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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR IDENTIFYING WEEDS IN A PLANT ROW OF AN AGRICULTURAL AREA
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/110207
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for identifying weeds (18) in a plant row (20) of an agricultural area, wherein respective extent characteristic figures are determined for defined plant portions (26) of a defined crop plant region in image information (10), wherein the extent characteristic figure represents a ratio of a width value and a length value of the relevant defined plant portion (26), wherein the image information (10) is subdivided into transverse regions (28) and longitudinal regions (30), wherein the length value is the number of transverse regions (28) over which the relevant defined plant portion (26) extends in a defined longitudinal direction (34), and the width value is a sum of partial width values, wherein the partial width values represent the number of longitudinal regions (30) over which the relevant defined plant portion (26) extends in a defined transverse direction (38) in the respective transverse regions (28) proceeding from a defined plant row midpoint line (22) of the relevant plant row (20), wherein the extent characteristic figure of the relevant plant portion is compared with a frequency distribution of extent characteristic figures of defined plant portions (26) of previously identified plants (16, 18), and the plants (16, 18) which have an associated plant portion (26) having an extent characteristic figure whose frequency is less than or equal to a defined frequency threshold value of the frequency distribution are identified as weeds (18) in an identified plant row (20).

Inventors:
KHANI FARID (DE)
WEIMER ANDREAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/080199
Publication Date:
June 22, 2023
Filing Date:
October 28, 2022
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
International Classes:
G06V10/25; A01B79/00; G06V10/44; G06V10/764; G06V20/10
Foreign References:
US10255670B12019-04-09
DE102017210804A12018-12-27
Other References:
"PATTERN CLASSIFICATION.", 9 November 2000, NEW YORK, JOHN WILEY & SONS., US, ISBN: 978-0-471-05669-0, article DUDA RICHARD O. ET AL: "Introduction", pages: 1 - 19, XP093007155, 027686
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Claims:
Ansprüche

1. Verfahren (100) zum Identifizieren von Beikräutern (18) in einer Pflanzenreihe (20) einer landwirtschaftlichen Fläche, mit den Schritten:

- Empfangen (102) einer Bildinformation (10) von einem mittels einer optischen Erfassungseinheit erfassten Feldabschnitt (12) einer landwirtschaftlichen Fläche mit Pflanzen (14, 16, 18);

- Identifizieren (104) von zumindest einer Pflanzenreihe (20) in der Bildinformation (10) unter Verwendung von identifizierten Pflanzen (14, 16, 18) mittels einer Recheneinheit;

- Definieren (106) eines die zumindest eine identifizierte Pflanzenreihe (20) umfassenden Kulturpflanzenbereiches (24) unter Verwendung der zumindest einen identifizierten Pflanzenreihe (20) in der Bildinformation (10) mittels der Recheneinheit;

- Ermitteln (110) jeweils einer Ausdehnungskennzahl für definierte Pflanzenabschnitte (26) der identifizierten Pflanzen (14, 16, 18) des definierten Kulturpflanzenbereiches (24) in der Bildinformation (10) mittels der Recheneinheit, wobei die Ausdehnungskennzahl ein Verhältnis eines Breitenwerts und eines Längenwerts des jeweiligen definierten Pflanzenabschnitts (26) repräsentiert, wobei die Bildinformation (10) in Querbereiche (28) und in Längsbereiche (30) unterteilt ist, wobei der Längenwert die Anzahl der Querbereiche (28), über die sich der jeweilige definierte Pflanzenabschnitt (26) in einer definierten Längsrichtung (34) erstreckt, repräsentiert, und der Breitenwert eine Summe von Teilbreitenwerten ist, wobei die Teilbreitenwerte die Anzahl der Längsbereiche (30), über die sich der jeweilige definierte Pflanzenabschnitt (26) in den jeweiligen Querbereichen (28) ausgehend von einer definierten Pflanzenreihenmittelpunktlinie (22) der jeweiligen Pflanzenreihe (20) in eine definierte Querrichtung (38) erstreckt, repräsentieren;

- Vergleichen (112) der ermittelten Ausdehnungskennzahl des jeweiligen definierten Pflanzenabschnitts (26) mit einer Häufigkeitsverteilung von Ausdehnungskennzahlen von definierten Pflanzenabschnitten (26) vorhergehend identifizierter Pflanzen (14, 16, 18) des definierten Kulturpflanzenbereiches (24) und/oder definierter Kulturpflanzenbereiche (24) vorhergehend erfasster Bildinformationen (10) der landwirtschaftlichen Fläche mittels der Recheneinheit; und

- Identifizieren (114) der Pflanzenabschnitte (26) mit einer Ausdehnungskennzahl, dessen Häufigkeit kleiner oder gleich einem definierten Häufigkeitsschwellenwert (40) der Häufigkeitsverteilung ist, um die den Pflanzenabschnitten (26) zugehörigen Pflanzen (14) als Beikräuter (18) in einer identifizierten Pflanzenreihe (20) zu identifizieren. Verfahren (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Ermittelns (110) der Ausdehnungskennzahlen die Pflanzenabschnitte (26) in der Längsrichtung (34) dadurch definiert oder gebildet werden, dass ein angrenzender Querbereich (28) im jeweiligen Kulturpflanzenbereich (24) leer ist, oder dass eine Änderung des Teilbreitenwerts von einem Querbereich (28) zu dem Teilbreitenwert eines angrenzenden Querbereichs (28) größer oder gleich einem definierten Änderungsschwellenwert ist. Verfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnungskennzahl ein Quotient aus dem Breitenwert zu dem Längenwert des jeweiligen Pflanzenabschnitts (26) ist. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Identifizierens (114) ferner nur Pflanzenabschnitte (26) mit einer Ausdehnungskennzahl, welche größer oder gleich einem definierten Kennzahlschwellenwert (42) ist, als Beikräuter (18) in einer identifizierten Pflanzenreihe (20) identifiziert werden. Verfahren (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der definierte Kennzahlschwellenwert (42) vorgegeben ist oder in Abhängigkeit von der Häufigkeitsverteilung von Ausdehnungskennzahlen ermittelt. Verfahren (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung des Kennzahlschwellenwertes (42) die größte Ausdehnungskennzahl mit einer Häufigkeit über dem Häufigkeitsschwellenwert (40) ermittelt wird, und der Kennzahlschwellenwert (42) als die nächstgrößere Ausdehnungskennzahl oder die um einen definierten Wert größere oder kleinere Ausdehnungskennzahl definiert wird. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Ermittelns (110) der Ausdehnungskennzahlen und/oder im Schritt des Identifizierens (114) der Pflanzenabschnitte (26) nur Pflanzen (14, 16, 18) berücksichtigt werden, welche zumindest teilweise in dem jeweiligen definierten Kulturpflanzenbereich (24) angeordnet sind. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die definierte Längsrichtung (34) entlang und die definierte Querrichtung (38) quer, insbesondere in einem Winkel von größer oder gleich 85° bis kleiner oder gleich 90° zu der Pflanzenreihenmittelpunktlinie (22) der identifizierten Pflanzenreihe (20) verlaufen, insbesondere wobei die Querbereiche (28) eine im Wesentlichen gleiche Länge und/oder die Längsbereiche (30) eine im Wesentlichen gleiche Breite aufweisen. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die definierten Kulturpflanzenbereiche (24) der vorhergehend erfassten Bildinformationen (10) dieselbe zumindest eine identifizierte Pflanzenreihe (20) umfassen. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Häufigkeitsverteilung mit steigender Anzahl vorhergehend identifizierter Pflanzen (14) oder einer definierten Anzahl unmittelbar vorhergehend identifizierter Pflanzen (14) während des Verfahrens, insbesondere während einer Bewegung der optischen Erfassungseinheit über der landwirtschaftlichen Fläche dynamisch angepasst wird. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schritt des Klassifizierens (116) der identifizierten Beikräuter (18) in der identifizierten Pflanzenreihe (20) in eine Pflanzenklasse, insbesondere eine Beikrautklasse mittels der Recheneinheit. Verfahren (100) nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch einen Schritt des Klassifizierens (108) der identifizierten Pflanzen (14, 16, 18) des definierten Kulturpflanzenbereiches (24) in eine erste Pflanzenklasse, insbesondere eine Kulturpflanzenklasse, und einen Schritt des Reklassifizierens (116) der identifizierten Beikräuter (18) in der identifizierten Pflanzenreihe (20) des definierten Kulturpflanzenbereiches (24) in eine von der ersten Pflanzenklasse verschiedene zweite Pflanzenklasse, insbesondere eine Beikrautklasse mittels der Recheneinheit. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schritt des Ansteuerns (118) einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine, insbesondere eines landwirtschaftlichen Arbeitswerkzeugs einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine, insbesondere einer Spritzvorrichtung einer Feldspritze, in Abhängigkeit von den identifizierten Beikräutern (18) in der identifizierten Pflanzenreihe (20). Recheneinheit, welche eingerichtet ist, die Schritte eines Verfahrens (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen und/oder zu steuern. Pflanzenidentifizierungseinheit mit einer optischen Erfassungseinheit zum Erfassen eines Feldabschnitts (12) einer landwirtschaftlichen Fläche mit Pflanzen (14, 16, 18), um eine Bildinformation (10) von dem erfassten Feldabschnitt (12) zu erhalten, und einer Recheneinheit nach Anspruch 14. Landwirtschaftliche Arbeitsmaschine, insbesondere Feldspritze, mit einem landwirtschaftlichen Arbeitswerkzeug, insbesondere einer Spritzvorrichtung, und einer Pflanzenidentifizierungseinheit nach Anspruch 15, wobei das Arbeitswerkzeug, insbesondere die Spritzvorrichtung in

Abhängigkeit von den identifizierten Beikräutern (18) in der identifizierten Pflanzenreihe (20), angesteuert wird. Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, die Schritte eines Verfahrens (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 durchzuführen und/oder zu steuern, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 17 gespeichert ist.

Description:
Beschreibung

Titel

Verfahren zum Identifizieren von Beikräutern in einer Pflanzenreihe einer landwirtschaftlichen Fläche

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Identifizieren von Beikräutern in einer Pflanzenreihe einer landwirtschaftlichen Fläche sowie einer entsprechenden Recheneinheit, einer Pflanzenidentifizierungseinheit und einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine nach Gattung der unabhängigen Ansprüche. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm und ein maschinenlesbares Speichermedium

Die DE 10 2017 210 804 Al offenbart ein Verfahren zum Ausbringen eines Spritzmittels auf ein Feld, wobei das Spritzmittel in Abhängigkeit von einem Bedeckungsgrad eines Auswertebereiches ausgebracht wird. Hierbei findet bei der Auswertung der Bilddaten eine Segmentierung von Pflanzen mittels Schwelle im NDVI statt. Aus dieser Segmentierung werden die Kulturreihen erkannt. Um die Kulturreihen wird ein Kulturreihenschlauch mit einer gewissen Breite gelegt. Jedes segmentierte Objekt (Pflanze) zwischen den Schläuchen ist per Definition als Beikraut klassifiziert. Alle Objekte, die in dieser Schlauchbreite der Reihen liegen oder mit Objekten in dieser Schlauchbreite verbunden sind, werden per Definition als Kulturpflanze klassifiziert.

Andere Algorithmen nutzen zur Pflanzenerkennung Netze (Deep Learning) oder Klassifikationsmethoden. Dazu sind viele Trainingsdaten, viele Label-Daten und ein Offline-Training im Vorfeld von Nöten. Darüber hinaus sind diese Verfahren sehr rechenintensiv. Offenbarung der Erfindung

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Identifizieren von Beikräutern, insbesondere großen Beikräutern, in einer Pflanzenreihe einer landwirtschaftlichen Fläche, mit den Schritten:

- Empfangen einer Bildinformation von einem mittels einer optischen Erfassungseinheit erfassten Feldabschnitt einer landwirtschaftlichen Fläche mit Pflanzen;

- Identifizieren von zumindest einer Pflanzenreihe in der Bildinformation unter Verwendung von identifizierten Pflanzen mittels einer Recheneinheit;

- Definieren eines die zumindest eine identifizierte Pflanzenreihe umfassenden Kulturpflanzenbereiches unter Verwendung der zumindest einen identifizierten Pflanzenreihe in der Bildinformation mittels der Recheneinheit;

- Ermitteln jeweils einer Ausdehnungskennzahl für definierte Pflanzenabschnitte der identifizierten Pflanzen des definierten Kulturpflanzenbereiches in der Bildinformation mittels der Recheneinheit, wobei die Ausdehnungskennzahl ein Verhältnis eines Breitenwerts und eines Längenwerts des jeweiligen definierten Pflanzenabschnitts repräsentiert, wobei die Bildinformation in Querbereiche und in Längsbereiche unterteilt ist, wobei der Längenwert die Anzahl der Querbereiche, über die sich der jeweilige definierte Pflanzenabschnitt in einer definierten Längsrichtung erstreckt, und der Breitenwert eine Summe von Teilbreitenwerten ist, wobei die Teilbreitenwerte die Anzahl der Längsbereiche, über die sich der jeweilige definierte Pflanzenabschnitt in den jeweiligen Querbereichen ausgehend von einer definierten Pflanzenreihenmittelpunktlinie der jeweiligen Pflanzenreihe in eine definierte Querrichtung erstreckt, repräsentieren;;

- Vergleichen der ermittelten Ausdehnungskennzahl mit einer Häufigkeitsverteilung von Ausdehnungskennzahlen von definierten Pflanzenabschnitten vorhergehend identifizierter Pflanzen des definierten Kulturpflanzenbereiches und/oder definierter Kulturpflanzenbereiche vorhergehend erfasster Bildinformationen der landwirtschaftlichen Fläche mittels der Recheneinheit; und

- Identifizieren der Pflanzenabschnitte mit einer Ausdehnungskennzahl, dessen Häufigkeit kleiner oder gleich einem definierten Häufigkeitsschwellenwert der Häufigkeitsverteilung ist, um die den Pflanzenabschnitten zugehörigen Pflanzen als Beikräuter in einer identifizierten Pflanzenreihe zu identifizieren.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Recheneinheit, welche eingerichtet ist, die Schritte eines vorhergehend beschriebenen Verfahrens durchzuführen und/oder zu steuern.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind außerdem eine Pflanzenidentifizierungseinheit mit einer optischen Erfassungseinheit zum Erfassen eines Feldabschnitts einer landwirtschaftlichen Fläche mit Pflanzen, um eine Bildinformation von dem erfassten Feldabschnitt zu erhalten, und einer vorhergehend beschriebenen Recheneinheit.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist des Weiteren eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine, insbesondere Feldspritze, mit einem landwirtschaftlichen Arbeitswerkzeug, insbesondere einer Spritzvorrichtung, und einer vorhergehend beschriebenen Pflanzenidentifizierungseinheit, wobei das Arbeitswerkzeug, insbesondere die Spritzvorrichtung in Abhängigkeit von den identifizierten Beikräutern in der identifizierten Pflanzenreihe, mittels der Recheneinheit angesteuert wird.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, die Schritte eines vorangehend beschriebenen Verfahrens durchzuführen und/oder zu steuern, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird, sowie ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es nunmehr möglich, auf sehr einfache und ressourcensparende Art und Weise große Beikräuter in einer Pflanzenreihe bzw. Kulturpflanzenreihe zu identifizieren, ohne dass dabei eine Bilddatenbank oder dergleichen benötigt wird. Das Verfahren ist demnach sehr flexibel einsetzbar, da es sich die Ausdehnung, d.h. die Länge und Breite der tatsächlich auf der landwirtschaftlichen Fläche befindlichen Pflanzen und Beikräuter zunutze macht und genau diese extrahiert, um große Beikräuter in den Pflanzenreihen zu identifizieren. Dies erfolgt erfindungsgemäß dadurch, dass Ausdehnungskennzahlen, welche ein Verhältnis zwischen der Breite und der Länge repräsentieren, für definierte Pflanzenabschnitte eines definierten Kulturpflanzenbereiches in der Bildinformation ermittelt werden und mit einer Häufigkeitsverteilung von Ausdehnungskennzahlen vorhergehend identifizierter Pflanzenabschnitte verglichen werden. Das heißt, mit anderen Worten, dass mittels statistischer Auswertung von Ausdehnungskennzahlen von Pflanzenabschnitten in identifizierten Pflanzenreihen bzw. innerhalb definierter Kulturpflanzenbereiche, welche auf einer Historie vorheriger Pflanzen in der Pflanzenreihe beruht, eine Unterscheidung in der aktuellen Kulturpflanzenreihe zwischen Kulturpflanzen und großen Beikräutern erfolgt.

Dabei wird keine gewöhnliche Klassifikationsmethode angewandt, die aus den Längen ein Clustering durchführt und diese dann eine Entscheidung bestimmt zu welcher Klasse (Kulturpflanze oder Beikraut) ein Objekt am wahrscheinlichsten gehört. Ein Klassifikator ist eine Methode, die am Ende eine Wahrscheinlichkeit berechnet, wie gut ein Objekt zu einer Klasse gehört.

Stattdessen wird ermittelt wie häufig eine Ausdehnungskennzahl (= Verhältnis eines Breitenwerts zu einem Längenwert) vorkommt und bei denjenigen Objekten mit den Ausdehnungskennzahlen, deren Häufigkeit kleiner oder gleich einem definierten Häufigkeitsschwellenwert der Häufigkeitsverteilung liegt, geht man davon aus, dass es sich um große Beikräuter handelt.

Hierdurch wird eine Reihe von Vorteilen geboten:

- Es resultierte eine verbesserte Identifizierung der Beikräuter

- Es ist keine Sammlung von vielen Bilddaten und kein Anfertigen von Labels notwendig, um ein Netz oder Klassifikation zu trainieren, wodurch der Gesamtaufwand stark reduziert wird.

- Es ist kein Offline-Training anhand von Bilddaten im Vorfeld notwendig.

- Die erforderliche Rechenzeit für die Identifizierung oder Klassifizierung anhand eines oder weniger Pflanzenmerkmale ist sehr gering.

- Die Information über die identifizierten Beikräuter in dem Kulturpflanzenbereich kann für darauffolgende Schritte genutzt werden, um Pflanzenreihen besser bzw. genauer zu identifizieren, da die identifizierten bzw. erkannten Beikräuter hierfür unberücksichtigt bleiben bzw. „ignoriert“ werden können.

Unter einer landwirtschaftlichen Fläche kann eine landwirtschaftlich genutzte Fläche, eine Anbaufläche für Pflanzen oder auch eine Parzelle einer solchen Fläche bzw. Anbaufläche verstanden werden. Die landwirtschaftliche Fläche kann somit eine Ackerfläche, ein Grünland oder eine Weide sein. Die Pflanzen umfassen Kulturpflanzen bzw. Nutzpflanzen, deren Frucht landwirtschaftlich genutzt wird, beispielsweise als Nahrungsmittel, Futtermittel oder als Energiepflanze, sowie Beikräuter bzw. Unkräuter.

Der Feldabschnitt kann ein Erfassungsabschnitt bzw. ein erfasster Bildabschnitt einer optischen Erfassungseinheit sein. Die Bildinformation kann bspw. ein Bild des erfassten Feldabschnitts sein. Unter einer optischen Erfassungseinheit kann beispielsweise eine Kamera oder eine 3D- Kamera oder eine Infrarot- Erfassungseinheit verstanden werden. Die optische Erfassungseinheit kann kalibriert sein, um z. B. die Höhenzuordnung aus erfassten Bilder zu errechnen.

Das Verfahren kann einen Schritt des Erfassens eines Feldabschnitts einer landwirtschaftlichen Fläche mit Pflanzen mittels der optischen Erfassungseinheit umfassen. Der Schritt des Erfassens kann während einer Überfahrt oder eines Fluges der Pflanzenidentifizierungseinheit durchgeführt werden. Zumindest ein weiterer Schritt des Verfahrens, insbesondere alle Schritte des Verfahrens kann/können während einer Überfahrt oder eines Fluges der Pflanzenidentifizierungseinheit durchgeführt werden.

Hierbei kann die Pflanzenidentifizierungseinheit eine mobile Einheit umfassen oder auf einer mobilen Einheit angeordnet sein, wobei die mobile Einheit insbesondere als Landfahrzeug und/oder Luftfahrzeug und/oder Anhänger ausgebildet sein kann. Die mobile Einheit kann auch ein selbstfahrender bzw. autonomer Roboter sein. Die Pflanzenidentifizierungseinheit ist bevorzugt Teil einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine. Die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine ist bevorzugt eine Beikrautregulierungsmaschine, insbesondere eine Feldspritze. Das landwirtschaftliche Arbeitswerkzeug ist bevorzugt eine Spritzvorrichtung, kann jedoch auch ein mechanisches Werkzeug zur Beikrautregulierung sein.

Das Verfahren umfasst einen Schritt des Identifizierens von zumindest einer Pflanzenreihe bzw. einer Kulturpflanzenreihe in der Bildinformation des erfassten Feldabschnitts mittels der Recheneinheit. Das Identifizieren der zumindest einen Pflanzenreihe erfolgt bevorzugt unter Verwendung zumindest einer der folgenden Informationen: Farbanteil, insbesondere roter Farbanteil von Pflanzen des erfassten Feldabschnitts, Infrarotanteil von Pflanzen des erfassten Feldabschnitts, Pflanzenabstand, Pflanzreihenabstand, Wachstumsstadium der Pflanzen, Geokoordinaten einer Aussaat der Pflanzen. Mittels dieser Informationen können die Pflanzenreihen auf einfache Art und Weise identifiziert werden, da bspw. Kulturpflanzen in der Regel äquidistant angepflanzt werden oder die Kulturpflanzen vom Wachstumsstadium weiter sind als die Beikräuter bzw. Unkräuter. Bevorzugt werden in dem Schritt des Identifizierens der zumindest einen Pflanzenreihe alle Pflanzenreihen in der Bildinformation bzw. in dem erfassten Feldabschnitt identifiziert.

Der Schritt des Identifizierens von zumindest einer Pflanzenreihe umfasst verständlicherweise das Erfassen von Pflanzen oder Pflanzenteilen in der Bildinformation bzw. in dem erfassten Feldabschnitt. Unter einem Erfassen von Pflanzen kann beispielsweise das Bestimmen des Vorhandenseins von Pflanzen bzw. Pflanzenmasse/Biomasse in dem Feldabschnitt verstanden werden, insbesondere ohne dass dabei eine Klassifizierung der einzelnen Pflanzen erfolgt. Der Schritt des Erfassens von Pflanzen kann ein Erfassen eines Farbanteils, insbesondere eines roten Farbanteils und/oder eines Infrarotanteils in dem Feldabschnitt bzw. Bildabschnitt umfassen. Hierbei können mittels der optischen Erfassungseinheit, bspw. durch Auswertung von Lichtspektren oder anhand eines vorbestimmten NDVI-Wertes (Normalized Differenced Vegetation Index, er wird aus Reflexionswerten im nahen infraroten und sichtbaren roten Wellenlängenbereich des Lichtspektrums gebildet), indem Pflanzenmasse/Biomasse vom (Erd-) Boden unterschieden wird, Pflanzen erfasst werden. Das Verfahren umfasst ferner einen Schritt des Definierens eines die zumindest eine identifizierte Pflanzenreihe umfassenden Kulturpflanzenbereiches unter Verwendung der zumindest einen identifizierten Pflanzenreihe mittels der Recheneinheit. Der Kulturpflanzenbereich wird bevorzugt unter Verwendung von Nachbarschaftspixeln von erfassten Pflanzen des Kulturpflanzenbereiches definiert. Hierbei wird der Kulturpflanzenbereich bevorzugt um eine erzeugte Pflanzenreihenmittelpunktlinie definiert, insbesondere wobei sich die erzeugte Pflanzenreihenmittelpunktlinie im Wesentlichen geradlinig erstreckt. Der Kulturpflanzenbereich kann die Pflanzen der Pflanzenreihe vollständig umfassen. Der Kulturpflanzenbereich kann jedoch auch die Pflanzenreihe umfassen, ohne dass die einzelnen Pflanzen der Pflanzenreihe vollständig umfasst sind.

Demnach kann der Kulturpflanzenbereich die einzelnen Pflanzen der Pflanzenreihe auch nur teilweise umfassen. D.h., mit anderen Worten, dass alle identifizierten Pflanzen, welche zumindest teilweise in dem jeweiligen definierten Kulturpflanzenbereich angeordnet sind, dem Kulturpflanzenbereich zugeordnet bzw. als Pflanzen des Kulturpflanzenbereiches gewertet oder angesehen werden.

Der Kulturpflanzenbereich kann um die jeweilige Pflanzenreihenmittelpunktlinie mit einer konstanten bzw. definierten Breite definiert werden. Der Kulturpflanzenbereich kann jedoch auch eine variable Breite aufweisen, wobei die Breite von einem Wachstumsstadium einer in einem entsprechenden Bereich des Kulturpflanzenbereiches angeordneten Pflanze abhängen kann. Der Kulturpflanzenbereich ist somit schlauchförmig ausgebildet. Der Kulturpflanzenbereich weist eine geringere Breite als der erfasste Feldabschnitt bzw. die entsprechende Bildinformation auf.

Das Verfahren umfasst ferner einen Schritt des Ermittelns jeweils einer Ausdehnungskennzahl für definierte Pflanzenabschnitte der identifizierten Pflanzen des definierten Kulturpflanzenbereiches in der Bildinformation mittels der Recheneinheit.

Das Verfahren umfasst des Weiteren einen Schritt des Ermittelns jeweils einer Ausdehnungskennzahl für definierte Pflanzenabschnitte der identifizierten Pflanzen des definierten Kulturpflanzenbereiches in der Bildinformation mittels der Recheneinheit, wobei die Ausdehnungskennzahl ein Verhältnis eines Breitenwerts und eines Längenwerts des jeweiligen definierten Pflanzenabschnitts repräsentiert, wobei die Bildinformation in Querbereiche und in Längsbereiche unterteilt ist, wobei der Längenwert die Anzahl der Querbereiche, über die sich der jeweilige definierte Pflanzenabschnitt in einer definierten Längsrichtung erstreckt, und der Breitenwert eine Summe von Teilbreitenwerten ist, wobei die Teilbreitenwerte die Anzahl der Längsbereiche, über die sich der jeweilige definierte Pflanzenabschnitt in den jeweiligen Querbereichen ausgehend von einer definierten Pflanzenreihenmittelpunktlinie der jeweiligen Pflanzenreihe in eine definierte Querrichtung erstreckt, repräsentieren.

Vorteilhafterweise verlaufen die definierte Längsrichtung entlang, d.h. parallel, und die definierte Querrichtung quer, insbesondere in einem Winkel von größer oder gleich 85° bis kleiner oder gleich 90°, d.h. im Wesentlichen senkrecht zu der Pflanzenreihenmittelpunktlinie der identifizierten Pflanzenreihe. Hierbei weisen bevorzugt die Querbereiche eine im Wesentlichen gleiche Länge und/oder die Längsbereiche eine im Wesentlichen gleiche Breite auf.

Somit verlaufen die Querbereiche quer, bevorzugt in einem Winkel von größer oder gleich 85° bis kleiner oder gleich 90°, d.h. im Wesentlichen senkrecht zu der definierten Längsrichtung bzw. der Pflanzenreihenmittelpunktlinie. Die Querbereiche können jedoch auch unabhängig von der definierten Längsrichtung bzw. der Pflanzenreihenmittelpunktlinie horizontal in der Bildinformation bzw. dem Bild verlaufen. Die Querbereiche weisen bevorzugt eine im Wesentlichen gleiche Länge in der definierten Längsrichtung auf. Die Länge der Querbereiche ist hierbei größer als 1 Pixel. Bevorzugt liegt die Länge der Querbereiche in einem Bereich von größer oder gleich 5 Pixel bis kleiner oder gleich 50 Pixel.

Analog verlaufen die Längsbereiche quer, bevorzugt in einem Winkel von größer oder gleich 85° bis kleiner oder gleich 90° zu der definierten Querrichtung. Die Längsbereiche verlaufen bevorzugt senkrecht zu den Querbereichen bzw. parallel zu der Pflanzenreihenmittelpunktlinie und bilden somit eine Art Gitterstruktur in der Bildinformation. Die Längsbereiche können jedoch auch unabhängig von der definierten Querrichtung bzw. der Pflanzenreihenmittelpunktlinie vertikal in der Bildinformation bzw. dem Bild verlaufen. Die Längsbereiche weisen bevorzugt eine im Wesentlichen gleiche Länge in der definierten Querrichtung auf. Die Länge der Längsbereiche ist hierbei größer als 1. Bevorzugt liegt die Länge der Längsbereiche in einem Bereich von größer oder gleich 5 Pixel bis kleiner oder gleich 50 Pixel.

Die Ausrichtung der Längsbereiche und der Querbereiche relativ zu der identifizierten Pflanzenreihenmittelpunktlinie bietet den Vorteil, insbesondere gegenüber den bekannten Verfahren mit Bounding Boxen, dass die Beikräuter unabhängig von der Anordnung der Pflanzenreihenmittelpunktlinie in der Bildinformation bzw. dem Bild, welche bspw. auch in einem Winkel von 45° verlaufen kann, sehr gut innerhalb der entsprechend verlaufenden Pflanzenreihen erkannt werden können.

Bei dem definierten Pflanzenabschnitt handelt es sich um einen in Längsrichtung definierten Abschnitt einer identifizierten Pflanze der Pflanzenreihe. Hierbei kann ein Pflanzenabschnitt die gesamte identifizierte Pflanze bzw. den gesamten Pflanzenkörper in Längsrichtung umfassen. Ein Pflanzenabschnitt kann jedoch auch nur einen Teil einer identifizierten Pflanze in Längsrichtung umfassen. Somit kann eine Pflanze in zwei oder mehrere Pflanzenabschnitte aufgeteilt werden. Der definierte Pflanzenabschnitt wird ferner in Querrichtung einseitig durch die Pflanzenmittelpunktlinie begrenzt. Demnach wird ein definierter Pflanzenabschnitt, welcher sich links von der Pflanzenmittelpunktlinie befindet, rechtsseitig durch diese begrenzt, während ein definierter Pflanzenabschnitt, welcher sich rechts von der Pflanzenmittelpunktlinie befindet, linksseitig durch diese begrenzt wird.

Hierbei werden im Schritt des Ermittelns der Ausdehnungskennzahlen die Pflanzenabschnitte in der Längsrichtung dadurch definiert oder gebildet, dass ein angrenzender Querbereich im jeweiligen Kulturpflanzenbereich leer ist, oder dass eine Änderung des Teilbreitenwerts von einem Querbereich zu dem Teilbreitenwert eines angrenzenden Querbereichs größer oder gleich einem definierten Änderungsschwellenwert ist. Hierbei wird bevorzugt derart vorgegangen, dass sobald in einem Querbereich eine Pflanze bzw. ein Pflanzenteil oder Pflanzenmasse identifiziert wird, das Zählen beginnt und erst dann endet, wenn - in Längsrichtung gesehen - ein folgender Querbereich leer ist oder die Teilbreitenwerte zweier benachbarter Querbereiche derart voreinander abweichen, dass ein definierter Änderungsschwellenwert erreicht oder überschritten wird. Der Änderungsschwellenwert kann hierbei vorgegeben sein. Mit dem Begriff „leer“ ist hierbei gemeint, dass in dem Querbereich im jeweiligen Kulturpflanzenbereich keine Pflanze bzw. kein Pflanzenteil identifiziert wurde. Hierdurch wird die Länge der Pflanzenabschnitte in der Einheit „Querbereiche“ ermittelt.

Ein Teilbreitenwert repräsentiert hierbei die Anzahl der Längsbereiche über die sich ein Pflanzenabschnitt in einem einzelnen Querbereich ausgehend von der definierten Pflanzenreihenmittelpunktlinie erstreckt. Somit kann jedem Querbereich ein Teilbreitenwert zugeordnet werden.

Die Ausdehnungskennzahl ist bevorzugt ein Quotient aus dem Breitenwert, d.h. der Summe aller Teilbreitenwerte eines Pflanzenabschnitts, zu dem Längenwert des jeweiligen Pflanzenabschnitts. Somit kann jedem Pflanzenabschnitt eine Ausdehnungskennzahl zugeordnet werden.

Bevorzugt werden im Schritt des Ermittelns der Ausdehnungskennzahlen nur Pflanzen berücksichtigt, d.h. herausgefiltert und ausgewertet, welche zumindest teilweise in dem jeweiligen definierten Kulturpflanzenbereich angeordnet, d.h. dem Kulturpflanzenbereich zugeordnet sind.

Das Verfahren umfasst ferner einen Schritt des Vergleichens der ermittelten Ausdehnungskennzahl des jeweiligen definierten Pflanzenabschnitts mit einer Häufigkeitsverteilung, d.h. einer Historie von Ausdehnungskennzahlen von definierten Pflanzenabschnitten vorhergehend identifizierter Pflanzen des definierten Kulturpflanzenbereiches und/oder definierter Kulturpflanzenbereiche vorhergehend erfasster Bildinformationen der landwirtschaftlichen Fläche mittels der Recheneinheit.

Hierbei umfassen die definierten Kulturpflanzenbereiche der vorhergehend erfassten Bildinformationen bevorzugt dieselbe zumindest eine identifizierte Pflanzenreihe bzw. vorhergehend erfasste Abschnitte derselben Pflanzenreihe. Demnach handelt es sich bei den vorhergehend erfassten Bildinformationen bevorzugt um unmittelbar zuvor erfasste Bildinformationen mittels der Bilderfassungseinheit, insbesondere während der gleichen Bewegung bzw. Überfahrt der Bilderfassungseinheit über der landwirtschaftlichen Fläche.

Die Häufigkeitsverteilung ist bevorzugt eine Verteilung der absoluten Häufigkeit der Ausdehnungskennzahlen. Es ist jedoch möglich, dass die Häufigkeitsverteilung eine relative Häufigkeit ist, bspw. bezogen auf die Summe von 300 Pflanzenobjekten. Verständlicherweise können 2 oder mehrere Ausdehnungskennzahlen in der Häufigkeitsverteilung auch abhängig von einem bestimmten Parameter in Kennzahlenklassen zusammengefasst werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Anmeldung zu verlassen.

Das Verfahren umfasst außerdem einen Schritt des Identifizierens der Pflanzenabschnitte mit einer Ausdehnungskennzahl, dessen Häufigkeit kleiner oder gleich einem definierten Häufigkeitsschwellenwert der Häufigkeitsverteilung ist, um die den Pflanzenabschnitten zugehörigen Pflanzen als Beikräuter in einer identifizierten Pflanzenreihe zu identifizieren.

Der definierte Häufigkeitsschwellenwert der Häufigkeitsverteilung kann vorgebbar sein. Der definierte Häufigkeitsschwellenwert kann bspw. von der Art und/oder der Gattung und/oder dem Wachstumsstadium und/oder der Streuung der Fläche/Größe der Nutzpflanzen abhängen. Der definierte Häufigkeitsschwellenwert kann jedoch auch in Abhängigkeit von einem bestimmten Parameter angepasst werden.

Es ist vorteilhaft, wenn die Häufigkeitsverteilung mit steigender Anzahl vorhergehend identifizierter Pflanzen oder einer definierten Anzahl unmittelbar vorhergehend identifizierter Pflanzen während des Verfahrens, insbesondere während einer Bewegung der optischen Erfassungseinheit über der landwirtschaftlichen Fläche dynamisch angepasst wird. D.h., mit anderen Worten, dass sich die Häufigkeitsverteilung dynamisch während der Feldüberfahrt ändert, da stets (neue) Längenwerte und (neue) Breitenwerte und somit (neue) Ausdehnungskennzahlen neuer identifizierter Pflanzen mit einfließen. Ferner fallen bevorzugt (alte) Längenwerte und (alte) Breitenwerte und somit (alte) Ausdehnungskennzahlen alter identifizierter Pflanzen heraus, bspw. wenn lediglich eine definierte konstante Anzahl an aktuellen identifizierten Pflanzen berücksichtigt wird, sodass sich die Häufigkeitsverteilung den neusten Gegebenheiten auf der landwirtschaftlichen Fläche anpassen. Durch diese Maßnahme ist das Verfahren sehr flexible, da sich das Histogramm ständig erneuert bei der Überfahrtfahrt über die landwirtschaftliche Fläche und die ältesten Daten aus dem Histogramm wieder entfernt werden, sodass sich der Algorithmus ständig neu auf die aktuelle Feldsituation und Ausdehnungen der Pflanzen einlernen kann und ferner auch dynamisch genug ist, dass er seine Entscheidung bzgl. des Ansteuerns des landwirtschaftlichen Arbeitswerkzeugs auch bei sich veränderten Pflanzenwachstum über die landwirtschaftliche Fläche Feld hinweg anpassen kann.

Bevorzugt werden im Schritt des Identifizierens der Pflanzenabschnitte nur Pflanzen berücksichtigt, d.h. herausgefiltert und ausgewertet, welche zumindest teilweise in dem jeweiligen definierten Kulturpflanzenbereich angeordnet, d.h. dem Kulturpflanzenbereich zugeordnet sind.

Es ist vorteilhaft, wenn im Schritt des Identifizierens ferner nur Pflanzen einer Ausdehnungskennzahl, welche größer oder gleich einem definierten Kennzahlschwellenwert ist, als Beikräuter in einer identifizierten Pflanzenreihe identifiziert werden. Der definierte Kennzahlschwellenwert kann vorteilhafterweise vorgegeben sein oder in Abhängigkeit von der Häufigkeitsverteilung von Ausdehnungskennzahlen ermittelt werden. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn bei der Ermittlung des Kennzahlschwellenwertes die größte Ausdehnungskennzahl mit einer Häufigkeit über dem Häufigkeitsschwellenwert ermittelt wird, und der Kennzahlschwellenwert als die nächstgrößere Ausdehnungskennzahl oder die um einen definierten Wert größere oder kleinere Ausdehnungskennzahl definiert wird. Der definierte Wert, um den Kennzahlschwellenwert größer sein soll, kann von der Art und/oder der Gattung und/oder dem Wachstumsstadium und/oder der Streuung der Fläche/Größe der Nutzpflanzen abhängen. Durch diese Maßnahme können insbesondere große Beikräuter, d.h. Beikräuter, welche eine größeres Breiten-zu-Längen-Verhältnis aufweisen als die Pflanzen bzw. Kulturpflanzen in der Pflanzenreihe, effektiv identifiziert werden.

Hierbei kann ferner noch ein Mindestwert für den Kennzahlschwellenwert definiert werden, ab dem überhaupt eine Pflanze als Beikraut identifiziert/klassifiziert bzw. von der Kulturpflanzenklasse in eine Beikrautklasse reklassifiziert werden darf. Der Mindestwert kann bspw. von der Art und/oder der Gattung und/oder dem Wachstumsstadium und/oder der Streuung der Fläche/Größe der Nutzpflanzen abhängen. Dies ist eine Art Sicherheit, damit der dynamisch und selbstlernende Algorithmus nur größere Beikräuter reklassifiziert. Kleinere Beikräuter mit einem kleineren Kennzahlschwellenwert sollen gemäß dieser Strategie unverändert bleiben, bspw. wenn die Kulturpflanzen kleiner sind und nur größere Beikräuter identifiziert werden sollen.

Es ist außerdem vorteilhaft, wenn das Verfahren einen Schritt des Klassifizierens der identifizierten Beikräuter in der identifizierten Pflanzenreihe in eine Pflanzenklasse, insbesondere eine Beikrautklasse mittels der Recheneinheit umfasst. Hierbei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn zunächst ein Schritt des Klassifizierens der, d.h. aller identifizierten Pflanzen des definierten Kulturpflanzenbereiches in eine erste Pflanzenklasse, insbesondere eine Kulturpflanzenklasse vorgesehen ist, und anschließend ein Schritt des Reklassifizierens der identifizierten Beikräuter in der identifizierten Pflanzenreihe des definierten Kulturpflanzenbereiches in eine von der ersten Pflanzenklasse verschiedene zweite Pflanzenklasse, insbesondere eine Beikrautklasse mittels der Recheneinheit vorgesehen ist. D.h., mit anderen Worten, dass zunächst per Definition alle Pflanzen in dem Kulturpflanzenbereich als Objekte derselben Klasse angesehen bzw. derselben Klasse zugeordnet werden, bspw. der Klasse „Kulturpflanzen“, und anschließend fehlklassifizierte Beikräuter innerhalb der Pflanzenreihen identifiziert und richtig reklassifiziert werden.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn das Verfahren einen Schritt des Ansteuerns einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine, insbesondere eines landwirtschaftlichen Arbeitswerkzeugs einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine, insbesondere einer Spritzvorrichtung einer Feldspritze, in Abhängigkeit von den identifizierten Beikräutern in der identifizierten Pflanzenreihe umfasst. Hierdurch ermöglich das Verfahren, gezielt Beikräuter in den Pflanzenreihen zu bekämpfen bzw. zu regulieren.

Die Recheneinheit ist bzw. die Recheneinheiten sind zur Bildverarbeitung ausgebildet bzw. eingerichtet, sodass sie Berechnungsschritte bzw. Bildverarbeitungsschritte zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführen kann. Demnach weist jede Recheneinheit eine entsprechende Bildverarbeitungssoftware auf. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten bspw. elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.

Demnach kann das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware in der Recheneinheit bzw. einem Steuergerät implementiert sein.

Die Recheneinheit kann vollständig oder teilweise an der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine angeordnet bzw. in diese integriert sein. Die Recheneinheit kann jedoch auch vollständig oder teilweise extern, bspw. in einer Cloud integriert sein. Die Recheneinheit kann somit auch auf verschiedene, bspw. mobile und stationäre Einheiten aufgeteilt sein.

Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Bildinformation bzw. ein Bild eines erfassten Feldabschnitts;

Fig. 2 eine Bildinformation mit identifizierten Pflanzen, welche in Querbereiche und Längsbereiche unterteilt ist;

Fig. 3 eine Historie von Pflanzenabschnitten aus zuvor erfassten Bildinformationen mit ihren Ausdehnungskennzahlen;

Fig. 4 eine Bildinformation mit einem aufgrund der Überschreitung des Änderungsschwellenwerts definierten Pflanzenabschnitt; und

Fig. 5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Fig. 1 zeigt eine Bildinformation bzw. ein Bild 10 eines mittels einer (nicht gezeigten) optischen Erfassungseinheit bzw. Kamera erfassten Feldabschnitts 12 einer landwirtschaftlichen Fläche mit Pflanzen 14. Hierbei umfassen die Pflanzen 14 Kulturpflanzen 16 und Beikräuter 18.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wurden nach dem Erfassen der Pflanzen 14 (unter Verwendung des roten Farbanteils und/oder Infrarotanteils und einer Pflanzenabstandsinformation) in dem Feldabschnitt 12 Pflanzenreihen 20 mittels einer (nicht gezeigten) Recheneinheit identifiziert. Die Identifizierung der Pflanzenreihen 20 ist hierbei durch Einpassung von definierten geradlinigen Pflanzenreihenmittelpunktlinien 22 in Bildtrajektorien mit dem höchsten ND VI Wert (Differenz rot zu NIR) der Pflanzen 14 erfolgt.

Wie weiter aus Fig. 1 ersichtlich, wurde ein Kulturpflanzenbereich 24, welcher die identifizierten Pflanzenreihen 20 umfasst, mittels der Recheneinheit definiert. Der Kulturpflanzenbereich 24 ist schlauchförmig ausgebildet und weist eine definierte konstanten Breite um die jeweilige definierte Pflanzenreihenmittelpunktlinie 22 auf. Der Kulturpflanzenbereich 24 umfasst hierbei nicht den gesamten Pflanzenkörper der Pflanzen 14 der Pflanzenreihen 20.

Fig. 2 veranschaulicht nun wie in der Bildinformation 10 jeweils eine Ausdehnungskennzahl für definierte Pflanzenabschnitte 26 ermittelt wird. Die Bildinformation 10 bzw. das Bild 10 ist in Querbereiche 28 und in Längsbereiche 30 unterteilt. Die Querbereiche 28 sind hierbei Rechtecke einer definierten Länge 32, welche über die gesamte Länge des Bildes 10 in einer Längsrichtung 34, welche entlang der Pflanzenreihenmittelpunktlinie 22 verläuft, aufgespannt werden. Die Querbereiche 28 verlaufen hierbei senkrecht zu der Längsrichtung 34 bzw. Pflanzenreihenmittelpunktlinie 22. Die Längsbereiche 30 sind ebenfalls Rechtecke einer definierten Breite 36, welche über die gesamte Breite des Bildes 10 in einer Querrichtung 38, welche senkrecht zu der Pflanzenreihenmittelpunktlinie 22 verläuft, aufgespannt werden. Die Längsbereiche 30 verlaufen hierbei senkrecht zu der Querrichtung 38 bzw. parallel zur Pflanzenreihenmittelpunktlinie 22.

Zunächst werden für jede Reihenreihe 20 bzw. jeden Kulturpflanzenbereich 24 Pflanzen 14, 16, 18 herausgefiltert, welche zumindest teilweise in dem jeweiligen definierten Kulturpflanzenbereich 24 angeordnet sind. Somit werden nachfolgend lediglich diese herausgefilterten Pflanzen 16, 18 berücksichtigt und ausgewertet.

Anschließend wird jeweils eine Ausdehnungskennzahl für definierte Pflanzenabschnitte 26 dieser Pflanzen 16, 18 mittels der Recheneinheit ermittelt, wobei die Ausdehnungskennzahl ein Verhältnis bzw. einen Quotienten eines Breitenwerts und eines Längenwerts des jeweiligen definierten Pflanzenabschnitts 26 repräsentiert. Der Längenwert repräsentiert hierbei die Anzahl der Querbereiche 28, über die sich der jeweilige definierte Pflanzenabschnitt 26 in der definierten Längsrichtung 34 erstreckt. Der Breitenwert ist wiederum eine Summe von Teilbreitenwerten, wobei die Teilbreitenwerte die Anzahl der Längsbereiche 30, über die sich der jeweilige definierte Pflanzenabschnitt 26 in den jeweiligen Querbereichen 28 ausgehend von der Pflanzenreihenmittelpunktlinie 22 in der definierten Querrichtung 38 erstreckt, repräsentiert. Hierbei beginnt ein Pflanzenabschnitt 26 per Definition sobald Pflanzenmasse in einem Querbereich 28 identifiziert wird oder eine Änderung eines Teilbreitenwerts von einem Querbereich 28 zu dem Teilbreitenwert eines angrenzenden Querbereichs 28 größer oder gleich einem definierten Änderungsschwellenwert ist. Analog hierzu endet der Pflanzenabschnitt 26, wenn ein Querbereich 28 leer ist, d.h. keine Pflanzenmasse mehr identifiziert wird oder eine Änderung eines Teilbreitenwerts von einem Querbereich 28 zu dem Teilbreitenwert eines angrenzenden Querbereichs 28 größer oder gleich einem definierten Änderungsschwellenwert ist.

Somit erhält man Pflanzenabschnitte 26 mit einem entsprechenden Längenwert, nämlich der Anzahl an Querbereichen 28, und einem entsprechenden Breitenwert, nämlich der Summe der Anzahl an Längsbereichen 30. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird an der Pflanzen 16 jeweils links und rechts von der Pflanzenreihenmittelpunktlinie 22 ein Pflanzenabschnitt 26 definiert. Der linke Pflanzenabschnitt 26 der Pflanze 16 weist den Längenwert 2 und den Breitenwert 2+1=3 auf. Dies entspricht einer Ausdehnungskennzahl von 3/2=1, 5. Der rechte Pflanzenabschnitt 26 der Pflanze 16 weist den Längenwert 1 und den Breitenwert 1 auf. Dies entspricht einer Ausdehnungskennzahl von 1/1=1. Analog hierzu weist der linke Pflanzenabschnitt 26 der Pflanze 18 den Längenwert 2 und den Breitenwert 3+3=6 auf. Dies entspricht einer Ausdehnungskennzahl von 6/2=3. Der rechte Pflanzenabschnitt 26 der Pflanze 18 weist den Längenwert 5 und den Breitenwert 4+7+8+4+4=27 auf. Dies entspricht einer Ausdehnungskennzahl von 27/5=5,4. Hierbei hätte abhängig von dem Änderungsschwellenwert rechte Pflanzenabschnitt 26 der Pflanze 18 bspw. auch in drei Pflanzenabschnitte unterteilt sein können, wenn dieser bei 3 liegen würde, da eine Teilung bzw. Trennung bei der Änderung der Teilbreitenwerte von 4 auf 7 und von 8 auf 4 erfolgt wäre.

Fig. 3 zeigt noch beispielhaft eine Bildinformation 10 mit einem definierten Pflanzenabschnitt 26, welcher aufgrund eines entsprechenden Änderungsschwellenwerts beidseitig in Längsrichtung 34 definiert bzw. gebildet wurde. Die Ausdehnungskennzahlen bzw. Daten werden fortlaufend während einer Überfahrt über die landwirtschaftliche Fläche gespeichert. Es wird eine Historie aufgebaut, in der die letzten, bspw. 100 Pflanzen 14, 16, 18 oder Pflanzenabschnitte 26 aus den vorhergehend erfassten Bildinformationen 10 gespeichert sind. In Fig. 4 ist die Häufigkeitsverteilung bzw. Historie der ermittelten Ausdehnungskennzahlen anhand eines Säulendiagramms, welches stets dynamisch aufgrund neuer Bildinformationen 10 angepasste wird, gezeigt. Hierbei sind auf der Abszisse die Ausdehnungskennzahlen und auf der Ordinate die Anzahl an Pflanzenabschnitte 26 mit der jeweiligen Ausdehnungskennzahl aufgetragen. Über die gesammelten Daten der Vergangenheit lässt sich nun abschätzten, welche Pflanzenabschnitte 26 oder Pflanzen 14, 16, 18 mit welchen Ausdehnungskennzahlen häufiger vorkamen, d.h. Kulturpflanzen 16 sind, und welche Pflanzenabschnitte 26 oder Pflanzen 14, 16, 18 seltener vorkamen, d.h. große Beikräuter 18 sind.

Um nun die Beikräuter 18 in der identifizierten Pflanzenreihe 20, d.h. in dem die identifizierte Pflanzenreihe 20 umfassenden Kulturpflanzenbereich 24 zu identifizieren, wurde in der Häufigkeitsverteilung ein Häufigkeitsschwellenwert 40 definiert, welcher im gezeigten Beispiel bei 3 Pflanzenabschnitten 26 ist.

In einem ersten Ausführungsbeispiel werden schließlich alle Pflanzenabschnitte 26 bzw. Pflanzen 14 des definierten Kulturpflanzenbereiches 24, deren Häufigkeit kleiner oder gleich dem definierten Häufigkeitsschwellenwert 40 ist, d.h. 3mal oder seltener vorkommen, als Beikräuter 18 identifiziert bzw. klassifiziert. Somit werden in diesem Ausführungsbeispiel Pflanzenabschnitte 26 bzw. Pflanzen 14 mit einer Ausdehnungskennzahl von 1,75, 2,5 und 2,75 als Beikräuter 18 identifiziert. Alle restlichen Pflanzenabschnitte 26 bzw. Pflanzen 14 mit einer Häufigkeit von über 3 werden als Kulturpflanzen 16 identifiziert bzw. klassifiziert.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel wird ferner ein Kennzahlenschwellenwert 42 definiert, wobei nur Pflanzenabschnitte 26 bzw. Pflanzen 14 mit einer Ausdehnungskennzahl von größer oder gleich diesem Kennzahlenschwellenwert 42 als Beikräuter 18 identifiziert werden. Hierbei wurde der Kennzahlenschwellenwert ermittelt, indem zunächst die größte Ausdehnungskennzahl mit einer Häufigkeit über dem Häufigkeitsschwellenwert ermittelt wurde, welcher im vorliegenden Beispiel 2,25 ist. Anschließend wurde als Kennzahlenschwellenwert die nächstgrößere Ausdehnungskennzahl, d.h. 2,5 gewählt.

Somit werden im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel in diesem Ausführungsbeispiel nur Pflanzenabschnitte 26 bzw. Pflanzen 14 mit einer Ausdehnungskennzahl von 2,5 und 2,75 als Beikräuter 18 identifiziert bzw. klassifiziert, während die Pflanzenabschnitte 26 bzw. Pflanzen 14 mit einer Ausdehnungskennzahl von 1,75 und alle weiteren als Kulturpflanzen 16 identifiziert bzw. klassifiziert werden. Hierdurch können große Beikräuter 18 effektiv identifiziert und ggf. reklassifiziert werden.

In einem dritten Ausführungsbeispiel kann im Vergleich zum zweiten Ausführungsbeispiel ein Kennzahlenschwellenwert 44 definiert werden, welcher um einen definierten Wert größer ist, als die ermittelte größte Ausdehnungskennzahl. Hierdurch werden nur noch breitere Pflanzen 14 mit einer Ausdehnungskennzahl von 2,75 als Beikräuter 18 identifiziert bzw. klassifiziert.

Fig. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des hier vorgestellten Ansatzes als Verfahren 100 zum Identifizieren von Beikräutern 18 in einer Pflanzenreihe 20 einer landwirtschaftlichen Fläche. Das Verfahren 100 umfasst einen Schritt des Empfangens 102 einer Bildinformation 10 von einem mittels einer optischen Erfassungseinheit erfassten Feldabschnitt 12 einer landwirtschaftlichen Fläche mit Pflanzen 14, 16, 18. Das Verfahren 100 umfasst ferner einen Schritt des Identifizierens 104 von zumindest einer Pflanzenreihe 20 in der Bildinformation 10 unter Verwendung von identifizierten Pflanzen 14, 16, 18 mittels einer Recheneinheit. Das Verfahren 100 umfasst außerdem einen Schritt des Definierens 106 eines die zumindest eine identifizierte Pflanzenreihe 20 umfassenden Kulturpflanzenbereiches 24 unter Verwendung der zumindest einen identifizierten Pflanzenreihe 20 in der Bildinformation 10 mittels der Recheneinheit. Das Verfahren 100 umfasst des Weiteren einen Schritt des Ermittelns 110 jeweils einer Ausdehnungskennzahl für definierte Pflanzenabschnitte 26 der identifizierten Pflanzen 14, 16, 18 des definierten Kulturpflanzenbereiches 24 in der Bildinformation 10 mittels der Recheneinheit, wobei die Ausdehnungskennzahl ein Verhältnis eines Breitenwerts und eines Längenwerts des jeweiligen definierten Pflanzenabschnitts 26 repräsentiert, wobei die Bildinformation 10 in Querbereiche 28 und in Längsbereiche 30 unterteilt ist, wobei der Längenwert die Anzahl der Querbereiche 28, über die sich der jeweilige definierte Pflanzenabschnitt 26 in einer definierten Längsrichtung 34 erstreckt repräsentiert, und der Breitenwert eine Summe von Teilbreitenwerten ist, wobei die Teilbreitenwerte die Anzahl der Längsbereiche 30, über die sich der jeweilige definierte Pflanzenabschnitt 26 in den jeweiligen Querbereichen 28 ausgehend von einer definierten Pflanzenreihenmittelpunktlinie 22 der jeweiligen Pflanzenreihe 20 in eine definierte Querrichtung 38 erstreckt, repräsentieren. Das Verfahren 100 umfasst ferner einen Schritt des Vergleichens 112 der ermittelten Ausdehnungskennzahl des jeweiligen definierten Pflanzenabschnitts 26 mit einer Häufigkeitsverteilung von Ausdehnungskennzahlen von definierten Pflanzenabschnitten 26 vorhergehend identifizierter Pflanzen 14, 16, 18 des definierten Kulturpflanzenbereiches 24 und/oder definierter Kulturpflanzenbereiche (24) vorhergehend erfasster Bildinformationen 10 der landwirtschaftlichen Fläche mittels der Recheneinheit. Das Verfahren 100 umfasst außerdem einen Schritt des Identifizierens 114 der Pflanzenabschnitte 26 mit einer Ausdehnungskennzahl, dessen Häufigkeit kleiner oder gleich einem definierten Häufigkeitsschwellenwert 40 der Häufigkeitsverteilung ist, um die den Pflanzenabschnitten 26 zugehörigen Pflanzen 14 als Beikräuter 18 in einer identifizierten Pflanzenreihe 20 zu identifizieren.

Der Weiteren umfasst das Verfahren 100 einen optionalen Schritt des Klassifizierens 108 der identifizierten Pflanzen 14, 16, 18 des definierten Kulturpflanzenbereiches 24 in eine erste Pflanzenklasse, insbesondere eine Kulturpflanzenklasse, und einen weiteren optionalen Schritt des Reklassifizierens 116 der identifizierten Beikräuter 18 in der identifizierten Pflanzenreihe 20 des definierten Kulturpflanzenbereiches 24 in eine von der ersten Pflanzenklasse verschiedene zweite Pflanzenklasse, insbesondere eine Beikrautklasse mittels der Recheneinheit.