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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufbringen von einer Flüssigkeit auf einen Boden und eine Steuereinrichtung zum Durchführen eines derartigen Verfahrens. Die Erfindung bezieht sich zudem auf ein landwirtschaftliches Fahrzeug zum Aufbringen von einer Flüssigkeit auf einen Boden.
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Es ist bekannt, mit einem landwirtschaftlichen Nutzfahrzeug eine Flüssigkeit über eine landwirtschaftliche Nutzfläche zu verteilen. Die Flüssigkeit kann ein Düngemittel und/oder ein Pflanzenschutzmittel aufweisen. Zudem ist es bekannt, ein derartiges landwirtschaftliches Nutzfahrzeug hierfür automatisiert entlang einer vordefinierten Trajektorie über die landwirtschaftliche Nutzfläche zu bewegen.
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Die Erfindung betrifft in einem Aspekt ein Verfahren zum Aufbringen von einer Flüssigkeit auf einen Boden mit einem landwirtschaftlichen Fahrzeug.
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Das landwirtschaftliche Fahrzeug kann eine Feldspritze aufweisen. Die Flüssigkeit kann mit der Feldspritze des landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf den Boden aufgebracht werden. Die Feldspritze kann hierfür ein Spritzgestänge aufweisen. Bei der Feldspritze kann es sich um einen sogenannten „Sprayer“ handeln. Das Aufbringen der Flüssigkeit kann ein Spritzen, Sprühen oder Sprayen der Flüssigkeit aufweisen. Das landwirtschaftliche Fahrzeug kann hierfür eine Spritze, einen Sprüher oder einen Sprayer aufweisen. Die aufzubringende Flüssigkeit kann mindestens eines von Wasser, einem Düngemittel und einem Pflanzenschutzmittel aufweisen.
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Der Boden kann der Boden einer landwirtschaftlichen Nutzfläche sein. Bei dem Boden kann es sich um ein Feld, einen Ackerboden, ein Erdreich und/oder einen Untergrund handeln. Der Boden kann eine Bodenoberfläche aufweisen. Der Boden kann zudem auf ihm wachsende Vegetation und in ihm wachsendes Wurzelwerk einer Vegetation aufweisen.
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Das Verfahren weist als einen Schritt ein Aussenden und Empfangen von elektromagnetischen Wellen in den Boden mit einem Bodenradargerät auf. Das Bodenradargerät kann hierfür auf dem landwirtschaftlichen Fahrzeug angeordnet sein.
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Das Bodenradargerät kann einen Radartransceiver aufweisen. Das Aussenden und Empfangen der elektromagnetischen Wellen kann mit dem Radartransceiver durchgeführt werden. Bei dem Bodenradargerät kann es sich um ein sogenanntes „Ground Penetrating Radar (GPR)“-Gerät handeln. Die von dem Bodenradargerät ausgesandten und empfangenen elektromagnetischen Wellen können im Boden reflektierte Radarstrahlung beziehungsweise Radarpulse aufweisen. Die ausgesandten und empfangenen elektromagnetischen Wellen können von einem Objekt und/oder einer Grenzfläche in dem Boden reflektiert werden. Das Objekt kann eine Bodenschicht aufweisen. Die Grenzfläche kann zwischen Bodenschichten mit unterschiedlichen Bodeneigenschaften ausgebildet sein.
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Die empfangenen elektromagnetischen Wellen können in beziehungsweise an Bodenbereichen mit unterschiedlichen Bodeneigenschaften unterschiedlich reflektiert, absorbiert oder gestreut werden. Das Bodenradargerät kann ferner eine Hochfrequenzantenne und/oder eine Niedrigfrequenzantenne aufweisen. So können in vorteilhafter Weise verschiedene Eindringtiefen der elektromagnetischen Wellen in den Boden erreicht werden.
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Das Verfahren weist als einen weiteren Schritt ein Bestimmen von mindestens einer Eigenschaft des Bodens basierend auf den empfangenen elektromagnetischen Wellen auf. Der Schritt des Bestimmens kann somit ein berührungsloses beziehungsweise nicht-invasives Bestimmen der mindestens einen Eigenschaft des Bodens aufweisen.
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Die mindestens eine Eigenschaft des Bodens kann eine physikalische Eigenschaft des Bodens beziehungsweise einen physikalischen Parameter des Bodens aufweisen. Die mindestens eine Eigenschaft des Bodens kann beispielsweise einen Bodenwassergehalt, eine Bodenwasserbewegung beziehungsweise einen Bodenwasserfluss und/oder einen Bodenfeuchtegehalt aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die mindestens eine Eigenschaft des Bodens einen Tongehalt des Bodens, eine Korngrößenzusammensetzung des Bodens, eine Lagerungsdichte des Bodens, einen Porengehalt des Bodens, einen Verdichtungsgrad des Bodens und/oder einen Bodenwiderstand aufweisen. Jede der mindestens einen Eigenschaft des Bodens kann direkt oder indirekt aus den empfangenen elektromagnetischen Wellen abgeleitet werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann die mindestens eine Eigenschaft des Bodens einen Nährstoffgehalt, einen Düngemittelgehalt und/oder einen Pflanzenschutzmittelgehalt aufweisen. Ferner kann die mindestens eine Eigenschaft des Bodens eine Wurzelbildung von auf dem Boden wachsender Vegetation in diesem aufweisen. Die Wurzelbildung kann indirekt aus dem Bodenwassergehalt, dem Nährstoffgehalt beziehungsweise dem Düngemittelgehalt und/oder der Bodenkorngrößenzusammensetzung abgeleitet werden. Hierfür kann die Bodenwasserbewegung beziehungsweise der Bodenwasserfluss berücksichtigt werden. Zudem kann ein jahreszeitabhängiges Wurzelwachstum berücksichtigt werden.
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Das Verfahren kann in einem weiteren Schritt ein Berechnen eines Bodenradarbilds basierend auf den empfangenen elektromagnetischen Wellen aufweisen. Das Bodenradarbild kann ein Bodenradarprofil aufweisen. Das Bodenradarbild kann Laufzeiten beziehungsweise Bodentiefen von reflektierten elektromagnetischen Wellen aufweisen. Der Schritt des Bestimmens kann dann basierend auf dem zuvor berechneten Radarbild durchgeführt werden. Die mindestens eine Eigenschaft des Bodens kann ferner mittels einem radarbasierten Frequenzverschiebungsverfahren und/oder einer radarbasierten Frequenzbereichsanalyse bestimmt werden.
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Das Verfahren weist als einen weiteren Schritt ein Aufbringen einer Flüssigkeit auf den Boden in Abhängigkeit der bestimmten mindestens einen Eigenschaft des Bodens auf.
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Das Aufbringen der Flüssigkeit kann mit einer Feldspritze des landwirtschaftlichen Fahrzeugs durchgeführt werden. Die Feldspritze kann hierfür eine Vielzahl von Spritzdüsen aufweisen. In einem Beispiel kann Flüssigkeit, welche ein Düngemittel aufweisen kann, in Abhängigkeit eines vorhandenen und erfassten Düngemittelgehalts des Bodens aufgebracht werden. Dabei kann die Flüssigkeit in einer entsprechenden räumlich ungleichmäßigen Verteilung aufgebracht werden. So können beispielsweise vorhandene Düngemittelunterschiede im Boden ausgeglichen werden. Mit anderen Worten kann die Flüssigkeit in Abhängigkeit der bestimmten mindestens einen Eigenschaft des Bodens ungleichmäßig aufgebracht werden.
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Im Rahmen der Erfindung kann somit von einem landwirtschaftlichen Fahrzeug eine Bodeneigenschaft geophysikalisch bestimmt werden und ein Flüssigkeitsaufgabe auf den Boden daran angepasst werden. Es kann so in vorteilhafter Weise eine Bodeneigenschaft in einem bestimmten Bodenbereich mit einem Bodenradargerät des landwirtschaftlichen Fahrzeugs ermittelt werden und das Aufbringen von Flüssigkeit auf diesen bestimmten Bodenbereich an die zuvor ermittelte Bodeneigenschaft angepasst werden.
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Ist das Bodenradargerät an einem Frontbereich angeordnet und das Aufbringen der Flüssigkeit an einem Heckbereich des landwirtschaftlichen Fahrzeugs vorgesehen, kann das Verfahren während einer Fahrt des landwirtschaftlichen Fahrzeugs durchgeführt werden. Mit anderen Worten wird so ein bestimmter Bodenbereich einmal von dem landwirtschaftlichen Fahrzeug überfahren, während dessen Bodeneigenschaft zunächst bestimmt werden kann und dann basierend darauf auf ihn eine Flüssigkeit aufgebracht werden kann. So können die Verfahrensschritte parallel während eines Arbeitsvorgangs des landwirtschaftlichen Fahrzeugs durchgeführt werden. Zusätzlich kann die bestimmte mindestens eine Eigenschaft des Bodens für andere Arbeitsvorgänge auf anderen landwirtschaftlichen Fahrzeugen oder für spätere Arbeitsvorgänge des landwirtschaftlichen Fahrzeugs bereitgestellt werden.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist das Verfahren als weiteren Schritt ein Erfassen multispektraler Bilddaten von auf dem Boden wachsender Vegetation mit einer Multispektralkamera auf.
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Die Multispektralkamera kann eine Kamera sein, welche Licht in mehreren Spektralkanälen erfassen kann. Die Spektralkanäle der Multispektralkamera können mindestens einen Spektralkanal aufweisen, in welchem Licht in einem für den Menschen unsichtbaren Spektralband erfasst werden kann. Bei dem für den Menschen unsichtbaren Spektralband kann es sich um Licht außerhalb eines Wellenlängenbereichs von 400 nm bis 750 nm handeln. Ein für den Menschen nicht sichtbares Spektralband kann Infrarotstrahlung, beispielsweise nahes infrarotes Licht, mittelinfrarotes Licht und/oder thermalinfrarotes Licht, zumindest teilweise umfassen.
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Die auf dem Boden wachsende Vegetation kann Nutzpflanzen beziehungsweise Feldfrüchte aufweisen. Die Vegetation kann als ein Bestandteil des Bodens beim Aufbringen der Flüssigkeit auf diesen gelten.
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Gemäß der vorhergehenden Ausführungsform kann das Verfahren als weiteren Schritt ein Bestimmen von mindestens einer Eigenschaft der Vegetation basierend auf den erfassten multispektralen Bilddaten aufweisen. Die multispektralen Bilddaten können das Licht in mindestens einem der beschriebenen Spektralbänder aufweisen. Basierend auf den erfassten multispektralen Bilddaten kann beispielsweise eine Nahinfrarotkarte (NIR-Karte) der Vegetation erstellt werden.
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Die mindestens eine Eigenschaft der Vegetation kann eine Pflanzenarchitektur beziehungsweise eine Pflanzenstruktur und/oder eine chemische Zusammensetzung einer Pflanze aufweisen. Die chemische Zusammensetzung kann beispielsweise eine Trockenmasse, einen Wassergehalt und/oder einen Chlorophyllgehalt einer Pflanze aufweisen. Die Pflanzenarchitektur beziehungsweise die Pflanzenstruktur kann beispielsweise eine Blattfläche und/oder einen Blattwinkel aufweisen.
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Gemäß der vorhergehenden Ausführungsform kann das Verfahren als einen weiteren Schritt ein Aufbringen der Flüssigkeit auf den Boden zudem in Abhängigkeit der bestimmten mindestens einen Eigenschaft der Vegetation aufweisen. Bei dem Zustand kann es sich um einen Gesundheitszustand der Vegetation handeln. Somit kann in vorteilhafter Weise zudem ein Zustand der auf dem Boden wachsenden Vegetation beim Aufbringen der Flüssigkeit auf den Boden berücksichtigt werden. So kann beispielsweise in Abhängigkeit eines Wassergehalts der auf dem Boden wachsenden Vegetation eine durch das landwirtschaftliche Fahrzeug aufzubringende Flüssigkeitsmenge eingestellt werden.
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Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens weist als einen weiteren Schritt ein Fusionieren der bestimmten mindestens einen Eigenschaft des Bodens und der bestimmten mindestens einen Eigenschaft der Vegetation in ein gemeinsames räumliches Datensystem auf. Bei dem gemeinsamen räumlichen Datensystem kann es sich um eine gemeinsame Karte handeln. Der Schritt des Fusionierens kann ein Transformieren beziehungsweise Überlagern der bestimmten Eigenschaften in ein gemeinsames Koordinatensystem aufweisen.
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Mit einer Egomotioneinheit kann basierend auf Kamerabildern eine 3D-Bewegung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs abgeleitet werden. Die Egomotioneinheit kann mindestens eine Kamera aufweisen, welche auf dem landwirtschaftlichen Fahrzeug angeordnet ist. Es können hierfür auch Methoden der visuellen Odometrie angewandt werden. Basierend auf einer extrinsischen Kalibrierung der Kamera der Egomotioneinheit, des Bodenradargeräts und/oder der Multispektralkamera sowie basierend auf der abgeleiteten 3D-Bewegung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs können die bestimmten Eigenschaften in das gemeinsame Koordinatensystem transformiert werden. Somit können bestimmte Eigenschaften des Bodens und/oder bestimmte Eigenschaften der Vegetation in einer Karte kartiert werden. Messdaten des Bodenradargeräts und/oder der Multispektralkamera können so als fusionierte Messdaten in dem gemeinsamen räumlichen Datensystem abgelegt werden. Die Messdaten können in jeweiligen Signalverarbeitungseinheiten vorverarbeitet werden.
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In einem Schritt können die bestimmten Eigenschaften des Bodens kartiert werden. Mit anderen Worten kann in diesem Schritt eine Bodeneigenschaftskarte erstellt werden. In einem weiteren Schritt kann die mindestens eine Eigenschaft der Vegetation kartiert werden. Mit anderen Worten kann in diesem Schritt eine Vegetationseigenschaftskarte erstellt werden. Die kartieren Eigenschaften des Boden und die kartierten Eigenschaften der Vegetation können dann in eine Karte überführt werden. Die Bodeneigenschaftskarte kann hierfür mit der Vegetationseigenschaftskarte kombiniert beziehungsweise fusioniert werden.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden die Schritte des Bestimmens und des Fusionierens von einer einzigen Datenverarbeitungseinheit durchgeführt. Die Datenverarbeitungseinheit kann einen einzigen Prozessor, eine einzige Signalverarbeitungseinheit und/oder ein einziges räumliches Datensystem aufweisen.
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Die Datenverarbeitungseinheit kann eine Schnittstelle zum Einlesen von empfangenen elektromagnetischen Wellen des Bodenradargeräts aufweisen. Die Datenverarbeitungseinheit kann eine weitere Schnittstelle zum Einlesen von multispektralen Bilddaten der Multispektralkamera aufweisen. Die Datenverarbeitungseinheit kann zudem eine Bestimmungseinheit zum Bestimmen der mindestens einen Eigenschaft des Bodens basierend auf den eingelesenen elektromagnetischen Wellen und/oder eine Bestimmungseinheit zum Bestimmen der mindestens einen Eigenschaft der Vegetation basierend auf den eingelesenen multispektralen Bilddaten aufweisen. Ferner kann die Datenverarbeitungseinheit eine Schnittstelle zum Ausgeben von einer der beschriebenen Karten aufweisen.
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Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens weist als einen weiteren Schritt ein Ableiten einer räumlichen Verteilungseigenschaft der aufzubringenden Flüssigkeit basierend auf der mindestens einen Eigenschaft des Bodens auf. Die Verteilungseigenschaft der aufzubringenden Flüssigkeit kann eine Menge der aufzubringenden Flüssigkeit und/oder eine Zusammensetzung der aufzubringenden Flüssigkeit aufweisen. Die Menge und/oder die Zusammensetzung kann in einer räumlichen Verteilung in Abhängigkeit der mindestens einen Eigenschaft des Bodens berechnet werden. Die räumliche Verteilungseigenschaft kann in einem weiteren Schritt in einer weiteren Karte kartiert werden, welche eine Mengenkarte oder Zusammensetzungskarte der aufzubringenden Flüssigkeit aufweisen kann.
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Gemäß der vorhergehenden Ausführungsform kann das Verfahren als weiteren Schritt ein Aufbringen der Flüssigkeit auf den Boden zudem in Abhängigkeit der abgeleiteten räumlichen Verteilungseigenschaft aufweisen. So kann die Flüssigkeit räumlich unterschiedlich auf den Boden aufgebracht werden. Wird die Flüssigkeit entlang der Feldspritze beziehungsweise entlang eines Spritzgestänges der Feldspritze auf den Boden aufgebracht, kann die Flüssigkeit entlang der Feldspritze beziehungsweise an verschiedenen Spritzdüsen der Feldspritze mit unterschiedlicher Menge und/oder mit unterschiedlicher Zusammensetzung auf den Boden gesprüht werden. Die entlang der Feldspritze mit unterschiedlicher Menge und/oder mit unterschiedlicher Zusammensetzung gesprühte Flüssigkeit kann zudem entlang der gefahrenen Trajektorie des landwirtschaftlichen Fahrzeugs variieren. Somit kann das Aufbringen der Flüssigkeit zweidimensional in Abhängigkeit der bestimmten mindestens einen Eigenschaft des Bodens über diesen während einer Fahrt des landwirtschaftlichen Fahrzeugs variieren.
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Die Erfindung betrifft in einem weiteren Aspekt eine Steuereinrichtung. Die Steuereinrichtung ist eingerichtet, die Schritte des Verfahrens gemäß dem vorhergehenden Aspekt durchzuführen.
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Die Erfindung betrifft in einem weiteren Aspekt ein landwirtschaftliches Fahrzeug zum Aufbringen von einer Flüssigkeit auf einen Boden. Bei einem landwirtschaftlichen Fahrzeug kann es sich um ein landwirtschaftliches Nutzfahrzeug handeln. In einem Beispiel ist das landwirtschaftliche Fahrzeug ein Traktor.
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Das landwirtschaftliche Fahrzeug weist ein Bodenradargerät zum Aussenden und Empfangen von elektromagnetischen Wellen in einen Boden auf. Das Bodenradargerät kann an dem landwirtschaftlichen Fahrzeug angeordnet sein.
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Das landwirtschaftliche Fahrzeug weist zudem eine Feldspritze zum Aufbringen einer Flüssigkeit auf den Boden in Abhängigkeit der empfangenen elektromagnetischen Wellen auf. Die Feldspritze kann an dem landwirtschaftlichen Fahrzeug angeordnet sein. Das Bodenradargerät kann beabstandet zur Feldspritze, beispielsweise an gegenüberliegenden Bereichen auf dem landwirtschaftlichen Fahrzeug, angeordnet sein. Alternativ kann das Bodenradargerät an der Feldspritze selbst angeordnet sein.
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Die Feldspritze kann an dem landwirtschaftlichen Fahrzeug angebaut sein. Mit anderen Worten kann das landwirtschaftliche Fahrzeug eine Anbaufeldspritze aufweisen. Die Feldspritze kann auf dem landwirtschaftlichen Fahrzeug aufgebaut sein. Mit anderen Worten kann das landwirtschaftliche Fahrzeug eine Aufbaufeldspritze aufweisen. Das landwirtschaftliche Fahrzeug kann hierfür als ein Geräteträger ausgebildet sein. Die Feldspritze kann auch an dem landwirtschaftlichen Fahrzeug angehängt sein. Die Feldspritze kann so an einem Heckbereich angehängt sein beziehungsweise von dem landwirtschaftlichen Fahrzeug gezogen werden. Ferner kann das landwirtschaftliche Fahrzeug auch als ein Gespann ausgebildet sein, welches einen Traktor und eine Feldspritze aufweist. Die Feldspritze kann ein Spritzgestänge aufweisen, welches wiederum Spritzdüsen aufweisen kann. Das Spritzgestänge kann sich einseitig oder beidseitig zum landwirtschaftlichen Fahrzeug erstrecken. Das Spritzgestänge kann mit anderen Worten einseitig oder beidseitig von dem landwirtschaftlichen Fahrzeug von diesem herauskragen. Die Feldspritze kann zudem verstellbar, beispielsweise höhenverstellbar sein. Die Feldspritze kann auch ausklappbar sein.
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In einer Ausführungsform ist das landwirtschaftliche Fahrzeug als eine selbstfahrende Feldspritze ausgebildet, an welcher das Bodenradargerät angeordnet sein kann.
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In einer Ausführungsform des landwirtschaftlichen Fahrzeugs ist das Bodenradargerät an einem Frontbereich des landwirtschaftlichen Fahrzeugs und die Feldspritze an einem Heckbereich des landwirtschaftlichen Fahrzeugs angeordnet. So kann das Aussenden und Empfangen der elektromagnetischen Wellen an dem Frontbereich nicht durch ein Spritzen beziehungsweise Sprühen von Flüssigkeit beim Aufbringen auf den Boden an dem Heckbereich beeinträchtigt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform des landwirtschaftlichen Fahrzeugs weist dieses eine Bestimmungseinheit zum Bestimmen von mindestens einer Eigenschaft des Bodens basierend auf den empfangenen elektromagnetischen Wellen auf. Die Feldspritze kann zum Aufbringen der Flüssigkeit auf den Boden zudem in Abhängigkeit der bestimmten mindestens einen Eigenschaft des Bodens ausgebildet sein. Somit kann das landwirtschaftliche Fahrzeug in einem parallelen beziehungsweise ineinandergreifenden Arbeitsvorgang die mindestens eine Eigenschaft des Bodens radarbasiert bestimmen und die Flüssigkeit in Abhängigkeit der radarbasiert bestimmten Eigenschaft des Bodens auf den Boden aufbringen. Das Bestimmen und Aufbringen kann bezüglich desselben Bodenbereichs zeitversetzt durchgeführt werden. Ein autonomer Betrieb des landwirtschaftlichen Fahrzeugs in einem sogenannten „Precision Farming“-Betrieb des landwirtschaftlichen Fahrzeugs kann so in vorteilhafter Weise verbessert werden.
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In einer weiteren Ausführungsform des landwirtschaftlichen Fahrzeugs weist dieses eine Multispektralkamera zum Erfassen von multispektralen Bilddaten von auf dem Boden wachsender Vegetation auf. Die Feldspritze kann zum Aufbringen der Flüssigkeit auf den Boden zudem in Abhängigkeit der multispektralen Bilddaten ausgebildet sein. Ein Erfassungsbereich der Multispektralkamera kann in Fahrtrichtung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs nach vorne gerichtet sein. Der Erfassungsbereich kann somit im Wesentlichen senkrecht zu einem nach unten auf den Boden gerichteten Erfassungsbereich des Bodenradargeräts ausgerichtet sein.
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Nach einer weiteren Ausführungsform des landwirtschaftlichen Fahrzeugs weist dieses die Steuereinrichtung nach dem vorhergehenden Aspekt auf. Alternativ dazu kann das landwirtschaftliche Fahrzeug basierend auf der bestimmten mindestens einen Eigenschaft des Bodens und/oder der erfassten multispektralen Bilddaten ferngesteuert werden, um die Feldspritze zum Aufbringen der Flüssigkeit auf den Boden anzusteuern.
- 1 zeigt ein landwirtschaftliches Fahrzeug und eine Steuereinrichtung gemäß einer jeweiligen Ausführungsform der Erfindung.
- 2 zeigt ein Ablaufdiagramm von Verfahrensschritten zum Durchführen eines Verfahrens zum Aufbringen von einer Flüssigkeit auf einen Boden gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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In 1 ist ein landwirtschaftliches Fahrzeug 100 auf einem Boden 2 gezeigt. Das landwirtschaftliche Fahrzeug 100 befindet sich auf einer Bodenoberfläche 4 des Bodens 2. Das landwirtschaftliche Fahrzeug 100 weist einen Flüssigkeitstank 102 und eine Feldspritze 104 auf, welche in der gezeigten Ausführungsform als eine Aufbaufeldspritze ausgebildet ist. Die Feldspritze 104 und der Flüssigkeitstank 102 sind an einem Heckbereich des landwirtschaftlichen Fahrzeugs 100 angeordnet.
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Das landwirtschaftliche Fahrzeug 100 weist zudem ein Bodenradargerät 10 und eine Multispektralkamera 20 auf. Das Bodenradargerät 10 und die Multispektralkamera 20 sind an einem Frontbereich des landwirtschaftlichen Fahrzeugs 100 angeordnet. Das Bodenradargerät 10 hat einen Erfassungsbereich 12, welcher im Wesentlichen senkrecht zur Bodenoberfläche 4 auf und in den Boden 2 gerichtet ist. Der Erfassungsbereich 12 des Bodenradargeräts 10 ragt in den Boden 2 hinein. Die Multispektralkamera 20 hat einen Erfassungsbereich 22, welcher im Wesentlichen parallel zur Bodenoberfläche 4 in Fahrtrichtung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs 100 nach vorne gerichtet ist. Die Erfassungsbereiche 12, 22 stehen im Wesentlichen senkrecht aufeinander. Die beschriebene Ausrichtung beziehungsweise Orientierung der Erfassungsbereiche 12, 22 bezieht sich dabei auf eine jeweilige Mittelachse (nicht gezeigt) der Erfassungsbereiche 12, 22. Vor dem landwirtschaftlichen Fahrzeug 100 wächst auf dem Boden 2 Vegetation 8. Der Erfassungsbereich 22 der Multispektralkamera 20 erfasst die Vegetation 8 und ragt in diese hinein.
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Das landwirtschaftliche Fahrzeug 100 hat zudem eine Egomotioneinheit 30. Die Egomotioneinheit 30 liefert Lageinformation zu einer aktuellen Lage des landwirtschaftlichen Fahrzeugs 100 auf dem Boden 2. Basierend auf der Lageinformation, werden die von dem Bodenradargerät 10 und der Multispektralkamera 20 erfassten Messdaten in einer gemeinsamen Karte kartiert.
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Zudem ist auf dem landwirtschaftlichen Fahrzeug 100 eine Steuereinrichtung 40 angeordnet, welche mit dem Bodenradargerät 10, der Multispektralkamera 20 und mit der Egomotioneinheit 30 verbunden ist, um die nachfolgend beschriebenen Verfahrensschritte durchzuführen.
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In 2 sind Verfahrensschritte eines Verfahrens zum Aufbringen von einer Flüssigkeit auf den in 1 gezeigten Boden 2 in einer zeitlichen Abfolge gezeigt.
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In einem Verfahrensschritt R1 werden elektromagnetische Wellen in dem Boden 2 mit dem Bodenradargerät 10 des in 1 gezeigten landwirtschaftlichen Fahrzeugs 100 ausgesendet und empfangen. Mit dem Schritt R1 werden Rohdaten 14 bezüglich in dem Boden 2 reflektierten elektromagnetischen Wellen erzeugt.
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Aus den erzeugten Rohdaten 14 wird in einem weiteren Verfahrensschritt R2 mindestens eine Eigenschaft des Bodens 2, basierend auf den im Schritt R1 empfangenen elektromagnetischen Wellen, bestimmt. Zudem wird im Verfahrensschritt R2 eine Bodeneigenschaftskarte 16 erstellt.
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In einem weiteren Verfahrensschritt M1 werden multispektrale Bilddaten 24 von auf dem Boden 2 wachsender Vegetation 8 erzeugt. In einem weiteren Verfahrensschritt M2 wird mindestens eine Eigenschaft der Vegetation 8 basierend auf den erfassten multispektralen Bilddaten 24 bestimmt. In diesem Verfahrensschritt wird zudem eine Vegetationseigenschaftskarte 26 erzeugt.
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Die Bodeneigenschaftskarte 16 und die Vegetationseigenschaftskarte 26 werden in einem weiteren Verfahrensschritt S1 zu einer gemeinsamen Eigenschaftskarte 42 fusioniert. Für das Fusionieren der beiden Karten 16, 26 sind zunächst die weiteren Verfahrensschritte P1, P2 durchzuführen.
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In einem weiteren Verfahrensschritt P1 wird die Egomotioneinheit 30, das Bodenradargerät 10 und die Multispektralkamera 20 kalibriert. In diesem Verfahrensschritt werden extrinsische Kalibrierparameter des Bodenradargeräts 10, der Multispektralkamera 20 und der Egomotioneinheit 30 bestimmt. In einem weiteren Verfahrensschritt P2 wird die aktuelle Lage des landwirtschaftlichen Fahrzeugs 100 beziehungsweise dessen Pose mit der Egomotioneinheit 30 bestimmt. Basierend auf der im Verfahrensschritt P1 durchgeführten Kalibrierung und der im Verfahrensschritt P2 durchgeführten Lagebestimmung können die Bodeneigenschaftskarte 16 und die Vegetationseigenschaftskarte 26 dann in ein gemeinsames Kartensystem transformiert werden. Im Verfahrensschritt S1 wird auf Grundlage der Bodeneigenschaftskarte 16 und der Vegetationseigenschaftskarte 26 eine fusionierte Eigenschaftskarte 42 erstellt.
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In einem weiteren Verfahrensschritt S2 wird eine räumliche Verteilungseigenschaft der aufzubringenden Flüssigkeit basierend auf der fusionierten Eigenschaftskarte 42 als eine Flüssigkeitsaufbringungskarte 44 abgeleitet.
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Noch in einem weiteren Verfahrensschritt S3 wird Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitstank 102 mit einem Spritzgestänge der Feldspritze 104 des landwirtschaftlichen Fahrzeugs 100 auf den Boden 2 gemäß der im vorhergehenden Verfahrensschritt S2 abgeleiteten Flüssigkeitsaufbringungskarte 44 aufgebracht.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Boden
- 4
- Bodenoberfläche
- 8
- Vegetation
- 10
- Bodenradargerät
- 12
- Erfassungsbereich Bodenradargerät
- 14
- Rohdaten
- 16
- Bodeneigenschaftskarte
- 20
- Multispektralkamera
- 22
- Erfassungsbereich Multispektralkamera
- 24
- multispektrale Bilddaten
- 26
- Vegetationseigenschaftskarte
- 30
- Egomotioneinheit
- 40
- Steuereinrichtung
- 42
- fusionierte Eigenschaftskarte
- 44
- Flüssigkeitsaufbringungskarte
- 100
- landwirtschaftliches Fahrzeug
- 102
- Flüssigkeitstank
- 104
- Feldspritze
