Entwicklung einer Robotik-Lösung zur Schneckenbekämpfung in der Landwirtschaft

Schnecken sind bedeutende Schädlinge in der Landwirtschaft. Die Ausbringung von Schneckenkorn zur Schneckenbekämpfung als Verfahren nach dem Stand der Technik hat jedoch erhebliche Nachteile. Der Erfolg ist abhängig von der vorherrschenden Witterung und damit unsicher, zudem schadet es auch Nützlingen. Eine Robotik-Lösung zu Schneckenbekämpfung arbeitet wetterunabhängig und ist in der Lage, zwischen Schädlingen und Nützlingen zu unterscheiden. Durch einen Feldversuch konnte gezeigt werden, dass Überfahrten eines Roboters über keimende Rapspflanzen einen Verlust von 21,6 % der keimenden Pflanzen verursachen. Die Verlustrate kann aber erheblich minimiert werden, wenn der Roboter zu frühen Zeitpunkten, mit geringem Gewicht und in geraden Linien über die gesäten Reihen fährt. Durch Hyperspektralaufnahmen konnten die Spektren der relativen Reflexion von Schnecken und Ackerböden ermittelt werden. Bei der Auswertung der Spektren fällt ein globales Maximum bei 925 nm, gefolgt von einem lokalen Minimum bei 975 nm im Reflexionsspektrum der Schnecken auf. Das Spektrum der Ackerböden verläuft in diesem Bereich monoton steigend. Durch die Subtraktion zweier Bilder der genannten Wellenlängen wird der Boden ausgelöscht und die Detektion der Schnecken ist per digitaler Bildverarbeitung mit einem einfachen Schwellwertverfahren möglich. Eine Hotspot-Routenplanung konzentriert die Arbeit des Roboters auf Teilflächen des Ackers mit einer hohen Aggregation von Schnecken. Ein Vergleich der Hotspot-Routenplanung mit einer flächendeckenden Bearbeitung des Feldes in Bahnen zeigt, dass eine Hotspot-Routenplanung mit einem Rasterverfahren zur Hotspotdefinition im Idealfall 1,68- bis 1,72-mal effizienter nach Schnecken sucht. Die Arbeit umfasst zudem einen Vorschlag für eine Praxis-Anwendung. Der entwickelte Roboter fährt auf einem Gummikettenfahrwerk über den Acker. Er erkennt Schnecken mithilfe einer monochromen Kamera und schmalen Bandpassfiltern. Die Position gefundener Schnecken wird gespeichert, um Hotspots zu detektieren und diese gezielt anzusteuern. Erkannte Schnecken werden mechanisch unschädlich gemacht.