【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于识别播种种子萌发的装置、农业传感器装置、农用监测和/或农业控制方法以及农业监测和/或农业控制系统。
技术介绍
1、所谓的田间出苗的时间点对农业种植的成功至关重要，因为为了实现最大的收获成功，应相应地调整用于灌溉、植物保护和/或施肥措施的时间表。因此，农民在播种后定期下田，以控制田间出苗。
技术实现思路
1、本专利技术的目的尤其是提供一种装置，利用该装置可以有利地优化农业流程。
2、提出了一种用于识别播种种子的萌发的装置，尤其是幼苗识别装置和/或田间出苗识别装置，其具有：光学传感器单元，该光学传感器单元的视场在指定的操作和/或安装状态下，尤其是光学传感器单元的指定的操作和/或安装状态下从高视野朝地面(底土)取向，并且该光学传感器单元设置成重复地或连续地记录图像数据，尤其是地面的图像数据；和数据处理单元，该数据处理单元设置成评估光学传感器单元的图像数据，至少以识别播种的萌发时间点。由此，可以有利地优化农业种植过程。有利地，可以由此创建优化的灌溉、植物保护和/或施肥措施计划。有利地，可以由此最终使收获成功最大化。此外，可以有利地优化对部分已经至少半自动化的农业过程的控制。例如，可以例如通过识别首批杂草(例如，表面上继续萌发的杂草)萌发、但所播种的栽培植物尚未出苗的时间点来优化前出苗除草剂的使用时间点。替代地或附加地，可以优化后出苗除草剂、例如选择性后出苗除草剂和/或叶活性后出苗除草剂的使用时间点。例如，一些后出苗除草剂必须在栽培植物的特定阶段施用，例如对玉米
3、“萌发”应尤其理解为植物的生长开始以及优选为植物从土壤中冒出。尤其地，植物的“萌发时间点”是植物首次从土壤中或从放置在土壤上或耕层上的种子中冒出和/或接触到阳光的时间点。通常，以植物芽、尤其是秧苗或幼苗的形式的植物首次从土壤/耕层中或从种子中冒出。因此，用于识别播种的萌发的装置也可以构成为植物芽识别装置、幼苗识别装置、秧苗识别装置或构成为用于识别植物胚胎的部分、例如子叶、下胚轴和/或原叶的装置。有利地，用于识别播种的萌发的装置构成为田间出苗识别装置，该田间出苗识别装置设置成优选地除了单个植物芽、幼苗和/或秧苗的单一识别之外还识别栽培植物的平坦的田间出苗。尤其地，萌发时间点是尤其至少在用于识别播种的萌发的装置的监测区域中发生(平坦的)田间出苗的时间点。替代地，萌发时间点也可以是在用于识别播种的萌发的装置的监测区域中发生(先前指定的)播种的栽培植物物种的单个幼苗的首次萌发的时间点。有利地，可以由此例如通过调整灌溉计划、通过土壤消毒、通过土壤通蒸汽、通过优化播种量等来避免幼苗的出苗病或倒苗病。
4、尤其地，用于识别播种的萌发的装置的光学传感器单元为此具有视场，该视场是足够大，以便可以同时监测多个播种物种，例如至少五个播种物种的栽培植物，优选至少十个播种物种或优选至少25个播种物种。尤其地，光学传感器单元的(土壤)视场大于10cm×10cm，优选大于20cm×20cm，有利地大于30cm×30cm以及优选大于50cm×50cm。尤其地，另外，光学传感器单元的(土壤)视场如此选择，使得光学传感器单元的分辨率是足够的，以便实现对栽培植物或自发伴生植被/杂草的可靠识别和/或对栽培植物与自发伴生植被/杂草的可靠区分。例如，为此，光学传感器单元的视场通常小于300cm×300cm，优选小于200cm×200cm。光学传感器单元尤其构成为相机，例如在视觉区域中、在红外区域中或(至少部分地)在红外和(至少部分地)在视觉区域中具有灵敏度的相机。此外，替代地或附加地，还可以设想相机在紫外线光谱范围的至少一部分中的灵敏度。“高视野”应尤其理解为从上方倾斜或垂直观察对象或区域、尤其是光学传感器单元的监测区域中的地面/土壤。尤其地，光学传感器单元的视场的视轴/视场中心在光学传感器单元的指定的操作和/或安装状态下相对于竖直面(相对于地面)倾斜至多55°，优选至多45°以及优选至多30°。地面尤其构成为土壤，优选构成为布置在光学传感器单元的监测区域中的农业面积区域。还可以设想的是，光学传感器单元的视场轴线、尤其是视场中心在指定的操作和/或安装状态下至少基本上竖直向下取向。尤其地，光学传感器单元包括自动聚焦系统。尤其地，自动聚焦系统设置成聚焦地面和/或从地面中萌发的植物。
5、数据处理单元包括至少一个处理器和至少一个具有操作程序的存储器，该操作程序设置成由处理器执行。尤其地，数据处理单元具有非易失性存储器，该非易失性存储器设置成存储用于识别播种的萌发的装置的数据、尤其是光学传感器单元的图像数据和/或基于光学传感器单元的图像数据所获得的评估数据。尤其地，光学传感器单元设置成基于图像数据识别田间出芽/田间出苗。替代地或附加地，光学传感器单元设置成基于图像数据、尤其是基于对在监测区域中萌发的植物的植物芽、秧苗和/或幼苗(子叶、下胚轴、原叶等)的植物部分进行至少粗略的植物识别。“设置”应尤其理解为专门编程、设计和/或配备。一对象设置用于特定功能应理解为该对象在至少一个应用和/或操作状态下履行和/或执行该特定功能。尤其地，光学传感器单元以指定的间隔、例如每小时一次、每三小时一次等记录图像数据。在这里，可以设想的是，在夜间不记录图像数据，或者在夜间使用闪光装置来实现图像数据的记录。
6、尤其地，可以设想的是，数据处理单元附加地设置成基于图像数据执行人识别。尤其地，数据处理单元设置成识别在图像数据的图像中可识别的人是否被(意外地)捕获。尤其地，数据处理单元设置成删除具有可识别的人的图像并且优选地用新记录的图像替换它们。替代地，数据处理单元可以设置成禁止具有可识别地成像的人的图像的外部发送。有利地，可以由此遵守数据保护法规(关键字gdpr一致性)。
7、此外，提出的是，用于识别播种的萌发的装置具有尤其是无线的数据传输单元，该数据传输单元至少设置成在识别到播种的萌发时向外部发送关于萌发时间点的通知。由此，可以有利地确保所获得的数据的最佳利用。有利地，可以由此实现对诸如灌溉设备、施肥设备和/或植物保护设备的外部设备的优化控制。尤其地，外部接收端构成为与用于识别播种的萌发的装置、尤其是与具有该装置的农业传感器分开地构成的接收端、例如外部服务器系统、外部云计算系统和/或外部移动终端设备，例如智能手机。
8、当数据传输单元具有至少一个发送器、尤其是低能量发送器，该发送器设置成经由低能量广域网网络协议(lpwan网络协议)、例如nb-iot(窄带iot)、lorawan(远程广域网)或mioty发送数据时，可以有利地实现田间高度的紧急准备状态，尤其是通过可以实现特别高的蓄电池和/或电池寿命。可以设想的是，数据可以借助发送器被馈送到lpwan网络例如物联网或人民网或专有的lpwan网络中。有利地，可以通过使用nb-iot来实现直接云连接。此外，可以设想的是，数据传输的至少一部分通过直接卫星连接(参见例如soil股份有本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于识别种子(10)的萌发的装置(30)，尤其是幼苗识别装置和/或田间出苗识别装置，其具有：光学传感器单元(12)，所述光学传感器单元(12)的视场(14)在指定的操作和/或安装状态下从俯视图看时朝地面(16)取向，并且所述光学传感器单元(12)设置成重复地或连续地记录图像数据；和数据处理单元(18)，所述数据处理单元(18)设置成评估所述光学传感器单元(12)的图像数据，至少用以识别种子(10)的萌发时间点。
2.根据权利要求1所述的装置(30)，其特征在于数据传输单元(20)，所述数据传输单元(20)至少设置成在识别到种子(10)的萌发时向外部发送关于萌发时间点的通知。
3.根据权利要求2所述的装置(30)，其特征在于，所述数据传输单元(20)具有至少一个发送器(22)，所述发送器(22)设置成经由低能量广域网网络协议(LPWAN网络协议)、例如NB-IoT、LoRaWAN或mioty发送数据。
4.根据权利要求3所述的装置(30)，其特征在于，所述发送器(22)设置成在通过所述数据处理单元(18)识别到种子(10)的萌发时向外部发
5.根据权利要求3所述的装置(30)，其特征在于，植物分类代码包含关于是否已经由所述数据处理单元(18)识别到一个或多个植物芽(24)的至少一个信息。
6.根据权利要求4或5所述的装置(30)，其特征在于，植物分类代码包含关于哪个/哪些植物类型已经由所述数据处理单元(18)识别和/或植物芽(24)是否已经由所述数据处理单元(18)分配给期望的或不期望的植物类型的至少一个信息。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的装置(30)，其特征在于，植物分类代码包含关于每单位面积有多少植物芽(24)已经由所述数据处理单元(18)识别的至少一个信息。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的装置(30)，其特征在于，所述数据传输单元(20)具有发送器(26)，所述发送器(26)设置成向外部发送所述光学传感器单元(12)的图像数据。
9.根据权利要求8所述的装置(30)，其特征在于，所述发送器(26)设置成在首次识别到植物芽(24)的萌发时自动地和/或应外部接收端(58)的请求向外部发送表示所识别的首次萌发的植物芽(24)的图像数据。
10.根据权利要求9所述的装置(30)，其特征在于，所述数据处理单元(18)设置成将图像数据在发送之前为了数据缩减而如此裁剪，使得所发送的图像数据仅包括表示所识别的首次萌发的植物芽(24)的缩减后图像部分。
11.根据权利要求2至10中任一项所述的装置(30)，其特征在于，所述数据传输单元(20)具有至少一个接收器(28)，所述接收器(28)至少设置成从外部接收对向外部发送的数据的响应数据。
12.根据权利要求11所述的装置(30)，其特征在于，所述接收器(28)至少设置成将响应数据转发给所述数据处理单元(18)，以训练所述数据处理单元(18)的识别算法和/或分类算法。
13.根据前述权利要求中任一项所述的装置(30)，其特征在于，所述数据处理单元(18)包括用于通过评估图像数据来识别萌发时间点的至少一个微控制器。
14.根据权利要求13所述的装置(30)，其特征在于，所述微控制器设置成执行至少一个对象分类算法，用于评估所述光学传感器单元(12)的图像数据、尤其是用于识别所述光学传感器单元(12)的图像数据中的植物芽(24)。
15.根据权利要求1的前序部分、尤其是根据前述权利要求中任一项所述的装置(30)，其特征在于，所述数据处理单元(18)设置成评估所述光学传感器单元(12)的图像数据，至少用以识别植物芽(24)的生长速度，其中，所述数据传输单元(20)至少设置成向外部发送所确定的生长速度。
16.一种农业传感器装置(32)，其包括具有用于至少部分地沉入到土壤(38)中的锚固装置(36)的尤其是杆状的基体(34)，并且包括分配给所述基体(34)的根据前述权利要求中任一项所述的用于识别种子(10)的萌发的装置(30)。
17.根据权利要求16所述的农业传感器装置(32)，其特征在于，所述用于识别种子(10)的萌发的装置(30)的光学传感器单元(12)至少部分地布置在所述基体(34)的地上头端(40)的邻近区域中。
18.根据权利要求16或17所述的农业传感器装置(32)，其特征在于至少一个土壤湿度传感器(42)、至少一个土壤温度传感器(44)和/或至少一个地上天气传感器(46)。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的农业传...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于识别种子(10)的萌发的装置(30)，尤其是幼苗识别装置和/或田间出苗识别装置，其具有：光学传感器单元(12)，所述光学传感器单元(12)的视场(14)在指定的操作和/或安装状态下从俯视图看时朝地面(16)取向，并且所述光学传感器单元(12)设置成重复地或连续地记录图像数据；和数据处理单元(18)，所述数据处理单元(18)设置成评估所述光学传感器单元(12)的图像数据，至少用以识别种子(10)的萌发时间点。
2.根据权利要求1所述的装置(30)，其特征在于数据传输单元(20)，所述数据传输单元(20)至少设置成在识别到种子(10)的萌发时向外部发送关于萌发时间点的通知。
3.根据权利要求2所述的装置(30)，其特征在于，所述数据传输单元(20)具有至少一个发送器(22)，所述发送器(22)设置成经由低能量广域网网络协议(lpwan网络协议)、例如nb-iot、lorawan或mioty发送数据。
4.根据权利要求3所述的装置(30)，其特征在于，所述发送器(22)设置成在通过所述数据处理单元(18)识别到种子(10)的萌发时向外部发送一个或多个植物分类代码。
5.根据权利要求3所述的装置(30)，其特征在于，植物分类代码包含关于是否已经由所述数据处理单元(18)识别到一个或多个植物芽(24)的至少一个信息。
6.根据权利要求4或5所述的装置(30)，其特征在于，植物分类代码包含关于哪个/哪些植物类型已经由所述数据处理单元(18)识别和/或植物芽(24)是否已经由所述数据处理单元(18)分配给期望的或不期望的植物类型的至少一个信息。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的装置(30)，其特征在于，植物分类代码包含关于每单位面积有多少植物芽(24)已经由所述数据处理单元(18)识别的至少一个信息。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的装置(30)，其特征在于，所述数据传输单元(20)具有发送器(26)，所述发送器(26)设置成向外部发送所述光学传感器单元(12)的图像数据。
9.根据权利要求8所述的装置(30)，其特征在于，所述发送器(26)设置成在首次识别到植物芽(24)的萌发时自动地和/或应外部接收端(58)的请求向外部发送表示所识别的首次萌发的植物芽(24)的图像数据。
10.根据权利要求9所述的装置(30)，其特征在于，所述数据处理单元(18)设置成将图像数据在发送之前为了数据缩减而如此裁剪，使得所发送的图像数据仅包括表示所识别的首次萌发的植物芽(24)的缩减后图像部分。
11.根据权利要求2至10中任一项所述的装置(30)，其特征在于，所述数据传输单元(20)具有至少一个接收器(28)，所述接收器(28)至少设置成从外部接收对向外部发送的数据的响应数据。
12.根据权利要求11所述的装置(30)，其特征在于，所述接收器(28)至少设置成将响应数据转发给所述数据处理单元(18)，以训练所述数据处理单元(18)的识别算法和/或分类算法。
13.根据前述权利要求中任一项所述的装置(30)，其特征在于，所述数据处理单元(18)包括用于通过评估图像数据来识别萌发时间点的至少一个微控制器。
14.根据权利要求13所述的装置(30)，其特征在于，所述微控制器设置成执行至少一个对象分类算法，用于评估所述光学传感器单元(12)的图像数据、尤其是用于识别所述光学传感器单元(12)的图像数据中的植物芽(24)。
15.根据权利要求1的前序部分、尤其是根据前述权利要求中任一项所述的装置(30)，其特征在于，所述数据处理单元(18)设置成评估所述光学传感器单元(12)的图像数据，至少用以识别植物芽(24)的生长速度，其中，所述数据传输单元(20)至少设置成向外部发送所确定的生长速度。
16.一种农业传感器装置(32)，其包括具有用于至少部分地沉入到土壤(38)中的锚固装置(36)的尤其是杆状的基体(34)，并且包括分配给所述基体(34)的根据前述权利要求中任一项所述的用于识别种子(10)的萌发的装置(30)。
17.根据权利要求16所述的农业传感器装置(32)，其特征在于，所述用于识别种子(10)的萌发的装置(30)的光学传感器单元(12)至少部分地布置在所述基体(34)的地上头端(40)的邻近区域中。
18.根据权利要求16或17所述的农业传感器装置(32)，其特征在于至少一个土壤湿度传感器(42)、至少一个土壤温度传感器(44)和/或至少一个地上天气传感器(46)。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的农业传感器装置(32)...
【专利技术属性】
技术研发人员：托拜厄斯·普罗廷，本杰明·伯尼施，
申请(专利权)人：ETO电磁有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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