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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines Bodens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildete Bodenbearbeitu ngsvorrichtung.
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Ein Verfahren zum Bearbeiten eines insbesondere landwirtschaftlich nutzbaren Bodens mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist aus der
DE 10 2011 051 784 A1 bekannt. In dem gattungsgemäßen Verfahren erfolgt mittels Erfassungsmitteln eine Analyse des den Boden ausbildenden Erdreichs und/oder der im Erdreich vorhandenen Bepflanzung nach der Bearbeitung mittels vorgesehenen Bodenbearbeitungsmitteln, um den Zustand des Bodens zu erfassen. Für die Analyse sind Auswerte- und/oder Steuermittel vorgesehen, wodurch sich Rückschlüsse auf die Beschaffenheit des Bodens ziehen lassen. Jedoch ist bei dem bekannten Verfahren nachteilig, dass sich die Analyse des Erdreichs und/oder der im Erdreich vorhandenen Bepflanzung lediglich auf den Zeitpunkt nach der Bearbeitung beschränkt, weshalb Inhomogenitäten im Erdreich und/oder der im Erdreich vorhandenen Bepflanzung vor der Bearbeitung nicht erfassbar sind und darüber hinaus zu einer Verfälschung der Analyse in dem entsprechenden Verfahrensschritt führen.
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Offenbarung der Erfindung
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Ausgehend von dem oben genannten Stand der Technik weist die Erfindung den Vorteil auf, dass sie die Analyse des Erdreichs und/oder der im Erdreich vorhandenen Bepflanzung verbessert. Dabei ist die Erfindung in der Lage, bestehende Inhomogenitäten im Erdreich und/oder in der im Erdreich vorhandenen Bepflanzung zu erkennen, weshalb eine Verfälschung bei der Analyse des Zustands des Erdreichs und/oder der im Erdreich vorhandenen Bepflanzung durch einen inhomogenen Zustand des Erdreichs und/oder der im Erdreich vorhandenen Bepflanzung vor der Bearbeitung mit den Bodenbearbeitungsmitteln verhindert werden kann. Dies ermöglicht eine schnellere Regelbarkeit durch eine Voreinstellung der Bodenbearbeitungsmittel mit dem Ziel, den Zustand des Erdreichs und/oder der im Erdreich vorhandenen Bepflanzung zu optimieren.
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Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Erfassungsmittel den Zustand des Erdreichs und/oder der im Erdreich vorhandenen Bepflanzung nicht nur nach der Bearbeitung mit den Bodenbearbeitungsmitteln erfassen, sondern dass der Zustand auch schon in einem dem die Bearbeitung mit den Bodenbearbeitungsmitteln aufweisenden Bearbeitungsschritt vorgelagerten Verfahrensschritt erfasst wird.
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In anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, dass in dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Bearbeiten eines Bodens eine flächenmäßig begrenzte, insbesondere ungleichmäßige Ausbildung des Erdreichs und/oder der im Erdreich vorhandenen Bepflanzung von den Auswerte- und/oder Steuermitteln erkannt wird/werden und somit bei der Analyse des Zustands des Erdreichs und/oder der im Erdreich vorhandenen Bepflanzung berücksichtigt werden kann. Hierfür wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem vorgesehenen Verfahrensschritt der Zustand des Erdreichs und/oder der im Erdreich vorhandenen Bepflanzung durch die Erfassungsmittel vor der Bearbeitung erfasst. Die Erfassungsmittel sind hierfür bevorzugt als Sensormittel ausgebildet, die durch erzeugte Sensorwellen, bevorzugt im Mikrowellenspektrum, eine Abbildung des Erdreichs und/oder der im Erdreich vorhandenen Bepflanzung erstellen können. Ferner ist auch eine Ausbildung der Erfassungsmittel als optischer Sensor denkbar, bei dem natürliche und/oder mittels einer vorgesehenen Lichtquelle erzeugbare künstliche Lichtwellen erfasst werden, um den Zustand des Erdreichs und/oder der im Erdreich vorhandenen Bepflanzung zu erfassen und somit eine Analyse ermöglichen. Erfindungsgemäß ermöglicht das Erfassen des Zustands vor der Bearbeitung Inhomogenitäten im Erdreich und/oder in der im Erdreich vorhandenen Bepflanzung zu erkennen, und diese dann bei der Analyse des Zustandes zu berücksichtigen. Die im Rahmen der Erfindung bezeichneten Bodenbearbeitungsmittel beruhen bevorzugt auf einem physikalischen und/oder chemischen Eingriff in das Erdreich und/oder auf die im Erdreich vorhandene Bepflanzung. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die Bodenbearbeitungsmittel dazu ausgebildet sind, eine Optimierung des Luft- /Wasseranteils des Erdreichs in Bezug auf ein Referenzverhältnis zu erzielen, die Verdunstung von Wasser im und auf dem Erdreich oder der Bepflanzung zu reduzieren oder auf andere den Wachstum der Bepflanzung fördernde Eigenschaften hinzuwirken. In diesem Zusammenhang ist auch durch einen physikalischen, biologischen und/oder chemischen Eingriff mittels der Bodenbearbeitungsmittel ein Hinwirken auf einen verringerten Schadpflanzenbewuchs (Unkraut) sowie eine Minimierung von pflanzlichen und tierischen Schädlingen im Erdreich und/oder in der im Erdreich vorhandenen Bepflanzung möglich, bevorzugt durch Verteilung von Düngermitteln und/oder Schädlingsbekämpfungsmitteln. Bevorzugt ist der die Bodenbearbeitungsmittel umfassende Verfahrensschritt auch mehrstufig, insbesondere zweistufig ausgebildet, wobei dann bevorzugt in einem Primärbodenbearbeitungsschritt ein mechanischer Eingriff in das Erdreich mittels der Bodenbearbeitungsmittel erfolgt dem dann in einem Sekundärbodenbearbeitungsschritt ein chemischer Eingriff durch die Verteilung von Düngemittel folgt. Bevorzugt wirkt das erfindungsgemäße Verfahren auch auf eine Optimierung bei der Erzeugung und Verteilung von mittels der Bodenbearbeitungsmittel erzeugbaren Pflanzenresten hin, um eine optimale Gründüngung umzusetzen.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bearbeiten einer bevorzugt landwirtschaftlichen Nutzfläche sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
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In einer bevorzugten Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt auf Basis der vor und nach der Bearbeitung durchgeführten Analyse des Erdreichs und/oder der im Erdreich vorhandenen Bepflanzung durch die Auswerte- und/oder Steuermittel eine zumindest mittelbare Einstellung der Bearbeitungsmittel zur Optimierung des Zustandes der bearbeitenden Fläche nach der Behandlung mit den Bodenbearbeitungsmitteln. In diesem Zusammenhang erfolgt bevorzugt eine unmittelbare Veränderung und Anpassung der Bearbeitungsmittel durch bevorzugt vorgesehene mechanische Verstellmittel, um insbesondere einen Anstellwinkel einer Scheibe einer Scheibenegge, eine Eingriffstiefe und/oder eine Ausbildungsform eines Grubenschars, eine Ausbildung eines Hackselmessers und/oder eine Wurfweite und/oder ein Winkel eines Radialverteilers (Mähdreschers) zu verändern. Ergänzend oder alternativ kann auch mittelbar auf das Bearbeitungsmittel eingewirkt werden, indem bevorzugt eine Anpassung einer Fahrgeschwindigkeit der das erfindungsgemäße Verfahren ausführenden mobilen Bodenbearbeitungsvorrichtung optimiert wird.
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Weiterbildend ist es bevorzugt, wenn der Zustand des Erdreichs und/oder der im Erdreich vorhandenen Bepflanzung bereits vor der chemischen und/oder physikalischen Bearbeitung des Bodens durch die Bodenbearbeitungsmittel mit wenigstens einer ersten Bilderfassungseinheit durch wenigstens eine erste Bildaufnahme erfasst wird, bevor nach der Bearbeitung des Bodens durch wenigstens eine bevorzugt räumlich getrennte zweite Bilderfassungseinheit der Zustand des Bodens in wenigstens einer zweiten Bildaufnahme erneut erfasst wird. Die bevorzugt zweidimensionale Bildaufnahme wird durch ein digitales Kamerasystem erstellt und ermöglicht nicht nur den Zustand des Erdreichs und/oder der im Erdreich vorhandenen Bepflanzung vor und nach der Bearbeitung zu vergleichen, sondern erlaubt auch eine Analyse des Zustandes des Erdreichs und/oder der im Erdreich vorhandenen Bepflanzung vor der Bearbeitung, wodurch sich bevorzugt (Vor-)Einstellungen an den Bodenbearbeitungsmitteln vornehmen lassen, um auf einen optimierten Zustand im Erdreich und/oder in der im Erdreich vorhandenen Bepflanzung hinzuwirken.
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Eine Fortbildung der Erfindung sieht vor, dass durch die wenigstens eine erste Bilderfassungseinheit und/oder die wenigstens eine zweite Bilderfassungseinheit jeweils eine dreidimensionale Bildaufnahme erstellt werden kann. Durch die dreidimensionale Bildaufnahme kann der Informationsgehalt der durch die Bilderfassungseinheit erfassten Bildaufnahme erhöht werden. Dies ermöglicht dann eine genauere sowie deutlich breitere Verarbeitung der Informationen, wodurch der Zustand des Erdreichs und/oder der im Erdreich vorhandenen Bepflanzung besser bestimmt werden kann. In diesem Zusammenhang ist es weiter bevorzugt, wenn dieser Verfahrensschritt mit einer Stereokamera oder einer TOF-Kamera (time of flight Kamera) durchgeführt wird. Weiterbildend ist es auch möglich, eine zweidimensionale Bildaufnahmeeinheit mit Abstandsbestimmungsmitteln zu kombinieren, um somit den Zustand des Erdreichs und/oder der im Erdreich vorhandenen Bepflanzung besser zu bestimmen.
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Besonders bevorzugt ist, wenn das erfindungsgemäße Verfahren bei der Analyse der Bildaufnahmen durch die Auswerte- und/oder Steuermittel die Bepflanzung durch Analyse der morphologische Merkmale erfasst und somit kategorisiert wird. Dabei können bevorzugt Merkmale wie etwa die Halmlänge, die Verfärbung von Blättern und/oder Blüten, die Blättergröße und/oder auch weitere morphologische Merkmale zur Kategorisierung herangezogen werden. Gleichzeitig können bevorzugt auch physikalische Merkmale in der Ausbildung des Erdreichs genutzt werden, um die Zusammensetzung des Erdreichs und/oder den Feuchtegehalt des Erdreichs zu erfassen.
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Weiterbildend ist vorgesehen, dass Objekte im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens durch charakteristische Merkmale in der ersten Bildaufnahme und/oder der zweiten Bildaufnahme insbesondere durch vorgesehene Algorithmen oder durch neuronale Netze identifiziert werden und sich somit in Kategorien einteilen lassen. Gerade im Zusammenhang mit neuronalen Netzen lassen sich diese Merkmale und/oder Kategorien auch durch Erfahrungswerte erlernen, womit sich die Erkennung und Verarbeitung individuell, also je nach Einsatzart, anpassen lässt. Die später vollautomatisierte Einstellung der Maschine kann somit durch ein adaptives Verfahren erlernt werden. Hierfür werden die die Klassifikation begründenden Merkmale, bevorzugt durch eine erfahrene Bedienperson, in einem vorgelagerten Verfahrensschritt erlernt, wodurch sich ein Optimum in Bezug auf einen Bedeckungszustand, einer Homogenität, einem Zerkleinerungsgrad der Pflanzenreste u. ä. des Bodens erlernen lässt.
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Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren umfasst die Erfindung bevorzugt auch eine Bodenbearbeitungsmittel, Erfassungsmittel und Auswerte- und/oder Steuermittel aufweisende Bodenbearbeitungsvorrichtung zur Bearbeitung eines bevorzugt landwirtschaftlich nutzbaren Bodens. Die Bodenbearbeitungsmittel sind zum chemischen und/oder physikalischen Bearbeiten eines Erdreichs und/oder einer im Erdreich vorhandenen Bepflanzung ausgebildet, wobei eine Ausbildung als Egge, Grubber, Striegel, Mähdrescher oder Pflug bevorzugt ist. Zur Erfassung des Zustands des Erdreichs und/oder der im Erdreich vorhandenen Bepflanzung sind die Erfassungsmittel derart ausgebildet, dass der Zustand des Erdreichs und/oder der im Erdreich vorhandenen Bepflanzung vor und nach der Bearbeitung erfasst werden kann.
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In einer praktischen Umsetzung weisen die Erfassungsmittel wenigstens eine erste Bilderfassungseinheit zu Erfassung des Erdreichs und/oder der im Erdreich vorhandenen Bepflanzung vor der Bearbeitung mittels der Bodenbearbeitungsmittel und wenigstens eine zweite Bilderfassungseinheit zu Erfassung des Erdreichs und/oder der im Erdreich vorhandenen Bepflanzung nach der Bearbeitung des Erdreichs und/oder der im Erdreich vorhandenen Bepflanzung durch die Bodenbearbeitungsmittel auf. Dabei wird wenigstens eine bevorzugt zweidimensional ausgebildete erste Bildaufnahme durch die wenigstens eine erste Bildaufnahmeeinheit und wenigstens eine bevorzugt auch zweidimensional ausgebildete zweite Bildaufnahme durch die wenigstens zweite Bildaufnahmeeinheit vom Erdreich und/oder der im Erdreich vorhandenen Bepflanzung erzeugt, wobei es weiter bevorzugt ist, wenn die Bildaufnahme als pixelbasierte digitale Fotodatei ausgebildet ist.
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Weiterbildend ist auch eine Ausführungsform der ersten und/oder der zweiten Bildaufnahmeeinheit zur Erfassung von dreidimensionalen Objekten durch eine dreidimensionale Bildaufnahme vorgesehen, um in einer nachgelagerten Analyse zur Auswertung der Bildaufnahme, bevorzugt im Rahmen einer Objekterfassung, auch den relativen Abstand der Objekte zueinander und/oder die Abmessung der Objekte verarbeiten zu können. Dies ermöglicht den Zustand des Erdreichs und/oder der im Erdreich vorhandenen Bepflanzung wesentlich genauer zu analysieren.
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In diesem Zusammenhang sieht eine bevorzugte Ausführungsform der ersten Bilderfassungseinheit und/oder der zweiten Bilderfassungseinheit eine Ausbildung als Lidar-Sensor, Stereokamera oder TOF-Kamera (time of flight Kamera) vor, da dies eine einfache und aus dem Stand der Technik bekannte Technik zur Erzeugung von dreidimensionalen Bildaufnahmen darstellt. Weiterbildend ist es auch möglich, dass eine zweidimensionale Bildaufnahmeeinheit mit Abstandsbestimmungsmitteln kombiniert wird, um die Abmessung sowie den Abstand von in der zweidimensionalen Bildaufnahme dargestellten Objekten zu erfassen.
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In einer Fortbildung der Erfindung sind die Auswerte- und/oder Steuermittel in der ersten Bildaufnahmeeinheit und/oder der zweiten Bildaufnahmeeinheit angeordnet, um den Aufwand an Hardwarekomponenten gering zu halten und den Aufwand an signalleitend zu übermittelnden Daten zu reduzieren. Dies ist besonders in Bezug auf die Verarbeitungszeit bei Echtzeitsystemen vorteilhaft und reduziert die Störanfälligkeit des Gesamtsystems. Alternativ kann es jedoch auch sein, dass die Auswerte- und/oder Steuermittel zumindest teilweise durch eine separate Recheneinheit ausgebildet sind, die dann signalleitend mit der wenigstens einen ersten Bildaufnahmeeinheit und/oder der wenigstens einen zweiten Bildaufnahmeeinheit verbunden sind. Die Auswerte- und/oder Steuermittel sind bevorzugt dazu ausgebildet, die räumlichen Koordinaten der Bearbeitungsvorrichtung über Odometrie und/oder Lokalisierungsdienste, insbesondere auf Basis einer GPS-Einheit, zu erfassen, wobei diese Daten dann bevorzugt auch der ersten und/oder der zweiten Bildaufnahme zuordenbar sind.
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Wie bereits erwähnt umfasst in einer Weiterbildung der Erfindung die Bodenbearbeitungsvorrichtung Auswerte- und/oder Steuermittel, die dazu ausgebildet sind, morphologische Merkmale der Bepflanzung und/oder Pflanzenreste in der wenigstens einen ersten und/oder zweiten Bildaufnahme zu erfassen, um eine Optimierung des Zustands des Erdreichs und/oder der im Erdreich vorhandenen Bepflanzung durch eine Beeinflussung der Bodenbearbeitungsmittel zu erreichen. Dabei ist sowohl ein mittelbares Einwirken auf die Bodenbearbeitungsmittel denkbar, indem bevorzugt die Geschwindigkeit oder eine andere nur indirekt auf die Bodenbearbeitungsmittel einwirkende Größe verändert wird, als auch eine unmittelbare Beeinflussung, bevorzugt durch vorgesehene mechanische Komponenten, um die Bodenbearbeitungsmittel zu beeinflussen und somit den Zustand des Erdreichs und/oder der im Erdreich vorhandenen Bepflanzung nach der Bearbeitung durch die Bodenbearbeitungsmittel zu optimieren.
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In diesem Kontext erweitert eine alternative Ausführungsform der Auswerte- und/oder Steuermittel die in der wenigstens einen ersten und/oder wenigstens einen zweiten Bildaufnahme erfassbaren morphologischen Merkmale auf beliebige Merkmale, wodurch auch der Zustand des Erdreichs erfassbar und somit klassifizierbar ist, um dann auch auf einen optimierten Zustand des Erdreichs und/oder der im Erdreich vorhandenen Bepflanzung hinzuwirken. Dabei eignen sich Algorithmen oder auch Programmobjekte zur Mustererkennung von Objekten, wobei bevorzugt auf Basis einer mathematischen Funktion ein Merkmalsraum auf eine Menge von Klassen zur Kategorisierung abgebildet wird.
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In einer weiteren Optimierung weisen die Auswerte- und/oder Steuermittel ein neuronales Netz als Klassifikator auf, wobei durch ein adaptives Verfahren die Erkennung von Objekten antrainiert werden kann. Dies ermöglicht, auch nachträglich, eine Individualisierung bei der Objekterkennung.
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Schließlich umfasst die Erfindung auch eine bevorzugt über drahtlose Kommunikationsmittel signalleitend verbundene zentrale Steuereinheit zur zentralen Verwaltung und Sicherung der erlernten Daten, wie Merkmale für die Objekterkennung, um diese Daten zwischen mehreren Bodenbearbeitungsvorrichtungen auszutauschen. Die drahtlosen Kommunikationsmittel der Bodenbearbeitungsvorrichtung sind bevorzugt als GSM-Modul ausgebildet und senden die Daten in Echtzeit an die bevorzugt an ein öffentliches Kommunikationsnetz - ausgebildet als das Internet - angebundene zentrale Steuereinheit. Alternativ ist auch ein kabelgebundener Datenaustausch im Rahmen von Service- und/oder Wartungsarbeiten denkbar. Weiterbildend ist es auch vorgesehen, dass die räumlichen Koordinaten den Daten zuordenbar sind, wobei dies bevorzugt eine Vorkonfiguration der Bodenbearbeitungsmittel und/oder der Bodenbearbeitungsvorrichtung ermöglicht und/oder ein chronologisches Auswerten der erfassten Daten ermöglicht.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
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Diese zeigt in:
- 1 eine Bodenbearbeitungsvorrichtung, die zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist, sowie in
- 2 ein Blockdiagramm zur Erläuterung der wesentlichen Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Bearbeitungsverfahrens.
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Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
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In der 1 ist eine Bodenbearbeitungsvorrichtung 1 dargestellt, die als Traktor 2 mit einem die Bodenbearbeitungsmittel 3 aufweisenden Anhänger 4 ausgebildet ist. Die Bodenbearbeitungsmittel 3 sind zur physikalischen Bearbeitung eines Erdreichs 5 und/oder einer im Erdreich 5 vorhandenen Bepflanzung 6 ausgebildet und umfassen hierfür einen mechanisch verstellbaren Grubber 7, durch den das Erdreich 5 aufgelockert wird, indem entlang eines Geschwindigkeitsvektors V1 entsprechend einer Fahrgeschwindigkeit entlang einer Fahrtrichtung der Bodenbearbeitungsvorrichtung 1 mechanisch verstellbare Zinken 8 des Grubbers 7 in das Erdreich 5 eindringen, um eine Lockerung und Krümelung des Erdreichs 5 herbeizuführen.
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An dem Traktor 2 sind die erfindungsgemäßen Erfassungsmittel 9 angeordnet, durch die der Zustand des Erdreichs 5 und/oder der im Erdreich 5 vorhandenen Bepflanzung 6 erfasst werden kann. Hierfür weisen die Erfassungsmittel 9 wenigstens eine erste Bilderfassungseinheit 10 zum Erfassen des Zustands des Erdreichs 5 und/oder der im Erdreich 5 vorhandenen Bepflanzung 6 vor der Bearbeitung mit den Bodenbearbeitungsmitteln 3 sowie wenigstens eine zweite Bilderfassungseinheit 11 zum Erfassen des Zustands des Erdreichs 5 und/oder der im Erdreich 5 vorhandenen Bepflanzung 6 nach der Bearbeitung mit den Bodenbearbeitungsmitteln 3 auf. Die erste Bilderfassungseinheit 10 und die zweite Bilderfassungseinheit 11 sind jeweils zur Erfassen von dreidimensionalen Objekten im Erdreich 5 und/oder in der im Erdreich 5 vorhandenen Bepflanzung 6 ausgebildet, indem nicht nur eine zweidimensionale Bildaufnahme von dem Erdreich 5 und/oder der im Erdreich 5 vorhandenen Bepflanzung 6 aufgenommen wird sondern diese zweidimensionale Bildaufnahme zusätzlich auch eine Entfernungskomponente enthält, wodurch eine erste dreidimensionale Bildaufnahme und eine zweite dreidimensionale Bildaufnahme entsteht.
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In dem in der 1 dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel wird dies umgesetzt, indem die erste Bildaufnahmeeinheit 10 sowie die zweite Bildaufnahmeeinheit 12 jeweils eine TOF-Kamera 12 aufweisen. Bei einer TOF-Kamera 12 wird die Entfernung von in der Bildaufnahme dargestellten Objekten pixelbasiert über eine auf einem Lichtpuls beruhende Laufzeitmessung erfasst. Die dreidimensionale Bildaufnahme vom Zustand des Erdreichs 5 und/oder der im Erdreich 5 vorhandenen Bepflanzung 6 wird anschließend über in der 1 nur schematisch dargestellte Auswerte- und/oder Steuermittel 13 analysiert. Die Auswerte- und/oder Steuermittel 13 sind in einer separaten Recheneinheit 14 implementiert und mit der ersten Bilderfassungseinheit 10 und der zweiten Bilderfassungseinheit 11 über auch nur schematisch in der 1 skizzierte Kommunikationsleitungen 15 gekoppelt. Die dreidimensionalen Bildaufnahmen der ersten Bilderfassungseinheit 10 sowie der zweiten Bilderfassungseinheit 11 werden durch in den Auswerte- und/oder Steuermittel 13 implementierte Algorithmen ausgewertet, wodurch sich durch das Erfassen von Objekten der Zustand des Erdreichs 5 und/oder der im Erdreich 5 vorhandenen Bepflanzung 6 analysieren lässt. Hierfür sind in der separate Recheneinheit 14 Algorithmen implementiert, über die die Auswerte- und/oder Steuermittel 13 morphologische Merkmale 16 der Bepflanzung 6 sowie physikalische Merkmale des Erdreichs 5 erfassen kann, woraus sich Rückschlüsse auf den Zustand des Erdreichs 5 und/oder der im Erdreich 5 vorhandenen Bepflanzung 6 ziehen lassen. Dabei werde die Halmlänge, Halmdicke und auch die Verfärbung der Bepflanzung 6 erfasst und ausgewertet. Die erfassten Daten werden dann mit einer hinterlegten Datenbank abgeglichen, wodurch die Bodenbearbeitungsmittel 3 unmittelbar über eine vorgesehene Mechanik und/oder indirekt über eine Anpassung des Geschwindigkeitsvektors V1 der Zustand des Erdreichs 5 und/oder der im Erdreich 5 vorhandenen Bepflanzung 6 optimieren lässt. Dabei kann durch die Erfassung der Verfärbung sowie der Blattgröße der Bepflanzung 6 auch eine vom Vegetationsverlauf angepasste Optimierung erfolgen.
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Ferner umfassen die Bodenbearbeitungsmittel 3 in der 1 nicht dargestellte, in Form eines GSM-Moduls ausgebildete drahtlose Kommunikationsmittel, zum Übermitteln der erfassten Merkmale und Parameter an eine an das Internet angebundene zentrale Steuereinheit 17 zur zentralen Verwaltung der erlernten Daten und zum Bereitstellen der erlernten Daten auch an andere, nicht in der 1 eingezeichnete Bodenbearbeitungsvorrichtungen 1.
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Das in der 2 schematisch dargestellte Blockdiagramm 100 dient der Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bearbeiten eines bevorzugt landwirtschaftlich nutzbaren Bodens 16, der als Erdreich 5 und/oder als im Erdreich 5 vorhandene Bepflanzung 6 ausgebildet ist. Der erste Block 30 zeigt die Erfassungsmittel 9, welche die erste Bilderfassungseinheit 10 sowie die zweite Bilderfassungseinheit 11 umfassen. Zur Erzeugung einer dreidimensionalen Bildaufnahme weist die erste Bilderfassungseinheit 10 eine zwei Linsen 19 umfassende Stereokamera 18 auf, während die zweite Bilderfassungseinheit 11 als TOF-Kamera 12 ausgebildet ist. Mit der Stereokamera 18 wird der Zustand des Erdreichs 5 und/oder der im Erdreich 5 vorhandenen Bepflanzung 6 vor der mit den Bearbeitungsmitteln 3 durchgeführten Bearbeitung erfasst, während der Zustand des Erdreichs 5 und/oder der im Erdreich 5 vorhandenen Bepflanzung 6 nach der Bearbeitung mit der TOF-Kamera 12 erfasst wird.
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Die Erfassungsmittel 9 sind mit den im zweiten Block 40 dargestellten Auswerte- und/oder Steuermitteln 13 signalleitend verbunden, wobei die Auswerte- und/oder Steuermittel 13 dazu ausgebildet sind, die mittels der TOF-Kamera 12 und der Stereokamera 18 erzeugten dreidimensionale Bildaufnahmen zu analysieren, um darin Objekte zu erkennen. Hierfür weisen die Auswerte- und/oder Steuermittel 13 ein neuronales Netz 20 zur Erfassung und Gruppierung von in den Bildaufnahmen enthaltenen Objekten auf, das dazu ausgebildet ist, dass sich mittels eines adaptiven Verfahrensschritts Merkmale von Objekten antrainieren lassen, um die Objekte in der ersten Bildaufnahme und/oder der zweiten Bildaufnahme zu erkennen.
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Durch die Analyse der ersten und/oder zweiten Bildaufnahme erfolgt dann, dargestellt im dritten Block 50, eine mittelbare und/oder unmittelbare Beeinflussung der Bodenbearbeitungsmittel 3, um den Zustand des Erdreichs 5 und/oder der im Erdreich 5 vorhandenen Bepflanzung 6 nach der Bearbeitung zu optimieren.
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Das soweit beschriebene Verfahren kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011051784 A1 [0002]