Während des Erntens werden die Spargel vom Wurzelnetz geschnitten. Eine manuelle Ernte ist arbeitsintensiv, weil es den individuellen Ausschnitt der Spargel erfordert. Automatisches Ernten sieht die ganze Spitzenschicht des Bodens, die abgeschnitten werden müssen. Diese getrennten Stangen werden anschließend gesiebt. Die Herausforderung bei der Automatisierung liegt im Auswählen der passenden Tiefe des Bodens.
Wenn zu wenig entfernt wird, dann bleiben wertvolle Kulturen vergeudet im Boden. Wenn zu viel entfernt wird, dann kann die Schneidmaschinerie das Rhizom beschädigen oder sogar die Kulturen völlig töten. Individuelle Pflanzen können normalerweise 10 Jahre geerntet werden, daher ist das nicht Beschädigen der Pflanzen wünschenswert. Während die manuelle Inspektion von ausgewählten Pflanzen helfen kann automatisches Ernten zu leiten, macht die Variation zwischen den Pflanzen, das Auswählen der optimalen Höhe, zu einer Herausforderung.
"Einige Zentimeter der zusätzlichen Schneidtiefe, und folglich der durchschnittlichen Stangenlänge, können den Unterschied von einigen tausend Euro auf einem typischen Spargelfeld machen", erklärt Jörg Schöbel von der Technischen Universität Braunschweig.
Die Forscher haben ein Entdeckungssystem geschaffen, das aus einem Radarsender und Empfänger besteht, der auf einem regulierbaren Fachwerk montiert ist, das einer schienengeführten Straßenbahn beigefügt ist. Das System scannt die Spitzenoberfläche des Spargelbetts mit Funkwellenimpulsen im 0. 2-2 GHz Band sowie einem Dauerstrichradar. Um ihre Einstellung zu prüfen, haben die Forscher ein 9 Meter langes Spargel-Testbeet angepflanzt, bei diesem wurde auf dem Boden ein Kamm von ungefähr 0. 5 Metern Höhe gehäuft. Pflanzen im ersten Teil des Beets wurden in einer Entfernung von 1 Meter gepflanzt, während der Rest 0.3 Meter entfernt, in einer Spargelplantage typischen Wesen, gepflanzt wurde.
So lange der Spargel eng nebeneinander gepflanzt wird, wo Radarsignale übergreifen, kann die Spitze der Wurzelnetze der Pflanzen als ein horizontales Reflexionsmuster in den Radardaten entdeckt werden. Zur Berechnung der Tiefe von den kontrastarmen Reflexionen, benutzen die Forscher einen digitalen Verarbeitungsalgorithmus namens "Phasenkongruenz", welcher eine Kantenerkennung zur Verfügung stellt. Ist die Tiefe des Spargels bekannt, können die Reflexionen von den Pflanzen erkannt werden.
Radarwagen: Bodenscannen der Spargelrhizome
Marge der Sicherheit
Marge der Sicherheit
Davon hinaus kann eine kleine Sicherheitsspanne hinzugefügt werden, um eine einzelne Schneidetiefe für das komplette Feld zu erzeugen oder um den Ernteertrag zu maximieren, könnte die Schneidetiefe dynamisch angepasst werden, damit die Erntemaschine jeden Kamm bewältigt. Alternativ könnte der Radarapparat der Erntemaschine beigefügt werden, dies erlaubt ein Scanning und Schneiden, was in Tandemarbeit übernommen werden kann.
Mit ihrer anfänglichen abgeschlossenen Studie achten die Forscher jetzt weiter, ihre Entdeckungstechnik mit dem langfristigen Ziel des Arbeitens zu einer gewerblich lebensfähigen Anwendung zu entwickeln und zu vereinfachen. Eine besondere Herausforderung, besteht darin, wie man die signalbearbeitende Technik raffiniert, um verschiedene Bodenbedingungen zu behandeln. Während die Forscher ihr System mit dem trockenen, sandigen, im Gebiet von Braunschweig gefundenen Boden geprüft haben, wird die Erkennung erschwert durch feuchtere Böden, die die Hochfrequenzradarsignale stärker absorbieren.
Mit ihrer anfänglichen abgeschlossenen Studie achten die Forscher jetzt weiter, ihre Entdeckungstechnik mit dem langfristigen Ziel des Arbeitens zu einer gewerblich lebensfähigen Anwendung zu entwickeln und zu vereinfachen. Eine besondere Herausforderung, besteht darin, wie man die signalbearbeitende Technik raffiniert, um verschiedene Bodenbedingungen zu behandeln. Während die Forscher ihr System mit dem trockenen, sandigen, im Gebiet von Braunschweig gefundenen Boden geprüft haben, wird die Erkennung erschwert durch feuchtere Böden, die die Hochfrequenzradarsignale stärker absorbieren.
Quelle: www.physicsworld.com
