!HU000004428T2! (19)
HU
(11) Lajstromszám:
E 004 428
(13)
T2
MAGYAR KÖZTÁRSASÁG Magyar Szabadalmi Hivatal
EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA E01H 11/00
(21) Magyar ügyszám: E 06 744395 (22) A bejelentés napja: 2006. 04. 28. (96) Az európai bejelentés bejelentési száma: EP 20060744395 (97) Az európai bejelentés közzétételi adatai: EP 1875005 A1 2006. 11. 09. (97) Az európai szabadalom megadásának meghirdetési adatai: EP 1875005 B1 2008. 08. 13.
(51) Int. Cl.:
(30) Elsõbbségi adatok: 0 50 0100 U 2005. 04. 29.
(73) Jogosult: G & G Növényvédelmi és Kereskedelmi Kft., 6726 Szeged (HU)
HU
(72) Feltaláló: GAÁL, József, H-6726 Szeged (HU)
(54)
(2006.01) A01M 7/00 (2006.01) A01M 21/04 (2006.01) (87) A nemzetközi közzétételi adatok: WO 06117581 PCT/HU 06/000038
(74) Képviselõ: Szabó Zsolt, DANUBIA Szabadalmi és Jogi Iroda Kft., Budapest
Összeállítás gyomtérkép készítésére
HU 004 428 T2
(57) Kivonat A jelen találmány tárgya gyomtérképkészítõ összeállítás (100). Az összeállítás (100) tartalmaz videokamerát (112) és domborzatkövetõ lézerkamerát (114) magában foglaló képrögzítõ egységet (110), képfeldolgozó és ¹kiértékelõ egységet (120), ez utóbbival csatlakoztatott adattároló egységet (130), valamint gyomadatbázist (135). Az összeállításnak (100) emellett fényforrása (160), valamint helymeghatározó szervet (152) és az ez által szolgáltatott helykoordinátákat pontosító helyzetmeghatározó szervet (154) magában foglaló pozíciómeghatározó egysége (150) van. A képrögzítõ egység (110), a pozíciómeghatározó egység (150) és a fényforrás (160) a képfeldolgozó és ¹kiértékelõ egységgel (120) adatátviteli összeköttetésben van. Továbbmenve, a képfeldolgozó és ¹kiértékelõ egységnek (120) egy vagy több vezérlõkimenete (122, 124) van, amely vezérlõkimenetek (124) egyike különálló gyomirtó berendezés vezérlõegységével (190) adatátviteli összeköttetés létrehozására alkalmas.
1. ábra
A leírás terjedelme 8 oldal (ezen belül 1 lap ábra) Az európai szabadalom ellen, megadásának az Európai Szabadalmi Közlönyben való meghirdetésétõl számított kilenc hónapon belül, felszólalást lehet benyújtani az Európai Szabadalmi Hivatalnál. (Európai Szabadalmi Egyezmény 99. cikk (1)) A fordítást a szabadalmas az 1995. évi XXXIII. törvény 84/H. §-a szerint nyújtotta be. A fordítás tartalmi helyességét a Magyar Szabadalmi Hivatal nem vizsgálta.
1
HU 004 428 T2
A találmány tárgya gyomtérkép készítésére szolgáló összeállítás, amelynek videokamerát és domborzatkövetõ lézerkamerát magában foglaló képrögzítõ egysége, képfeldolgozó és ¹kiértékelõ egysége, ez utóbbival csatlakoztatott adattároló egysége, valamint gyomadatbázisa van. A DE–4,132,637 számú német közzétételi irat gyomirtás foganatosítására szolgáló eljárást és berendezést ismertet. Az eljárás értelmében a gyomirtás gyomtérkép alapján történik. A gyomtérképet a tekintett közzétételi iratban ismertetett gyomirtó berendezés optikai szenzorai és videokamerája készítik egy számítógéphez csatlakoztatva. A gyomirtó berendezés a felvételek készítése közben meghatározott nyomvonalon mozdul el. A gyomtérkép létrehozása egyszerûen az optikai szenzorokkal letapogatott területrõl visszaverõdött fény érzékelésén és a felvételek elemzésén alapul. Az elemzés keretében megvizsgálják az aktuális képet és az annak zöld színben feltáruló részét gyomosodottnak tekintve a gyomtérképet a zöld színben feltáruló részeknek megfelelõ zöld képpontokból állítják elõ. Az így nyert gyomtérkép a gyomosodottság mértékérõl szolgál felvilágosítással, azonban a gyomosodottságot kiváltó gyomok fajtáira vonatkozóan semmilyen információt nem tartalmaz. A P0202205 alapszámú magyar szabadalmi bejelentés ugyancsak gyomtérkép alapján zajló gyomirtó eljárást, továbbá az eljárás foganatosítására szolgáló, vasúti kocsira szerelt gyomirtó berendezést tárgyal. Ezen megoldás esetében a gyomtérkép a gyomosodottság mértékén túlmenõen már a mentesítésre megjelölt területen jelen lévõ gyomfajtákról is hordoz információt. A gyomtérkép felvételére szolgáló egység a gyomirtó berendezéssel való összeépítettsége folytán azonban viszonylag nagy kiterjedéssel rendelkezik és csupán vasúti sínek közötti, illetve adott esetben a pályatest menti rézsûhöz rendelt gyomtérkép elkészítését teszi lehetõvé. A felvett gyomtérkép szorosan kapcsolódik a vágányok nyomvonalához. Ily módon a P0202205 alapszámú magyar szabadalmi bejelentés szerinti, környezetvédelmi szempontból rendkívül elõnyös és viszonylag alacsony vegyszerfelhasználást biztosító, gyomtérkép alapján végzett gyommentesítõ módszer csak viszonylag kevés területen (például vasúti pályák mentén) alkalmazható. A tekintett magyar szabadalmi bejelentésben foglalt gyomirtó berendezés egy további hátránya, hogy azzal csak bizonyos napszakban (reggeltõl estig) és megfelelõ fényviszonyok (a felvételek készítéséhez elégséges természetes megvilágítás) fennállása mellett lehet gyomtérképet készíteni. A legközelebbi technika állását jelentõ US 2004/0149893 A1 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi bejelentés növényzet vagy növényi anyag szelektív megkülönböztetésére szolgáló berendezéshez kapcsolódik. A berendezésnek képrögzítõ egysége, képfeldolgozó és ¹kiértékelõ egysége, ezen utóbbival összeköttetésben álló adattároló egysége, gyomadatbázisa, fényforrása, továbbá helymeghatározó szervet magában foglaló pozíciómeghatározó egysége van. A képrögzítõ egység, a pozíciómeghatá-
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 2
2
rozó egység és a fényforrás egyaránt adatátviteli összeköttetésben vannak a képfeldolgozó és ¹kiértékelõ egységgel. Emellett a képfeldolgozó és ¹kiértékelõ egységnek egy vagy több vezérlõkimenete van, amely vezérlõkimenetek egyike különálló gyomirtó berendezés vezérlõegységével adatátviteli összeköttetésre alkalmasan van kialakítva. A képrögzítõ egységet a vizsgálat tárgyát képezõ növényi anyagról csupán keskeny hullámhossztartományokban visszaverõdõ fény detektálására szolgáló fényérzékelõeszköz képezi. Speciálisan, a szóban forgó fényérzékelõeszköz szenzorösszeállításokat foglal magában, ahol valamennyi összeállítás egy-egy pár szenzorból áll, amely szenzorok két keskeny hullámhossztartományban, elõnyösen 550 nm és 650 nm között (vagyis a spektrum zöld tartományában), valamint 850 nm és 950 nm között (vagyis a spektrum közeli infravörös tartományában) való érzékelésre alkalmasak. Emellett a képfeldolgozó és ¹kiértékelõ egységet csupán a szóban forgó keskeny hullámhossztartományokban detektált tekintett visszaverõdési jelek kiértékelésére alkalmas feldolgozóeszközök képezik. Az elõzõekben tárgyalt berendezés növényi anyag elõfordulását megmutató térkép készítéséhez a vizsgált növényi anyag által visszavert fénynek csupán egy korlátozott hullámhossztartományát használja fel. Ez azt jelenti, hogy a szóban forgó berendezéssel a spektrum látható tartományában nem állíthatók elõ képek, ami „döntési ablak(ok)” elvén alapuló bonyolult és túlzott mértékben kifinomodott kiértékelõ algoritmus(ok) szükségességéhez vezet. Így egy elsõ fajta növénykultúra egy másik fajta növénykultúrától a szenzor-összeállításokból származó érzékelt jel nagysága (ami a növényzet egészére, nem pedig az egyes növényekre jellemzõ) alapján kerül megkülönböztetésre. A szóban forgó algoritmus emellett erõteljesen a növények spektrális visszaverésében körülbelül 700 nm¹nél feltételezett hirtelen ugrás megjelenésén alapul. Ez a laboratóriumi körülmények között vizsgálható legtöbb haszonnövényünkre igaz és így azok teljes életciklusa során megfigyelhetõ, ami jól meghatározott spektrális visszaverési görbéket eredményez. Ugyanez nem teljesül azonban a természetben, természetes körülmények között elõforduló és növekedõ gyomkultúrákra. Ez esetben a spektrális visszaverõ képesség gyomkultúráról gyomkultúrára, illetve akár példányról példányra is változhat olyan paraméterektõl (például talaj ásványianyag-tartalma és összetétele) függõen, amelyek egy gyomtérkép készítésekor valós idõben pontról pontra nem mérhetõk ki gazdaságosan. Az alkalmazott algoritmus eredményeként a növényzet elõfordulását megmutató térkép készítése meglehetõsen bonyolult, nem eléggé megbízható és viszonylag lassú is. Emellett az a nap bármely szakában nem alkalmazható. Az elõzõekben tárgyalt berendezések egy további hátránya, hogy a gyomfajtákra vonatkozó információ bizonyos esetekben, így például a gyomosodott terület gyorsan változó fény-árnyék viszonyai mellett vagy a berendezés haladási sebességébõl adódó képelmosó-
1
HU 004 428 T2
dottság következtében csak pontatlanul határozható meg. Ez azonban egy, a gyomtérkép felvételének idõpontjától eltérõ idõpontban végrehajtott célzott, vagyis fajtaspecifikus vegyszerrel történõ gyommentesítés esetén rendkívül hátrányos lehet. Elõfordulhat ugyanis, hogy a gyomtérkép alapján végzett gyommentesítés a pontatlan fajtameghatározás miatt egy adott területen nem azzal a vegyszerrel fog történni, amely az ott ténylegesen jelen lévõ gyomok leghatékonyabb irtását biztosítja. Az 1. igénypont szerinti jelen találmánnyal célunk a fenti hátrányok kiküszöbölése. Közelebbrõl tekintve célunk tervszerû gyommentesítéshez nagy térbeli pontosságú, a mentesíteni szándékozott terület domborzati viszonyait, gyomosodottsági mértékét és az ezért felelõs gyomfajtákat egyaránt megbízhatóan feltüntetõ gyomtérkép készítésére alkalmas olyan összeállítás megvalósítása, amely lényegében bármilyen gyommal borított területen önmagában is használható, továbbá a napjainkban létezõ, gyommentesítést végzõ célberendezésekkel a gyomtérkép alapján történõ gyommentesítés céljából egyszerûen csatlakoztatható. Emellett további célunk, hogy a kifejlesztett összeállítás szükség esetén rossz látási viszonyok mellett, illetve napszaktól függetlenül bármikor megbízható eredménnyel legyen használható gyomtérkép felvételére. További célunk még, hogy gyomtérkép készítésére szolgáló olyan összeállítást valósítsunk meg, amely erõs napfényben vagy viszonylag gyorsan változó fény-árnyék viszonyok mellett, illetve a gyomos terület színspektrumának napfelkeltekor/napnyugtakor jelentkezõ erõteljes eltolódása esetén is megbízhatóan használható és a gyomfajták vonatkozásában is pontos információkat szolgáltat. A megoldás alapját azon felismerés képezi, hogy a gyomtérképet készítõ egységet célszerû a gyomirtó berendezésrõl fizikailag leválasztható formában, de annak gyomirtás-vezérlõegységével adatátviteli összeköttetés létesítésére alkalmasan kialakítani, továbbá saját pozíciómeghatározó egységgel felszerelni. Emellett célszerû a gyomtérkép készítésére szolgáló összeállítást saját fényforrással is ellátni, amelynek vezérlését (azaz ki¹ és bekapcsolását) maga a gyomtérképkészítõ összeállítás végzi. A fenti célokat gyomtérkép készítésére szolgáló olyan összeállítás kidolgozásával értük el, amely az 1. igénypont szerinti jellemzõkkel rendelkezik. A találmány tárgyát képezõ gyomtérképkészítõ összeállítás további elõnyös kiviteli alakjait az aligénypontok határozzák meg. A találmány szerinti megoldást, valamint annak elõnyös kiviteli alakjait a továbbiakban rajz alapján ismertetjük részletesen, ahol az 1. ábra a találmány szerinti gyomtérképkészítõ összeállítás egyik lehetséges példakénti kiviteli alakjának tömbvázlatát szemlélteti; és a 2. ábra a találmány szerinti gyomtérképkészítõ összeállítás egy lehetséges másik példakénti kiviteli alakjának tömbvázlata.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 3
2
Az 1. ábrán sematikusan ábrázolt gyomtérképkészítõ 100 összeállítás 110 képrögzítõ egységet, 120 képfeldolgozó és ¹kiértékelõ egységet, 130 adattároló egységet, 135 gyomadatbázist, 150 pozíciómeghatározó egységet, továbbá 160 fényforrást foglal magában. A gyomtérképkészítõ 100 összeállításnak elõnyösen 170 fényerõsség-érzékelõ szerve is van, és adott esetben 180 megjelenítõegységgel van csatlakoztatva. Továbbmenve, a gyomtérképkészítõ 100 összeállítás adott esetben egy tõle fizikailag különálló gyomirtó célberendezés 190 vezérlõegységéhez csatlakoztathatón van kialakítva. A 110 képrögzítõ egység hordozó jármûre (például vasúti jármûre, megfelelõ gépjármûre) erõsíthetõ fel. A felerõsítés elõnyösen lengéscsillapítóval ellátott konzollal történik, ami biztosítja, hogy a 110 képrögzítõ egység a hordozó jármû haladása közben is mindvégig rezgésmentes helyzetben maradjon. A lengéscsillapítóval ellátott konzollal történõ felerõsítés egyben azt is biztosítja, hogy a 110 képrögzítõ egység mûködése során ne mozduljon be, és ezáltal mindvégig éles képeket készíthessen. A 110 képrögzítõ egység feladata, hogy a gyomtérképkészítõ 100 összeállítás elõrehaladása közben a befutott pályáról egymás után olyan felvételeket készítsen, amelyek egyértelmû képi információt szolgáltatnak egyrészt a befutott pálya gyommal/gyomokkal való borítottságát illetõen, másrészt a befutott pályán jelen lévõ gyomok fajtáiról, harmadrészt pedig a befutott pálya domborzati viszonyairól (például annak lejtésérõl vagy egyenetlenségeirõl). Ehhez az 1. ábrán vázolt 110 képrögzítõ egység 112 videokamerát és domborzatkövetõ 114 lézerkamerát foglal magában. A 112 videokamera egy nagyfelbontású színes kamera, amely a különféle zavaró fényhatások kiküszöbölésére megfelelõ optikai elemekkel (például a szakirodalomból ismert színszûrõkkel vagy polarizátorokkal) van felszerelve. A domborzatkövetõ 114 lézerkamera egy olyan (szintén nagyfelbontású) digitális kamera, amelynek meghatározott hullámhossz-tartománybeli képalkotását lézerfényt kibocsátó (rajzon külön nem jelölt) fényforrás segíti. Ezen fényforrás célszerûen a 114 lézerkamerának képezi részét, bár ez nem szükségszerû. A 112 videokamera és a 114 lézerkamera az általuk rögzített képeket a 120 képfeldolgozó és ¹kiértékelõ egységhez továbbítják vezetékes (megfelelõ adatkábelen keresztüli) vagy vezeték nélküli (például infravörös vagy ’bluetooth’) adatátvitel útján. A gyomosodottság mértékének meghatározása és a gyomfajták beazonosítása az 1. ábra szerinti kiviteli alaknál a 112 videokamera képe alapján történik, míg a domborzatkövetõ 114 lézerkamera a domborzati viszonyok meghatározására szolgál. Az 1. ábrán szemléltetett gyomtérképkészítõ 100 összeállítás napszaktól független üzemeltethetõségét a 160 fényforrás biztosítja, amelynek ki¹ és bekapcsolását elõnyösen a 120 képfeldolgozó és ¹kiértékelõ egység végzi a 170 fényerõsség-érzékelõ szerv jelének alapján. A 160 fényforrást a nappali (természetes) fény színhõmérsékletével megegyezõ vagy azt jól
1
HU 004 428 T2
közelítõ színhõmérsékletû és koncentrált megvilágítást biztosító fényforrás képezi. A 160 fényforrás elõnyösen fém-halogén lámpa formájában van kialakítva. A befutott pálya éppen rögzítés alatt álló szakaszának legjobb megvilágítása céljából a 160 fényforrás egyik elõnyös kiviteli alakjában a 110 képrögzítõ egységgel egybe van építve. A 150 pozíciómeghatározó egység feladata a 110 képrögzítõ egység, illetve a rögzített képi információ pillanatnyi helyének pontos meghatározása, hogy ezáltal a rögzített képi információkból nyert gyomosodottsági, gyomfajta és domborzati adatok a létrehozni szándékozott gyomtérképre térbeli pozíciójukat illetõen a lehetõ legnagyobb pontossággal kerüljenek rá. A 150 pozíciómeghatározó egység e célból 152 helymeghatározó szervet és az ez által szolgáltatott helykoordinátákat tovább pontosító, legalább egy 154 helyzetmeghatározó szervet foglal magában. A 152 helymeghatározó szervet egyik elõnyös kiviteli alakjában mûholdas helymeghatározó eszköz, például GPS egység képezi. Egy lehetséges másik kiviteli alakjában a 152 helymeghatározó szerv celluláris távközlési hálózat bázisállomásai által kisugárzott jelet felhasználó helymeghatározó eszköz. Speciálisan a mûholdas helymeghatározás a 110 képrögzítõ egység álló helyzetében néhányszor 10 cm¹es pontosságon belüli pozíciómeghatározást tesz lehetõvé. Mivel a gyomtérkép felvétele közben a 110 képrögzítõ egység – elmozdulásából kifolyólag – a helyét változtatja, a 110 képrögzítõ egység (és így a rögzített képi információ) aktuális helyének GPS-alapú meghatározása viszonylag pontatlanná (kb. 3–5 m pontosságon belülire) válik. Ahhoz, hogy olyan gyomtérképet állíthassunk elõ, amely a késõbbiekben a tervszerû és nagy hatékonyságú gyomirtás alapjául szolgálhat, a 110 képrögzítõ egység aktuális helyét ennél lényegesen pontosabban kell ismernünk. Ezért van a 150 pozíciómeghatározó egység felszerelve a legalább egy kiegészítõ 154 helyzetmeghatározó szervvel. A 154 helyzetmeghatározó szerv célszerûen valamilyen jeladó, elõnyösen például a 110 képrögzítõ egység elmozdulását biztosító hordozó jármû kerekére felerõsített szögelfordulás-mérõ jeladó, bár az egyéb, például a hordozó jármû sebességét nagy pontossággal meghatározó sebességjeladó formájában is kialakítható. A 154 helyzetmeghatározó szerv feladata, hogy a 110 képrögzítõ egység elmozdulása közben a 152 helymeghatározó szerv (adott esetben a GPS egység) által szolgáltatott helykoordinátákat a 110 képrögzítõ egység aktuális helyének megfelelõen pontosítsa. Vagyis a gyomtérkép pontosságát alapvetõen nem a 152 helymeghatározó szerv által szolgáltatott információ határozza meg, hanem a 110 képrögzítõ egység elmozdulását mérõ/meghatározó pontos jeladó(k), amely(ek) segítségével néhány cm¹es pontosság érhetõ el. A 110 képrögzítõ egységnek a gyomtérképen elfoglalt pillanatnyi helye pontos meghatározása céljából a 110 képrögzítõ egység álló helyzetében az alkalmazott jeladó(ka)t és a 152 helymeghatá-
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 4
2
rozó szervet, célszerûen GPS egységet, egymással szinkronizáljuk. A 150 pozíciómeghatározó egység a 152 helymeghatározó szerv és a 154 helyzetmeghatározó szerv által biztosított koordinátákat vezetékes (megfelelõ adatkábelen keresztüli) vagy vezeték nélküli (például infravörös vagy ’bluetooth’) adatátvitel útján továbbítja a 120 képfeldolgozó és ¹kiértékelõ egységbe. A 112 videokamerától és a 114 lézerkamerától érkezõ képi, továbbá a 150 pozíciómeghatározó egységtõl érkezõ helykoordináta-információk a 130 adattároló egységben kerülnek eltárolásra. A 130 adattároló egységet elõnyösen gyors hozzáférésû merevlemez vagy egyéb adattárolásra alkalmas eszköz képezi. A 135 gyomadatbázis a 130 adattároló egységnek képezi részét (vagyis abban van letárolva), bár ez nem szükségszerû; a 135 gyomadatbázis különálló egységként (például firmware formájában) is csatlakoztatható a gyomtérképkészítõ 100 összeállításhoz. Az 1. ábrán vázolt gyomtérképkészítõ 100 összeállítás 120 képfeldolgozó és ¹kiértékelõ egységének feladata alapvetõen a gyomosodottság mértékének, valamint az azért felelõs gyomfajtáknak, továbbá a domborzati viszonyoknak a meghatározása a 112 videokamera és a 114 lézerkamera képének a feldolgozása alapján, majd az így nyert információknak a 150 pozíciómeghatározó egységbõl érkezõ helykoordinátákkal összhangban egy gyomtérkép formájában történõ letárolása. A 120 képfeldolgozó és ¹kiértékelõ egység a beérkezett képi információk feldolgozását alkalmasan leprogramozott szoftver segítségével végzi, amely szoftver egyes lépéseit a 120 képfeldolgozó és ¹kiértékelõ egység részét képezõ (rajzon külön nem ábrázolt) processzor hajtja végre. A befutott pálya gyommal fertõzött területeit a szoftver gyomosodottságjelentõ algoritmusa a 112 videokamerával rögzített képek zöld színárnyalatú részei alapján jelöli ki. A találmány szerinti gyomtérképkészítõ 100 összeállítással gyomfoltként azonosítható legkisebb területet, a találmány szerinti összeállítás felbontásából kifolyólag, egy 10×10 cm¹es terület reprezentálja. A gyomok fajtaazonosítása színképelemzés és alakzatfelismerés útján történik a 135 gyomadatbázisban foglalt, gyomokra vonatkozó fajtaspecifikus információkkal való összevetés útján. Továbbmenve, a találmány szerinti gyomtérképkészítõ 100 összeállítás kompaktságának biztosítása érdekében a 120 képfeldolgozó és ¹kiértékelõ egység, a 130 adattároló egység, valamint a 135 gyomadatbázis személyi számítógép (például egy laptop) részegységeiként vannak kialakítva. A 120 képfeldolgozó és ¹kiértékelõ egységnek legalább két 122, 124 vezérlõkimenete is van. Ezen 122, 124 vezérlõkimenetek közül az egyik 122 vezérlõkimenet oly módon van kialakítva, hogy a 120 képfeldolgozó és ¹kiértékelõ egység rajta keresztül 180 megjelenítõegységhez csatlakoztatható. A 180 megjelenítõegységet a gyomtérkép, illetve a 120 képfeldolgozó és ¹kiértékelõ egységbe beérkezõ információk valós idejû megjelenítése érdekében például egy képernyõ, elõ-
1
HU 004 428 T2
nyösen egy érintõképernyõ képezi. A 180 megjelenítõegységet a szóban forgó információk kinyomtathatósága céljából nyomtatóeszköz is képezheti. A 122, 124 vezérlõkimenetek közül egy másik 124 vezérlõkimenet oly módon van kialakítva, hogy rajta keresztül a 120 képfeldolgozó és ¹kiértékelõ egység, valamint egy különálló gyomirtó berendezés 190 vezérlõegysége között adattovábbító kapcsolat legyen létesíthetõ. Ennek célja, hogy az elkészült gyomtérkép a gyommentesítés végrehajtásához szükséges paraméterek meghatározásához (vegyszer típusa, szükséges dózisa, kijuttatás helye és idõtartama stb.) a gyomirtó berendezésbe közvetlenül áttölthetõ legyen. Az adatátvitel ismételten vezetékes vagy vezeték nélküli adatátvitel lehet. A 2. ábrán sematikusan vázolt gyomtérképkészítõ 100’ összeállítás az 1. ábrán bemutatott gyomtérképkészítõ 100 összeállítástól abban különbözik, hogy a különféle gyomfajták nagyobb pontossággal történõ beazonosíthatóságának biztosítása céljából 110’ képrögzítõ egysége a 112 videokamera és a domborzatkövetõ 114 lézerkamera mellett fajtapontosító 115 lézerkamerát is magában foglal. A fajtapontosító 115 lézerkamera egy olyan nagyfelbontású digitális kamera, amelynek meghatározott hullámhossz-tartománybeli képalkotását nagy intenzitású lézerfényt kibocsátó (rajzon külön nem jelölt) fényforrás segíti. A lézerfényt kibocsátó fényforrást elõnyösen egy vagy több olyan diódalézer képezi, amelyek az elektromágneses spektrum infravörös-látható tartományában, gyomokra jellemzõ szûk hullámhossztartomány(ok)ban emittálnak. A lézerfényt kibocsátó fényforrás célszerûen a fajtapontosító 115 lézerkamerának képezi részét, bár ez nem szükségszerû; a lézerfényt kibocsátó fényforrás célszerûen a 160 fényforrás részeként is megvalósítható. A lézerfényt kibocsátó fényforrás teljesítménye úgy kerül beállításra, hogy az általa kibocsátott koherens fény intenzitása a megvilágított területen a természetes napfénynek (és az adott esetben ugyancsak mûködtetett 160 fényforrás által kibocsátott fénynek) a tekintett területen mért intenzitásánál lényegesen nagyobb, elõnyösen annak legalább tízszerese legyen. Megjegyezzük, hogy a szóban forgó lézerfényforrás lényegében egy vaku szerepét tölti be. A 112 videokamerát adott esetben zavaró természetes megvilágítás hatásai (például a gyorsan változó fény-árnyék viszonyok, a rögzített képek színspektrumának napfelkeltekor/napnyugtakor jelentkezõ erõteljes eltolódottsága), illetve a gyomtérképkészítõ 100’ összeállítás 110’ képrögzítõ egységének nagy sebességgel történõ mozgásából eredõ hatások (például elmosódott képek) a lézerfénnyel történõ pillanatszerû megvilágítás alkalmazásával kiküszöbölhetõek. A lézerfénnyel történõ megvilágítás következtében az arra alkalmas (rajzon külön nem ábrázolt) optikai eszközök közbeiktatásával megvilágított területen a Nap hatása nem érvényesül, így a 115 lézerkamerával a legkülönbözõbb fényviszonyok mellett is változatlan intenzitású képek kerülnek rögzítésre. A rövid impulzusokkal történõ megvilágítás mellett készített képek még nagy sebességnél is mozdu-
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 5
2
latlanok maradnak, és az ugyanazon területrõl a 112 videokamerával rögzített képeknél lényegesen élesebbek. Ily módon a 120 képfeldolgozó és ¹kiértékelõ egység a 135 gyomadatbázis alapján a fajtapontosító 115 lézerkamerával készített képek felhasználásával és azoknak a 112 videokamerával készített képekkel való összevetése útján, megfelelõ alakzatfelismerõ algoritmusokat alkalmazva a gyomfajták beazonosítását az 1. ábra szerinti gyomtérképkészítõ 100 összeállításnál sokkal pontosabban képes végrehajtani, ami a létrejövõ gyomtérkép megbízhatóságát fokozza. A továbbiakban a találmány szerinti gyomtérképkészítõ 100, 100’ összeállítás gyomtérkép készítésére való alkalmazását ismertetjük részletesen. A 110, 110’ képrögzítõ egység hordozó jármûre szerelését követõen, még a 110, 110’ képrögzítõ egység álló helyzetében, a 152 helymeghatározó szervet és a 154 helyzetmeghatározó szervet egymással szinkronizáljuk. Ezáltal a 110, 110’ képrögzítõ egység hordozó jármûvel való együttes elmozdulása során a 154 helyzetmeghatározó szerv jele alapján minden pillanatban pontosan ismert lesz a 110, 110’ képrögzítõ egység helye. A szinkronizálást követõen a hordozó jármû mozgásba kezd és ezzel párhuzamosan a 110, 110’ képrögzítõ egység megkezdi munkáját, vagyis felvételeket készít a befutott pályáról, illetve az azt fedõ gyomtakaróról. A felvételek készítését a nagyfelbontású színes 112 videokamera és a domborzatkövetõ 114 lézerkamera végzi, szükség esetén a 160 fényforrással történõ homogén megvilágítás mellett. Az így nyert képi információ vezetékes vagy vezeték nélküli adatátvitel útján a 120 képfeldolgozó és ¹kiértékelõ egységbe kerül. A 160 fényforrás szükség szerinti be¹ és kikapcsolását a 120 képfeldolgozó és ¹kiértékelõ egység vezérli a 170 fényerõsség-érzékelõ szerv jele alapján. A 110’ képrögzítõ egység használata esetén a hordozó jármû elmozdulásával egyidejûleg mûködésbe lép a fajtapontosító 115 lézerkamerával társított és vakuként funkcionáló, lézerfényt emittáló fényforrás is, és a lézerfénnyel való pillanatszerû megvilágítás mellett a 115 lézerkamera szintén felvételeket készít a befutott pályáról. Ezen felvételek vezetékes vagy vezeték nélküli adatátvitel útján ugyancsak a 120 képfeldolgozó és ¹kiértékelõ egységbe kerülnek. Ezt követõen a 120 képfeldolgozó és ¹kiértékelõ egységgel a beérkezett képi információk alapján meghatározzuk a gyomosodottság mértékét, elvégezzük a gyomosodottságért felelõs gyomok fajtaazonosítását és meghatározzuk a befutott pálya domborzati viszonyait. Ehhez a képeken szereplõ gyomok színeit és habitusát elemzõ spektrális vizsgálati algoritmus(oka)t hajtunk végre, illetve a 112 videokamerától – és adott esetben a 115 lézerkamerától – érkezett és kimerevített képeket alakzatfelismerõ algoritmus(ok)nak vetjük alá. Az alakzatfelismerõ algoritmus(ok) használatára azért van szükség, mert a különféle gyomok fényemissziója ugyan fajtaspecifikus, de hullámhosszban egymáshoz rendkívül közeli. A gyomfelismerést az elõ-
1
HU 004 428 T2
zetesen letárolt 135 gyomadatbázisban szereplõ adatok alapján végezzük. A beérkezett képi információkon elvégzett elemzéseket követõen a késõbbi felhasználás céljából az éppen vizsgált terület gyomosodottságát, az azért felelõs gyomok fajtáit és a domborzati viszonyokat a 150 pozíciómeghatározó egység által szolgáltatott pontos koordinátákkal együtt gyomtérképként a 130 adattároló egységben letároljuk és/vagy a 180 megjelenítõegységhez továbbítjuk. A gyommentesítés végrehajtásához a kész gyomtérképet ugyanakkor különálló gyomirtó berendezés 190 vezérlõegységébe is továbbíthatjuk. A találmány szerinti gyomtérképkészítõ 100, 100’ összeállítással nyert gyomtérkép tartalmazza a kiindulási és érkezési koordinátákat, a befutott útvonalat, a megtett távolságot méter egységekben kifejezve, a befutott pálya (például jeladókkal pontosított elõnyösen GPS) koordinátáit, a gyomosodottság százalékos és területegységre vetített mértékét, valamint az észlelt gyomok fajtáit. A találmány szerinti gyomtérképkészítõ 100, 100’ összeállítás az alábbi elõnyökkel rendelkezik: – a gyomirtó berendezéstõl fizikailag elválasztva és attól függetlenül, lényegében tetszõleges környezetben üzemeltethetõ, azonban a vele elõállított gyomtérkép a gyomirtó berendezéssel való csatlakoztatást követõen a gyommentesítés foganatosításához a gyomirtó berendezésbe egyszerûen áttölthetõ; – nagy pontosságú, a gyomosodottságon túlmenõen az azt kiváltó gyomok fajtáit is tartalmazó gyomtérkép készíthetõ vele bármely napszakban, illetve nem megfelelõ természetes megvilágítás mellett is; – a gyomtérképen feltüntetett gyomfajták beazonosítása viszonylag gyorsan változó fény-árnyék viszonyok mellett is rendkívül pontosan történik, ami a gyommentesítés végrehajtásakor biztosítja, hogy a mentesíteni szándékozott területre a gyomtérkép alapján a tekintett területen ténylegesen megtelepedett gyomok leghatékonyabb irtására szolgáló, fajtaspecifikus vegyszerek kerüljenek kiszórásra.
5
10
15
20
25
30
35
40
45 SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Összeállítás (100; 100’) napszaktól független gyomtérképkészítésre, amely tartalmaz képrögzítõ egységet (110; 110’), képfeldolgozó és ¹kiértékelõ egységet (120), ez utóbbival csatlakoztatott adattároló egységet (130), gyomadatbázist (135), fényforrást (160), valamint helymeghatározó szervet (152) magában foglaló pozíciómeghatározó egységet (150), ahol a képrögzítõ egység (110; 110’), a pozíciómeghatározó egység (150) és a fényforrás (160) mindegyike adatátviteli összeköttetésben áll a képfeldolgozó és ¹kiértékelõ egységgel (120), továbbá ahol a képfeldolgozó és ¹kiértékelõ egységnek (120) egy vagy több vezérlõki-
50
55
60 6
2
menete (122, 124) van, amely vezérlõkimenetek (124) egyike különálló gyomirtó berendezés vezérlõegységével (190) adatátviteli összeköttetés létrehozására alkalmas, azzal jellemezve, hogy – a képrögzítõ egységnek (110, 110’) a berendezés (100) által befutott és a fényforrás (160) által megvilágított pálya egymás utáni képeinek rögzítésére szolgáló videokamerája (112) van, ahol a szóban forgó fényforrást (160) legalább részben olyan fényforrás képezi, amely a természetes fény színhõmérsékletét közelítõ színhõmérsékletû fényt bocsát ki; – a képrögzítõ egységnek (110, 110’) emellett a befutott pálya domborzati viszonyai meghatározására szolgáló (114) domborzatkövetõ lézerkamerája (114) is van; és – a pozíciómeghatározó egység (150) a helymeghatározó szerv (152) szolgáltatta térbeli koordináták pontosabb meghatározására szolgáló legalább egy helyzetmeghatározó szervet (154) is magában foglal. 2. Az 1. igénypont szerinti gyomtérképkészítõ összeállítás, azzal jellemezve, hogy a képrögzítõ egység (110’) fajtapontosító lézerkamerával (115) van ellátva. 3. A 2. igénypont szerinti gyomtérképkészítõ összeállítás, azzal jellemezve, hogy a fényforrást (160) legalább részben hullámhosszát tekintve az elektromágneses spektrum infravörös-látható tartományába esõ nagy intenzitású koherens fényt kibocsátó egy vagy több lézerdióda alkotja. 4. Az 1–3. igénypontok bármelyike szerinti gyomtérképkészítõ összeállítás, azzal jellemezve, hogy a helymeghatározó szerv (152) mûholdas helymeghatározó eszköz (GPS). 5. Az 1–3. igénypontok bármelyike szerinti gyomtérképkészítõ összeállítás, azzal jellemezve, hogy a helymeghatározó szerv (152) celluláris távközlési hálózat bázisállomásai által kisugárzott jelet felhasználó helymeghatározó eszköz. 6. Az 1–5. igénypontok bármelyike szerinti gyomtérképkészítõ összeállítás, azzal jellemezve, hogy a helyzetmeghatározó szervet (154) szögelfordulás-mérõ jeladó képezi. 7. Az 1–6. igénypontok bármelyike szerinti gyomtérképkészítõ összeállítás, azzal jellemezve, hogy fényerõsség-érzékelõ szerve (170) van, amely a képfeldolgozó és ¹kiértékelõ egységgel (120) áll összeköttetésben. 8. Az 1–7. igénypontok bármelyike szerinti gyomtérképkészítõ összeállítás, azzal jellemezve, hogy a gyomadatbázis (135) az adattároló egységnek (130) képezi részét. 9. Az 1–8. igénypontok bármelyike szerinti gyomtérképkészítõ összeállítás, azzal jellemezve, hogy a képfeldolgozó és ¹kiértékelõ egység (120), az adattároló egység (130) és a gyomadatbázis (135) személyi számítógép részegységeiként vannak kialakítva. 10. Az 1–9. igénypontok bármelyike szerinti gyomtérképkészítõ összeállítás, azzal jellemezve, hogy a
1
HU 004 428 T2
vezérlõkimenetek (122) egyike megjelenítõegységgel (180) áll adatátviteli összeköttetésben. 11. A 10. igénypont szerinti gyomtérképkészítõ összeállítás, azzal jellemezve, hogy a megjelenítõegységet (180) képernyõ, elõnyösen érintõképernyõ képezi. 12. A 10. igénypont szerinti gyomtérképkészítõ összeállítás, azzal jellemezve, hogy a megjelenítõegységet (180) nyomtatóeszköz képezi.
5
7
2
13. Az 1–12. igénypontok bármelyike szerinti gyomtérképkészítõ összeállítás, azzal jellemezve, hogy a fényforrás (160) a képrögzítõ egységgel (110; 110’) egybe van építve. 14. Az 1–13. igénypontok bármelyike szerinti gyomtérképkészítõ összeállítás, azzal jellemezve, hogy a fényforrást (160) egymástól fizikailag elválasztott különálló fényforrások képezik.
HU 004 428 T2 Int. Cl.: E01H 11/00
Kiadja a Magyar Szabadalmi Hivatal, Budapest Felelõs vezetõ: Törõcsik Zsuzsanna Windor Bt., Budapest
