Forschungsprojekt (Kurzprojekt)
Einsatz von vollautomatischen Drohnen in Salat zur frühzeitigen Erkennung und Validierung von Schädlingen und Krankheiten sowie die Erfassung von Wachstumsparametern mit dem Ziel einer Ertragsprognose in Salat

Das Unternehmen Corvus Drones bietet eine Drohne für ein permanentes Bestandsmonitoring von hydroponisch angebautem Salat im geschützten Anbau an. Damit soll das hydroponische Anbauverfahren von Salat im Hinblick auf Ertrag, Qualität und Ressourceneinsparung optimiert werden.
Die Drohne ist mit modernster RGB-Kameratechnik ausgestattet, mit deren Hilfe optische Wachstumsparameter und Anomalien erkannt werden können. Somit sind Aussagen zu Wachstumsstadium und optimalem Erntezeitpunkt möglich, Anomalien - durch abiotische und biotische Faktoren (Blattverfärbungen, Raupen, etc.) verursacht - werden erkannt.
Die Corvus-Drohnen fliegen vollautomatisch und die Fotos werden unmittelbar in eine Cloud gesendet und ausgewertet.

Der angedachte Versuch dient der Validierung der nachfolgend beschriebenen Technik im hydroponischen Salatanbau. Er wird am Versuchsstandort Bamberg im System "Deep-Water-Culture" durchgeführt.

Im Rahmen des Projektes wurde ein Angebot der Firma Corvus Drones aus Ede (Niederlande) bewertet. Eingesetzt wurde eine autonom agierende Indoor-Drohne, welche zur Bestandsüberwachung im Hinblick auf Wachstum und Pflanzengesundheit eingesetzt werden kann.
Nach einer Vorbereitungs- bzw. Implementationsphase startete der Flugbetrieb am 15.04.2024 und endete am 23.10.2024. Der Zeitraum bis zum 10.07.2024 wurde unter anderem zur Optimierung der Flugroute, Bildabfolge und zur Minimierung von Bildüberschneidungen genutzt. Vom 11.07.2024 bis zum 23.10.2024 erfolgte der Flugbetrieb vollautomatisch und nahezu störungsfrei. Nach jedem Flug wurden die Bilder in eine anbietereigene Cloud hochgeladen und mit Hilfe einer KI-basierten Computer-Vision-Software interpretiert sowie die Ergebnisse nach maximal 60 Minuten ausgewertet. Die Daten wurden dem Nutzer in Form eines Flugberichtes zur Verfügung gestellt.
Der Flugbericht einschließlich der Bildabfolge wurde bis zum Projektende ständig optimiert. Die Qualität und Auflösung der Bilder ließen ein Bestandsmonitoring im Hinblick auf Pflanzenwachstum und -zustand (Schädlinge, Krankheiten, sonstige Anomalien) zu. Im Flugbericht wurden alle Salatköpfe ausnahmslos erkannt und konnten präzise auf Fläche und Durchmesser vermessen werden. Die Daten stimmten mit der Realität überein. Am Ende der Projektlaufzeit konnte mit Hilfe von im Bestand implementierten QR-Codes die Position jedes einzelnen Salatkopfes genau bestimmt werden. Gewichtsmessungen bzw. -prognosen konnten jedoch noch nicht erstellt werden. Aufgrund eindeutiger Korrelationen zu den von den Mitarbeitern der LWG erfassten Gewichtsdaten ist dies, wie im Ausblick formuliert, perspektivisch für die nahe Zukunft denkbar.
Aussagen zu Pflanzenzustand und -gesundheit sind mit Hilfe der gemachten Fotos durch das menschliche Auge möglich. Erkannt wurden Anomalien von mehr als 1 mm Größe. Eine automatische visuelle Erkennung soll nach einem Anlernen der Software in der Zukunft möglich sein.
Der Einsatz von Drohnen ist in (naher) Zukunft nach einer technischen Optimierung der Drohne und inhaltlicher Verbesserungen des angebotenen Flugberichtes denkbar und dann aus betriebswirtschaftlicher Sicht empfehlenswert.

Ausführliche Ergebnisse zum Versuch können Sie im Abschlussbericht finden.