Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Aus \u00f6kologischen und \u00f6konomischen Gr\u00fcnden ist die weitere Reduzierung des Aufwandes an Herbiziden erforderlich. Dies ist nur m\u00f6glich, wenn gezielt dort Herbizide ausgebracht werden, wo sich Unkr\u00e4uter befinden. Dazu ist die Unkrauterkennung Voraussetzung. Mit Hilfe optoelektonischer Systeme ist eine Pflanzenerkennung, d.h. die Unterscheidung von gr\u00fcnen Pflanzen und von Boden, online m\u00f6glich. Ziel ist es, solche optisch arbeitenden Systeme f\u00fcr den Einsatz unter den Bedingungen der europ\u00e4ischen Landwirtschaft anzupassen und zu optimieren, um somit f\u00fcr eine weitreichende Umweltentlastung zu sorgen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenEs werden zwei optoelektronische Systeme zur Pflanzenerkennung (Detectspray und Selectspray) eingesetzt, welche das gleiche Erkennungsprinzip nutzen, sich aber bez\u00fcglich der Hardware- und Soft-ware-Ausstattung unterscheiden (24h-Betrieb durch eigene Lichtquelle, Anpassung an die Fahrge-schwindigkeit mechanisch oder elektronisch).
\nF\u00fcr die Optimierung und Weiterentwicklung werden zun\u00e4chst auf einem Versuchsfeld Versuche auf verschiedenen Feldfr\u00fcchten durchgef\u00fchrt. Daf\u00fcr sind die Zeitr\u00e4ume Fr\u00fchjahr bis Herbst vorgesehen. In den Zwischenmonaten, aber auch begleitend zu den Feldversuchen, werden unter simulierten konstanten Umgebungsbedingungen Funktionstests durchgef\u00fchrt und die Optimierungsschritte im Labor auf ihren Erfolg \u00fcberpr\u00fcft sowie Kalibrierungen der Sensoren vorgenommen. Mit Unterst\u00fctzung einer Herstellerfirma von Feldspritzen wird parallel dazu die mechanische Anpassung an herk\u00f6mmliche Spritzgest\u00e4nge durchgef\u00fchrt.
\nDie Weiterentwicklung beinhaltet die automatische Anpassung an die Fahrgeschwindigkeit durch Einsatz eines Radarsensors, die Konstanthaltung der gew\u00fcnschten zu erkennenden Pflanzengr\u00f6\u00dfe auch bei ver\u00e4nderter Sichtfeldgr\u00f6\u00dfe der Sensoren infolge Abstandsver\u00e4nderungen zum Boden (hervorgerufen durch trotz Pendelausgleich auftretende vertikale Spritzgest\u00e4ngeschwankungen), den Einzelabgleich (Nullabgleich) der Sensoren \u00fcber der Spritzbalkenbreite, die einfache und sichere Handhabung des Systems bei unterschiedlichen Feldfr\u00fcchten sowie die Berechnung der verbrauchten Spritzbr\u00fche und auf dieser Basis die Absch\u00e4tzung der behandelbaren Restfl\u00e4che. Die gesamte Systembedienung wird \u00fcber-wiegend automatisiert und bedienerfreundlich gestaltet.
\nAlle Optimierungsschritte werden in gezielten Feldversuchen unter Praxisbedingungen \u00fcberpr\u00fcft.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Um die vorgesehenen Optimierungen durchf\u00fchren zu k\u00f6nnen, wurde zun\u00e4chst die Hard- und Software des Systems DETECTSPRAY analysiert. Da dieses System die erforderlichen Erweiterungen nicht er-m\u00f6glicht, wurden zun\u00e4chst mit Ausnahme der Analogelektronik des Spritz-Sensors bzw. des Umgebungslicht-Sensors alle Hardwarekomponenten neu entwickelt und die zu ihrem Betrieb n\u00f6tige Software neu geschrieben. Das Ergebnis ist ein z. T. modular aufgebautes Entwicklungssystem, auf dessen Basis alle beabsichtigten Erweiterungen realisiert werden konnten.
\nDie automatische Ber\u00fccksichtigung der Fahrgeschwindigkeit mit Hilfe eines Radarsensors wurde implementiert und bei Feldversuchen erfolgreich getestet. Jetzt ist es m\u00f6glich, bei einem Abstand von 11 cm zwischen dem Spritz-Sensor und dem ihm zugeordneten Magnetventil ohne Abgleichma\u00dfnahmen mit einer beliebigen Geschwindigkeit zwischen 0,4 und 10 km\/h zu fahren. Dabei werden die Zielfl\u00e4chen exakt getroffen, wobei aufgrund der jetzt erh\u00f6hten systeminternen \u00dcbertragungsraten das System mit einer deutlich h\u00f6heren zeitlichen Aufl\u00f6sung arbeitet.
\nDie bisherigen Probleme hinsichtlich der Inbetriebnahme bzw. des Abgleichs des Systems konnten wesentlich entsch\u00e4rft werden. Der Anwender hat jetzt die M\u00f6glichkeit, \u00fcber den neuen Kontroll-Monitor per Knopfdruck einen automatischen Nullpunktabgleich durchf\u00fchren zu k\u00f6nnen. Bestehende Unter-schiede zwischen den Spritz-Sensoren im Zusammenhang mit der Ansprechempfindlichkeit sind hiermit beseitigt. Da der manuelle Abgleich anhand des unempfindlichsten Spritz-Sensors entf\u00e4llt, kann das System jetzt mit der maximal m\u00f6glichen Ansprechempfindlichkeit betrieben werden. Allerdings traten noch Abweichungen von dem idealen Systemverhalten bei st\u00e4rker schwankenden Umgebungslichthelligkeiten auf, f\u00fcr welche die Analogelektronik der Spritz-Sensoren bzw. des Umgebungslicht-Sensors verantwortlich ist. Deshalb wurde jetzt auch die Analogelektronik des Spritz- und des Um-gebungslichtsensors vollkommen neu aufgebaut. Es wird nun \u00fcber den gesamten Einsatzbereich (Tageslichtintensit\u00e4t) linear verst\u00e4rkt, was eine exakte Funktion auch bei wechselnden Lichtbedingungen gew\u00e4hrleistet. Gleichzeitig wurde damit auch die Empfindlichkeit der Sensoren erh\u00f6ht, womit der Ein-satz auch bei sehr geringer Helligkeit (etwa 2000 lx Beleuchtungsst\u00e4rke) m\u00f6glich ist. Ebenso zeigte sich, da\u00df die Funktionalit\u00e4t des Umgebungslichtsensors verbessert ist, wenn auch er das Umgebungslicht in-direkt \u00fcber Jute oder Boden empf\u00e4ngt.
\nBei dem Ursprungssystem konnten lediglich Daten von dem Kontroll-Monitor an die Spritz-Sensoren \u00fcbertragen werden. Jetzt besteht zwischen diesen Systemkomponenten eine bidirektionale Kommunikation. In Verbindung mit einem Sensor-Auswahlverfahren k\u00f6nnen nun alle Sensoren einzeln getestet und in frei w\u00e4hlbare Gruppen funktional zusammengefasst werden (elektronische Teilbreitenschaltung), sowie der Spritzmittelverbrauch und die ben\u00f6tigte Restmenge anhand der akkumulierten Spritzzeiten f\u00fcr jeden Spritz-Sensor ermittelt bzw. abgesch\u00e4tzt werden.
\nF\u00fcr die Erfassung der Spritzgest\u00e4nge-Schwankungen wurde ein Inklinometer-Sensor in das weiterentwickelte System eingebunden. Die Funktion im Labor war einwandfrei, die Praxistests wiesen auf die Notwendigkeit eines speziellen Spritzkalk\u00fcls hin, welches in einfachen Feldversuchen bereits mit Erfolg getestet wurde.
\nDer Vergleich des weiterentwickelten Systems mit dem System Selectspray wurde an Bahnd\u00e4mmen durchgef\u00fchrt. Hier zeigte sich, da\u00df das System Selectspray aufgrund seiner gro\u00dfen Abstandstoleranz zum Boden besser geeignet ist, w\u00e4hrend das System Detectspray\u0099 zu h\u00e4ufig spritzt.
\nDer Einsatz solcher Systeme nach dem Feldaufgang ist nur m\u00f6glich, wenn der Spritzsensor zwischen Nutzpflanzen und Unkr\u00e4utern unterscheiden kann. Um diesem Ziel n\u00e4her zu kommen, wurde ein mit f\u00fcnf Fotodioden und Filtern ausgestatteter Sensor aufgebaut, mit dem unter idealen Bedingungen im Labor schon mehrere Unkr\u00e4uter und Nutzpflanzen online unterschieden werden konnten.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Vorf\u00fchrung auf der Agritechnica 1995 und 1997; Seminare \u00fcber Sensorsysteme zus. mit der FHS Osnabr\u00fcck in 1997 und 1998
\nBeitr\u00e4ge u.a. in Focus Extra, Phytomedizin, KTBL-Arbeitspapier in 1996; in Landtechnik, VDI-Berichte, LU-Journal in 1997,
\nin Agrartechnische Forschung, J. of Agric. Engng. Res., Forschungsreport in 1998; in Proc. 3rd Int. Sc. Conf. on Microproc. Syst. in Agric. (Polen), DLZ Agrarmag. in 1999
\nVortr\u00e4ge u.a. in Stuttgart-Hohenheim, Berlin, Madrid in 1996; in Warwick (UK), Braunschweig, Hannover in 1997; in Avalon (NSW, Australien), Staufen, Braunschweig, Guthmannshausen in 1998; in Plock (Po-len), Hannover, Lehrte, Braunschweig in 1999<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die angestrebten Projektziele wurden nahezu vollst\u00e4ndig erreicht. Ein umfassender Praxiseinsatz mit dem Inklinometer steht noch aus wie auch der Aufbau eines Prototyps. Das weiterentwickelte System gestattet eine Erweiterung hin zu einem System f\u00fcr die Pflanzenunterscheidung f\u00fcr den Einsatz nach dem Feldaufgang. Der hierf\u00fcr entwickelte Sensor mu\u00df noch in der Praxis untersucht werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Aus \u00f6kologischen und \u00f6konomischen Gr\u00fcnden ist die weitere Reduzierung des Aufwandes an Herbiziden erforderlich. Dies ist nur m\u00f6glich, wenn gezielt dort Herbizide ausgebracht werden, wo sich Unkr\u00e4uter befinden. Dazu ist die Unkrauterkennung Voraussetzung. Mit Hilfe optoelektonischer Systeme ist eine Pflanzenerkennung, d.h. die Unterscheidung von gr\u00fcnen Pflanzen und von Boden, online […]<\/p>\n","protected":false},"author":0,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[47,2422,64,51,52,53],"class_list":["post-19481","projektdatenbank","type-projektdatenbank","status-publish","hentry","tag-klimaschutz","tag-landnutzung","tag-niedersachsen","tag-ressourcenschonung","tag-umweltforschung","tag-umwelttechnik"],"meta_box":{"dbu_projektdatenbank_az_ges":"06331\/01","dbu_projektdatenbank_medien":"","dbu_projektdatenbank_pdfdatei":"A-06331.pdf","dbu_projektdatenbank_bsumme":"226.757,95","dbu_projektdatenbank_firma":"Bundesforschungsanstalt f\u00fcr Landwirtschaft (FAL)Institut f\u00fcr Betriebstechnik und Bauforschung","dbu_projektdatenbank_strasse":"Bundesallee 50","dbu_projektdatenbank_plz_str":"38116","dbu_projektdatenbank_ort_str":"Braunschweig","dbu_projektdatenbank_p_von":"1996-04-01 00:00:00","dbu_projektdatenbank_p_bis":"1999-12-31 00:00:00","dbu_projektdatenbank_laufzeit":"3 Jahre und 9 Monate","dbu_projektdatenbank_telefon":"0531\/596-498","dbu_projektdatenbank_inet":"","dbu_projektdatenbank_bundesland":"Niedersachsen","dbu_projektdatenbank_foerderber":"10","dbu_projektdatenbank_ab_bericht":"","dbu_projektdatenbank_ist_nachbewilligung_von":"","dbu_projektdatenbank_hat_nachbewilligung":"","dbu_headerimage_cover":"","dbu_submenu":"","dbu_submenu_position":"","dbu_submenu_entry":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/19481","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projektdatenbank"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/19481\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":42808,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/19481\/revisions\/42808"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=19481"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=19481"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=19481"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}