Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erkennung von sich in landwirtschaftlich genutztem Grund vor einem herannahenden landwirtschaftlichen Fahrzeug duckendem Wild nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Einrichtung zur Erkennung von Wild, wie Rehkitze, brütende Feldhühner, Hasen usw., wobei sich das Wild in Wiesen vor heranfahrenden Mähfahrzeugen duckt bzw. in die Wiesen "drückt" und dann nach seiner Erkennung vor dem sogenannten "Vermähen", d.h. vor meist tödlichen Verletzungen durch das Mähwerk der Mähfahrzeuge, gerettet werden kann.
In jedem Frühjahr kommen beim Mähen landwirtschaftlich genutzter Flächen, wie Wiesen, Kleefelder u.ä., eine grosse Anzahl von Wildtieren, und zwar vorwiegend Rehkitze, aber auch brütende Feldhühner und Junghasen, durch die Mähwerke von Mähfahrzeugen ums Leben. Die Ursache hierfür ist einerseits das zeitliche Zusammentreffen der Setzzeit (der Geburtszeit) von Rehen bzw. der Brutzeit der Feldhühner, Fasane, Rebhühner u.ä., mit der Zeit der ersten Wiesenmahd, und andererseits das Verhalten der Tiere. Die Feldhühner brüten gerne im "schützenden" hohen Gras, während Rehgeissen, aber auch Häsinnen ihre Kitze bzw. Junghasen gern tagsüber in den hohen Wiesen "ablegen" und nur nachts kommen, um sie zu säugen.
Vor ihren natürlichen Feinden, wie beispielsweise Füchsen, Steinadlern, Uhus u.ä. sind die Jungtiere dort verhältnismässig gut versteckt. Ihre Sicherheit wird auch noch durch eine Tarnfärbung, durch einen äusserst schwachen Körpergeruch und auch noch dadurch erhöht, dass sie sich bei Störung oder Ge fahr flach an den Boden ducken, d.h. "drücken" und dort völlig bewegungslos verharren. Bei Rehkitzen ist ferner in den ersten Lebenstagen bzw. in den ersten ein bis zwei Lebenswochen überhaupt noch kein Fluchttrieb entwickelt. Die in natürlicher Umwelt wirkungsvollen Mechanismen funktionieren nicht, und es ergeben sich daher beim Zusammentreffen mit dem Mähwerk von Mähmaschinen die bekannt fatalen Folgen.
Gegenwärtig werden eine Reihe von nachfolgend im einzelnen beschriebenen Wildrettungsmassnahmen ergriffen. Beispielsweise werden am Abend vor dem Mähen sogenannte Scheuchen aufgestellt. Sucht nun eine Rehgeiss ihr Kitz in der Nacht auf, wird sie es wegführen und an einer anderen Stelle ablegen. Nachteilig bei diesem "Aufstecken" ist die schnelle Gewöhnung des Wildes sowie ferner die Gefahr, dass die Geissen verschreckt werden, dass sie ihre Kitzen gar nicht mehr abholen und obendrein ist ein beträchtlicher Arbeitsaufwand erforderlich, da beispielsweise wegen eines überraschenden Wetterwechsels nicht gemäht werden kann, mitunter ein häufiges Aufstecken und Abräumen der sogenannten Scheuchen notwendig ist, um dadurch den Gewöhnungseffekt bei dem zu schützenden Wild auszuschalten.
Optische (Blitzlampen) und akustische (Sirenen) "Wildretter" sollen wie Scheuchen wirken; werden jedoch allzuoft die Muttertiere verschreckt, so dass sie ihre Jungen überhaupt nicht mehr abholen; aus diesem Grund hat sich diese Massnahme als wenig zufriedenstellend erwiesen.
Ein "Verstänkern" der Wiesen oder der Wiesenränder mit Raubtierkot und -urin vertreibt vorwiegend die Geissen, so dass die Kitze wieder nicht abgeholt werden. Obendrein ist dies der Qualität des Mähguts abträglich, Die Suche mit Vorstehhunden und ein anschliessendes Vertreiben der Rehkitze ist äusserst zeitraubend und wegen der geringen Kitzwitterung nicht zuverlässig genug.
Da die genannten, vorbeugenden Massnahmen nicht in ausreichender Weise wirksam sind, werden sogenannte mechanische "Wildretter" am Mähwerk eines Mähfahrzeugs oder am Schlepper selbst angebracht. In den unterschiedlichsten Ausführungen sind dies im Prinzip grobe Rechen, welche vor dem Mähwerk bis zum Boden reichen und durch Berührung das Wild zur Flucht zwingen sollen. Solche Zusatzgeräte behindern einerseits den Mähvorgang und verursachen andererseits einen erhöhten Fahrwiderstand, der insbesondere bei schnellfahrenden Kreiselmähern zu einem erhöhten Treibstoffverbrauch führt. Gerade bei diesen modernen schnellen Mähfahrzeugen sind die groben Rechen ausserdem nur von begrenzter Wirksamkeit, da aufgescheuchtes Wild oft nicht schnell genug flieht, bzw. das Mähfahrzeug nicht rechtzeitig anhalten kann.
Trotz Anwendung aller genannter Massnahmen kommen in Deutschland im Jahr etwa 60 000 Kitze durch das sogenannte "Vermähen" ums Leben. Als nachteilig bei den bekannten Verfahren und Geräten zur Wildrettung ist auch anzusehen, dass sie zeitraubend und arbeitsintensiv sind oder wegen des hohen Treibstoffverbrauchs kostenintensiv und somit mit grossem Aufwand verbunden sind; obendrein sind sie nur von begrenzter Wirksamkeit, da praktisch alle Verfahrern zu sehr auf den Zufall angewiesen sind.
Ferner können durch Verwendung von optischen und/oder Infrarot- oder UV-Detektoren in Verbindung mit landwirtschaftlichen Maschinen in Deckung befindliche Wildtiere erkannt und lokalisiert werden. Hierzu wird ein Gerät, in welchem vorzugsweise entsprechend angeordnete Infrarot-Detektoren untergebracht sind, beispielsweise mittels einer Auslegerstange vor oder seitlich an den landwirtschaftlichen Maschinen, hauptsächlich Mähmaschinen angebracht. Die elektrischen Ausgangssignale der Detektoren werden in einer Vergleichselektronik bewertet. Hierbei sind die Auswerteelektroniks sowie die elektrische Versorgung vorzugsweise in einem Gerät an der landwirtschaftlichen Maschine zusammenge fasst.
Das Ergebnis der Auswertung dieser Signale wird dem Fahrer der landwirtschaftlichen Maschine durch akustische und/oder optische Signale sofort zur Kenntnis gebracht, damit er beispielsweise die landwirtschaftliche Maschine stoppt, oder aber bei Lokalisierung eines auf diese Weise entdeckten Tieres wird das landwirtschaftliche Gerät automatisch gestoppt. (DE 3 216 977 A1).
Darüber hinaus ist bei einem Wildretter, insbesondere für die Land- und Forstwirtschaft zur Rettung von Jungwild die Verwendung mikroelektronischer, insbesondere optoelektronischer Verfahren und Bauelemente zur Darstellung und anschliessenden Rettung von Wild bekannt. Hierzu wird beispielsweise ein als Resonator ausgebildeter Sensor verwendet, der auf Temperatur-Strahlungswellen des Wildes im Bereich elektromagnetischer Wellen im Bereich von etwa 10 mu m anspricht, indem er vorzugsweise in Resonanz verfällt. (DE 3 531 392 A1).
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einrichtung zur Erkennung von sich in landwirtschaftlich genutztem Grund vor einem herannahenden landwirtschaftlichen Fahrzeug duckendem Wild zu schaffen, mit welcher gefährdetes Wild mit verhältnismässig geringem Aufwand und hoher Zuverlässigkeit so rechtzeitig erkannt wird, dass es mit hoher Wahrscheinlichkeit gerettet werden kann.
Gemäss der Erfindung ist dies bei einer Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale in dessen kennzeichnendem Teil erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemässen Einrichtung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Bei der erfindungsgemässen Einrichtung wird mit Hilfe einer an einem landwirtschaftlichen Fahrzeug angebrachten, an sich bekannten infrarot-optischen Sensoranordnung das sich in die Wiesen duckende Wild frühzeitig optisch detektiert, und durch die Detektion wird dann ein Signal für den Fahrzeugfahrer ausgelöst. Nach Anhalten des Fahrzeugs hat dann der Fahrer den unmittelbar zuvor von der Sensoranordnung überstrichenen Bereich abzusuchen und das aufgefundene Wild zu verscheuchen bzw. Rehkitze hinauszutragen, wobei er beispielsweise Grasbüschel zur Hilfe nehmen kann, um den menschlichen Geruch nicht auf das Kitz zu übertragen. Der mittels der Sensoranordnung angezeigte Bereich, z.B. ein Feldhuhngelege, kann jedoch auch von der anschliessenden Mahd ausgenommen werden.
Oder aber der Fahrer kann nach dem Anhalten des Mähfahrzeugs oder Schleppers so weit langsam rückwärts fahren, bis die infrarot-optische Sensoranordnung das Wild wieder erfasst und dies durch das Signal anzeigt. Dadurch wird dem Fahrer sogar eine kurze Suche erspart, da sich in diesem Fall das Wild unmittelbar unter der Sensoranordnung bzw. im unmittelbaren Bereich der Sensoranordnung befindet.
Hierbei arbeitet die verwendete infrarot-optische Sensoranordnung vorzugsweise im Wellenbereich von 8 mu m bis 14 mu m, da einerseits in diesem Band das Maximum der emittierten Infrarotstrahlung für Objekte liegt, die, wie der Körper des Wildes, eine Temperatur von etwa 38 DEG haben, und andererseits bei Wellenlängen unter 8 mu m bzw. über 14 mu m die Atmosphäre nicht mehr über längere Wegstrecken durchlässig ist. Die Umgebung des Wildes, im wesentlichen der Boden der Wiese, wird in der Regel eine deutlich geringere Temperatur beispielsweise von 25 DEG C oder meist eine viel niedrigere Temperatur aufweisen. Daher ist ein ausgeprägter Temperatur- und damit Infrarotstrahlungskontrast gegeben, welcher eine sichere Detektion ermöglicht.
Die Detektion erfolgt unter steilen Winkeln, vorzugsweise senkrecht von oben, da aus dieser Blickrichtung die Wiese "optisch dünn" ist und den "Blick" zum Boden ermöglicht.
Mit der erfindungsgemässen Einrichtung wird gefährdetes Wild somit systematisch erkannt, so dass das anschliessende Retten des Wildes eine sehr hohe Erfolgswahrscheinlichkeit hat.
Darüber hinaus erfordert die Benutzung der erfindungsgemässen Einrichtung für den Anwender keine zusätzliche Arbeit; beim Erkennen von Wild muss der Fahrer des landwirtschaftlichen Fahrzeugs lediglich anhalten und das Wild aus dem Gefahrenbereich entfernen bzw. diesen umfahren. Dieser Zeitaufwand ist durchaus vertretbar, da bei einem Vermähen von Wild durch die Mähmaschine bzw. das Mähwerk der Fahrer für das Beseitigen des vermähten Wildes bzw. für das Reinigen des verunreinigten Mähwerks noch viel mehr Zeit aufbringen muss.
Bei der erfindungsgemässen Einrichtung kann der äusserst geringe Verbrauch an elektrischer Energie bequem aus dem Schlepperbordnetz oder durch zusätzlich - gegebenenfalls wieder aufladbare - Batterien gedeckt werden. Ausserdem wird die Qualität des Mähgutes in keiner Weise beeinträchtigt.
Wie bei den herkömmlichen Wildrettern beim Aufstehen eines Kitzes, so besteht auch bei der erfindungsgemässen Einrichtung bei der Detektion von Wild das Problem, das Mähfahrzeug oder den Schlepper rechtzeitig anzuhalten. Dieses Problem lässt sich in einfacher Weise dadurch lösen, dass der erste Streifen mit niedriger Fahrgeschwindigkeit gemäht wird und eine "vorausschauende" Sensoranordnung vorgesehen ist, so dass ein schnelles Anhalten möglich ist. Hierauf wird immer der anschliessend zu mähende Streifen überwacht, indem die Sensoranordnung z.B. seitlich am Schlepper angebracht ist. Bei dieser Ausführungsform muss gegebenenfalls der erste, schon gemähte Streifen ein zweites Mal abgefahren werden.
Auch kann eine Sensoranordnung gewissermassen "vorausblicken" und zusätzlich in den anschliessenden Streifen "zur Seite blicken", wodurch dann insgesamt eine doppelte Sicherheit erreicht wird.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines typischen, kommerziellen Infrarotdetektors;
Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung des Infrarotdetektors mit einer das Gesichtsfeld einschränkenden Blende;
Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung einer Einrichtung zur Erkennung von Wild mit drei Infrarotdetektoren;
Fig. 4 eine schematische Darstellung der Dimensionierung einer bevorzugten Ausführungsform der Einrichtung zum Erkennen von Wild;
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines frontmähenden Schleppers mit einer seitlich angebrachten Einrichtung zur Erkennung von Wild und
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Auswerte- und Alarmschaltung für eine Einrichtung nach Fig. 3.
Für eine Einrichtung zur Erkennung von Wild sind u.a. auch aus Kostengründen, vorzugsweise thermoelektrische Infrarotdetektoren, wie beispielsweise Thermosäulen, Bolometer, pyroelektrischer Detektoren zu verwenden, obwohl auch photoelektrische Detektoren geeignet sind. In Fig. 1 ist eine Schnittdarstellung eines solchen Detektors D wiedergegeben, der im allgemeinen in einem sogenannten TO 5-Gehäuse G untergebracht ist. Im Inneren des Gehäuses G ist das eigent liche Sensorelement SE schematisch dargestellt, über welchem auf der Innenseite des Gehäuses G eine Filterscheibe FS angeordnet ist. Unterhalb des Gehäuses G sind noch Anschlüsse A dargestellt. Ein solcher üblicher Detektor D weist einen Durchmesser von etwa 8,3 mm und abgesehen von den Anschlüssen eine Höhe in der Grössenordnung von 6,3 bis 7 mm auf.
Thermoelektrische Detektoren sind strahlungsempfindlich vom ultravioletten bis weit in den infraroten Spektralbereich. Für ein Erkennen von Wild ist vorzugsweise der Spektralbereich von 8 mu m bis 14 mu m nutzbar; daher wird üblicherweise für die Filterscheibe FS in der Strahlungseintrittsöffnung des Detektors D ein Material ausgewählt, welches nur Strahlung in dem genannten Bereich zu dem strahlungsempfindlichen Sensorelement SE durchlässt. Als geeignet hierfür haben sich Filterscheiben aus Silizium oder Germanium erwiesen. Die Bestrahlung bzw. die Änderung der Bestrahlung erzeugt im Sensorelement SE ein Signal, welches über die Anschlüsse A einer elektronischen Verarbeitung zugeführt wird. Der Sichtwinkel des in Fig. 1 dargestellten Detektors liegt zwischen etwa 80 DEG und 120 DEG .
Gegebenenfalls kann der Sichtwinkel auch durch eine in Fig. 2 schematisch dargestellte Sichtblende B verkleinert werden; hierdurch können dann zu flache Bildwinkel vermieden werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Einrichtung zur Erkennung von Wild werden beispielsweise drei dem in Fig. 1 dargestellten Detektor D entsprechende Infrarotdetektoren D1 bis D3 in einer dem Fachmann geläufigen Weise an einer nur schematisch dargestellten Haltevorrichtung H in bekannter Weise schlag-, stoss-, schmutz- und wassergeschützt angebracht. Die Halterungsvorrichtung H (Fig. 4, 5) weist eine - nicht näher dargestellte - Vorrichtung auf, um sie (H) an einem Mähfahrzeug oder an einem Mähschlepper im Abstand h über den Erd- oder Wiesenboden WB horizontal ausgerichtet anzubringen und zu haltern.
In der Halterung H sind die Detektoren D1 bis D3 in einem Abstand a voneinander so mon tiert, dass bei einer Anbringung der Halterungsvorrichtung H beispielsweise an einem Schlepper SCH alle drei Detektoren D1 bis D3 senkrecht zur Halterungsvorrichtung H nach unten zum Boden "blicken", d.h. vom Boden senkrecht nach oben abgegebene Infrarotstrahlung empfangen.
Der Abstand a der Detektoren D1 bis D3 und die Montagehöhe h der Halterungsvorrichtung H über dem Wiesenboden WB sind unter Beachtung des Detektorsichtwinkels, der Mähstreifenbreite, der typischen Grashöhe und einer anhand von Fig. 6 nachfolgend näher erläuterten Auswertemethode ausgewählt. Hierbei ist zu beachten, dass die zu mähende Wiese nur unter steilen Bildwinkeln von oben "optisch" dünn ist, d.h. nur so einen Blick zum Boden und zum Wild ermöglicht. Ideal ist somit, bezogen auf die Horizontale, d.h. den Wiesenboden, ein Winkel von 90 DEG .
Ein Detektor mit einem Sichtwinkel von 120 DEG ermöglicht, bezogen auf die Horizontale, einen Blickwinkel von 30 DEG . Wie bereits ausgeführt, kann dieser Sichtwinkel gegebenenfalls durch eine in Fig. 2 dargestellte Sichtblende B verkleinert werden.
In Fig. 4 ist eine mögliche Dimensionierung der Halterungsvorrichtung H für drei Infrarotdetektoren D1 bis D3, deren Abstand a voneinander sowie deren Montagehöhe h über dem Wiesenboden WB angegeben. Durch Blenden B sind die Gesichtsfelder der drei Detektoren D1 bis D3 auf 40 DEG eingeschränkt, so dass der maximale Blickwinkel am Boden 20 DEG beträgt. Die Detektoren D1 und D3 sind beispielsweise in einem Abstand a von 50 cm (500 mm) an der Halterung H angebracht, die wiederum an einem nicht näher dargestellten Mähfahrzeug in einer Höhe h von 90 cm (900 mm) über dem Wiesenboden WB montiert sind. Damit ist dann insgesamt der von den Detektoren D1 bis D3 "eingesehene" Streifen 160 cm (1600 mm) breit; hierbei erfasst jeder Detektor einen Streifen von 60 cm, wobei die Detektoren D1 und D2 sowie D2 und D3 einen sich überlappenden Streifen von 10 cm Breite überdecken.
Für andere Mähstreifenbreiten gelten natürlich andere Abmessungen, die sich in einer zu Fig. 4 analogen Weise realisieren lassen.
In Fig. 5 ist schematisch ein frontmähender Schlepper SCH mit einer seitlich angebrachten Halterungsvorrichtung H dargestellt, an welcher vorzugsweise ebenfalls eine Sensoranordnung S (Fig.3) aus drei Detektoren D1 bis D3 angebracht ist. Die seitlich angebrachte Einrichtung kann analog zu Fig. 4 dimensioniert sein.
In Fig. 6 ist schematisch eine bevorzugte Ausführungsform einer Schaltung zur Signalverarbeitung und Alarmauslösung für eine Einrichtung nach Fig. 3 bzw. 4 dargestellt. Die drei Detektoren D1 bis D3 sind über die Differenzeingänge von drei Operationsverstärkern V1 bis V3 derart geschaltet und verknüpft, dass an den Verstärkerausgängen die Differenzen von jeweils zwei Detektorsignalen SD1-SD2, SD2-SD1 und SD3-SD2 erscheinen. Der Verstärkungsfaktor der drei Verstärker V1 bis V3 ist gleich und in üblicherweise entsprechend dem Detektorsignal gewählt und entsprechend eingestellt.
In der Reihenfolge der zu erwartenden Wahrscheinlichkeit können mit einer Schaltungsanordnung nach Fig. 5 folgende Situationen im Betrieb mit der erfindungsgemässen Einrichtung eintreten:
1. Alle drei Detektoren D1 bis D3 "sehen" Gras.
2. Zwei Detektoren, beispielsweise D1 und D2 "sehen" Gras und der dritte Detektor D3 "sieht" Wild.
3. Der Detektor D1 "sieht" Gras und die Detektoren D2 und D3 "sehen" dasselbe Stück Wild, und zwar - bezogen auf die Infrarotstrahlung - der Detektor D2 davon mehr und der Detektor D3 weniger.
4. Der Detektor D1 "sieht" Gras, und die Detektoren D2 und D3 "sehen" gleich viel von demselben Stück Wild.
5. Die Detektoren D1 bis D3 "sehen" von zwei Stück Wild unterschiedlich viel, und zwar beispielsweise in der Ziffernreihenfolge abnehmende Anteile.
Der Fall, dass alle drei Detektoren D1 bis D3 von zwei oder mehr Stück Wild gleichviel "sehen", kann als äusserst unwahrscheinlich ausgeschlossen werden. (Sollte dieser extrem seltene Fall auftreten, dann spricht die Anordnung nicht an). Die sich einstellenden Verstärker-Ausgangssignale für die vorstehend unter 1. bis 5. dargestellten Fälle sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefasst, dabei entsprechen die Ausgänge immer jeweils SV1 = SD1-SD3; SV2 = SD2-SD1 und SV3 = SD3-SD2.
<tb><TABLE> Columns=6
<tb> <SEP>Tabelle 1
<tb> <SEP>Ausgang <SEP>Fall 1 <SEP>Fall 2 <SEP>Fall 3 <SEP>Fall 4 <SEP>Fall 5
<tb> <SEP>SV1 <SEP>0 <SEP>- <SEP>- (weniger) <SEP>- <SEP>+ (mehr)
<tb> <SEP>SV2 <SEP>0 <SEP>0 <SEP>+ (mehr) <SEP>+ <SEP>- (weniger)
<tb> <SEP>SV3 <SEP>0 <SEP>+ <SEP>+ (weniger) <SEP>0 <SEP>- (weniger)
<tb></TABLE>
Damit sind in der vorstehenden Tabelle 1 die jeweiligen Verstärker-Ausgangspegel für die insgesamt fünf Fälle wiedergegeben. Hieraus ist zu ersehen, dass immer ein Verstärkerausgang einen positiven Pegel hat, wenn sich Wild in einer der beschriebenen Weisen unter der Sensoranordnung S befindet. Zur weiteren Signalverarbeitung und Alarmausrüstung genügen daher drei nachgeschaltete Komparatoren K1 bis K3, welchen jeweils einer der Transistoren T1 bis T3 nachgeschaltet ist, welche alle die Sirene SI oder eine Warnlampe L anschalten. Hierbei ist der Schaltpegel der Komparatoren K1 bis K3 so eingestellt, dass sie bei positivem Pegel die Fälle 2 bis 5 (Tabelle 1) sicher schalten. Sobald einer der Komparatoren durchschaltet, wird der ihm nachgeschaltete Transistor leitend und schaltet damit die Versorgungsspannung für ein Relais R.
Hierdurch werden Relaiskontakte r1 und r2 geschlossen, so dass Spannung an die Sirene SI und an die Warnlampe L angelegt wird, die dann beide - akustisch und optisch - Alarm geben. Ein Alarm bleibt erhalten, bis der Fahrer des Mähfahrzeugs durch Betätigung eines Tasters b das Relais R abfallen lässt und dadurch dessen Kontakte r1 und r2 geöffnet werden. Auf einen Alarm hin muss dann der Fahrer das Mähfahrzeug anhalten und so verfahren, wie es eingangs beschrieben ist.
Selbstverständlich sind auch andere Auswerteschaltungen sowie eine andere Anzahl von Detektoren und eine andere Detektoranordnung anwendbar; dabei ergeben sich jedoch gewisse Vor- und Nachteile. Beispielsweise wäre eine Anordnung mit nur einem Detektor am billigsten, dafür aber weniger zuverlässig in der Detektion. Mehr als drei Detektoren wären teurer, bieten dafür aber eine erhebliche Detektionssicherheit.
Der Vollständigkeit halber soll hier auch noch auf die Möglichkeit der Verwendung von Zweielement- bzw. Mehrelement-Detektoren hingewiesen werden. Hierbei stellt eine Ausführungsform mit einem oder zwei Zweielement-Detektoren eine kostengünstige, zuverlässige Lösung dar, bei welcher erforderlichenfalls eine Bildfeldtrennung der beiden Detektoren in dem jeweils einen Gehäuse durch mechanische Mittel (beispielsweise eine Trennwand) in bekannter Weise vorgenommen werden kann.
Bei einer schaltungstechnisch einfacheren Auswerte- und Alarmschaltung können die Komparatoren K1 bis K3 entfallen. In einem solchen Fall werden dann die Ausgänge der Verstärker V1 bis V3 direkt auf die Transistoren T1 bis T3 geschaltet. Erforderlichenfalls können auch dreimal zwei Transistoren parallelgeschaltet werden, nämlich je ein Transistor des PNP- und NPN-Typs; hierdurch würde dann ein Alarm sowohl bei positiven als auch bei negativen Verstärkerausgängen ausgelöst werden. Bei einer solchen Schaltungsausführung wird der Verstärkungsfaktor der Verstärker V1 bis V3 in bekannter Weise so eingestellt, dass die Ausgangsspannung bei den üblichen Strahlungsinhomogenitäten einer Wiese W nicht soweit von OV verschieden wird, dass die Transistoren erst beim Er fassen von "warmen Wild" schalten.
Der Verstärkungsfaktor ersetzt hier also die Funktion der Schaltschwelle der in Fig. 6 vorgesehenen Komparatoren K1 bis K3.
Als Schutz vor Staub, Schmutz, Wasser und mechanischer Beschädigung können die Infrarotdetektoren in der Halterung versenkt hinter einem für Infrarotstrahlung durchlässigen Fenster angebracht werden. Als Materialien eignen sich hierzu Germanium oder Silizium oder auch andere infrarot-optische Materialien, wie KRS 5, KRS 6. Auch Polyethylenfolie eignet sich und erlaubt obendrein, ähnlich wie zumindest Germanium- und Siliziumfenster, eine leichte Reinigung und somit einen preiswerten Einsatz. Die Fenster können auch als infrarot-optische Sammellinsen ausgebildet sein, in deren Brennpunkt die Detektoren angeordnet sind und welche die Einstellung einer Empfangsapertur und Gesichtsfeldwinkel der Anordnung ermöglichen.
Ferner kann die Strahlungssammlung auch über einen sogenannten Lichtleitkonus erfolgen, welcher vor jedem der Detektoren D1 bis D3 angeordnet ist. Ein solcher Lichtleitkonus ist ein innen hochreflektierend beschickter Kegel, in dessen Spitze der Detektor untergebracht ist und dessen offene Basis der Wiese und dem Wild zugewandt ist. Die durch die Basis eintretende Strahlung wird über Reflexionen an den Konuswänden auf den jeweiligen Detektor gelegt.
Durch eine Alarmauslösung kann selbstverständlich auch ein Mähfahrzeug selbst und/oder dessen Mähwerk bei einer Wilddetektion auf eine dem Fachmann geläufige Weise automatisch zum Halten gebracht werden.
Flach liegendes und das zu erkennende Wild zudeckendes Gras kann gegebenenfalls mit einem vor der infrarot-optischen Sensoranordnung angebrachten Rechen aufgerichtet und so optisch "verdünnt" werden. Ein solcher Rechen müsste verhältnis mässig eng angeordnet Zinken beispielsweise in einem Abstand von 10 cm angeordnete Zinken aufweisen, die etwa in Form von kleinen, zweischneidigen Pflugscharen ausgebildet sind. Mittels eines derart ausgestalteten Rechens kann im Vorbeistreichen das Gras aufgerichtet werden, wodurch dann der Blick zum Wiesenboden freigegeben und damit freier wird. Ein solcher Rechen ist dann so anzubringen, dass sich seine Zinken - in Fahrtrichtung gesehen - am vorderen Rande des Blickfeldes der Detektoren befinden.
The invention relates to a device for detecting game crouching in agricultural land in front of an approaching agricultural vehicle according to the preamble of claim 1. In particular, the invention relates to a device for detecting game, such as fawns, brooding partridges, hares, etc. the game in meadows in front of approaching mower vehicles ducks or "pushes" into the meadows and then after it is recognized before the so-called "mowing", ie can be saved from mostly fatal injuries from the mower of the mowing vehicles.
Every spring, when mowing agricultural areas such as meadows, clover fields, etc., a large number of wild animals, mainly fawn, but also brooding partridges and young rabbits, are killed by the mowers of mowing vehicles. The reason for this is, on the one hand, the temporal coincidence of the setting time (the birth time) of deer or the breeding season of the partridges, pheasants, partridges, etc., with the time of the first meadow maid, and on the other hand the behavior of the animals. The field chickens like to breed in the "protective" high grass, while roe goats, but also rabbits like to "lay down" their fawns or young rabbits in the high meadows during the day and only come at night to suckle them.
In front of their natural enemies, such as foxes, golden eagles, eagle owls, etc. the young animals are relatively well hidden there. Your safety is also increased by camouflage coloring, by an extremely weak body odor and also by the fact that you crouch flat on the ground in the event of a malfunction or danger, i.e. "press" and remain there completely motionless. In the case of fawns, no escape drive has developed in the first days of life or in the first one or two weeks of life. The mechanisms, which are effective in the natural environment, do not work, and the known fatal consequences therefore arise when they meet the mower of mowers.
A number of game rescue measures described in detail below are currently underway. For example, scarecrows are set up in the evening before mowing. If a roe deer searches for her fawn at night, she will take it away and put it somewhere else. Disadvantages of this "plugging on" are the rapid acclimatization of the game as well as the risk that the goats are scared, that they will no longer pick up their fawns and, on top of that, a considerable amount of work is required, since, for example, it cannot be mowed due to a surprising change in weather, Sometimes it is necessary to put on and remove the so-called scarves frequently in order to eliminate the habituation effect on the game to be protected.
Optical (flash lamps) and acoustic (sirens) "game rescuers" should act like scarecrows; too often, however, the mother animals are scared away so that they no longer pick up their young; for this reason, this measure has proven to be unsatisfactory.
A "reinforcement" of the meadows or the edges of the meadow with predator droppings and urine mainly drives away the goats, so that the fawns are not picked up again. On top of that, this detracts from the quality of the crop. Searching with pointing dogs and then driving away the fawns is extremely time-consuming and not reliable enough due to the low weather.
Since the above-mentioned preventive measures are not sufficiently effective, so-called mechanical "game savers" are attached to the mower deck of a mower vehicle or to the tractor itself. In a wide variety of designs, these are basically coarse rakes, which reach to the ground in front of the mower and are intended to force the game to flee when touched. Such additional devices on the one hand hinder the mowing process and on the other hand cause increased driving resistance, which leads to increased fuel consumption in particular in the case of high-speed rotary mowers. Especially with these modern fast mowing vehicles, the coarse rakes are also only of limited effectiveness, since frightened game often does not flee quickly enough or the mowing vehicle cannot stop in time.
Despite the application of all of the above measures, around 60,000 fawns die in Germany each year as a result of what is known as "mowing". Another disadvantage of the known methods and devices for game rescue is that they are time-consuming and labor-intensive or, because of the high fuel consumption, they are cost-intensive and thus involve great effort; on top of that, they are only of limited effectiveness, since practically all drivers are too dependent on chance.
Furthermore, by using optical and / or infrared or UV detectors in connection with agricultural machines, wild animals in cover can be recognized and localized. For this purpose, a device in which correspondingly arranged infrared detectors are preferably accommodated, for example by means of an extension rod in front of or on the side of the agricultural machines, mainly mowers. The electrical output signals of the detectors are evaluated in a comparison electronics. The evaluation electronics and the electrical supply are preferably combined in one device on the agricultural machine.
The result of the evaluation of these signals is immediately brought to the attention of the driver of the agricultural machine by means of acoustic and / or optical signals, so that he stops the agricultural machine, for example, or the agricultural device is automatically stopped when an animal discovered in this way is located. (DE 3 216 977 A1).
In addition, the use of microelectronic, in particular optoelectronic, methods and components for the display and subsequent rescue of game is known in a game rescuer, in particular for agriculture and forestry to save young game. For this purpose, for example, a sensor designed as a resonator is used, which responds to temperature radiation waves from the game in the range of electromagnetic waves in the range of approximately 10 μm by preferably decaying in resonance. (DE 3 531 392 A1).
The object of the invention is therefore to provide a device for the detection of game crouching in agricultural land in front of an approaching agricultural vehicle, with which endangered game can be detected in time with relatively little effort and high reliability so that it is highly likely that it will be saved can.
According to the invention, this is achieved in a device according to the preamble of claim 1 by the features in the characterizing part thereof. Advantageous developments of the device according to the invention are the subject of the dependent claims.
In the device according to the invention, the game crouching in the meadows is optically detected at an early stage with the aid of an infrared-optical sensor arrangement which is known per se and is then triggered by the detection, and a signal for the vehicle driver is then triggered. After the vehicle has stopped, the driver then has to search the area that has been swept by the sensor arrangement immediately before and to scare away the game found or to carry fawns out, whereby he can, for example, use tufts of grass to avoid transferring the human smell to the fawn. The area indicated by means of the sensor arrangement, e.g. a grouse lay, but can also be excluded from the subsequent mowing.
Or after stopping the mower or tractor, the driver can slowly reverse backwards until the infrared optical sensor arrangement detects the game again and indicates this with the signal. This even saves the driver a brief search, since in this case the game is located directly under the sensor arrangement or in the immediate area of the sensor arrangement.
Here, the infrared-optical sensor arrangement used preferably works in the wave range from 8 μm to 14 μm, since on the one hand this band contains the maximum of the emitted infrared radiation for objects which, like the body of the game, have a temperature of approximately 38 ° C. and, on the other hand, at wavelengths below 8 μm or above 14 μm, the atmosphere is no longer permeable over longer distances. The environment of the game, essentially the bottom of the meadow, will generally have a significantly lower temperature, for example of 25 ° C., or usually a much lower temperature. There is therefore a pronounced temperature and thus infrared radiation contrast, which enables reliable detection.
The detection takes place at steep angles, preferably perpendicularly from above, since the meadow is “optically thin” from this viewing direction and enables the “view” to the ground.
With the device according to the invention, endangered game is thus systematically recognized, so that the subsequent saving of the game has a very high probability of success.
In addition, the use of the device according to the invention does not require any additional work for the user; when detecting game, the driver of the agricultural vehicle only has to stop and remove the game from the danger area or drive around it. This expenditure of time is perfectly justifiable, since when the game is mowed by the mowing machine or the mower, the driver has to spend a lot more time removing the mowed game or cleaning the contaminated mower.
In the device according to the invention, the extremely low consumption of electrical energy can conveniently be covered from the tractor electrical system or by additional — optionally rechargeable — batteries. In addition, the quality of the crop is not affected in any way.
As with the conventional game rescuers when standing up a fawn, there is also the problem with the device according to the invention in the detection of game, of stopping the mowing vehicle or the tractor in good time. This problem can be solved in a simple manner in that the first strip is mowed at a low driving speed and a "forward-looking" sensor arrangement is provided, so that a quick stop is possible. The strip to be mowed is then always monitored by the sensor arrangement e.g. is attached to the side of the tractor. In this embodiment, the first, already mowed strip may have to be traveled a second time.
A sensor arrangement can to a certain extent "look ahead" and additionally "look to the side" in the adjoining strip, as a result of which double security is achieved overall.
The invention is explained in detail below on the basis of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1 is a schematic sectional view of a typical, commercial infrared detector;
2 shows a schematic sectional illustration of the infrared detector with an aperture restricting the field of view;
3 shows a schematic sectional illustration of a device for the detection of game with three infrared detectors;
4 shows a schematic illustration of the dimensioning of a preferred embodiment of the device for detecting game;
Fig. 5 is a schematic representation of a front mowing tractor with a laterally attached device for the detection of game and
6 shows a schematic illustration of an evaluation and alarm circuit for a device according to FIG. 3.
For a device for the detection of game, among other things also for reasons of cost, preferably thermoelectric infrared detectors, such as thermopiles, bolometers, pyroelectric detectors, although photoelectric detectors are also suitable. 1 shows a sectional illustration of such a detector D, which is generally housed in a so-called TO 5 housing G. Inside the housing G, the actual sensor element SE is shown schematically, above which a filter disk FS is arranged on the inside of the housing G. Connections A are also shown below the housing G. Such a conventional detector D has a diameter of approximately 8.3 mm and, apart from the connections, a height of the order of magnitude of 6.3 to 7 mm.
Thermoelectric detectors are sensitive to radiation from the ultraviolet to far into the infrared spectral range. The spectral range from 8 μm to 14 μm can preferably be used for the detection of game; Therefore, a material is usually selected for the filter disk FS in the radiation entry opening of the detector D, which only allows radiation in the area mentioned to pass to the radiation-sensitive sensor element SE. Filter discs made of silicon or germanium have proven suitable for this. The irradiation or the change in the irradiation generates a signal in the sensor element SE, which is fed to electronic processing via the connections A. The viewing angle of the detector shown in Fig. 1 is between about 80 ° and 120 °.
If necessary, the viewing angle can also be reduced by a screen B shown schematically in FIG. 2; in this way, image angles that are too flat can then be avoided.
In a preferred embodiment of a device for the detection of game, for example, three infrared detectors D1 to D3 corresponding to the detector D shown in FIG. 1 are knocked, knocked, dirty in a known manner on a holding device H shown only schematically. and attached waterproof. The holding device H (FIGS. 4, 5) has a device (not shown in more detail) in order to mount and hold it (H) horizontally aligned on a mowing vehicle or on a mower at a distance h above the ground or meadow ground WB.
In the holder H, the detectors D1 to D3 are mounted at a distance a from one another in such a way that when the holder device H is attached, for example on a tractor SCH, all three detectors D1 to D3 "look" downwards to the ground perpendicular to the holder device H, i.e. Infrared radiation emitted vertically upwards from the ground.
The distance a between the detectors D1 to D3 and the mounting height h of the mounting device H above the meadow floor WB are selected taking into account the detector viewing angle, the width of the cutting strip, the typical grass height and an evaluation method explained in more detail below with reference to FIG. 6. It should be noted here that the meadow to be mowed is "optically" thin only at steep picture angles from above, i.e. only allows a view of the ground and the game. Ideally, based on the horizontal, i.e. the meadow floor, an angle of 90 °.
A detector with a viewing angle of 120 ° enables a viewing angle of 30 ° in relation to the horizontal. As already stated, this viewing angle can optionally be reduced by a viewing panel B shown in FIG. 2.
4 shows a possible dimensioning of the mounting device H for three infrared detectors D1 to D3, their distance a from one another and their mounting height h above the meadow floor WB. Apertures B restrict the visual fields of the three detectors D1 to D3 to 40 °, so that the maximum viewing angle on the ground is 20 °. The detectors D1 and D3 are mounted, for example, at a distance a of 50 cm (500 mm) on the holder H, which in turn are mounted on a mower vehicle (not shown in more detail) at a height h of 90 cm (900 mm) above the meadow floor WB. This means that the strip "viewed" by the detectors D1 to D3 is 160 cm (1600 mm) wide; each detector detects a strip of 60 cm, the detectors D1 and D2 and D2 and D3 covering an overlapping strip of 10 cm in width.
Other dimensions, of course, apply to other mower strip widths, which can be realized in a manner analogous to FIG. 4.
FIG. 5 schematically shows a front-mowing tractor SCH with a mounting device H attached to the side, to which a sensor arrangement S (FIG. 3) consisting of three detectors D1 to D3 is preferably also attached. The device attached to the side can be dimensioned analogously to FIG. 4.
FIG. 6 schematically shows a preferred embodiment of a circuit for signal processing and alarm triggering for a device according to FIGS. 3 and 4. The three detectors D1 to D3 are connected and linked via the differential inputs of three operational amplifiers V1 to V3 in such a way that the differences between two detector signals SD1-SD2, SD2-SD1 and SD3-SD2 appear at the amplifier outputs. The amplification factor of the three amplifiers V1 to V3 is the same and is usually selected in accordance with the detector signal and set accordingly.
In the order of the probability to be expected, the following situations can occur with a circuit arrangement according to FIG. 5 in operation with the device according to the invention:
1. All three detectors D1 to D3 "see" grass.
2. Two detectors, for example D1 and D2 "see" grass and the third detector D3 "sees" game.
3. The detector D1 "sees" grass and the detectors D2 and D3 "see" the same piece of game, with reference to the infrared radiation, the detector D2 more of it and the detector D3 less.
4. Detector D1 "sees" grass, and detectors D2 and D3 "see" an equal amount of the same piece of game.
5. The detectors D1 to D3 "see" different amounts of two pieces of game, for example portions that decrease in the numerical order.
The case that all three detectors D1 to D3 "see" the same amount from two or more pieces of game can be ruled out as extremely unlikely. (If this extremely rare case occurs, then the arrangement does not respond). The resulting amplifier output signals for the cases described above under 1 to 5 are summarized in the table below, the outputs always corresponding to SV1 = SD1-SD3; SV2 = SD2-SD1 and SV3 = SD3-SD2.
<tb> <TABLE> Columns = 6
<tb> <SEP> Table 1
<tb> <SEP> output <SEP> case 1 <SEP> case 2 <SEP> case 3 <SEP> case 4 <SEP> case 5
<tb> <SEP> SV1 <SEP> 0 <SEP> - <SEP> - (less) <SEP> - <SEP> + (more)
<tb> <SEP> SV2 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> + (more) <SEP> + <SEP> - (less)
<tb> <SEP> SV3 <SEP> 0 <SEP> + <SEP> + (less) <SEP> 0 <SEP> - (less)
<tb> </TABLE>
Thus, the respective amplifier output levels for the five cases in total are shown in Table 1 above. It can be seen from this that an amplifier output is always at a positive level when Wild is located below the sensor arrangement S in one of the ways described. For further signal processing and alarm equipment, three downstream comparators K1 to K3 are therefore sufficient, each of which is followed by one of the transistors T1 to T3, all of which switch on the siren SI or a warning lamp L. The switching level of the comparators K1 to K3 is set so that they switch cases 2 to 5 (table 1) safely when the level is positive. As soon as one of the comparators turns on, the transistor connected downstream becomes conductive and thus switches the supply voltage for a relay R.
As a result, relay contacts r1 and r2 are closed, so that voltage is applied to the siren SI and to the warning lamp L, which then both give an acoustic and visual alarm. An alarm remains until the driver of the mower vehicle releases the relay R by actuating a button b and the contacts r1 and r2 are thereby opened. In response to an alarm, the driver must then stop the mowing vehicle and proceed as described at the beginning.
Of course, other evaluation circuits and a different number of detectors and a different detector arrangement can also be used; however, there are certain advantages and disadvantages. For example, an arrangement with only one detector would be cheapest, but less reliable in detection. More than three detectors would be more expensive, but offer considerable detection reliability.
For the sake of completeness, reference should also be made here to the possibility of using two-element or multi-element detectors. In this case, an embodiment with one or two two-element detectors represents a cost-effective, reliable solution, in which, if necessary, the two detectors can be separated from the image field in the one housing by mechanical means (for example a partition) in a known manner.
The comparators K1 to K3 can be omitted in the case of a circuit-technically simpler evaluation and alarm circuit. In such a case, the outputs of the amplifiers V1 to V3 are then switched directly to the transistors T1 to T3. If necessary, two transistors can also be connected three times in parallel, namely one transistor each of the PNP and NPN types; this would then trigger an alarm for both positive and negative amplifier outputs. With such a circuit design, the amplification factor of the amplifiers V1 to V3 is set in a known manner in such a way that the output voltage does not differ so far from OV in the usual radiation inhomogeneities of a meadow W that the transistors only switch when it detects "warm game".
The gain factor thus replaces the function of the switching threshold of the comparators K1 to K3 provided in FIG. 6.
To protect against dust, dirt, water and mechanical damage, the infrared detectors can be recessed in the holder behind a window that is transparent to infrared radiation. Germanium or silicon or other infrared-optical materials such as KRS 5, KRS 6 are suitable as materials for this purpose. Polyethylene film is also suitable and, moreover, like at least germanium and silicon windows, allows easy cleaning and therefore inexpensive use. The windows can also be designed as infrared-optical converging lenses, in the focal point of which the detectors are arranged and which allow the setting of a reception aperture and field of view angle of the arrangement.
Furthermore, the radiation can also be collected via a so-called light guide cone, which is arranged in front of each of the detectors D1 to D3. Such a light-guiding cone is a cone with a high reflective charge, the tip of which contains the detector and the open base of which faces the meadow and the game. The radiation entering through the base is placed on the respective detector via reflections on the cone walls.
By triggering an alarm, of course, a mower vehicle itself and / or its mower can also be automatically stopped in a manner familiar to a person skilled in the art during game detection.
Grass lying flat and covering the game to be recognized can, if necessary, be erected with a rake attached in front of the infrared-optical sensor arrangement and thus "diluted" optically. Such a rake would have to have relatively closely arranged tines, for example tines arranged at a distance of 10 cm, which are designed in the form of small, double-edged plowshares. By means of a rake designed in this way, the grass can be raised as it passes, which then clears the view of the meadow floor and thus frees it up. Such a rake is then to be attached in such a way that its tines - as seen in the direction of travel - are located at the front edge of the field of view of the detectors.