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Patent Searching and Data


Title:
DEVICE AND METHOD FOR REMOVING OR DESTROYING WEEDS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/173752
Kind Code:
A1
Abstract:
A device for removing or destroying weeds (12), comprising a first image-capturing apparatus (1) for capturing a first ground image (2), a data-processing unit (3), which is connected to the first image-capturing apparatus, and an agricultural appliance (4), which is controlled by the data-processing unit (3) and is designed for the removal or destruction, at specific points, of weeds, the data-processing unit (3) being designed to receive the first ground image (2) from the first image-capturing apparatus (1), to receive manually determined position data (13) from at least one connected terminal (10), which position data indicate the position of weeds (12) and/or cultivated plants (11) and/or ground structures, for example planting rows, identified in the first ground image (2) by one or more users, and to control the agricultural appliance (4) on the basis of the position data (13) in such a way that the agricultural appliance selectively removes or destroys the weeds (12).

Inventors:
NEUMANN ALBERT (AT)
SCHNEEMAYER ANDREAS (AT)
Application Number:
PCT/EP2020/054171
Publication Date:
September 03, 2020
Filing Date:
February 18, 2020
Export Citation:
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Assignee:
NEUMANN ALBERT (AT)
International Classes:
A01M7/00; A01B39/18; A01M21/00; G05D1/02
Foreign References:
EP3357332A12018-08-08
DE102017205293A12018-10-04
US20170359943A12017-12-21
US20170112118A12017-04-27
CN204930106U2016-01-06
Attorney, Agent or Firm:
PUCHBERGER & PARTNER PATENTANWÄLTE (AT)
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Claims:
Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Entfernung oder Vernichtung von Unkrautpflanzen (12),

umfassend

- eine erste Bildaufnahmeeinrichtung (1 ) zur Aufnahme eines ersten

Bodenbildes (2),

- eine damit verbundene Datenverarbeitungseinheit (3) und

- ein von der Datenverarbeitungseinheit (3) angesteuertes landwirtschaftliches Gerät (4), das zur punktuellen Entfernung oder Vernichtung von Unkraut ausgebildet ist,

dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinheit (3) dazu ausgeführt ist,

- das erste Bodenbild (2) von der ersten Bildaufnahmeeinrichtung (1 )

entgegenzunehmen,

- von zumindest einem verbundenen Endgerät (10) manuell bestimmte

Positionsdaten (13) entgegenzunehmen, welche die Position von auf dem ersten Bodenbild (2) durch einen oder mehrere Benutzer erkannten

Unkrautpflanzen (12) und/oder Kulturpflanzen (1 1 ) und/oder Bodenstrukturen, beispielsweise Pflanzreihen, kennzeichnen,

- das landwirtschaftliche Gerät (4) auf Grundlage der Positionsdaten (13) derart anzusteuern, dass es die Unkrautpflanzen (12) selektiv entfernt oder vernichtet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die

Datenverarbeitungseinheit (3) dazu ausgebildet ist, das erste Bodenbild (2) direkt oder über eine Kommunikationseinrichtung (5) an eine Vielzahl verbundener Endgeräte (10) zu übermitteln und von zumindest einem dieser Endgeräte (10) die Positionsdaten (13) entgegenzunehmen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die

Datenverarbeitungseinheit (3) dazu ausgeführt ist, das erste Bodenbild (2) über eine Kommunikationseinrichtung (5) an einen Server (6) zu übermitteln und vom Server (6) die Positionsdaten (13) entgegenzunehmen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass

- eine mit der Datenverarbeitungseinheit (3) verbundene zweite

Bildaufnahmeeinrichtung (1‘) zur Aufnahme eines zweiten Bodenbildes (2‘) vorgesehen ist, wobei

- die Datenverarbeitungseinheit (3) dazu ausgeführt ist,

o das zweite Bodenbild (2‘) von der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung (1‘) entgegenzunehmen und dem ersten Bodenbild (2) zur Bestimmung eines Verschiebungsvektors (14) zu überlagern,

o die Positionsdaten (13) um den Verschiebungsvektor (14) zu korrigieren, um korrigierte Positionsdaten (13‘) zu erhalten, und o das landwirtschaftliche Gerät (4) mit den korrigierten Positionsdaten (13‘) anzusteuern.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zweite

Bildaufnahmeeinrichtung (1‘) in unmittelbarer Nähe des landwirtschaftlichen Geräts (4) befindet, vorzugsweise in einem Abstand von unter 1 m und besonders bevorzugt auf diesem montiert ist oder ein Teil des landwirtschaftlichen Geräts (4) ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bildaufnahmeeinrichtung (1 ) und das landwirtschaftliche Gerät (4) auf einer Trägervorrichtung (7) mit einer Koppelvorrichtung (8) zur Verbindung mit einem fahrbaren Arbeitsgerät (9) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Bildaufnahmeeinrichtung (T) und das landwirtschaftliche Gerät (4) auf einer Trägervorrichtung (7) mit einer Koppelvorrichtung (8) zur Verbindung mit einem fahrbaren Arbeitsgerät (9) angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der ersten Bildaufnahmeeinrichtung (1 ) zur zweiten

Bildaufnahmeeinrichtung (1‘) mehr als 3 m, vorzugsweise mehr als 5 m, besonders bevorzugt mehr als 7 m beträgt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das landwirtschaftliche Gerät (4) ein zur punktuellen Bodenbearbeitung ausgeführtes Jätwerkzeug, eine zur punktuellen Bodenbearbeitung ausgeführte Unkrautspritze oder ein zur punktuellen Bodenbearbeitung ausgeführtes Flammgerät ist.

10. Fahrbares Arbeitsgerät (9), vorzugsweise autonom fahrbares Arbeitsgerät (9), umfassend eine Vorrichtung zur Entfernung oder Vernichtung von Unkraut nach einem der Ansprüche 1 bis 9.

11. Fahrbares Arbeitsgerät (9) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Entfernung oder Vernichtung von Unkraut derart am Arbeitsgerät (9) angeordnet ist, dass die erste Bildaufnahmeeinrichtung (1 )

a. in einem Winkel von etwa 90° zur Fahrtrichtung auf den Boden gerichtet ist, um Unkrautpflanzen (12) und/oder Kulturpflanzen (1 1 ) zu erfassen, oder

b. in einem Winkel von vorzugsweise zwischen etwa 5° und etwa 45° zur Fahrtrichtung nach vorne gerichtet ist, um Bodenstrukturen, beispielsweise Pflanzreihen, zu erfassen.

12. Fahrbares Arbeitsgerät (9) nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich die erste Bildaufnahmeeinrichtung (1 ) in der Fahrtrichtung des

Arbeitsgeräts (9) vor der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung (1‘) befindet.

13. Fahrbares Arbeitsgerät (9) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch

gekennzeichnet, dass die erste Bildaufnahmeeinrichtung (1 ) in Fahrtrichtung vor dem Arbeitsgerät (9) angeordnet ist und die zweite Bildaufnahmeeinrichtung (1‘) in Fahrtrichtung hinter dem Arbeitsgerät (9) angeordnet ist.

14. Fahrbares Arbeitsgerät (9) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch

gekennzeichnet, dass die maximale Fahrgeschwindigkeit des Arbeitsgeräts (9) im Betrieb unter 15 km/h, vorzugsweise unter 10 km/h, und besonders bevorzugt unter 5 km/h liegt.

15. Verfahren zur Entfernung oder Vernichtung von Unkrautpflanzen (12) mit einem, von einer Datenverarbeitungseinheit (3) angesteuerten landwirtschaftlichen Gerät (4), das zur punktuellen Entfernung oder Vernichtung von Unkrautpflanzen (12) ausgebildet ist, umfassend die folgenden Schritte:

a. Aufnahme eines ersten Bodenbildes (2) durch eine erste, mit der Datenverarbeitungseinheit (3) verbundenen Bildaufnahmeeinheit (1 ), b. Entgegennahme, durch die Datenverarbeitungseinheit (3), von einem

verbundenen Endgerät (10), manuell bestimmter Positionsdaten (13), welche die Position von auf dem ersten Bodenbild (2) durch einen oder mehrere Benutzer erkannten Unkrautpflanzen (12) und/oder Kulturpflanzen (1 1 ) und/oder Bodenstrukturen, beispielsweise Pflanzreihen, kennzeichnen,

c. Ansteuerung, durch die Datenverarbeitungseinheit (3), des

landwirtschaftlichen Geräts (4) auf Grundlage der Positionsdaten (13) zur selektiven Entfernung oder Vernichtung von Unkrautpflanzen (12).

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die

Datenverarbeitungseinheit (3) das erste Bodenbild (2) an eine Vielzahl

verbundener Endgeräte (10) übermittelt und von zumindest einem dieser

Endgeräte die Positionsdaten (13) entgegennimmt.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die

Datenverarbeitungseinheit (3) das erste Bodenbild (2) über eine

Kommunikationseinrichtung (5) an einen Server (6) übermittelt und vom Server (6) die Positionsdaten (13) entgegennimmt.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinheit (3)

- ein zweites Bodenbild (2‘) von einer zweiten Bildaufnahmeeinheit (1‘)

entgegennimmt und dem ersten Bodenbild (2) zur Bestimmung eines

Verschiebungsvektors (14) überlagert, und

- die Positionsdaten (13) zur Bestimmung korrigierter Positionsdaten (13‘) um den Verschiebungsvektor (14) korrigiert, und

- das landwirtschaftliche Gerät (4) mit den korrigierten Positionsdaten (13‘)

ansteuert. 19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Server (6) die ersten Bodenbilder (2) an eine Vielzahl verbundener Endgeräte (10) übermittelt, von zumindest einem der Endgeräte (10) Positionsdaten (13) entgegennimmt, und diese Positionsdaten (13) an die Datenverarbeitungseinheit (3) weiterleitet.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Server (6) von mehreren Endgeräten (10) Positionsdaten (13) entgegennimmt, und diese Vielzahl an Positionsdaten (13) einer statistischen Analyse unterwirft, beispielsweise einer Bestimmung des Mittelwerts und der Standardabweichung der Positionsdaten (13), und das Ergebnis der statistischen Analyse an die Datenverarbeitungseinheit (3) weiterleitet.

21. Computerlesbares Speichermedium, dadurch gekennzeichnet, dass es

computerlesbare Instruktionen umfasst, die eine Datenverarbeitungseinheit (2) zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 15 bis 20 veranlassen.

Description:
Vorrichtung und Verfahren zur Entfernung oder Vernichtung von Unkrautpflanzen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Entfernung oder

Vernichtung von Unkrautpflanzen, sowie ein Arbeitsgerät mit einer derartigen

Vorrichtung.

Im modernen Biolandbau, aber auch in der konventionellen Landwirtschaft, ist die gezielte Unkrautbekämpfung, vor allem bei Spezialkulturen von Kulturpflanzen, insbesondere Nutzpflanzen wie Zuckerrübe, Gemüse und dergleichen, oder

Zierpflanzen wie Stauden oder Schnittblumen, eine Herausforderung. Zwar existieren Vorrichtungen, welche mittels einer optischen Kamerasteuerung in der Lage sind, Kulturpflanzen von Unkrautpflanzen zu unterscheiden. Dabei fährt ein Arbeitsgerät, beispielsweise ein Traktor oder ein Roboter mit einem Systemaufbau über das

Ackerfeld und eine Kamera macht Einzelbilder von den Kultur- und Unkrautpflanzen. Diese Bilder werden in einem Computer mittels künstlicher Intelligenz in Echtzeit verarbeitet. Der Computer soll dabei die exakte Position der Kulturpflanzen bestimmen und dem Gerät zur Unkrautentfernung weitergeben. Bei optimalen Verhältnissen gelingt dies auch, und die Maschine entfernt das Unkraut, ohne dabei die Kulturpflanze zu zerstören. Diese bekannten Systeme arbeiten jedoch nur zufriedenstellend, wenn wenig Unkraut vorhanden ist, sich die Kulturpflanze deutlich von den Unkrautpflanzen unterscheidet, und gute Licht- und Windverhältnisse vorherrschen.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine Echtzeit-Erkennung der

Unkrautpflanzen und anderer Bodeneigenschaften auch im Falle vieler Unkräuter, sowie bei schlechten optischen und klimatischen Verhältnissen zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.

Erfindungsgemäß werden direkt am Feld Bilder von zumindest einer Kamera

aufgenommen und als Ganzes oder in Teilbildern an zumindest ein Endgerät

übermittelt. Das Endgerät kann direkt vor Ort angeordnet sein, oder in einem Netzwerk wie dem Internet. An dem oder den Endgeräten betrachten menschliche Nutzer diese Bilder und bestimmen mit Hilfe von Eingabegeräten die Positionen von Kulturpflanzen, Unkrauptflanzen oder Bodenstrukturen. Diese Positionsdaten werden zurück an ein Gerät zur Unkrautentfernung übermittelt, wodurch dieses in die Lage versetzt wird, den Boden zu bearbeiten, ohne die Kulturpflanzen zu schädigen.

In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass ein Traktor oder ein anderes Arbeitsgerät wie z.B. ein Roboter mit dem Systemaufbau über das Ackerfeld mit einer bestimmten Geschwindigkeit fährt. Eine Kamera, welche auch am Frontanbau des Traktors angebracht werden kann, macht Einzelbilder von den Kultur- und Unkrautpflanzen. Diese Bilder werden von einer Datenverarbeitungseinheit wie einem Computer gegebenenfalls an einen Router weitergeleitet, welcher kabellos über Funk, LTE, 5G, WLAN oder dergleichen die Bilder der Pflanzen auf einen Server sendet. Über ein Interface können Menschen (Teleworker) von deren PC-Arbeitsplatz (oder Tablet, Handy und dergleichen) die Kulturpflanzen oder umgekehrt die

Unkrautpflanzen mittels Mausklick oder Touchscreen-Interaktion auswählen. Der Server vergleicht die Ergebnisse und wertet diese gegebenenfalls statistisch aus. Dadurch werden falsche Pflanzenbestimmungen aussortiert, und die korrekte Position (x/y- Koordinate) der Kulturpflanzen und/oder der Unkrautpflanzen bestimmt. Dieses

Ergebnis wird gegebenenfalls über den Router an den Computer zurück gesendet. In der Zwischenzeit hat sich die Position des Traktors und somit auch die Position der Pflanzen gegenüber der vorderen Kamera geändert. Mittels einer Software werden auf den Einzelbildern der Kamera und den statistisch ausgewerteten Ergebnisbildern der Teleworker eindeutige Punkte identifiziert und einander zugeordnet. Dadurch kann die ermittelte Position (x/y-Koordinate) an das Gerät zur Unkrautentfernung weitergegeben werden, welches auch abschließend die Unkräuter entfernt. Die Bildübertragung kann mittels Funk an einen Server erfolgen, welcher die Bilder über ein Web-Interface an Teleworker weltweit bereitstellt. Mittels eines einfachen Login- Verfahrens auf einer Webseite können somit beliebig viele menschliche Benutzer an der Pflanzenerkennung teilnehmen. Die Pflanzenerkennung kann auch als Spiel oder Captcha-Algorithmus implementiert werden, um von möglichst vielen menschlichen Benutzern Rückmeldungen zu erhalten.

Da mehrere Teleworker gleichzeitig dieselben Aufgaben zugeteilt bekommen, können die Ergebnisse auch durch einen Server oder durch die Datenverarbeitungseinheit statistisch ausgewertet werden, um Fehlbestimmungen zu eliminieren. Danach kann das Bild mit den Positionsdaten an den Computer vor Ort mittels Funk zurückgesendet werden. Zu dem Zeitpunkt to + At kommen die Informationen der erkannten Pflanzen von den Teleworkern am Ackerfeld zurück, während gegebenenfalls mit einer zweiten Kamera laufend weitere Bilder aufgenommen werden.

Das zurückgesendete Bild der ersten Kamera mit den Positionsdaten der

Pflanzenpositionen (x/y-Koordinate) kann mittels Software mit den laufenden

Bildaufnahmen einer zweiten Kamera, welche mit dem Gerät zur Unkrautentfernung starr verbunden ist, übereinandergelegt werden. Dadurch wird die Positionsänderung des ganzen Systems vom Zeitpunkt to zum Zeitpunkt to+At kompensiert und die Lage der erkannten Pflanzen gegenüber der Maschine zur Unkrautentfernung synchronisiert. Durch die somit absolute Definition der Position der Pflanzen kann die korrekte

Ansteuerung des Gerätes zur Unkrautentfernung vom Computer vorgenommen werden.

Insbesondere umfasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Entfernung oder

Vernichtung von Unkrautpflanzen eine erste Bildaufnahmeeinrichtung zur Aufnahme eines ersten Bodenbildes, eine damit verbundene Datenverarbeitungseinheit und ein von der Datenverarbeitungseinheit angesteuertes landwirtschaftliches Gerät, das zur punktuellen Entfernung oder Vernichtung von Unkraut ausgebildet ist. Die

Datenverarbeitungseinheit, beispielsweise ein Computer, ist dazu ausgeführt, das erste Bodenbild von der ersten Bildaufnahmeeinrichtung entgegenzunehmen. Die Datenverarbeitungseinheit ist ferner dazu ausgebildet, von zumindest einem verbundenen Endgerät manuell ermittelte Positionsdaten entgegenzunehmen, welche die Position von auf dem ersten Bodenbild durch einen oder mehrere Benutzer erkannten Unkrautpflanzen und/oder Kulturpflanzen und/oder Bodenstrukturen, beispielsweise Pflanzreihen, kennzeichnen. Die Datenverarbeitungseinheit ist ferner dazu ausgeführt, das landwirtschaftliche Gerät mit den korrigierten Positionsdaten derart anzusteuern, dass es die Unkrautpflanzen selektiv entfernt oder vernichtet.

Die Datenverarbeitungseinheit kann dazu ausgebildet sein, das erste Bodenbild direkt oder über eine Kommunikationseinrichtung an zumindest ein, vorzugsweise jedoch eine Vielzahl verbundener Endgeräte zu übermitteln und von zumindest einem dieser Endgeräte die Positionsdaten entgegenzunehmen. Beispielsweise können sich die Datenverarbeitungseinheit und die Endgeräte in einem gemeinsamen Netzwerk, beispielsweise W-LAN, befinden. Die Datenverarbeitungseinheit kann aber auch das erste Bodenbild über eine Kommunikationseinrichtung an einen Server übermitteln und vom Server die Positionsdaten entgegennehmen. Insbesondere können sich die

Datenverarbeitungseinheit, der Server und die Endgeräte im Internet oder einem anderen Netzwerk befinden. Im Falle einer Verbindungsstörung kann jedoch auch vorgesehen sein, dass an der Datenverarbeitungseinheit selbst Eingaben gemacht werden können, beispielsweise vom Fahrer des Arbeitsgeräts.

Erfindungsgemäß ist insbesondere auch eine rein lokale Anwendung vorgesehen, bei der sich die Datenverarbeitungseinheit und die Endgeräte der Benutzer in einem gemeinsamen Netzwerk befinden, beispielsweise in einem ad-hoc aufgebauten W-LAN. Die Benutzer können sich auch direkt am Feld oder in der Nähe des Arbeitsgeräts befinden.

Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass eine mit der

Datenverarbeitungseinheit verbundene zweite Bildaufnahmeeinrichtung zur Aufnahme eines zweiten Bodenbildes vorgesehen ist, um einen laufenden Betrieb zu ermöglichen. Die Datenverarbeitungseinheit ist dabei dazu ausgeführt, das zweite Bodenbild von der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung entgegenzunehmen und dem ersten Bodenbild zu überlagern, um einen ein- oder zweidimensionalen Verschiebungsvektor zu erhalten. Der Verschiebungsvektor kann dann verwendet werden, um die Positionsdaten zu korrigieren, sodass korrigierte Positionsdaten erhalten werden. Das landwirtschaftliche Gerät kann dann mit den korrigierten Positionsdaten angesteuert werden. Dadurch können Ungenauigkeiten ausgeglichen werden, die entstehen, wenn die

Geschwindigkeit des Arbeitsgeräts und der zeitliche Abstand zwischen Aufnahme eines Bildes und Aktivierung des landwirtschaftlichen Geräts nicht exakt aufeinander abgestimmt sind.

Die erste und/oder die zweite Bildaufnahmeeinrichtung können sich in unmittelbarer Nähe des landwirtschaftlichen Geräts befinden, vorzugsweise in einem Abstand von unter 1 m und besonders bevorzugt auf diesem montiert sein oder ein Teil des landwirtschaftlichen Geräts sein. Die erste Bildaufnahmeeinrichtung und das

landwirtschaftliche Gerät können auf einer Trägervorrichtung mit einer

Koppelvorrichtung zur Verbindung mit einem fahrbaren Arbeitsgerät angeordnet sein. Auch die zweite Bildaufnahmeeinrichtung und das landwirtschaftliche Gerät können auf einer Trägervorrichtung mit einer Koppelvorrichtung zur Verbindung mit einem fahrbaren Arbeitsgerät angeordnet sein.

Der Abstand der ersten Bildaufnahmeeinrichtung zur zweiten Bildaufnahmeeinrichtung kann mehr als 3 m, vorzugsweise mehr als 5 m, besonders bevorzugt mehr als 7 m betragen.

Das landwirtschaftliche Gerät kann ein zur punktuellen Bodenbearbeitung ausgeführtes Jätwerkzeug, eine zur punktuellen Bodenbearbeitung ausgeführte Unkrautspritze, ein zur punktuellen Bodenbearbeitung ausgeführtes Flammgerät oder dergleichen sein.

Die Erfindung umfasst ferner ein fahrbares Arbeitsgerät mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Entfernung oder Vernichtung von Unkraut. Vorzugsweise kann es sich dabei um ein autonom fahrbares Arbeitsgerät handeln. Die Vorrichtung zur Entfernung oder Vernichtung von Unkraut kann derart am Arbeitsgerät angeordnet sein, dass die erste Bildaufnahmeeinrichtung in einem Winkel von etwa 90° zur Fahrtrichtung auf den Boden gerichtet ist, um Unkrautpflanzen und/oder Kulturpflanzen besonders deutlich zu erfassen. Alternativ kann die Vorrichtung zur Entfernung oder Vernichtung von Unkraut auch derart am Arbeitsgerät angeordnet sein, dass die erste Bildaufnahmeeinrichtung in einem Winkel von vorzugsweise zwischen etwa 5° und etwa 45° zur Fahrtrichtung nach vorne gerichtet ist, um Bodenstrukturen, insbesondere Pflanzreihen, besonders gut zu erfassen. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die erste

Bildaufnahmeeinrichtung mittig zwischen den Rädern des Arbeitsgeräts angeordnet ist. Der Winkel der ersten Bildaufnahmeeinrichtung zur Fahrtrichtung kann verstellbar sein.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung zur Entfernung oder Vernichtung von Unkraut derart am Arbeitsgerät angeordnet ist, dass sich in der Fahrtrichtung des Arbeitsgeräts die erste Bildaufnahmeeinrichtung vor der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung befindet. Insbesondere kann die erste

Bildaufnahmeeinrichtung in Fahrtrichtung vor dem Arbeitsgerät und die zweite

Bildaufnahmeeinrichtung in Fahrtrichtung hinter dem Arbeitsgerät angeordnet sein.

Es kann vorgesehen sein, dass die maximale Fahrgeschwindigkeit des Arbeitsgeräts im Betrieb unter 15 km/h, vorzugsweise unter 10 km/h, und besonders bevorzugt unter 5 km/h liegt, um zu erreichen, dass ausreichend Zeit zur Hin- und Fler-Übermittlung der Datensätze und zur Detektion der Pflanzen bleibt.

Die Erfindung erstreckt sich ferner auf ein Verfahren zur Entfernung oder Vernichtung von Unkraut mit einem, von einer Datenverarbeitungseinheit angesteuerten

landwirtschaftlichen Gerät, das zur punktuellen Entfernung oder Vernichtung von Unkrautpflanzen ausgebildet ist. Ein erfindungsgemäßes Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte:

In einem ersten Schritt, Aufnahme eines ersten Bodenbildes durch eine erste, mit der Datenverarbeitungseinheit verbundenen Bildaufnahmeeinheit.

In einem weiteren Schritt, Entgegennahme, durch die Datenverarbeitungseinheit, von einem verbundenen Endgerät, manuell bestimmter Positionsdaten, welche die Position von auf dem ersten Bodenbild durch einen oder mehrere Benutzer erkannten

Unkrautpflanzen und/oder Kulturpflanzen und/oder Bodenstrukturen, beispielsweise Pflanzreihen, kennzeichnen. In einem weiteren Schritt, Ansteuerung, durch die Datenverarbeitungseinheit, des landwirtschaftlichen Geräts auf Grundlage der Positionsdaten zur selektiven Entfernung oder Vernichtung von Unkrautpflanzen.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Datenverarbeitungseinheit das erste Bodenbild an eine Vielzahl verbundener Endgeräte übermittelt und von zumindest einem dieser Endgeräte die Positionsdaten entgegennimmt. Die

Datenverarbeitungseinheit kann das erste Bodenbild über eine

Kommunikationseinrichtung an einen Server übermitteln und vom Server die

Positionsdaten entgegennehmen.

Die Datenverarbeitungseinheit kann auch ein zweites Bodenbild von einer zweiten Bildaufnahmeeinheit entgegennehmen und dem ersten Bodenbild zur Bestimmung eines Verschiebungsvektors überlagern, und die Positionsdaten zur Bestimmung korrigierter Positionsdaten um den Verschiebungsvektor korrigieren, und das landwirtschaftliche Gerät mit den korrigierten Positionsdaten ansteuern.

Der Server kann die ersten Bodenbilder an eine Vielzahl verbundener Endgeräte übermitteln, von zumindest einem der Endgeräte Positionsdaten entgegennehmen, und diese Positionsdaten an die Datenverarbeitungseinheit weiterleiten.

Der Server kann auch von mehreren Endgeräten Positionsdaten entgegennehmen, und diese Vielzahl an Positionsdaten einer statistischen Analyse unterwerfen,

beispielsweise einer Bestimmung des Mittelwerts und der Standardabweichung der Positionsdaten, und das Ergebnis der statistischen Analyse an die

Datenverarbeitungseinheit weiterleiten. Beispielsweise kann der Server eine

Bestimmung des Mittelwerts und der Standardabweichung der Positionsdaten vornehmen.

Die Erfindung betrifft ferner ein computerlesbares Speichermedium, das

computerlesbare Instruktionen umfasst, die eine Datenverarbeitungseinheit, die mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. einem erfindungsgemäßen Arbeitsgerät verbunden ist, zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens veranlassen. Beim Server muss es sich nicht um einen physisch vorhandene Komponente handeln, sondern es kann sich auch um einen Software-Server handeln. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Server als Software-Server in der Datenverarbeitungseinheit am Arbeitsgerät integriert ist, sodass kein weiterer Server erforderlich ist, sondern die Datenverarbeitungseinheit beide Rollen übernimmt.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung und ein erfindungsgemäßes Verfahren können insbesondere auch dazu verwendet werden, eindimensionale Bodenstrukturen wie Kulturreihen (Pflanzreihen) zu erkennen und das landwirtschaftliche Gerät

entsprechend anzusteuern, dass eine Bodenbearbeitung neben den Kulturreihen erfolgt. Hierzu kann eine Kamera unten durch das Arbeitsgerät, zwischen den Reifen mittig auf die Kulturreihe positioniert werden. Eine auf der Kameralinse markierte Mittellinie kann dabei immer ein paar Meter vor der Kamera auf die Reihe positioniert werden. Das aufgenommene Bild wird an Endgeräte gesendet und die manuellen Benutzer erkennen die Positionen der Kulturreihe, die als Positionsdaten

zurückgeschickt werden. Dabei müssen nur eindimensionale (links/rechts)

Positionsdaten verarbeitet werden, sodass sowohl die Erkennung, als auch die

Verarbeitung schneller erfolgt. Das landwirtschaftliche Gerät kann somit den Boden exakt zwischen den Kulturreihen bearbeiten, wo auch das Unkraut entfernt werden kann.

Weitere erfindungsgemäße Merkmale ergeben sich aus den Patentansprüchen, den Figuren und der Beschreibung der Ausführungsbeispiele.

Die Erfindung wird nun an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer

erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer

erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Überlagerung und Zusammenfügung der aufgenommenen Bilder. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Vorrichtung umfasst eine Trägervorrichtung 7 mit einer ersten Bildaufnahmeeinrichtung 1 in Form einer Kamera und einer zweiten Bildaufnahmeeinrichtung V in Form einer Kamera. Die beiden Kameras sind entlang der Fahrtrichtung 15 eines Arbeitsgeräts 9, beispielsweise eines Traktors, in einem Abstand von hier etwa 4 m auf der Trägervorrichtung 7 angeordnet und weisen nach unten, sodass sie die Vegetation am Boden aufnehmen können.

Die Trägervorrichtung 7 ist über eine Koppelvorrichtung 8 am Fleck des Arbeitsgeräts 9 befestigt. In diesem Ausführungsbeispiel sind beide Kameras 1 , V in Fahrtrichtung 15 hinter dem Arbeitsgerät 9 angeordnet. Die erste Bildaufnahmeeinrichtung 1 ist in Fahrtrichtung 15 vor der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung V angeordnet.

In unmittelbarer Nähe der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung 1‘, nämlich in einem Abstand von weniger als 0,5m, befindet sich ein landwirtschaftliches Gerät 4, das das zur punktuellen Entfernung oder Vernichtung von Unkraut ausgebildet ist. Im

gegenständlichen Ausführungsbeispiel handelt es sich dabei um ein automatisches Jätwerkzeug. Dieses wird von einer Datenverarbeitungseinheit 3 mit x- und y- Koordinaten angesteuert und entfernt automatisch jene Pflanzen, die sich in einem von der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung V aufgenommenen Bild an dieser

Koordinatenstelle befinden. Zu diesem Zweck ist das landwirtschaftliche Gerät 4 über eine Datenschnittstelle drahtlos oder drahtgebunden mit der Datenverarbeitungseinheit 3 verbunden.

Im Betrieb bewegt sich das Arbeitsgerät 9 entlang der Fahrtrichtung 9 mit einer geringen Geschwindigkeit, im vorliegenden Ausführungsbeispiel etwa mit 5 km/h.

Die erste Bildaufnahmeeinrichtung 1 nimmt während der Fahrt laufend erste

Bodenbilder 2 auf und übermittelt diese an die Datenverarbeitungseinheit 3. Dabei hat der schematisch dargestellte, von den Kameras abgedeckte Bodenbereich in diesem Ausführungsbeispiel eine Abmessung von etwa 2,5m Breite und etwa 3m Länge.

Die Datenverarbeitungseinheit 3 übermittelt die ersten Bodenbilder 2 über eine

Kommunikationseinrichtung 5, beispielsweise einen WLAN- oder LTE-Router, an einen entfernten Server 6 im Internet. Der Server 6 verteilt die ersten Bodenbilder 2 an eine Vielzahl von Endgeräten 10, die sich ebenfalls im Internet befinden. Die Endgeräte 10 können schon vorab eine

Verbindung mit dem Server 6 aufgebaut haben und laufend mit dem Server 6 in

Verbindung stehen.

Auf den Endgeräten 10 werden die Bodenbilder 2 menschlichen Benutzern zur Ansicht gebracht. Bei diesen Benutzern handelt es sich um Personen, die Kenntnisse über Kulturpflanzen und Unkrautpflanzen haben, und somit auf den Bodenbildern 2 zwischen Kulturpflanzen und Unkrautpflanzen unterscheiden können. Zur Darstellung der

Bodenbilder 2 können diese mit einem x-/y - Raster überlagert, sodass die Benutzer einfach angeben können, in welchem der Rasterblöcke sich Unkrautpflanzen befinden. Die Benutzer wählen jene Blöcke aus, in denen sich Unkrautpflanzen befinden; diese x- und y-Koordinaten werden als Positionsdaten 13 von den Endgeräten 10 an den Server 6 zurückgesendet. Dabei ist es nicht erforderlich, dass sämtliche Endgeräte 10

Positionsdaten 13 zurücksenden; wichtig ist jedoch, dass die Antwort binnen einer kurzen Zeitspanne erfolgt. Die Positionsdaten 13 werden vom Server 6 an die

Datenverarbeitungseinheit 3 zurückgesendet.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Bodenbilder 2 ohne ein spezifisches Raster angezeigt werden. Die Benutzer bestimmen dann mittels geeigneter

Eingabegeräte, beispielsweise einer Maus oder einem Touch-Screen, die

Positionsdaten 13, die dann von den Endgeräten 10 an den Server 6 gesendet werden.

Im vorliegenden Beispiel bewegt sich das Arbeitsgerät 9 mit einer Geschwindigkeit von 5 km/h in der Fahrtrichtung 15. Der Abstand zwischen erster Bildaufnahmeeinrichtung 1 und zweiter Bildaufnahmeeinrichtung beträgt etwa 4 m. Folglich erreicht die zweite Bildaufnahmeeinrichtung V nach etwa 3 Sekunden die Stelle des ersten Bodenbildes. Dies ist bereits ausreichend, um zumindest eine Rückmeldung eines der Endgeräte 10 bezüglich der Positionsdaten 13 von Unkrautpflanzen zu erhalten.

Die Datenverarbeitungseinheit 3 nimmt die vom Server 6 gesendeten Positionsdaten 13 entgegen. Wenn mehrere Positionsdatendatensätze 13 von verschiedenen Endgeräten einlangen, berechnet die Datenverarbeitungseinheit 3 daraus einen Mittelwert. Um die tatsächliche Position des Arbeitsgeräts 4 in Bezug auf den Boden festzustellen, empfängt die Datenverarbeitungseinheit 3 nun von der zweiten

Bildaufnahmeeinrichtung V ein zweites Bodenbild 2‘. Die Datenverarbeitungseinheit 3 überlagert nun das erste Bodenbild 2 mit dem zweiten Bodenbild 2‘ und bestimmt daraus einen Verschiebungsvektor 14.

Fig. 2 veranschaulicht die Bestimmung des Verschiebevektors 14 aus den beiden Bodenbildern 2, 2‘. Der linke Bereich zeigt das erste Bodenbild 2 zum Zeitpunkt to, in dem zwei Unkrautpflanzen 12 und eine Kulturpflanze 1 1 identifiziert wurden. Eine der identifizierten Unkrautpflanzen 12 befindet sich an der Position x 0 , yo- Das Arbeitsgerät 9 bewegt sich in Fahrtrichtung 15 weiter, und wenige Sekunden später, zum Zeitpunkt to+At, wird das zweite Bodenbild 2‘ aufgenommen. Das zweite Bodenbild 2‘ ist in der Regel jedoch nicht identisch mit dem ersten Bodenbild 2, sodass es nicht korrekt wäre, die Pflanze an der Position x 0 , yo zu entfernen. Die Datenverarbeitungseinheit 3 überlagert deshalb die beiden Bilder unter Verwendung herkömmlicher

Bildverarbeitungsbibliotheken und stellt einen Überlappungsbereich 16 fest, in dem die Bilder identisch sind. Der Verschiebungsvektor 14 wird als jene Distanz Ay identifiziert, um die die beiden Bodenbilder 2, 2‘ relativ zueinander in Fahrtrichtung 15 verschoben sind.

In Folge korrigiert die Datenverarbeitungseinheit die Positionsdaten 13 um den

Verschiebungsvektor 14. Mit anderen Worten, die x- und y-Koordinaten der detektierten Unkrautpflanze 12 werden um den Verschiebungsvektor 14 reduziert, um korrigierte Positionsdaten 13‘ zu erhalten. Die Datenverarbeitungseinheit 3 steuert nun das landwirtschaftliche Gerät 4 mit den korrigierten Positionsdaten 13‘ derart an, dass es die erkannte Unkrautpflanzen 12 an der Position (x 0 ‘,yo‘) = (xo, yo - Ay) entfernt oder auf chemischem Wege vernichtet. Selbstverständlich ist dieses Verfahren nicht auf eindimensionale Verschiebungsvektoren 14 beschränkt.

Fig. 3 zeigt eine weitere schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Vorrichtung umfasst wiederum eine

Trägervorrichtung 7, an der jedoch nur die zweite Bildaufnahmeeinrichtung V in Form einer Kamera angeordnet ist. Die erste Bildaufnahmeeinrichtung 1 ist nicht an der Trägervorrichtung 7, sondern an einer zweiten Koppelvorrichtung 8 an der Front des Arbeitsgeräts 9 angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass die gesamte Länge des Arbeitsgeräts 9 genutzt werden kann, um eine möglichst lange Zeitspanne zur Detektion der Unkrautpflanzen zu ermöglichen. Folglich kann die Trägervorrichtung 7 in dieser Ausführung kürzer ausgeführt sein, oder das Arbeitsgerät 9 kann mit einer höheren Geschwindigkeit bewegt werden. Die weiteren Merkmale dieses Ausführungsbeispiels entsprechen jenen des

Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1.

In einer weiteren Ausführungsform kann das Arbeitsgerät nur mit einer einzigen

Bildaufnahmeeinrichtung 1 in Form einer Kamera ausgestattet sein. In dieser

Ausführungsform stoppt das Arbeitsgerät, nimmt ein Bild des Bodens auf und wartet auf die Rückmeldung mit den Positionsdaten von den Endgeräten, bevor das

landwirtschaftliche Gerät den Boden an den entsprechenden Positionsdaten bearbeitet. Danach bewegt sich das Arbeitsgerät um eine definierte Distanz weiter und es wird das nächste Bild aufgenommen. Diese Ausführung ist insbesondere dann sinnvoll, wenn es sich bei dem Arbeitsgerät um ein autonom fahrbares Fahrzeug, beispielsweise einen Roboter, handelt.

Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf die dargestellten Ausführungsformen, sondern umfasst sämtliche Vorrichtungen und Verfahren im Rahmen der nachfolgenden Patentansprüche.

Bezugszeichenliste

1 , 1‘ Bildaufnahmeeinrichtung

2, 2‘ Bodenbild

3 Datenverarbeitungseinheit

4 Landwirtschaftliches Gerät

5 Kommunikationseinrichtung

6 Server

7 Trägervorrichtung

8 Koppelvorrichtung

9 Fahrbares Arbeitsgerät

10 Endgerät

11 Kulturpflanze

12 Unkrautpflanzen

13, 13‘ Positionsdaten

14 Verschiebungsvektor

15 Fahrtrichtung

16 Überlappungsbereich