WO2013087052A1 - Verfahren und vorrichtung zum berührungslosen bestimmen von pflanzenparametern und zum verarbeiten dieser informationen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum berührungslosen bestimmen von pflanzenparametern und zum verarbeiten dieser informationen Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a method for contactless determination of plant parameters of a plant population and for processing this information into a control variable for fertilizing, watering and / or crop protection of the stock, in which of a part of the plant population composed of pixels digital image with recorded at least one image recording system and the image of the current plant parameters are determined by an image analysis.
  • the invention further relates to a device for non-contact determination of current plant parameters of a plant stand and for processing this information into a control variable for fertilizing, watering the stock and / or spreading pesticides on the crop, with a Schmeau- and evaluation system for Image analysis, whereby as an image evaluation system one in the memory of a portable, local or central
  • CONFIRMATION COPY Computer deposited image analysis algorithm is provided for image analysis, which is connected to the image recording system for transmitting the images.
  • DE 102005050302 A1 discloses a method for the contactless determination of the current nutritional status of a plant population and for the processing thereof
  • fertilizer recommendation taking into account other parameters such as crop and / or variety and / or stage of development and / or yield target in a fertilizer recommendation known, in which taken from a part of the plant population at least one digital image by means of an image recording system in at least two spectral channels, from the image of the current Nutritional status determined by an image analysis and from the latter, the fertilizer recommendation is derived.
  • DE 10 2006 009 753 B3 further describes a method for the non-contact determination of the biomass and morphological parameters of plant stands, in which the plants of the stand were acted upon by a sound field emitted by an ultrasonic source attached to a mobile carrier during the crossing, the sound echoes reflected from the plants and the ground be detected by a receiver fixed to the carrier and passed from this after conversion into digital signals to an evaluation and signal processing unit that currently evaluates the signals stored on a disk and displays on a monitor, optionally in an electronically controlled Ausbringmaschine the signals to Control commands for dispensing product agents are processed.
  • a device for measuring the crop density, in particular the green masses of the plant population of an agricultural crop density for controlling and / or regulating a agricultural distribution machine is also known, wherein the device at least one signal to an on-board computer sensor a transmitter and a receiver.
  • the sensor is designed as a triangulation sensor.
  • Equipment combinations consisting of an agricultural tractor and attached to this and trained as a fertilizer spreader and / or sprayer agricultural
  • Distribution machines wherein via the on-board computer system of the tractors and / or the coupled distributing machines can be adjusted, controlled and / or regulated via setting values stored and / or input in the on-board computer system, wherein the on-board computer system has at least one sensor element cooperating with the on-board computer, which contains information about provides the area to be spread.
  • the sensor element is designed as a non-contact sensor and currently detects information about the nature and condition of the plant growth by contactless scanning of the plants located on the area to be spread.
  • This information is transmitted to the on-board computer, which currently determines the nutrient requirement and / or the nutrient supply of the plants by means of a stored evaluation program, wherein due to the nutrient requirement thus determined, the direct control of the metering is done by the on-board computer.
  • the sensors used may be ultrasonic sensors or infrared sensors.
  • the invention The object of the invention to improve the method for non-contact determination of plant parameters of a plant population and for processing this information into a control variable for fertilizing, watering the stock and / or spreading of pesticides on the stock so that the measurement accuracy for the plant parameters with simultaneous Reduction of costs further increased and a significantly simplified handling for the farmer is achieved.
  • step d) converting the plant parameters determined in step d) into a control quantity for fertilizing, watering and / or crop protection.
  • a window formed by a small number of pixels is drawn around every nth pixel or pixels in the one image, the window in the other image being shifted horizontally by as many pixels until a maximum match of the two window contents is achieved. This pixel number then corresponds to the disparity d (x, y).
  • a prerequisite for deriving the distance map from the disparity map is a calibration of the disparity map, preferably on a reference object with at least two different known distances or from the known camera parameters such as the focal point and the distance of the focal points.
  • the inventive method makes it possible in a very simple manner, from the distance map, the inventory level of the stock and / or the soil cover and / or the vertical distribution of the biomass and / or the blade angle position to determine and from a corresponding fertilizer, and / or Derive the crop protection and / or irrigation recommendation as the control quantity for the stock.
  • a hand-held mobile phone or smartphone is used with built-in stereo camera, the captured images directly by a stored on the smartphone image analysis algorithm query of appropriate parameters such as crop and / or variety and / or development stage and / or yield target for fertilizer and / or crop protection and / or irrigation recommendation are processed and displayed.
  • a hand-held mobile phone or smartphone with integrated stereo camera and Internet access is used as an image recording system, the recorded images under query of appropriate parameters such as crop and / or variety and / or development stage and / or yield target be sent to a central server for fertilizer and / or crop protection and / or irrigation recommendation, the information on a fertilizer and / or plant protection and / or
  • Watering recommendation processed and this sends back to the display on the smartphone.
  • the farmer is thus able to obtain with simple means up-to-date measurement results on the state of his crops and to initiate appropriate measures for fertilization and / or watering and / or for the application of pesticides.
  • a commercially hand-held stereo camera can be used, which stores the images in a camera-internal or external memory, of which the images after requesting appropriate parameters such as crop and / or variety and / or Development stage and / or income target can be transferred directly to a local computer or via an Internet portal to the central server for evaluation.
  • the method according to the invention is at least one stationary during the growing season, mounted on a mast mounted vertically above the plant stock stereo camera with internetschreibem radio module that automatically receives the stereo images of the plant population in a preselectable time interval and this to the central Server (8) sends, which evaluates the stereo images, the results processed to fertilizer and / or crop protection and / or irrigation recommendations and this , the farmer via an Internet-based platform provides.
  • at least two stationary stereo cameras can be used, of which one stereo camera monitors an optimally-guided reference stock and the other monitors a target stock so that the reference stock can serve to derive fertilizer, crop protection and irrigation measures on the target stock.
  • Stationary stationary, mounted on a mast vertically above the plant population stereo camera is used with Internetconnectedem radio module that automatically records stereo images of the plant population at a pre-selectable time interval, sends them to the central server, which evaluates the images in terms of leaf position and sends the evaluation results as a control quantity to an irrigation or liquid fertilizer system for discharging the required amount of water.
  • the method according to the invention utilizes the knowledge that the plant leaves curl up or hang down under drought stress, as a result of which the blade angle or the blade angle distribution function changes. From the daily flow of measured data, it is possible, in conjunction with climate data such as temperature, dew point, irradiation, to determine and apply the required amount of water for watering.
  • At least one camera is mounted on a mobile carrier vehicle with processor unit stereo camera is used, which generates continuous stereo images during the crossing of the plant population from which the processor unit continuously determines the biomass and with this size the emitters Growth regulator is controlled to the stock.
  • the device according to the invention is characterized in that the image recording system is a commercially available stereo camera integrated into an internet-enabled mobile phone or smartphone or a stereo camera connected to the local or central computer, either the smartphone or the local computer or central server contains the image analysis algorithm for image analysis.
  • the image recording system is a commercially available stereo camera integrated into an internet-enabled mobile phone or smartphone or a stereo camera connected to the local or central computer, either the smartphone or the local computer or central server contains the image analysis algorithm for image analysis.
  • the device according to the invention can be applied in various ways in a simple manner, for example, as manually actuated by the farmer Smartphone with integrated stereo camera, separately communicating with a smartphone stereo camera or stereo camera, which can be mounted on a short boom next to the vehicle carrier, directly on the tractor roof or even on a standing mast with little effort.
  • 1a is a schematic representation of the image recording and evaluation system with an internet-enabled smartphone integrated stereo camera
  • FIG. 1b shows a typical image and evaluation system with a stereo camera having an external image memory and a local / central server
  • FIG. 3 shows an example of a stereo image for a rape-built field
  • FIG. 4a and 4b an example of determining a Disparticians certification and deriving a distance map from the stereo image of FIG. 3,
  • FIG. 5 shows a histogram derived from the distance map according to FIG. 4b for the determination of the vertical distribution of biomass in an unfertilized and optimally fertilized rapeseed stock
  • FIG. 6 shows an example of the relationship between plant height and biomass determined by the method according to the invention in the case of different fertilizer inputs and growth stages
  • FIG. 7 shows a schematic representation of the device according to the invention on a stationary mast
  • FIG. 8 shows a schematic representation of the device according to the invention on a mobile carrier.
  • the inventive method for non-contact determination of plant parameters of a plant stand 4 and for processing this information into a control variable for fertilizing, watering and / or crop protection of the stock is to be manually applied to a rape-built blow.
  • the farmer uses a color stereo camera 1, which is integrated in an internet-enabled smartphone 3, as the image acquisition system for manually executing the inventive method Image evaluation system implemented in the memory 2 of the smartphone 3 image evaluation algorithm for performing a 3D image analysis of color stereo images.
  • the pictures taken by the stereo camera 1 5.1 and 5.2 are directly in the memory 2 of the smartphone 3 by thessenaustudealgorithmus after interrogation of stock-specific data such as crop and / or variety and / or
  • Crop protection and / or irrigation recommendation and sends it back to the smartphone 3 for display.
  • the embodiment of the method according to the invention is not exclusively bound to a smartphone 3, but can also-as shown in FIG. 1b-be carried out with a commercially available stereo camera 1.
  • the recorded by the stereo camera 1 images 5.1 and 5.2 are preferably stored in a portable external memory 6 of the stereo camera 1 and this then from the farmer in the with the Schmausncealgorithmus equipped local computer 7 loaded.
  • the images 5.1 and 5.2 are processed in the local computer 7 to a fertilizer and / or crop protection and / or irrigation recommendation and displayed to the farmer on the display of the computer 7, so that the farmer can arrange appropriate measures.
  • the color stereo camera 1 is placed about 1 to 3 m vertically above the plant stock 4 in position and the plant stock 4 of the camera by at least one image pair ( Figure 5.1 and 5.2), preferably several image pairs (see FIG. 3) recorded simultaneously.
  • the stereo camera 1 has a resolving power of e.g. 1.3 megapixels.
  • the inventive method runs, as shown in FIG. 2, as follows.
  • the two images are made to coincide in such a way that a mapped object is apparently shifted only in the horizontal direction, wherein the object in the vertical direction on one and the other image exactly the same pixel position (x, y) occupies.
  • a disparity map is created which for each pixel contains the apparent displacement (disparity) d (x, y) in one image compared to the other image.
  • the disparity d (x, y) can be determined by defining a small window, for example with a size of 7 ⁇ 7 pixels, around the relevant pixel of one image and moving this window horizontally in the other image until there is a maximum match of both window contents. This shift is detected as disparity d (x, y).
  • the distance z bxf / d (x, y) holds the distance z to an object can be determined by measuring the disparity in the stereo image.
  • the disparity map is thus a depth image.
  • Such a distance map derived according to step S3 is shown in FIG. 4b.
  • Determining the disparity card can be quite time-consuming even with optimal implementation. This expenditure of time can be reduced if the disparity d (x, y) is determined for every nth pixel in the x and y direction instead of for each individual pixel of the output image. The prerequisite for this, however, is that no high spatial resolution is required or only the statistical distribution of the distances z (x, y) is of interest.
  • step S3 From the distance map obtained in step S3, the plant parameters such as the stock level, the soil cover, the biomass and their vertical distribution and the leaf position can be derived accordingly in step S4 and as control variables for fertilizing, watering and / or spreading pesticides use in step S5.
  • the stock height can at a known distance z Q of the color stereo camera 1 from the ground simply by determining the smallest measured distance min (z) to
  • the stock height h can also be calculated from the difference between highest and lowest distance value or, for example, from 95% and 5%. Determine percentile. However, such a procedure presupposes that the plant population does not completely cover the soil and that the soil on the image area is still recognizable in some percent and also sufficiently illuminated. For many crops, the stock level is directly related to above-ground biomass. An example of the relationship between the inventory level derived according to the invention and the actual biomass in a rape stock measured at different times and measured at different times is shown in FIG. 6.
  • the soil cover level ie the proportion of soil covered by plant parts or leaves, can be determined simply by determining the number of pixels for which the condition applies: z (x, y) ⁇ z 0 , where z 0 the distance of the color stereo camera 1 to the ground is.
  • the prerequisite is that the lowest floor of the plant leaves does not rest directly on the ground and thus the distance is distinguishable.
  • the method according to the invention has the advantage that shallow weeds or ground algae and mosses do not distort the result.
  • brown or discolored leaves and plant parts are reliably detected, since the process of the invention, the texture and not the color is evaluated.
  • the relative vertical distribution of the biomass results from the distribution of the distance values z (x, y) in a histogram. For this purpose, the statistical frequency of the individual distance values z (x, y) in the images is determined, so that the form of the distribution can be used to deduce the vertical distribution of the biomass.
  • FIG. 5 An example of such a histogram is shown in FIG. 5, in which the frequency of the pixel distances in an untreated
  • the mean leaf position or a distribution function of the leaf positions can be derived.
  • one level is adapted to the number of leaf pixels for each small leaf section and the angle between the normal vector of the plane and the vertical is determined.
  • the procedure for determining this angle belongs to the general state of the art and therefore need not be described in detail.
  • the inventive method is to be used in a portable device according to FIG. 1.
  • an internet-enabled smartphone 3 with integrated commercial color stereo camera 1 is used.
  • these are sent after requesting further required for the evaluation parameters such as the crop, the variety, the development status, etc. of the smartphone 3 via the Internet I to a central server 8, on which the image evaluation algorithm is installed.
  • the image evaluation algorithm evaluates the images 5.1 and 5.2, determines the biomass and / or plant height and derives therefrom a fertilizer and / or plant protection recommendation for the stock.
  • This fertilizer and / or crop protection recommendation is sent back from the server 8 to the smartphone 3 via Internet I and displayed there for the user.
  • the image evaluation algorithm can also be installed directly on the smartphone 3, which, when activated by the user, prompts the user to record, for example, several color stereo images with the color stereo camera.
  • the images are evaluated directly on the smartphone 3 by the image evaluation algorithm that determines biomass and / or plant height, from this a
  • Fertilizer recommendation / plant protection recommendation derived and displayed to the user.
  • the inventive method is used for stationary monitoring of a plant population 4 (see Fig. 7).
  • the color stereo camera 1 with radio module 13 is mounted in a weatherproof housing so on a standing in the plant stand 4 mast 9 that they can absorb the plant stock 4 vertically from above.
  • This measuring station remains stationary at one point in the plant stand 4 during the entire vegetation period.
  • the color stereo camera 1 automatically takes pictures at an adjustable time interval, for example once a day, and transmits them via mobile radio via the Internet directly to the central server 8.
  • the color stereo camera 1 and the radio module 13 become autonomous via a solar panel and, if necessary, a battery backup powered.
  • the transmitted images are processed on the central server 8 with the image evaluation algorithm stored on the central server 8, and the plant parameters are determined.
  • the evaluation results with derived fertilization, irrigation and / or crop protection recommendations are made available to the user via an internet-based platform. The farmer is thus able to use his computer in the office to conveniently track the state of his crop and take appropriate action if the growth does not meet the expected value.
  • several similar measuring stations can be used to simultaneously monitor several stocks or a stock at several locations.
  • the inventive method is used as described in Example 2, but is directly connected to an irrigation system, which is shown in dashed lines in Fig. 7 and receives its control commands from the server 8. From the stereo images of the average blade angle is derived and used as a control variable for the irrigation system. This exploits the fact that the plant leaves curl up or hang down under drought stress, thereby changing the blade angle or the blade angle distribution function.
  • the amount of water to be applied is determined from the daily course of the measurement data, possibly in conjunction with climate data such as temperature, dew point, sunshine duration, etc., and then applied to the stock accordingly.
  • Such an irrigation system is preferably suitable for use in the greenhouse in order to exclude the effects of wind movement.
  • the process according to the invention is used for the partial area-specific application of growth regulators (see FIG. 8).
  • At least one color stereo camera 1 is / are attached to a boom 10 of a carrier vehicle 11 and detect the crop 4 during the crossing.
  • the color stereo cameras 1 continuously record images 5.1, 5.2 which are processed by a processor unit 12 located on board the carrier vehicle 11 and continuously determine the biomass. With the help of this size, the quantity of growth regulator is then continuously varied.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum berührungslosen Bestimmen von Pflanzenparametern eines Pflanzenbestandes und zum Verarbeiten dieser Informationen in eine Steuergröße für das Düngen, Wässern und/oder den Pflanzenschutz des Bestandes, bei dem von einem Teil des Pflanzenbestandes ein aus Pixeln zusammengesetztes digitales Bild mit mindestens einem Bildaufnahmesystem aufgenommen und aus dem Bild die aktuellen Pflanzenparameter durch eine Bildanalyse ermittelt werden.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum berührungslosen Bestimmen von Pflanzenparametern und zum Verarbeiten dieser Informationen
Beschreibung
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum berührungslosen Bestimmen von Pflanzenparametern eines Pflanzenbestandes und zum Verarbeiten dieser Informationen in eine Steuergröße für das Düngen, Wässern und/oder den Pflanzenschutz des Bestandes, bei dem von einem Teil des Pflanzenbestandes ein aus Pixeln zusammengesetztes digitales Bild mit mindestens einem Bildaufnahmesystem aufgenommen und aus dem Bild die aktuellen Pflanzenparameter durch eine Bildanalyse ermittelt werden.
[0002] Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum berührungslosen Bestimmen von aktuellen Pflanzenparametern eines Pflanzenbestandes und zum Verarbeiten dieser Informationen in eine Steuergröße für das Düngen, Wässern des Bestandes und/oder das Ausbringen von Pflanzenschutzmitteln auf den Pflanzenbestand, mit einem Bildaufnahme- und Auswertesystem zur Bildanalyse, wobei als Bildauswertesystem ein im Speicher eines transportablen, lokalen oder zentralen
BESTÄTIGUNGSKOPIE Rechners abgelegter Bildauswertealgorithmus zur Bildanalyse vorgesehen ist, der mit dem Bildaufnahmesystem zum Übertragen der Bilder verbunden ist.
Stand der Technik [0003] Aus der DE 102005050302 AI ist ein Verfahren zum berührungslosen Ermitteln des aktuellen Ernährungszustandes eines Pflanzenbestandes und zum Verarbeiten dieser
Information unter Berücksichtigung weiterer Parameter wie Fruchtart und/oder Sorte und/oder Entwicklungsstadium und/oder Ertragsziel in eine Düngeempfehlung bekannt, bei dem von einem Teil des Pflanzenbestandes mindestens ein digitales Bild mittels eines Bildaufnahmesystems in mindestens zwei spektralen Kanälen aufgenommen, aus dem Bild der aktuelle Ernährungszustand durch eine Bildanalyse ermittelt und aus letzterer die Düngeempfehlung abgeleitet wird.
Dieser bekannte Stand der Technik hat den Nachteil, dass das Verfahren nur eine zweidimensionale Projektion des Bestandes zur Verfügung stellt, in dem Höheninformationen ebenso verloren gehen wie die vertikale Verteilung der Biomasse und die Blattstellung, so dass die erzielten Ergebnisse nur eine eingeschränkte Aussagekraft haben.
[0004] In der DE 10 2006 009 753 B3 ist weiterhin ein Verfahren zum berührungslosen Bestimmen der Biomasse und morphologischen Parameter von Pflanzenbeständen beschrieben, bei dem auf die Pflanzen des Bestandes mit einer von auf einem mobilen Träger befestigten Ultraschallquelle emittierten Schallfeld während der Überfahrt eingewirkt, die von den Pflanzen und den Boden reflektierten Schallechos durch einen am Träger fixierten Empfänger erfasst und von diesem nach Wandlung in digitale Signale an eine Auswerte- und Signalverarbeitungseinheit weitergegeben werden, die die Signale aktuell auswertet, auf einem Datenträger speichert und auf einem Monitor anzeigt, wobei optional in einer elektronisch gesteuerten Ausbringeinheit die Signale zu Steuerbefehlen zum Ausbringen von Produktmitteln verarbeitet werden .
Dieser Stand der Technik ermöglicht es zwar, morphologische Parameter wie die Anzahl der Blattetagen, die Blattstellung und die vertikale Verteilung der Biomasse direkt zu bestimmen, jedoch erfordert das bekannte Verfahren eine speziell angepasste Hardware.
[0005] Aus der DE 103 29 472 AI ist ferner eine Vorrichtung zur Messung der Pflanzenbestandsdichte, insbesondere der Grünmassen des Pflanzenbestandes einer landwirtschaftlichen Bestandsdichte zur Steuerung und/oder Regelung einer landwirtschaftlichen Verteilmaschine bekannt, wobei die Vorrichtung mindestens einen Signale an einen Bordcomputer liefernden Sensor mit einem Sender und einem Empfänger aufweist. Der Sensor ist als Triangulationssensor ausgebildet. Mittels des Sensors wird die Bestandshöhe des Pflanzenbestandes und aus den Signalen mittels eines im Bordcomputer in einem Speichermedium abgelegten Auswerteprogramms die Pflanzenbestandsdichte ermittelt.
Dieses bekannte Verfahren arbeitet mit einem Laser, der auf das Messobjekt fokussiert wird. Von Nachteil ist hierbei das sehr kleine punkt- bzw. linienförmige Messfeld. Eine zufällige, beispielsweise durch Drillfehler verursachte Streifigkeit des Bestandes in Fahrtrichtung kann hier bereits zu nicht repräsentativen Messergebnissen führen. [0006] Die DE 40 42 672 C2 offenbart ein Bordcomputersystem für landwirtschaftliche Maschinen- und/oder
Gerätekombinationen, bestehend aus einem Ackerschlepper und an diesen angekoppelten und als Düngerstreuer und/oder Feldspritzen ausgebildeten landwirtschaftlichen
Verteilmaschinen, wobei über das Bordcomputersystem der Ackerschlepper und/oder die angekoppelten Verteilmaschinen über in dem Bordcomputersystem eingespeicherte und/oder eingegebene Einstellwerte einstell-, Steuer- und/oder regelbar sind, wobei das Bordcomputersystem zumindest ein mit dem Bordcomputer zusammenwirkendes Sensorelement aufweist, welches Informationen über die zu bestreuende Fläche liefert. Das Sensorelement ist als berührungsloser Sensor ausgebildet und erfasst aktuell Informationen über die Beschaffenheit und den Zustand des Pflanzenbewuchses durch berührungsloses Abtasten der auf der zu bestreuenden Fläche befindlichen Pflanzen. Diese Informationen werden an den Bordcomputer übermittelt, der aktuell den Nährstoffbedarf und/oder die Nährstoff ersorgung der Pflanzen mittels eines eingespeicherten Auswerteprogramms ermittelt, wobei aufgrund des derart ermittelten Nährstoffbedarfes die unmittelbare Ansteuerung der Dosierorgane durch den Bordcomputer erfolgt. Die verwendeten Sensoren können Ultraschallsensoren oder auch Infrarotsensoren sein.
Dieser bekannte Stand der Technik beschreibt zwar ein fahrzeuggestütztes Messsystem, jedoch wird der am Ackerschlepper befestigte Sensor im geringen Abstand über den Bestand geführt, so dass ein solches System infolge der geringen Abtastfläche zu fehlerhaften Ergebnissen führt.
Aufgabenstellung
[0007] Bei diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Verfahren zum berührungslosen Bestimmen von Pflanzenparametern eines Pflanzenbestandes und zum Verarbeiten dieser Informationen in eine Steuergröße für das Düngen, Wässern des Bestandes und/oder das Ausbringen von Pflanzenschutzmitteln auf den Bestand derart zu verbessern, dass die Messgenauigkeit für die Pflanzenparameter unter gleichzeitiger Reduzierung der Kosten weiter erhöht und eine deutlich vereinfachte Handhabung für den Landwirt erreicht wird.
[0008] Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Gattung mit den Merkmalen des Anspruches 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 13 gelöst.
[0009] Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und der Vorrichtung sind den Unteransprüchen entnehmbar. [0010] Die erfindungsgemäße Lösung geht von der
Erkenntnis aus, dass mittels des Bildaufnahmesystems gleichzeitig in zueinander leicht versetzter Perspektive in senkrechter Position zum Pflanzenbestand mindestens ein Bildpaar aufgenommen wird, das anschließend folgenden Arbeitsschritten unterworfen wird:
a) Zur Deckung bringen der beiden Bilder in der Weise, dass ein abgebildetes Objekt ausschließlich in horizontaler Richtung scheinbar verschoben wird, wobei das Objekt in vertikaler Richtung auf dem einen und dem anderen Bild exakt die gleiche Pixelposition einnimmt,
b) Ermitteln einer Disparitätskarte, die für jeden Bildpunkt die scheinbare Verschiebung (Disparität) d des Objektes in dem einen Bild im Vergleich zum anderen Bild enthält, c) Ableiten einer den Abstand z zwischen Bildaufnahmesystem und Objekt für jeden Bildpunkt enthaltende Distanzkarte aus der Disparitätskarte,
d) Bestimmen der Pflanzenparameter aus der Distanzkarte und
e) Umsetzen der in Schritt d) bestimmten Pflanzenparameter in eine Steuergröße für das Düngen, Wässern und/oder den Pflanzenschutz.
[0011] In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zum Ermitteln der Disparität ein aus einer geringen Anzahl von Pixeln gebildetes Fenster um jeden oder jeden n-ten Pixel in dem einem Bild gezogen, wobei das Fenster in dem anderen Bild horizontal um so viele Pixel verschoben wird, bis eine maximale Übereinstimmung der beiden Fensterinhalte erreicht wird. Diese Pixelanzahl entspricht dann der Disparität d(x,y).
Voraussetzung für das Ableiten der Distanzkarte aus der Disparitätskarte ist eine Kalibrierung der Disparitätskarte, vorzugsweise an einem Referenzobjekt mit mindestens zwei unterschiedlichen bekannten Distanzen oder aus den bekannten Kameraparametern wie den Brennpunkt und dem Abstand der Brennpunkte.
[0012] Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es in sehr einfacher Weise, aus der Distanzkarte die Bestandshöhe des Bestandes und/oder den Bodenbedeckungsgrad und/oder die vertikale Verteilung der Biomasse und/oder die Blattwinkelstellung zu bestimmen und daraus eine entsprechende Dünge-, und/oder Pflanzenschutz- und/oder Bewässerungsempfehlung als Steuergröße für den Bestand abzuleiten. [0013] Besonders vorteilhaft für den Landwirt ist, wenn als Bildaufnahmesystem ein handgetragenes Mobiltelefon bzw. Smartphone mit integrierter Stereokamera verwendet wird, wobei die aufgenommenen Bilder direkt durch einen auf dem Smartphone abgelegten Bildauswertealgorithmus unter Abfrage von entsprechenden Parametern wie Fruchtart und/oder Sorte und/oder Entwicklungsstadium und/oder Ertragsziel zur Dünge- und/oder Pflanzenschutz- und/oder Bewässerungsempfehlung verarbeitet und angezeigt werden.
[0014] In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Bildaufnahmesystem ein handgetragenes Mobiltelefon bzw. Smartphone mit integrierter Stereokamera und Internetzugang verwendet, wobei die aufgenommenen Bilder unter Abfrage von entsprechenden Parametern wie Fruchtart und/oder Sorte und/oder Entwicklungsstadium und/oder Ertragsziel zur Dünge- und/oder Pflanzenschutz- und/oder Bewässerungsempfehlung an einen zentralen Server gesendet werden, der die Informationen zu einer Dünge-, und/oder Pflanzenschutz- und/oder
Bewässerungsempfehlung verarbeitet und diese zur Anzeige auf dem Smartphone zurücksendet.
Der Landwirt ist damit in der Lage, mit einfachen Mitteln aktuelle Messergebnisse über den Zustand seines Pflanzenbestandes zu gewinnen und entsprechende Maßnahmen zur Düngung und/oder Wässerung und/oder zum Ausbringen von Pflanzenschutzmitteln einzuleiten. [0015] Als Bildaufnahmesystem kann aber auch eine handelsübliche handgetragene Stereokamera verwendet werden, die die Bilder in einem kamerainternen oder externen Speicher speichert, von dem die Bilder nach Abfrage entsprechender Parameter wie Fruchtart und/oder Sorte und/oder Entwicklungsstadium und/oder Ertragsziel direkt an einen lokalen Rechner oder über ein Internetportal an den zentralen Server zur Auswertung übertragen werden.
[0016] In einer bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Bildaufnahmesystem mindestens eine während der Vegetationsperiode stationäre, an einem Mast senkrecht über dem Pflanzenbestand montierte Stereokamera mit internetfähigem Funkmodul verwendet, die selbsttätig die Stereobilder vom Pflanzenbestand in einem vorwählbaren Zeitintervall aufnimmt und diese an den zentralen Server (8) sendet, der die Stereobilder auswertet, die Ergebnisse zu Dünge- und/oder Pflanzenschutz- und/oder Bewässerungsempfehlungen verarbeitet und diese, dem Landwirt über eine internetbasierte Plattform zur Verfügung stellt. In bevorzugter Weise können mindestens zwei stationäre Stereokameras verwendet werden, von denen die eine Stereokamera einen optimal geführten Referenzbestand und die andere einen Zielbestand überwacht, so dass der Referenzbestand zur Ableitung von Dünge-, Pflanzenschutz- und Bewässerungsmaßnahmen auf dem Zielbestand dienen kann.
[0017] Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass als Bildaufnahmesystem mindestens eine während der
Vegetationsperiode stationäre, an einem Mast senkrecht über dem Pflanzenbestand montierte Stereokamera mit internetfähigem Funkmodul verwendet wird, die selbsttätig Stereobilder vom Pflanzenbestand in einem vorwählbaren Zeitintervall aufnimmt, diese an den zentralen Server sendet, der die Bilder hinsichtlich der Blattstellung auswertet und die Auswerteergebnisse als eine Steuergröße an ein Bewässerungs- oder Flüssigdüngersystem zum Ausbringen der erforderlichen Wassermenge weiterleitet.
Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt hierbei die Erkenntnis, dass sich die Pflanzenblätter bei Trockenstress einrollen bzw. herabhängen, wodurch sich der Blattwinkel bzw. die Blattwinkelverteilungsfunktion verändert. Aus dem Tagesgang der Messdaten lässt ggf. in Verbindung mit Klimadaten wie Temperatur, Taupunkt, Einstrahlung lässt sich erforderliche Wassermenge zum Wässern bestimmen und applizieren.
[0018] In einer bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Bildaufnahmesystem mindestens eine an einem mobilen Trägerfahrzeug mit Prozessoreinheit montierte Stereokamera verwendet wird, die während der Überfahrt vom Pflanzenbestand kontinuierlich Stereobilder erzeugt aus welchen die Prozessoreinheit kontinuierlich die Biomasse bestimmt und mit dieser Größe die Ausbringermenge an Wachstumsregler auf den Bestand gesteuert wird.
[0019] Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das Bildaufnahmesystem eine in ein internetfähiges Mobiltelefon bzw. Smartphone integrierte handelsübliche Stereokamera oder eine mit dem lokalen bzw. zentralen Rechner verbundene Stereokamera ist, wobei entweder das Smartphone oder der lokale Rechner bzw. zentrale Server den Bildauswertealgorithmus zur Bildanalyse enthält.
[0020] Die erfindungsgemäße Vorrichtung lässt sich auf verschiedene Arten in einfacher Weise anwenden, beispielsweise als manuell durch den Landwirt betätigbares Smartphone mit integrierter Stereokamera, separat mit einem Smartphone kommunizierende Stereo-Kamera oder Stereo-Kamera, die an einem kurzem Ausleger neben dem Fahrzeugträger, direkt am Traktordach oder auch an einem im Bestand stehenden Mast mit geringem Aufwand montierbar ist.
[0021] Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.
Ausführungsbeispiele
[0022] Die Erfindung soll nachstehend an vier Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
Es zeigen
[0023] Fig. la eine schematische Darstellung des Bildaufnahme- und -auswertesystems mit in ein internetfähiges Smartphone integrierte Stereokamera,
[0024] Fig. lb ein typisches Bild- und Auswertesystem mit einer einen externen Bildspeicher aufweisenden Stereokamera und lokalem/zentralem Server,
[0025] Fig. 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
[0026] Fig. 3 ein Beispiel eines Stereobildes für einen it Raps bebauten Schlag, [0027] Fig. 4a und 4b ein Beispiel für das Ermitteln einer Disparitätskarte und das Ableiten einer Distanzkarte aus dem Stereobild gemäß Fig. 3,
[0028] Fig. 5 ein aus der Distanzkarte nach Fig. 4b abgeleitetes Histogramm für die Bestimmung der vertikalen Biomasseverteilung in einem ungedüngten und einem optimal gedüngten Rapsbestand,
[0029] Fig. 6 ein Beispiel der zwischen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ermittelten Pflanzenhöhe und Biomasse bestehenden Zusammenhangs bei unterschiedlichen Düngergaben und Wachstumsstadien,
[0030] Fig. 7 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung an einem stationären Mast und [0031] Fig. 8 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung an einem mobilen Träger.
[0032] Das erfindungsgemäße Verfahren zum berührungslosen Bestimmen von Pflanzenparametern eines Pflanzenbestandes 4 und zum Verarbeiten dieser Informationen in eine Steuergröße für das Düngen, Wässern und/oder Pflanzenschutz des Bestandes soll auf einem mit Raps bebauten Schlag manuell zur Anwendung kommen . [0033] Der Landwirt setzt -wie Fig. la zeigt- für das manuell auszuführende erfindungsgemäße Verfahren als Bildaufnahmesystem eine Farb-Stereokamera 1, die in einem internetfähiges Smartphone 3 integriert ist, und als Bildauswertesystem ein im Speicher 2 des Smartphone 3 implementierten Bildauswertealgorithmus zur Durchführung einer 3D-Bildanalyse von Farb-Stereobildern ein.
Die von der Stereokamera 1 aufgenommenen Bilder 5.1 und 5.2 werden direkt im Speicher 2 des Smartphone 3 durch den Bildauswertealgorithmus nach Abfrage von bestandspezifischen Daten wie Fruchtart und/oder Sorte und/oder
Entwicklungsstadium und/oder Ertragsziel des Bestandes 5 zu einer Dünge- und/oder Pflanzenschutz- und/oder
Bewässerungsempfehlung verarbeitet und das Ergebnis auf dem Display des Smartphone 3 zur Anzeige gebracht. Der Landwirt kann dann, wenn nötig, sofort entsprechende Maßnahmen für eine optimale Versorgung des Pflanzenbestandes 4 ergreifen. Es ist aber auch ohne die Erfindung zu verlassen möglich, die digitalen Bilder 5.1 und 5.2 vom Smartphone 3 via Internet I an einen lokalen Rechner 7 oder zentralen Server 8 zu senden. Dieser Rechner 7 oder Server 8, der über den Bildauswertealgorithmus verfügt, verarbeitet unter
Einbeziehung der zuvor vom Landwirt abgefragten bestandsspezifischen Daten zur Dünge- und/oder
Pflanzenschutz- und/oder Bewässerungsempfehlung und sendet diese zum Smartphone 3 zur Anzeige zurück.
[0034] Die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist jedoch nicht ausschließlich an ein Smartphone 3 gebunden, sondern kann auch -wie Fig. lb zeigt- mit einer handelsüblichen Stereokamera 1 durchgeführt werden.
Die von der Stereokamera 1 aufgenommenen Bilder 5.1 und 5.2 werden vorzugsweise in einen transportablen externen Speicher 6 der Stereokamera 1 abgelegt und dieser anschließend vom Landwirt in den mit dem Bildauswertealgorithmus ausgestatteten lokalen Rechner 7 geladen. Die Bilder 5.1 und 5.2 werden im lokalen Rechner 7 zu einer Dünge- und/oder Pflanzenschutz- und/oder Bewässerungsempfehlung verarbeitet und dem Landwirt auf dem Display des Rechners 7 angezeigt, so dass der Landwirt entsprechende Maßnahmen veranlassen kann. Alternativ ist es aber auch möglich, die Bilder 5.1. und 5.2 vom lokalen Rechner an den zentralen Server 8 zu senden, der die Bildauswertung übernimmt und das Ergebnis an den lokalen Rechner 7 zurücksendet, wo dieses angezeigt wird.
[0035] Die Farb-Stereokamera 1 wird ca. 1 bis 3 m senkrecht über den Pflanzenbestand 4 in Position gebracht und der Pflanzenbestand 4 von der Kamera durch mindestens ein Bildpaar (Bild 5.1 und 5.2), vorzugsweise mehrere Bildpaare (siehe Fig. 3) gleichzeitig aufgenommen.
Die Stereokamera 1 hat ein Auflösungsvermögen von z.B. 1,3 Megapixeln .
[0036] Das erfindungsgemäße Verfahren läuft, wie Fig. 2 zeigt, wie folgt ab.
[0037] Vor der eigentlichen Bildanalyse müssen zunächst in einem Vorverarbeitungs- oder Kalibrierungsschritt Sl kameraspezifische Korrekturen an dem Doppelbild vorgenommen werden .
Die beiden Bilder werden dazu in der Weise zur Deckung gebracht, dass ein abgebildetes Objekt ausschließlich in horizontaler Richtung scheinbar verschoben ist, wobei das Objekt in vertikaler Richtung auf dem einem und dem anderen Bild exakt die gleiche Pixelposition (x,y) einnimmt.
Für eine gegebene Farb-Stereokamera mit gegebenen Einstellungen sind die durchzuführenden Korrekturen immer gleich, so dass ein einmaliger Kalibrierungsschritt vor dem ersten Einsatz genügt.
[0038] Im Arbeitsschritt S2 wird eine Disparitätskarte erstellt, die für jeden Bildpunkt die scheinbare Verschiebung (Disparität) d (x,y) in dem einem Bild im Vergleich zum anderen Bild enthält.
Die Disparität d(x,y) lässt sich dadurch ermitteln, dass ein kleines Fenster, beispielsweise in einer Größe von 7 x 7 Pixeln, um den betreffenden Bildpunkt des eines Bildes definiert wird und dieses Fenster in dem anderen Bild solange horizontal verschoben wird, bis eine maximale Übereinstimmung beider Fensterinhalte vorliegt. Diese Verschiebung wird als Disparität d(x,y) erfasst.
Da die zu den Bildebenen der Farb-Stereokamera gehörenden Brennpunkte räumlich voneinander durch ein festes Maß b getrennt sind und die Brennweite f der beiden Linsen der Farb-Stereokamera gleich ist, gilt für den Abstand z = b x f/d (x,y) so dass der Abstand z zu einem Objekt durch eine Messung der Disparität im Stereobild ermittelt werden kann. Die Disparitätskarte ist somit ein Tiefenbild.
Alternativ kann einmalig eine Kalibrierung des Kamerasystems an zwei unterschiedlich weit entfernten Objekten mit bekannter Distanz erfolgen. Dann ergibt sich der Abstand z zwischen dem Bildaufnahmesystem und dem Objekt allgemein zu z (x, y) = p / (d (x, y) + q) ,
wobei p und q, sich aus dem Kalibrierbild ergebende, kameraspezifische Konstanten sind und d(x,y) die Disparität ist .
Eine solche gemäß Arbeitsschritt S3 abgeleitete Distanzkarte zeigt Fig. 4b. Die Ermittlung der Disparitätskarte kann auch bei optimaler Implementation recht zeitaufwändig werden. Dieser Zeitaufwand lässt sich dadurch reduzieren, wenn die Disparität d(x,y) statt für jedes einzelne Pixel des Ausgangsbildes nur für jedes n-te Pixel in x- und y-Richtung bestimmt wird. Voraussetzung dafür ist aber, dass keine hohe räumliche Auflösung erforderlich ist oder nur die statistische Verteilung der Abstände z(x,y) von Interesse ist.
[0039] Aus der im Arbeitsschritt S3 gewonnenen Distanzkarte lassen sich im Arbeitsschritt S4 die Pflanzenparameter wie die Bestandshöhe, der Bodenbedeckungsgrad, die Biomasse und deren vertikale Verteilung sowie auch die Blattstellung entsprechend ableiten und als Steuergrößen für das Düngen, Wässern und/oder Ausbringen von Pflanzenschutzmitteln im Arbeitsschritt S5 verwenden.
[0040] Die Bestandshöhe kann bei bekanntem Abstand zQ der Farb-Stereokamera 1 vom Boden einfach durch die Bestimmung des kleinsten gemessenen Abstands min(z) zu
h= z0 - min (z)
erfolgen .
Um einzelne fehlerhaft bestimmte Abstandswerte auszuschließen, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, anstelle des Minimums beispielsweise ein 5%- oder 10%-Perzentil zu verwenden .
Ist der Abstand zwischen Farb-Stereokamera und Boden nicht bekannt oder unterliegt er Schwankungen, beispielsweise bei Einsatz eines mobilen Trägers, so lässt sich die Bestandshöhe h auch aus der Differenz zwischen höchstem und niedrigsten Abstandswert oder beispielsweise aus dem 95%- und 5%- Perzentil ermitteln. Ein solches Vorgehen setzt allerdings voraus, dass der Pflanzenbestand den Boden nicht vollständig bedeckt und der Boden auf der Bildfläche noch in einigen Prozent erkennbar und auch ausreichend ausgeleuchtet ist. Bei vielen Kulturen steht die Bestandshöhe in unmittelbarer Beziehung zur oberirdischen Biomasse. Ein Beispiel für den Zusammenhang zwischen der erfindungsgemäß abgeleiteten Bestandshöhe und der tatsächlichen Biomasse in einem unterschiedlich gedüngten und zu verschiedenen Zeitpunkten gemessenen Rapsbestand zeigt Fig. 6.
[0041] Der Bodenbedeckungsgrad, d.h. der Anteil des von Pflanzenteilen oder Blättern bedeckten Bodens, kann einfach dadurch ermittelt werden, dass die Anzahl der Pixel ermittelt wird, für die die Bedingung gilt: z(x,y)< z0, wobei z0 der Abstand der Farb-Stereokamera 1 zum Boden ist. Voraussetzung ist, dass die unterste Etage der Pflanzenblätter nicht unmittelbar auf dem Boden aufliegt und somit der Abstand unterscheidbar ist.
Im Gegensatz zur Bestimmung des Bodenbedeckungsgrads durch ein normales Auszählen der grünen Pixel in einem zweidimensionalen Farbbild hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, dass flachgründende Unkräuter oder auf dem Boden aufliegende grüne Algen und Moose das Ergebnis nicht verfälschen. Außerdem werden auch braune oder verfärbte Blätter und Pflanzenteile sicher erkannt, da mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Textur und nicht die Farbe ausgewertet wird. [ 0042 ] Die relative vertikale Verteilung der Biomasse ergibt sich aus der Verteilung der Distanzwerte z(x,y) in einem Histogramm. Man ermittelt dazu die statistische Häufigkeit der einzelnen Distanzwerte z(x,y) in den Bildern, so dass aus der Form der Verteilung auf die vertikale Verteilung der Biomasse geschlossen werden kann.
Ein Beispiel eines solchen Histogramms zeigt Fig. 5, in dem die Häufigkeit der Bildpunktdistanzen in einem ungedüngten
(NO) und einem optimal gedüngten (N9) Winterrapsbestand dargestellt wird.
[ 0043 ] Aus der Kenntnis der Lage der Blätter im dreidimensionalen Raum lässt sich die mittlere Blattstellung bzw. eine Verteilungsfunktion der Blattstellungen ableiten.
Hierzu wird für je einen kleinen Blattausschnitt eine Ebene an die Anzahl der Blattpixel angepasst und der Winkel zwischen dem Normalenvektor der Ebene und der Senkrechten bestimmt. Die Vorgehensweise zur Ermittlung dieses Winkels gehört zum allgemeinen Stand der Technik und braucht daher nicht im Einzelnen beschrieben werden.
Beispiel 1
[ 0044 ] Das erfindungsgemäße Verfahren soll in einer tragbaren Vorrichtung gemäß Fig. 1 eingesetzt werden. Für die Bildaufnahme wird ein internetfähiges Smartphone 3 mit integrierter handelsüblicher Farb-Stereokamera 1 verwendet. Nach Aufnahme der Bilder 5.1 und 5.2 werden diese nach Abfrage weiterer für die Auswertung erforderlicher Parameter wie z.B. die Fruchtart, die Sorte, den Entwicklungsstand usw. vom Smartphone 3 via Internet I an einen zentralen Server 8 gesendet, auf dem der Bildauswertealgorithmus installiert ist . Der Bildauswertealgorithmus wertet die Bilder 5.1 und 5.2 aus, bestimmt die Biomasse und/oder Pflanzenhöhe und leitet daraus eine Dünge- und/oder Pflanzenschutzempfehlung für den Bestand ab. Diese Dünge- und/oder Pflanzenschutzempfehlung wird vom Server 8 an das Smartphone 3 via Internet I zurückgesendet und dort für den Nutzer angezeigt.
Alternativ kann der Bildauswertealgorithmus auch direkt auf dem Smartphone 3 installiert sein, der bei Aktivierung durch den Nutzer diesen auffordert, beispielsweise mehrere Färbstereo-Bilder mit der Farb-Stereokamera aufzunehmen.
Nach Eingabe der für den Bestand charakteristischen Informationen werden die Bilder direkt auf dem Smartphone 3 durch den Bildauswertealgorithmus ausgewertet, die Biomasse und/oder Pflanzenhöhe bestimmt, daraus eine
Düngungsempfehlung/Pflanzenschutzempfehlung abgeleitet und diese dem Nutzer angezeigt.
Beispiel 2
[0045] Das erfindungsgemäße Verfahren wird zur stationären Überwachung eines Pflanzenbestandes 4 eingesetzt (siehe Fig. 7). Die Farb-Stereokamera 1 mit Funkmodul 13 wird in einem wettergeschützten Gehäuse so an einem im Pflanzenbestand 4 stehenden Mast 9 montiert, dass sie den Pflanzenbestand 4 senkrecht von oben aufnehmen kann. Diese Messstation verbleibt während der gesamten Vegetationsperiode stationär an einer Stelle im Pflanzenbestand 4.
Die Farb-Stereokamera 1 nimmt in einem einstellbaren Zeitintervall, beispielsweise einmal pro Tag, selbsttätig Bilder auf und sendet diese per Mobilfunk via Internet unmittelbar an den zentralen Server 8. Die Farb-Stereokamera 1 und das Funkmodul 13 werden autark über ein Solarpanel und ggf. eine Batteriepufferung mit Strom versorgt. Auf dem zentralen Server 8 werden die gesendeten Bilder mit dem auf den zentralen Server 8 hinterlegten Bildauswertealgorithmus verarbeitet und die Pflanzenparameter bestimmt. Die Auswerteergebnisse mit daraus abgeleiteten Düngungs-, Bewässerungs- und/oder Pflanzenschutzempfehlungen werden dem Nutzer über eine internetbasierte Plattform zur Verfügung gestellt. Der Landwirt ist somit in der Lage, über seinen Rechner im Büro den Zustand seines Pflanzenbestandes bequem zu verfolgen und entsprechende Maßnahmen zu eingreifen, wenn das Wachstum nicht dem Erwartungswert entspricht .
Optional können mehrere gleichartige Messstationen eingesetzt werden, um mehrere Bestände oder einen Bestand an mehreren Stellen gleichzeitig zu überwachen.
Beispiel 3
[0046] Das erfindungsgemäße Verfahren kommt wie in Beispiel 2 beschrieben zum Einsatz, wird aber direkt mit einem Bewässerungssystem verbunden, das in Fig. 7 gestrichelt dargestellt ist und das vom Server 8 seine Steuerbefehle erhält. Aus den Stereobildern wird der mittlere Blattwinkel abgeleitet und dieser als Steuergröße für das Bewässerungssystem verwendet. Hierbei wird ausgenutzt, dass sich die Pflanzenblätter bei Trockenstress einrollen bzw. herabhängen und sich dadurch der Blattwinkel bzw. die Blattwinkelverteilungsfunktion verändert. Aus dem Tagesgang der Messdaten ggf. in Verbindung mit Klimadaten wie Temperatur, Taupunkt, Sonnenscheindauer usw. wird die auszubringende Wassermenge bestimmt und dann entsprechend auf den Bestand appliziert. Ein solches Bewässerungssystem ist vorzugsweise für den Einsatz im Gewächshaus geeignet, um Einflüsse durch eine Windbewegung auszuschließen.
Beispiel 4
[0047] Das erfindungsgemäße Verfahren wird zum teilflächenspezifischen Ausbringen von Wachstumsreglern genutzt (siehe Fig. 8).
Mindestens eine Farb-Stereokamera 1, optional aber auch mehrere Farb-Stereokameras, ist/sind an einem Ausleger 10 eines Trägerfahrzeugs 11 befestigt und erfassen den Pflanzenbestand 4 während der Überfahrt. Mit den Farb- Stereokameras 1 werden kontinuierlich Bilder 5.1, 5.2 aufgenommen, die durch eine an Bord des Trägerfahrzeugs 11 befindliche Prozessoreinheit 12 verarbeitet und kontinuierlich die Biomasse bestimmt. Mit Hilfe dieser Größe wird dann laufend die Ausbringermenge an Wachstumsregler variiert .
[0048] Bezugszeichenliste
Stereokamera 1
Speicher in 3 2
Mobiltelefon/Smartphone 3
Pflanzenbestand 4
Stereobilder 5.1, 5.2
Speicher in 1 6
Lokaler Rechner 7
Zentraler Server 8
Mast 9
Ausleger 10
Trägerfahrzeug 11 Prozessoreinheit in 11 12
Funkmodul 13
b Abstand Linsen
Internet I
Arbeitsschritte Sl,S2,S3,S4, S5
Hierzu 10 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum berührungslosen Bestimmen von
Pflanzenparametern eines Pflanzenbestandes und zum Verarbeiten dieser Informationen in eine Steuergröße für das Düngen, Wässern und/oder den Pflanzenschutz des Bestandes, bei dem von einem Teil des Pflanzenbestandes ein aus Pixeln zusammengesetztes digitales Bild mit mindestens einem Bildaufnahmesystem aufgenommen und aus dem Bild die aktuellen Pflanzenparameter durch eine Bildanalyse ermittelt werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass mittels des Bildaufnahmesystems gleichzeitig in zueinander leicht versetzter Perspektive in senkrechter Position zum Pflanzenbestand mindestens ein Bildpaar aufgenommen wird, das anschließend folgenden Arbeitsschritten unterworfen wird:
a) Zur Deckung bringen der beiden Bilder in der Weise, dass ein abgebildetes Objekt ausschließlich in horizontaler Richtung scheinbar verschoben wird, wobei das Objekt in vertikaler Richtung auf dem einen und dem anderen Bild exakt auf die gleiche Pixelposition eingestellt wird,
b) Ermitteln einer Disparitätskarte, die für jeden Bildpunkt die scheinbare Verschiebung (Disparität) d des Objektes in dem einen Bild im Vergleich zum anderen Bild enthält,
c) Ableiten einer den Abstand z zwischen Bildaufnahmesystem und Objekt für jeden Bildpunkt enthaltende Distanzkarte aus der Disparitätskarte,
d) Bestimmen der Pflanzenparameter aus der Distanzkarte und
e) Umsetzen der in Schritt d) bestimmten Pflanzenparameter in eine Steuergröße für das Düngen, Wässern und/oder den Pflanzenschutz .
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zum Ermitteln der Disparität ein aus einer geringen Anzahl von Pixeln gebildetes Fenster um jedes oder jedes n-tes Pixel in dem einem Bild gezogen wird, wobei das Fenster in dem anderen Bild solange horizontal verschoben wird, bis eine maximale Übereinstimmung der beiden Fensterinhalte erreicht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e , dass die Disparitätskarte zuvor an einem Referenzobjekt mit mindestens zwei unterschiedlichen bekannten Distanzen einmalig kalibriert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass aus der Distanzkarte die Bestandshöhe des Bestandes und/oder der Bodenbedeckungsgrad und/oder die vertikale Verteilung der Biomasse und/oder die Blattwinkelstellung bestimmt wird, aus denen die Dünge-, und/oder Pflanzenschutz- und/oder Bewässerungsempfehlung abgeleitet werden kann.
5. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als Bildaufnahmesystem für den Pflanzenbestand ein handgetragenes Mobiltelefon bzw. Smartphone mit integrierter Stereokamera (1) verwendet wird, wobei die aufgenommenen Bilder direkt durch einen auf dem Smartphone abgelegten Bildauswertealgorithmus unter Abfrage von entsprechenden Parametern wie Fruchtart und/oder Sorte und/oder Entwicklungsstadium und/oder Ertragsziel verarbeitet und angezeigt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e , dass als Bildaufnahmesystem für den Pflanzenbestand ein handgetragenes obiltelefon bzw. Smartphone mit integrierter Stereokamera (1) und Internet zugang verwendet wird, wobei die aufgenommenen Bilder unter Abfrage von entsprechenden Parametern wie Fruchtart und/oder Sorte und/oder Entwicklungsstadium und/oder Ertragsziel an einen zentralen Server (8) gesendet werden, der die Informationen zu einer Dünge- und/oder Pflanzenschutz- und/oder Bewässerungsempfehlung verarbeitet und diese zur Anzeige auf dem Smartphone zurücksendet.
7. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e , dass als Bildaufnahmesystem eine handelsübliche handgetragene Stereokamera (1) verwendet wird, die die Bilder in einem kamerainternen oder externen Speicher speichert, von dem die Bilder nach Abfrage entsprechender Parameter wie Fruchtart und/oder Sorte und/oder Entwicklungsstadium und/oder Ertragsziel direkt an einen lokalen Rechner oder über ein Internetportal an den zentralen Server zur Auswertung übertragen werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als Bildaufnahmesystem mindestens eine während der Vegetationsperiode stationäre, an einem Mast (9) senkrecht über dem Pflanzenbestand (4) montierte Stereokamera (1) mit Funkmodul und InternetZugang verwendet wird, die selbsttätig Stereobilder vom Pflanzenbestand (4) in einem vorwählbaren Zeitintervall aufnimmt und diese an den zentralen Server (8) sendet, der die Stereobilder auswertet, die Ergebnisse zu Dünge- und/oder Pflanzenschutz- und/oder Bewässerungsempfehlungen verarbeitet und diese dem Landwirt über eine internetbasierte Plattform zur Verfügung stellt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass mindestens zwei stationär über den Bestand befestigte Stereokameras (1) verwendet werden, von denen die eine Stereokamera einen optimal geführten Referenzbestand und die andere einen Zielbestand überwacht .
10. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als Bildaufnahmesystem mindestens eine während der Vegetationsperiode stationäre, an einem Mast (9) senkrecht über dem Pflanzenbestand (4) montierte Stereokamera (1) mit Funkmodul und InternetZugang verwendet wird, die selbsttätig Stereobilder vom Pflanzenbestand (4) in einem vorwählbaren Zeitintervall aufnimmt, diese an den zentralen Server (8) sendet, der die Bilder hinsichtlich der Blattstellung auswertet und die Auswerteergebnisse als eine Steuergröße an ein Bewässerungssystem zum Ausbringen der erforderlichen Wassermenge weiterleitet.
11. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als Bildaufnahmesystem eine handgetragene Stereokamera verwendet wird, mit der zunächst ein Referenzbestand und danach mindestens ein Zielbestand gemessen wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als Bildaufnahmesystem mindestens eine an einem mobilen Trägerfahrzeug (11) mit Prozessoreinheit (12) montierte Stereokamera (1) verwendet wird, die während der Überfahrt vom Pflanzenbestand (4) kontinuierlich Stereobilder erzeugt, aus welchen die Prozessoreinheit (12) kontinuierlich die Biomasse bestimmt und mit dieser Größe die Ausbringermenge an Wachstumsregler auf den Bestand gesteuert wird.
13. Vorrichtung zum berührungslosen Bestimmen von aktuellen Pflanzenparametern eines Pflanzenbestandes und zum Verarbeiten dieser Informationen in eine Steuergröße für das Düngen, Wässern des Bestandes und/oder das Ausbringen von Pflanzenschutzmitteln auf den Pflanzenbestand, mit einem Bildaufnahme- und Auswertesystem zur Bildanalyse nach Anspruch 1, wobei als Bildauswertesystem ein im Speicher (2) eines transportablen, lokalen oder zentralen Rechners (7,8) abgelegter Bildauswertealgorithmus zur Bildanalyse vorgesehen ist, der mit dem Bildaufnahmesystem zum Übertragen der Bilder verbunden ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Bildaufnahmesystem eine in ein internetfähiges Mobiltelefon bzw. Smartphone (3) integrierte handelsübliche Stereokamera (1) oder eine mit dem lokalen bzw. zentralen Rechner (7,8) verbundene Stereokamera (1) ist, wobei entweder das Smartphone (3) oder der lokale Rechner (7) bzw. zentrale Server (8) den Bildauswertealgorithmus zur Bildanalyse enthält .
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Stereokamera (1) stationär an einem Mast (9) in senkrechter Position zum Pflanzenbestand wassergeschützt montiert ist und mit einem Funkmodul (13) mit Internetzugang verbunden ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Stereokamera (1) an einem Trägerfahrzeug (11) in senkrechter Position über den Pflanzenbestand (4) geführt angeordnet ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Stereokamera (1) handgetragen in senkrechter Position auf den Pflanzenbestand gerichtet ist.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015193822A1 (en) 2014-06-17 2015-12-23 Casella Macchine Agricole S.R.L. Method and device for measuring vegetation cover on farmland
CN106595603A (zh) * 2016-11-23 2017-04-26 华南农业大学 一种检测由无人机旋翼气流引起的冠层倒伏锥体的方法
EP3343170A1 (de) 2016-12-27 2018-07-04 Yara International ASA Vorrichtung und verfahren zur bestimmung der höhe eines landwirtschaftlichen produkts
CN108469434A (zh) * 2018-04-11 2018-08-31 山东农业大学 一种监测果树是否缺水的装置及方法
DE102017204650A1 (de) * 2017-03-21 2018-09-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Klassifizieren von Pflanzen
DE102017124934A1 (de) * 2017-10-25 2019-04-25 M-Farms Gmbh System zur halbautomatischen und/oder automatischen Unkrautentfernung
EP3872450A1 (de) * 2020-02-26 2021-09-01 Yara International ASA Vorrichtung und verfahren zur bestimmung einer ernteguthöhe

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2870859A1 (de) * 2013-11-07 2015-05-13 Heliospectra AB Verfahren zur Steuerung eines Wachstumszyklus zum Züchten von Pflanzen unter Verwendung der zustandsorientierten Steuerung
DE102014010079A1 (de) * 2014-07-05 2016-01-07 Rudolf Trepnau Verfahren zur kooperativen Überwachung von Pflanzenzüchtungen
DE102014226291A1 (de) 2014-12-17 2016-06-23 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum Warnen vor Oberflächenschäden an Fahrzeugen
DE102014226189B4 (de) 2014-12-17 2017-08-24 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Ermittlung eines Unkrautanteils und Landtechnik-Steuereinrichtung
DE102015119072A1 (de) * 2015-11-06 2017-05-11 Amazonen-Werke H. Dreyer Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Bestimmen eines Streubilds eines Schleuderstreuers
EP3387894A4 (de) * 2015-12-16 2018-12-12 Plantio, Inc. Informationsverarbeitungsvorrichtung, informationsverarbeitungsverfahren und programm
ES2883327T3 (es) * 2016-10-18 2021-12-07 Basf Agro Trademarks Gmbh Planificación e implementación de medidas agrícolas
CN108074236B (zh) * 2017-12-27 2020-05-19 Oppo广东移动通信有限公司 植物浇灌提醒方法、装置、设备及存储介质
WO2020049456A1 (en) 2018-09-04 2020-03-12 Kiss Viliam Method of identifying and displaying areas of lodged crops
DE102018251708A1 (de) * 2018-12-27 2020-07-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Zerstörung von zumindest einer Pflanze

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4132637A1 (de) * 1991-10-01 1993-04-08 Walter Prof Dr Kuehbauch Verfahren und vorrichtung zur gesteuerten unkrautbekaempfung
DE19642439C1 (de) * 1996-10-15 1997-11-20 Heinz Dr Ing Ganzelmeier Verfahren zur optischen Detektion und Behandlung von Kulturpflanzen und nicht biologisch transformierte Kulturpflanze
DE4042672C2 (de) 1990-05-23 2002-08-08 Amazonen Werke Dreyer H Bordcomputersystem für landwirtschaftliche Maschinen- und/oder Gerätekombinationen
US20040149893A1 (en) * 2001-04-26 2004-08-05 Scott Christopher C Selective plant discrimination
DE10329472A1 (de) 2003-07-01 2005-01-27 Amazonen-Werke H. Dreyer Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Messung der Pflanzenbestandsdichte
DE20221564U1 (de) * 2001-06-12 2006-06-29 Gebr. Pöttinger GmbH Landmaschine
WO2006117581A1 (en) * 2005-04-29 2006-11-09 G & G Növényvédelmi és Kereskedelmi Kft. Setup for constructing a weed map
DE102005050302A1 (de) 2005-10-17 2007-04-26 Yara International Asa Verfahren und Vorrichtung zum berührungslosen Ermitteln des aktuellen Ernährungszustandes eines Pflanzenbestandes und zum Verarbeiten dieser Informationen zu Düngeempfehlungen
WO2007079805A1 (de) * 2006-01-08 2007-07-19 Hermann Tropf Erstellung eines abstandsbildes
DE102008009753B3 (de) 2008-02-18 2009-09-10 Yara International Asa Verfahren zum Bestimmen der Biomasse und Morphologie von Pflanzenbeständen mittels Ultraschall

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3551264B2 (ja) * 1993-10-22 2004-08-04 東急建設株式会社 植物活力変動の評価画像作成方法
DE10353212A1 (de) * 2003-11-13 2005-06-23 Db Netz Ag Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung und Vermessung von Vegetation im Umfeld von Verkehrswegen
EP2327039A1 (de) * 2008-06-20 2011-06-01 Université De Liège Gembloux Agro-Bio Tech Detektion und/oder vernichtung von unkraut

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4042672C2 (de) 1990-05-23 2002-08-08 Amazonen Werke Dreyer H Bordcomputersystem für landwirtschaftliche Maschinen- und/oder Gerätekombinationen
DE4132637A1 (de) * 1991-10-01 1993-04-08 Walter Prof Dr Kuehbauch Verfahren und vorrichtung zur gesteuerten unkrautbekaempfung
DE19642439C1 (de) * 1996-10-15 1997-11-20 Heinz Dr Ing Ganzelmeier Verfahren zur optischen Detektion und Behandlung von Kulturpflanzen und nicht biologisch transformierte Kulturpflanze
US20040149893A1 (en) * 2001-04-26 2004-08-05 Scott Christopher C Selective plant discrimination
DE20221564U1 (de) * 2001-06-12 2006-06-29 Gebr. Pöttinger GmbH Landmaschine
DE10329472A1 (de) 2003-07-01 2005-01-27 Amazonen-Werke H. Dreyer Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Messung der Pflanzenbestandsdichte
WO2006117581A1 (en) * 2005-04-29 2006-11-09 G & G Növényvédelmi és Kereskedelmi Kft. Setup for constructing a weed map
DE102005050302A1 (de) 2005-10-17 2007-04-26 Yara International Asa Verfahren und Vorrichtung zum berührungslosen Ermitteln des aktuellen Ernährungszustandes eines Pflanzenbestandes und zum Verarbeiten dieser Informationen zu Düngeempfehlungen
WO2007079805A1 (de) * 2006-01-08 2007-07-19 Hermann Tropf Erstellung eines abstandsbildes
DE102008009753B3 (de) 2008-02-18 2009-09-10 Yara International Asa Verfahren zum Bestimmen der Biomasse und Morphologie von Pflanzenbeständen mittels Ultraschall

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SCHRÄDER, DANIEL: "LG Optimus 3D mit Dual-Core und Stereo-Kamera: der Prototyp im Test", 29 April 2011 (2011-04-29), XP002696116, Retrieved from the Internet <URL:http://www.zdnet.de/41552325/lg-optimus-3d-mit-dual-core-und-stereo-kamera-der-prototyp-im-test/> [retrieved on 20130425] *

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015193822A1 (en) 2014-06-17 2015-12-23 Casella Macchine Agricole S.R.L. Method and device for measuring vegetation cover on farmland
CN106595603A (zh) * 2016-11-23 2017-04-26 华南农业大学 一种检测由无人机旋翼气流引起的冠层倒伏锥体的方法
US10837758B2 (en) 2016-12-27 2020-11-17 Yara International Asa Device and method for determining a height of an agricultural product
EP3343170A1 (de) 2016-12-27 2018-07-04 Yara International ASA Vorrichtung und verfahren zur bestimmung der höhe eines landwirtschaftlichen produkts
WO2018122237A1 (en) 2016-12-27 2018-07-05 Yara International Asa Device and method for determining a height of an agricultural product
AU2017387700B2 (en) * 2016-12-27 2022-02-10 Yara International Asa Device and method for determining a height of an agricultural product
CN110088567A (zh) * 2016-12-27 2019-08-02 亚拉国际有限公司 用于确定农产品高度的设备和方法
DE102017204650A1 (de) * 2017-03-21 2018-09-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Klassifizieren von Pflanzen
DE102017124934A1 (de) * 2017-10-25 2019-04-25 M-Farms Gmbh System zur halbautomatischen und/oder automatischen Unkrautentfernung
CN108469434B (zh) * 2018-04-11 2022-01-25 山东农业大学 一种监测果树是否缺水的装置及方法
CN108469434A (zh) * 2018-04-11 2018-08-31 山东农业大学 一种监测果树是否缺水的装置及方法
EP3872450A1 (de) * 2020-02-26 2021-09-01 Yara International ASA Vorrichtung und verfahren zur bestimmung einer ernteguthöhe
WO2021170804A1 (en) 2020-02-26 2021-09-02 Yara International Asa Device and method for determining a crop height

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