Projekte in den Förderprogrammen des BMEL, betreut durch den Projektträger BLE (PT BLE)
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| Titel: | Verbundprojekt: Intelligenter optischer Sensor für den teilflächenspezifischen Herbizideinsatz im Online-Verfahren (H-Sensor) – Teilprojekt 2 |
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| Titel (englisch): | Collaborative project: Smart vision sensor for site-specific herbicide spraying in real-time operation (H-Sensor) – Subproject 2 |
| Beschreibung (dt.): | Das Ziel dieses Vorhabens ist die Realisierung eines echtzeitfähigen Sensorsystems zur teilflächenspezifischen Herbizidausbringung. Ein solches System besteht aus mehreren Kameras mit integrierter Bildverarbeitung und Objekterkennung sowie einem Bedienterminal. Die Kameras sind mit Auslegern am Gestänge der Pflanzenschutzspritze befestigt. Während der Fahrt nehmen sie fortlaufend Bispektralbilder der Ackerfläche auf. Die im Bild jeweils erkennbaren Pflanzen bzw. Pflanzenteile werden über eine Auswertung ihrer Formmerkmale klassifiziert. Gemäß der im Bedienterminal hinterlegten Algorithmen für bestimmte Bestands- und Ausbringungssituationen fällt dann in Echtzeit die Entscheidung, ob bzw. mit welcher Aufwandmenge die jeweilige Teilbreite der Pflanzenschutzspritze an dieser Stelle aktiviert wird. Der Einsatz des H-Sensors kann in der Praxis dazu führen, dass Herbizide im Ackerbau nicht mehr ganzflächig, sondern nur noch auf den tatsächlich verunkrauteten Teilflächen ausgebracht werden. Dies schont die Umwelt und steigert die Effizienz im Pflanzenbau. |
| Beschreibung (engl.): | The target of this project is to realize a real-time enabled sensor system for site-specific herbicide spraying. Such a system consists of several smart vision cameras with integrated image processing and object recognition as well an operation terminal. The cameras are mounted with brackets at the spray rig. They continuously record bispectral images while the sprayer is driving over the field. All visible plants respectively their aerial parts are classified by analyzing of several shape features. In accordance with the algorithms in the terminal for different crop and application cases is decided in real-time operation, whether respectively with which application rate the sprayer sections are to be activated. Using the so-called H-Sensor in farming practice will result in an usual herbicide spraying, which no more covers all over but only on the weed-infested partial areas. This protects the ecological environment and increases the efficiency of agriculture. |
| Ergebnis (dt.): | Um den Einsatz von Herbiziden entsprechend des Schadschwellenprinzipes auf der Teilschlagebene auszubringen, wird eine Technik benötigt, die direkt bei der Applikation sowohl Unkräuter vom Kulturpflanzenbestand, als auch voneinander unterscheiden kann. Das Ziel des Verbundprojektes "H-Sensor" waren die Entwicklung eines Prototypen, die Erprobung einer intelligenten Kamera zur teilflächenspezifischen Herbizidausbringung im Online-Verfahren sowie die Bewertung anhand von ausgewählten Applikationsszenarien. Ein solches Sensorsystem besteht aus mehreren Kameras mit integrierter Bildverarbeitung und Objekterkennung sowie einem Bedienterminal. Die Kameras sind mit Auslegern am Gestänge der Pflanzenschutzspritze befestigt. Während der Fahrt durch den Kulturbestand nehmen die Kameras kontinuierlich Bilder auf. Die jeweils im Bild erkennbaren Pflanzen bzw. Pflanzenteile werden ausgewertet und den jeweiligen Klassifikatoren zugeordnet. Durch die im Bedienterminal hinterlegten Algorithmen für bestimmte Bestands- und Ausbringsituationen wird schließlich in Echtzeit entschieden, ob die Pflanzenschutzspritze an der jeweiligen Stelle aktiviert wird bzw. welche Aufwandmenge nötig ist. Sowohl die einzelnen Systemkomponenten, als auch das Gesamtsystem konnte bereits in praxisnahen Einsätzen mit Erfolg getestet werden. Hierbei konnten ca. 40 % der Herbizide eingespart und alle Unkrautnester behandelt werden. Im Ergebnis des Projekts kann die ursprüngliche Frage, ob der H-Sensor als ein echtzeitfähiges System praxisgerecht realisierbar ist, bereits eindeutig positiv beantwortet werden. Es ist vorgesehen, das Gesamtsystem im Folgeprojekt (H-Sensor 2) durch mehrere innovative Neuerungen (z.B. robustes Kamerasystem) in erheblichem Umfang zu erweitern und die Herstellungskosten zu reduzieren. |
| Ergebnis (engl.): | In agricultural practice weeds appear heterogeneously in arable crops. Therefore the application of herbicides is necessary only on a small part of the total area. The herbicides are applied site-specifically corresponding to the threshold principle. The technology has to differentiate between weeds and cultivated plants as well as between different weed species. The targets of this joint research project were the development of a prototype, tests of a smart vision sensor for site specific herbicide spraying in real time operation and evaluation of selected application scenarios. Such a system consists of several smart vision cameras with integrated image processing and object recognition as well as an operation terminal. The cameras are mounted with brackets at the spraying boom. The cameras continuously record images of cultivated plants while the sprayer is driving over the field. All visible plants respectively their aerial parts are evaluated and assigned to classifiers. Different spraying decisions for different crop and application cases are stored in the terminal. In real-time operation these spraying decisions decide which application and which application rate is needed. All separate system components as well as the complete system have been already tested successfully in field trials. The H-sensor recognized all weed-infested partial areas. Approximately 40 % of herbicides could be saved. This project showed clearly that the realization of a practical real- time operation system is definitely possible. The complete system will be enhanced with large scale technological innovations (for example a more robust camera system) and reduction of the production costs in the follow up project (H-Sensor 2). |
| Laufzeit: | Beginn: 01.12.2007 / Ende: 30.11.2010 |
| Ausf. Einrichtung: | ASENTICS GmbH & Co.KG, Siegen |
| Themenfelder: | Pflanzenschutz, Pflanzengesundheit, crop protection, plant health |
| Förderprogramme: | Programm zur Innovationsförderung des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft |
| Schlagworte: | Integrierter Pflanzenschutz, integrated plant protection, Pflanzenbau, crop production, Umwelt- und Naturschutz, environment and nature protection, Ackerbau, crop production, Landtechnik, agricultural engineering, Präzise Landwirtschaft, precision farming, Weizen, wheat, Unkraut/Beikraut, weed |
| Stichpunkte: | Sensorik, Optik |
| Förderkennzeichen: | 2815302307 |
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Weizen Stroh
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"Kleegras und Grünland"
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