WO2022069719A1 - Vorrichtung zur beobachtung eines pflanzenwachstums für einen anbau von pflanzen in innenräumen - Google Patents

Vorrichtung zur beobachtung eines pflanzenwachstums für einen anbau von pflanzen in innenräumen Download PDF

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WO2022069719A1
WO2022069719A1 PCT/EP2021/077125 EP2021077125W WO2022069719A1 WO 2022069719 A1 WO2022069719 A1 WO 2022069719A1 EP 2021077125 W EP2021077125 W EP 2021077125W WO 2022069719 A1 WO2022069719 A1 WO 2022069719A1
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WO
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cameras
plant
climatically
cell
climate cell
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PCT/EP2021/077125
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English (en)
French (fr)
Inventor
Sebastian Pook
Jan-Gerd Frerichs
Original Assignee
&Ever Gmbh
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Publication date
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    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • A01G9/249—Lighting means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G31/00—Soilless cultivation, e.g. hydroponics
    • A01G31/02—Special apparatus therefor
    • A01G31/06—Hydroponic culture on racks or in stacked containers
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    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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    • Y02P60/20—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions in agriculture, e.g. CO2
    • Y02P60/21—Dinitrogen oxide [N2O], e.g. using aquaponics, hydroponics or efficiency measures

Definitions

  • the invention relates to a device for observing plant growth for cultivating plants indoors, in particular in a climatically sealed climate cell.
  • the invention relates to a climatically sealed climate cell for cultivating plants indoors.
  • DE 1 928 939 describes a climatic chamber for growing plants indoors.
  • DE 1 778 624 describes a device for conditioning air for a climatic chamber.
  • the object of the present invention is to provide a device for observing plant growth for cultivating plants indoors, in particular in a climatically sealed climate cell, which makes it possible to record a large detection area of individual layers in vertical plant cultivation despite the small installation space.
  • a device for observing plant growth for cultivating plants indoors, in particular in a climatically sealed climate cell is provided for this purpose.
  • the device has several sideways cameras.
  • the device is preferably provided within a climatically sealed climate cell for vertical plant cultivation, ie plant cultivation over several layers arranged one on top of the other.
  • vertical plant cultivation indoors is to be understood as meaning what is known as indoor vertical farming, with a large cultivation area being achieved over the individual layers on the smallest possible base area. It is necessary for the environment of the plants to be optimally adjusted in terms of climate, with the climate cells ideally being designed to be very compact and with the minimum required volume.
  • the sideways-oriented cameras are provided for this purpose, which enable a meaningful analysis of the growth processes under these difficult boundary conditions.
  • the direction of growth is usually directed essentially vertically upwards. Under the alignment of Cameras in the lateral direction and at an angle to the direction of growth is to be understood as the median viewing direction of the cameras.
  • An angle to the growth direction of between 60° and 100° is particularly preferably provided.
  • the device preferably has at least one transmitter unit for transmitting the data recorded by the cameras and at least one receiver unit for receiving the data transmitted by the at least one transmitter unit.
  • each camera can have its own transmission unit and transmit the recorded data wirelessly or by wire.
  • a central transmission unit can also be provided, which transmits the data from a number of cameras or from all cameras of the device to a receiving unit or a number of receiving units.
  • Several or all of the cameras of the device can be networked with one another or record and transmit data independently of one another.
  • the transmitting unit and/or the receiving unit preferably has a memory for storing the data.
  • data essentially means images that are recorded continuously or at intervals.
  • the receiving unit and the transmitting unit are preferably arranged locally separately from one another.
  • the receiving unit can be a computer at any location that has an output device, for example a screen, for displaying the data.
  • the receiving unit can also be designed centrally as a cloud storage device for remote monitoring. In this case, the data is sent directly from the transmitter to the cloud storage. From there, the data can be read out, processed and displayed via one or more computers.
  • the alignment of the cameras can be changed and adjusted separately for each camera or jointly for several cameras.
  • the angle to Growth direction can be changed individually or uniformly.
  • the viewing direction on the horizontal plane could also be changeable individually for individual cameras or for several cameras together.
  • the device preferably has at least one means for detecting a plant height and/or a leaf size and/or other plant characteristics.
  • plant features are to be understood in particular as characteristic features of the plant, via which a statement can be made about the growth and/or the health of the plants and/or the current situation.
  • the current supply conditions for example water supply, nutrient supply, lighting intensity, and so on, are optimally set or need to be changed.
  • the expected yield can also be determined and estimated at an early stage. This yield determination is particularly preferably updated continuously or at regular intervals.
  • a climatically sealed climate cell for cultivating plants indoors is also provided, the climatically sealed climate cell having at least one device as described above for observing plant growth.
  • the climatically sealed climate cell preferably has several carrier systems in at least two layers one above the other within the climate cell, each carrier system having a receiving area with a substrate arranged or arrangeable therein for receiving the plants and/or for receiving seeds.
  • the carrier systems themselves can be designed as desired for the respective application.
  • the carrier systems can thus be understood as meaning substrate carriers which are in turn arranged in larger trough-shaped containers.
  • carrier system is also to be understood as meaning a trough-shaped container itself, within which several substrate carriers are arranged.
  • the climatically sealed climate cell is thus divided into a large number of layers arranged one on top of the other, and represents a rearing facility or part of a rearing facility for vertical plant cultivation indoors.
  • each layer has a plant level and a lighting level arranged above it, with several cameras being assigned to each level.
  • the device for observing plant growth can have all the cameras of the individual layers.
  • the plant level is to be understood as a level on which the carrier systems are arranged essentially in a horizontal direction.
  • the lighting level with suitable light sources, for example LEDs, is arranged at a distance above the plant level.
  • each layer has not only a separate plant level, but also a lighting level provided for the lighting of the respective plant level. The distance between the plant level and the lighting level is selected to be as small as possible, but designed accordingly for the respective application, in particular the type of plant.
  • the cameras assigned to a layer are preferably arranged in the vertical direction between the plant level and the lighting level.
  • the cameras are preferably mounted above the plant level but below or at the lighting level.
  • a type of scaffolding could be provided within the climatic cell, which supports the individual levels, ie plant level and lighting level, of the layers.
  • the cameras can then also be attached to the framework.
  • the cameras assigned to a layer are arranged on an outer side or on several outer sides of the respective layer, but inwards between plant level and Lighting level are aligned.
  • the outer sides of the layers are to be understood as meaning the edge areas of the individual layers.
  • cameras can also be provided in the central area, ie between, for example, opposite outer sides.
  • the climatically sealed climate cell preferably has regulating means for regulating a temperature and/or a relative humidity and/or a carbon dioxide content and/or an air speed and/or a watering duration and/or a lighting duration and/or a lighting intensity within the climate cell.
  • the climatic cell can be designed in such a way that uniform parameters are set within the entire climatic cell by means of these regulating means.
  • the climatic cell could be designed in such a way that the parameters for the individual layers can be set individually by means of these regulating means.
  • the climate cell is divided into several climate zones in the horizontal direction, in particular in the direction of the rows of plants arranged on the individual layers. Different parameters for the individual climatic zones across all layers or on each individual layer can then be set separately by means of the regulating means.
  • a climatic cell configured in this way is particularly suitable when the plants or the carrier systems with the plants arranged on them are pushed through along the rows on the individual layers in a kind of FIFO principle during the germination and/or growth phase.
  • the plants can pass through different climatic zones according to their growth requirements during the germination and/or growth phase.
  • the device for observing the plant growth is then designed so that by means of the cameras of the device on the Plant growth within the different climate zones can be observed and recorded across individual layers.
  • Figure 1 a climatically sealed climate cell for rearing
  • Figure 2 a schematic representation of a device for observing a
  • Figure 3 a climatically sealed climate cell for rearing
  • FIG. 4 another climatically closed climate cell for cultivating plants with several climate zones arranged one behind the other.
  • FIG. 1 shows a climatically sealed climate cell 200 for growing plants indoors for vertical plant cultivation.
  • the climatically sealed climate cell 200 is divided into several layers 16 which are arranged one above the other.
  • Each layer 16 has a plant plane 16a and a lighting plane 16b arranged above it for illuminating the respective plants on the plant plane 16a.
  • a plurality of carrier systems 15 with plants arranged therein are arranged in rows one behind the other.
  • the climatically sealed climate cell 200 has a device 100 for observing plant growth of the plants arranged in the carrier systems 15 .
  • the device 100 for observing plant growth has cameras 10 distributed over the layers 16, which are preferably arranged at the respective ends of the layers 16 between the plant level 16a and the lighting level 16b.
  • the cameras 10 are arranged with an essentially laterally aligned viewing angle inwards into the air-conditioning cell.
  • the data or images recorded by the cameras 10 are transmitted via the transmitter unit 13 to a receiver unit 14 (not shown in FIG. 1 for the sake of clarity) or to a plurality of receiver units 14 .
  • the transmission unit 13 can also be integrated into the camera 10 .
  • the data can be transmitted via cable or wirelessly.
  • FIG. 2 shows the device 100 for observing plant growth within a climatically sealed climate cell 200.
  • FIG. 2 shows only one layer 16 with a plant plane 16a and a lighting plane 16b arranged above it.
  • the device 100 can extend over several layers 16, as shown in FIG. 1 by way of example.
  • the device 100 for observing plant growth has, as shown here by way of example, cameras 10 which are oriented laterally and which are arranged between the plant plane 16a and the illumination plane 16b.
  • the line of sight 17 of the cameras 10 is aligned laterally and towards the interior of the air-conditioning cell 200 .
  • the central viewing direction 17 of the cameras 10 is arranged at an angle 11 to the growth direction 12 of the plants, the angle 11 being approximately 70° to 90°.
  • a relatively flat viewing direction of the Cameras 10 guaranteed across the plant level 16a.
  • plant growth can also be made possible in a very confined space, ie with a small distance between the plant plane 16a and the lighting plane 16b.
  • the data recorded by the cameras 10 are transmitted to a receiving unit 14 or to a plurality of receiving units 14 by means of the transmitting unit 13 .
  • FIG. 3 shows another example of a climatically sealed climate cell 200 with a device 100 arranged therein for observing plant growth.
  • the device 100 has cameras 10 distributed over the layers 16 and arranged laterally.
  • FIG. 3 also shows the movement direction 19, in which the carrier systems 15 with the plants arranged therein (the plants are not shown in FIG. 3 for the sake of a better overview) are moved or pushed through the climate cell 200 during the growth phase.
  • the direction of movement 19 runs at 90° to the viewing direction 17 of the cameras 10, ie into the plane of the drawing.
  • the carrier systems 15 with the plants could be pushed through the climate cell 200 along such a row in the direction of movement 19 over a period of 20 to 30 days.
  • the carrier systems 15 that were first inserted into the respective layer 16 are thus removed at the end of a respective layer 16 .
  • new carrier systems 15 are inserted into layer 16 on the input side.
  • the plants can be observed due to the lateral and flat alignment of the cameras 10 or whose growth can be observed over a large and/or wide area on a layer 16.
  • cameras 10 could also be provided in the longitudinal direction of the rows, ie in the direction of movement 19 of the carrier systems 15 . Then the plants can also be viewed and observed across the individual climate zones 18 . Such an alternative is shown in FIG.
  • the climatic cell 200 shown by way of example in FIG. 4 is divided into several climatic zones 18 arranged one behind the other. Within each climate zone 18, different parameters for plant growth could be set. This can be due to different climatic conditions. However, different watering amounts, watering times,
  • Exposure parameters, and so on in the different climate zones 18 can be provided.
  • the plants then migrate through the individual climatic zones 18 one after the other in their carrier systems 15 during the growth period.
  • FIG. 4 shows only short rows, each with three carrier systems 15 arranged one behind the other, by way of example.
  • the rows within the climate cell 200 are usually significantly longer.
  • a row 23 could accommodate carrier systems 15 arranged one behind the other.

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Cultivation Of Plants (AREA)

Abstract

Um eine Vorrichtung zur Beobachtung eines Pflanzenwachstums für einen Anbau von Pflanzen in Innenräumen bereitzustellen, wobei auch bei einer kompakten Bauweise mittels bildgebender Sensoren eine möglichst umfassende und großflächige Beobachtung des Pflanzenwachstums möglich ist, weist die Vorrichtung mehrere seitwärts ausgerichtete Kameras auf.

Description

Vorrichtung zur Beobachtung eines Pflanzenwachstums für einen Anbau von Pflanzen in Innenräumen
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beobachtung eines Pflanzenwachstums für einen Anbau von Pflanzen in Innenräumen, insbesondere in einer klimatisch abgeschlossenen Klimazelle.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine klimatisch abgeschlossene Klimazelle zur Aufzucht von Pflanzen in Innenräumen.
Stand der Technik
Die DE 1 928 939 beschreibt eine Klimakammer zur Aufzucht von Pflanzen in Innenräumen.
In der DE 1 778 624 wird eine Vorrichtung zum Konditionieren von Luft für eine Klimakammer beschrieben.
Die DE 10 2018 126 555 Al beschreibt eine abgeschlossene Klimazelle mit beweglich angeordneten Beleuchtungsplattformen.
In der DE 10 2016 121 126 B3 wird eine klimatisch abgeschlossene Klimazelle zur Aufzucht von Pflanzen in Innenräumen beschrieben.
Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Beobachtung eines Pflanzenwachstums für einen Anbau von Pflanzen in Innenräumen, insbesondere in einer klimatisch abgeschlossenen Klimazelle, bereitzustellen, die es ermöglicht, trotz niedrigen Bauraums eine große Erfassungsfläche einzelner Lagen im vertikalen Pflanzenanbau zu erfassen. Erfindungsgemäß ist hierfür eine Vorrichtung zur Beobachtung eines Pflanzenwachstums für einen Anbau von Pflanzen in Innenräumen, insbesondere in einer klimatisch abgeschlossenen Klimazelle, vorgesehen. Die Vorrichtung weist mehrere seitwärts ausgerichtete Kameras auf.
Bevorzugterweise ist die Vorrichtung innerhalb einer klimatisch abgeschlossenen Klimazelle für den vertikalen Pflanzenanbau, also den Pflanzenanbau über mehrere übereinander angeordnete Lagen, vorgesehen. Unter dem Begriff vertikaler Pflanzenanbau in Innenräumen ist gemäß der vorliegenden Erfindung das sogenannte Indoor Vertical Farming zu verstehen, wobei auf möglichst geringer Grundfläche eine große Anbaufläche über die einzelnen Lagen hinweg erreicht wird. Dabei ist es erforderlich, dass die Umgebung der Pflanzen klimatisch optimal eingestellt wird, wobei die Klimazellen idealerweise sehr kompakt und mit minimal erforderlichem Volumen ausgebildet werden.
Durch diese kompakte Bauweise ist die Verwendung bildgebender Sensoren für eine möglichst umfassende, großflächige Beobachtung eine große Herausforderung. Es ist also gewünscht, eine große Erfassungsfläche trotz des niedrigen Bauraums zwischen den einzelnen Lagen innerhalb der klimatisch abgeschlossenen Klimazelle zu erreichen. Dies ist notwendig, um trotz eines geschlossenen Systems den Anbau zu optimieren, zu automatisieren und Probleme frühzeitig zu erkennen.
Erfindungsgemäß sind hierfür die seitwärts ausgerichteten Kameras vorgesehen, welche eine aussagekräftige Analyse der Wachstumsprozesse unter diesen schwierigen Randbedingungen ermöglichen.
Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass die Kameras in einem Winkel zur Wachstumsrichtung der Pflanzen ausgerichtet sind, wobei der Winkel zwischen 45° und 120° beträgt. Die Wachstumsrichtung ist üblicherweise im Wesentlichen senkrecht nach oben gerichtet. Unter der Ausrichtung der Kameras in seitlicher Richtung sowie in einem Winkel zur Wachstumsrichtung ist die mittlere Blickrichtung der Kameras zu verstehen. Besonders bevorzugterweise ist ein Winkel zur Wachstumsrichtung zwischen 60° und 100° vorgesehen.
Die Vorrichtung weist bevorzugterweise mindestens eine Sendeeinheit zur Übermittlung der von den Kameras aufgenommenen Daten und mindestens einer Empfangseinheit zum Empfang der von der mindestens einen Sendeeinheit übermittelten Daten auf. Hierfür kann jede Kamera eine eigene Sendeeinheit aufweisen und drahtlos oder drahtgebunden die aufgenommenen Daten übermitteln. Alternativerweise kann auch eine zentrale Sendeeinheit vorgesehen sein, die die Daten mehrerer Kameras oder sämtlicher Kameras der Vorrichtung an eine Empfangseinheit oder mehrere Empfangseinheiten übermitteln. Mehrere oder sämtliche Kameras der Vorrichtung können miteinander vernetzt sein oder unabhängig voneinander Daten aufnehmen und übermitteln.
Bevorzugterweise weist die Sendeeinheit und/oder die Empfangseinheit Speicher zur Speicherung der Daten auf. Unter Daten sind im Sinne der vorliegenden Erfindung im Wesentlichen Bilder zu verstehen, welche kontinuierlich oder in Intervallen aufgenommen werden. Ferner ist die Empfangseinheit und die Sendeeinheit bevorzugterweise örtlich voneinander getrennt angeordnet. Beispielsweise kann die Empfangseinheit ein Rechner an einem beliebigen Standort sein, welcher über ein Ausgabegerät, zum Beispiel einen Bildschirm zur Anzeige der Daten verfügt. Die Empfangseinheit kann aber auch zentral als Cloudspeicher zum Remote-Monitoring ausgebildet sein. In diesem Fall werden die Daten von der Sendeeinheit direkt zum Cloudspeicher übermittelt. Von dort aus können über einzelne oder mehrere Rechner die Daten ausgelesen, verarbeitet und angezeigt werden.
Des Weiteren ist bevorzugterweise vorgesehen, dass die Ausrichtung der Kameras für jede Kamera separat oder für mehrere Kameras gemeinsam veränderbar und einstellbar ist. Beispielsweise können dann die Winkel zur Wachstumsrichtung individuell oder einheitlich verändert werden. Auch könnte die Blickrichtung auf horizontaler Ebene individuell für einzelne Kameras oder für mehrere Kameras gemeinsam veränderbar sein.
Die Vorrichtung weist bevorzugterweise mindestens ein Mittel zur Erfassung einer Pflanzenhöhe und/oder einer Blattgröße und/oder weiterer Pflanzenmerkmale auf. Unter Pflanzenmerkmalen sind im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere charakteristische Merkmale der Pflanze zu verstehen, über welche sich eine Aussage des Wachstums und/oder der Gesundheit der Pflanzen und/oder der momentanen Situation machen lässt. Somit kann bevorzugterweise nicht nur der Wachstumsfortschritt ermittelt werden, sondern es kann auch erkannt werden, ob die aktuellen Versorgungsbedingungen, zum Beispiel Wasserversorgung, Nährstoffzufuhr, Beleuchtungsintensität, und so weiter, optimal eingestellt sind oder verändert werden müssten. Ferner kann hierüber auch der zu erwartende Ertrag ermittelt und frühzeitig abgeschätzt werden. Besonders bevorzugterweise wird diese Ertragsermittlung kontinuierlich beziehungsweise in regelmäßigen Abständen aktualisiert.
Erfindungsgemäß ist ferner eine klimatisch abgeschlossene Klimazelle zur Aufzucht von Pflanzen in Innenräumen vorgesehen, wobei die klimatisch abgeschlossene Klimazelle mindestens eine vorbeschriebene Vorrichtung zur Beobachtung eines Pflanzenwachstums aufweist.
Die klimatisch abgeschlossene Klimazelle weist bevorzugterweise mehrere Trägersysteme in mindestens zwei Lagen innerhalb der Klimazelle übereinander auf, wobei jedes Trägersystem einen Aufnahmebereich mit einem darin angeordneten oder darin anordbaren Substrat zur Aufnahme der Pflanzen und/oder zur Aufnahme von Saatgut aufweist. Die Trägersysteme selbst können beliebig für den jeweiligen Anwendungsfall ausgebildet sein. Unter den Trägersystemen können somit im Sinne der vorliegenden Erfindung Substratträger, welche wiederum in größeren wannenförmigen Behältnissen angeordnet sind, zu verstehen sein. Des Weiteren könnte im Sinne dieser Erfindung unter Trägersystem auch ein wannenförmiges Behältnis selbst, innerhalb welchem mehrere Substratträger angeordnet sind, zu verstehen sein. Bevorzugterweise ist die klimatisch abgeschlossene Klimazelle somit in eine Vielzahl von übereinander angeordneten Lagen aufgeteilt, und stellt eine Aufzuchtanlage oder einen Teil einer Aufzuchtanlage für den vertikalen Pflanzenanbau in Innenräumen dar.
Des Weiteren ist bevorzugterweise vorgesehen, dass jede Lage eine Pflanzenebene und eine darüber angeordnete Beleuchtungsebene aufweist, wobei jeweils mehrere Kameras einer Lage zugeordnet sind. Somit können mehrere Kameras pro Lage innerhalb der Klimazelle angeordnet sein. Die Vorrichtung zur Beobachtung des Pflanzenwachstums kann sämtliche Kameras der einzelnen Lagen aufweisen. Unter der Pflanzenebene ist eine Ebene zu verstehen, auf welcher die Trägersystems im Wesentlichen in horizontaler Richtung angeordnet sind. Beabstandet oberhalb der Pflanzenebene ist die Beleuchtungsebene mit geeigneten Leuchtmitteln, zum Beispiel LEDs, angeordnet. Somit weist jede Lage nicht nur eine separate Pflanzenebene, sondern auch eine für die jeweilige Pflanzenebene zur Beleuchtung vorgesehene Beleuchtungsebene auf. Der Abstand zwischen Pflanzenebene und Beleuchtungsebene ist möglichst gering gewählt, aber für den jeweiligen Anwendungsfall, insbesondere die Pflanzenart, entsprechend ausgelegt.
Bevorzugterweise sind die einer Lage zugeordneten Kameras in Höhenrichtung zwischen der Pflanzenebene und der Beleuchtungsebene angeordnet. Somit sind die Kameras bevorzugterweise oberhalb der Pflanzenebene, aber unterhalb oder an der Beleuchtungsebene befestigt. Beispielsweise könnte innerhalb der Klimazelle eine Art Gerüst vorgesehen sein, welches die einzelnen Ebenen, also Pflanzenebene und Beleuchtungsebene, der Lagen trägt. An dem Gerüst können dann auch die Kameras befestigt sein.
Des Weiteren ist bevorzugterweise vorgesehen, dass die einer Lage zugeordneten Kameras an einer Außenseite oder an mehreren Außenseiten der jeweiligen Lage angeordnet, aber nach innen zwischen Pflanzenebene und Beleuchtungsebene ausgerichtet sind. Unter den Außenseiten der Lagen sind die Randbereiche der einzelnen Lagen zu verstehen. Es können aber auch zusätzlich im mittigen Bereich, also zwischen beispielsweise gegenüberliegenden Außenseiten, Kameras vorgesehen sein.
Bevorzugterweise weist die klimatisch abgeschlossene Klimazelle Regulierungsmittel zur Regulierung einer Temperatur und/oder einer relativen Luftfeuchte und/oder eines Kohlenstoffdioxid-Gehalts und/oder einer Luftgeschwindigkeit und/oder einer Bewässerungsdauer und/oder einer Beleuchtungsdauer und/oder einer Beleuchtungsintensität innerhalb der Klimazelle auf.
Dabei kann die Klimazelle derart ausgebildet sein, dass mittels dieser Regulierungsmittel innerhalb der gesamten Klimazelle einheitliche Parameter eingestellt werden. Alternativerweise könnte die Klimazelle derart ausgebildet sein, dass mittels dieser Regulierungsmittel für die einzelnen Lagen individuell die Parameter eingestellt werden. Des Weiteren ist bevorzugterweise vorgesehen, dass die Klimazelle in horizontaler Richtung, insbesondere in Richtung der auf den einzelnen Lagen angeordneten Pflanzenreihen, in mehrere Klimazonen eingeteilt ist. Mittels der Regulierungsmittel können dann unterschiedliche Parameter für die einzelnen Klimazonen über alle Lagen hinweg oder auf jeder einzelnen Lage separat eingestellt werden. Eine derartig ausgestaltete Klimazelle ist insbesondere dann besonders geeignet, wenn entlang der Reihen auf den einzelnen Lagen die Pflanzen beziehungsweise die Trägersysteme mit den darauf angeordneten Pflanzen in einer Art FIFO-Prinzip während der Keimungs- und/oder Wachstumsphase hindurchgeschoben werden. Somit können die Pflanzen entsprechend ihrer Wachstumsanforderungen während der Keimungs- und/oder Wachstumsphase entsprechend unterschiedliche Klimazonen durchlaufen.
Bevorzugterweise ist die Vorrichtung zur Beobachtung des Pflanzenwachstums dann so ausgebildet, dass mittels der Kameras der Vorrichtung über die einzelnen Lagen hinweg das Pflanzenwachstum innerhalb der verschiedenen Klimazonen beobachtet und erfasst werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.
Es zeigen schematisch:
Figur 1: eine klimatisch abgeschlossene Klimazelle zur Aufzucht von
Pflanzen in Innenräumen,
Figur 2: eine Prinzipdarstellung einer Vorrichtung zur Beobachtung eines
Pflanzenwachstums innerhalb einer klimatisch abgeschlossenen Klimazelle,
Figur 3: eine klimatisch abgeschlossene Klimazelle zur Aufzucht von
Pflanzen mit mehreren hintereinander angeordneten Klimazonen, und
Figur 4: eine weitere klimatisch abgeschlossene Klimazelle zur Aufzucht von Pflanzen mit mehreren hintereinander angeordneten Klimazonen.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
Figur 1 zeigt eine klimatisch abgeschlossene Klimazelle 200 zur Aufzucht von Pflanzen in Innenräumen für den vertikalen Pflanzenanbau. Dabei ist die klimatisch abgeschlossene Klimazelle 200 in mehrere Lagen 16 aufgeteilt, welche übereinander angeordnet sind. Jede Lage 16 weist dabei eine Pflanzenebene 16a und eine darüber angeordnete Beleuchtungsebene 16b zur Beleuchtung der jeweiligen Pflanzen auf der Pflanzenebene 16a auf. Auf jeder Lage 16 beziehungsweise der jeweiligen Pflanzenebene 16a einer Lage 16 sind mehrere Trägersysteme 15 mit darin angeordneten Pflanzen reihenförmig hintereinander angeordnet.
Die klimatisch abgeschlossene Klimazelle 200 weist eine Vorrichtung 100 zur Beobachtung eines Pflanzenwachstums der in den Trägersystemen 15 angeordneten Pflanzen auf. Bei dem in Figur 1 dargestellten Beispiel weist die Vorrichtung 100 zur Beobachtung des Pflanzenwachstums über die Lagen 16 verteilte Kameras 10 auf, welche bevorzugterweise an den jeweiligen Enden der Lagen 16 jeweils zwischen Pflanzenebene 16a und Beleuchtungsebene 16b angeordnet sind. Dabei sind die Kameras 10 mit einem im Wesentlichen seitlich ausgerichteten Blickwinkel nach innen in die Klimazelle hinein angeordnet. Die von den Kameras 10 aufgenommenen Daten beziehungsweise Bilder werden über die Sendeeinheit 13 an eine Empfangseinheit 14 (der besseren Übersicht halber in Figur 1 nicht dargestellt) oder mehrere Empfangseinheiten 14 übermittelt. Die Sendeinheit 13 kann auch in die Kamera 10 integriert sein. Die Datenübertragung kann per Kabel oder kabellos erfolgen.
Figur 2 zeigt die Vorrichtung 100 zur Beobachtung eines Pflanzenwachstums innerhalb einer klimatisch abgeschlossenen Klimazelle 200. Der besseren Übersicht halber ist in Figur 2 lediglich eine Lage 16 mit einer Pflanzenebene 16a und einer darüber angeordneten Beleuchtungsebene 16b gezeigt. Die Vorrichtung 100 kann sich über mehrere Lagen 16, wie in Figur 1 beispielhaft dargestellt, erstrecken.
Die Vorrichtung 100 zur Beobachtung des Pflanzenwachstums weist, wie hier beispielhaft dargestellt, seitlich ausgerichtete Kameras 10 auf, welche zwischen der Pflanzenebene 16a und der Beleuchtungsebene 16b angeordnet sind. Die Blickrichtung 17 der Kameras 10 ist seitlich und ins Innere der Klimazelle 200 ausgerichtet. Dabei ist die mittlere Blickrichtung 17 der Kameras 10 in einem Winkel 11 zur Wachstumsrichtung 12 der Pflanzen angeordnet, wobei der Winkel 11 ca. 70° bis 90° beträgt. Somit ist eine relativ flache Blickrichtung der Kameras 10 über die Pflanzenebene 16a hinweg gewährleistet. Dadurch kann mittels der Vorrichtung 100 das Pflanzenwachstum auch in einem sehr beengten Raum, also bei einem kleinen Abstand zwischen Pflanzenebene 16a und Beleuchtungsebene 16b ermöglicht werden.
Mittels der Sendeeinheit 13 werden die von den Kameras 10 aufgenommenen Daten an eine Empfangseinheit 14 oder an mehrere Empfangseinheiten 14 übermittelt.
In Figur 3 ist nochmals beispielhaft eine klimatisch abgeschlossene Klimazelle 200 mit darin angeordneter Vorrichtung 100 zur Beobachtung des Pflanzenwachstums gezeigt. Die Vorrichtung 100 weist über die Lagen 16 verteilt und seitlich angeordnete Kameras 10 auf.
Schematisch dargestellt ist in Figur 3 auch die Bewegungsrichtung 19, in welcher die Trägersysteme 15 mit den darin angeordneten Pflanzen (die Pflanzen sind in Figur 3 der besseren Übersicht halber nicht dargestellt) während der Wachstumsphase durch die Klimazelle 200 bewegt beziehungsweise hindurchgeschoben werden. Die Bewegungsrichtung 19 verläuft bei dem in Figur 3 gezeigten Beispiel 90° zur Blickrichtung 17 der Kameras 10, also in die Zeichenebene hinein.
Beispielsweise könnten die Trägersysteme 15 mit den Pflanzen entlang einer solchen Reihe in Richtung der Bewegungsrichtung 19 über einen Zeitraum von 20 bis 30 Tagen durch die Klimazelle 200 hindurchgeschoben werden. Nach einer Art FIFO-Prinzip werden somit am Ende einer jeweiligen Lage 16 die Trägersysteme 15 entnommen, die zuerst in die jeweilige Lage 16 eingesetzt wurden. Gleichzeitig werden neue Trägersysteme 15 eingangsseitig in die Lage 16 eingesetzt.
Mittels der Vorrichtung 100 zur Beobachtung des Pflanzenwachstums können aufgrund der seitlichen und flachen Ausrichtung der Kameras 10 die Pflanzen beziehungsweise deren Wachstum über einen großen und/oder weiten Bereich auf einer Lage 16 beobachtet werden.
Es könnten zusätzlich oder alternativ auch Kameras 10 in Längsrichtung der Reihen, also in Bewegungsrichtung 19 der Trägersysteme 15 vorgesehen sein. Dann können die Pflanzen auch über die einzelne Klimazonen 18 hinweg betrachtet und beobachtet werden. Eine solche Alternative ist in Figur 4 dargestellt.
Da während einer Wachstumsperiode der Pflanzen unterschiedliche klimatische Bedingungen gefordert sein könnten, ist die beispielhaft in Figur 4 dargestellte Klimazelle 200 in mehrere hintereinander angeordnete Klimazonen 18 aufgeteilt. Innerhalb jeder Klimazone 18 könnten unterschiedliche Parameter für das Pflanzenwachstum eingestellt werden. Hierbei kann es sich um unterschiedliche klimatische Bedingungen handeln. Es könnten aber auch unterschiedliche Bewässerungsmengen, Bewässerungszeiten,
Belichtungsparameter, und so weiter in den unterschiedlichen Klimazonen 18 vorgesehen sein. Die Pflanzen durchwandern dann in ihren Trägersystemen 15 während der Wachstumsperiode die einzelnen Klimazonen 18 nacheinander.
In Figur 4 sind beispielhaft lediglich kurze Reihen mit jeweils drei hintereinander angeordneten Trägersystemen 15 gezeigt. Üblicherweise sind die Reihen innerhalb der Klimazelle 200 aber wesentlich länger. Beispielsweise könnte eine Reihe 23 hintereinander angeordnete Trägersysteme 15 aufnehmen. Dann würden sich zu einem Zeitpunkt immer mehrere in einer Reihe hintereinander angeordnete Trägersysteme 15 in einer Klimazone 18 befinden.
Bezugszeichenliste
100 Vorrichtung zur Beobachtung eines Pflanzenwachstums
200 Klimatisch abgeschlossene Klimazelle
10 Kamera
11 Winkel
12 Wachstumsrichtung
13 Sendeeinheit
14 Empfangseinheit
15 Trägersystem
16 Lagen
16a Pflanzenebene
16b Beleuchtungsebene
17 Blickrichtung der Kamera
18 Klimazonen
19 Bewegungsrichtung

Claims

A n s p r ü c h e Vorrichtung (100) zur Beobachtung eines Pflanzenwachstums für einen Anbau von Pflanzen in Innenräumen, insbesondere in einer klimatisch abgeschlossenen Klimazelle, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100) mehrere seitwärts ausgerichtete Kameras (10) aufweist. Vorrichtung (100) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameras (10) in einem Winkel (11) zur Wachstumsrichtung (12) der Pflanzen ausgerichtet sind, wobei der Winkel (11) zwischen 45 ° und 120 ° beträgt. Vorrichtung (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100) mindestens eine Sendeeinheit (13) zur Übermittlung der von den Kameras (10) aufgenommenen Daten und mindestens eine Empfangseinheit (14) zum Empfang der von der mindestens einen Sendeeinheit (13) übermittelten Daten aufweist. Vorrichtung (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausrichtung der Kameras (10) für jede Kamera (10) separat oder für mehrere Kameras (10) gemeinsam veränderbar und einstellbar ist. Vorrichtung (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100) mindestens ein Mittel zur Erfassung einer Pflanzenhöhe und/oder einer Blattgröße und/oder weiterer Pflanzenmerkmale aufweist. Klimatisch abgeschlossene Klimazelle (200) zur Aufzucht von Pflanzen in Innenräumen, dadurch gekennzeichnet, dass die klimatisch abgeschlossene Klimazelle (200) eine Vorrichtung (100) zur Beobachtung eines Pflanzenwachstums gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist. Klimatisch abgeschlossene Klimazelle (200) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Trägersysteme (15) in mindestens zwei Lagen (16) innerhalb der Klimazelle (200) übereinander angeordnet sind, wobei jedes Trägersystem (15) einen Aufnahmebereich mit einem darin angeordneten oder darin anordbaren Substrat zur Aufnahme der Pflanzen und/oder zur Aufnahme von Saatgut aufweist. Klimatisch abgeschlossene Klimazelle (200) gemäß einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede Lage (16) eine Pflanzenebene (16a) und eine darüber angeordnete Beleuchtungsebene (16b) aufweist, wobei jeweils mehrere Kameras (10) einer Lage (16) zugeordnet sind. Klimatisch abgeschlossene Klimazelle (200) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die einer Lage (16) zugeordneten Kameras (10) in Höhenrichtung zwischen der Pflanzenebene (16a) und der Beleuchtungsebene (16b) angeordnet sind. Klimatisch abgeschlossene Klimazelle (200) gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, 14 dadurch gekennzeichnet, dass die einer Lage (16) zugeordneten Kameras (10) an einer Außenseite oder an mehreren Außenseiten der Lage (16) angeordnet und zwischen Pflanzenebene (16a) und Beleuchtungsebene (16b) ausgerichtet sind. Klimatisch abgeschlossene Klimazelle (200) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die klimatisch abgeschlossene Klimazelle (200) Regulierungsmittel zur Regulierung einer Temperatur und/oder einer relativen Luftfeuchte und/oder eines Kohlenstoffdioxid-Gehalts und/oder einer Luftgeschwindigkeit und/oder einer Bewässerungsdauer und/oder einer Beleuchtungsdauer und/oder einer Beleuchtungsintensität innerhalb der Klimazelle (200) aufweist.
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