DE10016688C2 - Verfahren zur Detektion von Tieren und/oder Gelegen von Bodenbrütern in deren natürlichem Lebensraum sowie Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion von Tieren und/oder Gelegen (Nestern mit Eiern) von Bodenbrütern in de­ ren natürlichem Lebensraum, beispielsweise in Wiesen und Fel­ dern, sowie Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens. Die Erfindung betrifft auch eine Einrichtung zur Kartierung von Fundstellen von detektierten Tieren und/oder Gelegen.

Beim Einsatz von landwirtschaftlichen Maschinen, wie Mähwer­ ken, Ackerwalzen, Feldfrucht-Vollerntemaschinen, beispiels­ weise für Zuckerrüben, sowie Schlagwerken u. ä. werden jähr­ lich eine große Zahl von Rehkitzen, (Jung-) Hasen, Bodenbrü­ tern, wie Fasanen, Rebhühnern, Brachvögeln, Kiebitzen und viele andere Arten und deren Gelege verletzt, getötet, bzw. zerstört. Nach Schätzungen werden allein in Deutschland bei der jährlichen Frühjahrsmahd von Wiesen 420000 Tiere ver­ letzt bzw. getötet. Das liegt hauptsächlich daran, dass diese Tiere und Gelege sehr gut getarnt, daher schwer zu entdecken sind und die Tiere außerdem gar nicht oder zu spät vor den Maschinen fliehen. Bezogen auf diese Situation wirkt sich au­ ßerdem ungünstig aus, dass die Maschinen immer schneller ar­ beiten und damit eine Flucht erschweren.

Seit einiger Zeit sind Einrichtungen bekannt, die mittels Infrarotsensorik Tiere in Wiesen detektieren. Dazu werden na­ türlich vorhandene Temperaturunterschiede genutzt, die unter­ schiedliche Infrarotstrahldichten von Tier bzw. Gelege und Untergrund, im allgemeinen Wiesen oder Felder, bewirken. Nachteilig hierbei ist, dass insbesondere bei Sonnenschein Temperaturunterschiede durch unterschiedliche Erwärmung un­ terschiedlicher Strukturen einer Wiese oder eines Feldes auf­ treten, die detektiert werden und dann einen (Fehl-) Alarm auslösen bzw. auslösen können. Das sind beispielsweise Maul­ wurfshaufen, Unterschiede in der Bewuchsdichte und damit Be­ schattung des Bodens, oder unbewachsene Stellen. Fehlalarm kann auch durch großblättrige Pflanzen im Gras ausgelöst werden, wenn diese beispielsweise hoch stehen und dadurch Blät­ ter nahe am Sensor dessen Gesichtsfeld vollständig abdecken.

Die bekannten Einrichtungen arbeiten ohne Fehlalarm bei Nacht, in der Dämmerung, oder bei völlig bedecktem Himmel, da dann die Temperaturunterschiede zwischen Tier/Gelege und dem Untergrund am größten sind. Ein großer Teil der Feldbearbei­ tung, beispielsweise die Wiesenmahd, findet aber vorzugsweise bei starkem Sonnenschein statt. Unter diesen Bedingungen wer­ den zwar auch Tiere detektiert, aber bei entsprechend gearte­ ten Wiesen kommt es häufig zu Fehlalarmen, so daß der Einsatz der Einrichtung unzumutbar wird.

Bei den bekannten Einrichtungen kann die Detektionsschwelle mittels eines in eine Kontrolleinheit eingebauten Potentiome­ ters eingestellt werden. Bei diesen Einstellungen werden die thermische Struktur, d. h. die Temperaturunterschiede des Ge­ ländes berücksichtigt; allerdings müssen die Einstellungen bei Beginn eines jeden Betriebs vom Benutzer vorgenommen wer­ den. Ändert sich während des Betriebs die thermische Struktur (beispielsweise durch Änderung der Sonneneinstrahlung), so muß die Einstellung korrigiert werden, um Fehlalarme zu ver­ meiden oder die Detektionsempfindlichkeit zu erhöhen.

Für den Naturschutz, die Naturforschung, Landwirtschaft und Jagd ist es von Interesse, über lange Zeiträume die Lebens­ weise und das Verhalten von wilden Tieren in landwirtschaft­ licher Kulturlandschaft zu beobachten und diese mit der Um­ welt und den Eingriffen des Menschen in die Umwelt in Bezie­ hung zu setzen. Dazu gehört zum Beispiel auch, die bevorzug­ ten "Kinderstuben", wie Lager von Kitzen und Junghasen, Gele­ ge der Bodenbrüter u. ä., über lange Zeiträume genau zu kar­ tieren. Damit können tiefere Einblicke in die Lebensweise und Reaktionen auf Veränderungen des Lebensraums studiert werden. Eine Erstellung derartiger "Gelege- und Lagerkarten" ist bis­ her nicht möglich, da das sichere Finden dieser Stellen nur mit enormem Aufwand und unter unzulässiger Störung der Tiere möglich wäre.

Nachteilig beim Stand der Technik ist, daß die vorhandenen Infrarotsensoren unter bestimmten Bedingungen häufig Fehl­ alarme auslösen können und daher nicht universell einsetzbar sind. Als besonders nachteilig hat sich ergeben, daß ein Teil dieser Bedingungen vor allem zu den für das Mähen günstigsten Zeiten auftreten, nämlich bei Sonnenschein. Nachteilig ist ferner, daß die Einstellung der Empfindlichkeit vom Benutzer vorgenommen werden muß, so daß deren "Qualität" von der Ge­ schicklichkeit und Erfahrung des Benutzers abhängt, somit nicht objektiven Kriterien unterliegt und daher selten opti­ mal ist. Das gilt in gleicher Weise für die notwendige Nach­ stellung im Betrieb, worunter Detektionssicherheit und Fehlalarmunterdrückung leiden.

Ferner wird als Nachteil angesehen, daß bei der Wiesenmahd oder Feldbearbeitung mit Lohnunternehmern die Bearbeitungs­ zeit verlängert und damit die Kosten erhöht werden, wenn der Bearbeiter bei der Detektion von Tieren oder Gelegen anhalten und Rettungsmaßnahmen durchführen muß. Weiterhin ist nachtei­ lig, daß es bisher kein Verfahren und Gerät gibt, mit denen auf einfache, schnelle, für Tier und Umwelt verträgliche Wei­ se über lange Zeiträume (Jahre) eine hochgenaue Kartierung von Gelegen und Jungtierlagern für oben genannten Zwecke mög­ lich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, Tiere und/oder Gelege in landwirtschaftlich genutzten Flächen, bzw. ganz allgemein in deren natürlichem Lebensraum zu detektieren, diese Fundstel­ len zu kartieren und daraus thematische Fundstellenkarten zu erstellen, sowie entsprechende Einrichtungen zu schaffen, die an verschiedenen Trägerplattformen, wie allen Arten von land­ wirtschaftlichen Maschinen, vorzugsweise Mäh-, Erntemaschi­ nen, u. ä., Geländefahrzeugen, und/oder weiteren entsprechend ein oder mehrere Gatter miteinander verknüpft. Am Ausgang des oder der Gatter sind Zustandsanzeigen ausgebildet, die auf ihre logische Zustandsrichtigkeit überprüft werden. Das Er­ gebnis wird über eine eigene Zustandsanzeige zur Anzeige ge­ bracht. Bei dem bekannten Sensorsystem ist die IR-Anordnung breitbandig ausgelegt und durch beliebige Filterspektral aus­ richtbar.

Aus DE 198 01 915 A1 ist ein Sensorsystem zur Rückfahrsiche­ rung insbesondere von Abfallsammelfahrzeugen bekannt. Zur Er­ fassung von Personen, die sich im hinteren Bereich eines sol­ chen Fahrzeugs aufhalten ist eine fest an dem Fahrzeug ange­ brachte Sensoranordnung vorgesehen. Die Ausgangssignale der Sensoranordnung greifen in die Steuerung ein.

Aus DE 39 05 658 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen der Feuchte eines Gutes bekannt. Hierbei wird das Gut auf einem Förderer kontinuierlich durch eine Messanord­ nung befördert, die als Energiequelle einen Mikrowellensensor oder einen Infrarotstrahler sowie einen Sensor zum Erfassen der das Gut durchdringenden Energie und eine Sensor zum Er­ fassen der vom Gut reflektierten Energie aufweist. Aus der Dämpfung und der Phasenverschiebung der das Gut durchdringen­ den Energie bzw. der vom Gut reflektierten Strahlung werden in einer Auswerteanordnung erste bzw. zweite Quotientensigna­ le gebildet, aus welchen in einer als Mittelwertbildner aus­ gebildeten Recheneinheit die Mittelwerte ausgebildet werden, welche als feuchte Signale in einer Anzeigeeinheit zur Anzei­ ge gebracht werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, Tiere und/oder Gelege in landwirtschaftlich genutzten Flächen, bzw. ganz allgemein in deren natürlichem Lebensraum zu detektieren, diese Fundstel­ len zu kartieren und daraus thematische Fundstellenkarten zu erstellen, sowie entsprechende Einrichtungen zu schaffen, die an verschiedenen Trägerplattformen, wie allen Arten von land­ wirtschaftlichen Maschinen, vorzugsweise Mäh-, Erntemaschi­ nen, u. ä., Geländefahrzeugen, und/oder weiteren entsprechend ausgelegten Fahrzeugen montiert, u. U. auch von zu Fuß das Ge­ lände begehenden Einsatzkräften getragen, zur Anwendung kom­ men.

Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe bei einem Verfahren zur Detektion von Tieren und/oder Gelegen von Bodenbrütern in de­ ren natürlichen Lebensraum mit den im Anspruch 1 angegebenen Schritten gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfin­ dungsmäßigen Verfahrens sind Gegenstand von Unteransprüchen. Auch sind Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens und vorteilhafte Weiterbildungen dieser Einrichtungen vorgesehen. Gemäß der Erfindung ist auch eine Einrichtung zur Kartierung von Fundstellen von Tieren und/oder Gelegen angegeben.

Gemäß der Erfindung sind zur Detektion von Tieren und /oder Gelegen (Nestern) von Bodenbrütern in deren natürlichen Le­ bensraum, wie Wiesen und Felder, mittels einer Anzahl an ei­ nem landwirtschaftlichen Fahrzeug etwa in gleicher Höhe und in gleichem Abstand voneinander angebrachter, zum Boden hin ausgerichteter und etwa dasselbe Untersuchungsareal erfassen­ der Multisensoreinheiten (MS) vorgesehen, die jeweils aus ei­ nem IR-Strahlungssensor, einem Mikrowellensensor und/oder ei­ ner Videokamera bestehen.

Mittels dieser Multisensoreinheiten wird bei einer Bewegung des Fahrzeugs über eine abzutastende Fläche in den drei Spektralbereichen der sichtbaren, infraroten und Mikrowellen­ strahlung oder in einer der drei möglichen Kombinationen von zwei dieser drei Spektralbereiche, bei zeitlicher und räumli­ cher Koinzidenz reflektierte bzw. emittierte Strahlung er­ fasst, und in einer nachgeordneten Elektronik zeitlich und räumlich simultan verarbeitet.

Aus Meßsignalen der IR- und Mikrowellensensoren einer Multi­ sensoreinheit (MS) wird laufend ein gleitender Mittelwert in der Weise gebildet wird, dass die Meßsignale über mit zurück­ gelegten Wegstrecken des Fahrzeugs korrespondierende, ein­ stellbare Zeitintervalle gemittelt werden, wobei jedes der Zeitintervalle so gewählt ist, dass die mit ihm korrespondie­ rende Wegstrecke ein Mehrfaches der Körperlänge eines Tieres bzw. des Durchmessers eines gesuchten Geleges ist.

Aus dem gleitenden Mittelwert wird ein etwas größerer glei­ tender Schwellenwert abgeleitet, welcher ständig mit dem ak­ tuellen Meßsignal verglichen wird.

Ein akustischer und/oder optischer Alarm wird ausgelöst, wenn bei Feststellen eines Objekts, das wärmer und/oder feuchter ist als der Untergrund, im Gesichtsfeld der Multisensorein­ heit (MS) der gleitende Schwellenwert überschritten wird, und/oder ein zum entsprechenden Meßfeld und Meßzeitpunkt ge­ hörendes Videobild als Standbild auf einem Bildschirm ange­ zeigt wird.

Die Multisensoreinheiten, die im allgemeinen einen Infrarot- Strahlungssensor und einen Mikrowellensensor und entsprechend den jeweiligen Anforderungen auch noch eine Videokamera ent­ halten, werden vorzugsweise in miniaturisierter Bauform ver­ wendet und obendrein in einem möglichst kleinen, stoß- und wetterfesten sowie tau- und regenwasserdichten Gehäuse unter­ gebracht. Hierbei sind die Sensoren, wie aus DE 37 30 449 be­ kannt, optomechanisch dimensioniert und angeordnet. Das be­ deutet, die Montagehöhe liegt geringfügig oberhalb der Vege­ tationshöhe und der Gesichtsfeldwinkel ist so groß, dass am Boden ein vorzugsweise rechteckiger, jedoch auch kreisförmi­ ger oder elliptischer Fleck entsprechend den Abmessungen der zur detektierenden Tiere oder Gelegen erfaßt wird.

Die Multisensoreinheiten sind vorzugsweise an einer waagrech­ ten Tragkonstruktion in einem Abstand voneinander vorgesehen, der so gewählt ist, dass die am Boden erfaßten Flecken sich vorzugsweise ein wenig überdecken. Insbesondere sind so viele Multisensoreinheiten nebeneinander montiert, dass mit ihnen ein Streifen am Boden erfaßt werden kann, der zumindest gleich, vorzugsweise größer als die Bearbeitungsbreite der eingesetzten landwirtschaftlichen Maschine ist.

Wie in DE 37 30 449 beschrieben, werden mittels Infrarotsen­ soren die Unterschiede in der Infrarotstrahlung von Tie­ ren/Brutgelegen und dem Untergrund, wie beispielsweise Wie­ senböden erfaßt, was daher nachstehend nicht näher beschrie­ ben zu werden braucht.

Besonders vorteilhaft bei dieser Weiterbildung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens ist, dass der "gleitende Schwellen­ wert" selbsttätig eingestellt wird; dadurch ist der Benutzer entlastet, und Einstellfehler treten nicht auf. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass außerdem der "gleitende Schwellen­ wert" automatisch nachgeführt wird, wenn sich die mittleren Infrarot-Strahlungsverhältnisse des Untergrunds ändern. Somit wird einerseits eine optimale Detektionswahrscheinlichkeit erreicht, und andererseits werden Fehlalarme weitestgehend vermieden.

Wenn Tiere oder Gelege in vegetationsfreiem Gelände gesucht werden sollen, wie beispielsweise Junghasen, sogenannte "Märzhasen", Bodenbrüter auf Äckern im zeitigen Frühjahr, können bei starker Sonneneinstrahlung die Temperaturen des Ackers höher werden als die der Tiere/Gelege. Dann wird das Detektionsverfahren invertiert, d. h. der "gleitende Schwel­ lenlenwert" wird etwas geringer als der "gleitende Mittelwert" eingestellt. Für diese Fälle ist an einer dem/n Infrarot­ sensor/en zugeordneten Steuereinrichtung eine Umschaltmög­ lichkeit vorgesehen, die det Benutzer betätigt, wenn er er­ kennt, daß der Ackerboden sehr warm ist. Wenn dann das aktu­ elle Infrarotsignal kleiner ist als der Schwellenwert, weil ein Tier/Gelege erfaßt wird, das kühler als der Untergrund in der Umgebung ist, wird ein akustischer und/oder optischer Alarm ausgelöst.

Gemäß der Erfindung kann außerdem die Signalauswertung des/r Infrarotsensor/en durch eine Zeitmessung erweitert werden, wodurch die Detektionssicherheit erhöht und die Anzahl an Fehlalarmen reduziert wird, wie nachfolgend noch im einzelnen beschrieben wird. Vorzugsweise werden als Infrarotdetektoren in dem Infrarot-Strahlungssensor wechselsignalempfindliche (beispielsweise pyroelektrische) Detektoren verwendet, wel­ che, da deren Charakteristik diejenige eines Hochpasses ist, die Eigenschaft haben, nur Strahlungsänderungen zu erfassen, nicht aber konstante Strahlungspegel.

Diese wechselsignalempfindlichen Detektoren liefern beim Wechseln von niedrigen zu hohen Strahlungspegeln, d. h. von kalt auf warm, einen positiven Signalpuls, und zwar mit einem Zeitverhalten, das durch das Zeitverhalten des Detektors vor­ gegeben ist. Bei einem Wechsel von hohen zu niedrigen Strah­ lungspegeln. d. h. von warm auf kalt, liefern sie einen nega­ tiven Signalpuls. Die Höhe des Pulses ist dabei jeweils pro­ portional zur Höhe des Strahlungssprungs, d. h. zur Strah­ lungsdifferenz.

Gemäß der Erfindung ist diese Eigenschaft, wie folgt, ge­ nutzt. Eine sonnenbeschienene Wiese hat ein mehr oder wenig zufälliges thermisches Muster. Die Pflanzen weisen nur gerin­ ge Temperaturunterschiede von wenigen Graden auf, da ihre Temperatur auch bei starker Sonnenbestrahlung kaum über etwa 20° Celsius steigt. Höhere Temperaturunterschiede treten je­ doch zwischen der Vegetation und unbewachsenen Stellen auf, die bei Sonnenbestrahlung Temperaturen von 40° bis 50° Celsi­ us annehmen können. Diese Stellen, wie beispielsweise Maul­ wurfshaufen, Mauselöcher, Stellen geringer Fruchtbarkeit u. ä., sind zufällig in Verteilung und Größe.

Höhere Temperaturunterschiede bestehen auch zwischen der Ve­ getation und Tieren bzw. Gelegen. Während offen liegende (bebrütete) Eier eine Temperatur von etwa 36° bis 38° Celsius aufweisen, kann ein sonnenbeschienenes Federkleid oder Fell auch höhere Temperaturen annehmen. Tiere/Gelege sind zwar in der Verteilung im Gelände auch zufällig, ihre Größe aber ist innerhalb gewisser Grenzen bekannt. So haben beispielsweise ein zusammengerolltes Kitz einen Durchmesser von etwa 40 cm, ein Fasanengelege einen Durchmesser von etwa 15 cm bis 20 cm, usw.

Beim Übergang von einer (kühlen) Wiese auf ein (warmes) Tier (Gelege) wird ein positiver Signalpuls bestimmter Höhe regi­ striert. Beim anschließenden Übergang vom (warmen) Tier auf die (unverändert kühle) Wiese wird ein negativer Signalpuls gleicher Amplitude registriert. Bei bekannter Geschwindigkeit des von einem landwirtschaftlichen Fahrzeug mitgeführten Sen­ sors ergibt sich die überstrichene Länge des Tierkörpers/Ge­ leges aus der Zeitdauer zwischen Anstieg und Abfall des Si­ gnals.

Als Kriterien für die Detektion eines Tieres (Geleges) werden gemäß der Erfindung daher in einem ersten Schritt in Abhän­ gigkeit von der typischen Größe (Länge) der gesuchten Tier- /Gelegeart und der Geschwindigkeit des Trägerfahrzeugs Zeit­ fenster berechnet, in denen ein positiver und ein negativer Signalpuls, d. h. ein Impulsanstieg und -abfall aufeinander­ folgen müssen. Die Geschwindigkeit wird mittels Tachometer, Radargeschwindigkeitsmessern u. ä. gemessen und in einem Ver­ arbeitungsprozessor eingegeben.

In einem zweiten Schritt wird das registrierte, d. h. ana­ log digital gewandelte und gespeicherte Sensorsignal nach Paaren positiver und negativer Signalpulse durchsucht, die innerhalb des Zeitfensters auftreten. In einem dritten Schritt werden bei identifizierten Signalpulspaaren Ampli­ tudenbeträge gebildet und verglichen. Sind die Höhen der Amplitudenbeträge in den Grenzen der Meßunsicherheit gleich, so wird in einem vierten Schritt ein akustischer und/oder op­ tischer Alarm ausgelöst. Unterscheiden sich jedoch die Ampli­ tuden um mehr als die Meßunsicherheit, wird kein Alarm ausge­ löst.

Bei einer analogen Verarbeitung anstelle einer Verarbeitung mit einem digitalen Verarbeitungsprozessor wird eine Analog­ schaltung verwendet, von der nach Auftreten eines Signalpul­ ses ein (der Größe der gesuchten Tier- oder Gelegeart ange­ paßtes) Zeitfenster gestartet wird; nach dessen Ablauf wird in einem zweiten gesetzten Zeitfenster der zweite Signalpuls erwartet. Liegt ein solcher Puls vor, so wird seine Amplitude mit der des ersten verglichen und bei Übereinstimmung (im Rahmen der Meßunsicherheit) Alarm ausgelöst.

Für die vorstehend beschriebenen Detektionsverfahren mittels Zeitfenstern bzw. der Auswertung von Signalpaaren wird erfin­ dungsgemäß der verwendete Sensor mit einem rechteckigen Ge­ sichtsfeld ausgestattet, wodurch gewährleistet ist, daß die Gesichtsfeldform keinen Einfluß auf den zeitlichen Ablauf der Signale hat. (Anders als bei kreisförmigen oder elliptischen Gesichtsfeldern ist es bei einem rechteckigen gleichgültig, ob das Objekt im Zentrum oder am Rande des Gesichtfeldes liegt, da der zeitliche Signalverlauf davon nicht beeinflußt wird.

Vorstehend ist die Zeitmeßmethode für Infrarotdetektoren be­ schrieben, die wechsellichtempfindlich sind. Es können jedoch auch gleichlichtempfindliche Detektoren verwendet werden, die ständig ein Signal liefern, das proportional zur empfangenen Bestrahlungsstärke ist. Wird eine Multisensoreinheit im Be­ trieb über eine kühle Wiese bewegt und trifft mit ihrem Ge­ sichtsfeld beispielsweise auf ein warmes Kitz oder eine wär­ mere Stelle in der Wiese, so bewirkt die dort herrschende hö­ here Infrarotstrahldichte einen Anstieg des Sensorsignals, das erst wieder abfällt, wenn der Sensor über das warme Tier/Gelege, oder die wärmere Stelle hinweg bewegt ist und wieder über den kühlen Wiesenboden kommt.

Die Signalverarbeitung und -analyse erfolgt auch hier ent­ sprechend, wie vorstehend beschrieben, mit dem Unterschied, daß bei dem zweiten Verarbeitungsschritt die Daten nach Paa­ ren Signalanstieg und -abfall durchsucht werden, die inner­ halb des Zeitfensters liegen.

Insbesondere werden mit dieser Einrichtung auch Fehlalarme vermieden, die aufgrund von Licht-Schattengrenzen, (die zu Temperaturunterschieden führen), sowie von Übergängen zu un­ bewachsenen Stellen, wie Wegen, Nachbaräckern, Flächen zum Wenden eines Schleppers, u. ä. ausgelöst werden können.

Um mittels der vorstehend beschriebenen Verfahren Fundstel­ len, d. h. Tiere und Gelege vorzugsweise mit Eiern, zu detek­ tieren, werden die mittels der Infrarotstrahlungsensoren und der Mikrowellensensoren der verschiedenen Multisensoreinhei­ ten erfaßten Meßwerte einer solchen Fundstelle zusammen mit Positionsdaten der detektierten Fundstelle, welche mittels einer GPS-Einrichtung ermittelt worden sind, in Form einer geokartierten Karte abgespeichert.

Ferner können gemäß der Erfindung die mittels der DGPS- (Differential Global Positioning System)Einrichtungen ermit­ telten Koordinaten einer detektierten und vom Benutzer bestä­ tigten Fundstelle jeweils automatisch zusammen mit Datum und Uhrzeit in einem entsprechend ausgelegten Speichermedium bei­ spielsweise eines Prozessors abgelegt werden. Gleichzeitig können interaktiv einzugebende Daten bezüglich Tier-/Gelege­ arten, meteorologischen Parametern, Angaben zur Art, Höhe und Beschaffenheit von Vegetation zur Archivierung an das Spei­ chermedium übergeben werden, so daß durch Verknüpfen der ein­ gegebenen Daten thematische Fundstellenkarten erstellt werden können.

Gemäß der Erfindung kann dieses Verfahren in analoger Weise auch angewendet werden bei Verwendung nur eines Mikrowellen­ sensors allein oder bei einer Kombination eines Mikrowellen­ sensors und eines Infrarot-Strahlungssensors oder auch bei Verwendung eines Infrarot-Strahlungssensors in Kombination mit einem Mikrowellensensor und/oder einer Videokamera. Fer­ ner können ein Mikrowellensensor und Videokamera gemäß der Erfindung nicht nur für sich allein sondern auch in Kombina­ tion miteinander oder beide gemeinsam zusammen mit dem Infra­ rotsensor benutzt werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Aus­ führungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 schematisch, zum Teil als Blockschaltbild, eine Ausfüh­ rungsform einer Einrichtung zur Durchführung des Ver­ fahrens, und

Fig. 2 schematisch eine Ausführungsmöglichkeit eines in einer Multisensoreinheit vorgesehenen Mikrowellensensor.

In Fig. 1 ist schematisch zum Teil als Blockschaltbild eine Ausführungsform einer Einrichtung zur Durchführung der erfin­ dungsgemäßen Verfahrens dargestellt. An einer Tragkonstruktion 6 bzw. an einem von einer Person tragbaren Balken sind ei­ ne Anzahl von - beispielsweise in Fig. 1 vier - nach unten, d. h. zum Boden hin "schauende" Multisensoreinheiten MS ange­ bracht, die jeweils einen Infrarot-Strahlungssensor 1, einen Mikrowellensensor 3 und eine Videokameras 2 aufweisen. Die Gesichtsfelder der Sensoren jeder Multisensoreinheit MS sind durch gepunktet angedeutete Linien begrenzt.

Mit 4 ist der Durchmesser bzw. der Abstand der von den Multi­ sensoreinheiten MS am Boden erfaßten, sich geringfügig über­ lappenden Flächen bezeichnet, welche an die Größe der gesuch­ ten Tier-/Gelegeart angepaßt sind. Die Montagehöhe 5 der ein­ zelnen Multisensoreinheiten MS ist größer als die Höhe der abgesuchten, in Fig. 1 nicht näher dargestellten Bodenvegeta­ tion, so daß die Multisensoreinheiten MS die Pflanzen nicht berühren.

Über Datenleitungen 8 sind die Multisensoreinheiten MS unter­ einander und mit einer Steuereinrichtung 9 verbunden, in wel­ cher die Signale/Daten aller Multisensoreinheiten MS zusam­ menlaufen und aufbereitet werden. Von der Steuereinrichtung 10 wird eine Signalanalyse durchgeführt und gegebenenfalls werden optische und akustische Alarmeinrichtungen 11 gesteu­ ert. Ferner schaltet die Steuereinheit 10 über einen Multi­ plexer 9 eines oder mehrere Signale der Videokameras 2 über entsprechende Videoleitungen 7 auf einen Bildschirm 12 einer in Fig. 1 nicht näher dargestellten landwirtschaftlichen Ma­ schine.

Im Bordrechner 12 oder alternativ im Steuergerät 10 wird die genaue Position aufgefundener Tiere/Gelege aus Daten berech­ net, die von einem DGPS-System geliefert werden. Das DGPS- System ist über einen DPGS-Empfänger 13, der über eine Emp­ fangsantenne 14 Daten des DPGS-Systems empfängt, mit dem Steuergerät 10 verbunden. Das Steuergerät 10 weist u. a. einen Sender auf, der über eine Sendeantenne 15 Daten zu einem in Fig. 1 nicht näher dargestellten Empfänger sendet, beispiels­ weise einem Rettungs-DGPS, was später noch im einzelnen be­ schrieben wird.

Da, wie vorstehend ausgeführt und in Fig. 1 dargestellt Infra­ rot- und Mikrowellensensoren 1 bzw. 3 bzw. Videokameras 2 einzeln für sich oder in jeder möglichen Kombination mitein­ ander verwendet werden können, kann entsprechend flexibel auch die Konfiguration der übrigen Systemkomponenten den je­ weiligen Anforderungen angepaßt werden.

In Fig. 2 ist schematisch ein einzelner Mikrowellensensor 3 dargestellt, mit welchem ein Beobachtungsfleck 30 erfaßt wird. Mit einem Pfeil 31 ist die Bewegungsrichtung des an der Tragkonstruktion 6 bzw. einem tragbaren Balken angebrachten Mikrowellensensors 3 angedeutet. Der ellipsenförmige Beobach­ tungsfleck 30 hat beispielsweise senkrecht zur Bewegungsrich­ tung eine Abmessung von 50 bis 60 cm und in Bewegungsrichtung von etwa 10 bis 20 cm. Vorzugsweise liegt die Montagehöhe 5 (siehe Fig. 1) in der Größenordnung von 80 cm.

Gemäß der Erfindung weist ein, vorzugsweise jeder Mikrowel­ lensensor 3 einer Multisensoreinheit MS eine integrierte Sen­ de- und Empfangseinheit auf und arbeitet nach dem Prinzip des Dopplerradars, d. h. er erkennt während er bewegt wird, ein ruhendes Tier aufgrund der durch die Differenzgeschwindigkeit zwischen dem bewegten Sensor 3 und dem ruhenden Tier beding­ ten Dopplerverschiebung; zusätzlich wird zur Detektion auch die sprunghafte Änderung des Rückstreuquerschnitts beim Über­ gang des Sensors von der Wiese auf den Körper eines Tiers/Ge­ leges mit Eiern genutzt. Gras (Vegetation) und Wiesenboden haben einen im Vergleich zum Körper eines Lebewesens geringen Wassergehalt; ein höherer Wassergehalt (eine höhere Wasser­ dichte) bewirkt jedoch einen höheren Rückstreuquerschnitt. Das führt dazu, daß von Tieren/Gelegen mit Eiern mehr Mikrowellenstrahlung zurückgestreut und vom Detektor empfangen wird als von der Vegetation und dem Wiesenboden.

Gemäß der Erfindung arbeitet ein solcher Mikrowellensensor 3 vorzugsweise im Bereich von 24 GHz, dem ISM- (Industry Science Medicine)Band, was den Vorteil hat, daß es ohne besondere funktechnische Genehmigung genutzt werden darf. Es sind je­ doch auch andere Frequenzbänder geeignet; der bzw. die Mikro­ wellensensoren 3 müssen dann jedoch entsprechend angepaßt und dimensioniert werden. Die mittlere Sendeleistung des Mikro­ wellensensors 3 beträgt etwa 5 mW und es kann im Puls- oder im cw-Betrieb gearbeitet werden; jedoch wird der cw-Betrieb bevorzugt, da er technisch weniger aufwendig ist. Der Sender des Mikrowellensensors 3 weist eine aktive integrierte Anten­ ne mit einem High Electron Mobility Transistor (HEMT), bzw. einem Heterostructure-Bipolar-Transistor (HBT) auf. Sein Emp­ fänger wird vorzugsweise als strahlungsgekoppelter Mischer mit einer Schottky-Diode ausgeführt. Alternativ kann bei ein­ geschränkter Empfindlichkeit die aktive integrierte Antenne im selbstschwingenden Mischbetrieb als Empfänger verwendet werden.

Die Strahlformung der Antenne erfolgt beispielsweise mittels einer dielektrischen Linse und die Strahlform ist eine ellip­ tische Keule, die in der Ausrichtung derjenigen der anderen Sensoren entspricht und in der Größe den gesuchten Tieren/Ge­ legen angepaßt ist. Die Hauptstrahlrichtung der Antenne ist 30° bis 60° zur Senkrechten in Bewegungsrichtung des Sensors 3 geneigt, d. h. der Sensor "schaut voraus". Dadurch ist er­ reicht, daß der Intensitätsunterschied des von Tieren oder Gelegen im Vergleich zu dem vom Boden bzw. Bewuchs rückge­ streuten Dopplersignals deutlich höher ist und eine größere Zeitspanne zur Verfügung steht als bei einer Hauptstrahlrich­ tung parallel zur Senkrechten d. h. bei einer Blickrichtung genau senkrecht von oben zum Wiesenboden. Die Hauptstrahlrichtung kann jedoch auch auf andere Winkel eingestellt wer­ den.

Grundsätzlich gilt, daß der Intensitätsunterschied des Rück­ streusignals zwischen Tieren/Gelegen und Boden/Bewuchs umso höher ist, je flacher der Beobachtungswinkel ist, d. h. je mehr sich die Strahlrichtung in Bewegungsrichtung an die Pa­ rallele zum Wiesenboden annähert; die Hauptstrahlrichtung ist auf die Höhe der abzusuchenden Vegetation abzustimmen und an die Montagehöhe der Multisensoreneinheiten anzupassen. Wird ein Mikrowellensensor 3 gemeinsam mit einem Infrarotsensor und/oder einer Videokamera 2 einer Multisensoreinheit verwen­ det, (wobei die beiden letzteren senkrecht von oben zum Wie­ senboden "hinunterblicken" müssen), so wird der Mikrowellen­ sensor 3 in Bewegungsrichtung so weit hinter dem/n anderen Sensor/en montiert, daß alle Sensoren zeitgleich dieselbe Fläche am Boden erfassen; d. h. Montagehöhe und Winkel der Hauptstrahlrichtung des Mikrowellensensors 3 müssen entspre­ chend berücksichtigt werden.

Im Betrieb wird gerichtete Mikrowellenstrahlung auf den Beob­ achtungsfleck 30 (Fig. 2) am Boden gesendet, in Abhängigkeit vom Wassergehalt und Radarrückstreuquerschnitt des erfaßten Bodenflecks 30 dort teilweise absorbiert bzw. von dort teil­ weise zum Sensor 3 zurückgestreut, von diesem empfangen und registriert. Bei geringem Wassergehalt wird wenig Strahlung, bei hohem viel reflektiert. Durch die Neigung der Haupt­ strahlrichtung der Sende-/Empfangsantenne wird von flachem Boden und Bewuchs nur ein sehr geringer Teil des gesendeten Signals wieder zum Sensor zurückgestreut. Aufgrund der typi­ schen Oberflächenform von Tieren und Gelegen weisen diese im Gegensatz zum Boden und Bewuchs starke Rückstreuzentren in Richtung des Sensors auf, so daß ein wesentlich größerer Teil des gesendeten Signals zum Sensor zurückgestreut wird. Ähn­ lich starke Rückstreuzentren, wie Tiere und Gelege, weisen beispielsweise runde Steine auf, die jedoch aufgrund ihres geringen Wassergehalts praktisch keine Strahlung reflektieren und damit nur zu einem schwachen Dopplersignal im Empfänger führen. Zur Detektion von Lebewesen ist in einer dem Mikro­ wellensensor 2 nachgeordneten Auswerteelektronik ein Schwel­ lenwert für das rückgestreute, dopplerverschobene Mikrowel­ lensignal gesetzt, der geringfügig über dem Signal liegt, das von der Vegetation und dem Wiesenboden, einschließlich einem Erdhügel, beispielsweise Maulwurfs-Haufen und am boden lie­ genden Steinen, kommt.

Wird dieser Schwellenwert von einem Rückstreusignal über­ schritten, so deutet dies auf einen höheren Wassergehalt hin, d. h. das Rückstreusignal muß von einem Tier stammen; es wird also ein akustischer und/oder optischer Alarm ausgelöst. So­ mit kann bei Bewegen des Sensors 3 über den Boden, der rela­ tive Verlauf des Wassergehalts in dem überstrichenen Bodenbe­ reich aufgenommen und analysiert werden. Durch die Neigung der Hauptstrahlungsrichtung bewirken aus dem Wiesenboden her­ ausragende Objekte, beispielsweise Tiere, Gelege, aber auch Erdhügel, z. B. in Form von Maulwurfshaufen, ein besonders ho­ hes dopplerverschobenes Rückstreusignal, das wiederum am höchsten für Objekte mit hohem Wassergehalt ist.

Zu Beginn eines Einsatzes muß die Einrichtung in einer Ein­ stellphase zunächst über Bereiche des Geländes geführt wer­ den, in denen sich keine Tiere oder Gelege befinden. Die da­ bei erhaltenen Rückstreusignale werden als Schwellenwert für die Detektion von Tieren und Gelegen verwendet.

Gemäß der Erfindung kann das auf zwei Arten geschehen:

• 1. Der Detektionsschwellenwert wird am Steuergerät 10 während einer Einstellphase so eingestellt, daß der Schwellenwert et­ was höher ist als die auftretenden Rückstreusignale, so daß es nicht zum Alarm kommt. Wird das Gerät anschließend über Tiere/Gelege geführt, die ein größeres Rückstreusignal bewirken, wird der Schwellenwert überschritten und es kommt zum Alarm. Der eingestellte Schwellenwert und das Rückstreusignal werden in einem Komparator verglichen. Ändern sich die Feuch­ tigkeitsverhältnisse im abgesuchten Gelände, weist beispiels­ weise der Boden sehr feuchte oder sehr trockene Stellen auf, kann es sinnvoll sein, die Schwellenwerteinstellung bei Be­ darf neu vorzunehmen und anzupassen.
• 2. Im Steuergerät 10 wird aus den Rückstreusignalen selbsttä­ tig laufend ein "gleitenden Mittelwert" bestimmt, aus welchem der etwas höhere Schwellenwert abgeleitet wird; im übrigen wird, wie vorstehend beschrieben, verfahren. Die Vorteile dieser zweiten Variante liegen darin, daß das System den "gleitenden Schwellenwert" selbsttätig einstellt, wodurch der Benutzer entlastet ist und keine Einstellfehler auftreten können, und daß außerdem der Schwellenwert automatisch nach­ geführt wird, wenn sich die Rückstreuverhältnisse des Unter­ grunds ändern. Damit ist einerseits eine optimale Detektions­ wahrscheinlichkeit erreicht und andererseits sind Fehlalarme weitestgehend vermieden.

Werden Infrarotsensoren 1 und Mikrowellensensoren 3 in Kombi­ nation verwendet, so wird erfindungsgemäß folgendes Detekti­ onsverfahren zusätzlich zu dem beschriebenen angewendet. Die Signale von beiden Sensoren 1 und 3 werden im Steuergerät 10 ortskorreliert auf Koinzidenz einer Schwellenwertüberschrei­ tung geprüft. Das heißt, es wird geprüft, ob für beide Senso­ ren 1,3 für denselben Beobachtungsfleck eine Überschreitung und ein Alarm vorliegt. In diesem Falle ist die Fehlalarm­ wahrscheinlichkeit besonders gering. Es ist auch möglich, diese Betriebsweise ausschließlich vorzunehmen.

Gemäß der Erfindung ist im allgemeinen in jeder Multisen­ soreinheit MS parallel zu jedem der Infrarotsensoren 1 und/oder Mikrowellensensoren 3 eine Videokamera 2, vorzugs­ weise eine Farb-Videokamera in vorzugsweise miniaturisierter Bauweise installiert. Als Kamera 2 kann gegebenenfalls auch eine Schwarz-Weiß-Kamera verwendet werden. Hierbei sind die Kamera 2 und die anderen Sensoren 1 und 3 so dimensioniert, montiert und zueinander justiert, daß sie jeweils denselben gleich großen Bodenflecken, beispielsweise den Flecken 30 in Fig. 2, zeitgleich erfassen (beobachten). Hierbei ist die Grö­ ße des Bodenflecks gemäß der Erfindung an die Größe der ge­ suchten Tier-/Gelegeart angepaßt, d. h. etwa so groß wie die­ se.

Die Videokamera 2 ist an der Tragkonstruktion 6 bzw. an dem tragbaren Balken so angebracht und ausgerichtet, daß sie un­ gehindert senkrecht oder angenähert senkrecht hinunter zum Boden "schaut". (Schräge Winkel sind nur unter der Vorausset­ zung zulässig, daß dadurch die direkte Sichtverbindung zum gesuchten Tier/Gelege nicht durch das Lager umgebende Vegeta­ tion, beispielsweise Gras, beeinträchtigt wird.) Zum Darstel­ len eines mittels der Videokamera aufgenommenen Bildes ist vorteilhafterweise ein im Blickfeld eines Bedie­ ners/Fahrzeugführers angebrachter Monitor, beispielsweise der Monitor 12, vorgesehen. Die Videoausgänge aller Kameras 2 sind über den Multiplexer 9 auf den gemeinsamen Monitor 12 geführt, auf dem während der Suchphase jeweils das Bild nur einer Kamera 2 einer der Multisensoreinheiten dargestellt wird.

Im Falle eines - durch einen Infrarot- oder Mikrowellensensor 1 bzw. 3 oder auch durch beide ausgelösten - Alarms wird das aktuelle Bild der entsprechenden Kamera 2 während der damit beginnenden Alarmphase "eingefroren" und als Standbild auf dem Monitor 12 dargestellt. Sind mehrere Multisensoreinheiten MS parallel in Betrieb, wird während einer Alarmphase das ak­ tuelle Bild der Kamera "eingefroren", deren zugeordneter In­ frarot- und/oder Mikrowellensensor 1 bzw. 3 den Alarm ausge­ löst hat, und wird als Standbild auf dem Monitor 12 darge­ stellt, wobei die Auswahl über die Ansteuerung des Multiple­ xers 9 von dem Steuergerät 10 aus erfolgt.

Geben mehr als eine Multisensoreinheit MS Alarm, werden wäh­ rend einer Alarmphase die zugehörigen "eingefrorenen" Bilder sequentiell und periodisch für jeweils einige Sekunden auf dem Monitor 12 angezeigt, wobei die jeweilige Nummer der durchnumerierten Multisensoreinheiten MS mit eingeblendet ist. Durch den Alarm, der in allen Fällen akustisch und/oder optisch angezeigt wird, wird der Nutzer, beispielsweise der Fahrer einer landwirtschaftlichen Maschine veranlaßt, das Fahrzeug anzuhalten und auf den Monitor 12 zu blicken.

Die Suchanordnung arbeitet in der Alarmphase bis zum Still­ stand des Fahrzeugs weiter. Damit ist es möglich, weitere Tiere/Gelege zu erfassen. Kommt es in der Alarm/Haltephase zu einer weiteren Detektion, so wird auch diese durch einen Alarm (akustisch/optisch) angezeigt und das dazugehörige Standbild im Wechsel mit dem/den bereits vorhandenen Stand­ bild/ern auf dem Monitor 12 zur Anzeige gebracht.

Der Monitor 12 ist vorzugsweise ein Farbmonitor, damit der Benutzer anhand des einzelnen Farbbilds schnell erkennen kann, ob tatsächlich ein Tier/Gelege den Alarm ausgelöst hat, um dann gegebenenfalls das Tier aus dem Gefahrenbereich brin­ gen, oder andere angemessene Maßnahmen zu ergreifen, bei­ spielsweise den Bereich um das Gelege von der Bearbei­ tung/Mahd auszunehmen.

Unabhängig davon, ob ein Alarm oder Fehlalarm vorliegt, wird vor der Weiterfahrt die Einrichtung von der Alarm- wieder in die Suchphase gebracht. Die Videokamera kann auch mit einem schnellen, digitalen Bildprozessor gekoppelt sein, der mit speziellen Analyse- und Mustererkennungsalgorithmen arbeitet, die wiederum auf die gesuchte Tier/Gelegeart zugeschnitten sind und die Bilder analysieren. Wird das gesuchte Tier/Gelege erkannt, wird ein - optischer und/oder akusti­ scher - Alarm ausgelöst, und falls gewünscht, auch per Standbild auf dem Monitor 12 zur Anzeige gebracht. In einer wei­ teren Ausführungsform wird/werden als Sensor/en nur Videoka­ mera/s 2 verwendet, deren Dimensionierung, Montage, Ausrich­ tung und Arbeitsweise in diesem Fall dieselben sind, wie vor­ stehend beschrieben.

Alle vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können mit einer Empfangs- und Auswerteeinheit eines Positionsmeßsy­ stems, beispielsweise GPS (Global Positioning System), oder des GLONASS (Global Navigation Satellite System) ergänzt wer­ den. Ein bevorzugtes Meßsystem ist das DGPS (Differential Global Positioning System), das eine Positionsbestimmung mit einer reproduzierbaren Ortsauflösung von einigen Zentimetern erlaubt. Hierbei sind Multisensoreinheit/en MS und DGPS über Schnittstellen mit einem Prozessor, beispielsweise dem Pro­ zessor 10, verknüpft, der ein beschreib- und lesbares Spei­ chermedium enthält. Im Falle eines Alarms erfaßt der Prozes­ sor 10 die ermittelten, aktuellen Koordinaten des DGPS- Empfängers 13, sowie auch die Nummer/n der Multisensorein­ heit/en. Ferner wird über eine Anzeigeeinheit, beispielsweise den Monitor 12, der Benutzer zur Bestätigung von Alarm/Fehl­ alarm an jeder alarmgebenden Multisensoreinheit MS aufgefor­ dert, beispielsweise durch Eingabe in eine geeignete Eingabe­ einheit, beispielsweise ein Keyboard.

Im Falle eines Alarms "fragt" der Prozessor den Benutzer nach der Art des jeweils gefundenen Tiers/Geleges. Nach Eingabe und zusätzlicher Bestätigung errechnet der Prozessor 10 aus den DGPS-Daten, der zuvor abgespeicherten Position des DGPS- Empfängers 13 am Fahrzeug und der Position der alarmgebenden Multisensoreinheit/en MS am Fahrzeug die genauen Koordinaten der alarmgebenden Multisensoreinheit/en zum Zeitpunkt des Alarms und speichert diese zusammen mit Datum/Uhrzeit und der Information über die Art des Tiers/Geleges im Speichermedium.

Anschließend erfolgt vorzugsweise eine Langzeitspeicherung, sowie Ausgabe und Darstellung dieser Daten. Beispielsweise kann auf dem Monitor 12 eine Geländekarte dargestellt werden, auf der die Fundstellen lagerichtig, beispielsweise auch mit Datum, eingetragen sind und die Art des Tiers/Geleges durch geeignete Symbole und/oder Farben gekennzeichnet ist. Diese Karten können auch ausgedruckt werden.

Speziell bei der Feldbearbeitung, bei welcher es, wie bei­ spielsweise beim Lohnbetrieb (aus Kostengründen), auf schnel­ le unterbrechungsfreie Durchführung ankommt, ist, wie vorste­ hend beschreiben, die an der Bearbeitungsmaschine vorgesehene Einrichtung mit einer DGPS-Einrichtung 13 ausgerüstet, was nachstehend als Detektions-DGPS bezeichnet ist; das Detekti­ ons-DGPS ist vorzugsweise mit dem Prozessor 10 und außerdem mit einem Sender geringer Reichweite (von einigen zehn bis einigen hundert Metern) verbunden. Die Detektionseinrichtung ist an der Bearbeitungsmaschine so montiert, daß sie nicht den gerade bearbeitenden Geländestreifen, sondern den näch­ sten absucht. Es wird also immer der nachfolgend zu bearbei­ tende Streifen "vorausschauend abgesucht.

Gemäß der Erfindung hat ein Begleitobjekt, beispielsweise ein Begleitfahrzeug mit Begleitperson oder die Begleitperson selbst eine zweite DGPS-Einrichtung bzw. führt diese mit sich, die nachstehend als Rettungs-DGPS bezeichnet ist; das Rettungs-DGPS verfügt über einen Prozessor, eine graphische Anzeigeeinrichtung, beispielsweise ein LCD-Display, und eine Empfangseinrichtung, um vom Detektions-DGPS gesendete Signale zu empfangen.

Wird von einer Multisensoreinheit MS an der Bearbeitungsma­ schine eine Fundstelle detektiert und hat das Detektions-DGPS dessen Positionskoordinaten exakt bestimmt, so werden die Po­ sitionsdaten der Fundstelle mittels des Senders ausgesendet, von dem Rettungs-DGPS empfangen und in dessen Prozessor ge­ speichert.

Der Prozessor erfragt die aktuellen Positionskoordinaten des Rettungs-DGPS, speichert sie, vergleicht dann die Koordinaten der detektierten Fundstelle mit denjenigen der aktuellen Po­ sition des Rettungs-DGPS und erstellt daraus eine Information für den Benutzer (Begleitperson) des Rettungs-DGPS, wo die Fundstelle in Bezug auf den eigenen Standort zu finden ist. Diese Information kann eine graphischen Karte auf dem Display sein, auf welchem beispielsweise zusammen mit den Himmels­ richtungen die markierten Positionen des Benutzers des Ret­ tungs-DGPS und der Fundstelle angezeigt sind.

Zusätzlich kann eine Angabe über die Entfernung zwischen Be­ nutzer und Fundstelle gemacht werden. Während sich der Benut­ zer auf die Fundstelle zu bewegt, wird diese Information lau­ fend aktualisiert, indem die aktuellen Koordinaten des Ret­ tungs-DGPS laufend bestimmt werden, mit den gespeicherten Po­ sitionskoordinaten der Fundstelle verglichen werden, und die neue Situation angezeigt wird. Das kann, wie bei GPS-Systemen bekannt, in regelmäßigen Zeitintervallen erfolgen.

Dies kann aber auch mittels des Prozessors des Rettungs-DGPS in Abhängigkeit von der aktuellen Entfernung und dem vom Be­ nutzer zurückgelegten Weg erfolgen, beispielsweise alle 5 m bei Entfernungen über 30 m, alle 2 m bei Entfernungen über 10 m, jeden Meter bei Entfernungen über 4 m, alle 50 cm bei Ent­ fernungen unter 4 m, o. ä.. Auf diese Weise wird der Benutzer präzise und schnell zur Fundstelle geführt. Die Feldbearbei­ tung läuft dabei ohne Unterbrechung weiter, da der Streifen, in dem die Fundstelle liegt, noch nicht bearbeitet wird, son­ dern erst als nächster bearbeitet wird.

Werden mehrere Fundstellen gleichzeitig oder kurz nacheinan­ der gefunden, so wird mit jeder Fundstelle so, wie vorstehend beschrieben, verfahren, da das System eine Vielzahl von Mel­ dungen verarbeiten und speichern kann. Es wird angezeigt, wie viele Fundstellen festgestellt wurden und wo sie zu finden sind. Vorzugsweise erfolgt die Anzeige auf dem Display des Rettungs-DGP wieder in Form einer Karte, auf der neben der Position des Benutzers mehrere oder alle detektierten Fund­ stellen in der tatsächlichen Lage und Entfernung zueinander dargestellt sind. In der Praxis kann der Benutzer des Ret­ tungs-DGPS beispielsweise mit einem Geländewagen hinter der Bearbeitungsmaschine herfahren, um immer möglichst nahe am eventuellen Fundort zu sein.

Alternativ hierzu kann auch nur das Detektions-DGPS an der Bearbeitungsmaschine verwendet werden und bei vorausschauen­ der Detektion, indem die Multisensoreinheiten MS in den als nächsten zu mähenden (zu bearbeitenden) Streifen "schauen", die Position der detektierten Fundstellen speichern. Bei der tatsächlichen Bearbeitung des Streifens kann dann mit Hilfe der mittels des Detektions-DGPS laufend bestimmten aktuellen Position der Maschine deren Werkzeug rechtzeitig vor Errei­ chen der gespeicherten Position einer Fundstelle automatisch angehoben, also die Bearbeitung kurzfristig unterbrochen bzw. ausgesetzt werden. Ausreichend weit hinter der kritischen Po­ sition wird das Werkzeug wieder automatisch abgesenkt und die Bearbeitung geht weiter. Diese Betriebsart ist besonders in Schutzgebieten mit Bodenbrütern anzuwenden, da um diese Ge­ lege herum keine Bearbeitung erfolgen soll, da beispielsweise das Gras zu Schutz- und Deckungszwecken stehen bleiben soll. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann diese Betriebsweise auch bei Maschinen mit großen Arbeits­ breiten eingesetzt werden, wo wegen der großen Breite eine vollständige Vorausabsuche des nächsten Bearbeitungsstreifens einen sehr großen Aufwand erfordern würde. Werden beispiels­ weise ein Front- und ein Heckmähwerk in Kombination verwen­ det, so werden an beiden Mähwerken vorausschauende Multisen­ soreinheiten für den nächsten Streifen angebracht.

Die Multisensoreinheiten am Frontmähwerk suchen den Streifen ab, der unmittelbar darauf vom Heckmähwerk bearbeitet wird. Bei Detektion einer Fundstelle und eines entsprechenden Alarms kann der Fahrer der Maschine nicht rechtzeitig anhal­ ten, da die Wegstrecke zwischen Frontsensoreinheit/en und Heckmähwerk zu schnell durchfahren wird. In einem solchen Fall wird automatisch verlangsamt (das Gas wird automatisch zurückgenommen) und/oder das Mähwerk angehoben; das bedeutet, die Bearbeitung wird kurzzeitig unterbrochen bzw. ausgesetzt. Nach Überfahren der Stelle wird das Mähwerk automatisch wie­ der abgesenkt.

Die Multisensoreinheiten am Heckmähwerk suchen den nächsten Streifen für das Frontmähwerk ab, der tatsächlich erst im nächsten Durchgang erfaßt wird. Die Positionen der von der Multisensoreinheiten am Heckmähwerk detektierten Fundstellen werden mittels des Detektions-DGPS bestimmt und gespeichert. Sie können dann entweder unter Verwendung des Rettungs-DGPS von einem zweiten Bearbeiter oder vom Fahrer der Maschine selbst aufgesucht werden, oder das Frontmähwerk wird recht­ zeitig, wie vorstehend bereits angegeben, vor Erreichen der Stelle automatisch angehoben und danach wieder abgesenkt, beispielsweise 4 bis 5 m davor und danach.

Die Umrechnung der registrierten Infrarotstrahlung (Bestrah­ lungsstärke) kann in Temperaturen mittels bekannter radiome­ trischer Kalibrierung der Sensoren erfolgen, wofür bekannte Verfahren und Strahlungsstandards (Schwarze Strahler) verwen­ det werden.

Claims (11)

1. Verfahren zur Detektion von Tieren und/oder Gelegen von Bodenbrütern in deren natürlichem Lebensraum, wie Wiesen und Feldern, mittels einer Anzahl an einem landwirtschaftlichen Fahrzeug etwa in gleicher Höhe und in gleichem Abstand von­ einander angebrachter, zum Boden hin ausgerichteter und etwa dasselbe Untersuchungsareal erfassender Multisensoreinheiten (MS), die jeweils aus einem IR-Strahlungssensor (1), einem Mikrowellensensor (3) und/oder einer Videokamera (2) beste­ hen, und mittels welchen
bei einer Bewegung des Fahrzeugs über eine abzutastende Flä­ che in den drei Spektralbereichen der sichtbaren, infraroten und Mikrowellenstrahlung oder in einer der drei möglichen Kombinationen von zwei dieser drei Spektralbereiche, bei zeitlicher und räumlicher Koinzidenz reflektierte bzw. emit­ tierte Strahlung erfasst wird, und in einer nachgeordneten Elektronik zeitlich und räumlich simultan verarbeitet wird, wobei
aus Meßsignalen der IR- und Mikrowellensensoren (1, 3) einer Multisensoreinheit (MS) laufend ein gleitender Mittelwert in der Weise gebildet wird, dass die Meßsignale über mit zurück­ gelegten Wegstrecken des Fahrzeugs korrespondierende, ein­ stellbare Zeitintervalle gemittelt werden, wobei jedes der Zeitintervalle so gewählt ist, dass die mit ihm korrespondie­ rende Wegstrecke ein Mehrfaches der Körperlänge eines Tieres bzw. des Durchmessers eines gesuchten Geleges ist,
aus dem gleitenden Mittelwert ein etwas größerer gleitender Schwellenwert abgeleitet wird, welcher ständig mit dem aktu­ ellen Meßsignal verglichen wird, und
ein akustischer und/oder optischer Alarm ausgelöst wird, wenn bei Feststellen eines Objekts, das wärmer und/oder feuchter ist als der Untergrund, im Gesichtsfeld der Multisensorein­ heit (MS) der gleitende Schwellenwert überschritten wird, und/oder
ein zum entsprechenden Meßfeld und Meßzeitpunkt gehörendes Videobild als Standbild auf einem Bildschirm angezeigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, akustischer und/oder optischer Alarm ausgelöst wird, wenn während der Bewegung des Fahrzeugs mittels eines nach dem Prinzip des Dopplerradars arbeitenden, an dem Fahrzeug ange­ brachten Mikrowellensensors (3) einer Multisensoreinheit (MS) ein ruhendes Tier oder Gelege mit Eiern

• a) aufgrund der sich durch die Differenzgeschwindigkeit zwischen dem bewegten Sensor und dem ortsfesten Objekt erge­ benden Dopplerverschiebung und
• b) durch eine sprunghafte Änderung des Rückstreuquer­ schnitts aufgrund der im Vergleich zu Vegetation und Wiesen­ boden hohen Wasserdichte des Objekts erkannt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der räumlichen und zeitlichen Koinzidenz der einem Tier/Gelege entsprechenden mittels des IR-Sensors (1) einer Multisensoreinheit (MS) detektierten, relativen IR-Strah­ lungsdifferenz und/oder der mittels des Mikrowellensensors (3) derselben Multisensoreinheit detektierten, dem Feuchtege­ halt entsprechenden Mikrowellenstrahlung ein akustischer und/oder optischer Alarm ausgelöst wird, und/oder ein mittels der Videokamera (2) dieser Multisensoreinheit ein örtlich korreliertes Videobild auf einem Monitor angezeigt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der mittels des Mikrowellensensors (3) einer Multisensor­ einheit detektierten, einem Tier/Gelege entsprechenden Diffe­ renz im Rückstreuverhalten von Mikrowellenstrahlung im über­ strichenen Geländebereich ein akustischer und/oder optischer Alarm ausgelöst wird, und/oder ein mittels der Videokamera (2) einer Multisensoreinheit ört­ lich korreliertes Videobild auf einem Monitor angezeigt wird.

5. Verfahren zum Kartieren von mittels des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 detektierten Fundstellen, wobei die mittels der IR- und Mikrowellensensoren (1, 3) der Mul­ tisensoreinheiten (MS) erfaßten Meßwerte einer Fundstelle zu­ sammen mit mittels einer DGPS-Einrichtung (13) ermittelten Positionsdaten der detektierten Fundstelle in den jeweiligen Geländestreifen in Form einer geocodierten Karte abgespei­ chert werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels DGPS ermittelte Koordinaten einer detektierten und bestätigten Fundstelle jeweils automatisch zusammen mit Datum und Uhrzeit in einem beschreib- und auslesbaren Speichermedi­ um abgelegt werden,
interaktiv einzugebende Daten bezüglich der Tiere/Gelege, me­ tereologischen Parametern, Angaben zur Art, Höhe und Beschaf­ fenheit von Vegation zur Archivierung an das Speichermedium übergeben werden, und
durch Verknüpfen der eingegebenen Daten thematische Fundstel­ lenkarten erstellt werden.

7. Einrichtung zur Detektion von Tieren und/oder Gelegen von Bodenbrütern in deren natürlichem Lebensraum mit einer Anzahl von an einem landwirtschaftlichen Fahrzeug etwa in gleicher Höhe und in gleichem Abstand voneinander angebrachter, zum Boden hin auf etwa denselben Bodenfleck ausgerichteter Multi­ sensoreinheiten (MS), die jeweils aus einem IR- Strahlungssensor (1), einem Mikrowellensensor (3) und/oder einer Videokamera (2) bestehen, mit einer Steuereinrichtung (10) zum Steuern der IR-Strahlungssensoren (1) und der Mi­ krowellensensoren (3) der Multisensoreinheiten (MS) sowie von optischen und/oder akustischen Alarmgebern (11), und/oder zum Steuern der Videokameras (3) der Multissensoreinheiten (MS) über einen Multiplexer (9) und mit einer über den Multiplexer (9) beaufschlagbaren Visualisierungseinrichtung (12).

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein jedem Mikrowellensensor(3) zugeordneter, im Bereich von 24 GHz arbeitender Sender eine mittlere Sendeleistung in der Größenordnung von einigen mW und eine aktive integrierte An­ tenne mit einem High Electron Mobility Transistor (HEMT) bzw. einem Heterostrukture-Bipolar-Transistor (HBT) aufweist und im Puls- oder im cw-Betrieb arbeitet,
dass ein dem Mikrowellensensor (3) zugeordneter Empfänger als strahlungsgekoppelter Mischer mit einer Schottky-Diode ausge­ führt oder die aktive integrierte Antenne selbst im selbst­ schwingenden Mischbetrieb als Empfänger verwendet ist,
die Strahlformung der Antenne mittels einer dielektrischen Linse erfolgt und die Strahlform eine elliptische Keule hat, deren Ausrichtung den Ausrichtungen der anderen Sensoren ent­ spricht und in der Größe den gesuchten Tieren/Gelegen ange­ paßt ist, und
die Hauptstrahlrichtung der Antenne unter 30° bis 60° zur Senkrechten in Bewegungsrichtung des Mikrowellensensors (3) geneigt ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch ge­ kennzeichnet, dass eine Videokamera (2) mindestens einer Mul­ tisensoreinheit (MS) mit einem sehr schnellen digitalen Bild­ prozessor gekoppelt ist, der mittels Mustererkennungs- und Bildanalyse-Algorithmen erkennt, ob ein Tier/Gelege im Bild vorhanden ist, und in einem solchen Fall eine Alarmeinrich­ tung einen akustischen und/oder optischen Alarm auslöst.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Einrichtung so ausgelegt ist, dass sie von einer oder mehreren Personen tragbar ist.

11. Einrichtung zum Kartieren von mittels der Einrichtung nach Anspruch 5 und/oder 6 detektierten Fundstellen von Tie­ ren/Gelegen, dadurch gekennzeichnet, dass neben einer ersten, an der Bearbeitungsmaschine vorgesehenen DGPS-Einrichtung (13), die mit Multisensoreinheiten (MS), einem Prozessor und einem Sender verbunden ist, eine zweite, von einem Begleitob­ jekt mitgeführte DGPS-Einrichtung vorgesehen ist, die mit ei­ nem Prozessor, einer graphischen Anzeigeeinrichtung (Display) und einer Empfangseinrichtung zum Empfangen von von der ers­ ten DGPS-Einichtung gesendeten Signalen verbunden ist, bei Detektion einer Fundstelle durch eine oder mehrere Multi­ sensoreinheiten (MS) von der ersten DGPS-Einrichtung die La­ gekoordinaten der Fundstelle exakt bestimmt, über ihren Sen­ der zu der Empfangseinrichtung der zweiten DGPS-Einrichtung gesendet, dort empfangen und in deren Prozessor gespeichert werden,
dieser Prozessor die aktuellen Lagedaten der zweiten DGPS- Einrichtung erfragt und speichert und dann
die Koordinaten der Fundstelle mit denjenigen der Ist- Position der zweiten DGPS-Einrichtung vergleicht und daraus Informationen hinsichtlich der Fundstelle in Bezug auf den augenblicklichen Standort der zweiten DGPS-Einrichtung er­ stellt,
in einer einfachen graphischen Karte auf dem Display der zweiten DGPS-Einrichtung in der Weise zur Anzeige bringt, dass neben den Himmelsrichtungen die Positionen der zweiten DGPS-Einrichtung und des Fundortes markiert sind, und gegebe­ nenfalls zusätzlich, während sich die zweite DGPS-Einrichtung auf die Fundstelle zu bewegt, eine laufend aktualisierte An­ gabe über die jeweilige Entfernung zwischen der zweiten DGPS- Einrichtung und der Fundstelle macht, indem die aktuellen Koordinaten der zweiten DGPS-Einrichtung in kurzen Zeitabstän­ den mit den gespeicherten Lagekoordinaten der Fundstelle ver­ glichen werden.