EP3852521A1 - Sensorgestütze beobachtung von gliederfüssern - Google Patents

Sensorgestütze beobachtung von gliederfüssern

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Publication number
EP3852521A1
EP3852521A1 EP19786441.6A EP19786441A EP3852521A1 EP 3852521 A1 EP3852521 A1 EP 3852521A1 EP 19786441 A EP19786441 A EP 19786441A EP 3852521 A1 EP3852521 A1 EP 3852521A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sensor
image
collection area
image recordings
computer system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19786441.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Robert WOLLENHAUPT
Dennis GÖKE
Stefan Gröger
Ernst-Georg Schmid
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayer AG
Original Assignee
Bayer AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from EP18195871.1A external-priority patent/EP3626077A1/de
Application filed by Bayer AG filed Critical Bayer AG
Publication of EP3852521A1 publication Critical patent/EP3852521A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01M—CATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS; APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS OR NOXIOUS PLANTS
    • A01M1/00—Stationary means for catching or killing insects
    • A01M1/02—Stationary means for catching or killing insects with devices or substances, e.g. food, pheronones attracting the insects
    • A01M1/026—Stationary means for catching or killing insects with devices or substances, e.g. food, pheronones attracting the insects combined with devices for monitoring insect presence, e.g. termites
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01M—CATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS; APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS OR NOXIOUS PLANTS
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    • A01M1/00—Stationary means for catching or killing insects
    • A01M1/02—Stationary means for catching or killing insects with devices or substances, e.g. food, pheronones attracting the insects
    • A01M1/04—Attracting insects by using illumination or colours
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01M—CATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS; APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS OR NOXIOUS PLANTS
    • A01M1/00—Stationary means for catching or killing insects
    • A01M1/10—Catching insects by using Traps
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F18/00—Pattern recognition
    • G06F18/20—Analysing
    • G06F18/21—Design or setup of recognition systems or techniques; Extraction of features in feature space; Blind source separation
    • G06F18/214—Generating training patterns; Bootstrap methods, e.g. bagging or boosting
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F18/00—Pattern recognition
    • G06F18/20—Analysing
    • G06F18/24—Classification techniques
    • G06F18/241—Classification techniques relating to the classification model, e.g. parametric or non-parametric approaches
    • G06F18/2415—Classification techniques relating to the classification model, e.g. parametric or non-parametric approaches based on parametric or probabilistic models, e.g. based on likelihood ratio or false acceptance rate versus a false rejection rate
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V20/00—Scenes; Scene-specific elements
    • G06V20/50—Context or environment of the image
    • G06V20/52—Surveillance or monitoring of activities, e.g. for recognising suspicious objects
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
    • H04N7/188—Capturing isolated or intermittent images triggered by the occurrence of a predetermined event, e.g. an object reaching a predetermined position
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01M—CATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS; APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS OR NOXIOUS PLANTS
    • A01M1/00—Stationary means for catching or killing insects
    • A01M1/14—Catching by adhesive surfaces

Definitions

  • the present invention is concerned with sensor-based observation of arthropods in an area where plants grow.
  • the present invention relates to an apparatus, a system, a method and a computer program product for sensor-assisted observation of arthropods by means of a camera.
  • arthropods Arthropoda strain
  • a significant proportion of arthropods are phytophagous: these animals feed on plants and can impair growth, cause sucking and feeding damage and transmit viral diseases. In this way, for example, considerable yield and quality losses are caused when cultivating crops.
  • arthropods that are useful when growing crops.
  • Such beneficials can be natural antagonists of pests by decimating the pest stocks or preventing their further multiplication because the pests serve them or their offspring as food.
  • Other beneficial insects are essential for the reproduction of plants: bees, bumblebees, flies and butterflies in particular search for nectar from pollen from a flower, transfer it to neighboring flowers and thus ensure fertilization.
  • Glue-coated color plates or yellow traps are often used to control pests. Many pests, such as rape pests, are attracted by the yellow color of the bowl or plate. The yellow trap is filled with water, to which a surfactant can be added to lower the surface tension, so that attracted pests drown. In the case of a glued panel, the pests stick to the glue. The traps are checked regularly. By counting the pests in a trap, damage thresholds can be determined. However, counting is tedious and prone to errors.
  • WO2018 / 054767 discloses a system comprising a trap for harmful organisms, a smartphone and a server. A farmer can use the smartphone to create digital images of the trap content.
  • the images are transferred to a server via a radio network and evaluated there.
  • the farmer receives a message from the server about the number and type of harmful organisms caught.
  • a disadvantage of the system disclosed in WO2018 / 054767 is that traps have to be visited by a human in order to be able to carry out an infection control.
  • KR1020100127473 discloses a system comprising a trap which attracts insects with the aid of an attractant (pheromone), a camera which generates images of the insects in the trap, a transmitting unit for transmitting the images by radio to an analysis unit and the analysis unit for analyzing the Image capture.
  • the trap can thus be controlled remotely.
  • the trap is equipped with an adhesive layer to immobilize insects. Over time, more and more insects but also dirt accumulate on the adhesive strip, so that the trap must be visited from time to time to renew the adhesive layer.
  • the present invention addresses the above problems.
  • a first object of the present invention is a device
  • control unit being configured
  • control unit being configured
  • the present invention further relates to a system, the system comprising at least one device according to the invention and a computer system, the at least one device according to the invention and the computer system being connected to one another via a network.
  • Another object of the present invention is a method comprising the steps of detecting a physical property in the vicinity of a collecting area, the physical property correlating with the probability of the presence of an arthropod in the collecting area,
  • Another object of the present invention is a computer program product comprising a computer program which can be loaded into a working memory of a computer and there causes the computer to carry out the following steps:
  • the signal comprising information about the probability that an arthropod is in a collection area
  • the times and / or the time frequency for the generation of the image recordings from the collection area and / or for the sending of the image recordings and / or the information about the image recordings via a network to the computer system is / will be determined depending on the probability that arthropods are in the collection area.
  • a “pest” is preferably understood to mean an arthropod that appears when cultivated crops are cultivated and damage the crop, or that can negatively affect the crop's crop.
  • an agricultural pest such as codling moth, aphids, thrips, codling, potato beetles, cherry fruit fly, beetle, European corn borer, plum fruit, rhododendron cicada, turnip moth, scale insect, gypsy moth, spider mite, grape, walnut fruit fly, whitefly, big Rapsstengelrüssler, Spotted cabbage stem weevil, pollen beetles, Kohlschotenrüssler, brassica pod midge or Rapserdfloh, or a forest pest such as aphids, Blue Kiefemprachthimfer, bark beetle, oak borer, oak processducy, green oak, spruce pamphiliidae, Common woodworm, big Brown Bark
  • cultiva plant is understood to mean a plant that is purposefully grown as a useful or ornamental plant through human intervention.
  • a "beneficial animal” is preferably understood to mean an arthropod, which a pest serves as a food source or host, or which is important for a successful harvest for other reasons (e.g. as a pollinator).
  • the beneficial organism is preferably an insect (in the various stages from larva (caterpillar, after-caterpillar) to adult stage) or an arachnid.
  • a pollinator polylen donor
  • a bee bumble bee, fly or a butterfly.
  • arthropods Pests and beneficials are also referred to collectively in this description as arthropods (Latin Arthropoda).
  • arthropod can therefore have the meaning “pests”, it can have the meaning “beneficial insects”, it can have the meaning “pests or beneficial insects” and it can have the meaning "pests and beneficial insects”.
  • arthropod can mean arthropod or have the meaning of specific arthropods; this also applies analogously to the terms (specific) pest and (specific) beneficial species.
  • An "area” is understood to mean a spatially delimitable area of the earth's surface on which plants grow.
  • the area is preferably used at least in part for agriculture, in that crop plants are planted, supplied with nutrients and harvested in one or more fields.
  • the area may also be or include a forested area of the earth's surface (e.g. a forest). Gardens, parks or the like, in which plants exist only for the enjoyment of people, also fall under the term area.
  • At least one device according to the invention is used; preferably several devices according to the invention are distributed in the area.
  • several devices according to the invention are set up or hung in one or more fields of a specific crop (e.g. rapeseed, wine, potatoes, fruit or the like) or in stands of specific plants (e.g. oak forest) since such areas have a characteristic fauna.
  • the fauna (pests / beneficial organisms) living in the areas is preferably analyzed by practicing the invention.
  • a device according to the invention With the aid of a device according to the invention, it can be determined which pests / beneficial insects and how many pests / beneficial insects are in the area in which the device is installed. It is conceivable that a device according to the invention generates image recordings of both pests and beneficial organisms. However, it is also conceivable that various devices are used, of which one type is designed for the production of images of (specific) pests and another type is designed for the production of images of (specific) beneficials.
  • a device comprises a collection area, an image recording unit, a transmission unit, a control unit and a sensor.
  • the collection area is an area that arthropods (beneficials and / or pests) can visit. It can be a flat surface of a board or card or the like. It can also be the bottom of a container.
  • a device according to the invention has several collection areas. It is also conceivable that a device according to the invention has different collection areas, for example a collection area for (specific) pests and another collection area for (specific) beneficials.
  • the collection area is preferably a flat surface with a round, oval, elliptical, angular (triangular, quadrangular, pentagonal, hexagonal or generally n-angular, with n as an integer that is greater than or equal to three) cross section.
  • the cross section is preferably round or rectangular (in particular square). Walls can extend upwards from the surface, so that a container results.
  • the container can e.g. be cylindrical, conical or box-shaped. It preferably has a round cross section and the walls extend conically from the floor upwards, the floor surface and wall surface preferably running at an angle of more than 90 ° and less than 120 ° to one another.
  • the drain can be one or more openings in the floor or in a wall adjacent to the floor. It is conceivable that a drainage channel is attached to such an opening in order to direct the water flowing off in a defined direction.
  • the collection area can be part of a catching device for pests, such as a yellow catch tray or an optionally glued color chart.
  • the collection area can be designed in a color (eg yellow or red) which attracts specific pests and / or beneficials.
  • a color eg yellow or red
  • arthropods attractants.
  • a source of electromagnetic radiation in the infrared, visible and / or ultraviolet range for attracting (specific) arthropods is conceivable.
  • noises which, for example, mimic males and / or females willing to mate.
  • special patterns for example imitating a plant, is also conceivable.
  • One or more attractants are preferably used, which achieve a constant effect at least over the period between the installation of the image recording device and a first maintenance. Since a color, a pattern, a shape or the like as an attractant usually remains constant over such a period of time, it has an advantage over a pheromone that can quickly evaporate.
  • a collecting tray it can be filled with water and optionally with one or more additives.
  • Such an additive can be, for example, a surfactant to lower the surface tension.
  • Such an additive can also be an attractant for attracting (specific) arthropods.
  • Such an additive can also be an agent for preventing algae formation (for example a herbicide).
  • this can be provided with an adhesive to immobilize pests.
  • an adhesive or other means which could damage the beneficial organisms are preferably dispensed with.
  • any means for immobilizing and / or catching arthropods is preferably dispensed with in the device according to the invention; this means that the device is preferably not provided with an adhesive layer and that the device preferably has no liquid for catching arthropods.
  • the device according to the invention has means for cleaning the collection area. It is conceivable that dirt accumulates in the collection area over time, which makes identification and counting of pests and / or beneficials more difficult.
  • cleaning agents can be, for example, one or more nozzles from which compressed air is blown onto the collecting area in order to blow dirt away. It can be one or more nozzles from which a liquid (for example water, if appropriate with one or more additives, for example a surfactant) can be sprayed onto the collecting area in order to wash away dirt. It can is an actuator that moves or rotates the surface of the collection area to the side so that dirt falls from the surface. It is conceivable that it is a vibration mechanism that moves the collecting area back and forth and / or up and down to loosen adhering dirt. It is conceivable that several of the means mentioned and / or further means are combined with one another.
  • the device according to the invention preferably has means with which the device can be stationed on a floor or in a floor.
  • the device can preferably be fastened in the ground in order to prevent it from falling over, for example in the event of a storm.
  • Means are preferably provided with which the distance between the floor and the collecting area can be varied.
  • An example of such a height adjustment is a telescopic rod that can be attached to the floor with one end and at the other end of which the collecting area can be attached.
  • Another example of a height adjustment is a lift.
  • Such a variable height adjustment makes it possible to position the collection area above plants, so that flying insects can recognize the collection area when flying over the plants.
  • variable height adjustment allows the height of the collecting area (distance from the ground) to be adapted to the growing plants to prevent the surrounding plants from covering the collecting area.
  • the height is adjusted automatically. It preferably adjusts so that the collection area is always above or at the level of the surrounding plants. This can be done by distance sensors and / or brightness sensors.
  • the device according to the invention has means by which it can be attached to a plant, such as, for example, a hook or a loop or a strap for attaching to a branch or branch or trunk.
  • the device according to the invention further comprises one or more image recording units.
  • image recording unit comprises an image sensor and optical elements.
  • the image sensor is a device for recording two-dimensional images from light by electrical means.
  • CMOS complementary metal-oxide-semiconductor.
  • the optical elements serve as sharp an image as possible of the object from which a digital image is to be generated on the image sensor.
  • the image recording unit is positioned such that the entire collection area or at least a part of the collection area is imaged on the image sensor. It is conceivable to use a plurality of image recording units which image different areas of the collection area on the respective image sensor. When using a plurality of image recording units in this way, it is advantageous if the imaged areas overlap at least partially in order to be able to generate an overall image more easily from the individual image recordings at a later point in time.
  • the device according to the invention preferably has a holder on which the image recording unit is fixed or can be reversibly fixed.
  • the holder is preferably located at a defined and constant distance from the collection area and thus ensures a defined and constant distance between the image sensor and the collection area.
  • a grid or net (generally referred to as a barrier) is attached above the collecting area, which prevents leaves or the like (dirt) from entering the collecting area.
  • the sides of the collection area preferably remain free so that pests and / or beneficial organisms can reach the collection area from the sides.
  • the mesh size of the net or the grid spacing is dimensioned such that only (specific) pests and / or (specific) beneficials can get through; in such a case the mesh or grid can also extend over the side region.
  • a collection area for these pests is created which is inaccessible to (specific) beneficials.
  • the barrier can be attached to the collection area or the container in such a way that an interior is created in which the collection area is located, which is separated from the outside world by the barrier: a specific pest can only get into the interior through the barrier; the barrier is designed so that many beneficial organisms cannot penetrate it because they are too large.
  • One or more openings are conceivable, for example, through which only arthropods can reach the collecting area, the size of which does not exceed a maximum size.
  • the image recording unit is preferably located within the interior, which is formed by the container and the barrier.
  • a light source is required with which the collection area is illuminated so that light (electromagnetic radiation in the infrared, visible and / or ultraviolet range of the spectrum) is scattered / reflected from the illuminated collection area in the direction of the image recording unit.
  • Daylight can be used for this.
  • a lighting unit which ensures a defined lighting which is independent of daylight. This is preferably attached to the side of the image recording unit, so that there is no shadow cast by the image recording unit on the collection area.
  • the lighting and / or the color and / or the surface condition of the collecting area is selected such that the electromagnetic radiation used for lighting is reflected back more by the arthropods (reflected or scattered) than by the collecting area.
  • the lighting and / or the color and / or the surface quality of the collecting area is selected such that the electromagnetic radiation used for lighting is reflected back (reflected or scattered) more by the collecting area than by the arthropods. Both cases provide a high contrast.
  • light of a spectral range is used for which the (specific) arthropods have a comparatively low absorption and transmission capacity but a high reflection and scattering capacity.
  • the largest proportion of electromagnetic radiation that strikes an arthropod is reflected (reflected or scattered) by the arthropod and a small proportion is absorbed or transmitted. This makes it easier to identify the species present.
  • the collecting area preferably has a rough surface in order to avoid direct reflections of daylight from the collecting area onto the image sensor.
  • the term “light” and “lighting” is not intended to mean that the spectral range is limited to visible light (approximately 380 nm to approximately 780 nm). It is also conceivable that electromagnetic radiation with a wavelength below 380 nm (ultraviolet light: 100 nm to 380 nm) or above 780 nm (infrared light: 780 nm to 1000 pm) is used for illumination.
  • the image sensor and the optical elements are adapted to the electromagnetic radiation used.
  • the device according to the invention further comprises a control unit.
  • the control unit causes the at least one image recording unit to record digital image recordings.
  • the control unit can be configured to forward the recorded images to the transmission unit in order to send them to a separate computer system via a radio network.
  • the image recordings can then be viewed and / or (automated) analyzed on the computer system.
  • the device according to the invention has an evaluation unit that is configured to automatically analyze the image recordings generated.
  • the analysis can serve to determine the number of pests and / or beneficials present in the collection area.
  • the analysis can also serve to identify the species of pests and / or beneficial organisms present in the collection area.
  • the transmission unit of the device is configured to send information relating to the one or more image recordings to a computer system via a network.
  • This information can be the one or more image recordings themselves.
  • this information is the results of the analysis by the evaluation unit, i.e. the number of pests and / or beneficial organisms present and / or the species identified in each case.
  • an alarm signal is sent if the automated analysis shows at least one image recording that a specific pest has been identified and / or the number of (specific) pests and / or (specific) beneficials exceeds or falls below a predefined threshold value.
  • the transmitter unit can be designed in such a way that it receives information via a mobile radio network (e.g. GSM: Global System for Mobile Communications, GPRS: General Packet Radio Service, UMTS: Universal Mobile Telecommunications System, LTE: Long Term Evolution), via a WLAN (Wireless Local Artea Network), via Bluetooth, via DECT (. Digital Enhanced Cordless Telecommunications) via a Low Energy Wide Area Network (LPWAN or LPN)) such as a NarrowBand IoT network and / or via a combination of different transmission paths.
  • LPWAN or LPN Low Energy Wide Area Network
  • the transmission unit is designed such that it transmits the information via a short-range radio link to a base station, from which the information is then wired and / or transmitted via radio.
  • a plurality of devices according to the invention form a mesh. Information is passed from one device to another.
  • a specific device is located in the vicinity of a base station or has means for transmitting the information over a greater distance than the distance between the individual devices which form the legacy network.
  • the device according to the invention further comprises at least one sensor.
  • the sensor of the device according to the invention detects a physical property in its environment which correlates with the probability of the presence of an arthropod in the collecting area.
  • “Environment” means at a maximum distance from the sensor, which is preferably not greater than 10 meters, particularly preferably not greater than 1 meter, particularly preferably not greater than 10 cm from the collecting area.
  • Correlation means that the likelihood of an arthropod being present in the collection area changes as the physical property changes.
  • the likelihood of the presence of an arthropod in the collection area can increase if the value of the physical property increases in a defined value range, and decrease if the value of the physical property decreases in the defined value range (positive correlation).
  • the probability of the presence of an arthropod in the collection area can also be reduced if the value of the physical property becomes larger in a defined range of values, and become larger if the value of the physical property in the defined range of values becomes smaller (negative correlation).
  • the correlation can be linear or non-linear in a range of values.
  • the correlation is preferably characterized by a correlation coefficient in the range from 0.5 to 1.
  • the correlation is preferably characterized by a causal relationship.
  • the sensor converts one or more values representing the physical property into a signal.
  • the signal is transmitted to the control unit.
  • transmission includes the process that the control unit retrieves the signal from the sensor.
  • signal means that information is transmitted from the sensor to the control unit that is interpreted by the control unit.
  • the signal can be an analog or a digital signal. It is conceivable that there are several sensors that transmit several signals to the control unit.
  • a signal usually leads to an action by the control unit.
  • control unit determines on the basis of at least one signal at which times the image recording unit generates image recordings from the collection area.
  • control unit determines on the basis of at least one signal the frequency with which the image recording unit generates image recordings from the collection area.
  • control unit determines on the basis of at least one signal at what times and with what temporal frequency the image recording unit generates image recordings from the collection area.
  • control unit determines on the basis of at least one signal at what times the transmitting unit transmits the image recordings and / or information about the image recordings to the computer system via a network. In a further embodiment of the present invention, the control unit determines on the basis of at least one signal the frequency with which the transmitting unit transmits the image recordings and / or information about the image recordings to the computer system via a network.
  • control unit determines on the basis of at least one signal at what times and with what frequency the transmission unit transmits the image recordings and / or information about the image recordings to the computer system via a network.
  • the signal comprises information on the probability that a (specific) pest and / or a (specific) beneficial animal is located in the collection area and / or the signal correlates with the probability that a (specific) pest and / or or a (specific) beneficial animal.
  • Time points at which the image recording unit generates image recordings from the collection area and / or at which the transmitting unit transmits the image recordings and / or information about the image recordings to the computer system via a network can be predefined times or ascertainable times, such as 12 noon on a certain day or on a certain day of the week or on all days.
  • the control unit can be configured in such a way that it determines (e.g. calculates) the determined points in time on the basis of at least one signal. It is also conceivable that the control unit is configured in such a way that it selects certain predefined points in time on the basis of the at least one signal from a list of predefined points in time. A combination of determining and selecting is also conceivable.
  • Events at which the image recording unit generates image recordings from the collection area and / or at which the transmitting unit transmits the image recordings and / or information about the image recordings to the computer system can also be triggered by events. It is conceivable, for example, that the at least one signal indicates the occurrence of a defined event and the control unit determines and / or selects a point in time or several points in time on the basis of the occurred event. It is conceivable that the occurrence of an event creates an image triggers from the collection area and / or the transmission of the image recording and / or information about the image recording via a network to the computer system.
  • time frequency is understood to mean a rate at which the generation of image recordings and / or the transmission of image recordings and / or information about the image recordings takes place to a computer system. This can be a regular rate (once a day, once an hour, once a week, every 10 minutes etc.) or an irregular rate, but an average can be specified (e.g. arithmetic average).
  • the time frequency can also assume the value "zero"; in such a case, at least over a defined period of time (which can be determined by defined points in time), there is no generation of image recordings and / or no transmission of image recordings and / or information about the image recordings to a computer system.
  • the sensor can set a combination of times and frequencies, such as between 5:00 a.m.
  • the sensor can be a timer, for example.
  • arthropods that only travel at certain times of the day or night. The likelihood that such an arthropod is in the collection area at the particular time of day or night is therefore greater than at other times of the day or night.
  • the control unit can determine that, for example, image recordings are only generated and / or information is transmitted during a defined day or night.
  • the device according to the invention preferably has at least one sensor that is not a timepiece.
  • the sensor can be, for example, a brightness sensor that detects the brightness around the collection area or at the collection area or around the device according to the invention as a physical property.
  • a photocell or a photodiode can be used as the brightness sensor become. They can be used to measure the intensity of light in a specific wavelength range.
  • the sensor can be a temperature sensor, for example.
  • the temperature in the device according to the invention or in the vicinity of the device thus correlates with the probability of encountering (specific) arthropods in the collecting area.
  • Temperature sensors are available in a variety of forms, e.g. in the form of a thermocouple, semiconductor temperature sensor, temperature sensor with quartz crystal, pyrometer, thermal imaging camera and much more.
  • the sensor can be a moisture sensor, for example. There are arthropods that avoid rain. The probability that an arthropod gets into the device according to the invention when it is raining is therefore less than in dry weather.
  • the moisture sensor can be a measuring instrument for determining the humidity of the air (hygrometer). Examples of common hygrometers are absorption hygrometers (e.g. hair hygrometers, spiral hygrometers, capacitive sensors, impedance sensors), psychrometers and optical hygrometers. A capacitive sensor or an impedance sensor (resistive hygrometer) is preferably used. A sensor for measuring the soil moisture in addition to or instead of measuring the moisture in the air is also conceivable. A sensor for measuring the precipitation (precipitation meter) is also conceivable.
  • the sensor can, for example, be an air pressure sensor.
  • There are arthropods that react to changes in air pressure see e.g. F. Foumier et al .: Effect of Barometric Pressure on Flight Initiation by Trichogramma pretiosum and Trichogramma evanescens, Environmental Entomology, Vol. 34 (6), 2005, pages 1534-1540; WG Wellington: The effects of variations in atmospheric pressure upon insects, Canadian Journal of Research, 1946, Vol. 24d, No. 2, pages 51-70). Specific changes in air pressure can therefore increase or decrease the likelihood of encountering a (specific) arthropod in the collection area.
  • the sensor can be an anemometer, for example.
  • Wind can influence the physiology and behavior of arthropods (see e.g. M. Chaudhry et al .: Studying the Effects of Wind on Insects, Poster, DOI: 10.13140 / RG.2.1.3283.3521).
  • the spread of arthropods can be influenced by wind (see e.g. S. Wiktelius: Wind dispersal of insects, Grana 20: 205-207, 1981, ISSN 0017-3134).
  • the probability of finding a (specific) arthropod in the collection area can thus correlate with the strength and / or direction and / or duration of winds.
  • the sensor can be, for example, a sensor for chemical substances in the air, such as a gas chromatograph (GC) or a mass spectromer (MS) or a GC / MS combination.
  • a sensor for chemical substances in the air such as a gas chromatograph (GC) or a mass spectromer (MS) or a GC / MS combination.
  • GC gas chromatograph
  • MS mass spectromer
  • the sensor can be a microphone, for example. The microphone detects noises and / or sounds that are generated by a (specific) pest and / or by a (specific) beneficial animal).
  • the presence of a species can be determined from the noises and / or sounds (see, for example: Detecting Insect Flight Sounds in the Field: Implications for Acoustical Counting of Mosquitoes, Transactions ofthe ASABE, 2007, Vol. 50 (4): 1481-1485) .
  • the sensor can, for example, be part (preferably a lotodiode or an image sensor) of a light barrier.
  • a light barrier is a system that detects the interruption of a light beam and displays it as an electrical signal. In this way, moving objects can be detected without contact.
  • the light barrier can be attached in such a way that it detects an arthropod that enters the collection area.
  • the light barrier can be attached in such a way that it detects an arthropod which gains access to the collection area or to the device according to the invention via an entrance.
  • the term "light barrier” also includes light grids or light curtains that work with several (parallel) light beams.
  • the sensor can be a camera.
  • the camera can include an image sensor and optical elements.
  • CCD charge-coupled device
  • CMOS complementary metal-oxide-semiconductor
  • the optical elements serve to image an object as sharply as possible on the image sensor.
  • the camera can be configured such that the collection area or at least part of it is imaged on the image sensor.
  • the image sensor can be read out and analyzed by a control unit of the camera. Image analysis methods and / or machine-learning algorithms can be used to detect the presence of a (specific) arthropod in the collection area.
  • the camera can be the image recording unit of the device according to the invention or a separate component.
  • the sensor can be a motion detector, for example.
  • a motion detector is an electronic sensor that detects movements in its vicinity and can therefore work as an electrical switch.
  • a motion detector can work actively with electromagnetic waves (HF, microwaves or Doppler radar), with ultrasound (ultrasound motion detector) or, like a pyroelectric sensor, passively using electromagnetic radiation emitted by an object or its surroundings.
  • the motion detector can be configured to detect movement of a (specific) arthropod in the collection area or in the vicinity of the collection area.
  • the generation of image recordings and / or the transmission of image recordings and / or information about the image recordings to a computer system is / are adapted to the probability that a (specific) arthropod is in the collection area.
  • the probability that an image recording is generated and / or that a generated image recording and / or information relating to a generated image recording is transmitted from the device according to the invention to a separate, external computer system preferably increases with the probability that a (specific) arthropod is located in the Collection area.
  • one or more images of the collecting area are generated when at least one sensor detects the presence of a (specific) arthropod (beneficial animal and / or pest) in the collecting area or in the entrance area of the device.
  • a (specific) arthropod beneficial animal and / or pest
  • multiple images e.g. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or more
  • are taken in a chronological order e.g. at a distance of 1 second, or 2
  • At least one image recording of the collection area is then generated and the at least one image recording and / or information on the at least one image recording is transmitted to a computer system if at least one sensor detects the presence of a (specific) arthropod (beneficial organism and / or pest) is detected in the collection area or in the entrance area of the device.
  • only one or more image recordings of the collection area are generated and / or image recordings and / or information about the image recordings are transmitted to a computer system if the probability that a (specific) arthropod is in the collection area exceeds a predefined threshold value .
  • the predefined threshold can be, for example, 30% or 40% or 50% or 75% or another percentage.
  • a plurality of sensors are used and the generation of image recordings and / or the transmission of image recordings and / or information on the image recordings is made dependent on the signals of the plurality of sensors.
  • a first sensor for example a timepiece or a brightness sensor
  • a second sensor can measure temperature, for example food.
  • image recordings are only made in a certain temperature range. Other combinations are possible.
  • the device according to the invention has an energy supply unit in order to supply the electronic components with electrical energy.
  • the energy supply unit is preferably a mobile unit, such as an electrochemical cell (battery), an accumulator and / or a solar cell. It is particularly preferably a combination of a rechargeable battery and solar cell, on the one hand to keep the maintenance effort low (no battery change necessary) and on the other hand to be able to guarantee an energy supply even when there are few hours of sunshine (with a pure solar cell you are at a minimum dependent on solar energy).
  • Each device is preferably assigned a location. Usually, it is the location at which the respective device takes pictures. However, it can also be a location in the vicinity of a device (for example the location of a base station to which the device is connected via a radio link), or the location can be blurred, for example by specifying an area on the surface of the earth, in which the device is located (eg in the form of a circle with a defined radius).
  • the system according to the invention has means for determining the location of the devices.
  • the device has a GPS sensor (GPS: Global Positioning System) or another sensor of a global satellite navigation system (GNSS) with which the location of the device can be determined.
  • GPS Global Positioning System
  • GNSS global satellite navigation system
  • a location is determined via the radio cell to which the transmitting unit of the device according to the invention is connected.
  • a solution points Usually has a lower accuracy when determining the location, but means lower component costs and lower energy consumption.
  • the simplest type of location determination is based on the fact that the cell in which a transmitting unit is located is known. Since, for example, a switched-on mobile radio telephone is connected to a base station, the position of the mobile radio telephone can be assigned to at least one mobile radio cell (Cell-ID). The same can be done with a device according to the invention.
  • Cell-ID mobile radio cell
  • GSM Global System for Mobile Communications
  • the location of a transmission unit can be determined with an accuracy of several hundred meters. In cities, the location can be determined with an accuracy of 100 to 500 m; in rural areas (where the density of base stations is lower) the radius increases to 10 km or more.
  • TA Timing Advance
  • the accuracy can be increased. The higher this value, the farther the transmitter unit is from the base station.
  • a transmission unit can be located even more precisely with the EOTD method (EOTD: Enhanced Observed Time Difference). The transit time differences of the signals between the sending unit and several receiving units are determined.
  • Sigfox is a Low Power Wide Area Network (LPWAN) and specially designed for small data packets and very energy-efficient operation.
  • LPWAN Low Power Wide Area Network
  • Sigfox base stations can communicate over long distances without being affected by interference.
  • the range of a single base station, which can manage up to one million transmission units, is 3 to 5 km in metropolitan areas and 30 to 70 km in rural areas.
  • the data packets are received by all base stations in the transmission area. The position of a transmission unit can be determined in this way.
  • the location of a device according to the invention is recorded when it is registered.
  • a step in registration is to link the device and location.
  • a mobile computer system for example a smartphone or a tablet computer or the like.
  • a unique identifier of the device is recorded and linked to location information.
  • the unique identifier serves to identify the device when it is registered.
  • the unique identifier can be a number or an alphanumeric code or a binary code or the like that is attached to the device or stored in a data memory of the device.
  • the unique identifier can be detected, for example, by input into the mobile computer system using an input device (for example a keyboard, a touchscreen, a microphone (by voice input) or the like).
  • the unique identifier is preferably present in the form of an optically readable code (for example a bar code or a matrix code or the like) or in the form of an electronic memory which can be read out by radio (for example as an RFID tag) or the like.
  • An optical code can be captured, for example, with a camera, which can be part of the mobile computer system. The location is determined in a further step.
  • the means for determining the location are provided by the user's mobile computer system.
  • the mobile computer system can be, for example, a smartphone with which the location is determined via the radio cell to which the smartphone is connected or with a GPS sensor belonging to the smartphone.
  • this information is linked to one another.
  • a link is assigned to the device by the link. It is conceivable that the linked information is transmitted to an external computer system via a network and stored there. It is also conceivable that the linked information is stored on the user's mobile computer system.
  • the unique identifier of the device is preferably additionally linked to a unique identifier of the user, so that the user is (are) assigned an individual device (or several devices) with a (respective) defined location.
  • the user can preferably only receive image recordings from the device assigned to him.
  • the information that is transmitted from the existing devices (image recording devices and possibly plant analysis devices) to a computer system by means of the corresponding transmission units can be processed, analyzed, archived and / or output to a user.
  • a “computer system” is a system for electronic data processing that processes data by means of programmable calculation rules. Such a system usually comprises a “computer”, the unit which comprises a processor for performing logical operations, and a peripheral device.
  • peripheral refers to all devices that are connected to the computer and are used to control the computer and / or as input and output devices. Examples of this are a monitor (screen), printer, scanner, mouse, keyboard, drives, camera, microphone, loudspeaker etc. Internal connections and expansion cards are also considered peripherals in computer technology.
  • Today's computer systems are often divided into desktop PCs, portable PCs, laptops, notebooks, netbooks and tablet PCs and so-called handhelds (e.g. smartphones); all of these systems can be used to practice the invention.
  • the inputs into the computer system are made via input means such as a keyboard, a mouse, a microphone and / or the like.
  • Input should also be understood to mean the selection of an entry from a virtual menu or a virtual list or the clicking of a selection box and the like.
  • a system according to the invention usually has a multiplicity (at least 10, preferably more than 20) of devices according to the invention which are assigned to a computer system.
  • the devices and the computer system are connected to one another via a network, so that the devices can transmit information ((sensor) data, image recordings, status information or the like) to the computer system. It is also conceivable that the system according to the invention is configured so that the computer system can transmit information or control commands to the devices.
  • the network over which the computer system and the devices are connected to one another is at least partially a radio network. Information is usually sent from a device via radio to a base station, from which it is forwarded (possibly via further stations) via radio and / or via cable to the computer system.
  • the system according to the invention is configured in such a way that the associated devices - set up or activated at one location - automatically generate image recordings.
  • the devices transmit the generated image recordings to the computer system.
  • the transmitted images are analyzed on the computer system; the number of pests and / or beneficial organisms present in the collection area is determined and the species present are identified.
  • the image recordings generated are analyzed by an evaluation unit of the device according to the invention. For example, the number of pests / beneficials present in the collection area can be determined. This number can then be transmitted to the computer system. The existing species can be identified. The names of the species can then be communicated to the computer system. It is conceivable that the image recordings generated are also transmitted to the computer system. It is conceivable that an image recording generated is transmitted to the computer system together with the result of the analysis. It is conceivable that the generated image recordings are only transmitted to the computer system after a request from a user.
  • the signals or information on the signals generated by one or more sensors of the device according to the invention are also transmitted from the device according to the invention to the computer system via the network.
  • the analysis of the image recordings can serve to determine whether an organism that is imaged in an image acquisition is a pest, a beneficial organism or an organism that is irrelevant for the cultivation of crop plants. Accordingly, an identification can mean the assignment to the three categories: "harmful", “useful", and "neutral".
  • the identification of a pest is preferably used to identify measures that can be taken against the pest. One measure that can be taken is, for example, the application of a particular pesticide.
  • Identification can also be understood to mean the assignment of individual pests / beneficial organisms to a taxon, i.e. the assignment to a class, order, superfamily, family, subfamily, tribus, genus, species, subspecies or to an intermediate level in the sense of biological taxonomy.
  • the identification of beneficial organisms can involve identifying those beneficial organisms that are used as a food source or host by pests in an area.
  • the identification and counting of the pests / beneficial organisms is preferably automated. This means that a user does not have to count and identify the arthropods in an image recording himself, but that the respective image is supplied to image processing and image recognition algorithms by a computer program in a working memory of a computer system. With the help of these algorithms, the image is analyzed, if necessary prepared (filtering and similar operations) and features are extracted that allow a conclusion about how many arthropods are present and what type they are. Such algorithms are described in the prior art.
  • Further information is preferably used to identify the pests / beneficial organisms.
  • the geo position can be used. If the respective image recording device is located in Germany, for example, other pests / beneficial organisms are considered than if the image recording device is located in Brazil, for example.
  • the current season is also important information that can be used. Depending on the season, different pests / beneficial organisms can Appearance.
  • the cultivated plants can also provide information about the pest / beneficial organism.
  • the signals generated by one or more sensors of the device according to the invention can be used for identification.
  • a system according to the invention comprises two computer systems (a first and a second computer system).
  • the first computer system is a server which is connected to a plurality of devices according to the invention via a network. All information transmitted by the devices (e.g. image recordings, analysis results, status reports and the like) ends up on this server.
  • the information can be analyzed and archived on the server. For example, an analysis of the image recordings can take place on the server.
  • the second computer system (client) is connected to the first computer system (server) and can query information (image recordings, analysis results and the like).
  • the second computer system is usually operated by an end user (for example a farmer) who has set up one or more devices on one of his agricultural fields, for example, and who wants to carry out an infection control.
  • the first computer system (server) is then usually operated and managed by the operator of the image analysis tools. This operator can use the multitude of image recordings from different end users to continuously improve the algorithms for counting the pests / beneficial organisms and / or identifying species.
  • the system is preferably configured such that the user of the second computer system can only receive image recordings from the first computer system that originate from devices that are registered to this user.
  • the arthropods located in the collection area / areas are identified in a field with the aid of one or more devices.
  • the next step is to analyze whether there are pests among the identified arthropods and beneficial insects opposite them, for which the identified pests serve as food or hosts. If such beneficials and / or pests are present, their number is determined. These numbers are compared to see if the beneficials alone are able to prevent the pests from multiplying and / or spreading uncontrollably.
  • the numbers are preferably related to one another.
  • the ratio of the number of pests to the number of them opposing beneficial organisms are compared with an empirically determined threshold value. If the ratio is less than the threshold value, an uncontrolled multiplication and / or spread of the pests is not to be expected.
  • the ratio is greater than the threshold, measures should be taken to avoid a large loss of crop.
  • the result of the comparison can be displayed to a user, preferably the farmer who cultivates the field under consideration.
  • a measure to combat the pests is preferably recommended to the user.
  • the name of a crop protection agent for example an insecticide
  • the amount of crop protection agent to be applied a favorable period for the application of the crop protection agent and the like can be indicated.
  • the arthropods located in the collection area / areas are identified in a field with the aid of one or more devices.
  • the next step is to analyze whether pests and beneficials are among the identified arthropods. If such beneficials and pests are present, their number is determined.
  • a model is used to calculate the effects of pest control, e.g. with an insecticide on the beneficials. It is calculated whether the negative effects on beneficial organisms outweigh the positive effects of pest control. If the negative effects on beneficials predominate, pest control is discouraged and / or distance is avoided.
  • the infestation density is determined with a specific pest for an area. It is determined whether a damage threshold has been exceeded. When clarifying whether the damage threshold has been exceeded, information on the plant status (plant health, stage of development, expected harvest yield) is preferably taken into account. When clarifying whether the damage threshold has been exceeded, information about existing beneficial organisms (number and type of beneficial organisms present) is preferably taken into account. The result is displayed to a farmer who cultivates the area. If the damage threshold is exceeded, measures are recommended that the farmer can take to reduce the damage to be expected. In many areas, grass strips are grown adjacent to a crop field to increase biodiversity. It is conceivable that a farmer wants to check the effectiveness of the green areas and / or has to prove them to an authority.
  • the number and type of beneficial organisms occurring in the region or the number of one or more defined beneficial species are therefore determined by means of the imaging devices present in an area. From the data obtained, area densities are determined for one or more beneficial species (for example, number of beneficial species per hectare). The area densities are communicated and displayed to the farmer who manages the area and / or an authority.
  • the computer program product comprises a computer program, which is preferably loaded into a working memory of the control unit of a device according to the invention, where it causes the control unit to carry out the following steps:
  • the signal comprising information about the probability that an arthropod is in a collection area
  • Figure 1 shows schematically a container (10) which provides a collection area (1) for pests and / or beneficials.
  • Figure 1 (a) shows the container (10) in a top view.
  • Figure 1 (b) shows the container (10) in a side view from the direction of point A (see Fig. 1 (a)).
  • Figure 1 (c) shows the container (10) from the side in cross section along the broken line AB (see Fig. 1 (a)).
  • the container (10) has a cylindrical shape with a round cross section. At the bottom the cylinder is closed by a bottom (1 1), at the top it is open.
  • the collection area (1) is viewed from above.
  • a circular recess (30) which is delimited by the side wall (l2b).
  • the recess tapers towards the top; a ring (35) is formed which can serve as a support surface for a holder.
  • FIG. 1 shows the container (10) shown in Fig. 1 (b), over which a cage (50) is attached.
  • the grid spacing of the cage (50) is dimensioned so that no leaves get into the container.
  • An image recording unit (2) is attached to the head of the grating (50).
  • the image acquisition unit (2) is located inside the cage.
  • Two lighting units (70a, 70b) ensure defined illumination of the collection area.
  • a sensor (40) measures a physical property that correlates with the probability that a (specific) arthropod is in the collection area.
  • Figure 3 shows schematically a board that provides a collection area (1).
  • Figure 3 (a) shows the panel in a side view.
  • Figure 3 (b) shows the panel in top view.
  • Figure 3 (c) shows the card in a further side view.
  • Holding rods (7) are attached to the card, at the end of which an image recording unit (2) is attached.
  • a sensor (40) which measures a physical property which correlates with the probability that a (specific) arthropod is in the collecting area.
  • FIG. 4 schematically shows an embodiment of the device (A) according to the invention.
  • the device (A) comprises a collecting area (1), an image recording unit (2), a sensor (40), a transmission unit (3) and a control unit (4).
  • FIG. 5 schematically shows a further embodiment of the device (A) according to the invention.
  • the device (A) comprises a collecting area (1), an image acquisition unit (2), a sensor (40), a transmission unit (3), a control unit (4) and an evaluation unit (5).
  • FIG. 6 schematically shows an embodiment of the system according to the invention.
  • the system comprises a plurality of devices (A1, A2,) according to the invention which generate image recordings. Information regarding the image recordings is transmitted to a base station (B) via a radio network. From there they are transmitted to a computer system (C) via a network.
  • FIG. 7 schematically shows a further embodiment of the system according to the invention.
  • the system comprises a plurality of devices (A1, A2) according to the invention which generate image recordings.
  • Information regarding the image recordings is transmitted to a base station (B) via a radio network. From there, they are transmitted to a computer system (Cl) via a network (represented by the cloud).
  • Information regarding the image recordings can be called up from the computer system (Cl) by means of the computer system (C2).

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Abstract

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit der sensorgestützten Beobachtung von Gliederfüßern in einem Gebiet, in dem Pflanzen wachsen. Gegenstände der vorliegenden Erfindung sind eine Vorrichtung, ein System, ein Verfahren und ein Computerprogrammprodukt zur sensorgestützten Beobachtung von Gliederfüßern mittels einer Kamera.

Description

SENSORGESTÜTZE BEOBACHTUNG VON GLIEDERFÜSSERN
Die vorliegende Erfindung befasst sich mit der sensorgestützten Beobachtung von Gliederfüßern in einem Gebiet, in dem Pflanzen wachsen. Gegenstände der vorliegenden Erfindung sind eine Vorrichtung, ein System, ein Verfahren und ein Computerprogrammprodukt zur sensorgestützten Beobachtung von Gliederfüßern mittels einer Kamera.
Etwa zwei Drittel der gegenwärtig bekannten Tierarten gehören zu den Gliederfüßern (Stamm Arthropoda), die zu 85% von Insekten repräsentiert werden. Ein erheblicher Anteil der Arthropoden ist phytophag: diese Tiere ernähren sich von Pflanzen und können zur Beeinträchtigung des Wachstums führen, Saug- und Fraßschäden verursachen sowie Viruskrankheiten übertragen. Auf diese Weise werden beispielsweise erhebliche Ertrags- und Qualitätsverluste beim Anbau von Kulturpflanzen verursacht.
Neben diesen Schädlingen gibt es Gliederfüßer, die beim Anbau von Kulturpflanzen nützlich sind. Solche Nützlinge können natürliche Gegenspieler von Schädlingen sein, indem sie die Bestände von Schädlingen dezimieren oder deren weitere Vermehrung verhindern, weil die Schädlinge ihnen oder ihren Nachkommen als Nahrung dienen. Andere Nützlinge sind essentiell für die Fortpflanzung von Pflanzen: vor allem Bienen, Hummeln, Fliegen und Schmetterlinge nehmen auf der Suche nach Nektar Pollen von einer Blüte auf, übertragen diesen auf benachbarte Blüten und sorgen damit für eine Befruchtung.
In der modernen Landwirtschaft spielt die Erfassung und Erkennung von Nützlingen und/oder Schädlingen innerhalb von landwirtschaftlich genutzten Flächen eine wichtige Rolle.
Zur Befallskontrolle in Bezug auf Schädlinge werden häufig beleimte Farbtafeln oder Gelbfangschalen verwendet. Viele Schädlinge wie beispielsweise Rapsschädlinge werden von der gelben Farbe der Schale oder Tafel angelockt. Die Gelbfangschale ist mit Wasser gefüllt, dem ein Tensid beigefügt werden kann, um die Oberflächenspannung zu erniedrigen, so dass angelockte Schädlinge ertrinken. Im Fall einer beleimten Tafel bleiben die Schädlinge am Leim kleben. Die Fallen werden regelmäßig kontrolliert. Durch Zählen der in einer Falle befindlichen Schädlinge lassen sich Schadschwellen ermitteln. Das Auszählen ist jedoch mühsam und fehleranfällig. In WO2018/054767 wird ein System umfassend eine Falle für Schadorganismen, ein Smartphone und einen Server offenbart. Ein Landwirt kann mit dem Smartphone digitale Bildaufhahmen von dem Falleninhalt erzeugen. Die Bildaufnahmen werden über ein Funknetzwerk auf einen Server übertragen und dort ausgewertet. Der Landwirt erhält eine Mitteilung von dem Server über die Anzahl und die Art der gefangenen Schadorganismen. Nachteilig an dem in WO2018/054767 offenbarten System ist, dass Fallen von einem Menschen aufgesucht werden müssen, um eine Befallskontrolle durchführen zu können.
KR1020100127473 offenbart ein System umfassend eine Falle, die mit Hilfe eines Lockstoffs (Pheromons) Insekten anlockt, eine Kamera, die Bildaufnahmen von den in der Falle befindlichen Insekten erzeugt, eine Sendeeinheit zur Übertragung der Bildaufnahmen per Funk auf eine Analyseeinheit und die Analyseeinheit zur Analyse der Bildaufhahmen. Die Falle kann somit aus der Feme kontrolliert werden. Die Falle ist mit einer Klebeschicht ausgestattet, um Insekten zu immobilisieren. Mit der Zeit sammeln sich mehr und mehr Insekten aber auch Schmutz auf dem Klebestreifen an, so dass die Falle von Zeit zu Zeit aufgesucht werden muss, um die Klebeschicht zu erneuern.
Ähnliches gilt für Fangschalen, die mit Wasser befällt sind; auch hier muss die Fangschale von Zeit zu Zeit aufgesucht werden, um sie zu reinigen und mit frischem Wasser zu befüllen.
Wird auf eine Immobilisierung von Insekten durch Wasser oder eine Klebeschicht verzichtet, können die Insekten die "Falle" wieder verlassen. Um eine Befallskontrolle durchführen zu können, müssen fortlaufend Bildaufnahmen erzeugt werden, um etwaig in die "Falle" gelangende Insekten nicht zu verpassen. Zum einen erhöht dies den Energieverbrauch der Kamera, zum anderen werden sehr viele Bildaufnahmen erzeugt und ggf. an die Analyseeinheit geschickt und/oder analysiert, auf denen gar keine Insekten abgebildet sind.
Den oben genannten Problemen widmet sich die vorliegende Erfindung.
Ein erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung umfassend
- einen Sammelbereich,
- eine Bildaufnahmeeinheit,
- eine Sendeeinheit,
- eine Steuereinheit und - einen Sensor
wobei der Sensor konfiguriert ist,
■ eine physikalische Eigenschaft in seiner Umgebung zu erfassen, die mit der Wahrscheinlichkeit der Anwesenheit eines Gliederfüßers im Sammelbereich korreliert, und
■ die erfasste Eigenschaft in ein Signal umzuwandeln,
wobei die Steuereinheit konfiguriert ist,
■ die Bildaufnahmeeinheit zu veranlassen, Bildaufnahmen von dem Sammelbereich zu erzeugen, und
■ die Sendeeinheit zu veranlassen, die Bildaufnahmen und/oder Informationen zu den Bildaufnahmen über ein Netzwerk an ein Computersystem zu versenden,
wobei die Steuereinheit konfiguriert ist,
■ die Zeitpunkte und/oder die zeitliche Häufigkeit, zu denen / in der die Bildaufnahmen erzeugt werden und/oder zu denen / in der die Bildaufhahmen und/oder Informationen zu den Bildaufhahmen über das Netzwerk an das Computersystem versandt werden, auf Basis des Signals des Sensors festzusetzen.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein System, wobei das System mindestens eine erfindungsgemäße Vorrichtung und ein Computersystem umfasst, wobei die mindestens eine erfindungsgemäße Vorrichtung und das Computersystem über ein Netzwerk miteinander verbunden sind.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren umfassend die Schritte Erfassen einer physikalischen Eigenschaft in der Umgebung eines Sammelbereichs, wobei die physikalische Eigenschaft mit der Wahrscheinlichkeit der Anwesenheit eines Gliederfüßers im Sammelbereich korreliert,
Erzeugen von Bildaufhahmen von dem Sammelbereich und
Versenden der Bildaufnahmen und/oder Informationen zu den Bildaufnahmen über ein Netzwerk an ein Computersystem, wobei die Zeitpunkte und/oder die zeitliche Häufigkeit für das Erzeugen von Bildaufhahmen von dem Sammelbereich und/oder für das Versenden der Bildaufhahmen und/oder der Informationen zu den Bildaufnahmen über ein Netzwerk an das Computersystem in Abhängigkeit der Wahrscheinlichkeit festgesetzt werden/wird, dass sich ein oder mehrere Gliederfüßer im Sammelbereich befinden.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Computerprogrammprodukt umfassend ein Computerprogramm, das in einen Arbeitsspeicher eines Computers geladen werden kann und dort den Computer dazu veranlasst, folgende Schritte auszuführen:
- Empfangen eines Signals, wobei das Signal eine Information über die Wahrscheinlichkeit umfasst, dass sich ein Gliederfüßer in einem Sammelbereich befindet,
- Steuern der Erzeugung von Bildaufnahmen von dem Sammelbereich und des Versendens der Bildaufhahmen und/oder von Informationen zu den Bildaufnahmen über ein Netzwerk an ein Computersystem, wobei die Zeitpunkte und/oder die zeitliche Häufigkeit für die Erzeugung der Bildaufhahmen von dem Sammelbereich und/oder für das Versenden der Bildaufhahmen und/oder der Informationen zu den Bildaufnahmen über ein Netzwerk an das Computersystem in Abhängigkeit der Wahrscheinlichkeit festgesetzt werden/wird, dass sich Gliederfüßer im Sammelbereich befindet.
Die Erfindung wird nachstehend näher erläutert, ohne zwischen den Erfindungsgegenständen (Vorrichtung, System, Verfahren, Computerprogrammprodukt) zu unterscheiden. Die nachfolgenden Erläuterungen sollen vielmehr für alle Erfindungsgegenstände in analoger Weise gelten, unabhängig davon, in welchem Kontext (Vorrichtung, System, Verfahren, Computerprogrammprodukt) sie erfolgen.
Wenn in der vorliegenden Beschreibung oder in den Patentansprüchen Schritte in einer Reihenfolge genannt sind, bedeutet dies nicht zwingend, dass die Erfindung auf die genannte Reihenfolge beschränkt ist. Vielmehr ist denkbar, dass die Schritte auch in einer anderen Reihenfolge oder auch parallel zueinander ausgeführt werden; es sei denn, ein Schritt baut auf einem anderen Schritt auf, was zwingend erforderlich macht, dass der aufbauende Schritt nachfolgend ausgeführt wird (was im Einzelfall aber deutlich wird). Die genannten Reihenfolgen stellen damit bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dar.
Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung kann die Anwesenheit von Schädlingen und/oder Nützlingen in einem Gebiet einfach und effizient bestimmt werden. Unter einem„Schädling“ wird vorzugsweise ein Gliederfüßer verstanden, der beim Anbau von Kulturpflanzen in Erscheinung treten und die Kulturpflanze schädigen, oder die Ernte der Kulturpflanze negativ beeinflussen kann.
Vorzugsweise handelt es sich um einen tierischen Schädling aus der Gruppe der Insekten (in den verschiedenen Stadien von Larve (Raupe, Afterraupe) bis zum Adultstadium) oder Spinnentiere. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Schädling um einen Agrarschädling wie beispielsweise Apfelwickler, Blattlaus, Fransenflügler, Fruchtschalenwickler, Kartoffelkäfer, Kirschfruchtfliege, Maikäfer, Maiszünsler, Pflaumenwickler, Rhododendron-Zikade, Saateule, Schildlaus, Schwammspinner, Spinnmilbe, Traubenwickler, Walnussfruchtfliege, Weiße Fliege, Großer Rapsstengelrüssler, Gefleckter Kohltriebrüssler, Rapsglanzkäfer, Kohlschotenrüssler, Kohlschotenmücke oder Rapserdfloh, oder um einen Forstschädling wie beispielsweise Blattlaus, Blauer Kiefemprachtkäfer, Borkenkäfer, Eichenprachtkäfer, Eichen-Prozessionsspinner, Eichenwickler, Fichtengespinstblattwespe, Gemeiner Holzwurm, Großer Brauner Rindenfresser, Kiefembuschhomblattwespe, Kiefemeule, Kiefernspanner, Kleine Fichtenblattwespe, Nonne, Rosskastanienminiermotte, Schwammspinner oder Splintholzkäfer
Unter dem Begriff„Kulturpflanze“ wird eine Pflanze verstanden, die durch das Eingreifen der Menschen zielgerichtet als Nutz- oder Zierpflanze angebaut wird.
Unter einem "Nützling" wird vorzugsweise ein Gliederfüßer verstanden, dem ein Schädling als Nahrungsquelle oder Wirt dient oder der aus anderen Gründen für eine erfolgreiche Ernte von Bedeutung ist (z.B. als Bestäuber). Vorzugsweise handelt es sich bei dem Nützling um ein Insekt (in den verschiedenen Stadien von Larve (Raupe, Afterraupe) bis zum Adultstadium) oder ein Spinnentier. Ganz besonders bevorzugte handelt es sich um einen Bestäuber (Pollenspender) wie beispielsweise eine Biene, Hummel, Fliege oder ein Schmetterling.
Schädlinge und Nützlinge werden in dieser Beschreibung zusammenfassend auch als Gliederfüßer (lat. Arthropoda) bezeichnet. Der Begriff "Gliederfüßer" kann also die Bedeutung "Schädlinge" haben, er kann die Bedeutung "Nützlinge" haben, er kann die Bedeutung "Schädlinge oder Nützlinge" haben und er kann die Bedeutung "Schädlinge und Nützlinge" haben. Der Begriff (spezifischer) Gliederfüßer kann die Bedeutung Gliederfüßer oder die Bedeutung spezifischer Gliederfüßer haben; dies gilt analog auch für die Begriffe (spezifischer) Schädling und (spezifischer) Nützling.
Unter einem "Gebiet" wird ein räumlich abgrenzbarer Bereich der Erdoberfläche verstanden, auf dem Pflanzen wachsen. Vorzugsweise wird das Gebiet zumindest anteilig landwirtschaftlich genutzt, indem auf einem oder mehreren Feldern Kulturpflanzen angepflanzt, mit Nährstoffen versorgt und geerntet werden. Das Gebiet kann auch ein forstwirtschaftlich genutzter Bereich der Erdoberfläche (z.B. ein Wald) sein oder einen solchen umfassen. Auch Gärten, Parkanlagen oder dergleichen, bei denen ein Pflanzenbestand lediglich zur Freude der Menschen existiert, fallen unter den Begriff Gebiet.
Zur Ermittlung der Anwesenheit von Schädlingen und/oder Nützlingen in einem Gebiet wird mindestens eine erfindungsgemäße Vorrichtung eingesetzt; vorzugsweise werden mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen in dem Gebiet verteilt. Vorzugsweise sind mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen in einem oder mehreren Feldern einer spezifischen Kulturpflanze (z.B. Raps, Wein, Kartoffeln, Obst oder dergleichen) oder in Beständen spezifischer Pflanzen (z.B. Eichenwald) aufgestellt oder aufgehängt, da solche Gebiete eine charakteristische Fauna aufweisen. Vorzugsweise wird durch Ausübung der Erfindung die in den Gebieten lebende Fauna (Schädlinge/Nützlinge) analysiert.
Mit Hilfe einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ermittelt werden, welche Schädlinge/Nützlinge und wie viele Schädlinge/Nützlinge sich in dem Gebiet aufhalten, in dem die Vorrichtung aufgestellt ist. Es ist denkbar, dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung Bildaufhahmen sowohl von Schädlingen als auch von Nützlingen erzeugt. Es ist aber auch denkbar, dass verschiedene Vorrichtungen verwendet werden, von denen ein Typ zur Erzeugung von Bildaufhahmen von (spezifischen) Schädlingen hergerichtet ist und ein anderer Typ zur Erzeugung von Bildaufhahmen von (spezifischen) Nützlingen hergerichtet ist.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst einen Sammelbereich, eine Bildaufhahmeeinheit, eine Sendeeinheit, eine Steuereinheit und einen Sensor. Der Sammelbereich ist ein Bereich, der von Gliederfüßern (Nützlingen und/oder Schädlingen) aufgesucht werden kann. Es kann sich dabei um eine ebene Oberfläche einer Tafel oder Karte oder dergleichen handeln. Es kann sich auch um den Boden eines Behälters handeln.
Es ist denkbar, dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung über mehrere Sammelbereiche verfügt. Es ist auch denkbar, dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung über verschiedene Sammelbereiche verfügt, zum Beispiel über einen Sammelbereich für (spezifische) Schädlinge und einen anderen Sammelbereich für (spezifische) Nützlinge.
Der Sammelbereich ist vorzugsweise eine ebene Fläche mit einem runden, ovalen, elliptischen, eckigen (dreieckig, viereckig, fünfeckig, sechseckig oder allgemein n-eckig, mit n als ganzer Zahl, die größer oder gleich drei ist) Querschnitt. Vorzugsweise ist der Querschnitt rund oder rechteckig (insbesondere quadratisch). Von der Fläche können sich Wandungen nach oben erstrecken, so dass sich ein Behälter ergibt. Der Behälter kann z.B. zylinderförmig, konusförmig oder kastenförmig ausgeführt sein. Vorzugsweise weist er einen runden Querschnitt auf und die Wandungen erstrecken sich vom Boden konusförmig nach oben, wobei Bodenfläche und Wandfläche vorzugsweise in einem Winkel von mehr als 90° und weniger als 120° zueinander verlaufen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist mindestens ein Ablauf im Bodenbereich vorhanden, so dass beispielsweise Regenwasser, das in den Sammelbereich gelangt, über den mindestens einen Ablauf aus dem Sammelbereich abfließen kann. Bei dem Ablauf kann es sich um eine oder mehrere Öffnungen im Boden oder in einer Wand angrenzend an den Boden handeln. Es ist denkbar, dass an eine solche Öffnung eine Ablaufrinne angebracht ist, um das ab fließende Wasser in eine definierte Richtung zu lenken.
Der Sammelbereich kann Teil einer Fangvorrichtung für Schädlinge sein, wie beispielsweise einer Gelbfangschale oder einer optional beleimten Farbtafel.
Als Lockmittel kann der Sammelbereich in einer Farbe gestaltet sein (z.B. gelb oder rot), die spezifische Schädlinge und/oder Nützlinge anlockt. Neben oder anstelle einer Farbe können weitere/andere Mittel vorhanden sein, die Gliederfüßer anlocken (Lockmittel). Denkbar ist zum Beispiel die Verwendung eines Pheromons oder eines Duftstoffes, der z.B. eine Nahrungsquelle vortäuscht. Auch der Einsatz einer Quelle für elektromagnetische Strahlung im infraroten, sichtbaren und/oder ultravioletten Bereich zum Anlocken von (spezifischen) Gliederfüßern ist denkbar. Auch der Einsatz von Geräuschen, die beispielsweise paarungswillige Männchen und/oder Weibchen imitieren, ist denkbar. Auch der Einsatz von speziellen Mustern, die zum Beispiel eine Pflanze imitieren, ist denkbar.
Vorzugsweise werden ein oder mehrere Lockmittel verwendet, die zumindest über den Zeitraum zwischen Aufstellen der Bildaufnahmevorrichtung und einer ersten Wartung eine konstante Wirkung erzielen. Da eine Farbe, ein Muster, eine Form oder dergleichen als Lockmittel über einen solchen Zeitraum in der Regel konstant bleiben, haben sie einen Vorteil gegenüber einem Pheromon, das sich schnell verflüchtigen kann.
Im Falle der Verwendung einer Fangschale kann diese mit Wasser und gegebenenfalls mit einem oder mehreren Zusätzen gefüllt sein. Ein solcher Zusatz kann beispielsweise ein Tensid zur Erniedrigung der Oberflächenspannung sein. Ein solcher Zusatz kann auch ein Lockstoff zum Anlocken von (spezifischen) Gliederfüßern sein. Ein solcher Zusatz kann auch ein Mittel zur Verhinderung von Algenbildung (beispielsweise ein Herbizid) sein.
Im Falle einer Karte oder Tafel kann diese mit einem Klebstoff versehen sein, um Schädlinge bewegungsunfähig zu machen. Bei einem Sammelbereich für Nützlinge wird vorzugsweise auf einen Klebstoff oder andere Mittel, die den Nützlingen schaden könnten, verzichtet.
Vorzugsweise wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf jedwede Mittel zur Immobilisierung und/oder zum Fangen von Gliederfüßern verzichtet; das heißt, dass die Vorrichtung vorzugsweise nicht mit einer Klebeschicht versehen ist und dass die Vorrichtung vorzugsweise keine Flüssigkeit zum Fangen von Gliederfüßern aufweist.
Es ist denkbar, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung über Mittel zur Reinigung des Sammelbereichs verfügt. Es ist denkbar, dass sich im Sammelbereich im Lauf der Zeit Schmutz ansammelt, der eine Identifizierung und Auszählung von Schädlingen und/oder Nützlingen erschwert. Es kann sich bei solchen Reinigungsmitteln beispielsweise um eine oder mehrere Düsen handeln, aus der Druckluft auf den Sammelbereich geblasen wird, um Schmutz fortzublasen. Es kann sich um eine oder mehrere Düsen handeln, aus der eine Flüssigkeit (z.B. Wasser ggf. mit einem oder mehreren Zusätzen wie beispielsweise einem Tensid) auf den Sammelbereich gesprüht werden kann, um Schmutz fortzuspülen. Es kann sich um einen Aktuator handeln, der die Oberfläche des Sammelbereichs zur Seite bewegt oder rotiert, damit Schmutz von der Oberfläche fällt. Es ist denkbar, dass es sich um einen Vibrationsmechanismus handelt, der den Sammelbereich hin und her und/oder auf und ab bewegt, um anhaftenden Schmutz zu lösen. Es ist denkbar, dass mehrere der genannten Mittel und/oder weitere Mittel miteinander kombiniert werden.
Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung Mittel auf, mit der die Vorrichtung auf einem Boden oder in einem Boden stationiert werden kann. Vorzugsweise lässt sich die Vorrichtung in dem Boden befestigen, um ein Umstürzen zum Beispiel bei Sturm zu verhindern. Vorzugsweise sind Mittel vorhanden, mit denen der Abstand zwischen Boden und Sammelbereich variiert werden kann. Ein Beispiel einer solchen Höhenverstellung ist ein Teleskopstab, der mit einem Ende im Boden befestigt werden kann und an dessen anderem Ende der Sammelbereich angebracht werden kann. Ein anderes Beispiel einer Höhenverstellung ist eine Hebebühne. Eine solche variable Höhenverstellung ermöglicht es, den Sammelbereich oberhalb von Pflanzen zu positionieren, so dass Fluginsekten den Sammelbereich bei einem Überflug über die Pflanzen erkennen können. Die variable Höhenverstellung erlaubt ein Anpassen der Höhe des Sammelbereichs (Abstand zum Boden) an die wachsenden Pflanzen, um zu verhindern, dass die umgebenden Pflanzen den Sammelbereich verdecken. In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Höhenverstellung automatisch. Sie passt sich vorzugsweise so an, dass der Sammelbereich stets oberhalb oder auf der Höhe der umgebenden Pflanzen liegt. Dies kann durch Abstandssensoren und/oder Helligkeitssensoren bewerkstelligt werden.
Es ist aber auch denkbar, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung über Mittel verfügt, mit denen sie an einer Pflanze befestigt werden kann, wie beispielsweise ein Haken oder eine Schlinge oder ein Gurt zum Befestigen an einem Ast oder Zweig oder Stamm.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ferner eine oder mehrere Bildaufnahmeeinheiten. Mit einer solchen Bildaufnahmeeinheit können digitale Bildaufnahmen erzeugt werden. Eine Bildaufnahmeeinheit umfasst einen Bildsensor und optische Elemente. Der Bildsensor ist eine Vorrichtung zur Aufnahme von zweidimensionalen Abbildern aus Licht auf elektrischem Weg. Üblicherweise handelt es sich um halbleiterbasierte Bildsensoren wie beispielsweise CCD- (CCD = charge-coupled device ) oder CMOS-Sensoren (CMOS = complementary metal-oxide-semiconductor). Die optischen Elemente (Linsen, Blenden und dergleichen) dienen einer möglichst scharfen Abbildung des Objektes, von dem eine digitale Bildaufhahme erzeugt werden soll, auf dem Bildsensor.
Die Bildaufnahmeeinheit ist so positioniert, dass der gesamte Sammelbereich oder zumindest ein Teil des Sammelbereichs auf dem Bildsensor abgebildet wird. Es ist denkbar, mehrere Bildaufnahmeeinheiten zu verwenden, die verschiedene Bereiche des Sammelbereichs auf dem jeweiligen Bildsensor abbilden. Bei einer solchen Verwendung mehrerer Bildaufnahmeeinheiten ist es vorteilhaft, wenn sich die abgebildeten Bereiche zumindest teilweise überlappen, um aus den einzelnen Bildaufhahmen zu einem späteren Zeitpunkt einfacher ein Gesamtbild erzeugen zu können.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist vorzugsweise eine Halterung auf, an der die Bildaufnahmeeinheit fixiert ist oder reversibel fixiert werden kann. Die Halterung befindet sich vorzugsweise in einem definierten und gleichbleibenden Abstand zum Sammelbereich und gewährleistet damit einen definierten und gleichbleibenden Abstand zwischen dem Bildsensor und dem Sammelbereich.
Es ist denkbar, dass oberhalb des Sammelbereichs ein Gitter oder Netz (allgemein als Barriere bezeichnet) angebracht ist, das verhindert, dass Blätter oder dergleichen (Schmutz) in den Sammelbereich gelangen/gelangt. Die Seiten des Sammelbereichs bleiben vorzugsweise frei, damit Schädlinge und/oder Nützlinge von den Seiten in den Sammelbereich gelangen können. Es ist aber auch denkbar, dass die Maschenweite des Netzes oder der Gitterabstand so dimensioniert ist, dass nur (spezifische) Schädlinge und/oder (spezifische) Nützlinge hindurchgelangen; in einem solchen Fall kann sich das Netz oder Gitter auch über den Seitenbereich erstrecken.
Denkbar ist aber auch, dass bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die ausschließlich zur Erzeugung von Bildaufnahmen von spezifischen Schädlingen dient, ein Sammelbereich für diese Schädlinge geschaffen wird, der für (spezifische) Nützlinge unzugänglich ist. Auch dies kann mit Hilfe einer Barriere erreicht werden. Die Barriere kann so an dem Sammelbereich oder dem Behälter angebracht sein, dass ein Innenraum entsteht, in dem sich der Sammelbereich befindet, der von der Außenwelt durch die Barriere abgetrennt ist: ein spezifischer Schädling kann nur durch die Barriere in den Innenraum gelangen; die Barriere ist so ausgeführt, dass viele Nützlinge sie nicht durchdringen können, da sie zu groß sind. Denkbar ist/sind zum Beispiel eine oder mehrere Öffnungen, durch die nur Gliederfüßer in den Sammelbereich gelangen können, deren Größe eine Maximalgröße nicht übersteigt.
Die Bildaufhahmeeinheit befindet sich vorzugsweise innerhalb des Innenraumes, der durch den Behälter und die Barriere gebildet wird.
Zur Abbildung des Sammelbereichs auf einem oder mehreren Bildsensoren ist eine Lichtquelle erforderlich, mit dem der Sammelbereich beleuchtet wird, so dass Licht (elektromagnetische Strahlung im infraroten, sichtbaren und/oder ultravioletten Bereich des Spektrums) vom beleuchteten Sammelbereich in Richtung Bildaufnahmeeinheit gestreut/reflektiert wird. Hierzu kann das Tageslicht verwendet werden. Es ist aber auch denkbar, eine Beleuchtungseinheit zu verwenden, die für eine definierte, vom Tageslicht unabhängige Beleuchtung sorgt. Diese ist vorzugsweise seitlich neben der Bildaufnahmeeinheit angebracht, so dass es zu keinem Schattenwurf der Bildaufnahmeeinheit auf den Sammelbereich kommt.
Es ist auch denkbar, eine Beleuchtungsquelle unterhalb des Sammelbereichs und/oder neben dem Sammelbereich zu positionieren, die den Sammelbereich "von unten" und/oder "von der Seite" beleuchtet, während eine Bildaufnahmeeinheit eine oder mehrere digitale Bildaufnahmen "von oben" erzeugt. Eine solche Anordnung ist insbesondere dann geeignet, wenn lediglich die Zahl der im Sammelbereich befindlichen Gliederfüßer (oder eine Flächendichte) anhand einer oder mehrerer Bildaufhahmen bestimmt werden soll; durch die Beleuchtung von unten heben sich die zumeist dunklen Gliederfüßer sehr gut gegenüber der hellen Beleuchtungseinheit ab. Dies setzt allerdings voraus, dass der Boden des Behälters, der den Sammelbereich bildet, für die verwendete elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise durchlässig ist. Falls eine Bestimmung der vorhandenen Spezies anhand einer oder mehrerer Bildaufhahmen durchgeführt werden soll, kann es notwendig sein, Licht (von oben und/oder von der Seite) auf die Gliederfüßer treffen zu lassen, das von dort zurückgestreut wird und dann auf den Bildsensor gelangt.
Es denkbar, dass mehrere Beleuchtungsquellen den Sammelbereich aus unterschiedlichen Richtungen beleuchten. Es ist denkbar, dass das elektromagnetische Spektrum des zur Beleuchtung ausgesandten Lichts auf die Farbe spezifischer Schädlinge und/oder spezifischer Nützlinge und/oder die Farbe des Sammelbereichs angepasst ist, um einen möglichst großen Kontrast zwischen den Gliederfüßern und dem Hintergrund, vor dem sie abgebildet werden, zu erzeugen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Beleuchtung und/oder die Farbe und/oder die Oberflächenbeschaffenheit des Sammelbereichs so gewählt, dass die zur Beleuchtung verwendete elektromagnetische Strahlung stärker von den Gliederfüßern zurückgeworfen (reflektiert oder gestreut) wird als von dem Sammelbereich. In einer alternativen Ausführungsform ist die Beleuchtung und/oder die Farbe und/oder die Oberflächenbeschaffenheit des Sammelbereichs so gewählt, dass die zur Beleuchtung verwendete elektromagnetische Strahlung stärker vom Sammelbereich zurückgeworfen (reflektiert oder gestreut) wird als von den Gliederfüßern. Beide Fälle sorgen für einen hohen Kontrast.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird Licht eines Spektralbereichs verwendet, für das die (spezifischen) Gliederfüßer ein vergleichsweise geringes Absorptions und Transmissionsvermögen aber ein hohes Reflexions- und Streuvermögen aufweisen. Vorzugsweise wird der größte Anteil an elektromagnetischer Strahlung, das auf einen Gliederfüßer trifft, von diesem zurückgeworfen (reflektiert oder gestreut) und ein kleiner Anteil absorbiert oder transmittiert. Dies erleichtert die Identifizierung der vorliegenden Spezies.
Vorzugsweise weist der Sammelbereich eine raue Oberfläche auf, um direkte Reflexionen des Tageslichts vom Sammelbereich auf den Bildsensor zu vermeiden.
Der Begriff "Licht" und "Beleuchtung" soll im Übrigen nicht bedeuten, dass der Spektralbereich auf sichtbares Licht (etwa 380 nm bis etwa 780 nm) beschränkt ist. Es ist ebenso denkbar, dass zur Beleuchtung elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge unterhalb von 380 nm (ultraviolettes Licht: 100 nm bis 380 nm) oder oberhalb von 780 nm (infrarotes Licht: 780 nm bis 1000 pm) verwendet wird. Der Bildsensor und die optischen Elemente sind an die verwendete elektromagnetische Strahlung angepasst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ferner eine Steuereinheit. Die Steuereinheit veranlasst die mindestens eine Bildaufnahmeeinheit zur Aufnahme von digitalen Bildaufnahmen. Die Steuereinheit kann konfiguriert sein, die aufgenommenen Bilder an die Sendeeinheit zu leiten, um sie über ein Funknetzwerk an ein separates Computersystem zu versenden. Auf dem Computersystem können die Bildaufnahmen dann gesichtet und/oder (automatisiert) analysiert werden. Es ist aber auch denkbar, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung über eine Auswerteeinheit verfügt, die konfiguriert ist, die erzeugten Bildaufnahmen automatisiert zu analysieren. Die Analyse kann dazu dienen, die Zahl der in dem Sammelbereich vorhandenen Schädlinge und/oder Nützlinge zu ermitteln. Die Analyse kann auch dazu dienen, die in dem Sammelbereich vorhandenen Spezies an Schädlingen und/oder Nützlingen zu identifizieren.
Die Sendeinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist konfiguriert, Informationen betreffend die eine oder die mehreren Bildaufnahmen über ein Netzwerk an ein Computersystem zu versenden. Diese Informationen können die eine oder die mehreren Bildaufhahmen selbst sein. Es ist aber auch denkbar, dass diese Informationen die Ergebnisse der Analyse durch die Auswerteeinheit sind, d.h. die Zahl der vorhandenen Schädlinge und/oder Nützlinge und/oder die jeweils identifizierten Spezies. Denkbar ist auch, dass ein Alarmsignal versandt wird, falls die automatisierte Analyse mindestens einer Bildaufnahme ergibt, dass ein spezifischer Schädling identifiziert worden ist und/oder die Zahl (spezifischer) Schädlinge und/oder (spezifischer) Nützlinge einen vordefinierten Schwellenwert über- oder unterschreitet.
Die Sendeeinheit kann so ausgestaltet sein, dass sie Informationen über ein Mobilfünknetz (z.B. GSM: Global System for Mobile Communications, GPRS: General Packet Radio Service, UMTS: Universal Mobile Telecommunications System, LTE: Long Term Evolution ), über ein WLAN ( Wireless Local Artea Network), über Bluetooth, über DECT (. Digital Enhanced Cordless Telecommunications) über ein Niedrigenergieweitverkehmetzwerk ( Low Power Wide Area Network (LPWAN oder LPN)) wie beispielsweise ein NarrowBand IoT Netzwerk und/oder über eine Kombination aus verschiedenen Übertragungswegen übermittelt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Sendeeinheit so ausgestaltet, dass sie die Informationen über eine kurzreichweitige Funkverbindung an eine Basisstation übermittelt, von der die Informationen dann kabelgebunden und/oder über Funk weitergeleitet werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bilden mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen ein vermaschtes Netz (engl. Mesh ), d.h. Informationen werden von einer Vorrichtung zur anderen weitergeleitet. Eine spezifische Vorrichtung befindet sich schließlich in der Nähe einer Basisstation oder verfügt über Mittel zur Übertragung der Informationen über eine größere Distanz als die Distanz zwischen den einzelnen Vorrichtungen, die das vermachte Netz bilden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ferner mindestens einen Sensor. Ein "Sensor", auch als Detektor, (Messgrößen- oder Mess-)Aufnehmer oder (Mess-)Fühler bezeichnet, ist ein technisches Bauteil, das bestimmte physikalische oder chemische Eigenschaften und/oder die stoffliche Beschaffenheit seiner Umgebung qualitativ oder als Messgröße quantitativ erfassen kann. Diese Größen werden mittels physikalischer oder chemischer Effekte erfasst und in ein weiterverarbeitbares, meist elektrisches oder optisches Signal umgeformt.
Der Sensor der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfasst eine physikalische Eigenschaft in seiner Umgebung, die mit der Wahrscheinlichkeit der Anwesenheit eines Gliederfüßers im Sammelbereich korreliert.
"Umgebung" bedeutet in einem maximalen Abstand vom Sensor, der vorzugsweise nicht größer als 10 Meter, besonders bevorzugt nicht größer als 1 Meter, besonders bevorzugt nicht größer als 10 cm vom Sammelbereich entfernt ist.
"Korrelation" bedeutet, dass sich die Wahrscheinlichkeit der Anwesenheit eines Gliederfüßers im Sammelbereich ändert, wenn sich die physikalische Eigenschaft ändert. Dabei kann die Wahrscheinlichkeit der Anwesenheit eines Gliederfüßers im Sammelbereich größer werden, wenn der Wert der physikalischen Eigenschaft in einem definierten Wertebereich größer wird, und kleiner werden, wenn der Wert der physikalischen Eigenschaft in dem definierten Wertebereich kleiner wird (positive Korrelation). Die Wahrscheinlichkeit der Anwesenheit eines Gliederfüßers im Sammelbereich kann aber auch kleiner werden, wenn der Wert der physikalischen Eigenschaft in einem definierten Wertebereich größer wird, und größer werden, wenn der Wert der physikalischen Eigenschaft in dem definierten Wertebereich kleiner wird (negative Korrelation). Die Korrelation kann in einem Wertebereich linear oder nicht-linear sein. Die Korrelation ist vorzugsweise durch einen Korrelationskoeffizienten im Bereich von 0,5 bis 1 gekennzeichnet. Vorzugsweise ist die Korrelation durch einen Kausalzusammenhang gekennzeichnet.
Der Sensor wandelt einen Wert oder mehrere Werte, der/die die physikalische Eigenschaft repräsentiert/repräsentieren, in ein Signal um. Das Signal wird an die Steuereinheit übermittelt. Der Begriff "Übermittlung" schließt den Vorgang ein, dass die Steuereinheit das Signal vom Sensor abruft. Der Begriff "Signal" bedeutet, dass eine Information von dem Sensor an die Steuereinheit übermittelt wird, die von der Steuereinheit interpretiert wird. Das Signal kann ein analoges oder ein digitales Signal sein. Es ist denkbar, dass mehrere Sensoren vorhanden sind, die mehrere Signale an die Steuereinheit übermitteln.
Ein Signal führt üblicherweise zu einer Aktion durch die Steuereinheit.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung setzt die Steuereinheit auf Basis mindestens eines Signals fest, zu welchen Zeitpunkten die Bildaufhahmeeinheit Bildaufnahmen vom Sammelbereich erzeugt.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung setzt die Steuereinheit auf Basis mindestens eines Signals fest, mit welcher zeitlichen Häufigkeit die Bildaufnahmeeinheit Bildaufnahmen vom Sammelbereich erzeugt.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung setzt die Steuereinheit auf Basis mindestens eines Signals fest, zu welchen Zeitpunkten und mit welcher zeitlichen Häufigkeit die Bildaufhahmeeinheit Bildaufnahmen vom Sammelbereich erzeugt.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung setzt die Steuereinheit auf Basis mindestens eines Signals fest, zu welchen Zeitpunkten die Sendeeinheit die Bildaufhahmen und/oder Informationen zu den Bildaufhahmen über ein Netzwerk an das Computersystem übermittelt. In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung setzt die Steuereinheit auf Basis mindestens eines Signals fest, mit welcher zeitlichen Häufigkeit die Sendeeinheit die Bildaufhahmen und/oder Informationen zu den Bildaufhahmen über ein Netzwerk an das Computersystem übermittelt.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung setzt die Steuereinheit auf Basis mindestens eines Signals fest, zu welchen Zeitpunkten und mit welcher zeitlichen Häufigkeit die Sendeeinheit die Bildaufhahmen und/oder Informationen zu den Bildaufnahmen über ein Netzwerk an das Computersystem übermittelt.
Das Signal umfasst eine Information zu der Wahrscheinlichkeit, dass sich in dem Sammelbereich ein (spezifischer) Schädling und/oder ein (spezifischer) Nützling befindet und/oder das Signal korreliert mit der Wahrscheinlichkeit, dass sich in dem Sammelbereich (spezifischer) ein Schädling und/oder ein (spezifischer) Nützling befindet.
Zeitpunkte, zu denen die Bildaufnahmeeinheit Bildaufnahmen vom Sammelbereich erzeugt und/oder zu denen die Sendeeinheit die Bildaufnahmen und/oder Informationen zu den Bildaufhahmen über ein Netzwerk an das Computersystem übermittelt, können fest vordefinierte Zeitpunkte oder ermittelbare Zeitpunkte sein, wie beispielsweise 12 Uhr mittags an einem bestimmten Tag oder an einem bestimmten Wochentag oder an allen Tagen. Die Steuereinheit kann so konfiguriert sein, dass sie die bestimmten Zeitpunkte auf Basis mindestens eines Signals ermittelt (z.B. berechnet). Denkbar ist auch, dass die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass sie bestimmte vordefinierte Zeitpunkte auf Basis des mindestens einen Signals aus einer Liste von vordefinierten Zeitpunkten auswählt. Auch eine Kombination von Ermitteln und Auswählen ist denkbar.
Zeitpunkte, zu denen die Bildaufnahmeeinheit Bildaufnahmen vom Sammelbereich erzeugt und/oder zu denen die Sendeeinheit die Bildaufnahmen und/oder Informationen zu den Bildaufhahmen über ein Netzwerk an das Computersystem übermittelt, können auch durch Ereignisse ausgelöst werden. Denkbar ist beispielsweise, dass das mindestens eine Signal das Eintreten eines definierten Ereignisses anzeigt und die Steuereinheit auf Basis des eingetretenen Ereignisses einen Zeitpunkt oder mehrere Zeitpunkte ermittelt und/oder auswählt. Denkbar ist, dass das Eintreten eines Ereignisses die Erzeugung einer Bildaufhahme vom Sammelbereich und/oder die Übermittlung der Bildauf ahme und/oder von Informationen zu der Bildaufnahme über ein Netzwerk an das Computersystem auslöst.
Unter dem Begriff "zeitliche Häufigkeit" wird eine Rate verstanden, mit der die Erzeugung von Bildaufnahmen und/oder die Übermittlung von Bildaufnahmen und/oder von Informationen zu den Bildaufnahmen an ein Computersystem erfolgt. Dabei kann es sich um eine regelmäßige Rate (einmal pro Tag, einmal pro Stunde, einmal pro Woche, alle 10 Minuten etc.) oder um eine unregelmäßige Rate handeln, bei der sich jedoch ein Mittelwert angeben lässt (z.B. arithmetischer Mittelwert). Die zeitliche Häufigkeit kann auch den Wert "Null" annehmen; in einem solchen Fall erfolgt, zumindest über eine definierte Zeitspanne (die durch definierte Zeitpunkte festgelegt sein kann), keine Erzeugung von Bildaufhahmen und/oder keine Übermittlung von Bildaufhahmen und/oder von Informationen zu den Bildaufnahmen an ein Computersystem. Der Sensor kann eine Kombination von Zeitpunkten und zeitlichen Häufigkeiten festsetzen, wie zum Beispiel zwischen 5:00 Uhr und 21 :00 Uhr alle 10 Minuten, oder immer dann, wenn ein bestimmtes erstes Ereignis eintritt, jede Stunde einmal und immer dann, wenn ein bestimmtes zweites Ereignis eintritt, einmal am Tag. Der Sensor kann beispielsweise ein Zeitmesser sein. Es gibt Gliederfüßer, die nur zu bestimmten Tages- oder Nachtzeiten unterwegs sind. Die Wahrscheinlichkeit, dass sich ein solcher Gliederfüßer zu der bestimmten Tages- oder Nachtzeit im Sammelbereich befindet, ist also größer als zu anderen Tages- oder Nachzeiten. Anhand des Zeitmessers kann die Steuereinheit festsetzen, dass zum Beispiel nur während einer definierten Tages- oder Nachtzeit Bildaufnahmen erzeugt und/oder Informationen übermittelt werden.
Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung mindestens einen Sensor auf, der kein Zeitmesser ist. Der Sensor kann beispielsweise ein Helligkeitssensor sein, der die Helligkeit um den Sammelbereich oder am Sammelbereich oder um die erfindungsgemäße Vorrichtung als physikalische Eigenschaft erfasst. Es gibt Gliederfüßer, die nur oder vorzugsweise bei bestimmten Helligkeitsverhältnissen unterwegs sind (z.B. Nachtfalter vorzugsweise bei Dunkelheit). Als Helligkeitssensor kann eine Fotozelle oder eine Fotodiode verwendet werden. Mit ihnen kann die Intensität von Licht in einem spezifischen Wellenlängenbereich gemessen werden.
Der Sensor kann beispielsweise ein Temperatursensor sein. Es gibt Gliederfüßer, die nur oder vorzugsweise in einem bestimmten Temperaturbereich unterwegs sind. Viele Bienenarten stellen ihren Flug unterhalb von l2°C ein und verbleiben vorzugsweise im Bienenstock. Die Temperatur in der erfindungsgemäßen Vorrichtung oder in der Umgebung der Vorrichtung korreliert damit mit der Wahrscheinlichkeit, (spezifische) Gliederfüßer im Sammelbereich anzutreffen. Temperatursensoren sind in vielfältiger Form verfügbar, z.B. in Form eines Thermoelements, Halbleiter-Temperatursensors, Temperaturfühlers mit Schwingquarz, Pyrometers, einer Wärmebildkamera uvm.
Der Sensor kann beispielsweise ein Feuchtigkeitssensor sein. Es gibt Gliederfüßer, die Regen meiden. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Gliederfüßer bei Regen in die erfindungsgemäße Vorrichtung gelangt, ist damit geringer, als bei trockenem Wetter. Der Feuchtigkeitssensor kann ein Messinstrument zur Bestimmung der Fuftfeuchtigkeit sein (Hygrometer). Beispiele für gängige Hygrometer sind Absorptionshygrometer (z.B. Haarhygrometer, Spiralhygrometer, kapazitive Sensoren, Impedanzsensoren), Psychrometer und optische Hygrometer. Vorzugsweise wird ein kapazitiver Sensor oder ein Impedanzsensor (resistiver Hygrometer) verwendet. Denkbar ist auch ein Sensor zur Messung der Bodenfeuchte zusätzlich zur oder anstelle der Messung der Fuftfeuchtigkeit. Denkbar ist auch ein Sensor zur Messung des Niederschlags (Niederschlagsmesser).
Der Sensor kann beispielsweise ein Fuftdrucksensor sein. Es gibt Gliederfüßer, die auf Fuftdruckänderungen reagieren (siehe z.B. F. Foumier et al.: Effect of Barometric Pressure on Flight Initiation by Trichogramma pretiosum and Trichogramma evanescens, Environmental Entomology, Vol. 34(6), 2005, Seiten 1534-1540; W.G. Wellington: The effects of variations in atmospheric pressure upon insects, Canadian Journal of Research, 1946, Vol. 24d, No. 2, Seiten 51-70). Spezifische Fuftdruckänderungen können daher die Wahrscheinlichkeit erhöhen oder erniedrigen, einen (spezifischen) Gliederfüßer im Sammelbereich anzutreffen.
Der Sensor kann beispielsweise ein Windmesser sein. Wind kann einen Einfluss auf die Physiologie und das Verhalten von Gliederfüßern ausüben (siehe z.B. M. Chaudhry et al.: Studying the Effects of Wind on Insects, Poster, DOI: 10.13140/RG.2.1.3283.3521). Zudem kann die Verbreitung von Gliederfüßern durch Wind beeinflusst werden (siehe z.B. S. Wiktelius: Wind dispersal of insects, Grana 20: 205-207, 1981, ISSN 0017-3134). Die Wahrscheinlichkeit einen (spezifischen) Gliederfüßer im Sammelbereich vorzufinden, kann damit mit der Stärke und/oder Richtung und/oder Dauer von Winden korrelieren.
Der Sensor kann beispielsweise ein Sensor für chemische Stoffe in der Luft sein, wie beispielsweise ein Gaschromatograph (GC) oder ein Massenspektromer (MS) oder eine GC/MS-Kombination. Damit können z.B. Substanzen detektiert werden, die von Pflanzen als Reaktion auf einen Befall mit einem Schädling abgegeben werden (G. Witzany: Plant Communication frorn Biosemiotic Perspective, Plant Signal Behav. 2006 Jul-Aug; 1(4): 169— 178; Signaling and Communication in Plant, Series Ed.: C. Garcia-Mata, Springer ISSN: 1867-9048). Der Sensor kann beispielsweise ein Mikrofon sein. Mit dem Mikrofon werden Geräusche und/oder Laute, die von einem (spezifischen) Schädling und/oder von einem (spezifischen) Nützling) erzeugt werden, erfasst. Anhand der Geräusche und/oder Laute lässt sich die Anwesenheit einer Spezies feststellen (siehe z.B.: Detecting Insect Flight Sounds in the Field: Implications for Acoustical Counting of Mosquitoes, Transactions ofthe ASABE, 2007, Vol. 50(4): 1481-1485).
Der Sensor kann beispielsweise Teil (vorzugsweise eine Lotodiode oder ein Bildsensor) einer Lichtschranke sein. Eine Lichtschranke ist ein System, das die Unterbrechung eines Lichtstrahls erkennt und als elektrisches Signal anzeigt. Auf diese Weise können bewegliche Objekte berührungslos detektiert werden. Die Lichtschranke kann so angebracht sein, dass sie einen Gliederfüßer, der in den Sammelbereich gelangt, detektiert. Die Lichtschranke kann so angebracht sein, dass sie einen Gliederfüßer, der sich über einen Eingang Zugang zum Sammelbereich oder zur erfindungsgemäßen Vorrichtung verschafft, detektiert. Der Begriff "Lichtschranke" schließt auch Lichtgitter oder Lichtvorhänge ein, die mit mehreren (parallelen) Lichtstrahlen arbeiten.
Der Sensor kann eine Kamera sein. Die Kamera kann einen Bildsensor und optische Elemente umfassen. Der Bildsensor ist eine Vorrichtung zur Aufnahme von zweidimensionalen Abbildern aus Licht auf elektrischem Weg. Üblicherweise handelt es sich um halbleiterbasierte Bildsensoren wie beispielsweise CCD- (CCD = charge-coupled device ) oder CMOS-Sensoren (CMOS = complementary metal-oxide-semiconductor). Die optischen Elemente (Linsen, Blenden und dergleichen) dienen einer möglichst scharfen Abbildung eines Objekts auf dem Bildsensor. Die Kamera kann so konfiguriert sein, dass der Sammelbereich oder zumindest ein Teil davon auf dem Bildsensor abgebildet wird. Der Bildsensor kann von einer Steuereinheit der Kamera ausgelesen und analysiert werden. Bildanalyseverfahren und/oder maschinenlemende Algorithmen können eingesetzt werden, um die Anwesenheit eines (spezifischen) Gliederfüßers im Sammelbereich zu detektieren. Bei der Kamera kann es sich um die Bildaufnahmeeinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung oder um eine separate Komponente handeln.
Der Sensor kann beispielsweise ein Bewegungsmelder sein. Ein Bewegungsmelder ist ein elektronischer Sensor, der Bewegungen in seiner näheren Umgebung erkennt und dadurch als elektrischer Schalter arbeiten kann. Ein Bewegungsmelder kann aktiv mit elektromagnetischen Wellen (HF, Mikrowellen oder Dopplerradar), mit Ultraschall (Ultraschall-Bewegungsmelder) oder wie ein pyroelektrischer Sensor passiv anhand von elektromagnetischer Strahlung arbeiten, die von einem Objekt oder seiner Umgebung ausgestrahlt wird. Der Bewegungsmelder kann so konfiguriert sein, dass er eine Bewegung eines (spezifischen) Gliederfüßers im Sammelbereich oder in der Umgebung des Sammelbereichs detektiert.
Erfindungsgemäß wird/werden die Erzeugung von Bildaufnahmen und/oder die Übermittlung von Bildaufnahmen und/oder Informationen zu den Bildaufhahmen an ein Computersystem an die Wahrscheinlichkeit, dass sich ein (spezifischer) Gliederfüßer im Sammelbereich aufhält, angepasst.
Die Wahrscheinlichkeit, dass eine Bildaufhahme erzeugt wird und/oder dass eine erzeugte Bildaufnahme und/oder Informationen zu einer erzeugten Bildaufnahme von der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf ein separates, externes Computersystem übermittelt werden, steigt vorzugsweise mit der Wahrscheinlichkeit, dass sich ein (spezifischer) Gliederfüßer im Sammelbereich aufhält.
Dies hat den Vorteil, dass weniger unnütze Bildaufhahmen erzeugt und/oder übermittelt werden, auf denen kein (spezifischer) Gliederfüßer abgebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung weniger Energie verbraucht. Dies hat den Vorteil, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht so häufig aufgesucht werden muss, um die Energiequelle zu erneuern oder aufzuladen. Ferner werden weniger Bildaufnahmen, auf denen kein (spezifischer) Gliederfüßer abgebildet ist, unnützerweise gesichtet und/oder analysiert.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden dann eine oder mehrere Bildaufnahmen des Sammelbereichs erzeugt, wenn mindestens ein Sensor die Anwesenheit eines (spezifischen) Gliederfüßers (Nützling und/oder Schädling) im Sammelbereich oder im Eingangsbereich der Vorrichtung detektiert. Vorzugsweise werden mehrere Bildaufnahmen (z.B. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder mehr) in einer zeitlichen Abfolge (z.B. in einem Abstand von 1 Sekunde, oder 2
Sekunden oder 3 Sekunden oder 4 Sekunden oder 5 Sekunden oder in einem anderen zeitlichen Abstand) erzeugt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird dann mindestens eine Bildaufhahme des Sammelbereichs erzeugt und es wird die mindestens eine Bildaufnahme und/oder es werden Informationen zu der mindestens einen Bildaufnahme an ein Computersystem übermittelt, wenn mindestens ein Sensor die Anwesenheit eines (spezifischen) Gliederfüßers (Nützling und/oder Schädling) im Sammelbereich oder im Eingangsbereich der Vorrichtung detektiert. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden nur dann eine oder mehrere Bildaufhahmen des Sammelbereichs erzeugt und/oder Bildaufnahmen und/oder Informationen zu den Bildaufnahmen an ein Computersystem übermittelt, wenn die Wahrscheinlichkeit, dass sich ein (spezifischer) Gliederfüßer im Sammelbereich befindet, einen vordefinierten Schwellenwert überschreitet. Der vordefinierte Schwellenwert kann beispielsweise 30% oder 40 % oder 50 % oder 75 % oder eine andere Prozentzahl sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden mehrere Sensoren verwendet und die Erzeugung von Bildaufnahmen und/oder die Übermittlung von Bildaufnahmen und/oder Informationen zu den Bildaufnahmen von den Signalen der mehreren Sensoren abhängig gemacht. Zum Beispiel ist es denkbar, einen ersten Sensor zu verwenden (zum Beispiel einen Zeitmesser oder einen Helligkeitssensor), mit dem ermittelt wird, ob es Tag oder Nacht ist. Bildaufhahmen werden beispielsweise nur zu bestimmten Tages- oder Nachtzeiten bzw. bei bestimmten Helligkeiten erzeugt. Ein zweiter Sensor kann beispielsweise die Temperatur ennitteln. Bildaufhahmen werden beispielsweise nur in einem bestimmten Temperaturbereich erzeugt. Weitere Kombinationen sind denkbar.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Energieversorgungseinheit auf, um die elektronischen Komponenten mit elektrischer Energie zu versorgen. Vorzugsweise handelt es sich bei der Energieversorgungseinheit um eine mobile Einheit wie beispielsweise eine elektrochemische Zelle (Batterie), einen Akkumulator und/oder eine Solarzelle. Besonders bevorzugt handelt es sich um eine Kombination aus aufladbarem Akkumulator und Solarzelle, um zum einen den Wartungsaufwand gering zu halten (keine Batteriewechsel nötig) und um zum anderen auch bei wenig Sonnenstunden eine Energieversorgung gewährleisten zu können (bei einer reinen Solarzelle ist man auf ein Minimum an Sonnenenergie angewiesen).
Vorzugsweise ist jeder Vorrichtung ein Standort zugeordnet. Üblicherweise handelt es sich um den Standort, an dem die jeweilige Vorrichtung Bildaufnahmen erzeugt. Es kann sich aber auch um einen Standort in der Umgebung einer Vorrichtung handeln (z.B. der Standort einer Basisstation, mit der die Vorrichtung über eine Funkverbindung verbunden ist), oder der Standort kann eine Unschärfe aufweisen, indem beispielsweise ein Bereich auf der Erdoberfläche angegeben ist, in dem sich die Vorrichtung befindet (z.B. in Form eines Kreises mit einem definierten Radius).
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das erfindungsgemäße System Mittel zur Bestimmung des Standorts der Vorrichtungen auf.
Denkbar ist, dass die Vorrichtung über einen GPS-Sensor (GPS: Global Positioning System) oder einen anderen Sensor eines globalen Satellitennavigationssystems (GNSS) verfügt, mit dem der Standort der Vorrichtung ermittelt werden kann.
Ein Vorteil der Standortbestimmung mittels eines globalen Satellitennavigationssystems ist die hohe Genauigkeit. Nachteile sind die zusätzlichen Bauteilkosten und der vergleichsweise hohe Energiebedarf.
Denkbar ist auch, dass eine Standortbestimmung über die Funkzelle, mit der die Sendeeinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung verbunden ist, erfolgt. Eine solche Lösung weist üblicherweise eine geringere Genauigkeit bei der Standortbestimmung auf, bedeutet aber geringere Bauteilkosten und einen geringeren Energiebedarf.
Im Mobilfunk beruht die einfachste Art der Standortbestimmung darauf, dass die Zelle, in der sich eine Sendeeinheit befindet, bekannt ist. Da beispielsweise ein eingeschaltetes Mobilfunktelefon mit einer Basisstation in Verbindung steht, lässt sich die Position des Mobilfunktelefons zumindest einer Mobilfunkzelle (Cell-ID) zuweisen. Analog kann auch mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung verfahren werden. Mit Hilfe von GSM ( Global System for Mobile Communications) kann der Standort einer Sendeeinheit auf mehrere hundert Meter genau bestimmt werden. In Städten kann der Standort auf 100 bis 500 m genau bestimmt werden; in ländlichen Gegenden (in denen die Dichte an Basisstationen geringer ist) erhöht sich der Radius auf 10 km oder mehr. Wird die Information über die Cell-ID mit dem TA-Parameter (TA: Timing Advance) kombiniert, dann kann die Genauigkeit erhöht werden. Je höher dieser Wert ist, desto weiter weg ist die Sendeeinheit von der Basisstation. Mit dem EOTD- Verfahren (EOTD: Enhanced Observed Time Dijference) lässt sich eine Sendeeinheit noch genauer orten. Dabei werden die Laufzeitunterschiede der Signale zwischen der Sendeinheit und mehreren Empfangseinheiten bestimmt.
In einer Ausführungsform erfolgen die Übermittlung von Informationen und die Standortbestimmung über das Sigfox-Netz. Sigfox ist ein Low Power Wide Area Network (LPWAN) und speziell auf kleine Datenpakete und einen sehr stromsparenden Betrieb ausgelegt. Sigfox-Basisstationen können über weite Entfernungen kommunizieren, ohne von Störungen beeinträchtigt zu werden. Die Reichweite einer einzelnen Basisstation, die bis zu einer Million Sendeeinheiten verwalten kann, beträgt 3 bis 5 km in Ballungszentren und 30 bis 70 km in ländlichen Gebieten. Bei Sigfox werden die Datenpakete von allen Basisstationen im Sendebereich empfangen. Darüber lässt sich die Position einer Sendeeinheit bestimmen.
Denkbar ist auch, dass der Standort einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bei ihrer Registrierung erfasst wird. In einem solchen Fall besteht ein Schritt der Registrierung in der Verknüpfung von Vorrichtung und Standort. Es ist denkbar, dass ein Nutzer mittels eines mobilen Computersystems (z.B. ein Smartphone oder ein Tablet-Computer oder dergleichen) eine eindeutige Kennung der Vorrichtung erfasst und mit Standortinformationen verknüpft. Die eindeutige Kennung dient zur Identifizierung der Vorrichtung bei ihrer Registrierung. Die eindeutige Kennung kann eine Nummer oder ein alphanumerischer Code oder ein Binärcode oder dergleichen sein, die/der an der Vorrichtung angebracht ist oder in einem Datenspeicher der Vorrichtung abgelegt (gespeichert) ist. Die Erfassung der eindeutigen Kennung kann beispielsweise durch Eingabe über ein Eingabemittel (z.B. eine Tastatur, ein Touchscreen, ein Mikrofon (per Spracheingabe) oder dergleichen) in das mobile Computersystem erfolgen. Vorzugsweise ist die eindeutige Kennung in Form eines optisch lesbaren Codes (z.B. ein Strichcode oder ein Matrixcode oder dergleichen) oder in Form eines mittels Funk auslesbaren elektronischen Speichers (z.B. als RFID-Tag) oder dergleichen vorhanden. Dies hat den Vorteil, dass die eindeutige Kennung automatisch mit dem mobilen Computersystem ausgelesen werden kann und Eingabefehler (wie beim Eintippen über eine Tastatur durch einen Nutzer) vermieden werden. Ein optischer Code kann beispielsweise mit einer Kamera, die Bestandteil des mobilen Computersystems sein kann, erfasst werden. In einem weiteren Schritt wird der Standort bestimmt. Es ist denkbar, dass die Mittel zur Standortbestimmung durch das mobile Computersystem des Nutzers bereitgestellt werden. Das mobile Computersystem kann beispielsweise ein Smartphone sein, mit dem der Standort über die Funkzelle, mit der das Smartphone verbunden ist, oder mit einem zum Smartphone gehörigen GPS-Sensor bestimmt wird.
Sind die eindeutige Kennung erfasst und der Standort bestimmt, werden diese Informationen miteinander verknüpft. Durch die Verknüpfung ist der Vorrichtung ein Standort zugeordnet. Es ist denkbar, dass die verknüpften Informationen über ein Netzwerk an ein externes Computersystem übermittelt und dort gespeichert werden. Denkbar ist auch, dass die verknüpften Informationen auf dem mobilen Computersystem des Nutzers gespeichert werden.
Vorzugsweise erfolgt bei der Registrierung zusätzlich eine Verknüpfung der eindeutigen Kennung der Vorrichtung mit einer eindeutigen Kennung des Nutzers, so dass dem Nutzer eine individuelle Vorrichtung (oder mehrere Vorrichtungen) mit einem (jeweiligen) definierten Standort zugeordnet ist (sind). Vorzugsweise kann der Nutzer infolge dieser Verknüpfung nur Bildaufnahmen von der ihm zugeordneten Vorrichtung empfangen. Die Informationen, die von den vorhandenen Vorrichtungen (Bildaufnahmevorrichtungen und ggf Pflanzenanalysevorrichtungen) mittels der entsprechenden Sendeeinheiten an ein Computersystem übermittelt werden, können dort bearbeitet, analysiert, archiviert und/oder gegenüber einem Nutzer ausgegeben werden.
Ein "Computersystem" ist ein System zur elektronischen Datenverarbeitung, das mittels programmierbarer Rechenvorschriften Daten verarbeitet. Ein solches System umfasst üblicherweise einen "Computer", diejenige Einheit, die einen Prozessor zur Durchführung logischer Operationen umfasst, sowie eine Peripherie.
Als "Peripherie" bezeichnet man in der Computertechnik alle Geräte, die an den Computer angeschlossen sind, und zur Steuerung des Computers und/oder als Ein- und Ausgabegeräte dienen. Beispiele hierfür sind Monitor (Bildschirm), Drucker, Scanner, Maus, Tastatur, Laufwerke, Kamera, Mikrofon, Lautsprecher etc. Auch interne Anschlüsse und Erweiterungskarten gelten in der Computertechnik als Peripherie.
Computersysteme von heute werden häufig in Desktop-PCs, Portable PCs, Laptops, Notebooks, Netbooks und Tablet-PCs und so genannte Handhelds (z.B. Smartphone) unterteilt; alle diese Systeme können zur Ausführung der Erfindung genutzt werden.
Die Eingaben in das Computersystem erfolgen über Eingabemittel wie beispielsweise eine Tastatur, eine Maus, ein Mikrofon und/oder dergleichen. Als Eingabe soll auch die Auswahl eines Eintrags aus einem virtuellen Menü oder einer virtuellen Liste oder das Anklicken eines Auswahlkästchens und dergleichen verstanden werden.
Üblicherweise weist ein erfindungsgemäßes System eine Vielzahl (mindestens 10, vorzugsweise mehr als 20) an erfindungsgemäßen Vorrichtungen auf, die einem Computersystem zugeordnet sind.
Die Vorrichtungen und das Computersystem sind über ein Netzwerk miteinander verbunden, so dass die Vorrichtungen Informationen ((Sensor-)Daten, Bildaufnahmen, Statusinformationen oder dergleichen) an das Computersystem übermitteln können. Es ist auch denkbar, dass das erfindungsgemäße System so konfiguriert ist, dass das Computersystem Informationen oder Steuerbefehle an die Vorrichtungen übermitteln kann. Das Netzwerk, über das das Computersystem und die Vorrichtungen miteinander verbunden sind, ist zumindest teilweise ein Funknetzwerk. Üblicherweise werden Informationen von einer Vorrichtung über eine Sendeeinheit per Funk an eine Basisstation gesendet, von der sie (ggf. über weitere Stationen) per Funk und/oder über Kabel an das Computersystem weitergeleitet werden.
Das erfindungsgemäße System ist so konfiguriert, dass die dazugehörigen Vorrichtungen - an einem Ort aufgestellt oder aktiviert - automatisiert Bildaufnahmen erzeugen. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung übermitteln die Vorrichtungen die erzeugten Bildaufhahmen an das Computersystem. Die übermittelten Bildaufnahmen werden auf dem Computersystem analysiert; dabei werden die Zahl der in dem Sammelbereich vorhandenen Schädlinge und/oder Nützlinge ermittelt und die vorhandenen Spezies identifiziert.
In einer alternativen Ausführungsform werden die erzeugten Bildaufnahmen durch eine Auswerteeinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung analysiert. Zum Beispiel kann die Zahl der in dem Sammelbereich vorhandenen Schädlinge/Nützlinge ermittelt werden. Diese Zahl kann dann an das Computersystem übermittelt werden. Es können die vorhandenen Spezies identifiziert werden. Die Namen der Spezies können dann an das Computersystem übermittelt werden. Es ist denkbar, dass die erzeugten Bildaufnahmen ebenfalls an das Computersystem übermittelt werden. Es ist denkbar, dass eine erzeugte Bildaufnahme zusammen mit dem Ergebnis der Analyse an das Computersystem übermittelt wird. Es ist denkbar, dass die erzeugten Bildaufnahmen erst nach einer Anforderung durch einen Nutzer an das Computersystem übermittelt werden.
Es ist denkbar, dass auch die von einem oder mehreren Sensoren der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzeugten Signale oder Informationen zu den Signalen von der erfindungsgemäße Vorrichtung über das Netzwerk an das Computersystem übermittelt werden.
Die Analyse der Bildaufhahmen kann dazu dienen, zu ermitteln, ob es sich bei einem Organismus, der in einer Bildaufnahme abgebildet ist, um einen Schädling, einen Nützling oder einen Organismus handelt, der für den Anbau von Kulturpflanzen ohne Belang ist. Dementsprechend kann eine Identifizierung die Zuordnung zu den drei Kategorien: „schädlich“,„nützlich“, und„neutral“ bedeuten. Vorzugsweise dient die Identifizierung eines Schädlings der Identifizierung von Maßnahmen, die gegen den Schädling ergriffen werden können. Eine zu ergreifende Maßnahme kann beispielsweise die Applikation eines bestimmten Schädlingsbekämpfungsmittels sein.
Unter Identifizierung kann aber auch die Zuordnung einzelner Schädlinge/Nützling zu einem Taxon verstanden werden, d.h. die Zuordnung zu einer Klasse, Ordnung, Überfamilie, Familie, Unterfamilie, Tribus, Gattung, Art, Unterart oder zu einer Zwischenstufe im Sinne der biologischen Taxonomie.
Bei der Identifizierung von Nützlingen kann es darum gehen, diejenigen Nützlinge zu identifizieren, denen in einem Gebiet vorhandene Schädling als Nahrungsquelle oder Wirt dienen.
Die Identifizierung und Auszählung der Schädlinge/Nützlinge erfolgt vorzugsweise automatisiert. Das bedeutet, dass ein Nutzer die Gliederfüßer in einer Bildaufnahme nicht selbst zählen und identifizieren muss, sondern dass das jeweilige Bild durch ein Computerprogramm in einem Arbeitsspeicher eines Computersystems Bildbearbeitungs- und Bilderkennungsalgorithmen zugeführt wird. Mit Hilfe dieser Algorithmen wird das Bild analysiert, ggf. präpariert (Filterungen und ähnliche Operationen) und es werden Merkmale extrahiert, die einen Schluss darüber erlauben, wie viele Gliederfüßer vorhanden sind und welcher Art diese sind. Derartige Algorithmen sind im Stand der Technik beschrieben.
Es ist denkbar zur Identifizierung von Schädlingen/Nützlingen ein künstliches neuronales Netz zu verwenden, das vorab an einer Vielzahl an Bildaufnahmen bekannter Schädlinge/Nützlinge trainiert worden ist.
Vorzugsweise werden weitere Informationen zur Identifizierung der Schädlinge/Nützlinge herangezogen. Beispielsweise kann die Geo-Position genutzt werden. Befindet sich die jeweilige Bildaufnahmevorrichtung beispielsweise in Deutschland, so kommen andere Schädlinge/Nützlinge in Betracht als wenn sich die Bildaufnahmevorrichtung beispielsweise in Brasilien befindet. Auch die aktuelle Jahreszeit ist eine wichtige Information, die genutzt werden kann. Je nach Jahreszeit können unterschiedliche Schädlinge/Nützlinge in Erscheinung treten. Aber auch die angebauten Pflanzen (Kulturpflanzen, Schutzpflanzen, Opferpflanzen) können Auskunft über den Schädling/Nützling Schadorganismus geben. Ferner können die von einem oder mehreren Sensoren der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzeugten Signale zur Identifizierung herangezogen werden.
Es ist denkbar, dass ein erfindungsgemäßes System zwei Computersysteme (ein erstes und ein zweites Computersystem) umfasst. Bei dem ersten Computersystem handelt es sich um einen Server, der über ein Netzwerk mit einer Mehrzahl an erfindungsgemäßen Vorrichtungen in Verbindung steht. Auf diesem Server landen alle von den Vorrichtungen übermittelten Informationen (z.B. Bildaufnahmen, Analyseergebnisse, Statusmeldungen und dergleichen). Auf dem Server können die Informationen analysiert und archiviert werden. Zum Beispiel kann auf dem Server eine Analyse der Bildaufhahmen stattfinden. Das zweite Computersystem (Client) ist mit dem ersten Computersystem (Server) verbunden und kann Informationen (Bildaufnahmen, Analyseergebnisse und dergleichen) abfragen. Das zweite Computersystem wird üblicherweise von einem Endnutzer bedient (zum Beispiel einem Landwirt), der eine oder mehrere Vorrichtungen zum Beispiel auf einem seiner landwirtschaftlich genutzten Felder aufgestellt hat und eine Befallskontrolle durchführen möchte. Das erste Computersystem (Server) wird dann üblicherweise von dem Betreiber der Bildanalysewerkzeuge betrieben und verwaltet. Dieser Betreiber kann die Vielzahl an Bildaufhahmen von unterschiedlichen Endnutzem verwenden, um die Algorithmen zur Zählung der Schädlinge/Nützlinge und/oder zur Identifizierung von Spezies fortlaufend zu verbessern. Das System ist vorzugsweise so konfiguriert, dass der Nutzer des zweiten Computersystems nur Bildaufnahmen von dem ersten Computersystem empfangen kann, die von Vorrichtungen stammen, die auf diesen Nutzer registriert sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden in einem Feld mit Hilfe einer oder mehrerer Vorrichtungen die im Sammelbereich / in den Sammelbereichen befindlichen Gliederfüßer identifiziert. In einem nächsten Schritt wird analysiert, ob unter den identifizierten Gliederfüßern Schädlinge und ihnen gegenüberstehende Nützlinge sind, denen die identifizierten Schädlinge als Nahrung oder Wirt dienen. Falls solche Nützlinge und/oder Schädlinge vorhanden sind, wird ihre Zahl bestimmt. Diese Zahlen werden verglichen, um zu erkennen, ob die Nützlinge allein in der Lage sind, eine unkontrollierte Vermehrung und/oder Ausbreitung der Schädlinge zu verhindern. Vorzugsweise werden die Zahlen zueinander ins Verhältnis gesetzt. Das Verhältnis der Zahl der Schädlinge zu der Zahl der ihnen gegenüberstehenden Nützlinge wird mit einem empirisch ermittelten Schwellenwert verglichen. Ist das Verhältnis kleiner als der Schwellenwert, ist nicht mit einer unkontrollierten Vermehrung und/oder Ausbreitung der Schädlinge zu rechnen. Ist das Verhältnis größer als der Schwellenwert, sollten Maßnahmen ergriffen werden, um einen größeren Emteverlust zu vermeiden. Das Ergebnis des Vergleichs kann einem Nutzer, vorzugsweise dem Landwirt, der das betrachtete Feld bewirtschaftet, angezeigt werden. Vorzugsweise wird dem Nutzer zusätzlich eine Maßnahme zur Bekämpfung der Schädlinge empfohlen. Zu der Empfehlung kann die Nennung eines Pflanzenschutzmittels (zum Beispiel eines Insektizids), die auszubringende Menge an Pflanzenschutzmittel, ein günstiger Zeitraum zum Ausbringen des Pflanzenschutzmittels und dergleichen angezeigt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden in einem Feld mit Hilfe einer oder mehrerer Vorrichtungen die im Sammelbereich / in den Sammelbereichen befindlichen Gliederfüßer identifiziert. In einem nächsten Schritt wird analysiert, ob unter den identifizierten Gliederfüßern Schädlinge und Nützlinge sind. Falls solche Nützlinge und Schädlinge vorhanden sind, wird ihre jeweilige Zahl bestimmt. Es wird anhand eines Modells berechnet, welche Auswirkungen eine Bekämpfung der Schädlinge z.B. mit einem Insektizid auf die Nützlinge haben könnte. Es wird berechnet, ob die negativen Auswirkungen auf die Nützlinge die positiven Auswirkungen durch eine Bekämpfung der Schädlinge überwiegen. Überwiegen die negativen Auswirkungen auf die Nützlinge, wird von einer Bekämpfung der Schädlinge abgeraten und/oder Abstand genommen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Befallsdichte mit einem spezifischen Schädling für ein Gebiet ermittelt. Es wird ermittelt, ob eine Schadschwelle überschritten ist. Bei der Klärung, ob die Schadschwelle überschritten ist, werden vorzugsweise Informationen zum Pflanzenstatus (Gesundheit der Pflanzen, Entwicklungsstadium, zu erwartender Emteertrag) berücksichtigt. Bei der Klärung, ob die Schadschwelle überschritten ist, werden vorzugsweise Informationen zu vorhandenen Nützlingen (Zahl und Art der vorhandenen Nützlinge) berücksichtigt. Das Ergebnis wird einem Landwirt, der das Gebiet bewirtschaftet, gegenüber angezeigt. Ist die Schadschwelle überschritten, werden Maßnahmen empfohlen, die der Landwirt ergreifen kann, um den zu erwartenden Schaden zu reduzieren. In vielen Gebieten werden Grünstreifen angrenzend an ein Feld für Kulturpflanzen angebaut, um die Biodiversizität zu erhöhen. Es ist denkbar, dass ein Landwirt die Effektivität der Grünstreifen überprüfen will und/oder gegenüber einer Behörde nachweisen muss. In einer bevorzugten Ausführungsform wird daher mittels der in einem Gebiet vorhandenen Bildaufnahmevorrichtungen, die Zahl und Art der in dem Gebiet vorkommenden Nützlinge oder die Zahl einer oder mehrerer definierter Nützlingsspezies ermittelt. Aus den ermittelten Daten werden für eine oder mehrere Nützlingsspezies Flächendichten ermittelt (z.B. Anzahl der Nützlingsspezies pro Hektar). Die Flächendichten werden dem Landwirt, der das Gebiet bewirtschaftet, und/oder einer Behörde übermittelt und angezeigt.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Computerprogrammprodukt. Das Computerprogrammprodukt umfasst ein Computerprogramm, das vorzugsweise in einen Arbeitsspeicher der Steuereinheit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung geladen wird dort die Steuereinheit dazu veranlasst, folgende Schritte auszuführen:
- Empfangen eines Signals, wobei das Signal eine Information über die Wahrscheinlichkeit umfasst, dass sich ein Gliederfüßer in einem Sammelbereich befindet,
- Steuern der Erzeugung von Bildaufnahmen von dem Sammelbereich und des Versendens der Bildaufhahmen und/oder von Informationen zu den Bildaufnahmen über ein Netzwerk an ein Computersystem, wobei die Zeitpunkte und/oder die zeitliche Häufigkeit für die Erzeugung der Bildaufhahmen von dem Sammelbereich und/oder für das Versenden der Bildaufhahmen und/oder der Informationen zu den Bildaufnahmen über ein Netzwerk an ein Computersystem in Abhängigkeit der Wahrscheinlichkeit festgesetzt werden/wird, dass sich Gliederfüßer im Sammelbereich befindet. Die Erfindung wird nachstehend anhand von Figuren und Beispielen näher erläutert, ohne die Erfindung auf die in den Figuren und Beispielen genannten Merkmale und Merkmalskombinationen beschränken zu wollen.
Es zeigen:
Figur 1 zeigt schematisch einen Behälter (10), der einen Sammelbereich (1) für Schädlinge und/oder Nützlinge bereitstellt. Figur 1(a) zeigt den Behälter (10) in einer Aufsicht. Figur 1(b) zeigt den Behälter (10) in einer Seitenansicht aus Richtung des Punkts A (siehe Fig. 1(a)). Figur 1(c) zeigt den Behälter (10) von der Seite im Querschnitt entlang der gestrichelten Linie A-B (siehe Fig. 1(a)).
Der Behälter (10) weist eine Zylinderform mit einem runden Querschnitt auf. Nach unten ist der Zylinder durch einen Boden (1 1) geschlossen, nach oben ist er offen. Der Boden (1 1) und zwei in sich geschlossene, runde Seitenwände (l2a, l2b), die sich senkrecht zum Boden (11) erstrecken, bilden einen Raum. Von oben betrachtet man den Sammelbereich (1). In der Mitte des Behälters (10) ist eine kreisförmige Aussparung (30) eingebracht, die durch die Seitenwand (l2b) eingegrenzt wird. Die Aussparung verjüngt sich nach oben hin; wobei ein Ring (35) entsteht, der als Auflagefläche für eine Halterung dienen kann.
In die Seitenwand (l2a) des Behälters (10) ist an einer Stelle eine halbkreisförmige Aussparung eingebracht, an der eine Rinne (20) nach außen weist. Über diese Rinne kann Regenwasser, das in den Behälter (10) gelangt, abfließen. Figur 2 zeigt den in Fig. 1(b) dargestellten Behälter (10), über den ein Käfig (50) angebracht ist. Dabei ist der Gitterabstand des Käfigs (50) so dimensioniert, dass keine Blätter in den Behälter gelangen. Am Kopf des Gitters (50) ist eine Bildaufnahmeeinheit (2) angebracht. Die Bildaufnahmeeinheit (2) befindet sich innerhalb des Käfigs. Zwei Beleuchtungseinheiten (70a, 70b) sorgen für eine definierte Ausleuchtung des Sammelbereichs. Ein Sensor (40) misst eine physikalische Eigenschaft, die mit der Wahrscheinlichkeit korreliert, dass sich ein (spezifischer) Gliederfüßer im Sammelbereich befindet.
Figur 3 zeigt schematisch eine Tafel, die einen Sammelbereich (1) bereitstellt. Figur 3(a) zeigt die Tafel in einer Seitenansicht. Figur 3(b) zeigt die Tafel in der Aufsicht. Figur 3(c) zeigt die Karte in einer weiteren Seitenansicht. An der Karte sind Haltestäbe (7) angebracht, an deren Ende eine Bildaufnahmeeinheit (2) befestigt ist. Im Sammelbereich (1) befindet sich ein Sensor (40), der eine physikalische Eigenschaft misst, die mit der Wahrscheinlichkeit korreliert, dass sich ein (spezifischer) Gliederfüßer im Sammelbereich befindet. Figur 4 zeigt schematisch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung (A). Die Vorrichtung (A) umfasst einen Sammelbereich (1), eine Bildaufhahmeeinheit (2), einen Sensor (40), eine Sendeeinheit (3) und eine Steuereinheit (4). Figur 5 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung (A). Die Vorrichtung (A) umfasst einen Sammelbereich (1), eine Bildaufnahmeeinheit (2), einen Sensor (40), eine Sendeeinheit (3), eine Steuereinheit (4) und eine Auswerteinheit (5). Figur 6 zeigt schematisch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems. Das System umfasst eine Mehrzahl an erfindungsgemäßen Vorrichtungen (Al, A2,), die Bildaufhahmen erzeugen. Informationen betreffend die Bildaufnahmen werden über ein Funknetz an eine Basisstation (B) übermittelt. Von dort werden sie über ein Netzwerk an ein Computersystem (C) übermittelt.
Figur 7 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems. Das System umfasst eine Mehrzahl an erfindungsgemäßen Vorrichtungen (Al, A2), die Bildaufhahmen erzeugen. Informationen betreffend die Bildaufnahmen werden über ein Funknetz an eine Basisstation (B) übermittelt. Von dort werden sie über ein Netzwerk (dargestellt durch die Cloud) an ein Computersystem (Cl) übermittelt. Informationen betreffend die Bildaufnahmen können mittels des Computersystems (C2) von dem Computersystem (Cl) abgerufen werden.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung umfassend
- einen Sammelbereich,
- eine Bildaufnahmeeinheit,
- eine Sendeeinheit,
- eine Steuereinheit und
- mindestens einen Sensor
wobei der mindestens eine Sensor konfiguriert ist,
■ eine physikalische Eigenschaft in seiner Umgebung zu erfassen, die mit der Wahrscheinlichkeit der Anwesenheit eines Gliederfüßers im Sammelbereich korreliert, und
■ die erfasste Eigenschaft in ein Signal umzuwandeln,
wobei die Steuereinheit konfiguriert ist,
■ die Bildaufnahmeeinheit zu veranlassen, Bildaufnahmen von dem Sammelbereich zu erzeugen, und
■ die Sendeeinheit zu veranlassen, die Bildaufnahmen und/oder Informationen zu den Bildaufnahmen über ein Netzwerk an ein Computersystem zu versenden,
wobei die Steuereinheit konfiguriert ist,
■ die Zeitpunkte und/oder die zeitliche Häufigkeit, zu denen / in der die Bildaufnahmen erzeugt werden und/oder zu denen / in der die Bildaufnahmen und/oder Informationen zu den Bildaufnahmen über das Netzwerk an das Computersystem versandt werden, auf Basis des Signals des Sensors festzusetzen.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Signal das Eintreten eines Ereignisses anzeigt und die Steuereinheit konfiguriert ist, bei Eintreten des Ereignisses die Erzeugung einer oder mehrerer Bildaufnahmen vom Sammelbereich auszulösen.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei das Ereignis die Überschreitung eines vordefinierten Schwellenwerts einer physikalischen Eigenschaft oder die Unterschreitung eines vordefinierten Schwellenwerts einer physikalischen Eigenschaft ist.
4. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der mindestens eine Sensor ein Helligkeitssensor ist.
5. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der mindestens eine Sensor ein Temperatursensor ist.
6. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der mindestens eine Sensor ein
Feuchtigkeitssensor ist.
7. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der mindestens eine Sensor ein Luftdrucksensor ist.
8. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der mindestens eine Sensor ein Windsensor ist.
9. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der mindestens eine Sensor ein Sensor zur Detektion von chemischen Stoffen in der Luft ist.
10. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der mindestens eine Sensor ein Mikrofon ist.
11. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der mindestens eine Sensor ein
Teil einer Lichtschranke ist, deren Unterbrechung die Anwesenheit eines Gliederfüßern im Sammelbereich anzeigt oder deren Unterbrechung den Ein- und/oder Austritt eines Gliederfüßern über eine Öffnung der Vorrichtung in die / aus der Vorrichtung anzeigt.
12. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der mindestens eine Sensor eine
Kamera ist, wobei die Kamera einen Bildsensor umfasst, wobei auf dem Bildsensor zumindest ein Teil des Sammelbereichs abgebildet ist, wobei die Kamera konfiguriert ist, den Bildsensor auszulesen und das ausgelesene Bild zu analysieren und einen Nützling und/oder einen Schädling und/oder einen spezifischen Nützling und/oder einen spezifischen Schädling zu erkennen.
13. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der mindestens eine Sensor ein Bewegungsmelder ist, der konfiguriert ist, eine Bewegung eines Körpers im Sammelbereich und/oder in einem Eingangsbereich zur Vorrichtung anzuzeigen.
14. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, umfassend mehrere der in den Ansprüchen 4 bis 12 genannten Sensoren.
15. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, die zeitliche Häufigkeit der Erzeugung von Bildaufnahmen vom Sammelbereich zu erhöhen, wenn die Wahrscheinlichkeit, dass sich ein Nützling und/oder ein Schädling und/oder ein spezifischer Nützling und/oder ein spezifischer Schädling im Sammelbereich aufhält, erhöht ist.
16. System, umfassend mindestens eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 und ein Computersystem, wobei die mindestens eine Vorrichtung und das Computersystem über ein Netzwerk miteinander verbunden sind.
17. Verfahren umfassend die Schritte
Erfassen einer physikalischen Eigenschaft in einer Umgebung eines Sammelbereichs, wobei die physikalische Eigenschaft mit der Wahrscheinlichkeit der Anwesenheit eines Gliederfüßern im Sammelbereich korreliert,
Erzeugen von Bildaufhahmen von dem Sammelbereich und
- Versenden der Bildaufhahmen und/oder Informationen zu den Bildaufhahmen über ein Netzwerk an ein Computersystem, wobei die Zeitpunkte und/oder die zeitliche Häufigkeit für das Erzeugen von Bildaufhahmen von dem Sammelbereich und/oder für das Versenden der Bildaufhahmen und/oder der Informationen zu den Bildaufnahmen über ein Netzwerk an ein Computersystem in Abhängigkeit der Wahrscheinlichkeit festgesetzt werden/wird, dass sich ein oder mehrere Gliederfüßer im Sammelbereich befinden.
18. Computerprogrammprodukt umfassend ein Computerprogramm, das in einen Arbeitsspeicher eines Computers geladen werden kann und dort den Computer dazu veranlasst, folgende Schritte auszuführen:
- Empfangen eines Signals, wobei das Signal eine Information über die Wahrscheinlichkeit umfasst, dass sich ein Gliederfüßer in einem Sammelbereich befindet, - Steuern der Erzeugung von Bildaufnahmen von dem Sammelbereich und des Versendens der Bildaufhahmen und/oder von Informationen zu den Bildaufnahmen über ein Netzwerk an ein Computersystem, wobei die Zeitpunkte und/oder die zeitliche Häufigkeit für die Erzeugung der Bildaufhahmen von dem Sammelbereich und/oder für das Versenden der Bildaufhahmen und/oder der Informationen zu den Bildaufnahmen über ein Netzwerk an ein Computersystem in Abhängigkeit der Wahrscheinlichkeit festgesetzt werden/wird, dass sich Gliederfüßer im Sammelbereich befindet.
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