Revolutionäre Kamera verändert vertikale Landwirtschaft
Vom EU-finanzierten Projekt HyperImage unterstützte Forschende entwickeln eine neue hyperspektrale Kamera, die die Zustandsüberwachung, Qualität und Sicherheit eines Produkts verändern könnte. Das neuartige spektrale Bildgebungssystem bietet verschiedenste Anwendungsmöglichkeiten, darunter auch die vertikale Landwirtschaft. Sie sollte dabei helfen, die landwirtschaftlichen Kosten zu senken, Abfälle zu begrenzen und die Erträge zu steigern. Dank der verbesserten Bildgebung der hyperspektralen Kamera können landwirtschaftliche Betriebe, die Pflanzen wie Salate, Kräuter und Mikrogemüse anbauen, Krankheiten in einem frühen Stadium erkennen und die Pflanzengesundheit genau überwachen. Nach Angaben des HyperImage-Teams können landwirtschaftliche Betriebe mit der Kamera außerdem die Erntezeiten optimieren und die Erträge um bis zu 20 % steigern.
Keine normale Kamera
Die hyperspektrale Kamera erfasst nicht nur rotes, grünes und blaues Licht wie herkömmliche Kameras, sondern auch viele verschiedene Wellenlängen des Lichts vom Infrarot- bis zum Ultraviolettbereich. Mithilfe von KI können Forschende die Daten dieser Wellenlängen in Echtzeit analysieren, um verschiedene Materialien und Objekte sofort zu klassifizieren. So können Dinge wie Farbe, Schadstoffe und Pflanzenkrankheiten sofort erkannt werden. „Die Integration hyperspektraler Kameras in autonome Systeme stellt einen bedeutenden Fortschritt sowohl in der Technologie als auch in der Anwendung dar. Dieses bildgebende Verfahren verspricht, die Produktivität und Nachhaltigkeit in Industrie und Landwirtschaft zu erhöhen“, erklärt Alexander Kabardiadi-Virkovski, Projektleiter von HyperImage am Fraunhofer IWS, in einer Pressemitteilung auf „Optics.org“. „Obwohl es die hyperspektrale Bildgebung bereits seit den 1980er Jahren gibt, wurde sie noch nie in Echtzeit mit künstlicher Intelligenz für die Anwendungen eingesetzt, die das HyperImage-Team jetzt erforscht.“
Landwirtschaft nicht das einzige Ziel
Kabardiadi-Virkovski erläutert die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten der Kamera weiter. „Unser neues System wird für die automatisierte vertikale Landwirtschaft entwickelt, aber gleichzeitig auch zur Verbesserung der Qualitätskontrolle, der Navigation beim autonomen Fahren im Gelände und für Sichtsysteme für automatisierte Aufklärungsdrohnen eingesetzt. Dank des innovativen Ansatzes von HyperImage werden autonome Drohnen detaillierte Landschaftsanalysen durchführen und fundierte Entscheidungen über die Befahrbarkeit von Außenbereichen treffen können. Durch die Standardisierung der Hyperspektraldaten verschiedener Kamerahersteller wollen wir eine universelle Lösung für die Objekterkennung und Qualitätskontrolle schaffen.“ Nach Ansicht des Forschers verfügt das HyperImage-System über das Potenzial, zahlreiche Aufgaben zu verbessern, bei denen Drohnen zum Einsatz kommen, z. B. bei der Umweltüberwachung, der Inspektion von Infrastrukturen, dem Katastrophenmanagement und bei landwirtschaftlichen Erhebungen. „Durch den Einsatz der hyperspektralen Bildgebung können Drohnen detaillierte Daten über mehrere Wellenlängen hinweg erfassen und so subtile Veränderungen in der Vegetation erkennen, Materialien erkennen oder die Unversehrtheit von Infrastrukturen mit viel größerer Präzision überwachen als herkömmliche Sensoren“, kommentiert er. Das Team von HyperImage (A universal spectral imaging sensor platform for industry, agriculture and autonomous driving) arbeitet daran, das Gewicht von Drohnen (in der Klasse eines maximalen Startgewichts von 25 kg) durch die von ihm entwickelte leichte hyperspektrale Kamera um 10 % zu verringern. Dadurch wird Platz für einen größeren Akku geschaffen, der die Flugzeit um 50 % verlängert. Weitere Informationen: HyperImage-Projektwebsite
Schlüsselbegriffe
HyperImage, hyperspektrale, Kamera, Landwirtschaft, Drohne, spektrale Bildgebung, hyperspektrale Kamera, landwirtschaftlicher Betrieb
