrautbedeckungsgrad zu erhalten. Das heißt, die in diesem Bereich erfassten
Pflanzen sind immer Unkrautpflanzen und je nach fortschreitendem Wachstum
dieser Unkrautpflanzen kann die Spritzflüssigkeit entsprechend dosiert
werden.
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In einer hier nicht dargestellten,
bevorzugten Ausführungsform
arbeitet der Detektor 20 mit einer Taktfrequenz, die doppelt
so hoch ist wie die Frequenz der Laserdiode 22. Das heißt, der
Bildaufnehmer misst zunächst
die momentan vorhandene Lichtintensität, das heißt, die Helligkeit aufgrund
des Umgebungslichtes, speichert diese Lichtintensität als sogenannten
Sollwert und vergleicht diesen Sollwert mit der im nächsten Takt
gemessenen Lichtintensität. Durch
eine derartig häufige
Kalibrierung des Ackersensors werden möglicherweise auftretende Fehlmessungen,
die beispielsweise aufgrund von Wolkenbildung oder Schattenwurf
entstehen, vermieden.
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In 5 ist
eine weitere Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Ackersensors 40 dargestellt,
der eine CCD-Kamera 42 und eine Laserdiode 44 umfasst.
Dieser Laserdiode 44 ist eine Kollimatoroptik 46 vorgeschaltet,
die den aus der Laserdiode 44 austretenden Lichtstrahl
zu einem Lichtfächer 48 ausweitet,
der auf dem Ackerboden 26 eine Lichtlinie 50 abbildet.
Im Übrigen
beträgt
auch hier der Winkel α zwischen
der Laserdiode 44 und der optischen Achse der CCD-Kamera 42 zwischen
5° und 85°.
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Der CCD-Chip der Kamera 42 umfasst
eine Vielzahl von fotosensitiven Sensoren, die in Reihen und Spalten
angeordnet sind. Dieser derartig in verschiedene Matrixpunkte aufgeteilte
CCD-Chip ist in der Lage, für
jeden fotosensitiven Sensor die vorhandene Lichtintensität zu messen.
Folglich ist diese CCD-Kamera 42 in der Lage, innerhalb
des von ihr erfassten Feldabschnittes nicht nur Helligkeitspunkte festzustellen,
sondern auch deren Position zu bestimmen.
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Die Funktionsweise der hier in 5 dargestellten Ausführungsform
wird nachfolgend wie folgt beschrieben:
Die CDD-Kamera 42 umfasst
einen vorbestimmten Feldabschnitt 52, der in mehrere Reihen 54 und
Spalten 56 entsprechend der Anzahl und Anordnung der fotosenstitiven
Sensoren unterteilbar ist. Aufgrund der vorbekannten Anordnung der
CCD-Kamera 42 sind somit eine Vielzahl von Matrixpunkten
innerhalb des zu untersuchenden Feldabschnittes 52 bekannt. Die
von der Laserdiode 44 erzeugte Lichtlinie 50 wird je
nach Pflanzenbewuchs ganz oder teilweise von der CCD-Kamera 42 erfasst.
Analog zu dem oben beschriebenen Verfahren gibt es nun Matrixpunkte bzw.
fotosensitive Sensoren, die eine erhöhte Lichtintensität wahrnehmen
und andere, die aufgrund der Pflanzenabdeckung keine erhöhte Lichtintensität wahrnehmen.
Dabei kann die elektronische Auswerteeinheit über die Anzahl der erkannten
Lichtpunkte und deren Anordnung entlang der Lichtlinie eine Aussage über das
Vorhandensein einer Pflanze 30 machen. Gegebenenfalls kann
man auch eine Aussage über
die Art der Pflanze machen, das heißt, ob es sich hierbei um eine
Nutzpflanze oder um Unkraut handelt. Durch Wiederholen dieser Messung
zu nachfolgenden Zeitpunkten kann aus der linienhaften Erfassung
auch eine flächenhafte
Erfassung werden, die weitere Informationen über Zustand, Größe und Vorhandensein
der Pflanzen ermöglichen.
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Des Weiteren kann mit der Ausführungsform gemäß 5 die Höhe des Ackersensors 40 und
somit die Höhe
des Aktors 16 über
dem Ackerboden 26 zu jeden beliebigen Zeitpunkt in Echtzeit
bestimmt werden. Hierzu wird vor Arbeitsbeginn die Sollhöhe eingestellt
und in der elektronischen Aus werteeinheit gespeichert. Hierzu wird
in einem nicht bepflanzten Bereich des Ackerbodens 26 eine
Lichtlinie 50 erzeugt und diejenigen Matrixpunkte, die
nun eine erhöhte
Lichtintensität
messen, werden in der elektrischen Auswerteeinheit gespeichert. Ändert sich
nun während
der Bearbeitung die Höhe
des Ackersensors 40 über
dem Ackerboden 26, so wandert die Lichtlinie 50 aufgrund
der schrägen
Einstrahlung von den Soll-Matrixpunkten weg. Die momentane Abweichung
der Ist-Matrixpunkte mit erhöhter
Lichtintensität
von den Soll-Matrixpunkten ist ein Maß für Richtung und Größe der Höhenabweichung.
Die jeweilige Umrechnung ist vom Einstrahlwinkel des Lichtfächers 48 abhänging und
muss vor Arbeitsbeginn entsprechend eingegeben werden.
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In ähnlicher Weise ist eine Schräglage des Spritzgestänges erkennbar,
nämlich
dann, wenn die Ist-Lichtlinie schräg zur Soll-Lichtlinie verläuft. Auch dies
kann durch die elektronische Auswerteeinheit in analoger Weise festgestellt
werden. Sobald die vorhandene Abweichung auftritt, kann die Dosierung des
zu spritzenden Fluidums entsprechend angepasst werden oder der Bediener
kann Korrekturmassnahmen einleiten.
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Die Kalibrierung des Ackersensors 40 kann in
einer hier nicht dargestellten Auführungsform analog zu dem oben
beschriebenen Verfahren stattfinden, indem die Laserdiode 44 in
einer bestimmten Frequenz getaktete Lichtfächer 48 ausstrahlt
und indem die CCD-Kamera 42 mit der doppelten Frequenz Bilder
aufnimmt, wobei die jeweils dazwischenliegenden Aufnahmen zur Kalibrierung
der Umgebungshelligkeit herangezogen werden.
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Beim Vorhandensein von Bodenkluten
(Steine, Füße oder
Erdklötze)
in dem relevanten Feldabschnitt können Fehlmessungen auftreten,
da auch bei Bodenkluten ähnlich
wie bei Pflanzenbewuchs kein Lichtstrahl, d.h. der Logikwert 0 erkannt
wird. In der Praxis jedoch sind die Bodenkluten deutlich größer als
die Nutzpflanze oder das Unkraut, so daß beim Vorhandensein einer überdurchschnittlich
großen
Pflanze auf eine Bodenklute geschlossen werden kann. Durch eine
entsprechende Software in der elektronischen Auswerteeinheit kann
die Erkennung einer solchen Bodenklute auch automatisch erfolgen.
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Dabei ist es vorteilhaft, den Grenzwert
zwischen Pflanze und Bodenklute je nach Einsatzgebiet des Ackersensors
individuell d.h. vor Beginn des Arbeitseinsatz entsprechend den
tatsächlich
vorhandenen Pflanzen einzugeben. Hierdurch wird die Wahrscheinlichkeit
einer Fehlinterpretation signifikant reduziert.
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- 10
- Traktor
- 12
- Anhäger
- 14
- Tank
- 16
- Aktor
- 18
- Ackersensor
- 20
- Detektor
- 22
- Laserdiode
- 24
- Lichtstrahl
- 26
- Ackerboden
- 28
- optische
Achse
- 30
- Pflanze
- 40
- Ackersensor
- 42
- LCD-Kamera
- 44
- Laserdiode
- 46
- Kollimatoroptik
- 48
- Lichtfächer
- 50
- Lichtlinie
- 52
- Feldabschnitt
- 54
- Reihe
- 56
- Spalte