DE102020206829A1

DE102020206829A1 - Method and device for determining the height of plants and computer program product

Info

Publication number: DE102020206829A1
Application number: DE102020206829.1A
Authority: DE
Inventors: Peter Seitz; Erik Hass
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-06-02
Filing date: 2020-06-02
Publication date: 2021-12-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Höhe (h) von Pflanzen (P), bei der mittels einer Lichtquelle (16) die Pflanzen (P) in einem schrägen Winkel (β) zur Senkrechten von der Lichtquelle (16) angestrahlt werden, wobei ein von den Pflanzen (P) am Boden (B) erzeugter Schatten (S) mittels wenigstens einer Kameraeinrichtung (12) erfasst und von einem Bildauswerteprogramm (26) ausgewertet wird.The invention relates to a method for determining the height (h) of plants (P), in which the plants (P) are illuminated by the light source (16) at an oblique angle (β) to the vertical by means of a light source (16), whereby a shadow (S) generated by the plants (P) on the ground (B) is captured by means of at least one camera device (12) and evaluated by an image evaluation program (26).

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Bestimmung der Höhe von Pflanzen, insbesondere für landwirtschaftliche Zwecke, um eine besonders hohe Dosiergenauigkeit bzw. eine Minimierung der erforderlichen Menge beim Ausbringen von Pflanzenschutzmitteln, Düngern o.ä. erzielen zu können. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. als Bestandteil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.The invention relates to a method and a device for determining the height of plants, in particular for agricultural purposes, in order to be able to achieve a particularly high metering accuracy or a minimization of the required amount when applying pesticides, fertilizers or the like. The invention also relates to a computer program product for performing the method according to the invention or as part of a device according to the invention.

Stand der TechnikState of the art

Kamerabasierte Vorrichtungen zur Erfassung bzw. Lokalisation von Pflanzen oder Unkraut auf landwirtschaftlichen Nutzflächen sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt ( DE 10 2016 224 781 A1 ). Die bekannten kamerabasierten Einrichtungen dienen dazu, anhand der Erfassung bzw. Lokalisation der Pflanzen beispielsweise eine Spritzdüse zum Ausbringen eines flüssigen Spritzmittels bedarfsgerecht anzusteuern, insbesondere derart, dass das Spritzmittel (lediglich) im Bereich der Pflanze abgegeben wird. Dabei erfassen die bekannten Kamerasysteme typischerweise lediglich die Ausdehnung, d.h. die Fläche, in deren Bereich sich die Pflanzen bzw. Unkräuter befinden.Camera-based devices for the detection or localization of plants or weeds on agricultural areas are already known from the prior art ( DE 10 2016 224 781 A1 ). The known camera-based devices are used to control, for example, a spray nozzle for applying a liquid spray agent based on the detection or localization of the plants, in particular in such a way that the spray agent is (only) released in the area of the plant. The known camera systems typically only record the extent, ie the area in the area of which the plants or weeds are located.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung der Höhe von Pflanzen ermöglicht es, mittels an sich bekannter Kameraeinrichtungen die Höhe von Pflanzen relativ einfach zu ermitteln bzw. zu erfassen, um die damit gewonnenen Informationen zum Beispiel bei der Dosierung von flüssigem Spritzmittel o.ä. zu berücksichtigen. Insbesondere lässt die Höhe der Pflanzen einen Rückschluss auf die vorhandene Biomasse der Pflanzen zu, derart, dass bei höheren bzw. größeren Pflanzen auch eine erhöhte Menge des entsprechenden Spritzmittels erforderlich ist, um die gewünschte Wirkung zu erzielen.The method according to the invention for determining the height of plants enables the height of plants to be determined or recorded relatively easily by means of camera devices known per se in order to take into account the information thus obtained, for example when dosing liquid spray or the like. In particular, the height of the plants allows a conclusion to be drawn about the existing biomass of the plants, in such a way that in the case of taller or larger plants an increased amount of the corresponding spray agent is also required in order to achieve the desired effect.

Vor dem Hintergrund der obigen Erläuterungen wird daher vorgeschlagen, eine Bestimmung der Höhe von Pflanzen durchzuführen, indem mittels einer Lichtquelle die Pflanzen in einem schrägen Winkel in Bezug zu einer Senkrechten zum Boden von der Lichtquelle angestrahlt werden, wobei ein von den Pflanzen am Boden erzeugter Schatten mittels wenigstens einer Kameraeinrichtung erfasst und von einem Bildauswerteprogramm ausgewertet wird, und wobei aufgrund der bekannten Position der Kameraeinrichtung zu den Pflanzen und zum Boden, dem bekannten schrägen Winkel der Lichtquelle zu den Pflanzen und der von dem Bildauswerteprogramm ausgewerteten Schatten mittels eines Algorithmus die Höhe der Pflanzen berechnet wird.Against the background of the above explanations, it is therefore proposed to determine the height of plants by using a light source to illuminate the plants from the light source at an oblique angle with respect to a perpendicular to the ground, with a shadow generated by the plants on the ground is captured by at least one camera device and evaluated by an image evaluation program, and based on the known position of the camera device to the plants and the ground, the known inclined angle of the light source to the plants and the shadow evaluated by the image evaluation program, the height of the plants using an algorithm is calculated.

Ergänzend wird erwähnt, dass der Algorithmus eine Berechnung der Pflanzenhöhe auf Grundlage geometrischer Überlegungen bzw. aufgrund geometrischer Verhältnisse der Schatten, der Kameraposition und des Lichteinfallswinkels durchführt.In addition, it is mentioned that the algorithm calculates the plant height on the basis of geometric considerations or on the basis of the geometric relationships between the shadows, the camera position and the angle of incidence of light.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung der Höhe von Pflanzen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.Advantageous developments of the method according to the invention for determining the height of plants are listed in the subclaims.

Eine besonders sichere bzw. zuverlässige Bestimmung der Höhe der Pflanzen durch stets gleiche Belichtungsverhältnisse der Pflanzen wird erzielt, wenn die Lichtquelle eine künstliche Lichtquelle ist, wobei der Winkel der von der Lichtquelle emittierten Lichtstrahlung wenigstens 30°, vorzugsweise etwa 45° gegenüber der Senkrechten beträgt. Eine derartig künstliche Lichtquelle sorgt mit einer entsprechenden Helligkeit dafür, dass selbst bei relativ hoher Umgebungshelligkeit ein zuverlässiger bzw. für die Kameraeinrichtung erfassbarer und von dem Bildauswerteprogramm auswertbarer Schatten der Pflanzen erzeugt wird, wobei durch die beanspruchte Wahl des schrägen Winkels der Lichtquelle ein relativ langer Schattenwurf erzielt wird.A particularly safe and reliable determination of the height of the plants by always having the same lighting conditions of the plants is achieved if the light source is an artificial light source, the angle of the light radiation emitted by the light source being at least 30 °, preferably about 45 °, relative to the vertical. Such an artificial light source ensures, with a corresponding brightness, that a reliable shade of the plants or a shade that can be captured by the camera device and evaluated by the image evaluation program is generated even with a relatively high level of ambient brightness, with a relatively long shadow cast due to the claimed choice of the oblique angle of the light source is achieved.

In einer bevorzugten Weiterbildung des zuletzt gemachten Vorschlags kann es vorgesehen sein, dass die Pflanzen und/oder die Lichtquelle und/oder die Kamera von einer das natürliche Tageslicht abschirmenden Einrichtung umgeben ist/sind. Eine derartige Ausgestaltung des Verfahrens ermöglicht eine vereinfachte und somit auch besonders zuverlässige Bildauswertung bzw. Erfassung des Schattens der Pflanzen.In a preferred development of the proposal made last, it can be provided that the plants and / or the light source and / or the camera is / are surrounded by a device that shields natural daylight. Such an embodiment of the method enables a simplified and thus also particularly reliable image evaluation or detection of the shade of the plants.

Alternativ zu einer künstlichen Lichtquelle kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass als Lichtquelle das Tageslicht verwendet wird, und dass die Berechnung der Höhe der Pflanzen unter Berücksichtigung des Sonnenstandes und der Position der Pflanzen und der Kameraeinrichtung zur Sonne erfolgt. Aus dem Sonnenstand sowie der Position der Kameraeinrichtung und der Pflanzen zur Sonne lassen sich die geometrischen Verhältnisse zur Bestimmung der Höhe der Pflanzen generieren bzw. ermitteln.As an alternative to an artificial light source, however, provision can also be made for daylight to be used as the light source and for the height of the plants to be calculated taking into account the position of the sun and the position of the plants and the camera device relative to the sun. The geometric relationships for determining the height of the plants can be generated or determined from the position of the sun and the position of the camera device and the plants in relation to the sun.

Unabhängig davon, ob als Lichtquelle eine künstliche Lichtquelle oder aber das natürliche Sonnenlicht verwendet wird, ist es von besonderem Vorteil, wenn die Bestimmung der Höhe der Pflanzen zu einem Zeitpunkt erfolgt, bei der sich eine Sichtachse der Kameraeinrichtung lotrecht über einer Pflanzenmitte befindet. Dadurch wird eine besonders einfache bzw. zuverlässige Erfassung des Schattenwurfs durch die Kameraeinrichtung ermöglicht.Regardless of whether the light source used is an artificial light source or natural sunlight, it is particularly advantageous if the height of the plants is determined at a point in time when a visual axis of the camera device is perpendicular to the center of the plant. This enables a particularly simple and reliable detection of the shadow cast by the camera device.

Eine weitere Verbesserung der Auswertung bzw. Genauigkeit bei der Ermittlung der Höhe der Pflanzen wird erzielt, wenn diese samt der Schatten mittels mehrerer Kameraeinrichtungen, vorzugsweise zum gleichen Zeitpunkt, erfasst werden. Dabei lässt sich aus den (bekannten) Kamerapositionen zu den Pflanzen durch Vergleich der ermittelten Höhen der Pflanzen besonders zuverlässig und genau auf eine tatsächliche Höhe der Pflanze schließen.A further improvement in the evaluation or accuracy in determining the height of the plants is achieved if these, together with the shadows, are recorded by means of several camera devices, preferably at the same point in time. The (known) camera positions in relation to the plants allow particularly reliable and precise conclusions to be drawn about the actual height of the plant by comparing the determined heights of the plants.

Eine Vereinfachung bei der Bestimmung der Höhe der Pflanzen wird erzielt, wenn zur Bestimmung der Höhe der Pflanzen eine Pflanzenmitte ermittelt wird, wobei vorzugsweise die Pflanzenmitte als die Stelle erachtet wird, an der die Pflanze aus dem Boden austritt. Die Pflanzenmitte dient insbesondere zur Definition des Ortes, der für die Bestimmung der Höhe der Pflanze als relevanter Ort angesehen wird.A simplification in the determination of the height of the plants is achieved if a center of the plant is determined to determine the height of the plants, the center of the plant preferably being regarded as the point at which the plant emerges from the ground. The center of the plant is used in particular to define the location that is considered to be the relevant location for determining the height of the plant.

Eine zusätzliche Verbesserung der Genauigkeit bei der Bestimmung der Höhe der Pflanzen lässt sich erzielen, wenn die Pflanzen während mehrerer Zeitpunkte aufgenommen werden und die Pflanzenhöhe aufgrund einer mathematischen Verknüpfung der Ergebnisse der Messungen bestimmt wird. Dadurch lässt sich in ähnlicher Weise wie bei der Verwendung mehrerer Kameraeinrichtungen durch mehrfache Messungen die Genauigkeit erhöhen, da beispielsweise unterschiedliche Blickwinkel bzw. Kamerapositionen genutzt werden können.An additional improvement in the accuracy in determining the height of the plants can be achieved if the plants are recorded during several points in time and the plant height is determined on the basis of a mathematical combination of the results of the measurements. As a result, in a similar way to the use of several camera devices, the accuracy can be increased through multiple measurements, since, for example, different viewing angles or camera positions can be used.

Das soweit beschriebene erfindungsgemäße Verfahren findet insbesondere Verwendung bei der Behandlung von Pflanzen, d.h., dass in Abhängigkeit der ermittelten Pflanzenhöhe (zusätzlich zu einer erfassten flächenmäßigen Ausdehnung der Pflanzen) auf eine Biomasse der Pflanzen geschlossen wird, die bei der Dosierung eines Spritzmittels o.ä. berücksichtigt wird.The method according to the invention described so far is used in particular in the treatment of plants, that is, depending on the plant height determined (in addition to a recorded areal expansion of the plants), a biomass of the plants is deduced which, when a spray or the like is dosed, is used. is taken into account.

Die Erfindung betrifft weiterhin auch eine Vorrichtung zum Durchführen eines soweit beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die Vorrichtung wenigstens eine Kameraeinrichtung zur Aufnahme von Pflanzen, ein Bildauswerteprogramm, das dazu ausgebildet ist, Pflanzen und deren Schatten zu erfassen und einem Algorithmus zur Auswertung der von dem Bildauswerteprogramm zugeführten Daten unter Berücksichtigung der Lokalisation einer Lichtquelle und der wenigstens einen Kameraeinrichtung zu den Pflanzen umfasst.The invention also relates to a device for performing a method according to the invention as described so far, the device having at least one camera device for recording plants, an image evaluation program designed to capture plants and their shadows and an algorithm for evaluating the data supplied by the image evaluation program Data taking into account the localization of a light source and the at least one camera device for the plants.

In Weiterbildung einer derartigen Vorrichtung ist es vorgesehen, dass zusätzlich eine künstliche Lichtquelle zur Beleuchtung der Pflanzen vorgesehen ist, und dass die Vorrichtung an einem landwirtschaftlichen Fahrzeug angeordnet ist. Ein derartiges landwirtschaftliches Fahrzeug kann beispielsweise gleichzeitig einen Vorratsbehälter zur Ausbringung eines Spritzmittels umfassen, sodass die von der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermittelten Ergebnisse der Pflanzenhöhe bei der Dosierung des Spritzmittels berücksichtigt werden können.In a further development of such a device, it is provided that an artificial light source is additionally provided for illuminating the plants, and that the device is arranged on an agricultural vehicle. Such an agricultural vehicle can, for example, at the same time comprise a storage container for applying a spray agent, so that the plant height results determined by the device according to the invention can be taken into account when the spray agent is metered.

Zuletzt umfasst die Erfindung auch ein Computerprogrammprodukt, insbesondere einen Datenträger oder ein Datenprogramm, das dazu ausgebildet ist, wenigstens einen erfindungsgemäßen Verfahrensschritt auszuführen, oder das als Bestandteil einer soweit beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung dient.Finally, the invention also comprises a computer program product, in particular a data carrier or a data program, which is designed to carry out at least one method step according to the invention, or which serves as a component of a device according to the invention as described so far.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnungen.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of preferred embodiments of the invention and with reference to the drawings.

FigurenlisteFigure list

The single figure shows in a diagrammatic representation the components of a device for determining the height of plants.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In der einzigen Figur sind die wesentlichen Bestandteile einer Vorrichtung 100 zur Bestimmung der Höhe h von Pflanzen P dargestellt. Bei den Pflanzen P handelt es sich typischerweise entweder um Nutzpflanzen oder aber um Unkräuter, die auf einem Boden B einer landwirtschaftlichen Nutzfläche NF wachsen. Die Bestimmung der Höhe h der Pflanzen P dient insbesondere dazu, (zusätzlich ggf. unter Berücksichtigung der flächenmäßigen Ausdehnung der Pflanzen P) die Biomasse der Pflanzen P zu bestimmen, um beispielsweise ein Spritzmittel in Form eines Düngers, eines Pestizids o.ä. bedarfsgenau dosieren zu können. Hierzu ist die Vorrichtung 100 beispielsweise an einem im Einzelnen nicht dargestellten landwirtschaftlichen Fahrzeug 10 angeordnet bzw. angebracht, das in einer Fahrtrichtung FR über die Nutzfläche NF fährt.In the single figure are the essential components of a device 100 to determine the height H of plants P. shown. With the plants P. it is typically either crops or weeds that grow on a soil B. an agricultural area NF grow. Determining the height H of the plants P. serves in particular to (additionally, if necessary, taking into account the areal expansion of the plants P. ) the biomass of the plants P. to be able to determine, for example, a spray in the form of a fertilizer, a pesticide or the like. The device is for this purpose 100 for example on an agricultural vehicle, not shown in detail 10 arranged or attached, which in a direction of travel FR over the usable area NF moves.

Die Vorrichtung 100 umfasst wenigstens eine Kameraeinrichtung 12, die an einem Ausleger 14 des landwirtschaftlichen Fahrzeugs 10 befestigt bzw. angeordnet ist. Bei der Kameraeinrichtung 12 kann es sich um eine Standardkamera handeln, d.h. um eine Kameraeinrichtung 12, die für das menschliche Auge wahrnehmbare Wellenlängen erfasst. Aufgrund der bekannten Anordnung bzw. des Anbauortes der wenigstens einen Kameraeinrichtung 12 ist auch ein Abstand a zwischen der Kameraeinrichtung 12 und dem Boden B bekannt. Alternativ kann beispielsweise ein Ultraschallsensor o.ä. verwendet werden, der den aktuellen Abstand a der Kameraeinrichtung 12 zum Boden B ermittelt, was insbesondere bei Bodenunebenheiten von Vorteil ist. Weiterhin ist ebenfalls an einem definierten Anbauort an dem Ausleger 14 eine vorzugsweise punktförmige Lichtquelle 16 vorgesehen, deren Lichtstrahlen in einem Winkel β in Richtung der Pflanzen P ausgestrahlt werden. Der Winkel β beträgt vorzugsweise mehr als 30°, vorzugsweise etwa 45° gegenüber einer Senkrechten am Boden B im Bereich der Pflanzen P, die bei einem ebenen Boden B der optischen Achse des Sichtfelds der Kameraeinrichtung 12 entspricht.The device 100 comprises at least one camera device 12th attached to a boom 14th of the agricultural vehicle 10 is attached or arranged. When setting up the camera 12th it can be a standard camera, ie a camera device 12th , which detects wavelengths perceptible to the human eye. Due to the known arrangement or the mounting location of the at least one camera device 12th is also a distance a between the camera device 12th and the ground B. known. Alternatively, for example, an ultrasonic sensor or the like can be used, which measures the current distance a from the camera device 12th to the ground B. determines what is particularly advantageous in the case of uneven floors. Furthermore, it is also at a defined mounting location on the boom 14th a preferably point light source 16 provided, the light rays at an angle β in the direction of the plants P. be broadcast. The angle β is preferably more than 30 °, preferably about 45 ° with respect to a vertical line on the floor B. in the field of plants P. that on a level floor B. the optical axis of the field of view of the camera device 12th is equivalent to.

Optional kann es vorgesehen sein, dass beispielsweise im Bereich des Auslegers 14 eine vorhangartige Abschirmeinrichtung 18 angeordnet bzw. vorgesehen ist, die den Bereich der Lichtquelle 16 und der Kameraeinrichtung 12 vor Tageslicht bzw. Sonnenlicht abschirmt und dafür sorgt, dass der Bereich der zu detektierenden Pflanzen P im Wesentlichen nur von der Lichtquelle 16 beleuchtet wird. Beispielsweise besteht die Abschirmeinrichtung 18 aus einem für (Tages-) Licht undurchlässigen, flexiblen Material, das bis Nähe des Bodens B reicht, ohne jedoch die Pflanzen P zu beschädigen, wenn das landwirtschaftliche Fahrzeug 10 in Fahrtrichtung FR bewegt wird.It can optionally be provided that, for example, in the area of the boom 14th a curtain-like shielding device 18th is arranged or provided that the area of the light source 16 and the camera device 12th shields from daylight or sunlight and ensures that the area of the plants to be detected P. essentially just from the light source 16 is illuminated. For example, there is the shielding device 18th Made of a flexible material that is impermeable to (daylight) light and that extends up to the vicinity of the floor B. is enough, however, without the plants P. to damage when the agricultural vehicle 10 in the direction of travel FR is moved.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kameraeinrichtung 12 mit ihrem Sichtfeld bzw. ihrer Sichtachse 20 lotrecht oberhalb einer Pflanze P angeordnet. Die von der Kameraeinrichtung 12 aufgenommenen Bilder der Pflanze P werden über eine Eingangsleitung 22 einer Auswerteeinrichtung 25 zugeführt. Alternativ ist es auch denkbar, dass die Auswerteeinrichtung 25 selbst Bestandteil der Kameraeinrichtung 12 ist.In the illustrated embodiment, the camera device is 12th with their field of vision or their line of sight 20th perpendicular to a plant P. arranged. The one from the camera device 12th captured images of the plant P. are via an input line 22nd an evaluation device 25th fed. Alternatively, it is also conceivable that the evaluation device 25th itself part of the camera equipment 12th is.

Die Auswerteeinrichtung 25 weist zum einen ein Bildauswerteprogramm 26, und zum anderen einen Algorithmus 28, beispielsweise in Form eines Datenträgers bzw. eines Datenprogramms, auf. Das Bildauswerteprogramm 26 erfasst sowohl das Bild der Pflanze P, als auch das Bild des von der Pflanze P durch die Lichtquelle 16 hervorgerufenen Schattens S auf dem Boden B. Insbesondere dient das Bildauswerteprogramm 26 dazu, die Position, insbesondere die Pflanzenmitte PM der Pflanze P sowie die Ausdehnung des Schattens S der Pflanze P in horizontaler Richtung auf dem Boden B zu detektieren.The evaluation device 25th on the one hand has an image evaluation program 26th , and on the other hand an algorithm 28 , for example in the form of a data carrier or a data program. The image evaluation program 26th captures both the image of the plant P. , as well as the picture of the plant P. through the light source 16 evoked shadow S. on the floor B. . The image evaluation program is used in particular 26th in addition, the position, especially the center of the plant PM of the plant P. as well as the extent of the shadow S. of the plant P. horizontally on the floor B. to detect.

Die von der Auswerteeinrichtung 25 erfasste Position der Pflanze P sowie der Größe bzw. Länge L des Schattens S auf dem Boden B werden dem Algorithmus 28 zugeführt bzw. mittels des Algorithmus 28 verarbeitet. Dieser ermittelt aufgrund der von dem Bildauswerteprogramm 26 erfassten Daten und der bekannten Position der Lichtquelle 16, insbesondere auch des Winkels β und der Position der Kameraeinrichtung 12 die Höhe h der Pflanze P aufgrund geometrischer Überlegungen bzw. Gesetzmäßigkeiten.The from the evaluation device 25th recorded position of the plant P. as well as the size or length L. of the shadow S. on the floor B. be the algorithm 28 supplied or by means of the algorithm 28 processed. This is determined on the basis of the image evaluation program 26th recorded data and the known position of the light source 16 , in particular also the angle β and the position of the camera device 12th the height H of the plant P. based on geometrical considerations or laws.

Ergänzend wird erwähnt, dass für den Fall, dass der Boden B im Bereich des Schattens S geneigt ist, es besonders bevorzugt ist, dass mittels geeigneter Einrichtungen, beispielsweise mittels nicht dargestellter Abstandssensoren oder aber mittels des Bildauswerteprogramms 26 für die Kameraeinrichtung 12 die Neigung des Bodens B im Bereich der Pflanze P erkannt und die Berechnung der Höhe h der Pflanze P entsprechend korrigiert wird. Im Regelfall ist jedoch davon auszugehen, dass der Boden B im Bereich der angestrahlten Pflanze P hinreichend eben ist, sodass ggf. auf entsprechende Korrekturmaßnahmen verzichtet werden kann.In addition, it is mentioned that in the event that the floor B. in the area of shadow S. It is particularly preferred that by means of suitable devices, for example by means of distance sensors (not shown) or by means of the image evaluation program 26th for camera setup 12th the slope of the ground B. in the field of the plant P. recognized and calculating the height H of the plant P. is corrected accordingly. As a rule, however, it can be assumed that the soil B. in the area of the illuminated plant P. is sufficiently flat so that appropriate corrective measures can be dispensed with, if necessary.

Die erfasste bzw. berechnete Höhe h der Pflanze P kann beispielsweise über eine Ausgangsleitung 30 weiteren Anwendungen zugeführt werden, beispielsweise einer Dosiereinrichtung zur Bestimmung der Menge eines Spritzmittels für die erfasste Pflanze P.The recorded or calculated height H of the plant P. can for example via an output line 30th can be supplied to further applications, for example a metering device for determining the amount of a spray for the detected plant P. .

Bei dem vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispiel erfolgt die Erzeugung des Schattens S durch die Pflanze P mittels einer (künstlichen) Lichtquelle 16. Es ist jedoch auch möglich, auf eine künstliche Lichtquelle 16 zu verzichten und stattdessen - genügend Tageslicht vorausgesetzt - den Schatten S mittels der Kameraeinrichtung 12 zu erfassen, welcher aufgrund des natürlichen Sonnenlichts und ohne die Anwesenheit der Abschirmeinrichtung 18 erzeugt wird. Hierzu ist es erforderlich, die Position und Ausrichtung der Vorrichtung 100, insbesondere der Kameraeinrichtung 12 sowie der Pflanze P zu kennen. Dies erfolgt typischerweise mittels eines (satellitengestützten) Navigationssystems. Ferner ist es erforderlich, die Position der Sonne bzw. den Sonnenstand zum Beobachtungszeitpunkt zu kennen. In Kenntnis der genannten Daten kann die Auswerteeinrichtung 25 ebenfalls die Höhe h der Pflanze P bestimmen.In the exemplary embodiment described above, the shadow is generated S. through the plant P. by means of an (artificial) light source 16 . However, it is also possible to use an artificial light source 16 to do without and instead - provided there is enough daylight - the shade S. by means of the camera device 12th to detect which is due to natural sunlight and without the presence of the shielding device 18th is produced. This requires the position and alignment of the device 100 , especially the camera device 12th as well as the plant P. to know. This is typically done using a (satellite-supported) navigation system. It is also necessary to know the position of the sun or the position of the sun at the time of observation. Knowing the data mentioned, the evaluation device 25th also the height H of the plant P. determine.

Das soweit beschriebene Verfahren bzw. die Vorrichtung 100 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So ist es beispielsweise denkbar, die Position der Pflanze P nicht nur zu einem einzigen Zeitpunkt mittels der Kameraeinrichtung 12 zu erfassen, sondern während mehrerer Zeitpunkte während des Überfahrens der Nutzfläche NF. Auch kann es vorgesehen sein, nicht nur eine einzige Kameraeinrichtung 12 zur Erfassung ein und derselben Pflanze P zu benutzen, sondern mehrere Kameraeinrichtungen 12. In Kenntnis deren Anbauorte an dem Ausleger 14 lässt sich dadurch die Höhe h der Pflanze P verifizieren bzw. zuverlässiger bestimmen.The method and device described so far 100 can be altered or modified in many ways without deviating from the concept of the invention. So it is conceivable, for example, the position of the plant P. not only at a single point in time by means of the camera device 12th to be recorded, but during several points in time while driving over the usable area NF . It can also be provided not just a single camera device 12th for the detection of one and the same plant P. to use, but several camera devices 12th . Knowing their mounting locations on the boom 14th thereby the height H of the plant P. verify or determine more reliably.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102016224781 A1 [0002]

Claims

Method for determining the height (h) of plants (P), in which, by means of a light source (16), the plants (P) are at an oblique angle (β) to an in particular perpendicular to the ground (B) in the area of the plants (P) running direction are irradiated by the light source (16), wherein a shadow (S) generated by the plants (P) on the ground (B) is recorded by means of at least one camera device (12) and evaluated by an image evaluation program (26), and based on the known position of the at least one camera device (12) to the plants (P) and to the ground (B), the known oblique angle (β) of the light source (16) to the plants (P) and that recorded by the image evaluation program (26) Shade (S) by means of an algorithm (28) the height (h) of the plants (P) is calculated.

Procedure according to Claim 1 , characterized in that the light source (16) is an artificial, preferably point-like light source (16), and that the angle (β) of the light radiation emitted by the light source (16) is at least 30 °, preferably about 45 ° relative to the vertical.

Procedure according to Claim 2 , characterized in that the plants (P) and / or the light source (16) and / or the at least one camera device (12) is / are at least partially surrounded by a device (18) which shields the daylight.

Procedure according to Claim 1 , characterized in that daylight is used as the light source, and that the calculation of the height (h) of the plants (P) taking into account the position of the sun and the position of the plants (P) and the at least one camera device (12) to the sun The time of uptake of the plants (P) takes place.

Method according to one of the Claims 1 until 4th , characterized in that the determination of the height (h) of the plants (P) takes place at a point in time at which a visual axis (20) of the at least one camera device (12) is perpendicular to a plant center (PM).

Method according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the plants (P) are recorded by means of several camera devices (12), preferably at the same point in time.

Method according to one of the Claims 1 until 6th , characterized in that the plant center (PM) is determined to determine the height (h) of the plants (P), the plant center (PM) preferably being determined as the point at which the plant (P) emerges from the ground (B ) comes.

Method according to one of the Claims 1 until 7th , characterized in that the plants (P) are recorded during several points in time and the plant height (h) is determined on the basis of a mathematical combination of the results of the measurements.

Method according to one of the Claims 1 until 8th , characterized in that the plants (P) are treated as a function of the plant height (h), in particular a spraying agent or the like is metered in.

Device (100) for performing a method according to one of the Claims 1 until 9 , comprising at least one camera device (12) for recording plants (P), an image evaluation program (26) which is designed to detect plants (P) and their shadows (S) and an algorithm (28) for evaluating the Data supplied to the image evaluation program (26), taking into account the localization of a light source (16) and the at least one camera device (12) for the plants (P).

Device according to Claim 10 , characterized in that an artificial light source (16) is additionally provided for illuminating the plants (P), and that the device (100) is arranged on an agricultural vehicle (10).

Computer program product, in particular data carrier or data program, which is designed to carry out at least one method step according to one of the Claims 1 until 9 perform or a component of a device (100) according to Claim 10 or 11th is.