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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausbringen zweier unterschiedlicher Spritzmittel auf eine landwirtschaftliche Fläche mittels einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung sowie eine entsprechende Steuereinheit und eine landwirtschaftliche Spritzvorrichtung zum Ausbringen zweier unterschiedlicher Spritzmittel auf eine landwirtschaftliche Fläche nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.
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Moderne Pflanzenschutzgeräte besitzen die technischen Voraussetzungen zur teilflächenspezifischen Applikation von Spritzbrühe. Diese technischen Voraussetzungen umfassen zum einen die Fähigkeit einzelne Düsen oder Teilbreiten ein- und auszuschalten, die Fähigkeit die Düsen- oder Teilbreitensteuerung mit einer Applikationskarte oder eines geeigneten Sensorsystems zu koppeln, sowie die Zusammensetzung der Spritzbrühe durch Einspeisen von zusätzlichen Pflanzenschutzmitteln über Direktinjektion in Abhängigkeit der Unkrautpopulation zu ändern. Solch eine Sensorsystem kann beispielsweise ein Unkrautsensor sein.
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Bei einer ordnungsgemäß durchgeführten vollflächigen Applikation wird jede Fläche des Feldes mit der Sollaufwandsmenge (Volumen pro Fläche) behandelt. Die Applikation der Spritzbrühe erfolgt dabei durch eine Düse mit definierten Eigenschaften, um die Wirksamkeit der Pflanzenschutzmittel (Verteilung, Tröpfengröße, Anhaften am Wirkort, ...) sicherzustellen. Entsprechende Voraussetzung muss auch bei einer teilflächenspezifischen Applikation sichergestellt werden, um die Wirksamkeit des Pflanzenschutzmittels sicher zu stellen.
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Hinsichtlich der Unkrautzusammensetzung wird grundsätzlich in 2 Klassen von Pflanzen unterschieden: Gräser (Monokotyle) und Unkräuter (Dikotyle), die sich bezüglich Morphologie und Physiologie (Aufnahme des Wirkstoffs, Transport zum Wirkort, Metabolisierung/Aktivierung des Wirkstoffs, Wirkort von Herbiziden) unterscheiden. Je nach Unterkrautklasse und -art kommen daher unterschiedliche (selektive) Herbizide für eine effektive Behandlung in Frage. Hinsichtlich des Aufnahmewegs eines Herbizids wird nach sog. Bodenherbizide (Wurzel) und Blattherbiziden (Kultikula) unterschieden. Während Bodenherbizide vorbeugend, auf noch nicht vollständig aufgelaufenen Unkräuter ausgebracht werden, können Blattherbizide nur über vorhandene Blattmasse aufgenommen werden. Das erfordert, dass Bodenherbizide vollflächig (und vorsorglich/ohne Indikation) im Feld ausgebracht werden, während für die Blattherbizide eine teilflächenspezifische Applikation in Abhängigkeit des Unkrautvorkommens möglich ist.
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Je nach vorhandener Hardware auf einem Pflanzenschutzgerät ergeben sich aus den Anforderungen der unterschiedlichen Bereiche verschiedene Betriebsstategien bzw. Applikationslogiken.
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Die
DE 10 2017 210 804 A1 offenbart ein Verfahren Ausbringen eines Spritzmittels auf ein Feld, wobei das Spritzmittel in Abhängigkeit von einem Bedeckungsgrad in einem definierten Unkrautbereich ausgebracht wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Ausbringen zweier unterschiedlicher Spritzmittel auf eine landwirtschaftliche Fläche mittels einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung, welche einen ersten Spritzmittelkreislauf mit einem ersten Spritzmitteltank und einer ersten Spritzdüseneinheit und einen von dem ersten fluidisch getrennten zweiten Spritzmittelkreislauf mit einem zweiten Spritzmitteltank und einer zweiten Spritzdüseneinheit aufweist, mit den Schritten:
- - Bereitstellen eines ersten Spritzmittels in dem ersten Spritzmitteltank des ersten Spritzmittelkreislaufs der Spritzvorrichtung, wobei das erste Spritzmittel zumindest ein vollflächig auszubringendes, insbesondere bodenwirksames Pflanzenschutzmittel und zumindest ein selektives, insbesondere blattwirksames, und/oder zumindest ein nicht-selektives, insbesondere blattwirksames Herbizid aufweist oder daraus besteht;
- - Bereitstellen eines zweiten Spritzmittels in dem zweiten Spritzmitteltank des zweiten Spritzmittelkreislaufs der Spritzvorrichtung, wobei das zweite Spritzmittel zumindest ein im ersten Spritzmittel nicht enthaltenes, für zumindest ein definiertes Unkraut selektives, insbesondere blattwirksames Herbizid aufweist oder daraus besteht; und
- - Ausbringen (des ersten Spritzmittels mittels der ersten Spritzdüseneinheit auf Feldabschnitte der landwirtschaftlichen Fläche und gegebenenfalls zusätzlich zum ersten Spritzmittel ferner des zweiten Spritzmittels mittels der zweiten Spritzdüseneinheit auf die Feldabschnitte der landwirtschaftlichen Fläche in Abhängigkeit von einem Vorkommen des zumindest einen definierten Unkrauts in den jeweiligen Feldabschnitten.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Steuereinheit die dazu eingerichtet ist, folgende Schritte durchzuführen:
- - Empfangen von Bildinformationen, welche mittels einer optischen Erfassungseinheit einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung erfasste Feldabschnitte einer landwirtschaftlichen Fläche repräsentieren;
- - Identifizieren zumindest eines definierten Unkrauts in den erfassten Feldabschnitten unter Verwendung der Bildinformationen; und
- - Ausgeben eines Steuersignals
- o an eine erste Spritzdüseneinheit der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung unabhängig von dem Schritt des Identifizierens des zumindest einen definierten Unkrauts, um ein erstes Spritzmittel aus einem ersten Spritzmitteltank über einen ersten Spritzmittelkreislauf der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung unabhängig von einem Vorkommen des zumindest einen definierten Unkrauts auf die erfassten Feldabschnitte auszubringen, wobei das erste Spritzmittel zumindest ein vollflächig auszubringendes, insbesondere bodenwirksames Pflanzenschutzmittel und zumindest ein selektives, insbesondere blattwirksames, und/oder zumindest ein nicht-selektives, insbesondere blattwirksames Herbizid aufweist oder daraus besteht; und
- o gegebenenfalls an eine zweite Spritzdüseneinheit der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung in Abhängigkeit von der Identifizierung zumindest eines des zumindest einen definierten Unkrauts, um zusätzlich zum ersten Spritzmittel ferner ein zweites Spritzmittel aus einem zweiten Spritzmitteltank über einen von dem ersten fluidisch getrennten zweiten Spritzmittelkreislauf der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung auf den jeweiligen erfassten Feldabschnitt auszubringen, wobei das zweite Spritzmittel zumindest ein im ersten Spritzmittel nicht enthaltenes, für zumindest ein definiertes Unkraut selektives, insbesondere blattwirksames Herbizid aufweist oder daraus besteht.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist außerdem eine landwirtschaftliche Spritzvorrichtung zum Ausbringen zweier unterschiedlicher Spritzmittel auf eine landwirtschaftliche Fläche mit
- - einem ersten Spritzmittelkreislauf aufweisend einen ersten Spritzmitteltank und eine erste Spritzdüseneinheit;
- - einem von dem ersten fluidisch getrennten zweiten Spritzmittelkreislauf aufweisend einen zweiten Spritzmitteltank und eine zweite Spritzdüseneinheit;
- - einer optischen Erfassungseinheit zum Erfassen von Feldabschnitten der landwirtschaftlichen Fläche; und
- - einer vorhergehend beschriebenen Steuereinheit.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist schließlich ein Computerprogramm das dazu eingerichtet ist, die Schritte einer vorangehend beschriebenen Steuereinheit auszuführen und/oder zu steuern, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird, sowie ein maschinenlesbares Speichermedium mit dem darauf gespeicherten Computerprogramm.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist für landwirtschaftliche Spritzvorrichtungen aufweisend zwei fluidisch voreinander getrennte Spritzmittelkreisläufe mit jeweils einem kreislaufeigenen Spritzmitteltank und einer kreislaufeigenen Spritzdüseneinheit aufweist gedacht. Hierbei stellt das erfindungsgemäße Verfahren eine an die Erkennungsleistung von Pflanzen (Klassifizierungsgrad) und die vorhandene Hardware angepasste Betriebsstrategie mit optimierter Spritzmittelverteilung in den beiden Spritzmitteltanks bereit, um sowohl eine hohe Wirksamkeit als auch eine hohe Spritzmitteleinsparung zu realisieren. Die Erkennungsleistungsleistung kann bspw. auf die Identifizierung bzw. Klassifizierung von lediglich einem definierten Unkraut oder lediglich einer definierten Gruppe von Unkräutern eingeschränkt sein.
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Das Verfahren ist für landwirtschaftliche Zwecke gedacht, jedoch nicht darauf beschränkt. Unter einem landwirtschaftlichen Zweck kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Zweck verstanden werden, der auf eine wirtschaftliche Kultivierung von Nutzpflanzen gerichtet ist.
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Das Ausbringen der Spritzmittel erfolgt hierbei auf einer landwirtschaftlichen Fläche bzw. einer landwirtschaftlich genutzten Fläche. Hierunter können ein Feld oder eine Anbaufläche für Pflanzen oder auch eine Parzelle einer solchen Anbaufläche verstanden werden. Die landwirtschaftliche Fläche kann somit eine Ackerfläche, ein Grünland oder eine Weide sein. Die Pflanzen können beispielsweise Kulturpflanzen oder Nutzpflanzen, deren Frucht landwirtschaftlich genutzt wird (beispielsweise als Nahrungsmittel, Futtermittel oder als Energiepflanze) sowie Beikräuter, Unkräuter und Ungräser umfassen.
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Das Ausbringen der Spritzmittel erfolgt während eines, d.h. desselben Behandlungsvorgangs der landwirtschaftlichen Fläche.
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Bevorzugt werden alle Schritte des Verfahrens während einer Bewegung, insbesondere einer Fahrt oder eines Fluges der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung über der landwirtschaftlichen Fläche durchgeführt.
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Vorteilhafterweise ist die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung ausgebildet, das Verfahren automatisiert und/oder autonom durchzuführen, um eine schnelle, zuverlässige und effiziente Behandlung der landwirtschaftlichen Fläche zu ermöglichen.
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Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung kann insbesondere Teil einer landwirtschaftlichen Feldspritze bzw. eines Pflanzenschutzgerätes sein oder als eine landwirtschaftliche Feldspritze bzw. ein Pflanzenschutzgerät ausgebildet sein. Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung kann eine mobile Einheit umfassen oder auf einer mobilen Einheit angeordnet sein, wobei die mobile Einheit insbesondere als Landfahrzeug und/oder Luftfahrzeug und/oder Anhänger ausgebildet sein kann. Die mobile Einheit kann insbesondere eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine, bspw. eine Zugmaschine, ein Schlepper, eine selbstfahrende bzw. autonome Feldspritze oder ein selbstfahrender bzw. autonomer Roboter sein. Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung kann insbesondere eine gezogene Feldspritze, eine selbstfahrende Feldspritze oder eine Anbaufeldspritze sein. Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung kann auch an einer hydraulischen Vorrichtung einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine angebaut sein. Denkbar ist auch, dass die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung auf einer Ladefläche einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine aufgebaut ist. Alternativ kann die Spritzvorrichtung an der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine angehängt sein.
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Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung weist einen ersten Spritzmittelkreislauf zum Ausbringen eines ersten Spritzmittels und einen von dem ersten fluidisch getrennten zweiten Spritzmittelkreislauf zum Ausbringen eines zweiten Spritzmittels auf. D.h., mit anderen Worten, dass die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung zwei fluidisch voneinander getrennte Spritzmittelkreisläufe zum Ausbringen zweier unterschiedlicher Spritzmittel aufweist. Demnach sind die beiden Spritzmittelkreisläufe derart ausgebildet, dass keine Durchmischung bzw. kein Kontakt der beiden Spritzmittel innerhalb der Spritzmittelkreisläufe erfolgt.
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Der erste Spritzmittelkreislauf weist einen kreislaufeigenen ersten Spritzmitteltank für das erste Spritzmittel und eine kreislaufeigene erste Spritzdüseneinheit zum Ausbringen des ersten Spritzmittels auf. Der erste Spritzmittelkreislauf weist verständlicherweise ferner ein entsprechendes erstes Leitungssystem auf. Der zweite Spritzmittelkreislauf weist einen kreislaufeigenen zweiten Spritzmitteltank für das zweite Spritzmittel und eine kreislaufeigene zweite Spritzdüseneinheit zum Ausbringen des zweiten Spritzmittels auf. Der zweite Spritzmittelkreislauf weist verständlicherweise ferner ein entsprechendes zweites Leitungssystem auf. Der erste Spritzmittelkreislauf und der zweite Spritzmittelkreislauf können im Wesentlichen gleich ausgestaltet bzw. aufgebaut sein.
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Die Spritzdüseneinheiten sind steuerbar bzw. betätigbar ausgebildet. Hierbei weisen die Spritzdüseneinheiten jeweils mindestens eine Spritzdüse, bevorzugt jedoch eine Vielzahl von Spritzdüsen und jeweils mindestens ein Ventil, bevorzugt ein jeder Spritzdüse zugeordnetes Ventil zum Steuern bzw. Regeln der ausgebrachten Spritzmittelmenge auf. Die Ventile können in den Spritzdüsen angeordnet bzw. integriert sein. Die Ventile können jedoch auch den Spritzdüsen vorgeschaltet, d.h. (in Strömungsrichtung des Spritzmittels) stromaufwärts der Spritzdüsen angeordnet sein. Die Spritzdüseneinheiten kann jedoch auch mehrere Spritzdüsen mit jeweils einem vorgeschalteten Ventil aufweisen. Die Spritzdüseneinheiten können jedoch auch mehrere Spritzdüsen mit nur einem den Spritzdüsen vorgeschalteten Ventil aufweisen, so dass bei Betätigung des Ventils das Spritzmittel mittels mehrerer Spritzdüsen der jeweiligen Spritzdüseneinheit ausgebracht wird. Die Ventile können bspw. als pulsweitenmodulierte Ventile (PWM-Ventile) oder als Proportionalventile ausgebildet sein. Die Spritzdüsen jeder Spritzdüseneinheit können einzeln bzw. separat und/oder in definierten Gruppen bzw. Verbänden und/oder alle gemeinsam ansteuerbar sein.
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Bevorzugt bilden jeweils eine Spritzdüse der beiden Spritzdüseneinheiten ein Spritzdüsenpaar, wobei die Spritzdüsen eines Spritzdüsenpaares ausgebildet sind, das jeweilige Spritzmittel während der Behandlung des landwirtschaftlichen Fläche auf denselben Feldabschnitt auszubringen bzw. denselben Feldabschnitt mit dem jeweiligen Spritzmittel zu behandeln. Hierbei sind die Spritzdüsen eines Spritzdüsenpaares bevorzugt benachbart, insbesondere in Bewegungsrichtung der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung hintereinander oder nebeneinander angeordnet.
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Jeder Feldabschnittreihe (=Feldabschnitte entlang der Bewegungs- bzw. Fahrtrichtung) kann zumindest eine Spritzdüsenpaar zugeordnet sein. Bspw. kann jeder Feldabschnittreihe genau ein Spritzdüsenpaar oder genau zwei benachbarte Spritzdüsenpaare zugeordnet sein, um diese zu behandelt.
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Das Ausbringen der Spritzmittel kann insbesondere mittels zumindest einer Fördereinheit der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung durchgeführt werden. Hierbei kann die Fördereinheit ausgebildet sein, eine Flüssigkeit unter Druck zu fördern bzw. zu leiten, insbesondere zu dosieren. Demnach kann die Fördereinheit bspw. jeweils ein/eine/einen oder mehrere Pumpen, Förderpumpen, Dosierpumpen, Druckspeicher, Förderschnecken, Ventile, Blenden etc. umfassen.
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Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung kann eine optische Erfassungseinheit zum Erfassen von Feldabschnitten der landwirtschaftlichen Fläche aufweisen, um jeweils eine Bildinformation zur Identifizierung des zumindest einen definierten Unkrauts zu erhalten. Die optische Erfassungseinheit ist bevorzugt an der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung angeordnet. Die optische Erfassungseinheit kann zumindest eine, bevorzugt mehrere Kameras aufweisen, die Kameras können ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: multispektrale und/oder hyperspektrale und/oder Infrarot- und/oder Kamera und/oder 3D-Kamera. Die optische Erfassungseinheit kann ausgebildet sein, Bilder im NIR und/oder visuellen Bereich zu erfassen bzw. aufzunehmen. Die optische Erfassungseinheit kann eine Licht bzw. Beleuchtungseinheit aufweisen. Die Kameras können ausgebildet sein miteinander zu kommunizieren. Jeder Feldabschnittreihe kann eine Kamera zugeordnet sein. Es ist jedoch auch denkbar, dass eine optische Erfassungseinheit Feldabschnitte von zwei oder mehreren Feldabschnittreihen erfasst.
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Die Spritzdüseneinheiten und die optische Erfassungseinheit sind bevorzugt an einem Spritzgestänge der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung angeordnet.
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Der erfasste Feldabschnitt kann ein Erfassungsabschnitt bzw. ein erfasster Bildabschnitt einer optischen Erfassungseinheit sein. Der erfasste Feldabschnitt ist bevorzugt der gesamte in dem Sichtfeld der optischen Erfassungseinheit erfasste Feldabschnitt.
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Die Bildinformation ist bevorzugt ein Bild bzw. Abbild des erfassten Feldabschnitts.
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Die beiden Spritzmittel sind insbesondere Spritzflüssigkeiten. Die Spritzflüssigkeiten können bspw. ausgebildet sein als: Flüssigkeit, Suspension, Emulsion, Lösung oder eine Kombination daraus. Die Spritzflüssigkeiten sind bevorzugt mit Wasser verdünnt. Die Spritzflüssigkeiten können bspw. landwirtschaftliche Spritzbrühen sein.
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Das erste Spritzmittel weist zumindest ein vollflächig auszubringendes Pflanzenschutzmittel sowie zumindest ein vollflächig auszubringendes selektives und/oder zumindest ein vollflächig auszubringendes nicht-selektives Herbizid auf oder besteht daraus. Das vollflächig auszubringende Pflanzenschutzmittel ist bevorzugt ein bodenwirksames Pflanzenschutzmittel.
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Das vollflächig auszubringende, insbesondere bodenwirksame Pflanzenschutzmittel kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: Insektizid, Fungizid, bodenwirksames Herbizid, unspezifisch breit wirksames Herbizid, Totalherbizid oder Kombinationen daraus. Das selektive Herbizid ist bevorzugt ein blattwirksames Herbizid. Das selektive Herbizid kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: selektiven vornehmlich blattwirksamen Herbizide gegen Unkräuter oder gegen Gräser oder gegen bestimmte Unkrautarten (z.B. Disteln) oder Kombinationen daraus. Das nicht-selektive Herbizid ist ebenfalls bevorzugt ein blattwirksames Herbizid. Das nicht-selektive Herbizid kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: Totalherbiziden oder unspezifisch breit-wirksamen Herbiziden oder Kombinationen daraus.
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Das erste Spritzmittel kann ferner ein Düngemittel, insbesondere ein Düngemittelkonzentrat, und/oder einen Wachstumsregulator und/oder ein Insektizid und/oder ein Fungizid und/oder ein weiteres Wirkmittel aufweisen.
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Das zweite Spritzmittel weist zumindest ein im ersten Spritzmittel nicht enthaltenes, für zumindest ein definiertes Unkraut selektives Herbizid aufweist oder daraus besteht. Das selektive Herbizid ist bevorzugt ein blattwirksames Herbizid. Das Herbizid des zweiten Spritzmittels ist bevorzugt für eine definierte Gruppe von Unkräutern selektiv. Das für das definierte Unkraut oder die definierte Gruppe von Unkräutern selektive Herbizid kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: selektiven vornehmlich blattwirksamen Herbizide gegen Unkräuter oder gegen Gräser oder gegen bestimmte Unkrautarten, z.B. Disteln (sofern nicht in Spritzmittel eins schon enthalten ist) oder Kombinationen daraus.
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Das zweite Spritzmittel kann ferner ein Düngemittel, insbesondere ein Düngemittelkonzentrat, und/oder einen Wachstumsregulator und/oder ein Insektizid und/oder ein Fungizid und/oder ein weiteres Wirkmittel aufweisen.
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Im Schritt des Ausbringens wird das erste Spritzmittel mittels der ersten Spritzdüseneinheit und gegebenenfalls zusätzlich zum ersten Spritzmittel ferner das zweite Spritzmittel mittels der zweiten Spritzdüseneinheit auf Feldabschnitte der landwirtschaftlichen Fläche, welche insbesondere mittels der optischen Erfassungseinheit erfasst wurden, ausgebracht (sodass alle Feldabschnitte des Feldes behandelt werden). Die „Spritzentscheidung“ erfolgt hierbei in Abhängigkeit von einem Vorkommen des zumindest einen definierten Unkrauts in den jeweiligen Feldabschnitten.
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Das entsprechende Spritzmittel wird hierbei - in Abhängigkeit von der Anzahl der den Feldabschnittreihen zugeordneten Spritzdüsen - bevorzugt auf den gesamten Feldabschnitt ausgebracht. Die Feldabschnitte bzw. Bereiche, auf denen Spritzmittel ausgebracht wird, werden nachfolgend auch bespritzte bzw. behandelte Feldabschnitte genannt.
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Bevorzugt ist ein Schritt des Identifizierens des zumindest einen definierten Unkrauts in den erfassten Feldabschnitten unter Verwendung der entsprechenden Bildinformation mittels einer Steuereinheit, insbesondere der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung. Hierbei umfasst der Schritt des Identifizierens bevorzugt einen Schritt des Klassifizierens der identifizierten Unkräuter. Der Schritt des Identifizierens kann ferner einen Schritt des Identifizierens von pflanzlichem Material umfassen.
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Der Schritt des Identifizierens kann ein Erfassen eines Farbanteils, insbesondere eines grünen Farbanteils und/oder eines Infrarotanteils in dem Feldabschnitt bzw. der Bildinformation umfassen. Hierbei können mittels der optischen Erfassungseinheit, bspw. anhand eines vorbestimmten NDVI-Wertes (Normalized Differenced Vegetation Index, er wird aus Reflexionswerten im nahen infraroten und sichtbaren roten Wellenlängenbereich des Lichtspektrums gebildet) Pflanzen erfasst werden, indem Biomasse bzw. vitale Pflanzen und Pflanzenteile vom Erdboden unterschieden wird.
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Alternativ oder zusätzlich kann jedoch auch ein Schritt des Auslesens und/oder Empfangens einer entsprechenden Positionsinformation des zumindest einen definierten Unkrauts bezüglich der landwirtschaftlichen Fläche vorgesehen werden.
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Bevorzugt wird das erste Spritzmittel unabhängig von dem Vorkommen und/oder der Identifizierung des zumindest einen definierten Unkrauts ausgebracht. Alternativ oder zusätzlich wird das zweite Spritzmittel bevorzugt bei Vorkommen und/oder Identifizierung zumindest eines des zumindest einen definierten Unkrauts ausgebracht. Hierbei kann jedoch auch ein Schwellenwert über 1 vorgegeben werden, bei dem das zweite Spritzmittel zusätzlich ausgebracht wird.
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Diese Ausführungsform kann vorteilhafterweise mittels einer optischen Erfassungseinheit und einer Recheneinheit ausgeführt werden, welche ausgebildet sind, lediglich das zumindest eine definierte Unkraut oder lediglich die definierte Gruppe von Unkräutern zu identifizieren und zu klassifizieren.
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Ein Feldabschnitt bzw. die Bildinformation eines Feldabschnitts kann mehrere separate Bildauswertebereiche aufweisen, in denen die definierten Unkräuter identifiziert werden. Die Anzahl der Bildauswertebereiche pro Bildinformation kann abhängig sein vom Spritzdüsenabstand und der Breite der Bildinformation. Jeder Bildauswertebereich kann jeweils einem oder mehreren Spritzdüsenpaaren zugeordnet sein. Bspw. wären bei einer Bildinformationsbreite von 1.5m und 0,25m Spritzdüsenabstand 6 Bildauswertebereiche pro Kamera vorgesehen.
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Die Spritzmittel werden bevorzugt im Wesentlichen gleichmäßig auf die Feldabschnitte ausgebracht. Unter einem gleichmäßigen Ausbringen kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Ausbringen mit der gleichen bzw. konstanten vordefinierten Ausbringmenge pro Fläche verstanden werden. Unter einer vordefinierten Ausbringmenge kann eine vorab bzw. zu Beginn der Behandlung festgelegt Ausbringmenge verstanden werden. Die definierte Ausbringmenge kann voreingestellt bzw. vorab eingebbar sein.
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Die Verfahrensschritte des Erfassens der Feldabschnitte, des Identifizierens des zumindest einen definierten Unkrauts und des Ausbringens der Spritzmittel werden verständlicherweise wiederholt durchgeführt. Hierbei werden die Schritte des Erfassens der Feldabschnitte bevorzugt in einem definierten, insbesondere festen oder in einem der Fahrgeschwindigkeit der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung angepassten Zeitintervall durchgeführt bzw. wiederholt durchgeführt. D.h., mit anderen Worten, dass die Feldabschnitte mit einer definierten oder einer geschwindigkeitsabhängigen Wiederholrate erfasst werden.
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Die Steuereinheit kann eine Recheneinheit oder eine Vielzahl von Recheneinheiten zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen von Daten, insbesondere zum Empfangen von Bildinformationen und zum Ausgeben von Daten, insbesondere Steuersignalen an eine Einheit, insbesondere einen Aktor, umfassen. Jeder optischen Erfassungseinheit oder jeder Kamera kann eine Recheneinheit zugeordnet sein bzw. jede optische Erfassungseinheit oder jede Kamera kann eine eigene Recheneinheit aufweisen. Die Recheneinheit ist bzw. die Recheneinheiten sind zur Bildverarbeitung ausgebildet bzw. eingerichtet, sodass sie Berechnungsschritte bzw. Bildverarbeitungsschritte zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführen kann/können. Demnach weist jede Recheneinheit eine entsprechende Bildverarbeitungssoftware auf. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten bspw. elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.
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Demnach kann das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware in der Steuereinheit bzw. einem Steuergerät implementiert sein.
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Die Steuereinheit kann vollständig oder teilweise an der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung angeordnet bzw. in diese integriert sein. Die Steuereinheit kann jedoch auch vollständig oder teilweise extern, bspw. in einer Cloud integriert sein.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung;
- 2 eine schematische Detailansicht von zwei Spritzmittelkreisläufen;
- 3 eine Bildinformation mit identifizierten Unkräutern einer definierten Unkrautgruppe gemäß einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung; und
- 4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens.
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In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung der Elemente verzichtet wird.
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In 1 ist eine schematische Darstellung einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung dargestellt, welche in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 10 versehen ist.
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Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung 10 ist als Feldspritze 10 ausgebildet. Die Feldspritze 10 ist an einem mobilen Landfahrzeug 12 angeordnet, welches als Zugmaschine 12 bzw. Traktor 12 ausgebildet ist.
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Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung 10 ist ausgebildet zwei unterschiedliche Spritzmittel auf eine landwirtschaftliche Fläche 14 mit Kulturpflanzen 16 und Unkräutern 18 auszubringen. Hierfür weist die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung 10 zwei Spritzmittelkreisläufe 20, 22 auf, welche in 2 detaillierter gezeigt und nachfolgend näher beschrieben werden.
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Der erste Spritzmittelkreislauf 20 weist einen ersten Spritzmitteltank 24 mit einem ersten Spritzmittel 26 und eine erste Spritzdüseneinheit 28 zum Ausbringen des ersten Spritzmittels 26 auf. Analog dazu weist der zweite Spritzmittelkreislauf 22 einen zweiten Spritzmitteltank 30 mit einem zweiten Spritzmittel 32 und eine zweite Spritzdüseneinheit 34 zum Ausbringen des zweiten Spritzmittels 32 auf.
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Die beiden Spritzdüseneinheiten 28, 34 weisen jeweils eine Vielzahl von an einem Spritzgestänge 36 in Längsrichtung beabstandet angeordnete Spritzdüsen 38, 40 auf. Hierbei bilden jeweils eine Spritzdüse 38 der ersten Spritzdüseneinheit 28 und eine Spritzdüse 40 der zweiten Spritzdüseneinheit 34 ein Spritzdüsenpaar 42, wobei die Spritzdüsen 38, 40 eines Spritzdüsenpaares 42 benachbart und in Bewegungsrichtung der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung 10 hintereinander angeordnet sind.
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Erfindungsgemäß besteht das erste Spritzmittel 26 aus zwei vollflächig auszubringenden, bodenwirksamen Pflanzenschutzmitteln A, B und vier selektiven und/oder nicht-selektiven blattwirksamen Herbiziden C-F. Ferner besteht das zweite Spritzmittel 32 erfindungsgemäß aus einem im ersten Spritzmittel 26 nicht enthaltenen, für eine definierte Gruppe von Unkräutern 18 selektiven blattwirksames Herbizid G.
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Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung 10 weist ferner eine optische Erfassungseinheit 44 zum Erfassen von Feldabschnitten der landwirtschaftlichen Fläche 14 auf, um jeweils eine Bildinformation zur Identifizierung des zumindest einen definierten Unkrauts 18 oder einer definierten Gruppe von Unkräutern 18 zu erhalten. Die optische Erfassungseinheit 44 weist eine Vielzahl von an dem Spritzgestänge 36 in Längsrichtung beabstandet angeordnete optische Kameras 46 auf. Die optischen Kameras 46 umfassen jeweils eine Filtereinheit, um einen Farbanteil wie beispielsweise den grünen Farbanteil einer erhaltenen bzw. erfassten Bildinformation bzw. eines erfassten Bildes zu extrahieren, um Unkräuter 18 zu erfassen.
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Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung 10 weist außerdem eine (nicht gezeigte) Steuereinheit auf, welche mit den optischen Kameras 46 verbunden ist, um Informationen von diesen zu empfangen. Die Steuereinheit weist eine Vielzahl von Recheneinheiten auf, welche jeweils einer optischen Kamera 46 zugeordnet und ferner ausgebildet sind, Berechnungsschritte bzw. Bildverarbeitungsschritte zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen, insbesondere das zumindest eine definierte Unkraut 18 unter Verwendung der Bildinformation der entsprechenden optischen Kamera 46 zu identifizieren. Die Steuereinheit ist ferner ausgebildet, ein Steuersignal derart auszugeben, dass das erste Spritzmittel 26 unabhängig von dem Vorkommen und/oder der Identifizierung des zumindest einen definierten Unkrauts 18 ausgebracht wird. Die Steuereinheit ist ferner ausgebildet, ein Steuersignal in Abhängigkeit von der Identifizierung zumindest eines des zumindest einen definierten Unkrauts 18 derart auszugeben, dass das zweite Spritzmittel 32 entsprechend ausgebracht wird.
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3 zeigt eine Ausführungsform, bei der die optischen Kameras 46 und die zugehörigen Recheneinheiten ausgebildet sind, lediglich eine definierte Gruppe von Unkräutern 18 zu identifizieren bzw. zu klassifizieren.
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4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 100 zum Ausbringen zweier unterschiedlicher Spritzmittel 26, 32 auf eine landwirtschaftliche Fläche 14 mittels einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung 10, welche einen ersten Spritzmittelkreislauf 20 mit einem ersten Spritzmitteltank 24 und einer ersten Spritzdüseneinheit 28 und einen von dem ersten fluidisch getrennten zweiten Spritzmittelkreislauf 22 mit einem zweiten Spritzmitteltank 30 und einer zweiten Spritzdüseneinheit 34 aufweist. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Bereitstellens 102 eines ersten Spritzmittels 26 in dem ersten Spritzmitteltank 24 des ersten Spritzmittelkreislaufs 20 der Spritzvorrichtung 10, wobei das erste Spritzmittel 26 zumindest ein vollflächig auszubringendes, insbesondere bodenwirksames Pflanzenschutzmittel A, B und zumindest ein selektives, insbesondere blattwirksames, und/oder zumindest ein nicht-selektives, insbesondere blattwirksames Herbizid C- F aufweist oder daraus besteht. Das Verfahren 100 umfasst ferner einen Schritt des Bereitstellens 104 eines zweiten Spritzmittels 32 in dem zweiten Spritzmitteltank 30 des zweiten Spritzmittelkreislaufs 34 der Spritzvorrichtung 10, wobei das zweite Spritzmittel 32 zumindest ein im ersten Spritzmittel 26 nicht enthaltenes, für zumindest ein definiertes Unkraut 18 selektives, insbesondere blattwirksames Herbizid G aufweist oder daraus besteht. Das Verfahren 100 umfasst außerdem einen Schritt des Erfassens 106 der Feldabschnitte der landwirtschaftlichen Fläche 14 mittels einer optischen Erfassungseinheit 44 der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung 10, um jeweils eine Bildinformation zur Identifizierung des zumindest einen definierten Unkrauts 18 zu erhalten. Das Verfahren 100 umfasst des Weiteren einen Schritt des Identifizierens 108 des zumindest einen definierten Unkrauts 18 in den erfassten Feldabschnitten unter Verwendung der entsprechenden Bildinformation mittels einer Steuereinheit, insbesondere der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung 10. Schließlich umfasst das Verfahren 100 einen Schritt des Ausbringens 110 des ersten Spritzmittels 26 mittels der ersten Spritzdüseneinheit 28 auf Feldabschnitte der landwirtschaftlichen Fläche 14 und gegebenenfalls zusätzlich zum ersten Spritzmittel 26 ferner des zweiten Spritzmittels 32 mittels der zweiten Spritzdüseneinheit 34 auf die Feldabschnitte der landwirtschaftlichen Fläche 14 in Abhängigkeit von einem Vorkommen des zumindest einen definierten Unkrauts 18 in den jeweiligen Feldabschnitten.
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Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017210804 A1 [0006]
