WO2023046351A1 - Verfahren zum ausbringen zumindest eines spritzmittels auf eine landwirtschaftliche fläche - Google Patents

Verfahren zum ausbringen zumindest eines spritzmittels auf eine landwirtschaftliche fläche Download PDF

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WO2023046351A1
WO2023046351A1 PCT/EP2022/072086 EP2022072086W WO2023046351A1 WO 2023046351 A1 WO2023046351 A1 WO 2023046351A1 EP 2022072086 W EP2022072086 W EP 2022072086W WO 2023046351 A1 WO2023046351 A1 WO 2023046351A1
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WO
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weed
spray
index
weeds
ekb
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Application number
PCT/EP2022/072086
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Arndt Freudigmann
Johanna Link-Dolezal
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Priority to AU2022351284A priority Critical patent/AU2022351284A1/en
Publication of WO2023046351A1 publication Critical patent/WO2023046351A1/de

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Classifications

    • 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
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V20/00—Scenes; Scene-specific elements
    • G06V20/10—Terrestrial scenes
    • G06V20/188—Vegetation

Definitions

  • the invention relates to a method for applying at least one spray to an agricultural area with crop plants and weeds, wherein the crop plants and weeds can be assigned to a cotyledon class of monocots or a cotyledon class of dicots, by means of at least one spray nozzle unit of an agricultural spray device, as well as a control unit and an agricultural Spray device for applying at least one spray agent according to the species of the independent claims.
  • the spray liquid consisting of plant protection agents, growth regulators or liquid fertilizer and carrier liquid is applied over the entire surface of a field to be treated. With such a full-surface application, it is not possible to react to the condition of the field and to the actual local need for pesticides and carrier liquid.
  • Modern plant protection equipment has the technical prerequisites for site-specific application of spray mixture. These technical requirements include the ability to switch individual nozzles or sections on and off as well as the ability to couple the nozzle or section control with an application map or a suitable sensor system.
  • a sensor system can be a weed sensor, for example.
  • a part-area-specific application in contrast to a full-area application, not all areas of the field are treated with the target application rate. Due to the process, this application method poses the challenge that the partial areas to be treated must be identified before application.
  • weed sensors can be used. Typically, the weeds are always treated in the same way, regardless of their type, size and other characteristics.
  • weed composition a basic distinction is made between 2 classes of plants: grasses (monocots, monocots) and weeds (dicots, 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 ) differentiate.
  • grasses monocots, monocots
  • weeds dicots
  • 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
  • different selective herbicides can therefore be used for effective treatment.
  • Today, whether a treatment of the respective weed species is carried out depends above all on the so-called economic damage threshold.
  • monocotyledonous crop grain
  • Attempts are made to circumvent this negative effect of herbicides on the crop (phytotoxicity) by timing (before sowing or before emergence of the crop) and location (deep placement of the herbicide), as well as by adding so-called safeners.
  • these measures are limited, so that the treatment of grasses in monocotyledonous crops and weeds in dicotyledonous crops is more difficult (greater risk of phytotoxicity or reduced effectiveness of the measure).
  • certain weed compositions can be treated better/more effectively in one crop than in another crop.
  • the object of the invention is to adapt the application strategy of the partial area application depending on the respective crop.
  • it is the object of the invention not only to limit the economic damage threshold basis for the application decision, but rather the prospect of a high level of effectiveness of the application. This makes it possible to improve the treatment success of a selective application.
  • DE 10 2017 210 804 A1 discloses a method for applying a spray to a field, the spray being applied depending on the degree of coverage of an evaluation area.
  • the subject matter of the present invention is a method for applying at least one spray to an agricultural area with crop plants and weeds, the crop plants and weeds being assignable to a cotyledon class of monocots or a cotyledon class of dicots, by means of at least one spray nozzle unit of an agricultural spray device, with the steps:
  • the subject matter of the present invention is also a control unit that is set up to carry out and/or control the following steps: - receiving or determining a cotyledon class of crop plants, wherein the
  • Crop plants can be assigned to a cotyledon class of monocots or a cotyledon class of dicots;
  • the subject of the present invention is also an agricultural spray device for applying at least one spray to an agricultural area with crop plants and weeds, with at least one spray nozzle unit, at least one optical detection unit and a control unit as described above.
  • the subject matter of the present invention is a computer program that is set up to execute and/or control the steps of an above-described method and/or an above-described control unit when the computer program is executed on a computer, as well as a machine-readable storage medium with the data stored thereon computer program.
  • the method according to the invention provides a site-specific application or
  • Application strategy at least one spray ready. core of the invention a comparison of the crop plant class with the occurring weed classes and a derivation of the application strategy based on this.
  • the background is that monocot weeds can be treated better or more effectively in dicot crops and, conversely, dicot weeds can be treated better or more effectively in monocot crops.
  • an agricultural purpose can be understood to mean a purpose which is aimed at the economic cultivation of useful plants.
  • the spreading or application of the at least one spray agent takes place here on 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, i.e. useful plants, the fruit of which is used agriculturally (e.g. as food, feed or as an energy crop) and weeds, i.e. weeds and grass weeds. Both the crop plants and the weeds can be assigned to either a cotyledon class of monocots or a cotyledon class of dicots.
  • 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 spraying device can 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 or the field sprayer can have at least one spray agent tank for receiving the spray agent.
  • the agricultural spray device or the field sprayer can also have a mixing unit which mixes a spray concentrate with water directly on the agricultural spray device to form the spray to be applied.
  • the agricultural spraying device or field sprayer can each have a spraying agent tank for water and various spraying agents or spraying agent concentrates and mix the spraying agent to be applied by means of the mixing unit and apply it via the same or different spraying agent line systems of the agricultural spraying device.
  • the at least one spray is in particular a spray liquid.
  • the spray can include or be an agricultural preparation or plant protection agent (PPP), in particular a plant protection agent concentrate.
  • PPP plant protection agent
  • the spray can contain a pesticide, such as a herbicide, fungicide or an insecticide.
  • the spray can also contain a fertilizer, in particular a fertilizer concentrate.
  • the spray can have a growth regulator.
  • the spray may have a granular active agent mixed with a carrier liquid.
  • the Spray liquid can be designed, for example, as: liquid, suspension, emulsion, solution or a combination thereof.
  • the spray liquid is preferably in the form of a plant protection agent diluted with water or a fertilizer diluted with water.
  • the spray liquid can accordingly be a spray mixture, for example.
  • the spray nozzle unit preferably has at least one spray nozzle for discharging the spray agent and at least one valve for controlling or regulating the quantity of spray agent that is discharged. Accordingly, the spray nozzle unit is designed to be controllable or operable.
  • the valve can be arranged or integrated in the spray nozzle. However, the valve can also be arranged upstream of the spray nozzle, i.e. upstream of the spray nozzle (in the direction of flow of the spray). However, the spray nozzle unit can also have several spray nozzles, each with an upstream valve.
  • the spray nozzle unit can also have a plurality of spray nozzles with only one valve connected upstream of the spray nozzles, so that when the valve is actuated, the spray agent is applied by means of all the spray nozzles of the spray nozzle unit.
  • the valve can be designed as a pulse width modulated valve (PWM valve) or as a proportional valve.
  • PWM valve pulse width modulated valve
  • the spray nozzle unit can be used as part width of a nozzle system of the agricultural
  • Spray device be formed.
  • the spray nozzle units can be controlled individually or separately and/or in defined groups or associations and/or all together.
  • 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.
  • the spray nozzle unit can also have different spray nozzles for applying various spray agents.
  • the application of the spray can be carried out in particular by means of a conveyor unit.
  • the conveyor unit can be formed, a To promote or direct liquid and / or granules under pressure, in particular to dose.
  • the delivery unit can include, for example, one/one or more pumps, delivery pumps, dosing pumps, pressure accumulators, screw conveyors, valves, diaphragms, etc.
  • the optical detection unit is preferably arranged on the agricultural spraying device.
  • the optical detection unit can have at least one, preferably multiple, 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 unit or lighting unit.
  • the optical detection units can be designed to communicate with one another. However, the optical detection units preferably work autonomously, i.e. independently of one another. An optical detection unit can be assigned to each row of field sections. However, it is also conceivable for an optical detection unit to detect two or more rows of field sections.
  • the spray nozzle unit or the spray nozzles and the optical detection unit or the cameras are preferably arranged on a spray boom of the agricultural spray device.
  • the image information is preferably an image or image of the detected field section or a part of the detected field section. Accordingly, a plurality of items of image information can represent the entire field section together, for example by being lined up and/or overlapping and/or stitching.
  • “providing” can include processing and/or input and/or wired or wireless transmission and/or wired or wireless reception of information.
  • the cotyledon class of crop plants may be entered or received manually.
  • the cotyledon class of the crop plants can also be determined using the image information obtained.
  • the step of identifying weeds can include detecting a color component, in particular a green color component and/or an infrared component in the field section or image section. Plants can be detected by means of the optical detection unit, e.g.
  • NDVI value Normalized Differenced Vegetation Index, it is formed from reflection values in the near infrared and visible red wavelength range of the light spectrum
  • Plants can thus be identified, for example, by recognizing green pixels or connected green pixels in the image information.
  • all plants i.e. also the cultivated plants in the entire recorded field section or the entire image information
  • Rows of cultivated plants can then be identified in the field section or the image information using the identified plants.
  • crop areas are defined according to DE 10 2017 210 804 A1 mentioned in the introduction, with identified plants in the crop areas being rated as crop plants by definition, and weed areas also being defined, with identified plants in the weed areas being rated as weeds by definition.
  • the assignment is a classification or classification of the identified weeds into one of the two cotyledon classes by means of the control unit.
  • a first weed index for the weeds assigned to the monocots and a second weed index for the weeds assigned to the dicots are determined by means of the control unit.
  • the weed indicators preferably represent a number of the respective weeds or a degree of coverage of the recorded field section by plant material of the respective weeds or a quantity of plant material of the respective weeds.
  • a step of providing or determining a first application threshold value for the first weed index and a second one is preferred here
  • Application threshold value for the second weed index depending on the cotyledon class of the crops provided wherein in the application step the at least one spray agent is also applied as a function of the first application threshold value and/or the second application threshold value.
  • the first application threshold value for the first weed index is preferably greater than the second application threshold value for the second weed index if the crop plants are classified as monocots.
  • the second application threshold value for the second weed indicator is preferably selected such that if the crop plants are assigned to the monocots and at least one of the identified weeds is assigned to the dicots, at least one spray or at least one of the sprays is applied.
  • the preferred first application threshold value for the first weed index is selected such that if the crop plants are assigned to the dicots and at least one of the identified weeds is assigned to the monocots, at least one spray or at least one of the sprays is applied. In other words, when identifying or assigning a single corresponding weed, the spray is applied accordingly, so that a zero-tolerance strategy is applied in this regard.
  • the at least one spray agent or at least one of the spray agents is applied to the detected field section of the agricultural area by means of the at least one spray nozzle unit of the agricultural spraying device, depending on the cotyledon class of the crop plants and the first determined weed index and/or the second determined weed index .
  • the expression “the at least one spray means” in the case of several spray means includes all spray means or at least one of the spray means, depending on the case.
  • the first weed index is preferably compared with the first application threshold value and/or the second weed index is compared with the second application threshold value by means of the control unit, with the at least one spray agent being applied when the first application threshold value or the second application threshold value is reached, fallen below or exceeded.
  • the control unit is preferably used to determine whether and/or how much and/or which of the at least one spray agent is being applied.
  • the cotyledon class of the crop can first be derived from the crop to be treated.
  • an application threshold value can then be determined for the treatment worthiness of the cotyledon classes of the weeds. This differs for both cotyledon classes (monocots, dicots).
  • a common first application threshold value e.g. economic damage threshold
  • a second “zero tolerance” application threshold value is specified in the monocot crop (and vice versa). for dicotyledonous crops.
  • the respective application threshold value is stored in the algorithm for the application strategy.
  • the information about the actual weed index or weed population flows via the optical recording unit into the algorithm for the application strategy. If a weed population occurs above the first or second deployment threshold the corresponding spraying agent or spraying agents are used or applied.
  • two sprays are applied, with a first spray being applied depending on the first weed index determined and/or a second spraying agent different from the first being applied depending on the second weed index determined.
  • the sprays can be provided premixed in separate sprays tanks of the agricultural spraying device or can be mixed by means of a mixing unit of the agricultural spraying device as required during the application step.
  • 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 or the method steps are, of course, repeated or carried out cyclically.
  • 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. That means, in other words, that the field sections are recorded with a defined or a speed-dependent repetition rate.
  • the control unit can comprise a multiplicity of sub-control units.
  • the control unit and/or each subordinate 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.
  • Each optical detection unit can have a Control unit or subordinate control unit and/or an arithmetic unit can be assigned or each optical detection unit can have its own control unit or subordinate control unit and/or an arithmetic unit.
  • the optical detection units can, for example, have their own subordinate control unit and work autonomously, with corresponding data being transmitted to the (superordinate) control unit, which makes the second “spraying decision” and correspondingly controls the tip nozzle units assigned to the adjacent field evaluation areas.
  • the arithmetic unit is or the arithmetic units are designed or set up for image processing, so that it 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, with a communication interface that can read in or output wire-bound data reading this data, for example electrically or optically, from a corresponding data transmission line or outputting it into 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. However, 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. 2 shows a schematic representation of monocotyledonous and dicotyledonous weeds in a monocotyledonous crop
  • Crop plant
  • 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 has a spray boom 14 .
  • Spray nozzle units 16 and optical detection units 18 are arranged on the spray boom 14 .
  • the spray nozzle units 16 are designed to apply a spray 20, 20' to crop plants KP or weeds BK on an agricultural area 22.
  • the optical detection units 18 are in the form of optical cameras 18 .
  • the optical cameras 18 each include a filter unit in order to extract a color component, such as the green color component, of a received or captured image information or a captured image in order to Field section of agricultural area 22 with crops KP and weeds BK.
  • the crop plants KP can be assigned either to a cotyledon class of monocots EKB-KP or to a cotyledon class of dicots ZKB-KP.
  • the weeds BK can be assigned either to a cotyledon class of monocots EKB-BK or to a cotyledon class of dicots ZKB-BK.
  • the agricultural spraying device 10 also has a conveyor unit (not shown), by means of which the application quantity or an active agent quantity in the spray agent 20, 20' to be applied can be adjusted or varied.
  • the agricultural sprayer 10 also includes a control unit 24 which is connected to the optical cameras 18 to receive information therefrom.
  • the control unit 24 has a computing unit 26 which is designed to carry out calculation steps or image processing steps for carrying out the method according to the invention.
  • the control unit 24 is also designed to output a control signal such that the spray 20, 20 'depending on the cotyledon class EKB-KP, ZKB-KP of the crop plants KP and a first weed index for the weeds BK assigned to the monocots EKB-BK and a second weed index for the weeds BK assigned to the dicots ZKB-BK on the recorded field section of agricultural area 22.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of monocotyledonous and dicotyledonous weeds EKB-BK, ZKB-BK in a monocotyledonous crop plant EKB-KP.
  • FIG. 3 shows a field section of the agricultural area 22 with monocotyledonous crop plants EKB-KP and monocotyledonous weeds EKB-BK and dicotyledonous weeds ZKB-BK.
  • the crop plant KP to be treated is determined or specified and the cotyledon class of the crop plant EKB-KP is derived therefrom.
  • the first application threshold value for the first weed index of the monocot weeds EKB-BK and a second application threshold value for the second weed index of the dicot weeds ZKB-BK are then provided or specified. This differs for both cotyledon classes (EKB, ZKB).
  • a common first application threshold value e.g. economic damage threshold
  • a second “zero tolerance “ deployment threshold” is set. Therefore, when a single dicot weed ZKB-BK is identified, the spray 20' is spread or applied to the partial area.
  • Fig. 4 shows a flowchart of a method 100 for applying at least one spray agent 20, 20 'to an agricultural area 24 with crops KP and weeds BK, the crops KP and weeds BK a cotyledon class of monocots EKB-KP, EKB-BK or a Cotyledon class of dicots ZKB-KP, ZKB-BK can be assigned by means of at least one spray nozzle unit 16 of an agricultural spraying device 10.
  • the method 100 comprises a step of providing 102 or determining 102' the cotyledon class EKB-KP, ZKB-KP of the crop plants KP.
  • the method 100 also includes a step of detecting 106 a field section of the agricultural area 22 by means of an optical detection unit 18 of the agricultural spraying device 10 in order to obtain image information.
  • the method 100 also includes a step of identifying 108 the weeds BK in the recorded field section using the image information by means of the control unit 24 in order to assign them to one of the two cotyledon classes EKB-BK, ZKB-BK.
  • the method 100 also includes a step of determining 110 a first weed index for the weeds BK assigned to the monocots EKB-BK and a second weed index for the weeds BK assigned to the dicots ZKB-BK by means of the control unit 24.
  • the method 100 also includes a step of Application 112 of the at least one spray agent 20, 20′ depending on the cotyledon class EKB-KP, ZKB-KP of the crop plants KP and the first determined weed index and/or the second determined weed index on the detected field section of the agricultural area 22 by means of the at least one spray nozzle unit 16 of the agricultural spraying device 10. Furthermore, the method 100 includes an optional step of
  • Application threshold value and/or the second application threshold value is applied.
  • Embodiment according to one embodiment has both the first feature and the second feature and according to a further embodiment either only the first feature or only the second feature.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Ausbringen zumindest eines Spritzmittels (20, 20') auf eine landwirtschaftliche Fläche (24) mit Kulturpflanzen (KP) und Beikräutern (BK) vorgeschlagen, wobei die Kulturpflanzen (KP) und Beikräuter (BK) einer Keimblattklasse von Einkeimblättrigen (EKB-KP, EKB-BK) oder einer Keimblattklasse von Zweikeimblättrigen (ZKB-KP, ZKB-BK) zuordenbar sind, wobei das zumindest eine Spritzmittel (20, 20') in Abhängigkeit von der Keimblattklasse (EKB-KP, ZKB-KP) der Kulturpflanzen (KP) und einer ersten ermittelten Beikrautkennzahl und/oder einer zweiten ermittelten Beikrautkennzahl auf den erfassten Feldabschnitt der landwirtschaftlichen Fläche (22) mittels zumindest einer Spritzdüseneinheit (16) einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung ausgebracht wird.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zum Ausbringen zumindest eines Spritzmittels auf eine landwirtschaftliche Fläche
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausbringen zumindest eines Spritzmittels auf eine landwirtschaftliche Fläche mit Kulturpflanzen und Beikräutern, wobei die Kulturpflanzen und Beikräuter einer Keimblattklasse von Einkeimblättrigen oder einer Keimblattklasse von Zweikeimblättrigen zuordenbar sind, mittels zumindest einer Spritzdüseneinheit einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung, sowie eine Steuereinheit und eine landwirtschaftliche Spritzvorrichtung zum Ausbringen zumindest eines Spritzmittels nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.
Bei heutigen landwirtschaftlichen Pflanzenschutzmaßnahmen (Spritzvorgang) wird die Spritzbrühe bestehend aus Pflanzenschutzmitteln, Wachstumsregulatoren oder Flüssigdünger und Trägerflüssigkeit vollflächig auf einem zu behandelnden Feld ausgebracht. Ein Reagieren auf die Beschaffenheit des Feldes und auf den eigentlichen lokalen Bedarf an Pflanzenschutzmittel und Trägerflüssigkeit ist bei solch einer vollflächigen Applikation nicht möglich.
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 als auch die Fähigkeit die Düsen- oder Teilbreitensteuerung mit einer Applikationskarte oder einem geeigneten Sensorsystem zu koppeln. Solch ein Sensorsystem kann beispielsweise ein Unkrautsensor sein. Bei einer teilflächenspezifischen Applikation werden im Gegensatz zu einer vollflächigen Applikation nicht alle Flächenbereiche des Feldes mit der Sollaufwandsmenge behandelt. Verfahrensbedingt stellt sich bei diesem Applikationsverfahren die Herausforderung, dass die zu behandelnden Teilflächen vor der Applikation identifiziert werden müssen. Dazu können beispielsweise, wie zuvor erwähnt, Unkrautsensoren eingesetzt werden. Typischerweise wird dabei das Unkraut unabhängig von der Art, Größe und weiteren Merkmalen stets auf gleiche Art und Weise behandelt.
Hinsichtlich der Unkrautzusammensetzung wird grundsätzlich in 2 Klassen von Pflanzen unterschieden: Gräser (Einkeimblättrige, Monokotyle) und Unkräuter (Zweikeimblättrige, 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. Ob eine Behandlung der jeweiligen Unkrautarten durchgeführt wird, hängt heute v.a. an der sog. ökonomischen Schadschwelle.
Auch die Kulturpflanzen können den beiden Klassen von Pflanzen zugeordnet werden (z.B. monokotyle Kulturpflanze = Getreide, dikotyle Kulturpflanze = Zuckerrübe). Dies bedeutet, dass eine monokotyle Kulturpflanze ebenso von Gräserherbiziden negativ beeinflusst wird; entsprechend auch eine dikotyle Kulturpflanze von Unkrautherbiziden. Diesen negativen Effekt der Herbizide auf die Kulturpflanze (Phytotoxizität), wird versucht durch den Zeitpunkt (vor Saat bzw. vor Auflaufen der Kulturpflanze) und den Ort (Ablagetiefe des Herbizids), sowie durch die Zugabe sog. Safener zu umgehen. Allerdings sind diese Maßnahmen begrenzt, so dass grundsätzlich die Behandlung von Gräser in monokotylen Kulturpflanzen und Unkräuter in dikotylen Kulturpflanzen schwieriger (Risiko Phytotoxizität größer, bzw. reduzierte Wirksamkeit der Maßnahme) ist. Daraus ergibt sich, dass bestimmte Unkrautzusammensetzungen in einer Kultur besser/wirksamer zu behandeln sind, als in einer anderen Kultur.
Aufgabe der Erfindung ist die Applikationsstrategie der Teilflächenapplikation in Abhängigkeit der jeweiligen Kulturpflanze anzupassen. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, nicht alleine die ökonomische Schadschwelle als Grundlage für die Applikationsentscheidung heranzuziehen, sondern vielmehr die Aussicht auf eine hohe Wirksamkeit der Applikation. Dadurch ist es möglich den Behandlungserfolg einer selektiven Applikation zu verbessern.
Die DE 10 2017 210 804 Al offenbart ein Verfahren zum Ausbringen eines Spritzmittels auf ein Feld, wobei das Spritzmittel in Abhängigkeit von einem Bedeckungsgrad eines Auswertebereiches ausgebracht wird.
Offenbarung der Erfindung
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Ausbringen zumindest eines Spritzmittels auf eine landwirtschaftliche Fläche mit Kulturpflanzen und Beikräutern, wobei die Kulturpflanzen und Beikräuter einer Keimblattklasse von Einkeimblättrigen oder einer Keimblattklasse von Zweikeimblättrigen zuordenbar sind, mittels zumindest einer Spritzdüseneinheit einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung, mit den Schritten:
- Bereitstellen oder Ermitteln der Keimblattklasse der Kulturpflanzen;
- Erfassen eines Feldabschnitts der landwirtschaftlichen Fläche mittels einer optischen Erfassungseinheit der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung, um eine Bildinformation zu erhalten;
- Identifizieren der Beikräuter in dem erfassten Feldabschnitt unter Verwendung der Bildinformation mittels der Steuereinheit, um diese jeweils einer der beiden Keimblattklassen zuzuordnen;
- Ermitteln einer ersten Beikrautkennzahl für die den Einkeimblättrigen zugeordneten Beikräuter und einer zweiten Beikrautkennzahl für die den Zweikeimblättrigen zugeordneten Beikräuter mittels der Steuereinheit;
- Ausbringen des zumindest einen Spritzmittels in Abhängigkeit von o der Keimblattklasse der Kulturpflanzen und o der ersten ermittelten Beikrautkennzahl und/oder der zweiten ermittelten Beikrautkennzahl auf den erfassten Feldabschnitt der landwirtschaftlichen Fläche mittels der zumindest einen Spritzdüseneinheit der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Steuereinheit die dazu eingerichtet ist, folgende Schritte durchzuführen und/oder zu steuern: - Empfangen oder Ermitteln einer Keimblattklasse von Kulturpflanzen, wobei die
Kulturpflanzen einer Keimblattklasse von Einkeimblättrigen oder einer Keimblattklasse von Zweikeimblättrigen zuordenbar sind;
- Identifizieren von Beikräutern in einer Bildinformation eines mittels einer optischen Erfassungseinheit erfassten Feldabschnitts einer landwirtschaftlichen Fläche, um diese jeweils einer Keimblattklasse von Einkeimblättrigen oder einer Keimblattklasse von Zweikeimblättrigen zuzuordnen;
- Ermitteln einer ersten Beikrautkennzahl für die den Einkeimblättrigen zugeordneten Beikräuter und einer zweiten Beikrautkennzahl für die den Zweikeimblättrigen zugeordneten Beikräuter;
- Ausgeben eines Steuersignals in Abhängigkeit von o der Keimblattklasse der Kulturpflanzen und o der ersten ermittelten Beikrautkennzahl und/oder der zweiten ermittelten Beikrautkennzahl, um zumindest ein Spritzmittel auf den erfassten Feldabschnitt der landwirtschaftlichen Fläche mittels zumindest einer Spritzdüseneinheit einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung auszubringen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist außerdem eine landwirtschaftliche Spritzvorrichtung zum Ausbringen zumindest eines Spritzmittels auf eine landwirtschaftliche Fläche mit Kulturpflanzen und Beikräutern, mit zumindest einer Spritzdüseneinheit, zumindest einer optischen Erfassungseinheit und einer vorangehend beschriebenen Steuereinheit.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist schließlich ein Computerprogramm das dazu eingerichtet ist, die Schritte eines vorangehend beschriebenen Verfahrens und/oder 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 stellt eine bezüglich der Wirksamkeit optimierte und an die Kombination der vorkommenden Kulturpflanzen und Beikräuter angepasste teilflächenspezifische Ausbring- bzw.
Applikationsstrategie zumindest eines Spritzmittels bereit. Kern der Erfindung ist ein Abgleich der Kulturpflanzenklasse mit den vorkommenden Beikrautklassen und einer darauf basierenden Ableitung der Ausbring- bzw. Applikationsstrategie. Hintergrund ist, dass einkeimblättrige Beikräuter besser bzw. wirksamer in zweikeimblättrigen Kulturpflanzen und umgekehrt zweikeimblättrige Beikräuter besser bzw. wirksamer in einkeimblättrigen Kulturpflanzen behandelt werden können.
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 bzw. applizieren des zumindest einen Spritzmittels 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, d.h. Nutzpflanzen, deren Frucht landwirtschaftlich genutzt wird (beispielsweise als Nahrungsmittel, Futtermittel oder als Energiepflanze) sowie Beikräuter, d.h. Unkräuter und Ungräser, umfassen. Hierbei sind sowohl die Kulturpflanzen als auch die Beikräuter entweder einer Keimblattklasse von Einkeimblättrigen oder einer Keimblattklasse von Zweikeimblättrigen zuordenbar.
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 bzw. die Feldspritze kann mindestens einen Spritzmitteltank zur Aufnahme des Spritzmittels aufweisen. Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung bzw. die Feldspritze kann hierbei auch eine Mischeinheit aufweisen, welche direkt auf der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung ein Spritzmittelkonzentrat mit Wasser zu dem auszubringenden Spritzmittel (an)mischt. Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung bzw. die Feldspritze kann für Wasser und verschiedene Spritzmittel bzw. Spritzmittelkonzentrate jeweils einen Spritzmitteltank aufweisen und das auszubringende Spritzmittel mittels der Mischeinheit (an)mischen und über den selben oder verschiedene Spritzmittelleitungssystemen der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung ausbringen.
Das zumindest eine Spritzmittel ist insbesondere eine Spritzflüssigkeit. Das Spritzmittel kann ein landwirtschaftliches Präparat bzw. Pflanzenschutzmittel (PSM), insbesondere ein Pflanzenschutzmittelkonzentrat aufweisen oder sein. Das Spritzmittel kann demnach ein Pestizid, wie bspw. ein Herbizid, Fungizid oder ein Insektizid aufweisen. Das Spritzmittel kann auch ein Düngemittel, insbesondere ein Düngemittelkonzentrat aufweisen. Das Spritzmittel kann hierbei einen Wachstumsregulator aufweisen. Das Spritzmittel kann ein granuläres Wirkmittel, welches mit einer Trägerflüssigkeit vermischt wurde, aufweisen. Die Spritzflüssigkeit kann bspw. ausgebildet sein als: Flüssigkeit, Suspension, Emulsion, Lösung oder eine Kombination daraus. Die Spritzflüssigkeit ist bevorzugt als mit Wasser verdünntes Pflanzenschutzmittel oder mit Wasser verdünntes Düngemittel ausgebildet. Die Spritzflüssigkeit kann demnach bspw. eine Spritzbrühe sein.
Die Spritzdüseneinheit weist bevorzugt jeweils mindestens eine Spritzdüse zum Ausbringen des Spritzmittels und mindestens ein Ventil zum Steuern bzw. Regeln der ausgebrachten Spritzmittelmenge auf. Demnach ist die Spritzdüseneinheit steuerbar bzw. betätigbar ausgebildet. Das Ventil kann in der Spritzdüse angeordnet bzw. integriert sein. Das Ventil kann jedoch auch der Spritzdüse vorgeschaltet, d.h. (in Strömungsrichtung des Spritzmittels) stromaufwärts der Spritzdüse angeordnet sein. Die Spritzdüseneinheit kann jedoch auch mehrere Spritzdüsen mit jeweils einem vorgeschalteten Ventil aufweisen. Die Spritzdüseneinheit kann ferner auch mehrere Spritzdüsen mit nur einem den Spritzdüsen vorgeschalteten Ventil aufweisen, so dass bei Betätigung des Ventils das Spritzmittel mittels aller Spritzdüsen der Spritzdüseneinheit ausgebracht wird. Das Ventil kann als ein pulsweitenmoduliertes Ventil (PWM- Ventil) oder als ein Proportionalventil ausgebildet sein. Die Spritzdüseneinheit kann als Teilbreite eines Düsensystems der landwirtschaftlichen
Spritzvorrichtung ausgebildet sein. Die Spritzdüseneinheiten können einzeln bzw. separat und/oder in definierten Gruppen bzw. Verbänden und/oder alle gemeinsam ansteuerbar sein. Die Spritzdüsen jeder Spritzdüseneinheit können einzeln bzw. separat und/oder in definierten Gruppen bzw. Verbänden und/oder alle gemeinsam ansteuerbar sein. Die Spritzdüseneinheit kann auch verschiedene Spritzdüsen zum ausbringen diverser Spritzmittel aufweisen.
Jeder Feldabschnittreihe (= Feldabschnitte entlang der Bewegungs- bzw. Fahrtrichtung) kann/können eine oder mehrere Spritzdüseneinheit(en) oder Spritzdüse(n) einer Spritzdüseneinheit zugeordnet sein. Bspw. kann jeder Feldabschnittreihe genau eine Spritzdüseneinheit bzw. Spritzdüse einer Spritzdüseneinheit oder genau zwei Spritzdüseneinheiten bzw. Spritzdüsen einer Spritzdüseneinheit zugeordnet sein, um diese zu behandelt.
Das Ausbringen des Spritzmittels kann insbesondere mittels einer Fördereinheit durchgeführt werden. Hierbei kann die Fördereinheit ausgebildet sein, eine Flüssigkeit und/oder ein Granulat 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 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 Lichteinheit bzw. Beleuchtungseinheit aufweisen. Die optischen Erfassungseinheiten können ausgebildet sein miteinander zu kommunizieren. Bevorzugt arbeiten die die optischen Erfassungseinheiten jedoch autark, d.h. unabhängig voneinander. Jeder Feldabschnittreihe kann eine optische Erfassungseinheit zugeordnet sein. Es ist jedoch auch denkbar, dass eine optische Erfassungseinheit zwei oder mehrere Feldabschnittreihen erfasst.
Die Spritzdüseneinheit bzw. die Spritzdüsen und die optische Erfassungseinheit bzw. die Kameras sind bevorzugt an einem Spritzgestänge der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung angeordnet.
Die Bildinformation ist bevorzugt ein Bild bzw. Abbild des erfassten Feldabschnitts oder eines Teils des erfassten Feldabschnitts. Demnach können mehrere Bildinformationen gemeinsam, bspw. durch Aneinanderreihung und/oder Überlappung und/oder Stitching den gesamten Feldabschnitt darstellen.
Ein „Bereitstellen“ kann im Rahmen der vorliegenden Anmeldung ein Verarbeiten und/oder eine Eingabe und/oder ein drahtgebundenes oder drahtloses Übertragen und/oder ein drahtgebundenes oder drahtloses Empfangen von Informationen umfassen. Demnach kann die Keimblattklasse der Kulturpflanzen bspw. manuell eingegeben oder empfangen werden. Alternativ kann die Keimblattklasse der Kulturpflanzen auch unter Verwendung der erhaltenen Bildinformation ermittelt werden. Der Schritt des Identifizierens von Beikräutern kann ein Erfassen eines Farbanteils, insbesondere eines grünen Farbanteils und/oder eines Infrarotanteils in dem Feldabschnitt bzw. Bildabschnitt 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. Somit kann eine Identifizierung von Pflanzen bspw. durch Erkennung von Grünpixeln bzw. zusammenhängender Grünpixel in der Bildinformation durchgeführt werden.
Bevorzugt werden im Schritt des Identifizierens alle Pflanzen, d.h. auch die Kulturpflanzen in dem gesamten erfassten Feldabschnitt bzw. der gesamten Bildinformation, identifiziert. Unter Verwendung der identifizierten Pflanzen können dann bspw. Kulturpflanzenreihen in dem Feldabschnitt bzw. der Bildinformation identifiziert werden. Weiter bevorzugt werden gemäß der einleitend erwähnten DE 10 2017 210 804 Al Kulturpflanzenbereiche definiert, wobei identifizierte Pflanzen in den Kulturpflanzenbereichen per Definition als Kulturpflanzen gewertet werden, und ferner Beikrautbereiche definiert, wobei identifizierte Pflanzen in den Beikrautbereichen per Definition als Beikräuter gewertet werden.
Bei der Zuordnung handelt es sich um eine Klassifizierung bzw. Klassifikation der identifizierten Beikräuter in eine der beiden Keimblattklassen mittels der Steuereinheit.
Nach der Zuordnung werden eine erste Beikrautkennzahl für die den Einkeimblättrigen zugeordneten Beikräuter und eine zweite Beikrautkennzahl für die den Zweikeimblättrigen zugeordneten Beikräuter mittels der Steuereinheit ermittelt. Die Beikrautkennzahlen repräsentieren bevorzugt eine Anzahl der jeweiligen Beikräuter oder einen Bedeckungsgrad des erfassten Feldabschnitts von pflanzlichem Material der jeweiligen Beikräuter oder eine Menge an pflanzlichem Material der jeweiligen Beikräuter.
Hierbei ist bevorzugt ein Schritt des Bereitstellens oder Ermittelns eines ersten Ausbringschwellenwerts für die erste Beikrautkennzahl und eines zweiten Ausbringschwellenwerts für die zweite Beikrautkennzahl in Abhängigkeit von der Keimblattklasse der Kulturpflanzen vorgesehen, wobei im Schritt des Ausbringens das zumindest eine Spritzmittel ferner in Abhängigkeit von dem ersten Ausbringschwellenwert und/oder dem zweiten Ausbringschwellenwert ausgebracht wird.
Der erste Ausbringschwellenwert für die erste Beikrautkennzahl ist bevorzugt größer als der zweite Ausbringschwellenwert für die zweite Beikrautkennzahl, wenn die Kulturpflanzen den Einkeimblättrigen zugeordnet werden. Alternativ oder zusätzlich ist der zweite Ausbringschwellenwert für die zweite Beikrautkennzahl bevorzugt größer ist als der erste Ausbringschwellenwert für die erste Beikrautkennzahl, wenn die Kulturpflanzen den Zweikeimblättrigen zugeordnet werden. D.h., mit anderen Worten, dass der entsprechende Ausbringschwellenwert größer ist, wenn die Keimblattklasse der Beikräuter der Keimblattklasse der Kulturpflanzen entspricht. Wenn also einkeimblättrige Kulturpflanzen auf der landwirtschaftlichen Fläche wachsen ist der erste Ausbringschwellenwert für die Beikräuter derselben Keimblattklasse, d.h. für die einkeimblättrigen Beikräuter (=erste Beikrautkennzahl) größer, und umgekehrt.
Bevorzugt ist der zweite Ausbringschwellenwert für die zweite Beikrautkennzahl derart gewählt, dass wenn die Kulturpflanzen den Einkeimblättrigen zugeordnet werden und zumindest eines der identifizierten Beikräuter den Zweikeimblättrigen zugeordnet wird, das zumindest eine Spritzmittel oder zumindest eines der Spritzmittel ausgebracht wird. Alternativ oder zusätzlich ist der bevorzugt der erste Ausbringschwellenwert für die erste Beikrautkennzahl derart gewählt, dass wenn die Kulturpflanzen den Zweikeimblättrigen zugeordnet werden und zumindest eines der identifizierten Beikräuter den Einkeimblättrigen zugeordnet wird, das zumindest eine Spritzmittel oder zumindest eines der Spritzmittel ausgebracht wird ausgebracht wird. D.h., mit anderen Worten, dass jeweils beim Identifizieren bzw. Zuordnen eines einzigen entsprechenden Beikrauts das Spritzmittel entsprechend ausgebracht wird, sodass diesbezüglich eine Nulltoleranz-Strategie angewandt wird. Für den Ausbringschwellenwert der anderen Keimblattklasse wird dagegen eine moderatere Strategie angewandt, z.B. gemäß der ökonomischen Schadenschwelle. Im Schritt des Ausbringens wird das zumindest eine Spritzmittel bzw. zumindest eines der Spritzmittel in Abhängigkeit von der Keimblattklasse der Kulturpflanzen und der ersten ermittelten Beikrautkennzahl und/oder der zweiten ermittelten Beikrautkennzahl auf den erfassten Feldabschnitt der landwirtschaftlichen Fläche mittels der zumindest einen Spritzdüseneinheit der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung ausgebracht. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Ausdruck „das zumindest eine Spritzmittel“ bei mehreren Spritzmitteln je nach Fall alle Spritzmittel oder zumindest eines der Spritzmittel.
Hierbei wird im Schritt des Ausbringens bevorzugt die erste Beikrautkennzahl mit dem ersten Ausbringschwellenwert und/oder die zweite Beikrautkennzahl mit dem zweiten Ausbringschwellenwert mittels der Steuereinheit verglichen, wobei bei Erreichen, Unterschreiten oder Überschreiten des ersten Ausbringschwellenwerts oder des zweiten Ausbringschwellenwerts das zumindest eine Spritzmittel ausgebracht wird. Bevorzugt wird mittels der Steuereinheit ermittelt, ob und/oder wieviel und/oder welches des zumindest einen Spritzmittels ausgebracht wird.
So kann bspw. zunächst aus der zu behandelnden Kulturpflanze die Keimblattklasse der Kulturpflanze abgeleitet werden. Entsprechend dieser Keimblattklasse kann dann jeweils ein Ausbringschwellenwert für die Behandlungswürdigkeit der Keimblattklassen der Beikräuter ermittelt werden. Dieser unterscheidet sich für beide Keimblattklassen (Einkeimblättrige, Zweikeimblättrige). Unter Abwägung der Phytotoxizität und Wirksamkeit der Maßnahme wird dann bspw. für einkeimblättrige Beikräuter in einer einkeimblättrigen Kulturpflanze ein gängiger erster Ausbringschwellenwert (z.B. ökonomische Schadenschwelle) zur Behandlung festgelegt, für zweizweikeimblättrige hingegen in der einkeimblättrigen Kulturpflanze ein zweiter „Nulltoleranz“-Ausbringschwellenwert festgelegt (und umgekehrt für zweikeimblättrige Kulturpflanzen. Der jeweilige Ausbringschwellenwert wird im Algorithmus zur Ausbring- bzw. Applikationsstrategie hinterlegt. Über die optische Erfassungseinheit fließt die Information über die tatsächliche Beikrautkennzahl bzw. Beikrautpopulation in den Algorithmus zu Applikationsstrategie ein. Kommt eine Beikrautpopulation oberhalb des für die Keimblattklasse definierten ersten bzw. zweiten Ausbringschwellenwerts, wird das entsprechende Spritzmittel bzw. werden die entsprechenden Spritzmittel ausgebracht bzw. appliziert.
Weiter bevorzugt werden zwei Spritzmittel ausgebracht, wobei in Abhängigkeit von der ersten ermittelten Beikrautkennzahl ein erstes Spritzmittel und/oder in Abhängigkeit von der zweiten ermittelten Beikrautkennzahl ein zweites von dem ersten verschiedenes Spritzmittel ausgebracht wird. Hierbei können die Spritzmittel in separaten Spritzmitteltanks der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung vorgemischt bereitgestellt oder mittels einer Mischeinheit der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung nach Bedarf beim Schritt des Ausbringens angemischt werden.
Ferner wird das Spritzmittel bevorzugt im Wesentlichen gleichmäßig 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.
Das Verfahren wird bzw. die Verfahrensschritte werden verständlicherweise wiederholt bzw. zyklisch 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 Vielzahl von untergeordneten Steuereinheiten umfassen. Die Steuereinheit und/oder jede untergeordnete 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. Jeder optischen Erfassungseinheit kann eine Steuereinheit bzw. untergeordnete Steuereinheit und/oder eine Recheneinheit zugeordnet sein bzw. jede optische Erfassungseinheit kann eine eigene Steuereinheit bzw. untergeordnete Steuereinheit und/oder eine Recheneinheit aufweisen. Die optischen Erfassungseinheiten können bspw. eine eigene untergeordnete Steuereinheit aufweisen und autark arbeiten, wobei entsprechende Daten an die (übergeordnete) Steuereinheit übermittelt werden, welche die zweite die zweite „Spritzentscheidung“ trifft und die den angrenzenden Feldauswertebereichen zugeordnete Spitzdüseneinheiten entsprechend ansteuert.
Die Recheneinheit ist bzw. die Recheneinheiten sind zur Bildverarbeitung ausgebildet bzw. eingerichtet, sodass sie Berechnungsschritte bzw. Bildverarbeitungsschritte zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführen kann. 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 einlesen oder ausgeben kann, diese Daten bspw. elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen 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 Darstellung von einkeimblättrigen und zweikeimblättrigen Beikräutern in einer einkeimblättrigen Kulturpflanze;
Fig. 3 eine entsprechende Applikationsstrategie für eine zweikeimblättrige
Kulturpflanze; 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 weist ein Spritzgestänge 14 auf. An dem Spritzgestänge 14 sind Spritzdüseneinheiten 16 und optische Erfassungseinheiten 18 angeordnet. Die Spritzdüseneinheiten 16 sind ausgebildet ein Spritzmittel 20, 20‘ auf Kulturpflanzen KP bzw. Beikräuter BK einer landwirtschaftlichen Fläche 22 auszubringen. Die optische Erfassungseinheiten 18 sind als optische Kameras 18 ausgebildet. Die optischen Kameras 18 umfassen jeweils eine Filtereinheit, um einen Farbanteil wie beispielsweise den grünen Farbanteil einer erhaltenen bzw. erfassten Bildinformation bzw. eines erfassten Bildes zu extrahieren, um einen Feldabschnitt der landwirtschaftlichen Fläche 22 mit den Kulturpflanzen KP und Beikräutern BK zu erfassen.
Die Kulturpflanzen KP sind hierbei entweder einer Keimblattklasse von Einkeimblättrigen EKB-KP oder einer Keimblattklasse von Zweikeimblättrigen ZKB-KP zuordenbar. Analog dazu sind auch die Beikräuter BK entweder einer Keimblattklasse von Einkeimblättrigen EKB-BK oder einer Keimblattklasse von Zweikeimblättrigen ZKB-BK zuordenbar.
Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung 10 weist ferner eine (nicht gezeigte) Fördereinheit auf, mittels derer die Ausbringmenge bzw. eine Wirkmittelmenge in dem auszubringenden Spritzmittel 20, 20‘ einstellbar bzw. variierbar ist.
Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung 10 weist außerdem eine Steuereinheit 24 auf, welche mit den optischen Kameras 18 verbunden ist, um Informationen von diesen zu empfangen. Die Steuereinheit 24 weist eine Recheneinheit 26 auf, welche ausgebildet ist, Berechnungsschritte bzw. Bildverarbeitungsschritte zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen. Die Steuereinheit 24 ist ferner ausgebildet, ein Steuersignal derart auszugeben, dass das Spritzmittel 20, 20‘ in Abhängigkeit von der Keimblattklasse EKB-KP, ZKB- KP der Kulturpflanzen KP und einer ersten Beikrautkennzahl für die den Einkeimblättrigen EKB-BK zugeordneten Beikräuter BK und einer zweiten Beikrautkennzahl für die den Zweikeimblättrigen ZKB-BK zugeordneten Beikräuter BK auf den erfassten Feldabschnitt der landwirtschaftlichen Fläche 22 auszubringen.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung von einkeimblättrigen und zweikeimblättrigen Beikräutern EKB-BK, ZKB-BK in einer einkeimblättrigen Kulturpflanze EKB-KP.
Zur Veranschaulichung des Verfahrens bzw. der Ausbringstrategie zeigt Fig. 3 einen Feldausschnitt der landwirtschaftlichen Fläche 22 mit einkeimblättrigen Kulturpflanzen EKB-KP sowie einkeimblättrigen Beikräutern EKB-BK und zweikeimblättrigen Beikräutern ZKB-BK. Zunächst wird die zu behandelnde Kulturpflanze KP ermittelt bzw. festgelegt und daraus die Keimblattklasse der Kulturpflanze EKB-KP abgeleitet. Entsprechend dieser Keimblattklasse EKB-KP wird dann der erste Ausbringschwellenwert für die erste Beikrautkennzahl der einkeimblättrigen Beikräuter EKB-BK und ein zweiter Ausbringschwellenwert für die zweite Beikrautkennzahl der zweikeimblättrigen Beikräuter ZKB-BK bereitgestellt bzw. festgelegt. Dieser unterscheidet sich für beide Keimblattklassen (EKB, ZKB). Unter Abwägung der Phytotoxizität und Wirksamkeit der Maßnahme wird dann für die einkeimblättrige Beikräuter EKB- BK in der einkeimblättrigen Kulturpflanze EKB-KP ein gängiger erster Ausbringschwellenwert (z.B. ökonomische Schadenschwelle) zur Behandlung festgelegt, wohingegen für die zweizweikeimblättrigen Beikräuter ZKB-BK hingegen ein zweiter „Nulltoleranz“-Ausbringschwellenwert festgelegt wird. Daher wird bei Identifizierung bereits eines einzigen zweikeimblättrigen Beikrauts ZKB- BK das Spritzmittel 20‘ auf die Teilfläche ausgebracht bzw. appliziert.
Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 100 zum Ausbringen zumindest eines Spritzmittels 20, 20’ auf eine landwirtschaftliche Fläche 24 mit Kulturpflanzen KP und Beikräutern BK, wobei die Kulturpflanzen KP und Beikräuter BK einer Keimblattklasse von Einkeimblättrigen EKB-KP, EKB-BK oder einer Keimblattklasse von Zweikeimblättrigen ZKB-KP, ZKB-BK zuordenbar sind, mittels zumindest einer Spritzdüseneinheit 16 einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung 10. Das Verfahren 100 umfasst einen Schritt des Bereitstellens 102 oder Ermittelns 102‘ der Keimblattklasse EKB-KP, ZKB-KP der Kulturpflanzen KP. Das Verfahren 100 umfasst ferner einen Schritt des Erfassens 106 eines Feldabschnitts der landwirtschaftlichen Fläche 22 mittels einer optischen Erfassungseinheit 18 der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung 10, um eine Bildinformation zu erhalten. Das Verfahren 100 umfasst außerdem einen Schritt des Identifizierens 108 der Beikräuter BK in dem erfassten Feldabschnitt unter Verwendung der Bildinformation mittels der Steuereinheit 24, um diese jeweils einer der beiden Keimblattklassen EKB-BK, ZKB-BK zuzuordnen. Das Verfahren 100 umfasst außerdem einen Schritt des Ermittelns 110 einer ersten Beikrautkennzahl für die den Einkeimblättrigen EKB-BK zugeordneten Beikräuter BK und einer zweiten Beikrautkennzahl für die den Zweikeimblättrigen ZKB-BK zugeordneten Beikräuter BK mittels der Steuereinheit 24. Das Verfahren 100 umfasst ferner einen Schritt des Ausbringens 112 des zumindest einen Spritzmittels 20, 20’ in Abhängigkeit von der Keimblattklasse EKB-KP, ZKB-KP der Kulturpflanzen KP und der ersten ermittelten Beikrautkennzahl und/oder der zweiten ermittelten Beikrautkennzahl auf den erfassten Feldabschnitt der landwirtschaftlichen Fläche 22 mittels der zumindest einen Spritzdüseneinheit 16 der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung 10. Des Weiteren umfasst das Verfahren 100 einen optionalen Schritt des
Bereitstellens 104 oder Ermittelns 104‘ eines ersten Ausbringschwellenwerts für die erste Beikrautkennzahl und eines zweiten Ausbringschwellenwerts für die zweite Beikrautkennzahl in Abhängigkeit von der Keimblattklasse EKB-KP, ZKB- KP der Kulturpflanzen KP, wobei im Schritt des Ausbringens 112 das zumindest eine Spritzmittel 20, 20‘ ferner in Abhängigkeit von dem ersten
Ausbringschwellenwert und/oder dem zweiten Ausbringschwellenwert ausgebracht wird.
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 zumindest eines Spritzmittels (20, 20’) auf eine landwirtschaftliche Fläche (24) mit Kulturpflanzen (KP) und Beikräutern (BK), wobei die Kulturpflanzen (KP) und Beikräuter (BK) einer Keimblattklasse von Einkeimblättrigen (EKB-KP, EKB-BK) oder einer Keimblattklasse von Zweikeimblättrigen (ZKB-KP, ZKB-BK) zuordenbar sind, mittels zumindest einer Spritzdüseneinheit (16) einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung (10), mit den Schritten:
- Bereitstellen (102) oder Ermitteln (102‘) der Keimblattklasse (EKB-KP, ZKB-KP) der Kulturpflanzen (KP);
- Erfassen (106) eines Feldabschnitts der landwirtschaftlichen Fläche (22) mittels einer optischen Erfassungseinheit (18) der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung (10), um eine Bildinformation zu erhalten;
- Identifizieren (108) der Beikräuter (BK) in dem erfassten Feldabschnitt unter Verwendung der Bildinformation mittels der Steuereinheit (24), um diese jeweils einer der beiden Keimblattklassen (EKB-BK, ZKB-BK) zuzuordnen;
- Ermitteln (110) einer ersten Beikrautkennzahl für die den Einkeimblättrigen (EKB-BK) zugeordneten Beikräuter (BK) und einer zweiten Beikrautkennzahl für die den Zweikeimblättrigen (ZKB-BK) zugeordneten Beikräuter (BK) mittels der Steuereinheit (24);
- Ausbringen (112) des zumindest einen Spritzmittels (20, 20’) in Abhängigkeit von o der Keimblattklasse (EKB-KP, ZKB-KP) der Kulturpflanzen (KP) und o der ersten ermittelten Beikrautkennzahl und/oder der zweiten ermittelten Beikrautkennzahl auf den erfassten Feldabschnitt der landwirtschaftlichen Fläche (22) mittels der zumindest einen Spritzdüseneinheit (16) der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung (10). Verfahren (100) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Schritt des Bereitstellens (104) oder Ermittelns (104‘) eines ersten Ausbringschwellenwerts für die erste Beikrautkennzahl und eines zweiten Ausbringschwellenwerts für die zweite Beikrautkennzahl in Abhängigkeit von der Keimblattklasse (EKB-KP, ZKB-KP) der Kulturpflanzen (KP), wobei im Schritt des Ausbringens (112) das zumindest eine Spritzmittel (20, 20‘) ferner in Abhängigkeit von dem ersten Ausbringschwellenwert und/oder dem zweiten Ausbringschwellenwert ausgebracht wird. Verfahren (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Ausbringens (112) die erste Beikrautkennzahl mit dem ersten Ausbringschwellenwert und/oder die zweite Beikrautkennzahl mit dem zweiten Ausbringschwellenwert mittels der Steuereinheit (24) verglichen wird, wobei bei Erreichen, Unterschreiten oder Überschreiten des ersten Ausbringschwellenwerts oder des zweiten Ausbringschwellenwerts das zumindest eine Spritzmittel (20, 20’) ausgebracht wird. Verfahren (100) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass
- der erste Ausbringschwellenwert für die erste Beikrautkennzahl größer ist als der zweite Ausbringschwellenwert für die zweite Beikrautkennzahl, wenn die Kulturpflanzen (KP) den Einkeimblättrigen (EKB-KP) zugeordnet werden; und/oder
- der Ausbringschwellenwert für die zweite Beikrautkennzahl größer ist als der Ausbringschwellenwert für die erste Beikrautkennzahl, wenn die Kulturpflanzen (KP) den Zweikeimblättrigen (ZKB-KP) zugeordnet werden. Verfahren (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
- der zweite Ausbringschwellenwert für die zweite Beikrautkennzahl derart gewählt ist, dass wenn die Kulturpflanzen (KP) den Einkeimblättrigen (EKB-KP) zugeordnet werden und zumindest eines der identifizierten Beikräuter (BK) den Zweikeimblättrigen (ZKB-BK) zugeordnet wird, das zumindest eine Spritzmittel (20, 22‘) oder zumindest eines der Spritzmittel (20, 22‘) ausgebracht wird; und/oder
- der erste Ausbringschwellenwert für die erste Beikrautkennzahl derart gewählt ist, dass wenn die Kulturpflanzen (KP) den Zweikeimblättrigen (ZKB-KP) zugeordnet werden und zumindest eines der identifizierten Beikräuter (BK) den Einkeimblättrigen (EKB-BK) zugeordnet wird, das zumindest eine Spritzmittel (20, 22‘) oder zumindest eines der Spritzmittel (20, 22‘) ausgebracht wird ausgebracht wird. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beikrautkennzahlen eine Anzahl der jeweiligen Beikräuter oder einen Bedeckungsgrad des erfassten Feldabschnitts von pflanzlichem Material der jeweiligen Beikräuter (BK) oder eine Menge an pflanzlichem Material der jeweiligen Beikräuter (BK) repräsentiert. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Ausbringens (112) mittels der Steuereinheit (24) ermittelt wird, ob und/oder wieviel und/oder welches des zumindest einen Spritzmittels (20, 20‘) ausgebracht wird. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Ausbringens (112) in Abhängigkeit von der ersten ermittelten Beikrautkennzahl ein erstes Spritzmittel (20) und/oder in Abhängigkeit von der zweiten ermittelten Beikrautkennzahl ein zweites von dem ersten verschiedenes Spritzmittel (20‘) ausgebracht wird. Verfahren (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzmittel (20, 20‘)
- in separaten Spritzmitteltanks der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung (10) vorgemischt bereitgestellt werden; oder
- mittels einer Mischeinheit der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung (10) nach Bedarf beim Schritt des Ausbringens (112) angemischt werden. Steuereinheit (24) die dazu eingerichtet ist, folgende Schritte durchzuführen und/oder zu steuern:
Empfangen oder Ermitteln (102‘) einer Keimblattklasse (EKB-KP, ZKB- KP) von Kulturpflanzen (KP), wobei die Kulturpflanzen (KP) einer Keimblattklasse von Einkeimblättrigen (EKB-KP) oder einer Keimblattklasse von Zweikeimblättrigen (ZKB-KP) zuordenbar sind; - 21 -
- Identifizieren (108) von Beikräutern (BK) in einer Bildinformation eines mittels einer optischen Erfassungseinheit (18) erfassten Feldabschnitts einer landwirtschaftlichen Fläche (22), um diese jeweils einer Keimblattklasse von Einkeimblättrigen (EKB-BK) oder einer Keimblattklasse von Zweikeimblättrigen (ZKB-BK) zuzuordnen;
- Ermitteln (110) einer ersten Beikrautkennzahl für die den Einkeimblättrigen (EKB-BK) zugeordneten Beikräuter (BK) und einer zweiten Beikrautkennzahl für die den Zweikeimblättrigen (ZKB-BK) zugeordneten Beikräuter (BK);
- Ausgeben eines Steuersignals in Abhängigkeit von o der Keimblattklasse (EKB-KP, ZKB-KP) der Kulturpflanzen (KP) und o der ersten ermittelten Beikrautkennzahl und/oder der zweiten ermittelten Beikrautkennzahl, um zumindest ein Spritzmittel (20, 20‘) auf den erfassten Feldabschnitt der landwirtschaftlichen Fläche (22) mittels zumindest einer Spritzdüseneinheit (16) einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung (10) auszubringen. Landwirtschaftliche Spritzvorrichtung (10) zum Ausbringen zumindest eines Spritzmittels (20, 20’) auf eine landwirtschaftliche Fläche (24) mit Kulturpflanzen (KP) und Beikräutern (BK), mit zumindest einer Spritzdüseneinheit (16), zumindest einer optischen Erfassungseinheit (18) und einer Steuereinheit (24) nach Anspruch 10. Computerprogramm das dazu eingerichtet ist, die Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und/oder einer Steuereinheit (24) nach Anspruch 10 auszuführen und/oder zu steuern, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird. Maschinenlesbares Speichermedium mit dem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 12.
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