WO1998054960A1 - Pflanzenzustandsmessvorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Pflanzenzustandsmeßvorrichtung für die Erfassung des Pflanzenzustandes mit einem optischen Sensor (1), der auf die zu messenden Pflanzen (2) gerichtet ist und der die von der Pflanze abgegebenen optischen Signale empfängt und an eine Signal-Verarbeitungseinrichtung weiterleitet, wobei eine künstliche Strahlungsquelle, die auf den jeweiligen Pflanzenmeßbereich des Sensors gerichtet ist und deren auf den Pflanzenmeßbereich gerichtete und von den Pflanzen abgegebenen Strahlen von dem Sensor erfaßt sind.

Description

"Pflanzenzustandsmeßvorπchtunq"

Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung für die Erfassung des Pflanzenzustandes, beispielsweise auf landwirtschaftlich genutzten Flachen, an denen die nachfolgend erläuterte Erfindung beispielhaft beschrieben wird

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

Der erfahrene Landwirt kann dies anhand der Beurteilung der Pflanzenblatter feststellen, beispielsweise ob die Pflanzen ausreichend gewassert bzw gedüngt sind und kann nach dieser Beurteilung die erforderlichen Arbeitsvorgange wählen

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

Aus der DE-OS 40 16 603 ist es bekannt, Sensorelemente zu verwenden, die mit einem Bordcomputer in Verbindung stehen und die Information über Beschaffenheit und den Zustand des

Pflanzenbewuchses auf der zu bearbeitenden oder zu bestellenden Fläche liefern.

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

Schwierigkeiten gibt es bei der Messung über derartige optische

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

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

Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die

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

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter an- spruchen erläutert

Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung sind in den nachfolgenden

Zeichnungen erläutert, wobei

Fig 1 ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung darstellt und

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel der Erfin- düng mit einer Abdeckung des Pflanzenmeß- bereiches

Bezugnehmend auf Fig 1 ist ein Ackerschlepper dargestellt, der einen optischen Sensor 1 an seiner Vorderseite tragt, der auf den zu messenden Pflanzenbestand 2 vor ihm gerichtet ist Der

Sensor 1 ist in diesem Ausfuhrungsbeispiel über eine Signallei- tung mit einem Prozeßrechner 4 verbunden, der wiederum über eine Signalleitung 5 mit einem landwirtschaftlichen Arbeitsgerät

6 verbunden ist, das beispielsweise eine Düngerausgabevor- πchtung oder ein Tank zum Ausbringen von Flüssigkeiten auf dem zu bestellenden Feld od dgl. sein kann

Die Meßvorrichtung für die Messung des Pflanzenbestandes weist ebenfalls eine Strahlungsquelle 7 auf, die auf den zu mes- senden Pflanzenbestand 2 gerichtet ist. Diese Strahlungsquelle

7 kann beispielsweise ein Halogenlicht sein bzw. ein sogenann- tes Xenonlicht oder eine Laserstrahlungsquelle Diese Strahlungsquelle 7 ist auf den Pflanzenmeßbereich gerichtet, so daß der zu messende Pflanzenbestand bei Tageslicht zum einen vom Sonnenlicht und zum anderen von der Strahlungsquelle 7 bestrahlt wird und diese Bestrahlung wird von dem optischen

Sensor 1 aufgenommen und zur Verarbeitung weitergeleitet

Je nach Starke der eingesetzten Strahlungsquelle 7 überwiegt der Anteil des naturlichen Lichtes oder der Strahlungsquelle bei der Messung tagsüber und je hoher der Anteil des von der

Strahlungsquelle 7 produzierten Lichtes auf den Pflanzenbestand 2 ist, desto hoher ist die Konstanz der erhaltenen Meßwerte, insbesondere bei unterschiedlichen Lichtbedingungen bei der Benutzung In vorteilhafter Ausgestaltung kann die Strah- lungsquelle 7 in ihrer Strahlungsintensität einstellbar sein, um z. B die Intensität bei stark schwankenden natürlichen Lichtver- haltnissen zu erhohen und z B bei nahezu gleichbleibenden Verhaltnissen zu reduzieren, um den Energiebedarf zu senken

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

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

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

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

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

Claims

Patentansprüche:

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

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 , qekennzeichnet durch den Meßbereich des Sensors (1 ), der gegenüber einer Umgebung zunächst teilweise über eine zunächst lichtmindernde Abdeckungsvorrichtung (8) abgedeckt ist.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, qekennzeichnet durch die haubenartig, nach unten offen ausgebildete Abdeckung

(8).

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, gekennzeichnet durch die an ihrem unteren Randbereich flexibel ausgebildete Ab- deckvorrichtung.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, 3 oder 4, qekennzeichnet durch Abdecklappen an zumindest einem unteren Rand der Abdeckvorrichtung.

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

7. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, qekennzeichnet durch einen Laserstrahler als Strahlungs- quelle.

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

9. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, qekennzeichnet durch die in ihrer Intensität regelbare Strahlungsquelle (7).

10. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, qekennzeichnet durch die mit dem Sensor in einem Gehäuse angeordnete Strahlungsquelle (7).