DE102018203758A1 - Method for adjusting an amount of active agent and / or a spray nozzle position in an agricultural spray device - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Einstellen einer Wirkmittelmenge in einer auf einen Erdboden einer landwirtschaftlichen Fläche mittels einer Spritzdüseneinheit einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung auszubringenden Spritzflüssigkeit und/oder einer Position einer Spritzdüseneinheit einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung relativ zu einem Erdboden einer landwirtschaftlichen Fläche, mit den Schritten: Empfangen eines ersten Bildinformationssignals (38) mit einer mittels einer Kameraeinheit (18) der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung zu einem ersten Zeitpunkt erfassten ersten Bildinformation (33) eines ersten Feldabschnitts der landwirtschaftlichen Fläche mit zumindest einer Struktur auf dem Erdboden; Empfangen eines zweiten Bildinformationssignals (40) mit einer mittels der Kameraeinheit (18) der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung zu einem zweiten Zeitpunkt erfassten zweiten Bildinformation (35) eines zweiten Feldabschnitts landwirtschaftlichen Fläche mit der zumindest einen Struktur auf dem Erdboden; Vergleichen der Bildinformationen (33, 35), um eine Relativgeschwindigkeit der Kameraeinheit (18) relativ zum Erdboden und/oder eine Abstandsänderung der Kameraeinheit (18) zum Erdboden zu ermitteln; und Ausgeben eines Steuersignals (46) in Abhängigkeit von der ermittelten Relativgeschwindigkeit und/oder der ermittelten Abstandsänderung an eine Fördereinheit (45) der Spritzvorrichtung, um die Wirkmittelmenge in der auszubringenden Spritzflüssigkeit einzustellen und/oder an eine Positioniereinheit (30), um die Position der Spritzdüseneinheit relativ zu dem Erdboden einzustellen. Method for adjusting an amount of active substance in a spray liquid to be applied to a soil of an agricultural surface by means of a spray nozzle unit of an agricultural spray device and / or a position of a spray nozzle unit of an agricultural spray device relative to a soil of an agricultural surface, comprising the steps of: receiving a first image information signal (38) with a first image information (33) of a first field section of the agricultural area having at least one structure on the ground detected by a camera unit (18) of the agricultural spraying device at a first time; Receiving a second image information signal (40) having a second image information (35) of an agricultural field second field section detected by the camera unit (18) of the agricultural spraying device at a second time with the at least one structure on the ground; Comparing the image information (33, 35) to determine a relative speed of the camera unit (18) relative to the ground and / or a change in the distance of the camera unit (18) to the ground; and outputting a control signal (46) as a function of the determined relative speed and / or the determined change in distance to a delivery unit (45) of the injection device in order to adjust the amount of active agent in the spray liquid to be applied and / or to a positioning unit (30) to determine the position of the Adjust spray nozzle unit relative to the ground.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen einer Wirkmittelmenge in einer auf einen Erdboden einer landwirtschaftlichen Fläche mittels einer Spritzdüseneinheit einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung auszubringenden Spritzflüssigkeit und/oder einer Position einer Spritzdüseneinheit einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung relativ zu einem Erdboden einer landwirtschaftlichen Fläche sowie eine landwirtschaftliche Spritzvorrichtung zum Ausbringen einer Spritzflüssigkeit nach Gattung der unabhängigen Ansprüche. Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch eine Steuereinrichtung und ein Computerprogramm.The invention relates to a method for adjusting an amount of active agent in a spray applied to a soil of an agricultural area by means of a spray nozzle unit of an agricultural spray device and / or a position of a spray nozzle unit of an agricultural sprayer relative to a soil of an agricultural area and an agricultural spray device for dispensing a spray liquid to type of independent claims. The subject of the present invention is also a control device and a computer program.
Beim Gebrauch heutiger Feldspritzen wird die ausgebrachte Menge an Spritzmitteln pro Zeit hauptsächlich über die ermittelte Fahrgeschwindigkeit der Zugmaschine bzw. der selbstfahrenden Feldspritze berechnet. Die auszubringende Menge kann über eine Druckänderung im System bzw. über die Ansteuerung von pulsweiten modulierten (PWM) Ventilen der Fahrgeschwindigkeit angepasst werden.When using today's field sprayers, the amount of spray applied per time is calculated mainly via the determined driving speed of the tractor or self-propelled sprayer. The quantity to be applied can be adapted to the driving speed via a pressure change in the system or via the control of pulse-width modulated (PWM) valves.
Entscheidend für eine erfolgreiche Behandlung agrargenutzter Flächen ist die homogene und genaue Verteilung der Spritzmittel auf dem Feld. In der Regel wird die auszubringende Menge an Spritzmittel pro Zeit über den Druck bzw. über die Ansteuerung von PWM Ventilen eingestellt. Die ausgebrachte Menge pro Zeit muss vom Benutzer, bzw. vom Bordcomputer über folgende Parameter bestimmt werden:
- - Gewünschte Ausbringmenge des Spritzmittels pro Flächeneinheit
- - Düsentyp (gibt den Durchfluss durch Düse in Abhängigkeit vom Druck an)
- - Systemdruck an Düse
- - Geschwindigkeit des Spritzgestänges bezüglich des Bodens
- - Abstand der Düsen zueinander
- Desired application rate of the spray agent per unit area
- - nozzle type (indicates the flow through the nozzle as a function of the pressure)
- - system pressure at nozzle
- - Speed of the spray boom with respect to the ground
- - Distance between the nozzles to each other
Mit der exakten ausgebrachten Menge pro Zeit lässt sich nun wiederum bei Einhaltung der oben genannten Parameter die Menge pro Fläche einstellen.With the exact quantity applied per time, the quantity per area can now be set again while maintaining the above-mentioned parameters.
Leider ergeben sich in der Praxis einige Schwierigkeiten bei der Einhaltung der Parameter. So schwanken die lokale Geschwindigkeit an den Spritzdüsen sowie der Abstand zwischen den Spritzdüsen und dem Ackerboden stark aufgrund der bei der Überfahrt von Bodenunebenheiten übertragenden Schwingungen und Topographie des Feldes. Bei den heutigen Systemen zur Schwingungskompensation werden an den Spritzgestängen Beschleunigungssensoren zur Geschwindigkeitsermittlung oder Abstandssensoren (Ultraschallsensoren), die permanent den Abstand des Spritzbalkens zum Boden detektieren, verwendet.Unfortunately, in practice, there are some difficulties in maintaining the parameters. Thus, the local speed at the spray nozzles and the distance between the spray nozzles and the field soil vary greatly due to the vibrations and topography of the field transmitted during the passage of uneven floors. In today's vibration compensation systems, acceleration sensors for speed determination or distance sensors (ultrasonic sensors), which permanently detect the distance of the spray bar to the ground, are used at the spray boom.
Die
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Einstellen einer Wirkmittelmenge in einer auf einen Erdboden einer landwirtschaftlichen Fläche mittels einer Spritzdüseneinheit einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung auszubringenden Spritzflüssigkeit und/oder einer Position einer Spritzdüseneinheit einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung relativ zu einem Erdboden einer landwirtschaftlichen Fläche, mit den Schritten:
- - Empfangen eines ersten Bildinformationssignals mit einer mittels einer Kameraeinheit der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung zu einem ersten Zeitpunkt erfassten ersten Bildinformation eines ersten Feldabschnitts der landwirtschaftlichen Fläche mit zumindest einer Struktur auf dem Erdboden;
- - Empfangen eines zweiten Bildinformationssignals mit einer mittels der Kameraeinheit der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung zu einem zweiten Zeitpunkt erfassten zweiten Bildinformation eines zweiten Feldabschnitts landwirtschaftlichen Fläche mit der zumindest einen Struktur auf dem Erdboden;
- - Vergleichen der Bildinformationen, um eine Relativgeschwindigkeit der Kameraeinheit relativ zum Erdboden und/oder eine Abstandsänderung der Kameraeinheit zum Erdboden zu ermitteln; und
- - Ausgeben eines Steuersignals in Abhängigkeit von der ermittelten Relativgeschwindigkeit und/oder der ermittelten Abstandsänderung an eine Fördereinheit der Spritzvorrichtung, um die Wirkmittelmenge in der auszubringenden Spritzflüssigkeit einzustellen und/oder an eine Positioniereinheit, um die Position der Spritzdüseneinheit relativ zu dem Erdboden einzustellen.
- Receiving a first image information signal with a first image information of a first field section of the agricultural area having at least one structure on the ground detected by a camera unit of the agricultural spraying device at a first time;
- Receiving a second image information signal with a second image information of a second field section of agricultural area having the at least one structure on the ground detected by the camera unit of the agricultural spraying device at a second time;
- Comparing the image information to determine a relative speed of the camera unit relative to the ground and / or a change in the distance of the camera unit to the ground; and
- - Outputting a control signal in response to the determined relative speed and / or the determined change in distance to a delivery unit of the spray device to adjust the amount of active agent in auszubringenden spray liquid and / or to a positioning unit to adjust the position of the spray nozzle unit relative to the ground.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Steuereinrichtung die dazu eingerichtet ist, alle Schritte des vorangehend beschriebenen Verfahrens durchzuführen sowie eine landwirtschaftliche Spritzvorrichtung mit einer Spritzdüseneinheit, einer Kameraeinheit, einer Fördereinheit und/oder einer Positioniereinheit und ferner der SteuereinrichtungThe subject matter of the present invention is furthermore a control device which is set up to carry out all the steps of the method described above and an agricultural spray device with a spray nozzle unit, a camera unit, a conveyor unit and / or a positioning unit and also the control device
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist schließlich ein Computerprogramm das dazu eingerichtet ist, alle Schritte eines vorangehend beschriebenen Verfahrens durchzuführen sowie ein maschinenlesbares Speichermedium mit dem darauf gespeicherten Computerprogramm.Finally, the subject matter of the present invention is a computer program which is set up to carry out all the steps of a method described above and a machine-readable storage medium with the computer program stored thereon.
Das Verfahren ist für landwirtschaftliche Zwecke gedacht. Unter einem landwirtschaftlichen Zweck kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Zweck verstanden werden, der auf eine wirtschaftliche Kultivierung von Nutzpflanzen gerichtet ist.The method is intended for agricultural purposes. An agricultural purpose in the context of the present invention may be understood as a purpose which is directed to the economical cultivation of crops.
Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung kann insbesondere Teil einer landwirtschaftlichen Feldspritze bzw. eines Pflanzenschutzgerätes sein oder als eine landwirtschaftliche Feldspritze bzw. ein Pflanzenschutzgerät ausgebildet sein. Die Spritzvorrichtung kann auf oder an einer mobilen Einheit anordenbar und/oder angeordnet sein. Die mobile Einheit kann als Landfahrzeug und/oder Luftfahrzeug und/oder Anhänger ausgebildet sein kann. Die mobile Einheit kann insbesondere eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine, bspw. eine Zugmaschine, ein Schlepper, eine selbstfahrende bzw. autonome Feldspritze oder ein selbstfahrender bzw. autonomer Roboter sein. Die Spritzvorrichtung kann auch an einer hydraulischen Vorrichtung der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine angebaut sein. Denkbar ist auch, dass die Spritzvorrichtung auf einer Ladefläche der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine aufgebaut ist. Alternativ kann die Spritzvorrichtung an der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine angehängt sein.The agricultural spray device may in particular be part of an agricultural field sprayer or a plant protection device or be designed as an agricultural field sprayer or a plant protection device. The spraying device can be arranged and / or arranged on or on a mobile unit. The mobile unit may be designed as a land vehicle and / or aircraft and / or trailers. The mobile unit may in particular be an agricultural working machine, for example a tractor, a tractor, a self-propelled or autonomous field sprayer or a self-propelled or autonomous robot. The spray device may also be mounted on a hydraulic device of the agricultural machine. It is also conceivable that the spraying device is constructed on a loading surface of the agricultural machine. Alternatively, the spray device may be attached to the agricultural machine.
Bevorzugt werden alle Schritte des Verfahrens während einer Bewegung, insbesondere einer Fahrt oder eines Fluges der Spritzvorrichtung über der landwirtschaftlichen Fläche durchgeführt.All steps of the method are preferably carried out during a movement, in particular a drive or a flight of the spray device over the agricultural area.
Das Ausbringen der Spritzflüssigkeit erfolgt hierbei auf einer landwirtschaftlichen Fläche bzw. einer landwirtschaftlich genutzten Fläche. Hierunter können ein Feld oder eine Anbaufläche für Pflanzen oder auch eine Parzelle einer solchen Anbaufläche verstanden werden. Die landwirtschaftliche Fläche kann somit eine Ackerfläche, ein Grünland oder eine Weide sein. Die Pflanzen können beispielsweise Nutzpflanzen, deren Frucht landwirtschaftlich genutzt wird (beispielsweise als Nahrungsmittel, Futtermittel oder als Energiepflanze) sowie Beikräuter, Unkräuter und Ungräser umfassen. Die Pflanzen können Teil der landwirtschaftlichen Fläche sein.The spreading of the spray liquid takes place here on an agricultural area or an agriculturally used area. This can be understood as a field or a cultivated area for plants or even a plot of such a cultivated area. The agricultural area can thus be arable land, a grassland or a pasture. The plants may include, for example, crops whose fruit is used for agriculture (for example as food, feed or as an energy crop) as well as weeds, weeds and grass weeds. The plants can be part of the agricultural area.
Der Begriff „Erdboden“ umfasst hierbei insbesondere Pflanzen oder Teile von Pflanzen, auf die die Spritzflüssigkeit aufgespritzt bzw. aufgebracht werden soll, um diese zu behandeln.The term "soil" here includes in particular plants or parts of plants to which the spray liquid is to be sprayed or applied in order to treat them.
Die Spritzflüssigkeit weist zumindest ein Wirkmittel auf. Die Spritzflüssigkeit kann jedoch auch zwei oder mehrere Wirkmittel aufweisen. Das Wirkmittel kann ein Spritzmittel, d.h. ein Präparat bzw. Pflanzenschutzmittel, insbesondere ein Pflanzenschutzmittelkonzentrat aufweisen. Das Wirkmittel kann demnach bspw. ein Herbizid, Fungizid oder ein Insektizid (Pestizid) aufweisen. Das Wirkmittel kann jedoch auch ein Düngemittel, insbesondere ein Düngemittelkonzentrat aufweisen. Das Wirkmittel kann demnach einen Flüssigdünger und/oder einen Wachstumsregulator aufweisen. Das Wirkmittel kann hierbei als Flüssigkeit oder als Feststoff, bspw. in Form von Granulaten oder Pellets oder als voraufgelöster Feststoff, bspw. in Form von voraufgelösten Granulaten oder Pellets ausgebildet sein.The spray liquid has at least one active agent. However, the spray liquid may also have two or more active agents. The active agent may be a spraying agent, i. have a preparation or pesticide, in particular a pesticide concentrate. Accordingly, the active agent may, for example, comprise a herbicide, fungicide or an insecticide (pesticide). However, the active agent may also comprise a fertilizer, in particular a fertilizer concentrate. The active agent may accordingly have a liquid fertilizer and / or a growth regulator. In this case, the active agent can be formed as a liquid or as a solid, for example in the form of granules or pellets, or as a pre-dissolved solid, for example in the form of pre-dissolved granules or pellets.
Die Spritzflüssigkeit weist ferner bevorzugt eine Flüssigkeit, insbesondere eine Trägerflüssigkeit zum Verdünnen des Wirkmittels auf. Unter einer Trägerflüssigkeit kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Flüssigkeit verstanden werden, die ausgebildet ist, mit dem Wirkmittel vermischt zu werden, um ein Ausbringen bzw. Abgeben des Wirkmittel, bspw. des Pflanzenschutzmittels oder des Düngemittels zu ermöglichen oder zu verbessern. Denkbar ist auch, dass ein als Feststoff oder Granulat vorliegendes Wirkmittel in der Trägerflüssigkeit suspendiert wird. Denkbar ist ferner, dass ein in der Trägerflüssigkeit nicht-lösliches Wirkmittel in der Trägerflüssigkeit emulgiert wird. Die Trägerflüssigkeit ist bevorzugt Wasser.The spray liquid further preferably comprises a liquid, in particular a carrier liquid for diluting the active agent. In the context of the present invention, a carrier liquid can be understood as meaning a liquid which is designed to be mixed with the active agent in order to enable or to improve the dispensing or dispensing of the active agent, for example the crop protection agent or the fertilizer. It is also conceivable that a present as a solid or granules active agent is suspended in the carrier liquid. It is also conceivable that a non-soluble in the carrier liquid active agent is emulsified in the carrier liquid. The carrier liquid is preferably water.
Die Spritzflüssigkeit kann demnach bspw. ausgebildet sein als: Flüssigkeit, Suspension, Emulsion, Lösung oder eine Kombination daraus. Die Spritzflüssigkeit ist bevorzugt als mit Wasser verdünntes Pflanzenschutzmittel oder mit Wasser verdünntes Düngemittel ausgebildet. Die Spritzflüssigkeit kann eine Spritzbrühe sein.Accordingly, the spray liquid can be formed, for example, as: liquid, suspension, emulsion, solution or a combination thereof. The spray liquid is preferably formed as a water-diluted plant protection or water-diluted fertilizer. The spray liquid can be a spray mixture.
Die Spritzdüseneinheit ist ausgebildet die Spritzflüssigkeit, insbesondere auf eine landwirtschaftliche Fläche auszubringen. Die Spritzdüseneinheit weist mindestens eine Spritzdüse zum Ausbringen der Spritzflüssigkeit auf. Die Spritzdüseneinheit kann mindestens ein Ventil zum Steuern bzw. Regeln der ausgebrachten Spritzflüssigkeitsmenge aufweisen. Das Ventil kann der Spritzdüse vorgeschaltet, d.h. (in Strömungsrichtung der Spritzflüssigkeit) stromaufwärts der Spritzdüse angeordnet sein. Die Spritzdüseneinheit kann mehrere Spritzdüsen mit jeweils einem vorgeschalteten Ventil aufweisen. Die Spritzdüseneinheit kann ferner auch mehrere Spritzdüsen mit nur einem den Spritzdüsen vorgeschalteten Ventil aufweisen, so dass bei Betätigung des Ventils die Spritzflüssigkeit mittels aller Spritzdüsen der Spritzdüseneinheit ausgebracht wird. Demnach kann die Spritzdüseneinheit als Teilbreite eines Düsensystems ausgebildet sein. Das Ventil kann jedoch auch in der Spritzdüse bzw. den Spritzdüsen angeordnet bzw. integriert sein. Demnach kann die Spritzdüse steuerbar bzw. betätigbar, d.h. öffenbar und schließbar ausgebildet sein.The spray nozzle unit is designed to apply the spray liquid, in particular to an agricultural surface. The spray nozzle unit has at least one spray nozzle for dispensing the spray liquid. The spray nozzle unit may include at least one valve for controlling the amount of spray liquid discharged. The valve can be arranged upstream of the spray nozzle, that is to say (in the flow direction of the spray liquid) upstream of the spray nozzle. The spray nozzle unit may have a plurality of spray nozzles, each with an upstream valve. The spray nozzle unit may also have a plurality of spray nozzles with only one of the spray nozzles upstream valve, so that upon actuation of the valve, the spray liquid by means of all the spray nozzles of the Spray nozzle unit is applied. Accordingly, the spray nozzle unit may be formed as a partial width of a nozzle system. However, the valve can also be arranged or integrated in the spray nozzle or the spray nozzles. Accordingly, the spray nozzle can be controllable or actuated, ie be designed to be openable and closable.
Die Kameraeinheit weist zumindest eine Kamera auf. Die kann eine optische und/oder multispektrale und/oder hyperspektrale und/oder Infrarot- und/oder 3D-Kamera sein. Die Kameraeinheit kann ausgebildet sein, Bilder im NIR und/oder visuellen Bereich zu erfassen bzw. aufzunehmen.The camera unit has at least one camera. This can be an optical and / or multispectral and / or hyperspectral and / or infrared and / or 3D camera. The camera unit can be designed to capture or record images in the NIR and / or visual area.
Die Spritzdüseneinheit und die Kameraeinheit sind bevorzugt an einem Spritzgestänge der Spritzvorrichtung angeordnet. Zumindest eine Kamera der Kameraeinheit kann im Bereich eines äußeren Endes des Spritzgestänges angeordnet sein. Ferner oder alternativ kann zumindest eine Kamera der Kameraeinheit in einem Bereich, d.h. in der Nähe der Spritzdüseneinheit bzw. einer Spritzdüse angeordnet sein.The spray nozzle unit and the camera unit are preferably arranged on a spray boom of the spray device. At least one camera of the camera unit can be arranged in the region of an outer end of the spray boom. Further or alternatively, at least one camera of the camera unit may be located in an area, i. be arranged in the vicinity of the spray nozzle unit or a spray nozzle.
Der Schritt des Erfassens der Bildinformationen wird bevorzugt in einem definierten, insbesondere festen Zeitintervall durchgeführt. D.h., mit anderen Worten, dass die Bildinformationen mit einer definierten Wiederholrate erfasst werden.The step of acquiring the image information is preferably carried out in a defined, in particular fixed, time interval. That is, in other words, the image information is detected at a defined repetition rate.
Der Feldabschnitt kann ein Erfassungsabschnitt bzw. ein erfasster Bildabschnitt der Kamera sein.The field portion may be a captured portion of the camera.
Die Struktur ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Unkraut, Ungras, Nutzpflanze, Pflanzenrest, Stein, Holz, Unrat, Insekten, Muster, oder Teilen davon. Demnach kann die Struktur auch ein Blatt, eine Knospe oder ein anderes erfassbares Pflanzenteil sein.The structure is preferably selected from the group consisting of: weeds, grass, crop, plant residue, stone, wood, debris, insects, patterns, or parts thereof. Thus, the structure may also be a leaf, bud or other detectable plant part.
Die Struktur kann hierbei Teil des Erdbodens bzw. der Oberfläche des Erdbodens sein. Somit kann der Erdboden auch die Struktur umfassen.The structure may be part of the soil or the surface of the soil. Thus, the soil may also include the structure.
Bei der ermittelten Relativgeschwindigkeit der Kamera relativ zum Erdboden handelt es sich letztendlich um die Relativgeschwindigkeit des Spritzgestänges an der entsprechenden Position der Kamera. Ähnliches gilt für die Abstandsänderung zum Erdboden. Die Abstandänderung der Kameraeinheit bzw. der Kamera zum Erdboden ist bevorzugt eine Höhenänderung relativ zum Erdboden.The determined relative speed of the camera relative to the ground is ultimately the relative speed of the spray boom at the corresponding position of the camera. The same applies to the change in distance to the ground. The change in distance of the camera unit or the camera to the ground is preferably a change in height relative to the ground.
Im Schritt des Vergleichens der Bildinformationen, wird die Struktur der ersten Bildinformation mit der Struktur der zweiten Bildinformation verglichen. Der Schritt des Vergleichens kann somit einen Schritt des Identifizierens der Struktur in den beiden Bildinformationen umfassen. Hierbei wird insbesondere eine Position und/oder eine geometrische Eigenschaft der Struktur in der ersten Bildinformation mit der Position und/oder der geometrischen Eigenschaft der Struktur in der zweiten Bildinformation verglichen. Bevorzugt wird zur Ermittlung der Relativgeschwindigkeit der Kameraeinheit relativ zum Erdboden eine relative geometrische Verschiebung bzw. ein geometrischer Abstand der Struktur in den Feldabschnitten ermittelt. Die Ermittlung der relativen geometrischen Verschiebung erfolgt hierbei relativ zu den Feldabschnitten. Alternativ oder zusätzlich wird zur Ermittlung der Abstandsänderung der Kameraeinheit zum Erdboden eine relative Abmessungsänderung der Struktur in den Feldabschnitten ermittelt.In the step of comparing the image information, the structure of the first image information is compared with the structure of the second image information. The step of comparing may thus comprise a step of identifying the structure in the two image information. In this case, in particular a position and / or a geometric property of the structure in the first image information is compared with the position and / or the geometric property of the structure in the second image information. For determining the relative speed of the camera unit relative to the ground, a relative geometric displacement or a geometric distance of the structure in the field sections is preferably determined. The determination of the relative geometric displacement takes place here relative to the field sections. Alternatively or additionally, a relative dimensional change of the structure in the field sections is determined to determine the change in the distance of the camera unit to the ground.
Die Wirkmittelmenge kann insbesondere mittels einer Fördereinheit insbesondere ausgebildet, die Wirkmittelmenge in der auszubringenden Spritzflüssigkeit einzustellen. Die eingestellte Wirkmittelmenge ist dabei insbesondere derart gewählt, dass eine homogene Wirkmittelverteilung auf dem Erdboden resultiert. Demnach kann die Fördereinheit ausgebildet sein, eine Flüssigkeit und/oder ein Granulat unter Druck zu fördern bzw. zu leiten, insbesondere zu dosieren. Demnach kann die Fördereinheit bspw. jeweils ein/eine/einen oder mehrere Pumpen, Förderpumpen, Dosierpumpen, Druckspeicher, Förderschnecken, Ventile, Blenden etc. umfassen.The amount of active agent can in particular be formed by means of a delivery unit, in particular, to adjust the amount of active agent in the spray liquid to be dispensed. The set amount of active agent is chosen in particular such that a homogeneous agent distribution results on the ground. Accordingly, the delivery unit can be designed to convey or direct a liquid and / or a granulate under pressure, in particular to meter it. Accordingly, the delivery unit, for example, in each case one / a / one or more pumps, feed pumps, metering pumps, accumulators, screw conveyors, valves, diaphragms, etc. include.
Die eingestellte Position der Spritzdüseneinheit bzw. der Spritzdüse kann auch einen Winkel relativ zum Erdboden umfassen. Die eingestellte Position der Spritzdüseneinheit bzw. der Spritzdüse entspricht insbesondere eine SollPosition, welche die Spritzdüseneinheit bzw. die Spritzdüse ohne Verformung des Spritzgestänges hätte.The adjusted position of the spray nozzle unit or the spray nozzle may also include an angle relative to the ground. The set position of the spray nozzle unit or the spray nozzle corresponds in particular to a desired position, which would have the spray nozzle unit or the spray nozzle without deformation of the spray boom.
Die Position der Spritzdüseneinheit kann insbesondere mittels einer Positioniereinheit einstellbar sein. Die Positioniereinheit kann ausgebildet sein, die Spritzdüseneinheit relativ zum Erdboden anzuheben und zu senken und/oder die Spritzdüseneinheit entlang einer Bewegungsrichtung der Spritzvorrichtung nach vorne und nach hinten zu bewegen und/oder die Spritzdüseneinheit zu verkippen. Hierbei kann die Positioniereinheit auch ausgebildet sein, ein Spritzgestänge derart zu bewegen, dass die Spritzdüseneinheit die gewünschte Position einnimmt.The position of the spray nozzle unit can be adjustable in particular by means of a positioning unit. The positioning unit may be configured to raise and lower the spray nozzle unit relative to the ground and / or to move the spray nozzle unit forward and backward along a direction of movement of the spray device and / or to tilt the spray nozzle unit. In this case, the positioning unit can also be designed to move a spray boom such that the spray nozzle unit assumes the desired position.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es demnach möglich, mittels einer, insbesondere bereits vorhandenen Kamera an einer Spritzvorrichtung sehr einfach und kostengünstig eine Kompensation der Störfaktoren zur Einhaltung einer homogenen Wirkmittelverteilung auf dem Erdboden durchzuführen. Hierbei kann eine Kamera, welche zur Durchführung anderer Aufgaben bereits am Spritzgestänge montiert ist, zusätzlich verwendet werden, um zeitversetzt Bildinformationen mit einer Struktur auf dem Erdboden zu erfassen, so dass mittels der Steuereinrichtung durch einen Vergleich der Bildinformationen eine Relativgeschwindigkeit der Kameraeinheit relativ zum Erdboden und/oder eine Abstandsänderung der Kameraeinheit zum Erdboden ermittelt und in Abhängigkeit davon die Wirkmittelmenge in der auszubringenden Spritzflüssigkeit und/oder die Position der Spritzdüseneinheit relativ zu dem Erdboden eingestellt werden kann.By means of the method according to the invention, it is therefore possible to carry out a compensation of the disturbing factors for maintaining a homogeneous distribution of active agent on the ground very easily and inexpensively by means of a camera, in particular already existing on a spraying device. In this case, a camera, which is already mounted on the spray boom for performing other tasks, can be additionally used to provide time-shifted image information with a structure on the To detect soil, so that by means of the control device by comparing the image information, a relative speed of the camera unit relative to the ground and / or a change in the distance of the camera unit determined to the ground and depending on the amount of active agent in the auszubringenden spray liquid and / or the position of the spray nozzle unit relative to can be adjusted to the ground.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Spritzdüseneinheit eine Vielzahl von Spritzdüsen und die Kameraeinheit eine Vielzahl von Kameras aufweisen, wobei jeweils eine Kamera im Bereich einer Spritzdüse angeordnet ist und die Positioniereinheit ausgebildet ist, die Position jeder Spritzdüse relativ zum Erdboden separat einzustellen. Hierbei muss nicht jeder Spritzdüse jeweils eine separate Kamera zugeordnet sein. Vielmehr kann bspw. eine Kamera zwischen zwei Spritzdüsen angeordnet und beiden zugeordnet sein. Durch diese Maßnahme kann, z.B. mittels einer PWM(Pulsweitenmodulierten)-Ventilansteuerung die auszubringende Menge pro Zeiteinheit für jede Spritzdüse je nach Abstand zum Erdboden individuell eingestellt bzw. angepasst werden.Furthermore, it is advantageous if the spray nozzle unit has a multiplicity of spray nozzles and the camera unit has a multiplicity of cameras, one camera each being arranged in the region of a spray nozzle and the positioning unit being designed to set the position of each spray nozzle separately relative to the ground. In this case, not every spray nozzle must be assigned a separate camera. Rather, for example, a camera can be arranged between two spray nozzles and assigned to both. By this measure, e.g. by means of a PWM (Pulse Width Modulated) valve control the amount to be applied per unit time for each spray nozzle to be set or adjusted individually depending on the distance to the ground.
Vorteilhaft ist es, wenn die Kameraeinheit zumindest teilweise für weitere Aufgaben, insbesondere zur Erfassung von Pflanzeninformationen und/oder Bodeninformationen, insbesondere eines Bedeckungsgrades des Erdbodens durch Pflanzen verwendet wird. Hierdurch kann eine ohnehin bereits an der Spritzvorrichtung vorhandene Kamera zusätzlich für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden, ohne dass eine zusätzliche Kamera notwendig ist. It is advantageous if the camera unit is at least partially used for further tasks, in particular for detecting plant information and / or soil information, in particular a degree of coverage of the soil by plants. As a result, a camera already present on the spraying device can additionally be used for the method according to the invention, without the need for an additional camera.
Vorteilhaft ist auch ein Schritt des Ermittelns des Abbildungsmaßstabes der Kameraeinheit mittels
- - des Abstandes der Kameraeinheit zu dem Erdboden und des Abbildungsmaßstabes eines Objektivs der Kameraeinheit und/oder
- - eines Abgleichs der mittleren berechneten Geschwindigkeit der Kameraeinheit mit der Geschwindigkeit der Spritzvorrichtung, um eine Kalibrierung der Kameraeinheit für die Ermittlung der Relativgeschwindigkeit durchzuführen. Unter dem Abbildungsmaßstab ist hierbei die Pixelanzahl pro Längeneinheit auf dem Feld zu verstehen. Auf diese Weise kann sehr einfach und kostengünstig eine Kalibrierung der Pixelauflösung durchgeführt werden.
- - The distance of the camera unit to the ground and the magnification of a lens of the camera unit and / or
- - An adjustment of the mean calculated speed of the camera unit with the speed of the spray device to perform a calibration of the camera unit for the determination of the relative speed. The image scale here is to be understood as the number of pixels per unit length on the field. In this way, a calibration of the pixel resolution can be carried out very simply and inexpensively.
Vorteilhaft ist es ferner, wenn eine mittels zumindest einer weiteren Kamera der Kameraeinheit erfasste Spritzgestängeinformation empfangen wird, welche ein Verwinden und/oder Verbiegen des Spritzgestänges repräsentiert, um die Relativgeschwindigkeit und/oder die Abstandsänderung zu ermitteln. Durch diese Maßnahme kann die Ermittlung der Relativgeschwindigkeit und/oder der Abstandsänderung der Kamera noch genauer durchgeführt werden.It is furthermore advantageous if a spray boom information acquired by means of at least one further camera of the camera unit is received, which represents a twisting and / or bending of the spray boom, in order to determine the relative speed and / or the change in distance. By this measure, the determination of the relative speed and / or the change in distance of the camera can be performed even more accurate.
Figurenlistelist of figures
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung; -
2a, b eine schematische Darstellung des Vergleichs der Bildinformationen zur Ermittlung der relativen geometrischen Verschiebung; -
3a, b eine schematische Darstellung des Vergleichs der Bildinformationen zur Ermittlung der relativen Abmessungsänderung; -
4 eine schematische Darstellung der Steuereinrichtung; und -
5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens.
-
1 a schematic representation of an agricultural spray device; -
2a, b a schematic representation of the comparison of the image information for determining the relative geometric displacement; -
3a, b a schematic representation of the comparison of the image information to determine the relative dimensional change; -
4 a schematic representation of the control device; and -
5 a flowchart of a method.
In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung der Elemente verzichtet wird.In the following description of preferred embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and similar acting, wherein a repeated description of the elements is omitted.
In
Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung
Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung
Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung
Wie nachfolgend anhand der
In
In
Entsprechende Kalibrierungsmöglichkeiten der Kamera
Wie aus
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.If an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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