Bildverarbeitung macht Landwirtschaft grüner

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Intelligente Bildauswertung passt sich natürlichen Abweichungen an

Die Bildauswertung besteht erst einmal darin, die Unkrautpflanzen zu erkennen. Dabei ist das System lernfähig. „Auf einem maschinell angebauten Feld ist der Verlauf der Ackerfurche eine klar definierte Konstante: alles, was zwischen den Furchen wächst, kann nur Unkraut sein“, erklärt Dr. Ard Nieuwenhuizen, Sprecher des Forschungsteams. Allerdings kann durchaus auch auf oder an der Ackerfurche zwischen den angebauten Pflanzen Unkraut wachsen. Das System konzentriert sich deshalb erst einmal auf die Pflanzen außerhalb der Furche und analysiert deren Farb- und Infraroteigenschaften. Sind die charakteristischen Merkmale der Wildkartoffel erlernt, kann die Software sie auch auf der Furche von der Zuckerrübe unterscheiden.

„Eine zusätzliche Herausforderung an ein Bildverarbeitungssystem in der Landwirtschaft ist, dass die Bodeneigenschaften – etwa Wasser- oder Stickstoffgehalt – in der Natur nicht homogen sind, was zu Variationen der Farbeigenschaften der Pflanzen führt“, so Nieuwenhuizen. Um dieses Problem zu umgehen, kalibriert sich das System alle zehn Meter neu, sodass nur benachbarte Pflanzen miteinander verglichen werden.

Ist das unerwünschte Gewächs identifiziert, muss es nur noch mit dem Mikrosprayer besprüht werden. Dieses in der Landwirtschaft noch neuartige Gerät sprüht kleine Mengen von Herbizid in fünf Mikroliter-Tropfen direkt auf die Blätter der Wildkartoffel. Bei einer Fahrgeschwindigkeit von knapp drei km/h arbeitet die Sprühanlage mit einer Präzision von ±15 mm.

Marlin: Flexible und robuste Industriekamera

Bei der Kamerawahl fiel die Entscheidung schnell auf die Marlin von Allied Vision Technologies. Diese bewährte Industriekamera ist für den zuverlässigen Einsatz unter erschwerten Bedingungen geradezu prädestiniert. „Außerdem lässt sich die AVT-Kamera besonders einfach nach individuellen Bedürfnissen konfigurieren – etwa mit Area of Interest, Shading Correction oder Trigger-Einstellungen“, erklärt Ard Nieuwenhuizen.

Effiziente Unkrautbekämpfung erhöht Erträge und schont die Umwelt

Der Einsatz der Prototypanlage in der Praxis erwies sich als voller Erfolg. Zum ersten Mal wurde eine automatisierte Lösung entwickelt, um Unkrautkartoffeln zu beseitigen. Der Einsatz einer solchen Lösung bringt sowohl ökonomische als auch ökologische Vorteile mit sich: Durch das gezielte Besprühen der unerwünschten Pflanzen werden große Mengen von bisher verschwendeten Herbiziden eingespart und die Kosten reduziert.

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