WO2023161210A1 - Kalibrierung von bearbeitungsmaschinen für eine präzisionslandwirtschaft - Google Patents

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WO2023161210A1
WO2023161210A1 PCT/EP2023/054270 EP2023054270W WO2023161210A1 WO 2023161210 A1 WO2023161210 A1 WO 2023161210A1 EP 2023054270 W EP2023054270 W EP 2023054270W WO 2023161210 A1 WO2023161210 A1 WO 2023161210A1
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WO
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area
sub
processing machine
digital
measure
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PCT/EP2023/054270
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English (en)
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Inventor
Matthias Tempel
Josef EXLER
Original Assignee
Bayer Aktiengesellschaft
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B79/00—Methods for working soil
    • A01B79/005—Precision agriculture
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B71/00—Construction or arrangement of setting or adjusting mechanisms, of implement or tool drive or of power take-off; Means for protecting parts against dust, or the like; Adapting machine elements to or for agricultural purposes
    • A01B71/02—Setting or adjusting mechanisms
    • 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
    • A01C—PLANTING; SOWING; FERTILISING
    • A01C21/00—Methods of fertilising, sowing or planting
    • A01C21/005—Following a specific plan, e.g. pattern

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of precision farming.
  • Subjects of the present invention are a method, a computer system, a computer program product and a system for calibrating a processing machine.
  • precision farming is understood to mean methods of locally differentiated and targeted management of agricultural land.
  • digital feature maps can be created that show the variability of an agricultural area in a spatially resolved manner.
  • positions in which weeds have been identified can be recorded in such a feature map.
  • sub-areas that are comparatively dry can be recorded in such a feature map.
  • sub-areas can be recorded in such a feature map that have a comparatively low crop yield.
  • a digital map of measures can include instructions as to which measures should be taken in which sub-areas and/or at which positions in an agricultural area.
  • the application of a herbicide can be provided in such a map of measures for the positions at which a weed has been identified.
  • irrigation can be provided for in such a map of measures for dry partial areas.
  • fertilization can be provided in such a map of measures for sub-areas with a lower crop yield.
  • Such digital action cards can be used to have processing machines carry out the measures provided for in an action card, at least in a partially automated manner.
  • the position of the processing machine can be determined by means of satellite-supported position determination and the measures that are planned for a sub-area according to the digital map of measures can be carried out automatically when the processing machine reaches the corresponding sub-area.
  • the digital action maps are often based on position data that is supplied by a different device than the position data on the basis of which the processing machine carries out measures.
  • the position data on which the digital action maps are based can come from a satellite and/or a manned and/or unmanned flying object, while the position data of the processing machine usually comes from a GPS sensor (or a comparable sensor) that is connected to the Processing machine is connected.
  • Precision farming requires that the position data on which the processing machine is based to carry out measures agree with the position data on which the digital measure map is based. In practice, however, it has been shown that deviations can occur. Such deviations can mean that the measures are carried out, at least in part, in the wrong place.
  • a measure that is carried out by a processing machine usually affects a defined sub-area.
  • device parameters determine which sub-areas are affected by an action.
  • equipment parameters may determine how fast a processor moves in an area, what time a valve is opened to dispense herbicide, what time the valve is closed, how many valves are opened and/or closed, with what pressure the herbicide is applied and the like. All of these device parameters can have an impact on which sub-areas are affected by a measure.
  • a processing machine opens a valve when the processing machine is in a sub-area in which a herbicide is to be applied according to the action card, and the pressure for applying the herbicide builds up only slowly, it is possible that the sub-area is only incompletely sprayed with herbicide is treated.
  • a first subject matter of the present invention is a method comprising the steps:
  • a digital map of measures for an area of the earth's surface with at least one target sub-area being identified in the digital measure map, with the target sub-area being identified by a position on the earth's surface and by a size and/or shape and/or expansion into one or more directions, wherein at least one measure is recorded in the digital measure map for the target sub-area, which is to be carried out in the target sub-area by at least one processing machine on the basis of at least one value of at least one device parameter,
  • the result comprising at least one actual sub-area, the at least one actual sub-area indicating in which sub-area/which sub-areas of the earth's surface the at least one measure was carried out by the at least one processing machine, wherein the at least an actual partial area is characterized by a position on the earth's surface and by a size and/or shape and/or extent in one or more directions, the result being/was determined by means of one or more sensors, the one or more sensors one or more effects of the processing machine as a result of the execution of the at least one measure on the at least one actual partial area of the earth's surface are/are recorded,
  • a further object of the present invention is a computer system comprising
  • control and calculation unit is configured: to create a digital action map for an area of the earth's surface, wherein at least one target sub-area is identified in the digital action map, the target sub-area being identified by a position on the earth's surface and by a size and/or shape and/or extent in one or more directions is identified, with at least one measure being recorded in the digital measure map for the target sub-area, which is carried out in the target sub-area by at least one processing machine on the basis of at least one value of at least one device parameter is to be carried out, causing the sending and receiving unit to transmit the digital action card to the at least one processing machine, causing the sending and receiving unit to receive a result, the result comprising at least one actual sub-area, wherein the at least one actual sub-area indicates in which sub-area/which sub-areas of the earth's surface the at least one measure was carried out by the at least one processing machine, the at least one actual sub-area being characterized by a position on the earth's surface and
  • a digital map of measures for an area of the earth's surface with at least one target sub-area being identified in the digital measure map, with the target sub-area being identified by a position on the earth's surface and by a size and/or shape and/or expansion into one or more directions, wherein at least one measure is recorded in the digital measure map for the target sub-area, which is to be carried out in the target sub-area by at least one processing machine on the basis of at least one value of at least one device parameter,
  • the result comprising at least one actual sub-area, the at least one actual sub-area indicating in which sub-area/which sub-areas of the earth's surface the at least one measure was carried out by the at least one processing machine, the at least one actual sub-area characterized by a position on the earth's surface and by a size and/or shape and/or extension in one or more directions, the result being determined by means of one or more sensors, the one or more sensors reflecting one or more effects of the processing machine recorded/recorded as a result of the execution of the at least one measure on the at least one actual partial area of the earth's surface,
  • Another subject matter of the present invention is a system comprising a computer system and one or more sensors for detecting one or more effects of at least one processing machine as a result of carrying out at least one measure on at least one actual partial area of the earth's surface, the computer system comprising:
  • control and calculation unit is configured: to create a digital action map for an area of the earth's surface, wherein at least one target sub-area is identified in the digital action map, the target sub-area being identified by a position on the earth's surface and by a size and/or shape and/or extension in one or more directions is identified, with the at least one measure being recorded in the digital measure map for the target sub-area is to be executed in the target sub-area by the at least one processing machine on the basis of at least one value of at least one device parameter, causing the sending and receiving unit to transmit the digital action card to the at least one processing machine, the sending and receiving unit cause a result to be received, the result comprising the at least one actual sub-area, the at least one actual sub-area indicating in which sub-area/which sub-areas of the earth's surface the at least one measure was carried out by the at least one processing machine, wherein the at least one actual partial area is characterized by a position on the earth's surface and a size
  • the present invention provides means for calibrating a processing machine.
  • a processing machine is preferably a machine that is used in agriculture for processing an agricultural area.
  • farming/agricultural are intended to include any use of land for economic and/or environmental purposes.
  • Such a processing machine can be, for example, a crop protection device (field sprayer), a fertilizer spreader, a tiller, a cultivator, a plough, a planting machine, a seed drill, a mowing machine, a mulcher, a manned machine equipped with one or more sensors or unmanned aerial vehicle (UAV, also known as drone) and/or the like.
  • a crop protection device field sprayer
  • a fertilizer spreader a tiller
  • a cultivator a plough
  • a planting machine a seed drill
  • a mowing machine a mowing machine
  • a mulcher a manned machine equipped with one or more sensors or unmanned aerial vehicle (UAV, also known as drone) and/or the like.
  • UAV unmanned aerial vehicle
  • the processing machine is preferably a machine for spreading seeds, plant protection products, plant nutrients (e.g. fertilizers) and/or water (for irrigation).
  • plant nutrients e.g. fertilizers
  • water for irrigation
  • the processing machine has means by which it can move in or over the agricultural area.
  • the processing machine can be embodied as a vehicle or an aircraft (e.g. a drone) or a robot.
  • the processing machine can be controlled by a human or move autonomously.
  • the processing machine preferably includes means for determining the position.
  • the position determination is preferably based on a navigation satellite system, preferably a global navigation satellite system (abbr.: GNSS). Examples of global navigation satellite systems are NAVSTAR GPS, GLONASS, Galileo and Beidou.
  • the processing machine preferably has a sensor for receiving signals from a satellite navigation system, colloquially referred to as a GPS sensor.
  • the position determination system preferably has methods for real-time kinematics (abbr.: RTK) for the precise determination of position coordinates in the centimeter range.
  • RTK real-time kinematics
  • the processing machine is configured to carry out at least one measure.
  • the at least one measure is usually a measure carried out in agriculture in an area where crops are or are to be grown in order to improve the quality of the soil, to increase the health of the crops grown/to be grown to increase the biological diversity (biodiversity) in the area, to increase the crop yield and/or the quality of the crop and/or to prevent the spread of harmful organisms and/or plant diseases. It can also be a measure that serves to determine properties of the soil and/or the cultivated plants and/or a measure that identifies and/or characterizes and/or quantifies harmful organisms and/or pathogens in a sub-area should.
  • a map of measures is created for an area.
  • the area is preferably a part of the earth's surface that is or can be used for agriculture. It is preferably a field for growing crops.
  • the term "crop" is understood to mean a plant that is purposefully cultivated as a crop or ornamental plant by human intervention.
  • a digital action map is a representation of the area of the earth's surface.
  • digital means that the action card can be processed by a machine, usually a computer system.
  • Processing means the known procedures for electronic data processing (EDP).
  • the digital action map is usually a grid-like arrangement of image points (pixels) or volume elements (voxels). Each pixel / each volume element usually represents a part of the earth's surface. Accordingly, position data (e.g. geo-coordinates) can be assigned to each pixel/volume element, which indicate where the sub-area represented by the pixel/volume element is located on the earth's surface.
  • At least one sub-area is marked in a digital action map.
  • This at least one sub-area is also referred to in this description as a target sub-area.
  • the target partial area is characterized by a position on the earth's surface and by a size and/or shape and/or extension in one or more directions.
  • at least one measure is assigned to the target sub-area in the digital measure map. Which gives at least one measure indicates which action(s) should be executed in the sub-area by one or more processing machines.
  • the at least one measure is preferably the application of one or more substances.
  • the at least one substance is preferably a solid or a liquid or a suspension; most preferably a liquid or suspension.
  • an aqueous liquid or suspension can be applied, ie a liquid/suspension with water as one of the components.
  • water is the main ingredient.
  • the at least one measure includes the application of a dye, for example a liquid or a suspension that includes a dye, or a dye in solid form. It is preferably a dye that contrasts with the soil and/or with plants growing in the soil. It is preferably a yellow, golden, orange, pink, pink, red, violet, blue and/or metallic luster dye. In a preferred embodiment, it is a fluorescent and/or phosphorescent dye which, when irradiated with electromagnetic radiation of a defined wavelength range, itself emits electromagnetic radiation (usually of a different wavelength range), and is thus easier to detect than a dye which does not emit electromagnetic radiation emitted, but only reflected/scattered.
  • a dye for example a liquid or a suspension that includes a dye, or a dye in solid form. It is preferably a dye that contrasts with the soil and/or with plants growing in the soil. It is preferably a yellow, golden, orange, pink, pink, red, violet, blue and/or metallic luster dye. In a preferred embodiment,
  • the partial area can be in the form of a point.
  • the sub-area can only be specified by a position (e.g. in the form of geo-coordinates) on the earth's surface.
  • the portion may be extended in one or more dimensions. Such an extension may be along the surface of the earth, or perpendicular to the surface of the earth (e.g. toward or away from the center of the earth), or in some other direction.
  • the portion can be a straight line, a curve, an area, or a volume. If the sub-area is extended in one or more dimensions, the sub-area can be specified in addition to a position (e.g. in the form of geo-coordinates) by the respective extension in the respective dimension.
  • the partial area is preferably in the form of a point or are in the form of a surface.
  • the partial area preferably has the shape of a circle, an ellipse, a square, a rectangle, a parallelogram, a trapezium or a triangle.
  • the partial area can also have a different shape.
  • the at least one partial region is a volume
  • this can be cuboid, cylindrical, pyramidal, tetrahedral or spherical, for example, or have the shape of an ellipsoid or another shape.
  • the sub-area can also be marked on the earth's surface.
  • the sub-area can be identified, for example, by an object (e.g. a physical item) that at least partially fills and/or covers and/or covers the sub-area and/or delimits the sub-area from one or more surrounding sub-areas.
  • the sub-area may be identified by a survey pole, traffic cone, or other position marker.
  • the sub-area can be marked with a dye and/or with a string.
  • the partial area is provided with one or more sensors.
  • a sensor can be used to qualitatively and/or quantitatively record the execution of a measure.
  • a sensor can be, for example, a liquid sensor, a sensor for electromagnetic radiation, a temperature sensor, an acoustic sensor, a sensor for electrical voltage and/or electrical current and/or electrical fields, a sensor for magnetic fields, a Act pH sensor, a sensor for specific substances in the air and / or in the soil and / or the like.
  • the at least one sensor is preferably part of a sensor unit which, in addition to the at least one sensor, has an energy supply (e.g.
  • sensor in the form of an electrochemical cell, a solar cell, a fuel cell, a wind generator and/or a supercapacitor) and a transmission unit for transmitting sensor data, preferably via radio (eg via a mobile network).
  • the term sensor should also include indicators that display (make visible) a state and/or a change in state. Examples of such an indicator are a moisture indicator (see eg EP3177250A1), a pH indicator (see eg EP2452987A1), a light indicator (see eg DE4213493A1) and a temperature indicator (see eg EP0116584A1).
  • a plurality of partial areas are preferably identified in the digital action map.
  • the term plural means more than one. More than ten partial areas are preferably identified.
  • Partial areas are preferably selected according to a predefined method.
  • the partial areas can be distributed in the area in the form of a pattern, for example.
  • a pattern can be, for example, a triangular, a square or a hexagonal grid.
  • Such a pattern can also be in the form of concentric circles or a spiral shape.
  • the sub-areas are preferably distributed in the area in such a way that, given three arbitrarily selected sub-areas, no two sub-areas are ever at the same distance from one another. However, it is also possible for the partial areas to be selected arbitrarily and/or randomly.
  • At least one partial area can be selected in the action map and/or in the area of the earth's surface represented by the action map.
  • the at least one partial area can be selected, for example, by a user of a computer system.
  • the user can have the action card displayed on a monitor of the computer system.
  • input means such as a keyboard, a computer mouse, a touch-sensitive surface, a microphone, a trackball and/or the like
  • the user can draw the at least one partial area in the action map.
  • the computer system can also be configured to draw the at least one sub-area itself in the action map.
  • the computer system can be configured to draw the at least one sub-area in the action map according to predefined rules.
  • a combination of the selection of the at least one partial area by a user and by a computer system is also conceivable; it is conceivable, for example, that the computer system generates a suggestion that the user can accept or change; it is also conceivable that the user specifies one or more sub-areas and the computer draws in one or more further sub-areas on the basis of the specified sub-area(s).
  • a computer system may be configured to distribute a predetermined number of sub-areas over an area of the earth's surface such that the positions of the sub-areas are evenly distributed over the area or each have a maximum distance from positions of adjacent sub-areas.
  • the at least one sub-area is selected in the area of the earth's surface represented by the action map, a person can determine the at least one sub-area on the earth's surface arbitrarily or according to defined rules. To do this, he can visit the at least one sub-area and determine and record the position of the sub-area with the aid of a position determination system. The position can then be transferred to the digital action card. He can also mark the partial areas and/or label them with one or more objects. It is also possible for the at least one sub-area to be defined or visited by a processing machine and for the position of the sub-area to be recorded with the aid of a position determination system.
  • the at least one partial area on the earth's surface is defined and marked and/or marked with one or more objects by a person or by a processing machine.
  • the at least one marked partial area can then be recorded by a processing machine, preferably by an aircraft (eg a drone), and the position of the at least one partial area can be determined. The determined position can be included in the action map.
  • the at least one measure that is to be carried out in the subarea of at least one processing machine is preferably the same measure(s) in all subareas of the plurality of subareas.
  • the at least one measure is carried out by the at least one processing machine.
  • the target sub-area determines at which point/points on the earth's surface the at least one measure is carried out.
  • device parameters also have an influence on the point(s) at which the at least one measure is carried out.
  • the digital action map can have one or more values and/or value ranges for device parameters; however, it is also conceivable that the action card does not contain any information on device parameters.
  • the digital action card preferably includes at least one value of at least one device parameter.
  • the device parameters can include the following information, for example: number of nozzles from which the liquid emerges, distance between the nozzles, pressure in front of the nozzles, type of nozzles, height of the Nozzles above ground, angle of exit of the liquid versus the direction of gravity, shape of exit, width of exit, amount of exit, speed of processing machine above ground, and/or the like.
  • the digital action card is transmitted to the at least one processing machine.
  • the removable data medium can then be connected to a control unit of the processing machine.
  • the at least one processing machine carries out the at least one measure according to the measure map and on the basis of at least one value of at least one device parameter.
  • the execution can be automated, i.e. without human intervention.
  • the execution can also be partially automated, i.e. there are actions that are carried out by the processing machine without human intervention and there are actions that require human intervention.
  • Such a partial automation can consist, for example, in a human being controlling the processing machine through the area and thereby activating the one or more target partial areas.
  • the position of the processing machine in the area is recorded and tracked with the aid of a position determination system.
  • the processing machine automatically carries out one or more actions (measures).
  • the execution of the at least one measure of the at least one processing machine leads to a result.
  • the result includes information about one or more effects of the at least one processing machine on one or more actual subareas as a result of the execution of the at least one measure.
  • At least one actual sub-area is affected by the result. If the at least one measure includes, for example, the application of a liquid in a target sub-area, then the liquid wets an actual sub-area of the earth's surface. It is also possible that the liquid penetrates a defined depth into the earth's surface in the actual partial area. If the at least one measure includes, for example, spreading a solid in a target sub-area, the solid that is spread covers an actual sub-area of the earth's surface.
  • each target sub-area there is usually a corresponding actual sub-area for each target sub-area, which is affected by the effects of the at least one measure to be carried out in the target sub-area according to the digital measure map.
  • each actual sub-area corresponds to the corresponding target sub-area.
  • the at least one processing machine carries out the at least one measure in each target sub-area exactly as intended.
  • a deviation or several deviations are determined between the at least one actual sub-area and the at least one target sub-area.
  • an actual sub-area has a different size than the corresponding target sub-area; it can be smaller or larger, for example. It may be that an actual sub-area has a different shape than the corresponding target sub-area. It may be that the position of an actual sub-area does not match the position of the corresponding target sub-area. It may be that an actual sub-area has an extent in one or more directions that deviates from the corresponding extent of the corresponding target sub-area.
  • One or more deviations can be determined by analyzing which actual sub-area of the earth's surface is affected by the measure and whether the affected actual sub-area corresponds to a target sub-area.
  • a liquid When a liquid is applied, it can be determined, for example, which actual partial area is wetted by the liquid and/or how deeply the liquid has penetrated.
  • a solid When spreading a solid, it can be determined which actual area is covered by the solid.
  • the analysis can be facilitated if the liquid or solid comprises a dye, as described above, so that the wetted/covered area is easier to see: only the wetted/covered area is dyed.
  • one or more sensors it is also possible, as described above, for one or more sensors to be arranged in and/or around the target partial area, which provide information about the locations at which liquid has reached.
  • the sub-area for which the analysis shows that it is affected by at least one measure is the actual sub-area.
  • This actual sub-area is compared with the target sub-area and one or more deviations between the actual sub-area and the target sub-area are determined in relation to their respective position and size and/or shape and/or extent in one or more directions .
  • a device parameter or several device parameters can be determined from the deviations, whose value/values must/have to be changed in order to reduce the deviations, i.e. in the ideal case in order to bring each actual sub-area into line with the corresponding target sub-area.
  • At least one value for at least one device parameter that influences the shape and/or the size of the sub-area can be modified, to reduce the discrepancies.
  • the at least one modified value of the at least one device parameter can be stored in a data memory and/or included in a modified digital action card and/or transmitted to the at least one processing machine.
  • the digital action map can be adjusted (modify) in order to reduce the deviations. If the position of the at least one target sub-area does not match the position of the at least one actual sub-area, the coordinates (position data) of the at least one target sub-area in the digital action map can be replaced by the coordinates (position data) of the at least one actual sub-area become.
  • the adapted (modified) digital action map can be stored in a data memory and/or transmitted to the at least one processing machine.
  • the determination of modified values of device parameters and/or a modified digital action map constitutes a calibration. After the calibration, at least one further action can be carried out in the area.
  • a new map of measures can be created on the basis of the modified digital map of measures, in which at least one measure is listed for at least one sub-area.
  • the new action card can be transmitted to at least one processing machine. Based on the new digital action map and at least one modified value of at least one device parameter (if present in the modified action map), the processing machine can carry out the at least one action recorded in the new digital action map. It can be checked whether the modification of the values of the device parameters and/or the digital action cards leads to a reduced deviation of the at least one actual sub-area from the at least one target sub-area.
  • the method (100) includes the following steps:
  • HO Creation of a digital action map for an area of the earth's surface, with at least one target sub-area being identified in the digital action map, with the target sub-area being identified by a position on the earth's surface and by a size and/or shape and/or extent in one or more directions are marked, with at least one measure being recorded in the digital measure map for the target sub-area, which is to be carried out in the target sub-area by at least one processing machine on the basis of at least one value for at least one device parameter,
  • the result comprising at least one actual sub-area, the at least one actual sub-area indicating in which sub-area/which sub-areas of the earth's surface the at least one measure was carried out by the at least one processing machine, wherein the at least one Actual partial area is characterized by a position on the earth's surface and a size and/or shape and/or extension in one or more directions, the result being determined by means of one or more sensors, the one or more sensors having one or more effects of the processing machine recorded/recorded as a result of the execution of the at least one measure on the at least one actual partial area of the earth's surface,
  • the method (100) comprises a further step (160), which follows step (150):
  • the method (100) can be carried out entirely by a computer system (for example the computer system according to the invention).
  • the method (100) is therefore a computer-implemented method. It is conceivable that a computer program includes instructions to a computer system which cause the computer system to carry out steps (H0) to (160) of method (100).
  • the method according to the invention can also include steps that cannot be executed by a computer system.
  • 2 shows an example in the form of a flow chart.
  • the method (200) shown in FIG. 2 comprises the steps:
  • (230) Determining a result of the at least one measure in at least one actual area, with the at least one actual sub-area indicating in which sub-area/which sub-areas of the earth's surface the at least one measure was carried out by the at least one processing machine, with the at least one Actual sub-area is characterized by a size and/or shape and/or extension in one or more directions, the result being determined by means of one or more sensors, the one or more sensors reflecting one or more effects of the processing machine as a result of the execution of the record/record at least one measure on the at least one actual sub-area of the earth’s surface,
  • FIG. 3 schematically shows a further embodiment of the method according to the invention in the form of a flowchart.
  • the method (300) shown in FIG. 3 comprises the following steps:
  • (350) Receiving and/or determining a result of the at least one measure in at least one actual area, with the at least one actual sub-area indicating in which sub-area/which sub-areas of the earth's surface the at least one measure was carried out by the at least one processing machine, wherein the at least one actual partial area is characterized by a size and/or shape and/or extent in one or more directions, the result being determined by means of one or more sensors, the one or more sensors reflecting one or more effects of the processing machine recorded/recorded as a result of the execution of the at least one measure on the at least one actual partial area of the earth's surface,
  • the step (320) "capturing positions of the marked partial areas" can be carried out, for example, with the help of an unmanned aircraft that moves autonomously over the area and uses a camera or several cameras to capture the markings and position data (e.g. geocoordinates) using a position determination system. recorded for the markings.
  • the position data determined by the unmanned aircraft for the sub-areas identified by means of the markings can be used to create the digital action map.
  • the at least one measure can be, for example, the application of a liquid or a solid or a suspension.
  • the liquid can be, for example, water or an aqueous solution of a dye.
  • the suspension and/or the solid may include a dye.
  • the “determination of a result” in step (360) can include, for example, identifying partial areas wetted with liquids and/or the depth of a liquid that has penetrated the earth's surface or partial areas covered by solid matter.
  • the liquid and/or the solid can be detected, for example, by means of a sensor or a plurality of sensors in the partial areas. If an indicator is placed in the sub-areas, the wetted/covered sub-area can be identified, for example, based on a color change. If the discharged liquid/the discharged solid contains a dye, the wetted subareas can be recognized by the dye present there.
  • a result that is expressed in visible features e.g. dye, color change
  • the result is recorded by the unmanned aerial vehicle preferably used in step (320). After the at least one measure has been carried out by the at least one processing machine, this can move over the area again and automatically detect the partial areas that are affected by the at least one measure.
  • Machine learning models that have been trained on the basis of a large number of training images, markings and/or or to learn the effects of measures. Details can be found in the large number of publications on the subject of object recognition in images (see e.g. J. Brownlee: Deep Learning for Computer Vision, Machine Learning Mastery, 2020).
  • a method comprising the steps:
  • Transmitting the digital action card to the at least one processing machine receiving a result, the result comprising an actual sub-area, the actual sub-area indicating the sub-area in which the at least one measure was carried out by the at least one processing machine,
  • Determining a deviation between the actual sub-area and the target sub-area modifying the device parameters with regard to a reduced deviation and/or modifying the digital action map with regard to a reduced deviation.
  • Execution of the measures listed in the digital measure map by the at least one processing machine Recording a result, the result comprising a plurality of actual sub-areas, the actual sub-areas specifying in which sub-areas the at least one measure was carried out by the at least one processing machine.
  • control and calculation unit is configured: to create a digital action map for an area, wherein at least one target sub-area is identified in the digital action map, wherein at least one measure is recorded in the digital action map for the target sub-area , which is to be executed in the target sub-area by at least one processing machine on the basis of device parameters, causing the sending and receiving unit to transmit the digital action card to the at least one processing machine, causing the sending and receiving unit to receive a result, wherein the result includes an actual sub-area, the actual sub-area indicating in which sub-area the at least one measure was carried out by the at least one processing machine, determining a deviation between the actual sub-area and the target sub-area, the device parameters in to modify with regard to a reduced deviation and/or to modify the digital action map with regard to a reduced deviation, to store the modified device parameters and/or the modified digital action map in the data memory.
  • an unmanned aircraft comprising a camera and a position determination system, wherein the unmanned aircraft is configured to move over the area and o detect identifiers of sub-areas and determine position data for the identifiers, and/or o the result of the at least one measure in to capture the area.
  • a computer program product comprising a data store, wherein the data store comprises a computer program that can be loaded into a working memory of a computer system and causes the computer system to carry out the following steps:
  • Transmitting the digital action card to the at least one processing machine receiving a result, the result comprising an actual sub-area, the actual sub-area indicating the sub-area in which the at least one measure was carried out by the at least one processing machine,
  • modifying the device parameters with regard to a reduced deviation and/or modifying the digital action map with regard to a reduced deviation storing the modified device parameters and/or the modified digital action map in a data memory.
  • a "computer system” is an electronic data processing device that processes data using programmable calculation rules. Such a system typically includes a “computer,” the unit that includes a processor for performing logical operations, and peripherals.
  • peripherals are all devices that are connected to the computer and are used to control the computer and/or as input and output devices. Examples of this are monitors (screens), printers, scanners, mice, keyboards, drives, cameras, microphones, loudspeakers, etc. Internal connections and expansion cards are also considered peripherals in computer technology.
  • Today's computer systems are often divided into desktop PCs, portable PCs, laptops, notebooks, netbooks and tablet PCs and so-called handhelds (e.g. smartphones); all of these systems can be used to practice the invention.
  • the inputs into the computer are made via input means such as a keyboard, a mouse, a touch-sensitive screen (touch display), a microphone and/or the like.
  • the output usually takes place via a screen, a printer, a loudspeaker and/or by storage in a data memory.
  • FIG. 4 shows, by way of example and schematically, a computer system according to the present invention.
  • the computer system (10) shown in FIG. 4 comprises a transmission and reception unit (11), a control and calculation unit (12) and an output unit (13).
  • the control and calculation unit (12) is used to control the computer system (10), to coordinate the data flows between the units of the computer system (10) and to carry out calculations.
  • the control and calculation unit (12) is configured (e.g. using the computer program according to the invention): to create a digital map of measures for an area of the earth's surface, with at least one target sub-area being identified in the digital measure map, with the target sub-area being identified by a Position on the earth's surface and characterized by a size and/or shape and/or extent in one or more directions, with at least one measure being recorded in the digital measure map for the target sub-area, which is carried out in the target sub-area by at least one processing machine is to be carried out on the basis of at least one value of at least one device parameter, causing the transmitting and receiving unit (11) to transmit the digital action card to the at least one processing machine, causing the transmitting and receiving unit (11) to receive a result , the result comprising at least one actual sub-area, the at least one actual sub-area indicating in which sub-area/which sub-areas of the earth's surface the at least one measure was carried out by the at least one processing machine, the at least one actual sub
  • FIG. 5 schematically shows a further embodiment of the computer system (10) according to the invention.
  • the computer system (10) shown in figure 5 comprises a processing unit (14) which is connected to a memory (15).
  • the processing unit (14) and the memory (15) form a control and calculation unit (12) as shown in FIG.
  • the processing unit (14) can comprise one or more processors alone or in combination with one or more memories (15).
  • the processing unit (14) can be ordinary computer hardware capable of processing information such as process digital map of measures, position data, sensor data, digital images, computer programs and/or other digital information.
  • the processing unit (14) typically consists of an array of electronic circuits, some of which may be embodied as an integrated circuit or as a plurality of interconnected integrated circuits (an integrated circuit is sometimes referred to as a "chip").
  • the processing unit (14) can be configured to execute computer programs, which can be stored in a working memory of the processing unit (14) or in the memory (15) of the same or another computer system.
  • the memory (15) can be ordinary computer hardware capable of storing information such as device parameter values, digital action maps, sensor data, position data, digital image recordings, computer programs and/or other digital information either temporarily and/or permanently.
  • the memory (15) may comprise volatile and/or non-volatile memory and may be fixed or removable. Examples of suitable memory include RAM (Random Access Memory), ROM (Read-Only Memory), hard disk, flash memory, removable computer disk, optical disk, magnetic tape, or a combination of the above.
  • Optical discs may include read-only memory (CD-ROM) compact discs, read/write (CD-R/W) compact discs, DVDs, Blu-ray discs, and the like.
  • the processing unit (14) can also be connected to one or more interfaces (11, 13, 17, 18, 19) in order to display, transmit and/or receive information.
  • the interfaces can include one or more communication interfaces (11, 18) and/or one or more user interfaces (13, 17, 19).
  • the one or more communication interfaces (11, 18) can be configured to send and/or receive information, e.g. to and/or from a camera, sensors, other computers, networks, data storage or the like.
  • the one or more communication interfaces (11, 18) can be configured to transmit and/or receive information via physical (wired) and/or wireless communication links.
  • the one or more communication interfaces (11, 18) may include one or more interfaces for connection to a network, e.g., using technologies such as cellular, Wi-Fi, satellite, cable, DSL, fiber optic, and/or the like.
  • the one or more communication interfaces (11, 18) may include one or more short-range communication interfaces configured to connect devices with short-range communication technologies such as NFC, RFID, Bluetooth, Bluetooth LE, ZigBee, infrared (e.g., IrDA ) or similar.
  • the user interfaces (13, 17, 19) can include an output unit (13).
  • An output unit (13) can be configured to display information to a user. Suitable examples thereof are a liquid crystal display (LCD), a light emitting diode display (LED), a plasma display panel (PDP), a printer or the like.
  • the user input interface(s) (13, 17, 19) may be wired or wireless and may be configured to receive information from a user into the computer system (10), e.g. for processing, storage and/or or ad.
  • Suitable examples of user input interfaces (17) are a microphone, an image or video capture device (e.g., a camera), a keyboard or keypad, a joystick, a touch-sensitive surface (separate from or integrated with a touch screen), or the like.
  • the user interfaces (13, 17, 19) may include automatic identification and data capture technology (19) for machine-readable information. This may include barcodes, radio frequency identification (RFID), magnetic stripes, optical character recognition (OCR), integrated circuit cards (ICC), and the like.
  • RFID radio frequency identification
  • OCR optical character recognition
  • ICC integrated circuit cards
  • the user interfaces (13, 17, 19) may also include one or more interfaces for communicating with peripheral devices such as printers and the like.
  • One or more computer programs (16) may be stored in the memory (15) and executed by the processing unit (14) which is thereby programmed to carry out the functions described in this specification.
  • the instructions of the computer program (16) can be fetched, loaded and executed sequentially, so that an instruction is fetched, loaded and executed at a time.
  • the retrieval, loading and/or execution can also take place in parallel. 6 shows, by way of example and schematically, the interaction of the computer system according to the invention with a processing machine and a sensor.
  • Fig. 6 shows an area (60) of the earth's surface.
  • a processing machine (63) moves over the area (60).
  • the processing machine (63) is designed as an unmanned aerial vehicle (drone).
  • the processing machine (63) is equipped with means (64) for dispensing a substance or several substances.
  • the processing machine (63) also includes a receiving unit (65) via which the processing machine (63) can receive a digital action card (70) from the computer system (10) according to the invention.
  • the computer system (10) according to the invention and the receiving unit (65) of the processing machine (63) are connected to one another via a network (69).
  • the receiving unit (65) of the processing machine (63) receives data (e.g. the digital action card) via a radio connection (e.g. via a mobile phone connection).
  • the computer system (10) according to the invention can be connected to the network (69) via a cable connection and/or radio connection.
  • the digital action map (70) is a digital representation of the area (60) of the earth's surface.
  • Target sections (61) are identified in the digital action card (70).
  • Each target sub-area is characterized by a position on the earth's surface and by a size and/or shape and/or extent in one or more directions.
  • the target partial areas (61) have the shape of an ellipse.
  • the geo-coordinates of the geometric center of gravity of the ellipse can be used as the position of a target sub-area.
  • At least one measure is recorded for each target sub-area (61) in the digital measure card (70), which is to be carried out in the target sub-area (61) by the processing machine (63) on the basis of device parameters (not explicitly shown in Fig. 6). ).
  • the at least one measure is the application of one or more substances using the means (64) for dispensing one or more substances.
  • the processing machine (63) carries out the at least one measure according to the information in the digital measure card (70).
  • the result of the execution of the at least one measure includes actual partial areas (62) in the area (60) of the earth's surface that have been treated with one or more substances.
  • the actual sub-areas (62) do not match the target sub-areas (61). There are discrepancies.
  • the actual partial areas (62) also have the shape of an ellipse, the geometric focal points (the positions) do not match and the extents in the x-direction and in the y-direction do not match.
  • the result of the execution of the at least one measure by the processing machine (63) is recorded using a sensor (67).
  • the sensor (67) is a camera that is attached to an unmanned aircraft (66).
  • the sensor (67) moves over the area (60) of the earth's surface and generates images of the actual partial areas (62).
  • one or more sensors are stationed in or above the area (60).
  • the actual partial areas (62) can be recognized in the image recordings, for example, in that the actual partial areas (62) reflect electromagnetic radiation (e.g. sunlight) differently than surrounding areas that do not reflect the wetting or covering with the one or more substances have been treated with the one or more substances.
  • the one or more substances may include a dye that absorbs part of the sunlight, which means that the radiation sent back by the dye has a characteristic spectrum from which the dye and thus the actual partial areas covered with dye can be identified .
  • the one or more substances may include a fluorescent and/or phosphorescent dye which, when excited with electromagnetic radiation of a defined wavelength range, is excited to emit electromagnetic radiation with a characteristic spectrum, based on which the dye and thus the actual Sections can be identified.
  • the aircraft (66) can be equipped with a source for electromagnetic radiation, the radiation of which leads to the excitation of a fluorescent and/or phosphorescent dye, for example.
  • the unmanned aircraft (66) also includes a transmission unit (66) with which the unmanned aircraft (66) transmits images of the actual partial areas (62) captured by the camera (67) via the network (69) to the computer system (10) according to the invention. can transmit.
  • the computer system (10) according to the invention can be configured to determine deviations of the actual sub-areas (62) from the target sub-areas (61), for example by superimposing the image(s) of the actual sub-areas (62) with the digital action map ( 70).
  • the computer system (10) can be configured to modify values of the device parameters of the processing machine (63) in such a way that the deviations of the actual sub-areas (62) from the target sub-areas (61) are reduced and/or minimized and/or eliminated .
  • the computer system (10) can be configured to modify the digital action map (70) in such a way that the deviations of the actual partial areas (62) from the target partial areas (61) are reduced and/or minimized and/or eliminated.
  • the computer system (10) can be configured to store the modified device parameters and/or the modified digital action card in a data memory and/or to transmit them to the processing machine (63) via the network (69).

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Präzisionslandwirtschaft. Gegenstände der vorliegenden Erfindung sind ein Verfahren, ein Computersystem, ein Computerprogrammprodukt und ein System zum Kalibrieren einer Bearbeitungsmaschine. Das erfindungsgemäße Verfahren (100) umfasst dabei die Schritte: Erstellen einer digitalen Maßnahmenkarte für einen Bereich der Erdoberfläche (110), Übermitteln der digitalen Maßnahmenkarte an die mindestens eine Bearbeitungsmaschine (120), Empfangen eines Ergebnisses (130), Ermitteln einer Abweichung zwischen dem Ist-Teilbereich und dem Soll-Teilbereich (140), sowie Modifizieren des mindestens einen Werts des mindestens einen Geräteparameters im Hinblick auf eine reduzierte Abweichung und/oder Modifizieren der digitalen Maßnahmenkarte im Hinblick auf eine reduzierte Abweichung (150).

Description

Kalibrierung von Bearbeitungsmaschinen für eine Präzisionslandwirtschaft
Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Präzisionslandwirtschaft. Gegenstände der vorliegenden Erfindung sind ein Verfahren, ein Computersystem, ein Computerprogrammprodukt und ein System zum Kalibrieren einer Bearbeitungsmaschine.
Unter dem Begriff Präzisionslandwirtschaft (engl. precision farming) werden Verfahren der ortsdifferenzierten und zielgerichteten Bewirtschaftung landwirtschaftlicher Nutzflächen verstanden.
Die Praxis der Präzisionslandwirtschaft wurde durch die Einführung der satellitengestützten Positionsbestimmung ermöglicht. Mittels Fernerkundungsdaten und/oder Sensoren innerhalb eines Feldes und/oder Sensoren an Bearbeitungsmaschinen, die sich in dem Feld bewegen, können für verschiedene Teilbereiche in einem landwirtschaftlich genutzten Bereich eine Vielzahl von Eigenschaften mit einer hohen Ortsauflösung erfasst werden, wie z.B. Ernteertrag, Geländemerkmale/Topografie, Gehalt an organischer Substanz, Feuchtigkeit, Stickstoffgehalt, pH- Wert, Bodenbeschaffenheit, Unkrautverteilung u.v.m.
Auf Basis der erfassten Eigenschaften können digitale Merkmalskarten erstellt werden, die die Variabilität einer landwirtschaftlich genutzten Fläche ortaufgelöst wiedergeben.
Zum Beispiel können in einer solchen Merkmalskarte Positionen verzeichnet sein, in denen Unkräuter erkannt worden sind. In einem weiteren Beispiel können in einer solchen Merkmalskarte Teilbereiche verzeichnet sein, die vergleichsweise trocken sind. In einem weiteren Beispiel können in einer solchen Merkmalskarte Teilbereiche verzeichnet sein, die einen vergleichsweise geringen Ernteertrag aufweisen.
Auf Basis solcher Merkmalskarten können für verschiedene Teilbereiche unterschiedliche Maßnahmen geplant werden, die der Variabilität Rechnung tragen. Auf Basis solcher Merkmalskarten können digitale Maßnahmenkarten erstellt werden. Eine digitale Maßnahmenkarte kann Anweisungen umfassen, welche Maßnahmen in welchen Teilbereichen und/oder an welchen Positionen in einem landwirtschaftlich genutzten Bereich ergriffen werden sollen. Zum Beispiel kann in einer solchen Maßnahmenkarte für die Positionen, an denen ein Unkraut erkannt worden ist, die Applikation eines Herbizids vorgesehen sein. In einem weiteren Beispiel kann in einer solchen Maßnahmenkarte für trockene Teilbereiche eine Bewässerung vorgesehen sein. In einem weiteren Beispiel kann in einer solchen Maßnahmenkarte für Teilbereiche mit einem geringeren Ernteertrag eine Düngung vorgesehen sein.
Solche digitalen Maßnahmenkarten können genutzt werden, um Bearbeitungsmaschinen zumindest teilautomatisiert die in einer Maßnahmenkarte vorgesehenen Maßnahmen ausführen zu lassen.
Bewegt sich eine Bearbeitungsmaschine in einem landwirtschaftlich genutzten Bereich, kann mittels satellitengestützter Positionsbestimmung die Position der Bearbeitungsmaschine bestimmt werden und es können die Maßnahmen, die gemäß der digitalen Maßnahmenkarte für einen Teilbereich vorgesehen sind, automatisch ausgeführt werden, wenn die Bearbeitungsmaschine den entsprechenden Teilbereich erreicht.
Oftmals basieren die digitalen Maßnahmenkarten auf Positionsdaten, die von einem anderen Gerät geliefert werden als die Positionsdaten, auf deren Basis die Bearbeitungsmaschine Maßnahmen ausführt. So können die Positionsdaten, die den digitalen Maßnahmenkarten zugrunde liegen, beispielsweise von einem Satelliten und/oder einem bemannten und/oder unbemannten Flugobjekt stammen, während die Positionsdaten der Bearbeitungsmaschine üblicherweise von einem GPS-Sensor (oder einem vergleichbaren Sensor) stammen, der mit der Bearbeitungsmaschine verbunden ist.
Die Präzisionslandwirtschaft setzt voraus, dass die Positionsdaten, auf deren Basis die Bearbeitungsmaschine Maßnahmen ausführt, mit den Positionsdaten übereinstimmen, auf denen die digitale Maßnahmenkarte basiert. In der Praxis zeigt sich jedoch, dass es zu Abweichungen kommen kann. Solche Abweichungen können bedeuten, dass die Maßnahmen zumindest teilweise an der falschen Stelle ausgeführt werden.
Ein weiteres Problem ergibt sich daraus, dass für viele Maßnahmen die Position innerhalb eines landwirtschaftlich genutzten Bereichs allein nicht ausreichend ist, um eine Maßnahme so auszuführen, dass ein optimales Ergebnis erzielt wird. Stattdessen müssen zur Ausführung einer Maßnahme Geräteparameter ermittelt werden, die ein bestmögliches Ergebnis erzielen. Dies sei an einem Beispiel erläutert.
Eine Maßnahme, die von einer Bearbeitungsmaschine ausgeführt wird, betrifft üblicherweise einen definierten Teilbereich. Bei einer Bekämpfung von Unkräutern kann es beispielsweise gelten, nur die tatsächlich in einem Feld als Unkräuter erkannten Pflanzen mit einem Herbizid zu besprühen, während umgebende Teilbereiche von einer Herbizidbehandlung ausgenommen sein sollen. Neben den Anweisungen der digitalen Maßnahmenkarte bestimmen Geräteparameter, welche Teilbereiche von einer Maßnahme betroffen sind. Bei dem Beispiel der Herbizidbehandlung können Geräteparameter bestimmen, wie schnell sich eine Bearbeitungsmaschine in einem Bereich bewegt, zu welchem Zeitpunkt ein Ventil für die Ausgabe von Herbizid geöffnet wird, zu welchem Zeitpunkt das Ventil geschlossen wird, wie viele Ventile geöffnet und/oder geschlossen werden, mit welchem Druck das Herbizid appliziert wird und dergleichen. Alle diese Geräteparameter können einen Einfluss darauf haben, welche Teilbereiche von einer Maßnahme betroffen sind. Öffnet eine Bearbeitungsmaschine beispielsweise ein Ventil, wenn sich die Bearbeitungsmaschine in einem Teilbereich befindet, in dem gemäß Maßnahmenkarte ein Herbizid zu applizieren ist, und baut sich der Druck zum Applizieren des Herbizids nur langsam auf, ist es möglich, dass der Teilbereich nur unvollständig mit Herbizid behandelt wird.
Neben einer korrekten Positionsbestimmung ist es also erforderlich, die korrekten Geräteparameter vorliegen zu haben, um die in einer digitalen Maßnahmenkarte vorgesehenen Maßnahmen korrekt auszuführen, bzw. um ein optimales Ergebnis im Sinne der Präzisionslandwirtschaft zu erzielen.
Dieses Problem wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den abhängigen Patentansprüchen, der vorliegenden Beschreibung und in den Zeichnungen.
Ein erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren umfassend die Schritte:
Erstellen einer digitalen Maßnahmenkarte für einen Bereich der Erdoberfläche, wobei in der digitalen Maßnahmenkarte mindestens ein Soll-Teilbereich gekennzeichnet ist, wobei der Soll- Teilbereich durch eine Position auf der Erdoberfläche sowie durch eine Größe und/oder Form und/oder Ausdehnung in eine oder mehrere Richtungen gekennzeichnet ist, wobei in der digitalen Maßnahmenkarte für den Soll-Teilbereich mindestens eine Maßnahme verzeichnet ist, die in dem Soll-Teilbereich von mindestens einer Bearbeitungsmaschine auf Basis von mindestens einem Wert von mindestens einem Geräteparameter auszulühren ist,
Übermitteln der digitalen Maßnahmenkarte an die mindestens eine Bearbeitungsmaschine und/oder Ausführen der mindestens einen Maßnahme gemäß der digitalen Maßnahmenkarte mittels der mindestens einen Bearbeitungsmaschine,
Empfangen und/oder Ermitteln eines Ergebnisses, wobei das Ergebnis mindestens einen Ist- Teilbereich umfasst, wobei der mindestens eine Ist-Teilbereich angibt, in welchem Teilbereich / welchen Teilbereichen der Erdoberfläche die mindestens eine Maßnahme von der mindestens einen Bearbeitungsmaschine ausgeführt wurde, wobei der mindestens eine Ist-Teilbereich durch eine Position auf der Erdoberfläche sowie durch eine Größe und/oder Form und/oder Ausdehnung in eine oder mehrere Richtungen gekennzeichnet ist, wobei das Ergebnis mittels eines oder mehrerer Sensoren ermittelt wurde/wird, wobei der eine oder die mehreren Sensoren eine oder mehrere Auswirkungen der Bearbeitungsmaschine infolge der Ausführung der mindestens einen Maßnahme auf den mindestens einen Ist-Teilbereich der Erdoberfläche erfasst/erfassen,
Ermitteln einer Abweichung zwischen dem mindestens einen Ist-Teilbereich und dem mindestens einen Soll-Teilbereich,
Modifizieren des mindestens einen Werts des mindestens einen Geräteparameters im Hinblick auf eine reduzierte Abweichung und/oder Modifizieren der digitalen Maßnahmenkarte im Hinblick auf eine reduzierte Abweichung.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Computersystem umfassend
• eine Steuer- und Berechnungseinheit,
• eine Sende- und Empfangseinheit und
• einen Datenspeicher, wobei die Steuer- und Berechnungseinheit konfiguriert ist: eine digitale Maßnahmenkarte für einen Bereich der Erdoberfläche zu erstellen, wobei in der digitalen Maßnahmenkarte mindestens ein Soll-Teilbereich gekennzeichnet ist, wobei der Soll- Teilbereich durch eine Position auf der Erdoberfläche sowie durch eine Größe und/oder Form und/oder Ausdehnung in eine oder mehrere Richtungen gekennzeichnet ist, wobei in der digitalen Maßnahmenkarte für den Soll-Teilbereich mindestens eine Maßnahme verzeichnet ist, die in dem Soll-Teilbereich von mindestens einer Bearbeitungsmaschine auf Basis von mindestens einem Wert von mindestens einem Geräteparameter auszufiähren ist, die Sende- und Empfangseinheit zu veranlassen, die digitale Maßnahmenkarte an die mindestens eine Bearbeitungsmaschine zu übermitteln, die Sende- und Empfangseinheit zu veranlassen, ein Ergebnis zu empfangen, wobei das Ergebnis mindestens einen Ist-Teilbereich umfasst, wobei der mindestens eine Ist-Teilbereich angibt, in welchem Teilbereich / welchen Teilbereichen der Erdoberfläche die mindestens eine Maßnahme von der mindestens einen Bearbeitungsmaschine ausgeführt wurde, wobei der mindestens eine Ist-Teilbereich durch eine Position auf der Erdoberfläche sowie eine Größe und/oder Form und/oder Ausdehnung in eine oder mehrere Richtungen gekennzeichnet ist, wobei das Ergebnis mittels eines oder mehrerer Sensoren ermittelt wurde, wobei der eine oder die mehreren Sensoren eine oder mehrere Auswirkungen der Bearbeitungsmaschine infolge der Ausführung der mindestens einen Maßnahme auf den mindestens einen Ist-Teilbereich der Erdoberfläche erfasst/erfassen, eine Abweichung zwischen dem Ist-Teilbereich und dem Soll-Teilbereich zu ermitteln, den mindestens einen Wert des mindestens einen Geräteparameters im Hinblick auf eine reduzierte Abweichung zu modifizieren und/oder die digitale Maßnahmenkarte im Hinblick auf eine reduzierte Abweichung zu modifizieren, den mindestens einen modifizierten Wert des mindestens einen Geräteparameters in die modifizierte Maßnahmenkarte aufzunehmen und/oder den mindestens einen modifizierten Wert des mindestens einen Geräteparameters und/oder die modifizierte digitale Maßnahmenkarte in dem Datenspeicher zu speichern und/oder den mindestens einen modifizierten Wert des mindestens einen Geräteparameters und/oder die modifizierte digitale Maßnahmenkarte an die mindestens eine Bearbeitungsmaschine zu übermitteln. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Computerprogrammprodukt umfassend einen Datenspeicher, wobei der Datenspeicher ein Computerprogramm umfasst, das in einen Arbeitsspeicher eines Computersystems geladen werden kann und das Computersystem veranlasst, die folgenden Schritte auszuführen:
Erstellen einer digitalen Maßnahmenkarte für einen Bereich der Erdoberfläche, wobei in der digitalen Maßnahmenkarte mindestens ein Soll-Teilbereich gekennzeichnet ist, wobei der Soll- Teilbereich durch eine Position auf der Erdoberfläche sowie durch eine Größe und/oder Form und/oder Ausdehnung in eine oder mehrere Richtungen gekennzeichnet ist, wobei in der digitalen Maßnahmenkarte für den Soll-Teilbereich mindestens eine Maßnahme verzeichnet ist, die in dem Soll-Teilbereich von mindestens einer Bearbeitungsmaschine auf Basis von mindestens einem Wert von mindestens einem Geräteparameter auszuführen ist,
Übermitteln der digitalen Maßnahmenkarte an die mindestens eine Bearbeitungsmaschine,
Empfangen eines Ergebnisses, wobei das Ergebnis mindestens einen Ist-Teilbereich umfasst, wobei der mindestens eine Ist-Teilbereich angibt, in welchem Teilbereich / welchen Teilbereichen der Erdoberfläche die mindestens eine Maßnahme von der mindestens einen Bearbeitungsmaschine ausgeführt wurde, wobei der mindestens eine Ist-Teilbereich durch eine Position auf der Erdoberfläche sowie durch eine Größe und/oder Form und/oder Ausdehnung in eine oder mehrere Richtungen gekennzeichnet ist, wobei das Ergebnis mittels eines oder mehrerer Sensoren ermittelt wurde, wobei der eine oder die mehreren Sensoren eine oder mehrere Auswirkungen der Bearbeitungsmaschine infolge der Ausführung der mindestens einen Maßnahme auf den mindestens einen Ist-Teilbereich der Erdoberfläche erfasst/erfassen,
Ermitteln einer Abweichung zwischen dem Ist-Teilbereich und dem Soll-Teilbereich,
Modifizieren des mindestens einen Werts des mindestens einen Geräteparameters im Hinblick auf eine reduzierte Abweichung und/oder Modifizieren der digitalen Maßnahmenkarte im Hinblick auf eine reduzierte Abweichung,
Speichern des mindestens einen modifizierten Werts des mindestens einen Geräteparameters und/oder der modifizierten digitalen Maßnahmenkarte in einem Datenspeicher und/oder Aufnehmen des mindestens einen modifizierten Werts des mindestens einen Geräteparameters in die modifizierte Maßnahmenkarte und/oder Übermittels des mindestens einen modifizierten Werts des mindestens einen Geräteparameters und/oder der modifizierten digitalen Maßnahmenkarte an die mindestens eine Bearbeitungsmaschine.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein System umfassend ein Computersystem und einen oder mehrere Sensoren zum Erfassen einer oder mehrerer Auswirkungen mindestens einer Bearbeitungsmaschine infolge einer Ausführung mindestens einer Maßnahme auf mindestens einen Ist- Teilbereich der Erdoberfläche, wobei das Computersystem umfasst:
• eine Steuer- und Berechnungseinheit,
• eine Sende- und Empfangseinheit und
• einen Datenspeicher, wobei die Steuer- und Berechnungseinheit konfiguriert ist: eine digitale Maßnahmenkarte für einen Bereich der Erdoberfläche zu erstellen, wobei in der digitalen Maßnahmenkarte mindestens ein Soll-Teilbereich gekennzeichnet ist, wobei der Soll- Teilbereich durch eine Position auf der Erdoberfläche sowie durch eine Größe und/oder Form und/oder Ausdehnung in eine oder mehrere Richtungen gekennzeichnet ist, wobei in der digitalen Maßnahmenkarte für den Soll-Teilbereich die mindestens eine Maßnahme verzeichnet ist, die in dem Soll-Teilbereich von der mindestens einen Bearbeitungsmaschine auf Basis von mindestens einem Wert von mindestens einem Geräteparameter auszufuhren ist, die Sende- und Empfangseinheit zu veranlassen, die digitale Maßnahmenkarte an die mindestens eine Bearbeitungsmaschine zu übermitteln, die Sende- und Empfangseinheit zu veranlassen, ein Ergebnis zu empfangen, wobei das Ergebnis den mindestens einen Ist-Teilbereich umfasst, wobei der mindestens eine Ist- Teilbereich angibt, in welchem Teilbereich / welchen Teilbereichen der Erdoberfläche die mindestens eine Maßnahme von der mindestens einen Bearbeitungsmaschine ausgeführt wurde, wobei der mindestens eine Ist-Teilbereich durch eine Position auf der Erdoberfläche sowie eine Größe und/oder Form und/oder Ausdehnung in eine oder mehrere Richtungen gekennzeichnet ist, wobei das Ergebnis mittels des einen oder der mehreren Sensoren ermittelt wurde, wobei der eine oder die mehreren Sensoren eine oder mehrere Auswirkungen der Bearbeitungsmaschine infolge der Ausführung der mindestens einen Maßnahme auf den mindestens einen Ist-Teilbereich der Erdoberfläche erfasst/erfassen, eine Abweichung zwischen dem Ist-Teilbereich und dem Soll-Teilbereich zu ermitteln, den mindestens einen Wert des mindestens einen Geräteparameters im Hinblick auf eine reduzierte Abweichung zu modifizieren und/oder die digitale Maßnahmenkarte im Hinblick auf eine reduzierte Abweichung zu modifizieren, den mindestens einen modifizierten Wert des mindestens einen Geräteparameters in die modifizierte Maßnahmenkarte aufzunehmen und/oder den mindestens einen modifizierten Wert des mindestens einen Geräteparameters und/oder die modifizierte digitale Maßnahmenkarte in dem Datenspeicher zu speichern und/oder den mindestens einen modifizierten Wert des mindestens einen Geräteparameters und/oder die modifizierte digitale Maßnahmenkarte an die mindestens eine Bearbeitungsmaschine zu übermitteln.
Die Erfindung wird nachstehend näher erläutert, ohne zwischen den Erfindungsgegenständen (Verfahren, Computersystem, Computerprogrammprodukt, System) zu unterscheiden. Die nachfolgenden Erläuterungen sollen vielmehr für alle Erfindungsgegenstände in analoger Weise gelten, unabhängig davon, in welchem Kontext (Verfahren, Computersystem, Computerprogrammprodukt, System) sie erfolgen.
Wenn in der vorliegenden Beschreibung oder in den Patentansprüchen Schritte in einer Reihenfolge genannt sind, bedeutet dies nicht zwingend, dass die Erfindung auf die genannte Reihenfolge beschränkt ist. Vielmehr ist denkbar, dass die Schritte auch in einer anderen Reihenfolge oder auch parallel zueinander ausgeführt werden; es sei denn, ein Schritt baut auf einem anderen Schritt auf, was zwingend erforderlich macht, dass der aufbauende Schritt nachfolgend ausgeführt wird (was im Einzelfall aber deutlich wird). Die genannten Reihenfolgen stellen damit bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dar.
Die vorliegende Erfindung stellt Mittel zum Kalibrieren einer Bearbeitungsmaschine bereit. Bei einer solchen Bearbeitungsmaschine handelt es sich vorzugsweise um eine Maschine, die in der Landwirtschaft zur Bearbeitung eines landwirtschaftlich genutzten Bereichs verwendet wird. In der vorliegenden Beschreibung wird nicht zwischen Landwirtschaft, Forstwirtschaft, Weidewirtschaft und anderen Formen der Bodennutzung unterschieden. Die Begriffe Landwirtschaft / landwirtschaftlich sollen jegliche Bodennutzung zu wirtschaftlichen und/oder ökologischen Zwecken umfassen.
Bei einer solchen Bearbeitungsmaschine kann es sich z.B. um ein Pflanzenschutzgerät (Feldspritze), einen Düngerstreuer, eine Fräse, einen Grubber, einen Pflug, eine Pflanzmaschine, eine Sämaschine, eine Mähmaschine, einen Mulcher, ein mit einem oder mehreren Sensoren aus gestattetes bemanntes oder unbemanntes Luftfahrzeug (engl. unmanned aerial vehicle, Abk. UAV, auch als Drohne bezeichnet) und/oder dergleichen handeln.
Vorzugsweise handelt es sich bei der Bearbeitungsmaschine um eine Maschine zum Ausbringen von Saatgut, Pflanzenschutzmittel, Pflanzennährstoffen (z.B. Düngemitteln) und/oder Wasser (zur Bewässerung).
Die Bearbeitungsmaschine verfügt über Mittel, mit denen sie sich in oder über dem landwirtschaftlich genutzten Bereich bewegen kann. Die Bearbeitungsmaschine kann als ein Fahrzeug oder ein Flugzeug (z.B. eine Drohne) oder ein Roboter ausgeführt sein. Die Bearbeitungsmaschine kann durch einen Menschen gesteuert sein oder sich autonom bewegen.
Vorzugsweise umfasst die Bearbeitungsmaschine Mittel zur Positionsbestimmung. Vorzugsweise beruht die Positionsbestimmung auf einem Navigationssatellitensystem, vorzugsweise einem globalen Navigationssatellitensystem (engl. global navigation satellite system, Abk.: GNSS). Beispiele für globale Navigationssatellitensysteme sind NAVSTAR GPS, GLONASS, Galileo und Beidou. Vorzugsweise verfügt die Bearbeitungsmaschine über einen Sensor zum Empfang von Signalen eines Satellitennavigationssystems, umgangssprachlich als GPS-Sensor bezeichnet.
Vorzugsweise verfügt das Positionsbestimmungssystem über Verfahren zur Echtzeitkinematik (engl. real time kinematic, Abk.: RTK) zur präzisen Bestimmung von Positionskoordinaten im Zentimeterbereich.
Die Bearbeitungsmaschine ist konfiguriert, mindestens eine Maßnahme auszuführen. Bei der mindestens einen Maßnahme handelt es sich üblicherweise um eine Maßnahme, die in der Landwirtschaft in einem Bereich, in dem Nutzpflanzen angebaut werden oder werden sollen, ausgeführt wird, um die Qualität des Bodens zu erhöhen, die Gesundheit der angebauten/anzubauenden Nutzpflanzen zu erhöhen, die biologische Vielfalt (Biodiversität) in dem Bereich zu erhöhen, den Ernteertrag und/oder die Qualität der Ernte zu erhöhen und/oder die Verbreitung von Schadorganismen und/oder Pflanzenkrankheiten zu verhindern. Es kann sich auch um eine Maßnahme handeln, die der Ermittlung von Eigenschaften des Bodens und/oder der angebauten Pflanzen dienen, und/oder um eine Maßnahme handeln, die Schadorganismen und/oder Krankheitserreger in einem Teilbereich identifizieren und/oder charakterisieren und/oder quantifizieren soll.
In einem ersten Schritt wird eine Maßnahmenkarte für einen Bereich erstellt. Bei dem Bereich handelt es sich vorzugsweise um einen Teil der Erdoberfläche, der landwirtschaftlich genutzt wird oder werden kann. Vorzugsweise handelt es sich um ein Feld für den Anbau von Kulturpflanzen. Unter dem Begriff „Kulturpflanze“ wird eine Pflanze verstanden, die durch das Eingreifen der Menschen zielgerichtet als Nutz- oder Zierpflanze angebaut wird.
Eine digitale Maßnahmenkarte ist eine Repräsentation des Bereichs der Erdoberfläche. Der Begriff „digital“ bedeutet, dass die Maßnahmenkarte von einer Maschine, in der Regel einem Computersystem, verarbeitet werden kann. Unter „Verarbeitung“ werden die bekannten Verfahren zur elektronischen Datenverarbeitung (EDV) verstanden.
Üblicherweise handelt es sich bei der digitalen Maßnahmenkarte um eine rasterförmige Anordnung von Bildpunkten (Pixel) oder Volumenelementen (Voxel). Jeder Bildpunkt / jedes Volumenelement repräsentiert üblicherweise einen Teilbereich der Erdoberfläche. Dementsprechend lassen sich jedem Bildpunkt / Volumenelement Positionsdaten (z.B. Geokoordinaten) zuordnen, die angeben, wo sich der durch den Bildpunkt / das Volumenelement repräsentierte Teilbereich auf der Erdoberfläche befindet.
In einer digitalen Maßnahmenkarte ist mindestens ein Teilbereich gekennzeichnet. Dieser mindestens eine Teilbereich wird in dieser Beschreibung auch als Soll-Teilbereich bezeichnet. Der Soll-Teilbereich ist durch eine Position auf der Erdoberfläche sowie durch eine Größe und/oder Form und/oder Ausdehnung in eine oder mehrere Richtungen gekennzeichnet. Ferner ist dem Soll-Teilbereich in der digitalen Maßnahmenkarte mindestens eine Maßnahme zugordnet. Die mindestens eine Maßnahme gibt an, welche Aktion(en) in dem Teilbereich von einer oder von mehreren Bearbeitungsmaschinen ausgeführt werden soll(en). Vorzugsweise handelt es sich bei der mindestens einen Maßnahme um die Applikation einer Substanz oder mehrerer Substanzen. Vorzugsweise handelt es sich bei der mindestens einen Substanz um einen Feststoff oder eine Flüssigkeit oder eine Suspension; ganz besonders bevorzugt um eine Flüssigkeit oder Suspension. Es kann beispielsweise eine wässrige Flüssigkeit oder Suspension appliziert werden, d.h. eine Flüssigkeit/Suspension mit Wasser als einem der Bestandteile. Vorzugsweise ist Wasser der Hauptbestandteil.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die mindestens eine Maßnahme die Applikation eines Farbstoffs, beispielsweise einer Flüssigkeit oder einer Suspension, die einen Farbstoff umfasst, oder eines Farbstoffs in fester Form. Vorzugsweise handelt es sich um einen Farbstoff, der sich gegenüber dem Boden und/oder gegenüber Pflanzen, die in dem Boden wachsen, abhebt. Vorzugsweise handelt es sich um einen gelben, goldenen, orangefarbenen, rosafarbenen, pinkfarbenen, roten, violetten, blauen und/oder metallisch glänzenden Farbstoff. In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich um einen fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Farbstoff, der bei Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung eines definierten Wellenlängenbereichs selbst elektromagnetische Strahlung (üblicherweise eines anderen Wellenlängenbereichs) emittiert, und so einfacher zu detektieren ist als ein Farbstoff, der keine elektromagnetische Strahlung emittiert, sondern lediglich reflektiert/streut.
Der Teilbereich kann punktförmig sein. In einem solchen Fall kann der Teilbereich nur durch eine Position (z.B. in Form von Geokoordinaten) auf der Erdoberfläche spezifiziert werden. Der Teilbereich kann in einer oder mehreren Dimensionen ausgedehnt sein. Eine solche Ausdehnung kann entlang der Erdoberfläche verlaufen oder senkrecht zur Erdoberfläche (z.B. in Richtung des Erdmittelpunkts oder vom Erdmittelpunkt weg) oder in eine andere Richtung. Der Teilbereich kann z.B. eine gerade Strecke, eine Kurve, eine Fläche oder ein Volumen sein. Bei einer Ausdehnung des Teilbereichs in eine oder mehrere Dimensionen kann der Teilbereich neben einer Position (z.B. in Form von Geokoordinaten) durch die jeweilige Ausdehnung in der jeweiligen Dimension spezifiziert werden.
Vorzugsweise ist der Teilbereich punktförmig oder flächenförmig. Bei einem flächenförmigen Teilbereich hat der Teilbereich vorzugsweise die Form eines Kreises, einer Ellipse, eines Quadrats, eines Rechtecks, eines Parallelogramms, eines Trapezes oder eines Dreiecks. Der Teilbereich kann jedoch auch eine andere Form aufweisen.
Handelt es sich bei dem mindestens einen Teilbereich um ein Volumen, kann dieses beispielsweise quaderförmig, zylinderförmig, pyramidenförmig, tetraederförmig oder kugelförmig sein oder die Form eines Ellipsoids oder eine andere Form aufweisen.
Neben der Kennzeichnung in der digitalen Maßnahmenkarte kann der Teilbereich auch auf der Erdoberfläche gekennzeichnet sein. Der Teilbereich kann beispielsweise durch ein Objekt (z.B. einen physischen Gegenstand), das den Teilbereich zumindest anteilig ausfüllt und/oder abdeckt und/oder überdeckt und/oder das den Teilbereich gegenüber einem oder mehreren umliegenden Teilbereichen abgrenzt, gekennzeichnet sein. Der Teilbereich kann z.B. durch einen Vermessungsstab, einen Leitkegel oder einen anderen Positionsmarker gekennzeichnet sein. Der Teilbereich kann durch eine Markierung mit einem Farbstoff und/oder mit einer Schnur gekennzeichnet sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Teilbereich mit einem oder mit mehreren Sensoren versehen. Ein solcher Sensor kann dazu dienen, das Ausführen einer Maßnahme qualitativ und/oder quantitativ zu erfassen. Es kann sich bei einem solchen Sensor z.B. um einen Flüssigkeitssensor, einen Sensor für elektromagnetische Strahlung, einen Temperatursensor, einen akustischen Sensor, einen Sensor für elektrische Spannung und/oder elektrischen Strom und/oder elektrische Felder, um einen Sensor für magnetische Felder, um einen pH-Sensor, einen Sensor für spezifische Substanzen in der Luft und/oder im Boden und/oder dergleichen handeln. Vorzugsweise ist der mindestens eine Sensor Teil einer Sensoreinheit, die neben dem mindestens einen Sensor eine Energieversorgung (z.B. in Form einer elektrochemischen Zelle, einer Solarzelle, einer Brennstoffzelle, einem Windgenerator und/oder einem Superkondensator) und eine Sendeeinheit zum Übermitteln von Sensordaten vorzugsweise über Funk (z.B. über ein Mobilfunknetz) umfasst. Unter den Begriff Sensor sollen auch Indikatoren fallen, die einen Zustand und/oder eine Zustandsänderung anzeigen (sichtbar machen). Beispiele für einen solchen Indikator sind ein Feuchtigkeitsindikator (siehe z.B. EP3177250A1), ein pH-Indikator (siehe z.B. EP2452987A1), ein Lichtindikator (siehe z.B. DE4213493A1) und ein Temperaturindikator (siehe z.B. EP0116584A1).
Vorzugsweise ist in der digitalen Maßnahmenkarte eine Mehrzahl von Teilbereichen gekennzeichnet. Der Begriff Mehrzahl bedeutet mehr als eins. Vorzugsweise sind mehr als zehn Teilbereiche gekennzeichnet.
Vorzugsweise werden Teilbereiche nach einem vordefmierten Verfahren ausgewählt. Die Teilbereiche können beispielsweise in Form eines Musters in dem Bereich verteilt sein. Ein solches Muster kann beispielsweise ein dreieckiges, ein quadratisches oder ein hexagonales Gitter sein. Ein solches Muster kann auch die Form von konzentrischen Kreisen oder eine Spiralform aufweisen. Vorzugsweise werden die Teilbereiche in dem Bereich so verteilt, dass bei drei willkürlich ausgewählten Teilbereichen niemals zwei Teilbereiche den gleichen Abstand zueinander aufweisen. Es ist aber auch möglich, dass die Teilbereiche willkürlich und/oder zufällig ausgewählt werden.
Die Auswahl mindestens eines Teilbereichs kann in der Maßnahmenkarte und/oder in dem durch die Maßnahmenkarte repräsentierten Bereich der Erdoberfläche vorgenommen werden. Die Auswahl des mindestens einen Teilbereichs kann beispielsweise durch einen Nutzer eines Computersystems erfolgen. Der Nutzer kann sich die Maßnahmenkarte auf einem Monitor des Computersystems anzeigen lassen. Mit Eingabemitteln wie z.B. einer Tastatur, einer Computermaus, einer berührungsempfmdlichen Oberfläche, einem Mikrofon, einer Steuerkugel (engl. trackball) und/oder dergleichen kann der Nutzer den mindestens einen Teilbereich in der Maßnahmenkarte einzeichnen. Das Computersystem kann auch konfiguriert sein, den mindestens einen Teilbereich selbst in der Maßnahmenkarte einzuzeichnen. Das Computersystem kann konfiguriert sein, nach vorgegebenen Regeln den mindestens einen Teilbereich in der Maßnahmenkarte einzuzeichnen. Es ist auch eine Kombination der Auswahl des mindestens einen Teilbereichs durch einen Nutzer und durch ein Computersystem denkbar; es ist zum Beispiel denkbar, dass das Computersystem einen Vorschlag generiert, den der Nutzer annehmen oder verändern kann; es ist auch denkbar, dass der Nutzer einen oder mehrere Teilbereiche vorgibt und der Computer auf Basis des vorgegebenen Teilbereichs / der vorgegebenen Teilbereiche einen oder mehrere weitere Teilbereiche einzeichnet. Zum Beispiel kann ein Computersystem konfiguriert sein, eine vorgegebene Anzahl von Teilbereichen so auf einem Bereich der Erdoberfläche zu verteilen, dass die Positionen der Teilbereiche gleichmäßig über den Bereich verteilt sind oder jeweils einen maximalen Abstand zu Positionen von benachbarten Teilbereichen haben.
Wird die Auswahl des mindestens einen Teilbereichs in dem durch die Maßnahmenkarte repräsentierten Bereich der Erdoberfläche vorgenommen, kann ein Mensch willkürlich oder nach definierten Regeln den mindestens einen Teilbereich auf der Erdoberfläche festlegen. Dazu kann er den mindestens einen Teilbereich aufsuchen und mit Hilfe eines Positionsbestimmungssystem die Position des Teilbereichs ermitteln und festhalten. Die Position kann dann in die digitale Maßnahmenkarte übernommen werden. Er kann die Teilbereiche auch markieren und/oder mit einem Objekt oder mehreren Objekten kennzeichnen. Es ist auch möglich, dass der mindestens eine Teilbereich von einer Bearbeitungsmaschine festgelegt oder aufgesucht wird und die Position des Teilbereichs mit Hilfe eines Positionsbestimmungssystems festgehalten wird. Es ist auch möglich, dass in einem ersten Schritt durch einen Menschen oder durch eine Bearbeitungsmaschine der mindestens eine Teilbereich auf der Erdoberfläche festgelegt und markiert und/oder mit einem oder mehreren Objekten gekennzeichnet wird. In einem zweiten Schritt kann dann der mindestens eine gekennzeichnete Teilbereich von einer Bearbeitungsmaschine, vorzugsweise von einem Luftfahrzeug (z.B. einer Drohne) erfasst werden und die Position des mindestens einen Teilbereichs ermittelt wird. Die ermittelte Position kann in die Maßnahmenkarte aufgenommen werden. Vorzugsweise handelt es sich bei der mindestens einen Maßnahme, die in dem Teilbereich von mindestens einer Bearbeitungsmaschine ausgeführt werden soll, bei allen Teilbereichen der Mehrzahl an Teilbereichen um die gleiche(n) Maßnahme(n).
Die mindestens eine Maßnahme wird von der mindestens einen Bearbeitungsmaschine ausgeführt. Dabei bestimmt der Soll-Teilbereich an welcher Stelle / welchen Stellen der Erdoberfläche die mindestens eine Maßnahme ausgeführt wird. Daneben haben aber auch Geräteparameter Einfluss auf die Stelle(n), an der/denen die mindestens eine Maßnahme ausgeführt wird.
Die digitale Maßnahmenkarte kann einen oder mehrere Werte und/oder Wertebereiche für Geräteparameter aufweisen; es ist aber auch denkbar, dass die Maßnahmenkarte keine Angaben zu Geräteparametem umfasst. Vorzugsweise umfasst die digitale Maßnahmenkarte mindestens einen Wert mindestens eines Geräteparameters.
Für den Fall, dass die mindestens eine Maßnahme die Applikation einer Flüssigkeit umfasst, können die Geräteparameter beispielsweise die folgenden Angaben umfassen: Zahl der Düsen, aus denen die Flüssigkeit austritt, Abstand der Düsen voneinander, Druck vor den Düsen, Art der Düsen, Höhe der Düsen über dem Erdboden, Austrittswinkel der Flüssigkeit gegenüber der Richtung der Schwerkraft, Austrittsform, Austrittsbreite, Austrittsmenge, Geschwindigkeit der Bearbeitungsmaschine über dem Erdboden und/oder dergleichen.
Die digitale Maßnahmenkarte wird in einem weiteren Schritt an die mindestens eine Bearbeitungsmaschine übermittelt. Die Übermittlung kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die digitale Maßnahmenkarte zunächst von dem Computersystem, auf dem / mit dessen Hilfe die digitale Maßnahmenkarte erzeugt worden ist, auf einen Wechseldatenträger (z.B. auf einem USB- Massenspeicher, USB = Universal Serial Bus) gespeichert wird. Der Wechseldatenträger kann dann mit einer Steuereinheit der Bearbeitungsmaschine verbunden werden. Es ist aber auch möglich, dass die digitale Maßnahmenkarte per Funk (z.B. über eine Bluetooth-Verbindung, eine WLAN-Verbindung (WLAN = Wireless Local Area Network), eine Mobilfunkverbindung, eine Infrarotschnittstelle oder über eine andere drahtlose Kommunikationsverbindung oder über eine Kombination von verschiedenen Kommunikationsverbindungen von dem Computersystem auf das Steuergerät übermittelt wird.
In einem weiteren Schritt führt die mindestens eine Bearbeitungsmaschine die mindestens eine Maßnahme gemäß der Maßnahmenkarte und auf Basis mindestens einen Werts von mindestens einem Geräteparameter aus.
Die Ausführung kann automatisiert, d.h. ohne ein Zutun eines Menschen erfolgen. Die Ausführung kann auch teilautomatisiert erfolgen, d.h. es gibt Aktionen, die von der Bearbeitungsmaschine ohne Zutun eines Menschen durchgeführt werden und es gibt Aktionen, die ein Zutun eines Menschen erfordern. Eine solche Teilautomatisierung kann beispielsweise darin bestehen, dass ein Mensch die Bearbeitungsmaschine durch den Bereich steuert und dabei die eine oder die mehreren Soll-Teilbereiche ansteuert. Mit Hilfe eines Positionsbestimmungssystem wird die Position der Bearbeitungsmaschine in dem Bereich erfasst und verfolgt. Bei Erreichen eines Soll-Teilbereichs führt die Bearbeitungsmaschine eine oder mehrere Aktionen (Maßnahmen) automatisch aus. Es ist aber auch denkbar, dass sich die Bearbeitungsmaschine autonom durch den Bereich bewegt und den Soll-Teilbereich oder die Soll- Teilbereiche autonom ansteuert und die mindestens eine Maßnahme bei Erreichen eines Soll- Teilbereichs autonom ausführt.
Die Ausführung der mindestens einen Maßnahme der mindestens einen Bearbeitungsmaschine führt zu einem Ergebnis. Das Ergebnis umfasst eine Information über eine oder mehrere Auswirkungen der mindestens einen Bearbeitungsmaschine auf einen oder mehrere Ist-Teilbereiche infolge der Ausführung der mindestens einen Maßnahme. Von dem Ergebnis ist also mindestens ein Ist-Teilbereich betroffen. Umfasst die mindestens eine Maßnahme beispielsweise das Applizieren einer Flüssigkeit in einem Soll-Teilbereich, so benetzt die Flüssigkeit einen Ist-Teilbereich der Erdoberfläche. Es ist ferner möglich, dass die Flüssigkeit in dem Ist-Teilbereich eine definierte Tiefe in die Erdoberfläche eindringt. Umfasst die mindestens eine Maßnahme beispielsweise das Ausbringen eines Feststoffs in einem Soll- Teilbereich, so bedeckt der ausgebrachte Feststoff einen Ist-Teilbereich der Erdoberfläche.
Gibt es mehrere Soll-Teilbereiche so gibt es üblicherweise zu jedem Soll-Teilbereich einen korrespondierenden Ist-Teilbereich, der von den Auswirkungen der mindestens einen Maßnahme, die gemäß der digitalen Maßnahmenkarte in dem Soll-Teilbereich auszuführen ist, betroffen ist.
Im Idealfall entspricht jeder Ist-Teilbereich dem korrespondierenden Soll-Teilbereich. Mit anderen Worten: im Idealfall führt die mindestens eine Bearbeitungsmaschine die mindestens eine Maßnahme in jedem Soll-Teilbereich genauso aus, wie es vorgesehen ist.
Üblicherweise kommt es jedoch zu Abweichungen; üblicherweise stimmt nicht jeder Ist-Teilbereich mit jedem korrespondierenden Soll-Teilbereich überein.
In einem weiteren Schritt wird eine Abweichung oder es werden mehrere Abweichungen zwischen dem mindestens einen Ist-Teilbereich und dem mindestens einen Soll-Teilbereich ermittelt.
Es kann zum Beispiel sein, dass ein Ist-Teilbereich eine andere Größe als der korrespondierende Soll- Teilbereich aufweist; er kann beispielsweise kleiner oder größer sein. Es kann sein, dass ein Ist- Teilbereich eine andere Form aufweist als der korrespondierende Soll-Teilbereich. Es kann sein, dass die Position eines Ist-Teilbereichs nicht mit der Position des korrespondierenden Soll-Teilbereichs übereinstimmt. Es kann sein, dass ein Ist-Teilbereich in eine oder mehrere Richtungen eine Ausdehnung hat, die von der entsprechenden Ausdehnung des korrespondierenden Soll-Teilbereichs abweicht.
Eine oder mehrere Abweichungen können dadurch ermittelt werden, dass analysiert wird, welcher Ist- Teilbereich der Erdoberfläche von der Maßnahme betroffen ist und ob der betroffene Ist-Teilbereich mit einem Soll-Teilbereich übereinstimmt. Bei der Applikation einer Flüssigkeit kann beispielsweise ermittelt werden, welcher Ist-Teilbereich von der Flüssigkeit benetzt ist und/oder wie tief die Flüssigkeit eingedrungen ist. Bei der Ausbringung eines Feststoffs kann ermittelt werden, welcher Ist-Bereich von dem Feststoff bedeckt ist. Die Analyse kann dadurch erleichtert werden, dass die Flüssigkeit oder der Feststoff, wie oben beschrieben, einen Farbstoff umfasst, so dass die benetzte/bedeckte Fläche einfacher zu erkennen ist: nur die benetzte/bedeckte Fläche ist mit Farbstoff versehen. Es ist aber auch möglich, dass, wie oben beschrieben, ein oder mehrere Sensoren in und/oder um den Soll-Teilbereich angeordnet sind, die Auskunft darüber geben, an welche Stellen Flüssigkeit gelangt ist. Der Teilbereich, für den die Analyse ergibt, dass er von der mindestens einen Maßnahme betroffen ist, ist der Ist-Teilbereich. Dieser Ist-Teilbereich wird mit dem Soll-Teilbereich verglichen und es werden eine oder mehrere Abweichungen zwischen dem Ist-Teilbereich und den Soll-Teilbereich in Bezug auf ihre jeweilige Position sowie Größe und/oder Form und/oder Ausdehnung in eine oder mehrere Richtungen ermittelt.
Aus den Abweichungen kann ein Geräteparameter oder es können mehrere Geräteparameter ermittelt werden, dessen Wert / deren Werte geändert werden muss/ müssen, um die Abweichungen zu reduzieren, d.h. um im Idealfall jeden Ist-Teilbereich mit dem korrespondierenden Soll-Teilbereich zur Deckung zu bringen.
Stimmt die Position eines Ist-Teilbereichs nicht mit der Position des korrespondierenden Soll- Teilbereichs überein, sondern weist beispielsweise einen Versatz auf, dann kann ein oder es können mehrere Werte eines oder mehrerer Geräteparameter des Positionsbestimmungssystems der Bearbeitungsmaschine geändert werden.
Ist der Ist-Teilbereich kleiner oder größer als der Soll-Teilbereich und/oder weist er eine andere Form auf, so kann mindestens ein Wert für mindestens einen Geräteparameter, der Einfluss auf die Form und/oder die Größe des Teilbereichs hat, modifiziert werden, um die Abweichungen zu reduzieren. Beispielsweise können im Fall der Applikation einer Flüssigkeit die Zahl der Düsen, der Druck, mit dem die Flüssigkeit ausgebracht wird, die Bewegungsgeschwindigkeit der mindestens einen Bearbeitungsmaschine, der Zeitpunkt, an dem ein oder mehrere Ventile geöffnet und/oder geschlossen werden und/oder andere Werte von Geräteparameter geändert werden. Der mindestens eine modifizierte Wert des mindestens einen Geräteparameters kann in einem Datenspeicher gespeichert werden und/oder in eine modifizierte digitale Maßnahmenkarte aufgenommen werden und/oder an die mindestens eine Bearbeitungsmaschine übermittelt werden.
Es ist aber auch möglich, die digitale Maßnahmenkarte anzupassen (zu modifizieren), um die Abweichungen zu reduzieren. Stimmt die Position des mindestens einen Soll-Teilbereichs nicht mit der Position des mindestens einen Ist-Teilbereichs überein, können die Koordinaten (Positionsdaten) des mindestens einen Soll-Teilbereichs in der digitalen Maßnahmenkarte durch die Koordinaten (Positionsdaten) des mindestens einen Ist-Teilbereichs ersetzt werden. Die angepasste (modifizierte) digitale Maßnahmenkarte kann in einem Datenspeicher gespeichert werden und/oder an die mindestens eine Bearbeitungsmaschine übermittelt werden.
Die Ermittlung von modifizierten Werten von Geräteparametern und/oder einer modifizierten digitalen Maßnahmenkarte stellt eine Kalibrierung dar. Nach der Kalibrierung kann mindestens eine weitere Maßnahme in dem Bereich ausgeführt werden. Auf Basis der modifizierten digitalen Maßnahmenkarte kann eine neue Maßnahmenkarte erstellt werden, in der für mindestens einen Teilbereich mindestens eine Maßnahme verzeichnet ist. Die neue Maßnahmenkarte kann an mindestens eine Bearbeitungsmaschine übermittelt werden. Die Bearbeitungsmaschine kann auf Basis der neuen digitalen Maßnahmenkarte und mindestens einem modifizierten Wert mindestens eines Geräteparameters (falls in der modifizierten Maßnahmenkarte vorhanden) die in der neuen digitalen Maßnahmenkarte verzeichnete mindestens eine Maßnahme ausführen. Es kann geprüft werden, ob die Modifizierung der Werte der Geräteparameter und/oder der digitalen Maßnahmenkarten zu einer verringerten Abweichung des mindestens einen Ist-Teilbereichs von dem mindestens einen Soll- Teilbereich führt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert, ohne die Erfindung auf die in den Zeichnungen gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen beschränken zu wollen.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Ablaufschemas. Das Verfahren (100) umfasst die folgenden Schritte:
(HO) Erstellen einer digitalen Maßnahmenkarte für einen Bereich der Erdoberfläche, wobei in der digitalen Maßnahmenkarte mindestens ein Soll-Teilbereich gekennzeichnet ist, wobei der Soll- Teilbereich durch eine Position auf der Erdoberfläche sowie durch eine Größe und/oder Form und/oder Ausdehnung in eine oder mehrere Richtungen gekennzeichnet ist, wobei in der digitalen Maßnahmenkarte für den Soll-Teilbereich mindestens eine Maßnahme verzeichnet ist, die in dem Soll-Teilbereich von mindestens einer Bearbeitungsmaschine auf Basis von mindestens einem Wert für mindestens einen Geräteparameter auszuführen ist,
(120) Übermitteln der digitalen Maßnahmenkarte an die mindestens eine Bearbeitungsmaschine,
(130) Empfangen eines Ergebnisses, wobei das Ergebnis mindestens einen Ist-Teilbereich umfasst, wobei der mindestens eine Ist-Teilbereich angibt, in welchem Teilbereich / welchen Teilbereichen der Erdoberfläche die mindestens eine Maßnahme von der mindestens einen Bearbeitungsmaschine ausgeführt wurde, wobei der mindestens eine Ist-Teilbereich durch eine Position auf der Erdoberfläche sowie eine Größe und/oder Form und/oder Ausdehnung in eine oder mehrere Richtungen gekennzeichnet ist, wobei das Ergebnis mittels eines oder mehrerer Sensoren ermittelt wurde, wobei der eine oder die mehreren Sensoren eine oder mehrere Auswirkungen der Bearbeitungsmaschine infolge der Ausführung der mindestens einen Maßnahme auf den mindestens einen Ist-Teilbereich der Erdoberfläche erfasst/erfassen,
(140) Ermitteln einer Abweichung zwischen dem mindestens einen Ist-Teilbereich und dem mindestens einen Soll-Teilbereich in Bezug auf die jeweilige Position sowie Größe und/oder Form und/oder Ausdehnung in eine oder mehrere Richtungen, (150) Modifizieren des mindestens einen Werts des mindestens einen Geräteparameters im Hinblick auf eine reduzierte Abweichung und/oder Modifizieren der digitalen Maßnahmenkarte im Hinblick auf eine reduzierte Abweichung.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren (100) einen weiteren Schritt (160), der sich an den Schritt (150) anschließt:
(160) Speichern des mindestens einen modifizierten Werts des mindestens einen Geräteparameters und/oder der modifizierten digitalen Maßnahmenkarte und/oder Aufnehmen des mindestens einen modifizierten Werts des mindestens einen Geräteparameters in die modifizierte digitale Maßnahmenkarte und/oder Übermitteln des mindestens einen modifizierten Werts und/oder der modifizierten digitalen Maßnahmenkarte an die mindestens eine Bearbeitungsmaschine.
Das Verfahren (100) kann vollständig von einem Computersystem (beispielsweise dem erfmdungsgemäßen Computersystem) ausgeführt werden. In einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Verfahren (100) also um ein computer-implementiertes Verfahren. Es ist denkbar, dass ein Computerprogramm Instruktionen an ein Computersystem umfasst, die das Computersystem veranlassen, die Schritte (HO) bis (160) des Verfahrens (100) auszuführen.
Allerdings kann das erfmdungsgemäße Verfahren auch Schritte umfassen, die nicht von einem Computersystem ausgeführt werden können. Fig. 2 zeigt ein Beispiel in Form eines Ablaufschemas. Das in Fig. 2 gezeigte Verfahren (200) umfasst die Schritte:
(210) Erstellen einer digitalen Maßnahmenkarte für einen Bereich der Erdoberfläche, wobei in der digitalen Maßnahmenkarte mindestens ein Soll-Teilbereich gekennzeichnet ist, wobei der Soll- Teilbereich durch eine Position auf der Erdoberfläche sowie durch eine Größe und/oder Form und/oder Ausdehnung in eine oder mehrere Richtungen gekennzeichnet ist, wobei in der digitalen Maßnahmenkarte für den Soll-Teilbereich mindestens eine Maßnahme verzeichnet ist, die in dem Soll-Teilbereich von mindestens einer Bearbeitungsmaschine auf Basis von mindestens einem Wert für mindestens einen Geräteparameter auszuführen ist,
(220) Ausführen der mindestens einen Maßnahme mittels der mindestens einen Bearbeitungsmaschine gemäß der digitalen Maßnahmenkarte,
(230) Ermitteln eines Ergebnisses der mindestens einen Maßnahme in mindestens einem Ist-Bereich, wobei der mindestens eine Ist-Teilbereich angibt, in welchem Teilbereich / welchen Teilbereichen der Erdoberfläche die mindestens eine Maßnahme von der mindestens einen Bearbeitungsmaschine ausgeführt wurde, wobei der mindestens eine Ist-Teilbereich durch eine Größe und/oder Form und/oder Ausdehnung in eine oder mehrere Richtungen gekennzeichnet ist, wobei das Ergebnis mittels eines oder mehrerer Sensoren ermittelt wird, wobei der eine oder die mehreren Sensoren eine oder mehrere Auswirkungen der Bearbeitungsmaschine infolge der Ausführung der mindestens einen Maßnahme auf den mindestens einen Ist-Teilbereich der Erdoberfläche erfasst/erfassen,
(240) Ermitteln einer Abweichung zwischen dem mindestens einen Ist-Teilbereich und dem mindestens einen Soll-Teilbereich in Bezug auf die jeweilige Position sowie Größe und/oder Form und/oder Ausdehnung in eine oder mehrere Richtungen,
(250) Modifizieren des mindestens einen Werts des mindestens einen Geräteparameters im Hinblick auf eine reduzierte Abweichung und/oder Modifizieren der digitalen Maßnahmenkarte im Hinblick auf eine reduzierte Abweichung. Fig. 3 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform des erfmdungsgemäßen Verfahrens in Form eines Ablaufschemas. Das in Fig. 3 gezeigte Verfahren (300) umfasst die folgenden Schritte:
(310) Kennzeichnen einer Mehrzahl von Teilbereichen der Erdoberfläche,
(320) Erfassen von Positionen der gekennzeichneten Teilbereiche auf der Erdoberfläche, vorzugsweise mit Hilfe eines unbemannten Luftfahrzeugs,
(330) Erstellen einer digitalen Maßnahmenkarte, wobei in der digitalen Maßnahmenkarte die gekennzeichneten Teilbereiche als Soll-Teilbereiche gekennzeichnet sind, wobei in der digitalen Maßnahmenkarte jeder Soll-Teilbereich durch eine erfasste Position auf der Erdoberfläche sowie durch eine Größe und/oder Form und/oder Ausdehnung in eine oder mehrere Richtungen gekennzeichnet ist, wobei für jeden Soll -Teilbereich mindestens eine Maßnahme verzeichnet ist, die in dem Soll-Teilbereich von mindestens einer Bearbeitungsmaschine auf Basis von mindestens einem Wert für mindestens einen Geräteparameter auszuführen ist,
(340) Übermitteln der digitalen Maßnahmenkarte an die mindestens eine Bearbeitungsmaschine und/oder Ausführen der mindestens einen Maßnahme mittels der mindestens einen Bearbeitungsmaschine gemäß der digitalen Maßnahmenkarte,
(350) Empfangen und/oder Ermitteln eines Ergebnisses der mindestens einen Maßnahme in mindestens einem Ist-Bereich, wobei der mindestens eine Ist-Teilbereich angibt, in welchem Teilbereich / welchen Teilbereichen der Erdoberfläche die mindestens eine Maßnahme von der mindestens einen Bearbeitungsmaschine ausgeführt wurde, wobei der mindestens eine Ist- Teilbereich durch eine Größe und/oder Form und/oder Ausdehnung in eine oder mehrere Richtungen gekennzeichnet ist, wobei das Ergebnis mittels eines oder mehrerer Sensoren ermittelt wird, wobei der eine oder die mehreren Sensoren eine oder mehrere Auswirkungen der Bearbeitungsmaschine infolge der Ausführung der mindestens einen Maßnahme auf den mindestens einen Ist-Teilbereich der Erdoberfläche erfasst/erfassen,
(360) Ermitteln von Abweichungen zwischen den Ist-Teilbereichen und den Soll-Teilbereichen in Bezug auf die jeweilige Position sowie Größe und/oder Form und/oder Ausdehnung in eine oder mehrere Richtungen,
(370) Modifizieren des mindestens einen Werts des mindestens einen Geräteparameters im Hinblick auf reduzierte Abweichungen und/oder Modifizieren der digitalen Maßnahmenkarte im Hinblick auf reduzierte Abweichungen,
(380) Speichern des mindestens einen modifizierten Werts des mindestens einen Geräteparameters und/oder der modifizierten digitalen Maßnahmenkarte und/oder Aufnehmen des mindestens einen modifizierten Werts des mindestens einen Geräteparameters in die modifizierte digitale Maßnahmenkarte und/oder Übermitteln des mindestens einen modifizierten Werts und/oder der modifizierten digitalen Maßnahmenkarte an die mindestens eine Bearbeitungsmaschine.
Der Schritt (320) „Erfassen von Positionen der gekennzeichneten Teilbereiche“ kann beispielsweise mit Hilfe eines unbemannten Luftfahrzeugs erfolgen, das sich autonom über dem Bereich bewegt und mit Hilfe einer Kamera oder mehreren Kameras die Kennzeichnungen erfasst und mit Hilfe eines Positionsbestimmungssystems Positionsdaten (z.B. Geokoordinaten) für die Kennzeichnungen erfasst. Die von dem unbemannten Luftfahrzeug ermittelten Positionsdaten für die mittels der Kennzeichnungen identifizierten Teilbereiche können zum Erstellen der digitalen Maßnahmenkarte verwendet werden. Bei der mindestens einen Maßnahme kann es sich beispielsweise um das Ausbringen einer Flüssigkeit oder eines Feststoffs oder einer Suspension handeln. Die Flüssigkeit kann beispielsweise Wasser oder eine wässrige Lösung eines Farbstoffs sein. Die Suspension und/oder der Feststoff können einen Farbstoff umfassen.
Das „Ermitteln eines Ergebnisses“ in Schritt (360) kann beispielsweise das Identifizieren von mit Flüssigkeiten benetzten Teilbereichen und/oder der Tiefe einer in die Erdoberfläche eingedrungenen Flüssigkeit oder von Feststoff bedeckten Teilbereiche umfassen. Die Flüssigkeit und/oder der Feststoff kann beispielsweise mittels eines Sensors oder mehrerer Sensoren in den Teilbereichen erkannt werden. Ist ein Indikator in den Teilbereichen ausgebracht, kann der benetzte/bedeckte Teilbereich beispielsweise anhand eines Farbumschlags erkannt werden. Enthält die ausgebrachte Flüssigkeit / der ausgebrachte Feststoff einen Farbstoff, können die benetzten Teilbereiche durch den dort vorhandenen Farbstoff erkannt werden. Ein Ergebnis, das sich in sichtbaren Merkmalen äußert (z.B. Farbstoff, Farbumschlag), kann automatisiert z.B. mit Hilfe einer Kamera oder mehreren Kameras erfasst werden. Es ist möglich, dass das Ergebnis durch das in Schritt (320) vorzugsweise eingesetzte unbemannte Luftfahrzeug erfasst wird. Dieses kann sich nach Ausführen der mindestens einen Maßnahme durch die mindestens eine Bearbeitungsmaschine erneut über den Bereich bewegen und die Teilbereiche automatisiert erfassen, die von der mindestens einen Maßnahme betroffen sind.
Zum Erfassen von gekennzeichneten Teilbereichen und/oder von Teilbereichen, die in einer mittels einer Kamera erstellten Bildaufnahme abgebildet sind und von einer Maßnahme betroffen sind, können Modelle des maschinellen Lernens verwendet werden, die auf Basis einer Vielzahl von Trainingsbildem trainiert worden sind, Kennzeichnungen und/oder die Wirkungen von Maßnahmen zu lernen. Details können der Vielzahl an Publikationen zum Thema Objekterkennung in Bildern entnommen werden (siehe z.B. J. Brownlee: Deep Learning for Computer Vision, Machine Learning Mastery, 2020).
Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind:
(1) Ein Verfahren umfassend die Schritte:
Erstellen einer digitalen Maßnahmenkarte für einen Bereich, wobei in der digitalen Maßnahmenkarte mindestens ein Soll-Teilbereich gekennzeichnet ist, wobei in der digitalen Maßnahmenkarte für den Soll-Teilbereich mindestens eine Maßnahme verzeichnet ist, die in dem Soll-Teilbereich von mindestens einer Bearbeitungsmaschine auf Basis von Geräteparametem auszuführen ist,
Übermitteln der digitalen Maßnahmenkarte an die mindestens eine Bearbeitungsmaschine, Empfangen eines Ergebnisses, wobei das Ergebnis einen Ist-Teilbereich umfasst, wobei der Ist- Teilbereich angibt, in welchem Teilbereich die mindestens eine Maßnahme von der mindestens einen Bearbeitungsmaschine ausgeführt wurde,
Ermitteln einer Abweichung zwischen dem Ist-Teilbereich und dem Soll-Teilbereich, Modifizieren der Geräteparameter im Hinblick auf eine reduzierte Abweichung und/oder Modifizieren der digitalen Maßnahmenkarte im Hinblick auf eine reduzierte Abweichung.
(2) Das Verfahren gemäß der Ausführungsform (1), ferner umfassend die Schritte:
Kennzeichnen einer Mehrzahl von Teilbereichen der Erdoberfläche,
Erfassen von Positionsdaten der gekennzeichneten Teilbereiche, vorzugsweise mit Hilfe eines unbemannten Luftfahrzeugs,
Erstellen der digitalen Maßnahmenkarte, wobei in der digitalen Maßnahmenkarte die gekennzeichneten Teilbereiche als Soll-Teilbereiche gekennzeichnet sind.
(3) Das Verfahren gemäß einer der Ausführungsformen (1) oder (2), ferner umfassend die Schritte:
Ausführen der in der digitalen Maßnahmenkarte verzeichneten Maßnahmen durch die mindestens eine Bearbeitungsmaschine, Erfassen eines Ergebnisses, wobei das Ergebnis eine Mehrzahl an Ist-Teilbereichen umfasst, wobei die Ist-Teilbereiche angeben, in welchen Teilbereichen die mindestens eine Maßnahme von der mindestens einen Bearbeitungsmaschine ausgeführt wurde.
(4) Das Verfahren gemäß einer der Ausführungsformen (1) bis (3), ferner umfassend den Schritt:
Speichern der modifizierten Geräteparameter und/oder der modifizierten digitalen Maßnahmenkarte .
(5) Das Verfahren gemäß einer der Ausführungsformen (1) bis (4), ferner umfassend die Schritte:
Erstellen einer neuen digitalen Maßnahmenkarte, wobei in der neuen digitalen Maßnahmenkarte für mindestens einen Teilbereich mindestens eine Maßnahme verzeichnet ist, die in dem mindestens einen Teilbereich von der mindestens einen Bearbeitungsmaschine auf Basis der modifizierten Geräteparameter auszuführen ist,
Übermitteln der neuen digitalen Maßnahmenkarte an die mindestens eine Bearbeitungsmaschine,
Ausführen der in der neuen digitalen Maßnahmenkarte verzeichneten Maßnahmen durch die mindestens eine Bearbeitungsmaschine auf Basis der modifizierten Geräteparameter.
(6) Das Verfahren gemäß einer der Ausführungsformen (1) bis (5), ferner umfassend die Schritte:
Anordnen eines oder mehrerer Sensoren in dem gekennzeichneten Teilbereich, Erfassen des Ergebnisses mit Hilfe des einen oder der mehreren Sensoren.
(7) Das Verfahren gemäß einer der Ausführungsformen (1) bis (6), wobei der Bereich ein Feld für den Anbau von Kulturpflanzen ist.
(8) Das Verfahren gemäß einer der Ausführungsformen (1) bis (7), wobei die mindestens eine Maßnahme das Ausbringen einer Flüssigkeit in dem mindestens einen Soll-Teilbereich umfasst.
(9) Ein System umfassend
• eine Steuer- und Berechnungseinheit,
• eine Sende- und Empfangseinheit und
• einen Datenspeicher, wobei die Steuer- und Berechnungseinheit konfiguriert ist: eine digitale Maßnahmenkarte für einen Bereich zu erstellen, wobei in der digitalen Maßnahmenkarte mindestens ein Soll-Teilbereich gekennzeichnet ist, wobei in der digitalen Maßnahmenkarte für den Soll-Teilbereich mindestens eine Maßnahme verzeichnet ist, die in dem Soll-Teilbereich von mindestens einer Bearbeitungsmaschine auf Basis von Geräteparametem auszuführen ist, die Sende- und Empfangseinheit zu veranlassen, die digitale Maßnahmenkarte an die mindestens eine Bearbeitungsmaschine zu übermitteln, die Sende- und Empfangseinheit zu veranlassen, ein Ergebnis zu empfangen, wobei das Ergebnis einen Ist-Teilbereich umfasst, wobei der Ist-Teilbereich angibt, in welchem Teilbereich die mindestens eine Maßnahme von der mindestens einen Bearbeitungsmaschine aus geführt wurde, eine Abweichung zwischen dem Ist-Teilbereich und dem Soll-Teilbereich zu ermitteln, die Geräteparameter im Hinblick auf eine reduzierte Abweichung zu modifizieren und/oder die digitale Maßnahmenkarte im Hinblick auf eine reduzierte Abweichung zu modifizieren, die modifizierten Geräteparameter und/oder die modifizierte digitale Maßnahmenkarte in dem Datenspeicher zu speichern.
(10) Das System gemäß der Ausführungsform (9), ferner umfassend • eine Bearbeitungsmaschine, wobei die Bearbeitungsmaschine vorzugsweise eine Maschine zum Ausbringen von Saatgut, Pflanzenschutzmittel, Pflanzennährstoffen und/oder Wasser ist.
(11) Das System gemäß der Ausführungsform (9) oder (10), ferner umfassend
• ein unbemanntes Luftfahrzeug umfassend eine Kamera und ein Positionsbestimmungssystem, wobei das unbemannte Luftfahrzeug konfiguriert ist, sich über den Bereich zu bewegen und o Kennzeichnungen von Teilbereichen zu erfassen und Positionsdaten für die Kennzeichnungen zu ermitteln, und/oder o das Ergebnis der mindestens einen Maßnahme in dem Bereich zu erfassen.
(12) Ein Computerprogrammprodukt umfassend einen Datenspeicher, wobei der Datenspeicher ein Computerprogramm umfasst, das in einen Arbeitsspeicher eines Computersystems geladen werden kann und das Computersystem veranlasst, die folgenden Schritte auszuführen:
Erstellen einer digitalen Maßnahmenkarte für einen Bereich, wobei in der digitalen Maßnahmenkarte mindestens ein Soll-Teilbereich gekennzeichnet ist, wobei in der digitalen Maßnahmenkarte für den Soll-Teilbereich mindestens eine Maßnahme verzeichnet ist, die in dem Soll-Teilbereich von mindestens einer Bearbeitungsmaschine auf Basis von Geräteparametem auszuführen ist,
Übermitteln der digitalen Maßnahmenkarte an die mindestens eine Bearbeitungsmaschine, Empfangen eines Ergebnisses, wobei das Ergebnis einen Ist-Teilbereich umfasst, wobei der Ist- Teilbereich angibt, in welchem Teilbereich die mindestens eine Maßnahme von der mindestens einen Bearbeitungsmaschine ausgeführt wurde,
Ermitteln einer Abweichung zwischen dem Ist-Teilbereich und dem Soll-Teilbereich,
Modifizieren der Geräteparameter im Hinblick auf eine reduzierte Abweichung und/oder Modifizieren der digitalen Maßnahmenkarte im Hinblick auf eine reduzierte Abweichung, Speichern der modifizierten Geräteparameter und/oder der modifizierten digitalen Maßnahmenkarte in einem Datenspeicher.
Die vorliegende Erfindung kann ganz oder teilweise mit Hilfe eines oder mehrerer Computersysteme ausgeführt werden. Ein "Computersystem" ist eine Vorrichtung zur elektronischen Datenverarbeitung, die mittels programmierbarer Rechenvorschriften Daten verarbeitet. Ein solches System umfasst üblicherweise einen "Computer", diejenige Einheit, die einen Prozessor zur Durchführung logischer Operationen umfasst, sowie eine Peripherie.
Als "Peripherie" bezeichnet man in der Computertechnik alle Geräte, die an den Computer angeschlossen sind und zur Steuerung des Computers und/oder als Ein- und Ausgabegeräte dienen. Beispiele hierfür sind Monitor (Bildschirm), Drucker, Scanner, Maus, Tastatur, Laufwerke, Kamera, Mikrofon, Lautsprecher etc. Auch interne Anschlüsse und Erweiterungskarten gelten in der Computertechnik als Peripherie.
Computersysteme von heute werden häufig in Desktop-PCs, Portable PCs, Laptops, Notebooks, Netbooks und Tablet-PCs und so genannte Handhelds (z.B. Smartphone) unterteilt; alle diese Systeme können zur Ausführung der Erfindung genutzt werden.
Die Eingaben in den Computer erfolgen über Eingabemittel wie beispielsweise eine Tastatur, eine Maus, ein berührungsempfmdlicher Bildschirm (Touchdisplay), ein Mikrofon und/oder dergleichen.
Die Ausgabe erfolgt üblicherweise über einen Bildschirm, einen Drucker, einen Lautsprecher und/oder durch Speicherung in einem Datenspeicher.
Fig. 4 zeigt beispielhaft und schematisch ein Computersystem gemäß der vorliegenden Erfindung. Das in Fig. 4 gezeigte Computersystem (10) umfasst eine Sende- und Empfangseinheit (11), eine Steuer- und Berechnungseinheit (12) und eine Ausgabeeinheit (13).
Die Steuer- und Berechnungseinheit (12) dient der Steuerung des Computersy stems (10), der Koordinierung der Datenflüsse zwischen den Einheiten des Computersystems (10) und der Durchführung von Berechnungen.
Die Steuer- und Berechnungseinheit (12) ist (zum Beispiel mittels des erfmdungsgemäßen Computerprogramms) konfiguriert: eine digitale Maßnahmenkarte für einen Bereich der Erdoberfläche zu erstellen, wobei in der digitalen Maßnahmenkarte mindestens ein Soll-Teilbereich gekennzeichnet ist, wobei der Soll- Teilbereich durch eine Position auf der Erdoberfläche sowie durch eine Größe und/oder Form und/oder Ausdehnung in eine oder mehrere Richtungen gekennzeichnet ist, wobei in der digitalen Maßnahmenkarte für den Soll-Teilbereich mindestens eine Maßnahme verzeichnet ist, die in dem Soll-Teilbereich von mindestens einer Bearbeitungsmaschine auf Basis von mindestens einem Wert von mindestens einem Geräteparameter auszulühren ist, die Sende- und Empfangseinheit (11) zu veranlassen, die digitale Maßnahmenkarte an die mindestens eine Bearbeitungsmaschine zu übermitteln, die Sende- und Empfangseinheit (11) zu veranlassen, ein Ergebnis zu empfangen, wobei das Ergebnis mindestens einen Ist-Teilbereich umfasst, wobei der mindestens eine Ist-Teilbereich angibt, in welchem Teilbereich / welchen Teilbereichen der Erdoberfläche die mindestens eine Maßnahme von der mindestens einen Bearbeitungsmaschine ausgeführt wurde, wobei der mindestens eine Ist-Teilbereich durch eine Position auf der Erdoberfläche sowie eine Größe und/oder Form und/oder Ausdehnung in eine oder mehrere Richtungen gekennzeichnet ist, wobei das Ergebnis mittels eines oder mehrerer Sensoren ermittelt wurde, wobei der eine oder die mehreren Sensoren eine oder mehrere Auswirkungen der Bearbeitungsmaschine infolge der Ausführung der mindestens einen Maßnahme auf den mindestens einen Ist-Teilbereich der Erdoberfläche erfasst/erfassen, eine Abweichung zwischen dem Ist-Teilbereich und dem Soll-Teilbereich zu ermitteln, den mindestens einen Wert des mindestens einen Geräteparameters im Hinblick auf eine reduzierte Abweichung zu modifizieren und/oder die digitale Maßnahmenkarte im Hinblick auf eine reduzierte Abweichung zu modifizieren und die Ausgabeeinheit (13) zu veranlassen, den mindestens einen modifizierten Wert des mindestens einen Geräteparameters in die modifizierte digitale Maßnahmenkarte aufzunehmen und/oder den mindestens einen modifizierten Wert des mindestens einen Geräteparameters und/oder die modifizierte digitale Maßnahmenkarte in dem Datenspeicher zu speichern und/oder die Sende- und Empfangseinheit (11) zu veranlassen, den mindestens einen modifizierten Wert des mindestens einen Geräteparameters und/oder die modifizierte digitale Maßnahmenkarte an die mindestens eine Bearbeitungsmaschine zu übermitteln.
Fig. 5 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform des erfmdungsgemäßen Computersystems (10).
Das in Fig. 5 gezeigte Computersystem (10) umfasst eine Verarbeitungseinheit (14), die mit einem Speicher (15) verbunden ist. Die Verarbeitungseinheit (14) und der Speicher (15) bilden eine Steuer- und Berechnungseinheit (12), wie sie in Fig. 4 gezeigt ist.
Die Verarbeitungseinheit (14) (engl.: processing unit) kann einen oder mehrere Prozessoren allein oder in Kombination mit einem oder mehreren Speichern (15) umfassen. Bei der Verarbeitungseinheit (14) kann es sich um gewöhnliche Computerhardware handeln, die in der Lage ist, Informationen wie z.B. digitale Maßnahmenkarte, Positionsdaten, Sensordaten, digitale Bildaufnahmen, Computerprogramme und/oder andere digitale Informationen zu verarbeiten. Die Verarbeitungseinheit (14) besteht üblicherweise aus einer Anordnung elektronischer Schaltungen, von denen einige als integrierter Schaltkreis oder als mehrere miteinander verbundene integrierte Schaltkreise (ein integrierter Schaltkreis wird manchmal auch als "Chip" bezeichnet) ausgeführt sein können. Die Verarbeitungseinheit (14) kann konfiguriert sein, Computerprogramme auszuführen, die in einem Arbeitsspeicher der Verarbeitungseinheit (14) oder im Speicher (15) desselben oder eines anderen Computersystems gespeichert sein können.
Der Speicher (15) kann eine gewöhnliche Computerhardware sein, die in der Lage ist, Informationen wie z.B. Werte für Geräteparameter, digitale Maßnahmenkarten, Sensordaten, Positionsdaten, digitale Bildaufnahmen, Computerprogramme und/oder andere digitale Informationen entweder vorübergehend und/oder dauerhaft zu speichern. Der Speicher (15) kann einen flüchtigen und/oder nichtflüchtigen Speicher umfassen und kann fest eingebaut oder entfembar sein. Beispiele für geeignete Speicher sind RAM (Random Access Memory), ROM (Read-Only Memory), eine Festplatte, ein Flash- Speicher, eine austauschbare Computerdiskette, eine optische Disc, ein Magnetband oder eine Kombination der oben genannten. Zu den optischen Discs können Compact Discs mit Nur-Lese-Speicher (CD-ROM), Compact Discs mit Lese-/Schreibfunktion (CD-R/W), DVDs, Blu-ray-Discs und ähnliche gehören.
Zusätzlich zum Speicher (15) kann die Verarbeitungseinheit (14) auch mit einer oder mehreren Schnittstellen (11, 13, 17, 18, 19) verbunden sein, um Informationen anzuzeigen, zu übertragen und/oder zu empfangen. Die Schnittstellen können eine oder mehrere Kommunikationsschnittstellen (11, 18) und/oder eine oder mehrere Benutzerschnittstellen (13, 17, 19) umfassen. Die eine oder mehrere Kommunikationsschnittstellen (11, 18) können so konfiguriert sein, dass sie Informationen senden und/oder empfangen, z.B. zu und/oder von einer Kamera, Sensoren, anderen Computern, Netzwerken, Datenspeichern oder dergleichen. Die eine oder mehreren Kommunikationsschnittstellen (11, 18) können so konfiguriert sein, dass sie Informationen über physische (verdrahtete) und/oder drahtlose Kommunikationsverbindungen übertragen und/oder empfangen. Die eine oder die mehreren Kommunikationsschnittstellen (11, 18) können eine oder mehrere Schnittstellen für die Verbindung mit einem Netzwerk enthalten, z.B. unter Verwendung von Technologien wie Mobiltelefon, Wi-Fi, Satellit, Kabel, DSL, Glasfaser und/oder dergleichen. In einigen Beispielen können die eine oder die mehreren Kommunikationsschnittstellen (11, 18) eine oder mehrere Nahbereichskommunikationsschnittstellen umfassen, die so konfiguriert sind, dass sie Geräte mit Nahbereichskommunikationstechnologien wie NFC, RFID, Bluetooth, Bluetooth LE, ZigBee, Infrarot (z. B. IrDA) oder Ähnlichem verbinden.
Die Benutzerschnittstellen (13, 17, 19) können eine Ausgabeeinheit (13) umfassen. Eine Ausgabeeinheit (13) kann so konfiguriert sein, dass sie einem Benutzer Informationen anzeigt. Geeignete Beispiele hierfür sind eine Flüssigkristallanzeige (LCD), eine Leuchtdiodenanzeige (LED), ein Plasmabildschirm (PDP), ein Drucker oder Ähnliches. Die Benutzereingabeschnittstelle(n) (13, 17, 19) kann/können verdrahtet oder drahtlos sein und kann/können so konfiguriert sein, dass sie Informationen von einem Benutzer in das Computersystem (10) empfängt/empfangen, z.B. zur Verarbeitung, Speicherung und/oder Anzeige. Geeignete Beispiele für Benutzereingabeschnittstellen (17) sind ein Mikrofon, ein Bild- oder Videoaufnahmegerät (z.B. eine Kamera), eine Tastatur oder ein Tastenfeld, ein Joystick, eine berührungsempfmdliche Oberfläche (getrennt von einem Touchscreen oder darin integriert) oder ähnliches. In einigen Beispielen können die Benutzerschnittstellen (13, 17, 19) eine automatische Identifikations- und Datenerfassungstechnologie (19) für maschinenlesbare Informationen enthalten. Dazu können Barcodes, Radiofrequenz-Identifikation (RFID), Magnetstreifen, optische Zeichenerkennung (OCR), Karten mit integrierten Schaltkreisen (ICC) und ähnliches gehören. Die Benutzerschnittstellen (13, 17, 19) können ferner eine oder mehrere Schnittstellen für die Kommunikation mit Peripheriegeräten wie Druckern und dergleichen umfassen.
Ein oder mehrere Computerprogramme (16) können im Speicher (15) gespeichert sein und von der Verarbeitungseinheit (14) ausgeführt werden, die dadurch programmiert wird, die in dieser Beschreibung beschriebenen Funktionen zu erfüllen. Das Abrufen, Laden und Ausführen von Anweisungen des Computerprogramms (16) kann sequenziell erfolgen, so dass jeweils ein Befehl abgerufen, geladen und ausgeführt wird. Das Abrufen, Laden und/oder Ausführen kann aber auch parallel erfolgen. Fig. 6 zeigt beispielhaft und schematisch die Interaktion des erfindungs gemäßen Computersystems mit einer Bearbeitungsmaschine und einem Sensor.
Fig. 6 zeigt einen Bereich (60) der Erdoberfläche. Über den Bereich (60) bewegt sich eine Bearbeitungsmaschine (63). Die Bearbeitungsmaschine (63) ist als unbemanntes Luftfahrzeug (Drohne) aus geführt.
Die Bearbeitungsmaschine (63) ist mit Mitteln (64) zum Ausbringen einer Substanz oder mehrerer Substanzen ausgestattet.
Die Bearbeitungsmaschine (63) umfasst ferner eine Empfangseinheit (65), über die die Bearbeitungsmaschine (63) eine digitale Maßnahmenkarte (70) von dem erfmdungsgemäßen Computersystem (10) empfangen kann.
In dem in Fig. 6 gezeigten Beispiel sind das erfindungsgemäße Computersystem (10) und die Empfangseinheit (65) der Bearbeitungsmaschine (63) über ein Netzwerk (69) miteinander verbunden.
Die Empfangseinheit (65) der Bearbeitungsmaschine (63) empfängt Daten (z.B. die digitale Maßnahmenkarte) über eine Funkverbindung (z.B. über eine Mobilfunkverbindung). Das erfindungsgemäße Computersystem (10) kann über eine Kabelverbindung und/oder Funkverbindung mit dem Netzwerk (69) verbunden sein.
Die digitale Maßnahmenkarte (70) ist eine digitale Repräsentation des Bereichs (60) der Erdoberfläche. In der digitalen Maßnahmenkarte (70) sind Soll-Teilbereiche (61) gekennzeichnet. Jeder Soll- Teilbereich ist durch eine Position auf der Erdoberfläche sowie durch eine Größe und/oder Form und/oder Ausdehnung in eine oder mehrere Richtungen gekennzeichnet. Im vorliegenden Beispiel haben die Soll-Teilbereiche (61) die Form einer Ellipse. Als Position eines Soll-Teilbereichs können die Geokoordinaten des geometrischen Schwerpunktes der Ellipse verwendet werden.
In der digitalen Maßnahmenkarte (70) ist für jeden Soll-Teilbereich (61) mindestens eine Maßnahme verzeichnet, die in dem Soll-Teilbereich (61) von der Bearbeitungsmaschine (63) auf Basis von Geräteparametem auszuführen ist (in Fig. 6 nicht explizit dargestellt). Die mindestens eine Maßnahme ist im vorliegenden Beispiel die Applikation einer oder mehrerer Substanzen mit Hilfe der Mittel (64) zum Ausbringen einer Substanz oder mehrerer Substanzen.
Die Bearbeitungsmaschine (63) führt die mindestens eine Maßnahme gemäß den Angaben in der digitalen Maßnahmenkarte (70) aus. Das Ergebnis der Ausführung der mindestens einen Maßnahme umfasst Ist-Teilbereiche (62) in dem Bereich (60) der Erdoberfläche, die mit einer oder mehreren Substanzen behandelt wurden. Die Ist-Teilbereiche (62) stimmen nicht mit den Soll-Teilbereichen (61) überein. Es sind Abweichungen vorhanden. Zwar haben die Ist-Teilbereiche (62) ebenfalls die Form einer Ellipse, allerdings stimmen die geometrischen Schwerpunkte (die Positionen) nicht überein und die Ausdehnungen in x-Richtung und in y-Richtung stimmen nicht überein.
Das Ergebnis der Ausführung der mindestens einen Maßnahme durch die Bearbeitungsmaschine (63) wird mit Hilfe eines Sensors (67) erfasst. Im vorliegenden Beispiel handelt es sich bei dem Sensor (67) um eine Kamera, die an einem unbemannten Luftfahrzeug (66) angebracht ist. Im vorliegenden Beispiel bewegt sich der Sensor (67) über den Bereich (60) der Erdoberfläche und erzeugt Bildaufnahmen der Ist-Teilbereiche (62). Es ist aber auch denkbar, dass eine oder mehrere Sensoren in oder über dem Bereich (60) stationiert sind. Die Ist-Teilbereiche (62) können in den Bildaufnahmen beispielsweise dadurch erkannt werden, dass die Ist-Teilbereiche (62) elektromagnetische Strahlung (z.B. Sonnenlicht) infolge der Benetzung oder Bedeckung mit der einen oder den mehreren Substanzen anders reflektieren als umgebende Bereiche, die nicht mit der einen oder den mehreren Substanzen behandelt worden sind. Ggf. umfassen die eine oder die mehreren Substanzen einen Farbstoff, der einen Teil des Sonnenlichts absorbiert, was dazu führt, dass die vom Farbstoff zurückgesandte Strahlung ein charakteristisches Spektrum aufweist, an dem der Farbstoff und damit die mit Farbstoff bedeckten Ist-Teilbereiche zu erkennen sind. Ggf. umfassen die eine oder die mehreren Substanzen einen fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Farbstoff, der bei Anregung mit elektromagnetischer Strahlung eines definierten Wellenlängenbereichs angeregt wird, elektromagnetische Strahlung mit einem charakteristischen Spektrum zu emittieren, anhand dessen der Farbstoff und damit die mit Farbstoff bedeckten Ist- Teilbereiche erkannt werden können. Das Luftfahrzeug (66) kann mit einer Quelle für elektromagnetische Strahlung ausgestattet sein, deren Strahlung beispielsweise zu einer Anregung eines fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Farbstoffs führt.
Das unbemannte Luftfahrzeug (66) umfasst ferner eine Sendeeinheit (66), mit der das unbemannte Luftfahrzeug (66) mittels der Kamera (67) erfasste Bildaufnahmen der Ist-Teilbereiche (62) über das Netzwerk (69) an das erfmdungsgemäße Computersystem (10) übermitteln kann.
Das erfmdungsgemäße Computersystem (10) kann konfiguriert sein, Abweichungen der Ist- Teilbereiche (62) von den Soll-Teilbereichen (61) zu ermitteln, beispielsweise durch Überlagerung der Bildaufnahme(n) von den Ist-Teilbereichen (62) mit der digitalen Maßnahmenkarte (70).
Das erfmdungsgemäße Computersystem (10) kann konfiguriert sein, Werte der Geräteparameter der Bearbeitungsmaschine (63) so zu modifizieren, dass die Abweichungen der Ist-Teilbereiche (62) von den Soll-Teilbereichen (61) reduziert und/oder minimiert und/oder eliminiert werden.
Das erfindungsgemäße Computersystem (10) kann konfiguriert sein, die digitale Maßnahmenkarte (70) so zu modifizieren, dass die Abweichungen der Ist-Teilbereiche (62) von den Soll-Teilbereichen (61) reduziert und/oder minimiert und/oder eliminiert werden.
Das erfmdungsgemäße Computersystem (10) kann konfiguriert sein, die modifizierten Geräteparameter und/oder die modifizierte digitale Maßnahmenkarte in einem Datenspeicher zu speichern und/oder über das Netzwerk (69) an die Bearbeitungsmaschine (63) zu übermitteln.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren umfassend:
Erstellen einer digitalen Maßnahmenkarte für einen Bereich der Erdoberfläche, wobei in der digitalen Maßnahmenkarte mindestens ein Soll-Teilbereich gekennzeichnet ist, wobei der Soll- Teilbereich durch eine Position auf der Erdoberfläche sowie durch eine Größe und/oder Form und/oder Ausdehnung in eine oder mehrere Richtungen gekennzeichnet ist, wobei in der digitalen Maßnahmenkarte für den Soll-Teilbereich mindestens eine Maßnahme verzeichnet ist, die in dem Soll-Teilbereich von mindestens einer Bearbeitungsmaschine auf Basis von mindestens einem Wert von mindestens einem Geräteparameter auszulühren ist,
Übermitteln der digitalen Maßnahmenkarte an die mindestens eine Bearbeitungsmaschine und/oder Ausführen der mindestens einen Maßnahme gemäß der digitalen Maßnahmenkarte mittels der mindestens einen Bearbeitungsmaschine,
Empfangen und/oder Ermitteln eines Ergebnisses, wobei das Ergebnis mindestens einen Ist- Teilbereich umfasst, wobei der mindestens eine Ist-Teilbereich angibt, in welchem Teilbereich / welchen Teilbereichen der Erdoberfläche die mindestens eine Maßnahme von der mindestens einen Bearbeitungsmaschine ausgeführt wurde, wobei der mindestens eine Ist-Teilbereich durch eine Position auf der Erdoberfläche sowie durch eine Größe und/oder Form und/oder Ausdehnung in eine oder mehrere Richtungen gekennzeichnet ist, wobei das Ergebnis mittels eines oder mehrerer Sensoren ermittelt wurde/wird, wobei der eine oder die mehreren Sensoren eine oder mehrere Auswirkungen der Bearbeitungsmaschine infolge der Ausführung der mindestens einen Maßnahme auf den mindestens einen Ist-Teilbereich der Erdoberfläche erfasst/erfassen,
Ermitteln einer Abweichung zwischen dem mindestens einen Ist-Teilbereich und dem mindestens einen Soll-Teilbereich,
Modifizieren des mindestens einen Werts des mindestens einen Geräteparameters im Hinblick auf eine reduzierte Abweichung und/oder Modifizieren der digitalen Maßnahmenkarte im Hinblick auf eine reduzierte Abweichung.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, umfassend
Erstellen einer digitalen Maßnahmenkarte für einen Bereich der Erdoberfläche, wobei in der digitalen Maßnahmenkarte mindestens ein Soll-Teilbereich gekennzeichnet ist, wobei der Soll- Teilbereich durch eine Position auf der Erdoberfläche sowie durch eine Größe und/oder Form und/oder Ausdehnung in eine oder mehrere Richtungen gekennzeichnet ist, wobei in der digitalen Maßnahmenkarte für den Soll-Teilbereich mindestens eine Maßnahme verzeichnet ist, die in dem Soll-Teilbereich von mindestens einer Bearbeitungsmaschine auf Basis von mindestens einem Wert von mindestens einem Geräteparameter auszulühren ist,
Übermitteln der digitalen Maßnahmenkarte an die mindestens eine Bearbeitungsmaschine,
Empfangen eines Ergebnisses, wobei das Ergebnis mindestens einen Ist-Teilbereich umfasst, wobei der mindestens eine Ist-Teilbereich angibt, in welchem Teilbereich / welchen Teilbereichen der Erdoberfläche die mindestens eine Maßnahme von der mindestens einen Bearbeitungsmaschine ausgeführt wurde, wobei der mindestens eine Ist-Teilbereich durch eine Position auf der Erdoberfläche sowie durch eine Größe und/oder Form und/oder Ausdehnung in eine oder mehrere Richtungen gekennzeichnet ist, wobei das Ergebnis mittels eines oder mehrerer Sensoren ermittelt wurde, wobei der eine oder die mehreren Sensoren eine oder mehrere Auswirkungen der Bearbeitungsmaschine infolge der Ausführung der mindestens einen Maßnahme auf den mindestens einen Ist-Teilbereich der Erdoberfläche erfasst/erfassen,
Ermitteln einer Abweichung zwischen dem mindestens einen Ist-Teilbereich und dem mindestens einen Soll-Teilbereich,
Modifizieren des mindestens einen Werts des mindestens einen Geräteparameters im Hinblick auf eine reduzierte Abweichung und/oder Modifizieren der digitalen Maßnahmenkarte im Hinblick auf eine reduzierte Abweichung, dadurch gekennzeichnet, dass alle Schritte des Verfahren durch ein Computersystem ausgeführt werden.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, umfassend
Erstellen einer digitalen Maßnahmenkarte für einen Bereich der Erdoberfläche, wobei in der digitalen Maßnahmenkarte mindestens ein Soll-Teilbereich gekennzeichnet ist, wobei der Soll- Teilbereich durch eine Position auf der Erdoberfläche sowie durch eine Größe und/oder Form und/oder Ausdehnung in eine oder mehrere Richtungen gekennzeichnet ist, wobei in der digitalen Maßnahmenkarte für den Soll-Teilbereich mindestens eine Maßnahme verzeichnet ist, die in dem Soll-Teilbereich von mindestens einer Bearbeitungsmaschine auf Basis von mindestens einem Wert von mindestens einem Geräteparameter auszuführen ist,
Ausführen der mindestens einen Maßnahme gemäß der digitalen Maßnahmenkarte mittels der mindestens einen Bearbeitungsmaschine,
Ermitteln eines Ergebnisses, wobei das Ergebnis mindestens einen Ist-Teilbereich umfasst, wobei der mindestens eine Ist-Teilbereich angibt, in welchem Teilbereich / welchen Teilbereichen der Erdoberfläche die mindestens eine Maßnahme von der mindestens einen Bearbeitungsmaschine ausgeführt wurde, wobei der mindestens eine Ist-Teilbereich durch eine Position auf der Erdoberfläche sowie durch eine Größe und/oder Form und/oder Ausdehnung in eine oder mehrere Richtungen gekennzeichnet ist, wobei das Ergebnis mittels eines oder mehrerer Sensoren ermittelt wird, wobei der eine oder die mehreren Sensoren eine oder mehrere Auswirkungen der Bearbeitungsmaschine infolge der Ausführung der mindestens einen Maßnahme auf den mindestens einen Ist-Teilbereich der Erdoberfläche erfasst/erfassen,
Ermitteln einer Abweichung zwischen dem mindestens einen Ist-Teilbereich und dem mindestens einen Soll-Teilbereich,
Modifizieren des mindestens einen Werts des mindestens einen Geräteparameters im Hinblick auf eine reduzierte Abweichung und/oder Modifizieren der digitalen Maßnahmenkarte im Hinblick auf eine reduzierte Abweichung.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 ferner umfassend:
Speichern des mindestens einen modifizierten Werts des mindestens einen Geräteparameters und/oder der modifizierten digitalen Maßnahmenkarte und/oder Aufnehmen des mindestens einen modifizierten Werts des mindestens einen Geräteparameters in die modifizierte digitale Maßnahmenkarte und/oder Übermitteln des mindestens einen modifizierten Werts und/oder der modifizierten digitalen Maßnahmenkarte an die mindestens eine Bearbeitungsmaschine.
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend:
Erstellen einer neuen digitalen Maßnahmenkarte, wobei in der neuen digitalen Maßnahmenkarte für mindestens einen Teilbereich mindestens eine Maßnahme verzeichnet ist, die in dem mindestens einen Teilbereich von der mindestens einen Bearbeitungsmaschine auf Basis des mindestens einen modifizierten Wertes des mindestens einen Geräteparameters auszuführen ist,
Übermitteln der neuen digitalen Maßnahmenkarte an die mindestens eine Bearbeitungsmaschine,
Ausfuhren der in der neuen digitalen Maßnahmenkarte verzeichneten Maßnahmen durch die mindestens eine Bearbeitungsmaschine auf Basis des mindestens einen modifizierten Wertes des mindestens einen Geräteparameters.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, ferner umfassend:
Anordnen eines oder mehrerer Sensoren in und/oder an und/oder über dem mindestens einen Soll-Teilbereich,
Erfassen des Ergebnisses mit Hilfe des einen oder der mehreren angeordneten Sensoren.
7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Bereich ein Feld für den Anbau von Kulturpflanzen ist.
8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die mindestens eine Maßnahme das Ausbringen einer Flüssigkeit, einer Suspension und/oder eines Feststoffs in dem mindestens einen Soll-Teilbereich umfasst.
9. Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei die Flüssigkeit, die Suspension und/oder der Feststoff einen Farbstoff umfasst.
10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der eine oder die mehreren Sensoren eine oder mehrere Kameras umfassen, die konfiguriert ist/sind, eine oder mehrere Bildaufnahmen des mindestens einen Ist-Teilbereichs zu erzeugen.
11. Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei das Ermitteln einer Abweichung zwischen dem mindestens einen Ist-Teilbereich und dem mindestens einen Soll-Teilbereich umfasst:
Überlagern der einen oder mehreren Bildaufnahmen mit der digitalen Maßnahmenkarte.
12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, umfassend:
Kennzeichnen einer Mehrzahl von Teilbereichen der Erdoberfläche,
Erfassen von Positionen der gekennzeichneten Teilbereiche auf der Erdoberfläche, vorzugsweise mit Hilfe eines unbemannten Luftfahrzeugs,
Erstellen einer digitalen Maßnahmenkarte, wobei in der digitalen Maßnahmenkarte die gekennzeichneten Teilbereiche als Soll-Teilbereiche gekennzeichnet sind, wobei in der digitalen Maßnahmenkarte jeder Soll-Teilbereich durch eine erfasste Position auf der Erdoberfläche sowie durch eine Größe und/oder Form und/oder Ausdehnung in eine oder mehrere Richtungen gekennzeichnet ist, wobei für jeden Soll-Teilbereich mindestens eine Maßnahme verzeichnet ist, die in dem Soll -Teilbereich von mindestens einer Bearbeitungsmaschine auf Basis von mindestens einem Wert für mindestens einen Geräteparameter auszuführen ist,
Übermitteln der digitalen Maßnahmenkarte an die mindestens eine Bearbeitungsmaschine und/oder Ausführen der mindestens einen Maßnahme mittels der mindestens einen Bearbeitungsmaschine gemäß der digitalen Maßnahmenkarte,
Empfangen und/oder Ermitteln eines Ergebnisses der mindestens einen Maßnahme in mindestens einem Ist-Bereich, wobei der mindestens eine Ist-Teilbereich angibt, in welchem Teilbereich / welchen Teilbereichen der Erdoberfläche die mindestens eine Maßnahme von der mindestens einen Bearbeitungsmaschine ausgeführt wurde, wobei der mindestens eine Ist-Teilbereich durch eine Größe und/oder Form und/oder Ausdehnung in eine oder mehrere Richtungen gekennzeichnet ist, wobei das Ergebnis mittels eines oder mehrerer Sensoren ermittelt wird, wobei der eine oder die mehreren Sensoren eine oder mehrere Auswirkungen der Bearbeitungsmaschine infolge der Ausführung der mindestens einen Maßnahme auf den mindestens einen Ist-Teilbereich der Erdoberfläche erfasst/erfassen,
Ermitteln von Abweichungen zwischen den Ist-Teilbereichen und den Soll-Teilbereichen in Bezug auf die jeweilige Position sowie Größe und/oder Form und/oder Ausdehnung in eine oder mehrere Richtungen,
Modifizieren des mindestens einen Werts des mindestens einen Geräteparameters im Hinblick auf reduzierte Abweichungen und/oder Modifizieren der digitalen Maßnahmenkarte im Hinblick auf reduzierte Abweichungen,
Speichern des mindestens einen modifizierten Werts des mindestens einen Geräteparameters und/oder der modifizierten digitalen Maßnahmenkarte und/oder Aufnehmen des mindestens einen modifizierten Werts des mindestens einen Geräteparameters in die modifizierte digitale Maßnahmenkarte und/oder Übermitteln des mindestens einen modifizierten Werts und/oder der modifizierten digitalen Maßnahmenkarte an die mindestens eine Bearbeitungsmaschine.
13. Computersystem umfassend
• eine Steuer- und Berechnungseinheit,
• eine Sende- und Empfangseinheit und
• einen Datenspeicher, wobei die Steuer- und Berechnungseinheit konfiguriert ist: eine digitale Maßnahmenkarte für einen Bereich der Erdoberfläche zu erstellen, wobei in der digitalen Maßnahmenkarte mindestens ein Soll-Teilbereich gekennzeichnet ist, wobei der Soll- Teilbereich durch eine Position auf der Erdoberfläche sowie durch eine Größe und/oder Form und/oder Ausdehnung in eine oder mehrere Richtungen gekennzeichnet ist, wobei in der digitalen Maßnahmenkarte für den Soll-Teilbereich mindestens eine Maßnahme verzeichnet ist, die in dem Soll-Teilbereich von mindestens einer Bearbeitungsmaschine auf Basis von mindestens einem Wert von mindestens einem Geräteparameter auszuführen ist, die Sende- und Empfangseinheit zu veranlassen, die digitale Maßnahmenkarte an die mindestens eine Bearbeitungsmaschine zu übermitteln, die Sende- und Empfangseinheit zu veranlassen, ein Ergebnis zu empfangen, wobei das Ergebnis mindestens einen Ist-Teilbereich umfasst, wobei der mindestens eine Ist-Teilbereich angibt, in welchem Teilbereich / welchen Teilbereichen der Erdoberfläche die mindestens eine Maßnahme von der mindestens einen Bearbeitungsmaschine ausgeführt wurde, wobei der mindestens eine Ist-Teilbereich durch eine Position auf der Erdoberfläche sowie eine Größe und/oder Form und/oder Ausdehnung in eine oder mehrere Richtungen gekennzeichnet ist, wobei das Ergebnis mittels eines oder mehrerer Sensoren ermittelt wurde, wobei der eine oder die mehreren Sensoren eine oder mehrere Auswirkungen der Bearbeitungsmaschine infolge der Ausführung der mindestens einen Maßnahme auf den mindestens einen Ist-Teilbereich der Erdoberfläche erfasst/erfassen, eine Abweichung zwischen dem Ist-Teilbereich und dem Soll-Teilbereich zu ermitteln, den mindestens einen Wert des mindestens einen Geräteparameters im Hinblick auf eine reduzierte Abweichung zu modifizieren und/oder die digitale Maßnahmenkarte im Hinblick auf eine reduzierte Abweichung zu modifizieren, den mindestens einen modifizierten Wert des mindestens einen Geräteparameters in die modifizierte Maßnahmenkarte aufzunehmen und/oder den mindestens einen modifizierten Wert des mindestens einen Geräteparameters und/oder die modifizierte digitale Maßnahmenkarte in dem Datenspeicher zu speichern und/oder den mindestens einen modifizierten Wert des mindestens einen Geräteparameters und/oder die modifizierte digitale Maßnahmenkarte an die mindestens eine Bearbeitungsmaschine zu übermitteln.
14. Computersystem gemäß Anspruch 13, wobei das Computersystem Mittel zum Ausfuhren des Verfahrens gemäß der Ansprüche 2 und/oder 4 umfasst.
15. Computerprogrammprodukt umfassend einen Datenspeicher, wobei der Datenspeicher ein Computerprogramm umfasst, das in einen Arbeitsspeicher eines Computersystems geladen werden kann und das Computersystem veranlasst, die folgenden Schritte auszuführen:
Erstellen einer digitalen Maßnahmenkarte für einen Bereich der Erdoberfläche, wobei in der digitalen Maßnahmenkarte mindestens ein Soll-Teilbereich gekennzeichnet ist, wobei der Soll- Teilbereich durch eine Position auf der Erdoberfläche sowie durch eine Größe und/oder Form und/oder Ausdehnung in eine oder mehrere Richtungen gekennzeichnet ist, wobei in der digitalen Maßnahmenkarte für den Soll-Teilbereich mindestens eine Maßnahme verzeichnet ist, die in dem Soll-Teilbereich von mindestens einer Bearbeitungsmaschine auf Basis von mindestens einem Wert von mindestens einem Geräteparameter auszuführen ist,
Übermitteln der digitalen Maßnahmenkarte an die mindestens eine Bearbeitungsmaschine,
Empfangen eines Ergebnisses, wobei das Ergebnis mindestens einen Ist-Teilbereich umfasst, wobei der mindestens eine Ist-Teilbereich angibt, in welchem Teilbereich / welchen Teilbereichen der Erdoberfläche die mindestens eine Maßnahme von der mindestens einen Bearbeitungsmaschine ausgeführt wurde, wobei der mindestens eine Ist-Teilbereich durch eine Position auf der Erdoberfläche sowie durch eine Größe und/oder Form und/oder Ausdehnung in eine oder mehrere Richtungen gekennzeichnet ist, wobei das Ergebnis mittels eines oder mehrerer Sensoren ermittelt wurde, wobei der eine oder die mehreren Sensoren eine oder mehrere Auswirkungen der Bearbeitungsmaschine infolge der Ausführung der mindestens einen Maßnahme auf den mindestens einen Ist-Teilbereich der Erdoberfläche erfasst/erfassen,
Ermitteln einer Abweichung zwischen dem Ist-Teilbereich und dem Soll-Teilbereich,
Modifizieren des mindestens einen Werts des mindestens einen Geräteparameters im Hinblick auf eine reduzierte Abweichung und/oder Modifizieren der digitalen Maßnahmenkarte im Hinblick auf eine reduzierte Abweichung,
Speichern des mindestens einen modifizierten Werts des mindestens einen Geräteparameters und/oder der modifizierten digitalen Maßnahmenkarte in einem Datenspeicher und/oder Aufnehmen des mindestens einen modifizierten Werts des mindestens einen Geräteparameters in die modifizierte Maßnahmenkarte und/oder Übermittels des mindestens einen modifizierten Werts des mindestens einen Geräteparameters und/oder der modifizierten digitalen Maßnahmenkarte an die mindestens eine Bearbeitungsmaschine. ystem umfassend
• ein Computersystem gemäß einem der Ansprüche 13 oder 14 und
• einen oder mehrere Sensoren zum Erfassen einer oder mehrerer Auswirkungen mindestens einer Bearbeitungsmaschine infolge einer Ausführung mindestens einer Maßnahme auf mindestens einen Ist-Teilbereich der Erdoberfläche, wobei der eine oder die mehreren Sensoren eine oder mehrere Kameras umfassen, und
• optional mindestens eine Bearbeitungsmaschine.
PCT/EP2023/054270 2022-02-28 2023-02-21 Kalibrierung von bearbeitungsmaschinen für eine präzisionslandwirtschaft WO2023161210A1 (de)

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EP22193459 2022-09-01

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Citations (7)

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