WO2022223283A1 - Verfahren zum ausbringen zweier unterschiedlicher spritzmittel auf eine landwirtschaftliche fläche - Google Patents

Verfahren zum ausbringen zweier unterschiedlicher spritzmittel auf eine landwirtschaftliche fläche Download PDF

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WO2022223283A1
WO2022223283A1 PCT/EP2022/058946 EP2022058946W WO2022223283A1 WO 2022223283 A1 WO2022223283 A1 WO 2022223283A1 EP 2022058946 W EP2022058946 W EP 2022058946W WO 2022223283 A1 WO2022223283 A1 WO 2022223283A1
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spray
agent
agricultural
selective
spraying
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PCT/EP2022/058946
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English (en)
French (fr)
Inventor
Johanna Link-Dolezal
Peter Schwaderer
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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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
    • A01M7/00—Special adaptations or arrangements of liquid-spraying apparatus for purposes covered by this subclass
    • A01M7/0089—Regulating or controlling systems
    • 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
    • A01M7/00—Special adaptations or arrangements of liquid-spraying apparatus for purposes covered by this subclass
    • A01M7/005—Special arrangements or adaptations of the spraying or distributing parts, e.g. adaptations or mounting of the spray booms, mounting of the nozzles, protection shields
    • A01M7/006—Mounting of the nozzles
    • 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
    • A01M7/00—Special adaptations or arrangements of liquid-spraying apparatus for purposes covered by this subclass
    • A01M7/0082—Undercarriages, frames, mountings, couplings, tanks
    • A01M7/0085—Tanks

Definitions

  • the invention relates to a method for applying two different sprays to an agricultural area by means of an agricultural spraying device and a corresponding control unit and an agricultural spraying device for applying two different sprays to an agricultural area according to the species of the independent claims.
  • Modern plant protection equipment has the technical prerequisites for site-specific application of spray liquid.
  • these technical requirements include the ability to switch individual nozzles or sections on and off, the ability to couple the nozzle or section control with an application map or a suitable sensor system, and the composition of the spray mixture by feeding in additional crop protection products via direct injection depending on the weed population to change.
  • a sensor system can be a weed sensor, for example.
  • each area of the field is treated with the target application rate (volume per area).
  • the spray mixture is applied through a nozzle with defined properties to ensure the effectiveness of the crop protection agent (distribution, droplet size, adhesion to the site of action, ). Appropriate prerequisites must also be ensured in the case of a site-specific application in order to ensure the effectiveness of the plant protection product.
  • weed composition a basic distinction is made between 2 classes of plants: grasses (monocots) and weeds (dicots), which differ in terms of morphology and physiology (uptake of the active substance, transport to the site of action, metabolism/activation of the active substance, site of action of herbicides).
  • DE 10 2017210 804 A1 discloses a method for applying a spray to a field, the spray being applied to a defined weed area depending on the degree of coverage.
  • the subject matter of the present invention is a method for applying two different sprays to an agricultural area by means of an agricultural spraying device which has a first spray circuit with a first spray tank and a first spray nozzle unit and a second spray circuit which is fluidically separate from the first and has a second spray tank and a second spray nozzle unit has, with the steps:
  • the first spray agent being at least one plant protection agent that is to be applied over the entire surface, in particular that acts on the soil, and at least one selective, in particular comprises or consists of a foliar-acting and/or at least one non-selective, in particular foliar-acting, herbicide;
  • a second spray agent in the second spray agent tank of the second spray agent circuit of the spray device the second spray agent being the same at least one, in particular soil-acting, plant protection agent to be applied over the entire area and the same at least one selective, in particular foliar-acting, and/or at least one non-selective, in particular foliar-acting herbicide corresponding to the first spray and also comprises or consists of at least one herbicide which is not contained in the first spray and which is selective for at least one defined weed and in particular has a foliar effect; and
  • the subject matter of the present invention is also a control unit that is set up to carry out the following steps:
  • the subject of the present invention is also an agricultural spraying device for applying two different spraying agents to an agricultural area
  • a first spray circuit having a first spray tank and a first spray nozzle unit
  • An optical detection unit for detecting field sections of the agricultural area
  • the subject matter of the present invention is a computer program that is set up to execute and/or control the steps of a previously described control unit when the computer program is executed on a computer, and a machine-readable storage medium with the computer program stored thereon.
  • the method according to the invention is intended for agricultural spraying devices having two fluidically separate spraying agent circuits, each with a circuit-specific spraying agent tank and a circuit-specific spray nozzle unit.
  • the method according to the invention provides an operating strategy that is adapted to the detection performance of plants (degree of classification) and the existing hardware, with an optimized Spray agent distribution in the two spray agent tanks in order to achieve both high effectiveness and high spray agent savings.
  • the detection performance can be limited, for example, to the identification or classification of just a defined weed or just a defined group of weeds.
  • an agricultural purpose can be understood to mean a purpose which is aimed at the economic cultivation of useful plants.
  • the spraying agent is applied to an agricultural area or an area used for agriculture.
  • This can be understood to mean a field or an area under cultivation for plants or also a parcel of such an area under cultivation.
  • the agricultural area can thus be arable land, grassland or pasture.
  • the plants can include, for example, crop plants or useful plants whose fruit is used agriculturally (for example as food, animal feed or as an energy crop) and weeds, weeds and grass weeds.
  • the application of the sprays takes place during one, i.e. the same treatment process of the agricultural area.
  • All steps of the method are preferably carried out during a movement, in particular a drive or a flight of the agricultural spraying device over the agricultural area.
  • the agricultural spraying device is advantageously designed to carry out the method automatically and/or autonomously in order to enable the agricultural area to be treated quickly, reliably and efficiently.
  • the agricultural spraying device can in particular be part of an agricultural field sprayer or a crop protection device or be designed as an agricultural field sprayer or a crop protection device.
  • the agricultural sprayer may comprise a mobile unit or be arranged on a mobile unit, wherein the mobile unit can be designed in particular as a land vehicle and/or aircraft and/or trailer.
  • the mobile unit can in particular be an agricultural working machine, for example a tractor, a tractor, a self-propelled or autonomous field sprayer or a self-propelled or autonomous robot.
  • the agricultural spraying device can in particular be a towed field sprayer, a self-propelled field sprayer or a mounted field sprayer.
  • the agricultural spray device can also be attached to a hydraulic device of an agricultural working machine. It is also conceivable that the agricultural spraying device is installed on a loading area of an agricultural working machine. Alternatively, the spray device can be attached to the agricultural working machine.
  • the agricultural spray device has a first spray medium circuit for dispensing a first spray medium and a second spray medium circuit, which is fluidically separate from the first, for dispensing a second spray medium. That is, in other words, that the agricultural spray device has two fluidically separate spray agent circuits for applying two different spray agents. Accordingly, the two spray agent circuits are designed in such a way that there is no mixing or no contact of the two spray agents within the spray agent circuits.
  • the first spray circuit has a circuit's own first spray tank for the first spray and a circuit's own first spray nozzle unit for dispensing the first spray. Understandably, the first spray agent circuit also has a corresponding first line system.
  • the second spray agent circuit has a circuit-specific second spray agent tank for the second spray agent and a circuit-specific second spray nozzle unit for dispensing the second spray agent. Understandably, the second spray agent circuit also has a corresponding second line system.
  • the first spray medium circuit and the second spray medium circuit can be configured or constructed essentially the same.
  • the spray nozzle units are designed to be controllable or operable.
  • the spray nozzle units each have at least one spray nozzle, but preferably a large number of spray nozzles and at least one valve, preferably a valve assigned to each spray nozzle, for controlling or regulating the amount of spray agent applied.
  • the valves can be arranged or integrated in the spray nozzles. However, the valves can also be arranged upstream of the spray nozzles, ie (in the direction of flow of the spray agent) upstream of the spray nozzles. However, the spray nozzle units can also have several spray nozzles, each with an upstream valve.
  • the spray nozzle units can also have several spray nozzles with only one valve upstream of the spray nozzles, so that when the valve is actuated, the spray agent is applied by means of several spray nozzles of the respective spray nozzle unit.
  • the valves can be designed, for example, as pulse width modulated valves (PWM valves) or as proportional valves.
  • PWM valves pulse width modulated valves
  • the spray nozzles of each spray nozzle unit can be controlled individually or separately and/or in defined groups or associations and/or all together.
  • One spray nozzle of the two spray nozzle units preferably forms a spray nozzle pair, with the spray nozzles of a spray nozzle pair being designed to apply the respective spray agent to the same field section or to treat the same field section with the respective spray agent during the treatment of the agricultural area.
  • the spray nozzles of a pair of spray nozzles are preferably arranged next to one another, in particular one behind the other or next to one another in the direction of movement of the agricultural spraying device.
  • the application of the spray can be carried out in particular by means of at least one delivery unit of the agricultural spray device.
  • the delivery unit can be designed to deliver or direct a liquid under pressure, in particular to meter it. So she can Delivery unit, e.g. one/one or more pumps,
  • Conveyor pumps, dosing pumps, accumulators, screw conveyors, valves, orifices, etc. include.
  • the agricultural spraying device can have an optical detection unit for detecting field sections of the agricultural area in order to obtain image information for identifying the at least one defined weed.
  • the optical detection unit is preferably arranged on the agricultural spraying device.
  • the optical detection unit can have at least one, preferably several cameras, the cameras can be selected from the group consisting of: multispectral and/or hyperspectral and/or infrared and/or camera and/or 3D camera.
  • the optical detection unit can be designed to detect or record images in the NIR and/or visual range.
  • the optical detection unit can have a light or lighting unit.
  • the cameras can be designed to communicate with one another. A camera can be assigned to each row of field sections. However, it is also conceivable for an optical detection unit to detect field sections of two or more rows of field sections.
  • the spray nozzle units and the optical detection unit are preferably arranged on a spray boom of the agricultural spray device.
  • the detected field section can be a detection section or a detected image section of an optical detection unit.
  • the field section that is detected is preferably the entire field section that is detected in the field of view of the optical detection unit.
  • the image information is preferably an image or image of the detected field section.
  • the two sprays are in particular spray liquids.
  • the spray liquids can be designed, for example, as: liquid, suspension, emulsion, solution or a combination thereof.
  • the spray liquids are preferably diluted with water.
  • the spray liquids can be, for example, agricultural spray mixtures.
  • the first spray has or consists of at least one crop protection agent to be applied over the entire area and at least one selective and/or at least one non-selective herbicide.
  • the plant protection agent to be applied over the entire area is preferably a soil-acting plant protection agent.
  • the plant protection agent that is to be applied over the entire area, in particular that acts on the soil can be selected from the group consisting of: insecticide, fungicide, herbicide that acts on the soil, non-selective and/or selective herbicide that acts on the leaves, or combinations thereof.
  • the selective herbicide is preferably a foliar herbicide.
  • the selective herbicide can be selected from the group consisting of: selective primarily foliar herbicides against weeds or against grasses or against certain types of weeds, for example thistles, or combinations thereof.
  • the non-selective herbicide is also preferably a foliar herbicide.
  • the non-selective herbicide can be selected from the group consisting of: total herbicides or non-specific, broad-spectrum herbicides or combinations thereof.
  • the first spray can also contain a fertilizer, in particular a fertilizer concentrate, and/or a growth regulator and/or an insecticide and/or a fungicide and/or another active agent.
  • a fertilizer in particular a fertilizer concentrate, and/or a growth regulator and/or an insecticide and/or a fungicide and/or another active agent.
  • the second spray has the same at least one, in particular soil-acting, plant protection agent to be applied over the entire surface and the same at least one selective, in particular foliar-acting, and/or at least one non-selective, in particular foliar-acting herbicide, corresponding to the first spray.
  • the second spray also has at least one herbicide that is not contained in the first spray and is selective for at least one defined weed or a defined weed species, for example thistles.
  • the selective herbicide is preferably a foliar herbicide.
  • the herbicide of the second spray is preferably selective for a defined group of weeds.
  • the herbicide that is selective for the defined weed or the defined weed species or the defined group of weeds can be selected from the group consisting of: selective herbicides that primarily have foliar action against weeds or against grasses or against certain types of weeds, e.g. thistles (unless one is already included in the spray) or combinations thereof.
  • the second spray can also contain a fertilizer, in particular a fertilizer concentrate, and/or a growth regulator and/or an insecticide and/or a fungicide and/or another active ingredient.
  • a fertilizer in particular a fertilizer concentrate, and/or a growth regulator and/or an insecticide and/or a fungicide and/or another active ingredient.
  • the first spray is applied using the first spray nozzle unit or the second spray is applied using the second spray nozzle unit to field sections of the agricultural area that have been detected in particular by the optical detection unit (so that all field sections of the field are treated).
  • the "spraying decision" is made depending on an occurrence of the at least one defined weed in the respective field sections.
  • the corresponding spray agent is preferably applied to the entire field section.
  • the field sections or areas on which spray agent is applied are also referred to below as sprayed or treated field sections.
  • a step of identifying the at least one defined weed in the recorded field sections using the corresponding image information by means of a control unit, in particular the agricultural spraying device, is preferred.
  • the step of identifying preferably includes a step of classifying the identified weeds.
  • the step of identifying may further include a step of identifying plant material.
  • the step of identifying can include detecting a color component, in particular a green color component and/or an infrared component in the field section or the image information.
  • a color component in particular a green color component and/or an infrared component in the field section or the image information.
  • NDVI value Normalized Differenced Vegetation Index, it is calculated from reflection values in the near infrared and visible red wavelength range of the light spectrum formed
  • a step of reading out and/or receiving corresponding position information of the at least one defined weed in relation to the agricultural area can also be provided.
  • the first spray is preferably applied when none of the at least one defined weed occurs and/or is identified in the respective field section.
  • the second spray is preferably applied when at least one of the at least one defined weed occurs and/or is identified.
  • a threshold value above 1 can also be specified, from which point a switch is made to the second spray agent or to the second spray nozzle unit.
  • This embodiment can advantageously be implemented using an optical detection unit and a computing unit, which are designed to identify and classify only the at least one defined weed or only the defined group of weeds.
  • a field section or the image information of a field section can have several separate image evaluation areas in which the defined weeds are identified.
  • the number of image evaluation areas per image information can depend on the distance between the spray nozzles and the width of the image information.
  • Each image evaluation area can be assigned to one or more pairs of spray nozzles. For example, with an image information width of 1.5m and a spray nozzle spacing of 0.25m, 6 image evaluation areas would be provided per camera.
  • the sprays are preferably applied essentially uniformly to the field sections.
  • uniform application can be understood as application with the same or constant predefined application quantity per area.
  • a predefined application quantity can be understood to mean an application quantity specified in advance or at the beginning of the treatment.
  • the defined application rate can be preset or can be entered in advance.
  • the method steps of detecting the field sections, identifying the at least one defined weed and applying the spray are, of course, carried out repeatedly. In this case, the steps of detecting the field sections are preferably carried out or carried out repeatedly in a defined, in particular fixed time interval or in a time interval that is adapted to the driving speed of the agricultural spraying device. In other words, the field sections are recorded with a defined or a speed-dependent repetition rate.
  • the control unit can have an arithmetic unit or a large number of arithmetic units for processing signals or data, at least one memory unit for storing signals or data, at least one communication interface for reading in data, in particular for receiving image information and for outputting data, in particular control signals to a Unit, in particular an actuator include.
  • a processing unit can be assigned to each optical detection unit or camera, or each optical detection unit or camera can have its own processing unit.
  • the arithmetic unit is or the arithmetic units are designed or set up for image processing, so that it/they can carry out calculation steps or image processing steps for carrying out the method according to the invention. Accordingly, each computing unit has corresponding image processing software.
  • the arithmetic unit can be a signal processor, a microcontroller or the like, for example, while the storage unit can be a flash memory, an EPROM or a magnetic storage unit.
  • the communication interface can be designed to read in or output data wirelessly and/or by wire, wherein a communication interface that can read in or output wire-bound data can, for example, read this data electrically or optically from a corresponding data transmission line or output it to a corresponding data transmission line.
  • the method according to the invention can be implemented, for example, in software or hardware or in a mixed form of software and hardware in the control unit or a control device.
  • the control unit can be arranged completely or partially on or integrated into the agricultural spraying device.
  • the control unit can also be completely or partially external, for example integrated in a cloud.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an agricultural item
  • Fig. 3 image information with identified weeds of a defined
  • FIG. 4 shows a flow chart of a method.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an agricultural spraying device, which is provided with the reference number 10 in its entirety.
  • the agricultural spraying device 10 is designed as a field sprayer 10 .
  • the field sprayer 10 is arranged on a mobile land vehicle 12 which is designed as a towing vehicle 12 or tractor 12 .
  • the agricultural spray device 10 is designed to have two different spray means on an agricultural area 14 with crops 16 and 16 to apply weeds 18.
  • the agricultural spray device 10 has two spray medium circuits 20, 22, which are shown in more detail in FIG. 2 and are described in more detail below.
  • the first spray agent circuit 20 has a first spray agent tank 24 with a first spray agent 26 and a first spray nozzle unit 28 for dispensing the first spray agent 26 .
  • the second spray agent circuit 22 has a second spray agent tank 30 with a second spray agent 32 and a second spray nozzle unit 34 for dispensing the second spray agent 32 .
  • the two spray nozzle units 28, 34 each have a plurality of spray nozzles 38, 40 spaced apart in the longitudinal direction on a spray boom 36.
  • a spray nozzle 38 of the first spray nozzle unit 28 and a spray nozzle 40 of the second spray nozzle unit 34 form a spray nozzle pair 42, with the spray nozzles 38, 40 of a spray nozzle pair 42 being arranged adjacent and one behind the other in the direction of movement of the agricultural spraying device 10.
  • the first spray means 26 consists of two soil-active plant protection agents A, B to be applied over the entire area and four selective and/or non-selective foliar herbicides C-F.
  • the second spray means 32 consists of the same two soil-acting plant protection agents A, B to be applied over the entire surface and the same four selective and/or non-selective foliar herbicides C-F corresponding to the first spray means 26 and also one not contained in the first spray means 26, for one defined group of weeds 18 selective foliar herbicide G.
  • the agricultural spraying device 10 also has an optical detection unit 44 for detecting field sections of the agricultural area 14 in order to obtain image information for identifying the at least one defined weed 18 or a defined group of weeds 18 .
  • the optical detection unit 44 has a multiplicity of optical cameras 46 which are spaced apart in the longitudinal direction on the spray boom 36 .
  • the optical cameras 46 each include a filter unit in order to filter a color component, such as the green color component, of a received or to extract captured image information or a captured image to capture weeds 18 .
  • the agricultural sprayer 10 also includes a control unit (not shown) connected to the optical cameras 46 to receive information therefrom.
  • the control unit has a large number of computing units, each of which is assigned to an optical camera 46 and is also designed to carry out calculation steps or image processing steps for carrying out the method according to the invention, in particular to identify the at least one defined weed 18 using the image information from the corresponding optical camera 46 .
  • the control unit is also designed to output a control signal depending on the identification of at least one of the at least one defined weed 18 in such a way that either the first spray agent 26 or the second spray agent 32 is applied.
  • FIG. 3 shows an embodiment in which the optical cameras 46 and the associated computing units are designed to identify or classify only a defined group of weeds 18 .
  • Fig. 4 shows a flow chart of a method 100 for applying two different sprays 26, 32 to an agricultural area 14 using an agricultural spraying device 10, which has a first spray circuit 20 with a first spray tank 24 and a first spray nozzle unit 28 and a fluidically separate from the first second spray agent circuit 22 having a second spray agent tank 30 and a second spray nozzle unit 34 .
  • the method comprises a step of providing 102 a first spray agent 26 in the first spray agent tank 24 of the first spray agent circuit 20 of the spraying device 10, the first spray agent 26 being at least one plant protection agent A, B, in particular one that acts on the soil, to be applied over the entire surface and at least one selective plant protection agent, in particular one that acts on the leaves, and /or comprises or consists of at least one non-selective, in particular foliar-acting herbicide CF.
  • the method 100 further includes a step of providing 104 a second spray 32 in the second spray tank 30 of the second spray circuit 34 of the spray device 10, wherein the second spray 32 the same at least one, in particular soil-acting, plant protection agent A, B to be applied over the entire area and the same at least one selective, in particular foliar-acting, and/or at least one non-selective, in particular foliar-acting herbicide CF corresponding to the first spraying agent 26 and also at least one in the first spraying agent 26 does not contain herbicide G that is selective for at least one defined weed 18, in particular that acts on the leaves, or consists of it.
  • the method 100 also includes a step of detecting 106 the field sections of the agricultural area 14 using an optical detection unit 44 of the agricultural spraying device 10 in order to obtain image information for identifying the at least one defined weed 18 in each case.
  • Method 100 also includes a step of identifying 108 the at least one defined weed 18 in the detected field sections using the corresponding image information by means of a control unit, in particular agricultural spraying device 10.
  • method 100 includes a step of applying 110 either the first spray 26 by means of the first spray nozzle unit 28 or the second spray agent 32 by means of the second spray nozzle unit 34 on field sections of the agricultural area 14 depending on an occurrence of the at least one defined weed 18 in the respective field sections.
  • an embodiment includes an "and/or" link between a first feature and a second feature, this should be read in such a way that the embodiment according to one embodiment includes both the first feature and the second feature and according to a further embodiment either only that having the first feature or only the second feature.

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Abstract

Es wird vorgeschlagen ein Verfahren zum Ausbringen zweier unterschiedlicher Spritzmittel (26, 32) auf eine landwirtschaftliche Fläche mittels einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung, welche einen ersten Spritzmittelkreislauf (20) mit einem ersten Spritzmitteltank (24) und einer ersten Spritzdüseneinheit (28) und einen von dem ersten fluidisch getrennten zweiten Spritzmittelkreislauf (22) mit einem zweiten Spritzmitteltank (30) und einer zweiten Spritzdüseneinheit (34) aufweist. Das Verfahren weist einen Schritt des Bereitstellens eines ersten Spritzmittels (26) in dem ersten Spritzmitteltank (24) des ersten Spritzmittelkreislaufs (20) der Spritzvorrichtung, wobei das erste Spritzmittel (26) zumindest ein vollflächig auszubringendes, insbesondere bodenwirksames Pflanzenschutzmittel (A, B) und zumindest ein selektives, insbesondere blattwirksames, und/oder zumindest ein nicht-selektives, insbesondere blattwirksames Herbizid (C-F) aufweist oder daraus besteht. Das Verfahren weist ferner einen Schritt des Bereitstellens eines zweiten Spritzmittels (32) in dem zweiten Spritzmitteltank (30) des zweiten Spritzmittelkreislaufs (34) der Spritzvorrichtung (10), wobei das zweite Spritzmittel (32) das gleiche zumindest eine vollflächig auszubringende, insbesondere bodenwirksame Pflanzenschutzmittel (A, B) und das gleiche zumindest eine selektive, insbesondere blattwirksame, und/oder zumindest eine nicht-selektive, insbesondere blattwirksame Herbizid (C-F) entsprechend dem ersten Spritzmittel (26) und ferner zumindest ein im ersten Spritzmittel (26) nicht enthaltenes, für zumindest ein definiertes Unkraut selektives, insbesondere blattwirksames Herbizid (G) aufweist oder daraus besteht. Das Verfahren weist außerdem einen Schritt des Ausbringens entweder des ersten Spritzmittels (26) mittels der ersten Spritzdüseneinheit (28) oder des zweiten Spritzmittels (32) mittels der zweiten Spritzdüseneinheit (34) auf Feldabschnitte der landwirtschaftlichen Fläche in Abhängigkeit von einem Vorkommen des zumindest einen definierten Unkrauts in den jeweiligen Feldabschnitten.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zum Ausbringen zweier unterschiedlicher Spritzmittel auf eine landwirtschaftliche Fläche
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausbringen zweier unterschiedlicher Spritzmittel auf eine landwirtschaftliche Fläche mittels einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung sowie eine entsprechende Steuereinheit und eine landwirtschaftliche Spritzvorrichtung zum Ausbringen zweier unterschiedlicher Spritzmittel auf eine landwirtschaftliche Fläche nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.
Moderne Pflanzenschutzgeräte besitzen die technischen Voraussetzungen zur teilflächenspezifischen Applikation von Spritzbrühe. Diese technischen Voraussetzungen umfassen zum einen die Fähigkeit einzelne Düsen oder Teilbreiten ein- und auszuschalten, die Fähigkeit die Düsen- oder Teilbreitensteuerung mit einer Applikationskarte oder eines geeigneten Sensorsystems zu koppeln, sowie die Zusammensetzung der Spritzbrühe durch Einspeisen von zusätzlichen Pflanzenschutzmitteln über Direktinjektion in Abhängigkeit der Unkrautpopulation zu ändern. Solch eine Sensorsystem kann beispielsweise ein Unkrautsensor sein.
Bei einer ordnungsgemäß durchgeführten vollflächigen Applikation wird jede Fläche des Feldes mit der Sollaufwandsmenge (Volumen pro Fläche) behandelt. Die Applikation der Spritzbrühe erfolgt dabei durch eine Düse mit definierten Eigenschaften, um die Wirksamkeit der Pflanzenschutzmittel (Verteilung, Tröpfengröße, Anhaften am Wirkort, ...) sicherzustellen. Entsprechende Voraussetzung muss auch bei einer teilflächenspezifischen Applikation sichergestellt werden, um die Wirksamkeit des Pflanzenschutzmittels sicher zu stellen. Hinsichtlich der Unkrautzusammensetzung wird grundsätzlich in 2 Klassen von Pflanzen unterschieden: Gräser (Monokotyle) und Unkräuter (Dikotyle), die sich bezüglich Morphologie und Physiologie (Aufnahme des Wirkstoffs, Transport zum Wirkort, Metabolisierung/Aktivierung des Wirkstoffs, Wirkort von Herbiziden) unterscheiden. Je nach Unterkrautklasse und -art kommen daher unterschiedliche (selektive) Herbizide für eine effektive Behandlung in Frage. Hinsichtlich des Aufnahmewegs eines Herbizids wird nach sog. Bodenherbizide (Wurzel) und Blattherbiziden (Kultikula) unterschieden. Während Bodenherbizide vorbeugend, auf noch nicht vollständig aufgelaufenen Unkräuter ausgebracht werden, können Blattherbizide nur über vorhandene Blattmasse aufgenommen werden. Das erfordert, dass Bodenherbizide vollflächig (und vorsorglich/ohne Indikation) im Feld ausgebracht werden, während für die Blattherbizide eine teilflächenspezifische Applikation in Abhängigkeit des Unkrautvorkommens möglich ist.
Je nach vorhandener Hardware auf einem Pflanzenschutzgerät ergeben sich aus den Anforderungen der unterschiedlichen Bereiche verschiedene Betriebsstategien bzw. Applikationslogiken.
Die DE 10 2017210 804 Al offenbart ein Verfahren Ausbringen eines Spritzmittels auf ein Feld, wobei das Spritzmittel in Abhängigkeit von einem Bedeckungsgrad in einem definierten Unkrautbereich ausgebracht wird.
Offenbarung der Erfindung
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Ausbringen zweier unterschiedlicher Spritzmittel auf eine landwirtschaftliche Fläche mittels einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung, welche einen ersten Spritzmittelkreislauf mit einem ersten Spritzmitteltank und einer ersten Spritzdüseneinheit und einen von dem ersten fluidisch getrennten zweiten Spritzmittelkreislauf mit einem zweiten Spritzmitteltank und einer zweiten Spritzdüseneinheit aufweist, mit den Schritten:
- Bereitstellen eines ersten Spritzmittels in dem ersten Spritzmitteltank des ersten Spritzmittelkreislaufs der Spritzvorrichtung, wobei das erste Spritzmittel zumindest ein vollflächig auszubringendes, insbesondere bodenwirksames Pflanzenschutzmittel und zumindest ein selektives, insbesondere blattwirksames, und/oder zumindest ein nicht-selektives, insbesondere blattwirksames Herbizid aufweist oder daraus besteht;
- Bereitstellen eines zweiten Spritzmittels in dem zweiten Spritzmitteltank des zweiten Spritzmittelkreislaufs der Spritzvorrichtung, wobei das zweite Spritzmittel das gleiche zumindest eine vollflächig auszubringende, insbesondere bodenwirksame Pflanzenschutzmittel und das gleiche zumindest eine selektive, insbesondere blattwirksame, und/oder zumindest eine nicht selektive, insbesondere blattwirksame Herbizid entsprechend dem ersten Spritzmittel und ferner zumindest ein im ersten Spritzmittel nicht enthaltenes, für zumindest ein definiertes Unkraut selektives, insbesondere blattwirksames Herbizid aufweist oder daraus besteht; und
- Ausbringen entweder des ersten Spritzmittels mittels der ersten Spritzdüseneinheit oder des zweiten Spritzmittels mittels der zweiten Spritzdüseneinheit auf Feldabschnitte der landwirtschaftlichen Fläche in Abhängigkeit von einem Vorkommen des zumindest einen definierten Unkrauts in den jeweiligen Feldabschnitten.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Steuereinheit die dazu eingerichtet ist, folgende Schritte durchzuführen:
- Empfangen von Bildinformationen, welche mittels einer optischen Erfassungseinheit einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung erfasste Feldabschnitte einer landwirtschaftlichen Fläche repräsentieren;
- Identifizieren zumindest eines definierten Unkrauts in den erfassten Feldabschnitten unter Verwendung der Bildinformationen; und
- Ausgeben eines Steuersignals in Abhängigkeit von der Identifizierung zumindest eines des zumindest einen definierten Unkrauts o entweder an eine erste Spritzdüseneinheit der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung, um ein erstes Spritzmittel aus einem ersten Spritzmitteltank über einen ersten Spritzmittelkreislauf der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung auf den jeweiligen erfassten Feldabschnitt auszubringen, wobei das erste Spritzmittel zumindest ein vollflächig auszubringendes, insbesondere bodenwirksames Pflanzenschutzmittel und zumindest ein selektives, insbesondere blattwirksames, und/oder zumindest ein nicht-selektives, insbesondere blattwirksames Herbizid aufweist oder daraus besteht; o oder an eine zweite Spritzdüseneinheit der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung, um ein zweites Spritzmittel aus einem zweiten Spritz mitteltank über einen von dem ersten fluidisch getrennten zweiten Spritzmittelkreislauf der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung auf den jeweiligen erfassten Feldabschnitt auszubringen, wobei das zweite Spritzmittel das gleiche zumindest eine vollflächig auszubringende, insbesondere bodenwirksame Pflanzenschutzmittel und das gleiche zumindest eine selektive, insbesondere blattwirksame, und/oder zumindest eine nicht-selektive, insbesondere blattwirksame Herbizid entsprechend dem ersten Spritzmittel und ferner zumindest ein im ersten Spritzmittel nicht enthaltenes, für zumindest ein definiertes Unkraut selektives, insbesondere blattwirksames Herbizid aufweist oder daraus besteht.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist außerdem eine landwirtschaftliche Spritzvorrichtung zum Ausbringen zweier unterschiedlicher Spritzmittel auf eine landwirtschaftliche Fläche mit
- einem ersten Spritzmittelkreislauf aufweisend einen ersten Spritzmitteltank und eine erste Spritzdüseneinheit;
- einem von dem ersten fluidisch getrennten zweiten Spritzmittelkreislauf aufweisend einen zweiten Spritzmitteltank und eine zweite Spritzdüseneinheit;
- einer optischen Erfassungseinheit zum Erfassen von Feldabschnitten der landwirtschaftlichen Fläche; und
- einer vorhergehend beschriebenen Steuereinheit.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist schließlich ein Computerprogramm das dazu eingerichtet ist, die Schritte einer vorangehend beschriebenen Steuereinheit auszuführen und/oder zu steuern, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird, sowie ein maschinenlesbares Speichermedium mit dem darauf gespeicherten Computerprogramm.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist für landwirtschaftliche Spritzvorrichtungen aufweisend zwei fluidisch voreinander getrennte Spritzmittelkreisläufe mit jeweils einem kreislaufeigenen Spritzmitteltank und einer kreislaufeigenen Spritzdüseneinheit aufweist gedacht. Hierbei stellt das erfindungsgemäße Verfahren eine an die Erkennungsleistung von Pflanzen (Klassifizierungsgrad) und die vorhandene Hardware angepasste Betriebsstrategie mit optimierter Spritzmittelverteilung in den beiden Spritzmitteltanks bereit, um sowohl eine hohe Wirksamkeit als auch eine hohe Spritzmitteleinsparung zu realisieren. Die Erkennungsleistungsleistung kann bspw. auf die Identifizierung bzw. Klassifizierung von lediglich einem definierten Unkraut oder lediglich einer definierten Gruppe von Unkräutern eingeschränkt sein.
Das Verfahren ist für landwirtschaftliche Zwecke gedacht, jedoch nicht darauf beschränkt. Unter einem landwirtschaftlichen Zweck kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Zweck verstanden werden, der auf eine wirtschaftliche Kultivierung von Nutzpflanzen gerichtet ist.
Das Ausbringen der Spritzmittel erfolgt hierbei auf einer landwirtschaftlichen Fläche bzw. einer landwirtschaftlich genutzten Fläche. Hierunter können ein Feld oder eine Anbaufläche für Pflanzen oder auch eine Parzelle einer solchen Anbaufläche verstanden werden. Die landwirtschaftliche Fläche kann somit eine Ackerfläche, ein Grünland oder eine Weide sein. Die Pflanzen können beispielsweise Kulturpflanzen oder Nutzpflanzen, deren Frucht landwirtschaftlich genutzt wird (beispielsweise als Nahrungsmittel, Futtermittel oder als Energiepflanze) sowie Beikräuter, Unkräuter und Ungräser umfassen.
Das Ausbringen der Spritzmittel erfolgt während eines, d.h. desselben Behandlungsvorgangs der landwirtschaftlichen Fläche.
Bevorzugt werden alle Schritte des Verfahrens während einer Bewegung, insbesondere einer Fahrt oder eines Fluges der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung über der landwirtschaftlichen Fläche durchgeführt.
Vorteilhafterweise ist die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung ausgebildet, das Verfahren automatisiert und/oder autonom durchzuführen, um eine schnelle, zuverlässige und effiziente Behandlung der landwirtschaftlichen Fläche zu ermöglichen.
Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung kann insbesondere Teil einer landwirtschaftlichen Feldspritze bzw. eines Pflanzenschutzgerätes sein oder als eine landwirtschaftliche Feldspritze bzw. ein Pflanzenschutzgerät ausgebildet sein. Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung kann eine mobile Einheit umfassen oder auf einer mobilen Einheit angeordnet sein, wobei die mobile Einheit insbesondere als Landfahrzeug und/oder Luftfahrzeug und/oder Anhänger ausgebildet sein kann. Die mobile Einheit kann insbesondere eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine, bspw. eine Zugmaschine, ein Schlepper, eine selbstfahrende bzw. autonome Feldspritze oder ein selbstfahrender bzw. autonomer Roboter sein. Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung kann insbesondere eine gezogene Feldspritze, eine selbstfahrende Feldspritze oder eine Anbaufeldspritze sein. Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung kann auch an einer hydraulischen Vorrichtung einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine angebaut sein. Denkbar ist auch, dass die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung auf einer Ladefläche einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine aufgebaut ist. Alternativ kann die Spritzvorrichtung an der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine angehängt sein.
Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung weist einen ersten Spritzmittelkreislauf zum Ausbringen eines ersten Spritzmittels und einen von dem ersten fluidisch getrennten zweiten Spritzmittelkreislauf zum Ausbringen eines zweiten Spritzmittels auf. D.h., mit anderen Worten, dass die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung zwei fluidisch voneinander getrennte Spritzmittelkreisläufe zum Ausbringen zweier unterschiedlicher Spritzmittel aufweist. Demnach sind die beiden Spritzmittelkreisläufe derart ausgebildet, dass keine Durchmischung bzw. kein Kontakt der beiden Spritzmittel innerhalb der Spritzmittelkreisläufe erfolgt.
Der erste Spritzmittelkreislauf weist einen kreislaufeigenen ersten Spritz mitteltank für das erste Spritzmittel und eine kreislaufeigene erste Spritzdüseneinheit zum Ausbringen des ersten Spritzmittels auf. Der erste Spritzmittelkreislauf weist verständlicherweise ferner ein entsprechendes erstes Leitungssystem auf. Der zweite Spritzmittelkreislauf weist einen kreislaufeigenen zweiten Spritzmitteltank für das zweite Spritzmittel und eine kreislaufeigene zweite Spritzdüseneinheit zum Ausbringen des zweiten Spritzmittels auf. Der zweite Spritzmittelkreislauf weist verständlicherweise ferner ein entsprechendes zweites Leitungssystem auf. Der erste Spritzmittelkreislauf und der zweite Spritzmittelkreislauf können im Wesentlichen gleich ausgestaltet bzw. aufgebaut sein. Die Spritzdüseneinheiten sind steuerbar bzw. betätigbar ausgebildet. Hierbei weisen die Spritzdüseneinheiten jeweils mindestens eine Spritzdüse, bevorzugt jedoch eine Vielzahl von Spritzdüsen und jeweils mindestens ein Ventil, bevorzugt ein jeder Spritzdüse zugeordnetes Ventil zum Steuern bzw. Regeln der ausgebrachten Spritzmittelmenge auf. Die Ventile können in den Spritzdüsen angeordnet bzw. integriert sein. Die Ventile können jedoch auch den Spritzdüsen vorgeschaltet, d.h. (in Strömungsrichtung des Spritzmittels) stromaufwärts der Spritzdüsen angeordnet sein. Die Spritzdüseneinheiten kann jedoch auch mehrere Spritzdüsen mit jeweils einem vorgeschalteten Ventil aufweisen. Die Spritzdüseneinheiten können jedoch auch mehrere Spritzdüsen mit nur einem den Spritzdüsen vorgeschalteten Ventil aufweisen, so dass bei Betätigung des Ventils das Spritzmittel mittels mehrerer Spritzdüsen der jeweiligen Spritzdüseneinheit ausgebracht wird. Die Ventile können bspw. als pulsweitenmodulierte Ventile (PWM-Ventile) oder als Proportionalventile ausgebildet sein. Die Spritzdüsen jeder Spritzdüseneinheit können einzeln bzw. separat und/oder in definierten Gruppen bzw. Verbänden und/oder alle gemeinsam ansteuerbar sein.
Bevorzugt bilden jeweils eine Spritzdüse der beiden Spritzdüseneinheiten ein Spritzdüsenpaar, wobei die Spritzdüsen eines Spritzdüsenpaares ausgebildet sind, das jeweilige Spritzmittel während der Behandlung des landwirtschaftlichen Fläche auf denselben Feldabschnitt auszubringen bzw. denselben Feldabschnitt mit dem jeweiligen Spritzmittel zu behandeln. Hierbei sind die Spritzdüsen eines Spritzdüsenpaares bevorzugt benachbart, insbesondere in Bewegungsrichtung der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung hintereinander oder nebeneinander angeordnet.
Jeder Feldabschnittreihe (= Feldabschnitte entlang der Bewegungs- bzw. Fahrtrichtung) kann zumindest eine Spritzdüsenpaar zugeordnet sein. Bspw. kann jeder Feldabschnittreihe genau ein Spritzdüsenpaar oder genau zwei benachbarte Spritzdüsenpaare zugeordnet sein, um diese zu behandelt.
Das Ausbringen der Spritzmittel kann insbesondere mittels zumindest einer Fördereinheit der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung durchgeführt werden. Hierbei kann die Fördereinheit ausgebildet sein, eine Flüssigkeit unter Druck zu fördern bzw. zu leiten, insbesondere zu dosieren. Demnach kann die Fördereinheit bspw. jeweils ein/eine/einen oder mehrere Pumpen,
Förderpumpen, Dosierpumpen, Druckspeicher, Förderschnecken, Ventile, Blenden etc. umfassen.
Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung kann eine optische Erfassungseinheit zum Erfassen von Feldabschnitten der landwirtschaftlichen Fläche aufweisen, um jeweils eine Bildinformation zur Identifizierung des zumindest einen definierten Unkrauts zu erhalten. Die optische Erfassungseinheit ist bevorzugt an der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung angeordnet. Die optische Erfassungseinheit kann zumindest eine, bevorzugt mehrere Kameras aufweisen, die Kameras können ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: multispektrale und/oder hyperspektrale und/oder Infrarot- und/oder Kamera und/oder 3D- Kamera. Die optische Erfassungseinheit kann ausgebildet sein, Bilder im NIR und/oder visuellen Bereich zu erfassen bzw. aufzunehmen. Die optische Erfassungseinheit kann eine Licht bzw. Beleuchtungseinheit aufweisen. Die Kameras können ausgebildet sein miteinander zu kommunizieren. Jeder Feldabschnittreihe kann eine Kamera zugeordnet sein. Es ist jedoch auch denkbar, dass eine optische Erfassungseinheit Feldabschnitte von zwei oder mehreren Feldabschnittreihen erfasst.
Die Spritzdüseneinheiten und die optische Erfassungseinheit sind bevorzugt an einem Spritzgestänge der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung angeordnet.
Der erfasste Feldabschnitt kann ein Erfassungsabschnitt bzw. ein erfasster Bildabschnitt einer optischen Erfassungseinheit sein. Der erfasste Feldabschnitt ist bevorzugt der gesamte in dem Sichtfeld der optischen Erfassungseinheit erfasste Feldabschnitt.
Die Bildinformation ist bevorzugt ein Bild bzw. Abbild des erfassten Feldabschnitts.
Die beiden Spritzmittel sind insbesondere Spritzflüssigkeiten. Die Spritzflüssigkeiten können bspw. ausgebildet sein als: Flüssigkeit, Suspension, Emulsion, Lösung oder eine Kombination daraus. Die Spritzflüssigkeiten sind bevorzugt mit Wasser verdünnt. Die Spritzflüssigkeiten können bspw. landwirtschaftliche Spritzbrühen sein. Das erste Spritzmittel weist zumindest ein vollflächig auszubringendes Pflanzenschutzmittel sowie zumindest ein selektives und/oder zumindest ein nicht-selektives Herbizid auf oder besteht daraus. Das vollflächig auszubringende Pflanzenschutzmittel ist bevorzugt ein bodenwirksames Pflanzenschutzmittel.
Das vollflächig auszubringende, insbesondere bodenwirksame Pflanzenschutzmittel kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: Insektizid, Fungizid, bodenwirksamem Herbizid, nicht-selektivem und/oder selektivem blattwirksamen Herbizid oder Kombinationen daraus. Das selektive Herbizid ist bevorzugt ein blattwirksames Herbizid. Das selektive Herbizid kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: selektiven vornehmlich blattwirksamen Herbizide gegen Unkräuter oder gegen Gräser oder gegen bestimmte Unkrautarten, bspw. Disteln, oder Kombinationen daraus. Das nicht selektive Herbizid ist ebenfalls bevorzugt ein blattwirksames Herbizid. Das nicht selektive Herbizid kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: Totalherbiziden oder unspezifisch, breit wirksamen Herbiziden oder Kombinationen daraus.
Das erste Spritzmittel kann ferner ein Düngemittel, insbesondere ein Düngemittelkonzentrat, und/oder einen Wachstumsregulator und/oder ein Insektizid und/oder ein Fungizid und/oder ein weiteres Wirkmittel aufweisen.
Das zweite Spritzmittel weist das gleiche zumindest eine vollflächig auszubringende, insbesondere bodenwirksame Pflanzenschutzmittel und das gleiche zumindest eine selektive, insbesondere blattwirksame, und/oder zumindest eine nicht-selektive, insbesondere blattwirksame Herbizid entsprechend dem ersten Spritzmittel auf. Das zweite Spritzmittel weist ferner zumindest ein im ersten Spritzmittel nicht enthaltenes, für zumindest ein definiertes Unkraut bzw. eine definierte Unkrautart, bspw. Disteln, selektives Herbizid auf. Das selektive Herbizid ist bevorzugt ein blattwirksames Herbizid. Das Herbizid des zweiten Spritzmittels ist bevorzugt für eine definierte Gruppe von Unkräutern selektiv. Das für das definierte Unkraut bzw. die definierte Unkrautart oder die definierte Gruppe von Unkräutern selektive Herbizid kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: selektiven vornehmlich blattwirksamen Herbizide gegen Unkräuter oder gegen Gräser oder gegen bestimmte Unkrautarten, bspw. Disteln (sofern nicht in Spritzmittel eins schon enthalten ist) oder Kombinationen daraus.
Das zweite Spritzmittel kann ferner ein Düngemittel, insbesondere ein Düngemittelkonzentrat, und/oder einen Wachstumsregulator und/oder ein Insektizid und/oder ein Fungizid und/oder ein weiteres Wirkmittel aufweisen.
Im Schritt des Ausbringens wird entweder das erste Spritzmittel mittels der ersten Spritzdüseneinheit oder das zweite Spritzmittel mittels der zweiten Spritzdüseneinheit auf Feldabschnitte der landwirtschaftlichen Fläche, welche insbesondere mittels der optischen Erfassungseinheit erfasst wurden, ausgebracht (sodass alle Feldabschnitte des Feldes behandelt werden). Die „Spritzentscheidung“ erfolgt hierbei in Abhängigkeit von einem Vorkommen des zumindest einen definierten Unkrauts in den jeweiligen Feldabschnitten.
Das entsprechende Spritzmittel wird hierbei - in Abhängigkeit von der Anzahl der den Feldabschnittreihen zugeordneten Spritzdüsen - bevorzugt auf den gesamten Feldabschnitt ausgebracht. Die Feldabschnitte bzw. Bereiche, auf denen Spritzmittel ausgebracht wird, werden nachfolgend auch bespritzte bzw. behandelte Feldabschnitte genannt.
Bevorzugt ist ein Schritt des Identifizierens des zumindest einen definierten Unkrauts in den erfassten Feldabschnitten unter Verwendung der entsprechenden Bildinformation mittels einer Steuereinheit, insbesondere der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung. Hierbei umfasst der Schritt des Identifizierens bevorzugt einen Schritt des Klassifizierens der identifizierten Unkräuter. Der Schritt des Identifizierens kann ferner einen Schritt des Identifizierens von pflanzlichem Material umfassen.
Der Schritt des Identifizierens kann ein Erfassen eines Farbanteils, insbesondere eines grünen Farbanteils und/oder eines Infrarotanteils in dem Feldabschnitt bzw. der Bildinformation umfassen. Hierbei können mittels der optischen Erfassungseinheit, bspw. anhand eines vorbestimmten NDVI-Wertes (Normalized Differenced Vegetation Index, er wird aus Reflexionswerten im nahen infraroten und sichtbaren roten Wellenlängenbereich des Lichtspektrums gebildet) Pflanzen erfasst werden, indem Biomasse bzw. vitale Pflanzen und Pflanzenteile vom Erdboden unterschieden wird.
Alternativ oder zusätzlich kann jedoch auch ein Schritt des Auslesens und/oder Empfangens einer entsprechenden Positionsinformation des zumindest einen definierten Unkrauts bezüglich der landwirtschaftlichen Fläche vorgesehen werden.
Bevorzugt wird das erste Spritzmittel ausgebracht, wenn keines des zumindest einen definierten Unkrauts in dem jeweiligen Feldabschnitt vorkommt und/oder identifiziert wird. Alternativ oder zusätzlich wird das zweite Spritzmittel bevorzugt bei Vorkommen und/oder Identifizierung zumindest eines des zumindest einen definierten Unkrauts ausgebracht. Hierbei kann jedoch auch ein Schwellenwert über 1 vorgegeben werden, ab dem auf das zweite Spritzmittel gewechselt bzw. auf die zweite Spritzdüseneinheit umgeschaltet wird.
Diese Ausführungsform kann vorteilhafterweise mittels einer optischen Erfassungseinheit und einer Recheneinheit ausgeführt werden, welche ausgebildet sind, lediglich das zumindest eine definierte Unkraut oder lediglich die definierte Gruppe von Unkräutern zu identifizieren und zu klassifizieren.
Ein Feldabschnitt bzw. die Bildinformation eines Feldabschnitts kann mehrere separate Bildauswertebereiche aufweisen, in denen die definierten Unkräuter identifiziert werden. Die Anzahl der Bildauswertebereiche pro Bildinformation kann abhängig sein vom Spritzdüsenabstand und der Breite der Bildinformation. Jeder Bildauswertebereich kann jeweils einem oder mehreren Spritzdüsenpaaren zugeordnet sein. Bspw. wären bei einer Bildinformationsbreite von 1.5m und 0,25m Spritzdüsenabstand 6 Bildauswertebereiche pro Kamera vorgesehen.
Die Spritzmittel werden bevorzugt im Wesentlichen gleichmäßig auf die Feldabschnitte ausgebracht. Unter einem gleichmäßigen Ausbringen kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Ausbringen mit der gleichen bzw. konstanten vordefinierten Ausbringmenge pro Fläche verstanden werden. Unter einer vordefinierten Ausbringmenge kann eine vorab bzw. zu Beginn der Behandlung festgelegt Ausbringmenge verstanden werden. Die definierte Ausbringmenge kann voreingestellt bzw. vorab eingebbar sein. Die Verfahrensschritte des Erfassens der Feldabschnitte, des Identifizierens des zumindest einen definierten Unkrauts und des Ausbringens der Spritzmittel werden verständlicherweise wiederholt durchgeführt. Hierbei werden die Schritte des Erfassens der Feldabschnitte bevorzugt in einem definierten, insbesondere festen oder in einem der Fahrgeschwindigkeit der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung angepassten Zeitintervall durchgeführt bzw. wiederholt durchgeführt. D.h., mit anderen Worten, dass die Feldabschnitte mit einer definierten oder einer geschwindigkeitsabhängigen Wiederholrate erfasst werden.
Die Steuereinheit kann eine Recheneinheit oder eine Vielzahl von Recheneinheiten zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen von Daten, insbesondere zum Empfangen von Bildinformationen und zum Ausgeben von Daten, insbesondere Steuersignalen an eine Einheit, insbesondere einen Aktor, umfassen. Jeder optischen Erfassungseinheit oder jeder Kamera kann eine Recheneinheit zugeordnet sein bzw. jede optische Erfassungseinheit oder jede Kamera kann eine eigene Recheneinheit aufweisen. Die Recheneinheit ist bzw. die Recheneinheiten sind zur Bildverarbeitung ausgebildet bzw. eingerichtet, sodass sie Berechnungsschritte bzw. Bildverarbeitungsschritte zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführen kann/können. Demnach weist jede Recheneinheit eine entsprechende Bildverarbeitungssoftware auf. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einiesen oder ausgeben kann, diese Daten bspw. elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einiesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.
Demnach kann das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware in der Steuereinheit bzw. einem Steuergerät implementiert sein. Die Steuereinheit kann vollständig oder teilweise an der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung angeordnet bzw. in diese integriert sein. Die Steuereinheit kann jedoch auch vollständig oder teilweise extern, bspw. in einer Cloud integriert sein.
Zeichnungen
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer landwirtschaftlichen
Spritzvorrichtung;
Fig. 2 eine schematische Detailansicht von zwei Spritzmittelkreisläufen;
Fig. 3 eine Bildinformation mit identifizierten Unkräutern einer definierten
Unkrautgruppe gemäß einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung; und
Fig. 4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens.
In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung der Elemente verzichtet wird.
In Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung dargestellt, welche in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 10 versehen ist.
Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung 10 ist als Feldspritze 10 ausgebildet. Die Feldspritze 10 ist an einem mobilen Landfahrzeug 12 angeordnet, welches als Zugmaschine 12 bzw. Traktor 12 ausgebildet ist.
Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung 10 ist ausgebildet zwei unterschiedliche Spritzmittel auf eine landwirtschaftliche Fläche 14 mit Kulturpflanzen 16 und Unkräutern 18 auszubringen. Hierfür weist die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung 10 zwei Spritzmittelkreisläufe 20, 22 auf, welche in Fig. 2 detaillierter gezeigt und nachfolgend näher beschrieben werden.
Der erste Spritzmittelkreislauf 20 weist einen ersten Spritzmitteltank 24 mit einem ersten Spritzmittel 26 und eine erste Spritzdüseneinheit 28 zum Ausbringen des ersten Spritzmittels 26 auf. Analog dazu weist der zweite Spritzmittelkreislauf 22 einen zweiten Spritzmitteltank 30 mit einem zweiten Spritzmittel 32 und eine zweite Spritzdüseneinheit 34 zum Ausbringen des zweiten Spritzmittels 32 auf.
Die beiden Spritzdüseneinheiten 28, 34 weisen jeweils eine Vielzahl von an einem Spritzgestänge 36 in Längsrichtung beabstandet angeordnete Spritzdüsen 38, 40 auf. Hierbei bilden jeweils eine Spritzdüse 38 der ersten Spritzdüseneinheit 28 und eine Spritzdüse 40 der zweiten Spritzdüseneinheit 34 ein Spritzdüsenpaar 42, wobei die Spritzdüsen 38, 40 eines Spritzdüsenpaares 42 benachbart und in Bewegungsrichtung der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung 10 hintereinander angeordnet sind.
Erfindungsgemäß besteht das erste Spritzmittel 26 aus zwei vollflächig auszubringenden, bodenwirksamen Pflanzenschutzmitteln A, B und vier selektiven und/oder nicht-selektiven blattwirksamen Herbiziden C-F. Ferner besteht das zweite Spritzmittel 32 erfindungsgemäß aus den gleichen zwei vollflächig auszubringenden, bodenwirksamen Pflanzenschutzmitteln A, B und den gleichen vier selektiven und/oder nicht-selektiven blattwirksamen Herbiziden C-F entsprechend dem ersten Spritzmittel 26 sowie ferner einem im ersten Spritzmittel 26 nicht enthaltenen, für eine definierte Gruppe von Unkräutern 18 selektiven blattwirksamen Herbizid G.
Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung 10 weist ferner eine optische Erfassungseinheit 44 zum Erfassen von Feldabschnitten der landwirtschaftlichen Fläche 14 auf, um jeweils eine Bildinformation zur Identifizierung des zumindest einen definierten Unkrauts 18 oder einer definierten Gruppe von Unkräutern 18 zu erhalten. Die optische Erfassungseinheit 44 weist eine Vielzahl von an dem Spritzgestänge 36 in Längsrichtung beabstandet angeordnete optische Kameras 46 auf. Die optischen Kameras 46 umfassen jeweils eine Filtereinheit, um einen Farbanteil wie beispielsweise den grünen Farbanteil einer erhaltenen bzw. erfassten Bildinformation bzw. eines erfassten Bildes zu extrahieren, um Unkräuter 18 zu erfassen.
Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung 10 weist außerdem eine (nicht gezeigte) Steuereinheit auf, welche mit den optischen Kameras 46 verbunden ist, um Informationen von diesen zu empfangen. Die Steuereinheit weist eine Vielzahl von Recheneinheiten auf, welche jeweils einer optischen Kamera 46 zugeordnet und ferner ausgebildet sind, Berechnungsschritte bzw. Bildverarbeitungsschritte zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen, insbesondere das zumindest eine definierte Unkraut 18 unter Verwendung der Bildinformation der entsprechenden optischen Kamera 46 zu identifizieren. Die Steuereinheit ist ferner ausgebildet, ein Steuersignal in Abhängigkeit von der Identifizierung zumindest eines des zumindest einen definierten Unkrauts 18 derart auszugeben, dass entweder das erste Spritzmittel 26 oder das zweite Spritzmittel 32 ausgebracht wird.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der die optischen Kameras 46 und die zugehörigen Recheneinheiten ausgebildet sind, lediglich eine definierte Gruppe von Unkräutern 18 zu identifizieren bzw. zu klassifizieren.
Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 100 zum Ausbringen zweier unterschiedlicher Spritzmittel 26, 32 auf eine landwirtschaftliche Fläche 14 mittels einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung 10, welche einen ersten Spritzmittelkreislauf 20 mit einem ersten Spritzmitteltank 24 und einer ersten Spritzdüseneinheit 28 und einen von dem ersten fluidisch getrennten zweiten Spritzmittelkreislauf 22 mit einem zweiten Spritzmitteltank 30 und einer zweiten Spritzdüseneinheit 34 aufweist. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Bereitstellens 102 eines ersten Spritzmittels 26 in dem ersten Spritzmitteltank 24 des ersten Spritzmittelkreislaufs 20 der Spritzvorrichtung 10, wobei das erste Spritzmittel 26 zumindest ein vollflächig auszubringendes, insbesondere bodenwirksames Pflanzenschutzmittel A, B und zumindest ein selektives, insbesondere blattwirksames, und/oder zumindest ein nicht-selektives, insbesondere blattwirksames Herbizid C-F aufweist oder daraus besteht. Das Verfahren 100 umfasst ferner einen Schritt des Bereitstellens 104 eines zweiten Spritzmittels 32 in dem zweiten Spritzmitteltank 30 des zweiten Spritzmittelkreislaufs 34 der Spritzvorrichtung 10, wobei das zweite Spritzmittel 32 das gleiche zumindest eine vollflächig auszubringende, insbesondere bodenwirksame Pflanzenschutzmittel A, B und das gleiche zumindest eine selektive, insbesondere blattwirksame, und/oder zumindest eine nicht-selektive, insbesondere blattwirksame Herbizid C-F entsprechend dem ersten Spritzmittel 26 und ferner zumindest ein im ersten Spritzmittel 26 nicht enthaltenes, für zumindest ein definiertes Unkraut 18 selektives, insbesondere blattwirksames Herbizid G aufweist oder daraus besteht. Das Verfahren 100 umfasst außerdem einen Schritt des Erfassens 106 der Feldabschnitte der landwirtschaftlichen Fläche 14 mittels einer optischen Erfassungseinheit 44 der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung 10, um jeweils eine Bildinformation zur Identifizierung des zumindest einen definierten Unkrauts 18 zu erhalten. Das Verfahren 100 umfasst des Weiteren einen Schritt des Identifizierens 108 des zumindest einen definierten Unkrauts 18 in den erfassten Feldabschnitten unter Verwendung der entsprechenden Bildinformation mittels einer Steuereinheit, insbesondere der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung 10. Schließlich umfasst das Verfahren 100 einen Schritt des Ausbringens 110 entweder des ersten Spritzmittels 26 mittels der ersten Spritzdüseneinheit 28 oder des zweiten Spritzmittels 32 mittels der zweiten Spritzdüseneinheit 34 auf Feldabschnitte der landwirtschaftlichen Fläche 14 in Abhängigkeit von einem Vorkommen des zumindest einen definierten Unkrauts 18 in den jeweiligen Feldabschnitten.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren (100) zum Ausbringen zweier unterschiedlicher Spritzmittel (26, 32) auf eine landwirtschaftliche Fläche (14) mittels einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung (10), welche einen ersten Spritzmittelkreislauf (20) mit einem ersten Spritzmitteltank (24) und einer ersten Spritzdüseneinheit (28) und einen von dem ersten fluidisch getrennten zweiten Spritzmittelkreislauf (22) mit einem zweiten Spritzmitteltank (30) und einer zweiten Spritzdüseneinheit (34) aufweist, mit den Schritten:
Bereitstellen (102) eines ersten Spritzmittels (26) in dem ersten Spritzmitteltank (24) des ersten Spritzmittelkreislaufs (20) der Spritzvorrichtung (10), wobei das erste Spritzmittel (26) zumindest ein vollflächig auszubringendes, insbesondere bodenwirksames Pflanzenschutzmittel (A, B) und zumindest ein selektives, insbesondere blattwirksames, und/oder zumindest ein nicht-selektives, insbesondere blattwirksames Herbizid (C-F) aufweist oder daraus besteht;
Bereitstellen (104) eines zweiten Spritzmittels (32) in dem zweiten Spritzmitteltank (30) des zweiten Spritzmittelkreislaufs (34) der Spritzvorrichtung (10), wobei das zweite Spritzmittel (32) das gleiche zumindest eine vollflächig auszubringende, insbesondere bodenwirksame Pflanzenschutzmittel (A, B) und das gleiche zumindest eine selektive, insbesondere blattwirksame, und/oder zumindest eine nicht-selektive, insbesondere blattwirksame Herbizid (C-F) entsprechend dem ersten Spritzmittel (26) und ferner zumindest ein im ersten Spritzmittel (26) nicht enthaltenes, für zumindest ein definiertes Unkraut (18) selektives, insbesondere blattwirksames Herbizid (G) aufweist oder daraus besteht; und
Ausbringen (110) entweder des ersten Spritzmittels (26) mittels der ersten Spritzdüseneinheit (28) oder des zweiten Spritzmittels (32) mittels der zweiten Spritzdüseneinheit (34) auf Feldabschnitte der landwirtschaftlichen Fläche (14) in Abhängigkeit von einem Vorkommen des zumindest einen definierten Unkrauts (18) in den jeweiligen Feldabschnitten.
2. Verfahren (100) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Schritt des Erfassens (106) der Feldabschnitte der landwirtschaftlichen Fläche (14) mittels einer optischen Erfassungseinheit (44) der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung (10), um jeweils eine Bildinformation zur Identifizierung des zumindest einen definierten Unkrauts (18) zu erhalten.
3. Verfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Schritt des Identifizierens (108) des zumindest einen definierten Unkrauts (18) in den erfassten Feldabschnitten unter Verwendung der entsprechenden Bildinformation mittels einer Steuereinheit, insbesondere der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung (10), und/oder einen Schritt des Auslesens und/oder Empfangens einer entsprechenden Positionsinformation des zumindest einen definierten Unkrauts (18) bezüglich der landwirtschaftlichen Fläche (14).
4. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Ausbringens (110) das erste Spritzmittel (26) ausgebracht wird, wenn keines des zumindest einen definierten Unkrauts (18) in dem jeweiligen Feldabschnitt vorkommt und/oder identifiziert wird.
5. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Ausbringens (110) das zweite Spritzmittel (32) bei Vorkommen und/oder Identifizierung zumindest eines des zumindest einen definierten Unkrauts (18) ausgebracht wird.
6. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Herbizid (G) des zweiten Spritzmittels (32) für eine definierte Gruppe von Unkräutern (18) selektiv ist.
7. Steuereinheit die dazu eingerichtet ist, folgende Schritte durchzuführen:
- Empfangen von Bildinformationen, welche mittels einer optischen Erfassungseinheit (44) einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung (10) erfasste Feldabschnitte einer landwirtschaftlichen Fläche (14) repräsentieren;
Identifizieren (108) zumindest eines definierten Unkrauts (18) in den erfassten Feldabschnitten unter Verwendung der Bildinformationen; und
- Ausgeben eines Steuersignals in Abhängigkeit von der Identifizierung zumindest eines des zumindest einen definierten Unkrauts (18) o entweder an eine erste Spritzdüseneinheit (28) der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung (10), um ein erstes Spritzmittel (26) aus einem ersten Spritzmitteltank (24) über einen ersten Spritzmittelkreislauf (20) der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung (10) auf den jeweiligen erfassten Feldabschnitt auszubringen, wobei das erste Spritzmittel (26) zumindest ein vollflächig auszubringendes, insbesondere bodenwirksames Pflanzenschutzmittel (A, B) und zumindest ein selektives, insbesondere blattwirksames, und/oder zumindest ein nicht selektives, insbesondere blattwirksames Herbizid (C-F) aufweist oder daraus besteht; o oder an eine zweite Spritzdüseneinheit (34) der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung (10), um ein zweites Spritzmittel (32) aus einem zweiten Spritzmitteltank (30) über einen von dem ersten fluidisch getrennten zweiten Spritzmittelkreislauf (22) der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung (10) auf den jeweiligen erfassten Feldabschnitt auszubringen, wobei das zweite Spritzmittel (32) das gleiche zumindest eine vollflächig auszubringende, insbesondere bodenwirksame Pflanzenschutzmittel (A, B) und das gleiche zumindest eine selektive, insbesondere blattwirksame, und/oder zumindest eine nicht-selektive, insbesondere blattwirksame Herbizid (C-F) entsprechend dem ersten Spritzmittel (26) und ferner zumindest ein im ersten Spritzmittel (26) nicht enthaltenes, für zumindest ein definiertes Unkraut (18) selektives, insbesondere blattwirksames Herbizid (G) aufweist oder daraus besteht. o
8. Landwirtschaftliche Spritzvorrichtung (10) zum Ausbringen zweier unterschiedlicher Spritzmittel (26, 32) auf eine landwirtschaftliche Fläche (14) mit
- einem ersten Spritzmittelkreislauf (20) aufweisend einen ersten Spritzmitteltank (24) und eine erste Spritzdüseneinheit (28);
- einem von dem ersten fluidisch getrennten zweiten Spritzmittelkreislauf (22) aufweisend einen zweiten Spritzmitteltank (30) und eine zweite Spritzdüseneinheit (34);
- einer optischen Erfassungseinheit (44) zum Erfassen von Feldabschnitten der landwirtschaftlichen Fläche (14); und
- einer Steuereinheit nach Anspruch 7.
9. Landwirtschaftliche Spritzvorrichtung (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine Spritzdüse (38, 40) der beiden Spritzdüseneinheiten (28, 34) ein Spritzdüsenpaar (42) bilden, wobei die Spritzdüsen (38, 40) eines Spritzdüsenpaares (42) ausgebildet sind, das jeweilige Spritzmittel (26, 32) auf denselben Feldabschnitt auszubringen.
10. Computerprogramm das dazu eingerichtet ist, die Schritte einer Steuereinheit nach Anspruch 7 auszuführen und/oder zu steuern, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird.
11. Maschinenlesbares Speichermedium mit dem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 10.
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