Stiftelsen lantbruksforskning

Lantbruks- och trädgårdsföretagarnas egen forskningsstiftelse finansierar behovsdriven forskning för svenska förhållanden.
Läs mer

3D-kamera för bestämning av markens ytstruktur, främst såbäddsegenskaper

Status: Avslutat
Projektnummer: H1333186
Kategori: Forskningsprogram | Växtodling
Ansökningsår: 2013
Datum för slutrapport: 8 januari 2018
Huvudsökande: Johan Arvidsson
Organisation: Sveriges Lantbruksuniversitet - SLU
E-postadress: johan.arvidsson@mv.slu.se
Telefon: 018-67 11 72
Medsökande: Anders Larsolle
Medsökande: Gilbertsson Mikael
Beviljade medel: 436 000 SEK

The soil microrelief has strong implications for plant growth, especially the conditions for germination and establishment. The aggregate size distribution is the most important tillage outcome, and is usually determined by sieving. In 2013 a 3D-camera was tested in an ongoing project with very promising results, the present application deals with the development of this technique. The objectives are to: 1. Develop algorithms to directly transfer measured data to aggregate size distribution and soil surface roughness. 2. Develop automated image analysis to determine aggregate size distribution. 3. Develop the technique for on-line measurements. Measurements will be carried out in ongoing field experiments and with sieved aggregate fractions. The project will be run for 1 year and in cooperation with the University of Padova, Italy.

Markens ytstruktur är starkt kopplad till markens funktion som växtplats, framförallt med avseende på förhållandena för groning. Aggregatstorleksfördelningen som utgör det viktigaste måttet på bearbetningsresultatet bestäms traditionellt genom sållning, men snabba och ickedestruktiva mätmetoder är önskvärda. Under 2013 testades i ett pågående projekt en 3D-kamera med mycket lovande resultat, och denna ansökan avser fortsatt utveckling av denna teknik. Syftet med projektet är att: 1. Utveckla algoritmer för att direkt omvandla mätdata till aggregatstorleksfördelning och mått på markytans ojämnhet. 2. Utveckla automatiserad bildanalys för bestämning av aggregatstorleksfördelning. 3. Utveckla tekniken så att den också fungerar under on-linemätning i fält. Mätningar görs i befintliga fältförsök samt med aggregat sorterade i olika storleksfraktioner. Projektet är ettårigt och utförs i samarbete med universitetet i Padova i Italien.

En grödas groningsprocess påverkas mycket av såbäddens aggregatsammansättning. En tumregel säger att minst 50 % av jorden skall finnas i aggregat mindre än 5 mm. Bearbetningsinsatsen som krävs för att uppnå detta kan variera stort inom fält. Här har vi undersökt om en 3D-kamera baserad på laserteknik kan bestämma aggregatsstorleksfördelningen och har potential att göra detta i realtid för anpassad bearbetningsintensitet. Mätningar utfördes i fyra olika fältförsök. Resultaten visar att den kamera vi använde, Kinect, inte var högupplöst nog för att identifiera enskilda aggregat mindre än ca 8 mm, men att det ändå efter tillämpning av matematiska filter gick att med god säkerhet kvantifiera mängden jord i aggregat större än 5 mm. Tekniken tycks också kunna fungera i hastigheter av minst 7 km/h. Effekterna av hastigheter upp till 15 km/h var små, men viss rörelseoskärpa noterades. Metoden ger goda möjligheter för praktisk tillämpning. Särskilt då det redan finns mer högupplösta kameror.

Tv-spelsprodukt kan hjälpa lantbrukare att nå högre skördar

Såbäddens struktur och aggregatsammansättning har stor betydelse för utsädets förmåga att gro och ge en jämn uppkomst. En ofta tillämpad tumregel säger att minst 50 % av jorden i såbädden skall finnas i aggregat mindre än 5 mm. För att uppnå detta varierar ofta behovet av bearbetning mycket mellan och inom fält, t.ex. med varierande jordart eller med ökad packning i vändtegen. I det här projektet har SLU och RISE i samarbete med universitetet i Padova testat hur en 3D-kamera, eller sensor, till lågt pris hämtad från tevespelsindustrin skulle kunna mäta såbäddens aggregatsammansättning i direkt anslutning till såbäddsberedningen och därmed ge möjlighet till behovsanpassad bearbetning utifrån uppnått resultat och rådande förutsättningar. Detta skulle spara både tid och bränsle.

Resultaten visar att den ruggade variant av lasersensor vi använt, Fotonic P70C, fungerar bra monterad på en vagn efter traktor. Mätkvalitén tycks påverkas mycket lite av hastigheter upp till åtminstone 7 km/h då en viss rörelseoskärpa kunde noteras, men även vid 15 km/h som var den snabbaste testade hastigheten var påverkan liten. Sensorns upplösning fungerade väl för att mäta aggregatfraktioner ner till ca 8 mm, men att kvantifiera den sammanlagda mängden jord i aggregat större än 5 mm gick ändå relativt bra, och därmed andelen jord i aggregat mindre än 5 mm. Att kvantifiera enskilda aggregatfraktioner mindre än 8 mm var däremot inte möjligt. För detta krävs sensorer med högre upplösning. Sådana finns redan på marknaden.

De ojämnhetsindex och matematiska filter som behövs för att extrahera fram olika aggregatstorleksfraktioner ur en blandad såbädd visade sig fungera bra för större aggregat som stöddes av sensorns upplösning. Med en mer högupplöst sensor kan man därför förvänta sig att även mindre aggregatfraktioner kan mätas. De matematiska algoritmerna är relativt enkla och kan utföras på mycket kort tid, vilket är en förutsättning för analys i realtid.

Ett viktigt resultat var också att de samband vi fann mellan olika ojämnhetsindex och aggregatstorlekar var robusta. Det vill säga att på de tre platser med varierande struktur som ingick i försöken såg sambanden ut på ungefär samma sätt. De kunde relativt väl beskrivas med samma ekvation som därför sedan kan användas som modell på andra platser.

Uppenbara nackdelar med sensorn är att den är känslig för damm och för direkt solljus. I försöken placerades därför sensorn i en huv av svart gummiduk. Detta löste solljusproblemet fullt ut, men placerad på en kultivator kan man förvänta sig att damm kan bli ett problem. Trots detta bedöms tekniken ha stor potential för praktisk tillämpning.

 

Antal träffar i projektbanken: 1580

Molekylär bevakning av bovint virusdiarrévirus (BVDV) i Sverige (Molecular surveillance of bovine viral diarrhoea virus (BVDV) in Sweden)
Sándor Belák, Statens Veterinärmedicinska Anstalt

Projektnummer: 9930030 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport:

Sammanfattning saknas

Läs mer

Mjölkkors livslängd - samband med biologiska egenskaper och miljöförhållanden
Erling Strandberg, Sveriges lantbruksuniversitet, SLU

Projektnummer: 0030003 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport:

Sammanfattning saknas

Läs mer

Ekonomiska modeller för optimering av rekrytering, kalvning och gallring i mjölkbesättningar
Sven Brundin,

Projektnummer: 0230027 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport:

Sammanfattning saknas

Läs mer

Marknadsanpassning av lantbrukskooperativ mejeriindustri
Jerker Nilsson, Sveriges lantbruksuniversitet, SLU

Projektnummer: 0145009 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport:

Sammanfattning saknas

Läs mer

Mjölkkornas välbefinnande i automatiska mjölkningssystem. Rangordning och välbefinnande.
Hans Wiktorsson, Sveriges lantbruksuniversitet, SLU

Projektnummer: 0230076 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport:

Sammanfattning saknas

Läs mer

Miljöindikatorer/nyckeltal för mjölkgården. /Metod och Teknik
Christel Cederberg, Svensk Mjölk

Projektnummer: 0248049 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport:

Sammanfattning saknas

Läs mer

Nyckeltal för utvärdering av lösdriftssystem med AMS.
Christel Benfalk, JTI Institutet för jordbruks- och miljöteknik AB

Projektnummer: 0230043 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport:

Sammanfattning saknas

Läs mer

Alger som framtida förnyelsebara fosfor- och kväveresurs till lantbruket
Christian Thaning, Sveriges lantbruksuniversitet, SLU

Projektnummer: 0233021 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport:

Sammanfattning saknas

Läs mer

Inverkan av substratens funktionella egenskaper på produktion av viktiga metaboliter för kon.
Peter Udén, Sveriges lantbruksuniversitet, SLU

Projektnummer: 9830016 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport:

Sammanfattning saknas

Läs mer

Modellbaserad analys av förutsättningarna för minskade kväveförluster från jordbruk och livsmedelsproduktion på regional nivå
Stefan Wirsenius, Chalmers Tekniska Högskola

Projektnummer: 0346007 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport:

Sammanfattning saknas

Läs mer

Prenumerera på vårt nyhetsbrev

Namn
E-postadress