DE102008043716A1

DE102008043716A1 - Plants population density detecting device for use in harvester, has evaluation device determining population density of plants based on variation of duration of electromagnetic wave from transmitter to receiver in measurement direction

Info

Publication number: DE102008043716A1
Application number: DE200810043716
Authority: DE
Inventors: Lutz Bischoff; Ole Peters; Peter Prof. Dr. Pickel; Nicolai Dr. Tarasinski
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2008-11-13
Filing date: 2008-11-13
Publication date: 2010-05-20
Anticipated expiration: 2028-11-14
Also published as: DE102008043716B4

Abstract

The device has a transmitter for emitting an electromagnetic wave e.g. laser beam, on plant population, and a receiver for receiving a reflected wave from plants of the plant population and/or from a land. An evaluation device (44) determines duration of the electromagnetic wave from the transmitter to the receiver at different points along a measurement direction, which extends transverse to a forward movement direction of the device. The evaluation device determines population density of the plants based on variation of the determined duration in the measurement direction. An independent claim is also included for a method for detecting population density of a plant on a field.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung der Bestandsdichte von Pflanzen auf einem Feld, mit einem Sender, der eingerichtet ist, elektromagnetische Wellen auf einen Pflanzenbestand abzustrahlen, einem orts- und/oder winkelauflösend arbeitenden Empfänger, der eingerichtet ist, von den Pflanzen des Pflanzenbestandes und/oder vom Boden reflektierte Wellen zu empfangen, und einer Auswertungseinrichtung, die eingerichtet ist, die Laufzeit der Wellen des Senders zum Empfänger an unterschiedlichen Punkten entlang einer Messrichtung zu ermitteln und ein entsprechendes Verfahren.The The invention relates to a device for detecting the crop density of plants in a field, with a transmitter that set up is to radiate electromagnetic waves on a plant stock, a local and / or angle-resolving receiver, which is set up by the plants of the plant population and / or receiving waves reflected from the ground, and an evaluation device, which is set up, the duration of the waves of the transmitter to the receiver to determine at different points along a measuring direction and a corresponding method.

Stand der TechnikState of the art

Bei Erntemaschinen ist zu Zwecken einer selbsttätigen Einstellung von Gutförder- und/oder Gutbearbeitungseinrichtungen eine Messung des Gutdurchsatzes sinnvoll. Der Gutdurchsatz wird häufig auch zu Zwecken der teilflächenspezifischen Bewirtschaftung gemessen. Weiterhin kann anhand des gemessenen Gutdurchsatzes die Vortriebsgeschwindigkeit der Erntemaschine auf einem Feld durch eine entsprechende Steuerung derart eingestellt werden, dass ein gewünschter Gutdurchsatz erreicht wird, der beispielsweise einer optimalen Auslastung der Erntemaschine entspricht. Es ist üblich, den Gutdurchsatz durch entsprechende Sensoren in der Erntemaschine zu ermitteln. Da die Messung erst erfolgt, nachdem das Gut von der Erntemaschine aufgenommen wurde, kann eine sprunghafte Änderung des Gutdurchsatzes bei derartigen Sensoren nicht mehr durch eine entsprechende Anpassung der Fahrgeschwindigkeit ausgeglichen werden, was eine Unter- oder Überlastung von Gutbearbeitungseinrichtungen oder sogar Verstopfungen zur Folge haben kann.at Harvesting machines is for the purpose of an automatic setting from Gutförder- and / or Gutbearbeitungseinrichtungen a Measurement of the throughput makes sense. The throughput becomes frequent also for purposes of site-specific management measured. Furthermore, based on the measured Bestdurchsatzes the Propulsion speed of the harvester on a field a corresponding control can be set such that a desired Good throughput is achieved, for example corresponds to an optimal utilization of the harvester. It is usual, the throughput through corresponding sensors in the harvester to investigate. Since the measurement takes place only after the good of the Harvesting machine can be a sudden change the Gutdurchsatzes in such sensors no longer by a appropriate adjustment of the driving speed can be compensated, what a under-or overloading of Gutbearbeitungseinrichtungen or even blockages can result.

Die EP 0 887 660 A2 beschreibt eine Erntemaschine, die mit einer Laser-Entfernungsmessvorrichtung ausgestattet ist, welche an der Fahrerkabine befestigt ist und einen einige Meter vor der Erntemaschine liegenden Bereich kontinuierlich quer zur Vorwärtsrichtung abtastet. Anhand des Profils vor der Erntemaschine vorhandenen Guts wird der Querschnitt eines auf dem Boden liegenden Schwads evaluiert. Bei der Getreideernte wird anhand eines Kontursprunges eine Bestandskante identifiziert. Anhand der gemessenen Entfernungswerte wird die Höhe des Getreidebestands ermittelt. Als nachteilig ist dabei anzusehen, dass nur die äußeren Konturen des Schwads oder Getreidefelds berücksichtigt werden. Ein relativ dichter Bestand lässt sich durch die offenbarte Vorrichtung nicht von einem dünnen Bestand mit derselben Höhe unterscheiden.The EP 0 887 660 A2 describes a harvesting machine equipped with a laser rangefinder which is attached to the cab and continuously scans a region lying a few meters in front of the harvester transverse to the forward direction. Based on the profile in front of the harvester, the cross section of a swath lying on the ground is evaluated. In the grain harvest, a crop edge is identified by means of a contour jump. Based on the measured distance values, the height of the grain stock is determined. A disadvantage is to be considered that only the outer contours of the swath or grain field are taken into account. A relatively dense population can not be distinguished by the disclosed device from a thin stock of the same height.

In der EP 1 271 139 A2 wird eine andere Einrichtung zur Erfassung der Menge auf einem Feld stehenden Pflanzen beschrieben, die mittels eines Laserabstandssensors die vor der Erntemaschine stehenden Pflanzen abtastet. Das Volumen des Pflanzenbestands wird anhand der geometrischen Anordnung des Laserabstandssensors und der Laufzeit der elektromagnetischen Wellen des Lasers bestimmt. Als weitere Messgröße geht die Intensität des von den Pflanzen reflektierten Lichts ein, die über die Messbreite gemittelt wird. Diese Messung berücksichtigt demnach das Reflexionsvermögen der Pflanzen, d. h. ihre Farbe und ihren diese bestimmenden Reifegrad. Bei dünneren Beständen wird der Unterschied zwischen dem Reflexionsvermögen des Bodens und dem Reflexionsvermögen der Pflanzen erfasst. Die Bestandsdichte wird demnach auf eine sehr indirekte und nicht unbedingt genaue Weise erfasst.In the EP 1 271 139 A2 another device for detecting the quantity of plants standing on a field is described, which scans the plants standing in front of the harvesting machine by means of a laser distance sensor. The volume of the plant population is determined by the geometric arrangement of the laser distance sensor and the duration of the electromagnetic waves of the laser. Another measure is the intensity of the light reflected by the plants, which is averaged over the measuring width. This measurement therefore takes into account the reflectivity of the plants, ie their color and their maturity. With thinner stands, the difference between the reflectance of the soil and the reflectivity of the plants is recorded. The stocking density is therefore recorded in a very indirect and not necessarily accurate way.

Aufgabetask

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, eine verbesserte Vorrichtung und ein Verfahren zur Erfassung der Bestandsdichte von Pflanzen auf einem Feld bereitzustellen.The The object underlying the invention is seen in, a improved apparatus and method for detecting the stock density of To provide plants on a field.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst, wobei in den weiteren Patentansprüchen Merkmale aufgeführt sind, die die Lösung in vorteilhafter Weise weiterentwickeln.These The object is achieved by the teaching of Claim 1, wherein in the further claims Features are listed that provide the solution in more advantageous Evolve way.

Lösungsolution

Eine Vorrichtung zur Erfassung der Bestandsdichte von Pflanzen auf einem Feld umfasst einen Sender, der im Betrieb elektromagnetische Wellen (insbesondere Laserstrahlen, beispielsweise im sichtbaren oder nahinfraroten Bereich) auf einen Pflanzenbestand abstrahlt, einen orts- und/oder winkelauflösend arbeitenden Empfänger, der von den Pflanzen bzw. vom Erdboden reflektierte, ursprünglich vom Sender kommende Wellen empfängt, und eine elektronische Auswertungseinrichtung. Dabei können der Sender (oder seine Wellen) und der Empfänger in an sich bekannter Weise (s. EP 1 271 139 A2 ) gemeinsam schrittweise oder kontinuierlich über einen Messbereich bewegt oder verschwenkt werden oder nur einer von ihnen. Der Auswertungseinrichtung liegt eine Information vor, welchem Ort bzw. welchem Winkel ein vom Empfänger erzeugtes Signal zuzuordnen ist. Die Pflanzen können beispielsweise als stehender, abzuerntender Bestand vorliegen oder als Schwad auf dem Boden liegen.A device for detecting the plant density of plants in a field comprises a transmitter which emits in operation electromagnetic waves (in particular laser beams, for example in the visible or near-infrared region) on a plant population, a spatially and / or angle-resolving receiver, the plants or from the ground, originally received from the transmitter waves, and an electronic evaluation device. In this case, the transmitter (or its waves) and the receiver in a conventional manner (s. EP 1 271 139 A2 ) are moved or pivoted together stepwise or continuously over a measuring range or only one of them. The evaluation device has information about which location or which angle a signal generated by the receiver is to be assigned. The plants may, for example, be in the form of standing, harvested stock or as swaths on the ground.

Die Auswertungseinrichtung ermittelt die Laufzeit der vom Sender bis zum Empfänger gelangenden Wellen, die aufgrund der bekannten, festen Lichtgeschwindigkeit eine Information über den Abstand des Reflexionspunkts vom Sender und Empfänger enthält. Derartige Abstandswerte werden für unterschiedliche Punkte ermittelt, die nebeneinander entlang einer Messrichtung liegen, d. h. zur weiteren Auswertung in einem Speicher abgelegt. Die Messrichtung erstreckt sich in der Regel quer zu einer Vorwärtsbewegungsrichtung der Vorrichtung und zumindest näherungsweise parallel zum Boden.The evaluation device determines the transit time of the waves reaching from the transmitter to the receiver, which contains information about the distance of the reflection point from the transmitter and receiver on the basis of the known, fixed speed of light. Such distance values are determined for different points, side by side lie along a measuring direction, ie stored for further evaluation in a memory. The measuring direction usually extends transversely to a forward direction of movement of the device and at least approximately parallel to the ground.

In der Auswertungseinrichtung ist demnach ein zumindest eindimensionales, so genanntes Entfernungsbild vorhanden, das die erfassten Abstände der Reflexionspunkte in der Messrichtung orts- oder winkelaufgelöst enthält. Auf einem Feld liegende oder stehende Pflanzen befinden sich näher an der Vorrichtung als der Boden. Falls nun der Pflanzenbestand relativ dicht ist, werden die Wellen aufgrund der großen Dichte des Pflanzenbestandes fast oder nur von den Pflanzen reflektiert. Die Laufzeiten der Wellen in der Messrichtung sind dann demnach relativ homogen, d. h. sie variieren nur geringfügig. Falls der Pflanzenbestand hingegen relativ dünn ist, dringt ein gewisser Anteil der Wellen bis zum Erdboden hin durch und wird durch diesen reflektiert. Andere Wellen werden hingegen durch mehr oder weniger weit vom Sender und Empfänger beabstandet stehende Pflanzen reflektiert. Es gibt dann – aufgrund der Lücken im Pflanzenbestand – demnach eine größere Variation in den Laufzeiten der Wellen in der Messrichtung. Die Auswertungseinrichtung bestimmt somit die Bestandsdichte des Pflanzenbestandes anhand der Variation (d. h. der Unterschiede bzw. dem Streuungsmaß) der Laufzeiten der erfassten Signale in der Messrichtung. Dabei kann insbesondere die Standardabweichung der Laufzeiten erfasst werden, obwohl auch beliebige andere statistische Größen erfassbar sind, wie eine mittlere absolute Abweichung oder eine Spannweite (größter Unterschied zwischen den Laufzeiten bzw. Abständen) oder den Betrag der Quantile (z. B. 95% Percentil). Der Zusammenhang zwischen der Variation der Laufzeiten und der Pflanzendichte kann für unterschiedliche Pflanzenarten unterschiedlich sein. Zur Berechnung der Pflanzendichte basierend auf der Variation der Laufzeiten können deshalb Kalibriertabellen, Formeln oder dergleichen verwendet werden, die auf zuvor durchgeführten Feldversuchen beruhen.In the evaluation device is therefore an at least one-dimensional, so-called distance image exists that the detected distances of the Reflection points in the measuring direction spatially or angularly resolved contains. On a field lying or standing plants are closer to the device than the ground. If Now that the crop is relatively dense, the waves are due to the high density of plant life almost or only from reflects the plants. The running times of the shafts in the measuring direction are then relatively homogeneous, d. H. they vary only slightly. If the plant population, however, is relatively thin, penetrates a certain percentage of the waves go through to the ground and become reflected by this. Other waves, however, are more or less far from the transmitter and receiver reflected standing plants. There are then - due the gaps in the plant population - therefore a greater variation in the transit times of the waves in the direction of measurement. The evaluation device thus determines the stock density of the plant population on the basis of Variation (that is, the difference or the scattering measure) the transit times of the detected signals in the measuring direction. there In particular, the standard deviation of the maturities can be recorded although any other statistical quantities are detectable are such as an average absolute deviation or a span (biggest difference between the maturities and Intervals) or the amount of quantiles (eg 95% percentile). The relationship between the variation of maturity and plant density May be different for different plant species be. To calculate the plant density based on the variation The runtimes can therefore calibration tables, formulas or the like used previously Field trials are based.

Auf diese Weise wird eine relativ genaue Erfassung der Bestandsdichte des Pflanzenbestandes ermöglicht.On this way, a relatively accurate record of stock density allows the plant stock.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Gedankens wird unter Bestandsdichte jegliche Information verstanden, aus der eine Angabe über die Bestandsdichte der auf einer Flächeneinheit stehenden Pflanzen ableitbar ist. Die Dichte kann somit in Kubikmetern des Pflanzenvolumens je Quadratmeter des Felds gemessen werden, obwohl auch andere Maßeinheiten denkbar sind. Es ist beliebig, ob die Bestandsdichte explizit ausgerechnet und in irgendeiner Form ausgegeben, als Zwischenschritt in einer weiteren Berechnung verwendet wird oder in eine Berechnung einer von der Bestandsdichte direkt oder indirekt abhängigen Größe eingeht. So kann aus den Signalen des Empfängers bei bekannter Breite einer Erntegutaufnahmeeinrichtung und bekannter Vortriebsgeschwindigkeit einer Erntemaschine unter Berücksichtigung des mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfassbaren Volumens des Pflanzenbestandes ein (zu erwartender) Volumendurchsatz bestimmt werden.in the The scope of the inventive concept is under Density understood any information from which an indication of the stocking density of standing on a unit area Plant is derivable. The density can thus be expressed in cubic meters of Plant volume per square meter of the field to be measured, though Other units are conceivable. It is arbitrary whether the stocking density is explicitly calculated and in any form output, used as an intermediate step in another calculation or directly into a calculation of a stocking density or indirectly dependent size. So can from the signals of the receiver with known width a Erntegutaufnahmeeinrichtung and known propulsion speed a harvester taking into account the means detectable the device according to the invention Volume of the plant population an (expected) volume throughput be determined.

Wie bereits erwähnt, ist die Auswertungseinrichtung eingerichtet, die Entfernung eines Punktes, dem das jeweilige Ausgangssignal des Empfängers zuzuordnen ist, vom Empfänger bzw. Sender zu ermitteln. Durch Abtasten oder Abrastern eines vor einer Erntemaschine liegenden Bereichs kann unter Berücksichtigung der geometrischen Anordnung des Senders und Empfängers der Vorrichtung ein Profil des Pflanzenbestandes ermittelt werden. In der Auswertungseinrichtung kann somit eine Information über die Breite und/oder die Höhe des Pflanzenbestandes generiert werden, die in Verbindung mit der gemessenen Bestandsdichte der von den Pflanzen reflektierten Wellen eine präzise Bestimmung des Pflanzenvolumens ermöglicht.As already mentioned, the evaluation device is set up, the distance of a point to which the respective output signal of the Recipient is to be assigned by the recipient or Determine transmitter. By scanning or scanning one before one Harvester lying area may be considering the geometric arrangement of the transmitter and receiver the device a profile of the plant population are determined. In the evaluation device can thus information about generates the width and / or height of the crop which, in conjunction with the measured population density of the waves reflected by the plants provide a precise determination allows the plant volume.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung teilt die Auswertungseinrichtung die Messrichtung in mehrere Teilbereiche auf und bestimmt für diese Teilbereiche die Bestandsdichten separat. Dadurch lässt sich eine größere Genauigkeit erzielen als bei einer Mittlung der Bestandsdichten über die gesamte Messrichtung. Die Grenzen der Teilbereiche können fest vorgegeben sein oder sie werden erst anhand der erfassten Laufzeiten definiert, wobei Bereiche entlang der Messrichtung mit homogenen Laufzeiten und/oder Variationen zu einem Teilbereich zusammengefasst werden, für den die Bestandsdichte separat ermittelt werden. Die Anzahl der Teilbereiche ist beliebig; eine mögliche Anzahl könnte zwischen 15 und 30 liegen.at a preferred embodiment of the invention shares the Evaluation device, the measuring direction in several sub-areas and determines the stocking densities for these subareas separately. This can be a larger Achieve accuracy than when averaging the stock densities the entire measuring direction. The boundaries of the subareas can be fixed or they are only based on the recorded durations defining areas along the measuring direction with homogeneous transit times and / or variations are grouped into a subarea, for which stock density is determined separately. The Number of subareas is arbitrary; a possible number could be between 15 and 30

Auch die Feuchtigkeit der Pflanzen kann durch einen geeigneten, an sich bekannten Sensor erfasst werden, dessen Ausgangssignale der Auswertungseinrichtung zugeführt werden. Der Sensor kann in der Erntemaschine angeordnet sein und die Feuchtigkeit bereits geernteter Pflanzen erfassen. Denkbar ist auch die Verwendung eines berührungslos wirkenden Sensors, der beispielsweise mit Infrarotwellen arbeitet und die Feuchtigkeit der Pflanzen vor dem Erntevorgang erfasst. Die Feuchtigkeit enthält eine Information über die Dichte des Pflanzenbestandes, d. h. ihre Masse je Volumeneinheit der Pflanzen. Anhand der Messwerte hinsichtlich des Pflanzenvolumens und der Feuchtigkeit kann somit die Massendichte (in Einheiten von Pflanzenmasse je Flächeneinheit) der Pflanzen bestimmt werden. Bei bekannter Breite einer Erntegutaufnahmeeinrichtung und Vortriebsgeschwindigkeit kann demnach auch der zu erwartende Massendurchsatz bestimmt werden.The moisture of the plants can also be detected by a suitable, known per se sensor whose output signals are supplied to the evaluation device. The sensor can be arranged in the harvester and detect the moisture already harvested plants. It is also conceivable to use a non-contact sensor which operates, for example, with infrared waves and detects the moisture of the plants before harvesting. The moisture contains information about the density of the plant population, ie their mass per unit volume of plants. On the basis of the measured values with regard to the plant volume and the moisture, the mass density (in units of plant mass per unit area) of the plants can thus be determined. With known width of a Erntegutaufnahmeeinrichtung and propulsion speed can therefore also the expected mass flow rate can be determined.

Staub in der Luft und auf den Pflanzen sind Störgrößen, deren Einfluss durch Vergleich mit in der Erntemaschine gemessenen Gutdurchsätzen überwiegend eliminiert werden kann. Daher ist bevorzugt, die Auswertungseinrichtung mit einem zusätzlichen Gutdurchsatzsensor zu verbinden, der den Gutdurchsatz in der Erntemaschine misst. Derartige Gutdurchsatzsensoren sind bereits hinlänglich bekannt; so kommen beispielsweise Sensoren in Frage, die das Antriebsmoment oder den Schlupf an der Dreschtrommel oder am Strohhäcksler messen. Auch Taster am Schrägförderer, Prallbleche im Körnerelevator, Mikrowellensensoren im Gutflussbereich oder den Abstand zwischen Vorpresswalzen messende Sensoren sind verwendbar.dust in the air and on the plants are disturbances, their influence by comparison with measured in the harvester Good throughputs can be eliminated predominantly. Therefore, it is preferred that the evaluation device with an additional good throughput sensor to connect, which measures the throughput in the harvester. such Good throughput sensors are already well known; so For example, sensors come into question, the drive torque or slippage on the threshing drum or on the straw chopper measure up. Also buttons on the feeder, baffles in the grain elevator, microwave sensors in the crop flow area or the distance between pre-press rollers measuring sensors can be used.

Die aus den Messwerten des Empfängers abgeleiteten Gutdurchsätze und die vom Gutdurchsatzsensor gemessenen Gutdurchsätze können verglichen werden. Bei einer Abweichung zwischen den Messwerten für den Gutdurchsatz kann eine Fehlermeldung abgegeben werden, die der Bediener zum Anlass nehmen kann, den Sender und/oder den Empfänger zu reinigen. Das Gut, dem das vom Empfänger gemessene Signal entspricht, kommt in der Regel erst zeitverzögert mit dem Gutdurchsatzsensor in der Erntemaschine in Wechselwirkung. Daher ist es angebracht, die Zeitverzögerung zwischen den beiden Messungen in der Auswertungseinrichtung zu berücksichtigen.The Good flows derived from the measurements of the receiver and the Good throughputs measured by the throughput sensor can be compared. In case of a difference between The measured values for the throughput can be an error message which the operator can take as an opportunity to send the transmitter and / or to clean the receiver. The estate to which the of Receiver measured signal corresponds, usually comes only delayed with the good throughput sensor in the harvester in interaction. Therefore, it is appropriate to the time delay between the two measurements in the evaluation device.

Denkbar ist auch, den Messwert des Gutdurchsatzsensors zur Kalibrierung des aus den Signalen des Empfängers berechneten Mengenwerts zu nutzen. Dabei ist eine Kalibrierung möglich, bei der ein mathematischer Zusammenhang beispielsweise in Form einer Korrekturtabelle oder -kurve zwischen dem aus dem Messwert des Empfängers ermittelten Mengenwert und dem Messwert des Gutdurchsatzsensors ermittelt wird. Dabei kann der Zusammenhang nach einem bestimmten Zeitablauf völlig neu ermittelt werden, was den momentanen Bedingungen (z. B. optische Eigenschaften der Pflanzen, wie sie durch Wetterbedingungen, Tageszeit, Feuchtigkeit, Pflanzensorte, Bodenart und -zustand usw. bedingt sind, sowie Zustand von Sender und Empfänger) am besten Rechnung trägt, obwohl auch eine Berücksichtigung der Historie, d. h. Ermittlung des Zusammenhangs über einen langen Zeitraum, beispielsweise nach Art eines Expertensystems, möglich ist, wobei der Auswertungseinrichtung zweckmäßigerweise zumindest eine Information über die Art der Pflanzen vorliegen kann. Der aus den Signalen des Empfängers generierte Mengenwert wird anhand des ermittelten Zusammenhangs umgerechnet, um einen korrigierten Wert zu erhalten. Zur Ermittlung des Zusammenhangs zwischen den Signalen des Empfängers und der Pflanzendichte (bzw. des Mengenwerts) kann ein neuronales Netzwerk verwendet werden. Bei der Messung und/oder Kalibrierung nach den beschriebenen Verfahren kann auch die Schnitthöhe des Schneidwerkes zu berücksichtigt werden, die durch Sensoren am Schneidwerk selbst oder durch den Winkel des Schrägförderers gemessen wird. Die Schnitthöhe beeinflusst die Menge des aufgenommenen Strohs, nicht aber des Korns. Werden Gutdurchsatz-Sensoren verwendet, die nur den Korndurchsatz messen, ist diese Korrektur empfehlenswert.Conceivable is also the reading of the flow rate sensor for calibration the quantity value calculated from the signals of the receiver to use. This calibration is possible in which a mathematical relationship, for example in the form of a correction table or curve between that from the reading of the receiver determined quantity value and the measured value of the material flow rate sensor is determined. The connection can be determined according to a certain Timing be completely redetermined, what the current Conditions (such as optical properties of plants, such as due to weather conditions, time of day, humidity, plant variety, Soil type and condition, etc. are conditional, as well as condition of transmitter and receiver), although it does a consideration of the history, d. H. Determination of the relationship via a long period of time, for example in the manner of an expert system, is possible, wherein the evaluation device expediently at least information about the nature of the plants are available can. The quantity value generated from the signals of the receiver is converted on the basis of the determined relationship to a to get corrected value. To determine the relationship between the signals of the recipient and the plant density (or the setpoint value), a neural network can be used. During the measurement and / or calibration according to the described methods can also take into account the cutting height of the cutting unit be detected by sensors on the cutting itself or through the Angle of the feederhouse is measured. The Cutting height affects the amount of straw taken up, but not the grain. Are good flow sensors used, the only measure the grain throughput, this correction is recommended.

Die Auswertungseinrichtung ist, wie oben dargelegt, zur Erkennung von Bestandsgrenzen geeignet. Sie kann somit mit einer Lenkeinrichtung verbunden sein und eine Erntemaschine selbsttätig entlang einer Bestandskante führen.The Evaluation device is, as stated above, for the detection of Stock limits suitable. It can thus with a steering device be connected and a harvester along automatically lead a stock edge.

Anhand der vorausschauend gemessenen Bestandsdichte kann bei bekannter Breite der Gutaufnahmeeinrichtung die zu erwartende Auslastung der Erntemaschine und/oder die zu einer erwünschten Auslastung führende Vortriebsgeschwindigkeit bestimmt werden. Die Messung erfolgt zweckmäßigerweise im Abstand vor einer Erntemaschine, so dass bei Pflanzenbestandsdichtenänderungen eine rechtzeitige Anpassung der Vortriebsgeschwindigkeit möglich wird. Dies erhöht den Fahrkomfort und vermeidet kritische Situationen, in denen die Maschine zum Stopfen neigt. Auch können die Förder- und Trennprozesse in einer Erntemaschine rechtzeitig an die kommenden Durchsätze angepasst werden, so dass sich das Ernteergebnis verbessert. Besonderes Augenmerk liegt auf der Vermeidung von Verstopfungen durch übermäßigen Gutdurchsatz. Die von der Auswertungseinrichtung bereitgestellten Mengenwerte können somit zur Einstellung der Geschwindigkeit einer Gutfördereinrichtung (beispielsweise eines Schrägförderers) oder von Parametern von Gutbearbeitungseinrichtungen (z. b. Dreschtrommelspalt, Dreschtrommeldrehzahl) dienen. Auch zur georeferenzierten Erfassung der Erntegutmengen zu Zwecken der teilflächenspeziflschen Bewirtschaftung können die Mengenwerte dienen.Based the predictive stock density can be known Width of the Gutaufnahmeeinrichtung the expected utilization of Harvesting machine and / or the desired utilization leading propulsion speed can be determined. The Measurement is expediently carried out at a distance a harvester, so when plant stock density changes a timely adjustment of the propulsion speed possible becomes. This increases ride comfort and avoids critical Situations where the machine tends to plug. Also can the conveying and separating processes in a harvester on time be adapted to the coming throughputs, so that improves the harvest result. Special attention is on the Avoiding obstruction caused by excessive Crop throughput. The provided by the evaluation device Quantity values can thus be used to set the speed a material conveying device (for example an inclined conveyor) or parameters of crop processing equipment (eg threshing drum gap, threshing drum speed) serve. Also for geo-referenced collection of crop volumes for site-specific management purposes the quantity values serve.

Weiterhin enthalten die Ausgangssignale der Auswertungseinrichtung Informationen über die Höhe des Bestands, die zur selbsttätigen Einstellung einer Erntegutaufnahmeeinrichtung verwendet werden können, bei einem Schneidwerk beispielsweise der Haspelhöhe, -geschwindigkeit und/oder -position in Vorwärtsrichtung. Auch liegende Pflanzen (Lagergetreide) können auf diese Weise erkannt werden, so dass die Erntegutaufnahmeeinrichtung wie erwähnt entsprechend verstellt werden kann, um diese Pflanzen optimal aufnehmen zu können.Farther the output signals of the evaluation device contain information about the amount of the stock required for the automatic recruitment of a Erntegutaufnahmeeinrichtung can be used at a cutting unit, for example, the reel height, speed and / or position in the forward direction. Also lying plants (Stored grain) can be recognized in this way so that the Erntegutaufnahmeeinrichtung as mentioned accordingly can be adjusted to accommodate these plants optimally.

Außerdem ist aus den Ausgangssignalen der Auswertungseinrichtung ableitbar, ob vor der Erntegutaufnahmeeinrchtung der Erntemaschine ein bereits abgeernteter Bestand (Stoppelfeld o. ä.) vorliegt oder sich dort noch Pflanzen befinden. Diese Information kann zur genauen Erfassung der abgeernteten Fläche (Hektarzähler) herangezogen werden, da eine Doppel- oder Mehrfachzählung von in einem vorigen Bearbeitungsgang bereits abgeernteten Teilflächen vor der Erntegutaufnahmeeinrichtung vermieden wird.In addition, it is derivable from the output signals of the evaluation device, whether before the harvest gutaufnahmeeinrchtung the harvester is already harvested stock (stubble field o. Ä.) Is present or there are still plants. This information can be used for accurate recording of the harvested area (hectare meter), since a double or multiple counting of already harvested in a previous processing gear faces before the Erntegutaufnahmeeinrichtung is avoided.

Die Auswertungseinrichtung kann anhand einer auf der Unterscheidung zwischen abgeerntetem und nicht abgeerntetem Bestand durchgeführten Erkennung eines Feldendes oder Vorgewendes die Geschwindigkeitseinstelleinrichtung veranlassen, die Erntemaschine am Vorgewende oder Feldende abzubremsen und erst nach Wiedereinfahren in den nicht abgeernteten Bestand wieder zu beschleunigen.The Evaluation device can be based on a distinction between harvested and non-harvested stock Detecting a field end or headland the speed setting cause the harvester to decelerate at the headland or at the field end and only after re-entering the unharvested stock to accelerate again.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann insbesondere an selbstfahrenden oder von einem Fahrzeug gezogenen oder daran angebauten Erntemaschinen Verwendung finden, beispielsweise Mähdreschern, Ballenpressen oder Feldhäckslern.The Device according to the invention can in particular on self-propelled or pulled by a vehicle or because of it harvested harvesters are used, for example, combine harvesters, Balers or forage harvesters.

Ausführungsbeispielembodiment

In den Zeichnungen ist ein nachfolgend näher beschriebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt:In The drawings is a closer described below Embodiment of the invention shown. It shows:

1 eine Seitenansicht einer Erntemaschine mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Messung der Menge von auf einem Feld stehenden Pflanzen; 1 a side view of a harvester with a device according to the invention for measuring the amount of standing on a field plants;

2 ein Blockdiagramm der Vorrichtung; 2 a block diagram of the device;

3 ein Diagramm, das von einem Empfänger gemessene Entfernungen bei einem relativ dichten Pflanzenbestand schematisch wiedergibt; 3 a diagram schematically representing distances measured by a receiver in a relatively dense crops;

4 ein Diagramm, das von einem Empfänger gemessene Entfernungen bei einem relativ dünnen Pflanzenbestand schematisch wiedergibt; 4 a diagram schematically representing distances measured by a receiver with a relatively thin plant population;

5 ein Diagramm, das von einem Empfänger gemessene Entfernungen bei einem entlang der Messrichtung variierenden Pflanzenbestand schematisch wiedergibt und 5 a diagram schematically reproduces the distances measured by a receiver at a plant life varying along the measuring direction, and

6 ein Flussdiagramm, nach dem die Vorrichtung arbeitet. 6 a flow chart, after which the device operates.

Eine in 1 gezeigte Erntemaschine 10 in der Form eines Mähdreschers ist auf vorderen angetriebenen und rückwärtigen lenkbaren Rädern 12 bzw. 14 getragen und weist eine Fahrerkabine 16 auf, von der aus sie von einem Fahrer bedient werden kann. An die Fahrerkabine 16 schließt sich rückwärtig ein Korntank 18 an, der in ihn abgegebenes Gut über ein Entleerrohr 20 nach außen abgeben kann. Der Korntank 18 lagert auf einem Rahmen 22, in dem zugeführtes Gut auf dem Weg über eine Dreschtrommel 24, einen Dreschkorb 26 und eine Wendetrommel 28 in seine großen und kleinen Bestandteile zerlegt wird. Auf daran anschließenden Schüttlern 30, sowie auf einem Vorbereitungsboden 32 und Sieben 34 wird eine weitere Trennung des geernteten Guts durchgeführt, wobei schließlich der ausgedroschene Gutanteil in den Korntank 18 gefördert wird, die großen Erntegutteile über die Schüttler 30 auf den Boden abgelegt werden und leichte Bestandteile mittels eines Gebläses 36 von den Sieben 34 ebenfalls auf den Boden geblasen werden. Auf dem Boden liegendes oder stehendes Gut wird über einen Schrägförderer 38 und eine Steinfangmulde 40 der Dreschtrommel 24 zugeführt, nachdem es von einer nicht gezeigten Erntegutbergungsvorrichtung vom Boden aufgenommen worden ist.An in 1 shown harvester 10 in the form of a combine harvester is on front driven and rear steerable wheels 12 respectively. 14 worn and has a driver's cab 16 from where it can be operated by a driver. To the driver's cab 16 closes backwards a grain tank 18 on, the good delivered into it via a drain pipe 20 can give to the outside. The grain tank 18 superimposed on a frame 22 , in the supplied good on the way via a threshing drum 24 , a concave 26 and a beater 28 is broken down into its big and small components. On adjoining shakers 30 , as well as on a preparation floor 32 and seven 34 a further separation of the harvested Guts is carried out, and finally the threshed Gutanteil in the grain tank 18 is promoted, the large Erntegutteile on the shakers 30 be placed on the floor and light components by means of a blower 36 from the seven 34 also be blown to the ground. On the ground lying or standing good is about a feeder 38 and a stone trap 40 the threshing drum 24 supplied after being picked up from the ground by a crop gathering device, not shown.

An der Vorderseite der Fahrerkabine 16 ist eine Laser-Messeinrichtung 42 angeordnet, die mit einer Auswertungseinrichtung 44 verbunden ist. Letztere ist weiterhin mit einem im Schrägförderer 38 angeordneten Gutdurchsatzsensor 48 verbunden, der eingerichtet ist, die Dicke der im Schrägförderer 38 in die Erntemaschine 10 eingezogenen Gutmatte zu messen. Ein Geschwindigkeitssensor 49 erfasst die Fördergeschwindigkeit des Schrägförderers 38. Stromab der Dreschtrommel 24 ist ein Feuchtigkeitssensor 50 angeordnet, der mit der Auswertungseinrichtung 44 verbunden und eingerichtet ist, in an sich bekannter Weise mit Infrarotstrahlen die Feuchtigkeit der aufgenommenen Pflanzen zu messen. Die Auswertungseinrichtung 44 ist weiterhin mit einem Antrieb 46 der Dreschtrommel 24 und einer Geschwindigkeitsvorgabeeinrichtung 64 (beispielsweise eine Verstelleinrichtung für eine Taumelscheibe einer Hydraulikpumpe, die hydraulikflüssigkeitsleitend mit einem Hydraulikmotor verbunden ist, der die Räder 12 antreibt) verbunden, der zur Einstellung der Vortriebs geschwindigkeit der Erntemaschine 10 eingerichtet ist.At the front of the cab 16 is a laser measuring device 42 arranged with an evaluation device 44 connected is. The latter is still with one in the feederhouse 38 arranged good flow sensor 48 connected, which is set, the thickness of the feederhouse 38 into the harvester 10 measured gutmatte to measure. A speed sensor 49 detects the conveying speed of the feederhouse 38 , Downstream of the threshing drum 24 is a humidity sensor 50 arranged with the evaluation device 44 connected and arranged to measure in a conventional manner with infrared rays, the moisture of the recorded plants. The evaluation device 44 is still with a drive 46 the threshing drum 24 and a speed default device 64 (For example, an adjusting device for a swash plate of a hydraulic pump, which is hydraulikflüssigkeitsleitend connected to a hydraulic motor, the wheels 12 drives) connected to the setting of the propulsion speed of the harvester 10 is set up.

Anhand der 2 ist erkennbar, dass die Laser-Messeinrichtung 42, die Auswertungseinrichtung 44, der Antrieb 46, der Gutdurchsatzsensor 48, der Geschwindigkeitssensor 49, der Feuchtigkeitssensor 50 und die Geschwindigkeitsvorgabeeinrichtung 64 durch einen Bus 52 verbunden sind. Dabei kann es sich um einen CAN- oder LBS-Bus oder ein Nachfolgesystem handeln.Based on 2 it can be seen that the laser measuring device 42 , the evaluation device 44 , the drive 46 , the good throughput sensor 48 , the speed sensor 49 , the moisture sensor 50 and the speed default device 64 through a bus 52 are connected. This can be a CAN or LBS bus or a successor system.

Die Laser-Messeinrichtung 42 umfasst eine Steuerung 43, die mit einem Sender 56, einem Empfänger 58 und einem Schwenkmotor 54 verbunden ist. Der Sender 56 und der Empfänger 58 sind auf einem Schwenktisch 60 angeordnet, der durch den Schwenkmotor 54 um eine leicht nach vom geneigte, etwa vertikale Achse 57 (s. 1) in einem Winkelbereich, der beispielsweise 100° oder 180° umfassen könnte, hin- und her schwenkbar ist. Die vom Sender 56 abgestrahlten elektromagnetischen (Licht-)Wellen, die im sichtbaren Bereich oder darüber oder darunter liegen können, erreichen den Erdboden im Abstand von einigen Metern (beispielsweise 10 m) in der Fahrtrichtung der Erntemaschine 10 vor der Erntegutbergungsvorrichtung. Der Empfänger 58 erfasst die vom Sender 56 abgestrahlten Wellen, die vom Erdboden oder gegebenenfalls darauf stehenden Pflanzen 62 oder anderen Gegenständen reflektiert werden. Da die vom Sender 56 abgestrahlten Wellen amplitudenmoduliert sind, ist über eine Laufzeitmessung eine Erfassung des Abstands zwischen der Laser-Messeinrichtung 42 und dem Punkt, an dem die Wellen reflektiert wurden, möglich. Der Empfänger 58 stellt ein Ausgangssignal bereit, das eine Information über die Laufzeit der Welle vom Sender 56 zum Empfänger 58 beinhaltet. Der Schwenkmotor 54 ist ein Servo- oder Schrittmotor und verschwenkt den Schwenktisch 60 kontinuierlich um einen Winkelbereich von beispielsweise 30° um die Achse 57 hin und her. Die Steuerung 43 ist eingerichtet, für jeden Schwenkwinkel des Schwenktischs 60 den jeweiligen Winkel um die Achse 57 und die Laufzeit der Welle bzw. den Abstand des Empfängers 58 und Senders 56 vom Reflexionspunkt zu erfassen. Anschließend wird der Schwenkmotor 54 aktiviert und der Schwenktisch 60 in eine andere Stellung verbracht. Der Steuerung 43 liegt eine Information über den jeweiligen Winkel des Schwenktischs 60 vor, da sie den Schwenkmotor 54 steuert. Denkbar wäre auch ein separater Sensor zur Erfassung des Schwenkwinkels, wobei der Servo- oder Schrittmotor durch einen beliebigen Motor ersetzt werden kann. Auch eine Laser-Messeinrichtung 42 mit einem rotierenden Spiegel ist verwendbar. Der Winkel des Schwenktischs 60 um die Achse 57 definiert eine Messrichtung, entlang der die Laufzeiten der Wellen des Senders 56 zum Empfänger 58 ermittelt werden. Sie erstreckt sich horizontal und kreisbogenförmig quer zur Vorwärtsrichtung der Erntemaschine 10.The laser measuring device 42 includes a controller 43 that with a transmitter 56 , a receiver 58 and a swing motor 54 connected is. The transmitter 56 and the receiver 58 are on a swivel table 60 arranged by the swing motor 54 around a slightly inclined, approximately vertical axis 57 (S. 1 ) in an angular range, which could for example comprise 100 ° or 180 °, is pivotable back and forth. The transmitter 56 radiated electromagnetic (light) waves, which may be in the visible range or above or below, reach the ground at a distance of a few meters (for example, 10 m) in the direction of travel of the harvester 10 before the harvesting device. The recipient 58 captures those from the sender 56 radiated waves from the ground or any plants standing on it 62 or other objects. Because of the transmitter 56 radiated waves are amplitude-modulated, a recording of the distance between the laser measuring device is via a transit time measurement 42 and the point at which the waves were reflected possible. The recipient 58 provides an output signal that provides information about the transit time of the wave from the transmitter 56 to the recipient 58 includes. The swivel motor 54 is a servo or stepper motor and pivots the swivel table 60 continuously by an angular range of, for example, 30 ° about the axis 57 back and forth. The control 43 is set up for each swivel angle of the swivel table 60 the respective angle around the axis 57 and the duration of the wave or the distance of the receiver 58 and transmitter 56 from the reflection point. Subsequently, the swing motor 54 activated and the swivel table 60 spent in another position. The controller 43 there is information about the respective angle of the swivel table 60 before, because they have the swing motor 54 controls. It would also be conceivable to use a separate sensor for detecting the swivel angle, wherein the servo or stepper motor can be replaced by any desired motor. Also a laser measuring device 42 with a rotating mirror is usable. The angle of the swivel table 60 around the axis 57 defines a measuring direction along which the transit times of the waves of the transmitter 56 to the recipient 58 be determined. It extends horizontally and in a circular arc transverse to the forward direction of the harvester 10 ,

In den 3 bis 5 sind Beispiele für Messwerte des Empfängers 58 wiedergegeben. Bei negativen Winkeln, d. h. bei links von der Fahrtrichtung liegendem Erfassungsbereich der Laser-Messeinrichtung 42 ist der in 3 auf der Y-Achse aufgetragene gemessene Abstand d zunächst näherungsweise konstant und relativ groß, da der Laserstrahl mit dem Erdboden zusammenwirkt, der in Vorwärtsrichtung der Erntemaschine 10 links neben der Schnittkante des stehenden Pflanzenbestandes liegt. Ab einem Winkel von etwa –40° sinkt der Abstand d an der dort befindlichen Schnittkante in einer Stufe auf einen ebenfalls konstanten, aber geringeren Wert ab. Dieser Abstand ist über den nach rechts folgenden Winkelbereich näherungsweise konstant, was daran liegt, dass der Laserstrahl im Wesentlichen nur mit dem Pflanzenbestand vor der Erntemaschine 10 zusammenwirkt. Da der Pflanzenbestand in der Situation nach 3 relativ dicht ist, dringen die Wellen der Laser-Messeinrichtung 42 nicht oder fast nicht bis auf den Erdboden vor, sondern werden von den Oberseiten der Pflanzen reflektiert, wobei sich Variationen der Abstandswerte ergeben, die in der Größenordnung von einigen 10 cm liegen können.In the 3 to 5 are examples of readings of the receiver 58 played. At negative angles, ie at the left of the direction of travel lying detection range of the laser measuring device 42 is the in 3 measured distance d plotted on the y-axis is initially approximately constant and relatively large since the laser beam interacts with the ground in the forward direction of the harvester 10 lies to the left of the cut edge of the standing vegetation. From an angle of about -40 °, the distance d at the cutting edge located there drops in one step to a constant but lower value. This distance is approximately constant over the angle range following to the right, which is due to the fact that the laser beam essentially only with the crop in front of the harvester 10 interacts. As the plant stock in the situation after 3 is relatively dense, penetrate the waves of the laser measuring device 42 not or almost not to the ground, but are reflected from the tops of the plants, resulting in variations of the distance values, which may be on the order of a few tens of centimeters.

In der 4 ist eine analoge Messkurve wie in der 3 dargestellt, jedoch bei relativ geringer Pflanzendichte. Bei negativen Winkeln, d. h. bei links von der Fahrtrichtung liegendem Erfassungsbereich der Laser-Messeinrichtung 42 ist der in 4 auf der Y-Achse aufgetragene gemessene Abstand d zunächst näherungsweise konstant und relativ groß, da der Laserstrahl mit dem Erdboden zusammenwirkt, der in Vorwärtsrichtung der Erntemaschine 10 links neben der Schnittkante des stehenden Pflanzenbestandes liegt. Ab einem Winkel von etwa –40° sinkt der Abstand d an der dort befindlichen Schnittkante in einer Stufe auf einen Abstand ab, der nunmehr kontinuierlich zwischen dem zuvor gemessenen Abstand und dem in der Situation nach 3 bei den entsprechenden Winkeln gemessenen Wert variiert. Dieser Abstand variiert fortlaufend über den nach rechts folgenden Winkelbereich, was daran liegt, dass der Laserstrahl abwechselnd mit Pflanzen zusammenwirkt, die unmittelbar vor der Erntemaschine 10 stehen, in Lücken dazwischen mit weiter hinten stehenden Pflanzen und in deren Lücken gelegentlich mit dem Erdboden zusammenwirkt. Da der Pflanzenbestand in der Situation nach 3 relativ dünn ist, werden die Wellen der Laser-Messeinrichtung 42 in sehr stark variierenden Abständen reflektiert, wobei sich Variationen der Abstandswerte ergeben, die in der Größenordnung von 1 m oder darüber liegen können.In the 4 is an analog waveform like the one in the 3 shown, but at relatively low plant density. At negative angles, ie at the left of the direction of travel lying detection range of the laser measuring device 42 is the in 4 measured distance d plotted on the y-axis is initially approximately constant and relatively large since the laser beam interacts with the ground in the forward direction of the harvester 10 lies to the left of the cut edge of the standing vegetation. From an angle of about -40 °, the distance d decreases at the cutting edge located there in one step to a distance, which now continuously between the previously measured distance and in the situation after 3 varies at the corresponding angles measured value. This distance varies continuously over the right following angle range, which is because the laser beam alternately interacts with plants immediately before the harvester 10 stand in gaps between them with plants further back and in whose gaps occasionally interacts with the ground. As the plant stock in the situation after 3 is relatively thin, the waves of the laser measuring device 42 reflected at very widely varying distances, resulting in variations of the distance values, which may be of the order of 1 m or more.

Diese unterschiedlichen, von der Bestandsdichte abhängigen Variationen der Abstände werden von der Auswertungseinrichtung 44 evaluiert und zur Bestimmung der Bestandsdichte herangezogen.These different variations of the distances, which are dependent on the population density, are determined by the evaluation device 44 evaluated and used to determine population density.

Die 5 zeigt eine Messkurve, bei der entlang der Messrichtung, die dem Winkel α entspricht, relativ stark abweichende Abstandsmesswerte verzeichnet werden. In einem ersten, links liegenden Teilbereich A wirkt der Laserstrahl mit dem Erdboden bzw. den dort verbliebenen Stoppeln zusammen, analog der Situation in den 3 und 4. Es schließt sich nach rechts (steigende Winkel α) ein Teilbereich B mit relativ dichtem Bestand an, auf den ein Teilbereich C mit sukzessive steigendem Abstand folgt, was durch schräg nach rechts geneigte Pflanzen bedingt sein kann. Es schließt sich ein Teilbereich D mit etwa gleichem, aber größeren Abstand an, der durch liegende Pflanzen (Lagergetreide) bedingt ist. Es folgt nach rechts ein Teilbereich E mit stärker variierenden Abständen, bedingt durch einen relativ dünnen Pflanzenbestand, auf den ein ähnliche Teilbereiche F und G folgen. Der Teilbereich F umfasst noch einen kleineren, dünneren Teil. In der 5 sind die Mittelwerte und die Standardabweichungen der Abstände für die einzelnen Teilbereiche mit eingetragen.The 5 shows a measurement curve, in which along the measuring direction, which corresponds to the angle α, relatively widely deviating distance measurement values are recorded. In a first, left-lying portion A of the laser beam interacts with the ground or the stubble remaining there, analogous to the situation in the 3 and 4 , It is followed to the right (rising angle α) a partial area B with relatively dense population, followed by a sub-area C with successively increasing distance, which may be due obliquely inclined to the right plants. This is followed by a subarea D with approximately the same, but larger distance, which is due to lying plants (storage grain). It follows to the right a subarea E with more varying distances, due to a relatively thin plant stock, followed by a similar subregions F and G. The portion F includes a smaller, thinner part. In the 5 the mean values and the standard deviations of the distances are entered for the individual subareas.

In der 6 ist ein Flussdiagramm dargestellt, nach dem die Auswertungseinrichtung 44 arbeitet. Nach dem Start in Schritt 100 wird in Schritt 102 die Steuerung 43 veranlasst, den Schwenkmotor 54 in Betrieb zu setzen, so dass die Laser-Messeinrichtung 42 stufenweise einen bestimmten Winkelbereich vor der Erntemaschine 10 überstreicht. Dabei werden die jeweiligen Schwenkwinkel und Abstandsmesswerte abgespeichert und in Schnitt 104 an die Auswertungseinrichtung 44 übertragen.In the 6 a flow chart is shown, after which the evaluation device 44 is working. After the start in step 100 will be in step 102 the control 43 causes the swivel motor 54 put into operation, so that the laser measuring device 42 Gradually a certain angle range in front of the harvester 10 sweeps. The respective swivel angle and distance measured values are stored and in section 104 to the evaluation device 44 transfer.

In Schritt 106 wird anhand der Messwerte die Bestandsdichte und das Volumen der auf dem Feld stehenden Pflanzen 62 berechnet. Dabei wird zunächst aus den Abstandsmesswerten die Kontur der Pflanzen 62 ermittelt, d. h. unter Berücksichtigung der Geometrie der gesamten Messanordnung einschließlich ihrer Anbringung an der Erntemaschine 10 wird die vertikale Querschnittsfläche (d. h. die Kontur) der stehenden Front der Pflanzen 62 ermittelt. Diese Berechnung kann wie in der DE 197 43 884 A1 und EP 0 887 660 A2 beschrieben erfolgen, deren Offenbarungen durch Bezugnahme hierin mit aufgenommen werden.In step 106 the stocking density and the volume of plants in the field are measured based on the measurements 62 calculated. In the process, the distance measurements first make up the contour of the plants 62 determined, ie taking into account the geometry of the entire measuring arrangement including their attachment to the harvester 10 becomes the vertical cross-sectional area (ie the contour) of the standing front of the plants 62 determined. This calculation can be like in the DE 197 43 884 A1 and EP 0 887 660 A2 described, the disclosures of which are incorporated herein by reference.

Anhand der Abstandsmesswerte und Winkel für den stehenden Bestand (in der Figuren die Winkelbereiche von etwa –50° bis +50°) erfolgt im Schritt 108 eine Ermittlung der Bestandsdichte der Pflanzen, indem die Standardabweichung der Abstandsmesswerte errechnet und mittels einer geeigneten, durch Versuche ermittelten Kalibriertabelle in eine Bestandsdichte umgerechnet wird. Das Volumen der Pflanzen 62 lässt sich dann aus der Breite und Höhe bzw. Querschnittsfläche und der Bestandsdichte der Pflanzen (durch Multiplikation der Fläche mit der Bestandsdichte) ermitteln.Based on the distance measurement values and angles for the standing stock (in the figures, the angular ranges of about -50 ° to + 50 °) takes place in the step 108 a determination of the plant density by calculating the standard deviation of the distance measurement values and converting it into a stock density using a suitable calibration table determined by tests. The volume of the plants 62 can then be determined from the width and height or cross-sectional area and the stock density of the plants (by multiplying the area with the population density).

Um möglichst genaue Messwerte zu erzielen, bestimmt die Auswertungseinrichtung 44 vorzugsweise die Variationen (hier: Standardabweichungen) für die einzelnen Teilbereiche A bis G gemäß 5 getrennt voneinander. Die Grenzen der Teilbereiche A bis G können festliegen oder durch die Auswertungseinrichtung anhand von Sprüngen oder anderen Änderungen (insbesondere der Variationen) in den Messkurven selbsttätig bestimmt werden. Die für die einzelnen Teilbereiche A bis G ermittelten Variationen der Abstände können separat in Bestandsdichten umgerechnet werden. Auch die Konturen der einzelnen Teilbereiche A bis G werden zweckmäßigerweise separat evaluiert und mit den zugehörigen ermittelten Bestandsdichten multipliziert, um die Volumina der Pflanzen in den Teilbereichen zu bestimmen, die schließlich addiert werden, um das Gesamtvolumen innerhalb der Schnittbreite der Erntemaschine 10 zu bestimmen.In order to obtain the most accurate measured values, the evaluation device determines 44 preferably the variations (here: standard deviations) for the individual subareas A to G according to 5 separated from each other. The limits of the subregions A to G may be fixed or determined automatically by the evaluation device on the basis of jumps or other changes (in particular of the variations) in the measuring curves. The variations of the distances determined for the individual partial areas A to G can be converted separately into inventory densities. The contours of the individual subareas A to G are expediently evaluated separately and multiplied by the associated determined stock densities in order to determine the volumes of the plants in the subareas that are finally added to the total volume within the cutting width of the harvester 10 to determine.

Das einem Durchlauf der Laser-Messeinrichtung 42 über den Winkelbereich zuzuordnende Volumen wird im Schritt 110 abgespeichert, wobei eine Information über den Zeitpunkt und/oder die Position, an dem die Messung erfolgte, mit abgespeichert wird. Der Zeitpunkt kann mit einer entsprechenden Uhr ermittelt werden, die Position mit einem Positionsbestimmungssystem wie GPS, wozu eine Antenne 120 vorgesehen ist.The one pass of the laser measuring device 42 The volume to be allocated over the angle range is determined in step 110 stored, with information about the time and / or the position at which the measurement was made, is stored with. The time can be determined with a corresponding clock, the position with a positioning system such as GPS, including an antenna 120 is provided.

Im Schritt 112 wird der Volumendurchsatz in der Erntemaschine 10 mit dem Gutdurchsatzsensor 48 und dem Geschwindigkeitssensor 49 gemessen. Der Volumendurchsatz hängt von der bekannten Breite des Schrägförderers 38, der mit dem Gutdurchsatzsensor 48 gemessenen Dicke der Gutmatte und der Fördergeschwindigkeit des Schrägförderers 38 ab, die mit dem Geschwindigkeitssensor 49 gemessen wird. Aus den Messwerten der genannten Sensoren wird der Volumendurchsatz (Volumen pro Zeiteinheit) bestimmt.In step 112 becomes the volume throughput in the harvester 10 with the good throughput sensor 48 and the speed sensor 49 measured. The volume throughput depends on the known width of the feederhouse 38 , the one with the flow rate sensor 48 measured thickness of the Gutmatte and the conveying speed of the inclined conveyor 38 starting with the speed sensor 49 is measured. The volumetric flow rate (volume per time unit) is determined from the measured values of the aforementioned sensors.

In Schritt 114 wird der in Schritt 112 bestimmte Volumendurchsatz in der Erntemaschine mit einem theoretischen Durchsatz verglichen. Der theoretische Durchsatz wird anhand der in Schritt 110 abgespeicherten Menge und der Vortriebsgeschwindigkeit der Erntemaschine 10 berechnet, wobei die abgespeicherten Werte verwendet werden, die dem Zeitpunkt bzw. der Position entsprechen, an der die Pflanzen 62 stehen, deren Durchsatz in Schritt 112 in der Erntemaschine gemessen wurde. Falls der Vergleich in Schritt 114 keine (zumindest näherungsweise) Übereinstimmung der beiden Werte ergibt, folgt Schritt 116, in dem eine Fehlermeldung abgegeben wird. Anhand der Fehlermeldung kann die Bedienungsperson erkennen, dass eine Überprüfung der Laser-Messeinrichtung 42 erforderlich ist. Auch ist dann eine manuelle Einstellung der Vortriebsgeschwindigkeit und der übrigen Parameter sinnvoll, die ansonsten automatisch eingestellt werden können.In step 114 will be the one in step 112 certain volume throughput in the harvester compared to a theoretical throughput. The theoretical throughput is determined by the in step 110 stored amount and the propulsion speed of the harvester 10 calculated, using the stored values corresponding to the time or position at which the plants 62 stand, whose throughput in step 112 measured in the harvester. If the comparison in step 114 there is no (at least approximately) agreement between the two values, step follows 116 in which an error message is issued. Based on the error message, the operator can recognize that a check of the laser measuring device 42 is required. Also, then a manual adjustment of the propulsion speed and the other parameters makes sense, which can otherwise be set automatically.

Stimmen die Werte überein, folgt Schritt 118, in dem die Auswertungseinrichtung 44 anhand der in Schritt 110 abgespeicherten Mengenwerte über die Geschwindigkeitsvorgabeeinrichtung 64 die Vortriebsgeschwindigkeit der Erntemaschine 10 auf einen Wert einstellt, der einer optimalen Auslastung der Erntemaschine 10 entspricht. Dabei wird der Zeitraum berücksichtigt, bis die Erntemaschine 10 die Stelle erreicht, an der die Pflanzen 62 stehen, die einem gemessenen Mengenwert entsprechen. Außerdem wird die durch die Auswertungseinrichtung 44 über den Antrieb 46 die Dreschtrommeldrehzahl auf einen von der in Schritt 110 gemessenen Menge und der mit dem Feuchtigkeitssensor 50 gemessenen Feuchtigkeit abhängigen Wert eingestellt.If the values agree, follow step 118 in which the evaluation device 44 using the in step 110 stored quantity values via the speed setting device 64 the propulsion speed of the harvester 10 set to a value of optimal utilization of the harvester 10 equivalent. The period is considered until the harvester 10 reaches the place where the plants 62 stand, which correspond to a measured quantity value. In addition, the by the evaluation device 44 over the drive 46 the threshing drum speed on one from the one in step 110 measured amount and with the moisture sensor 50 adjusted measured humidity dependent value.

Auf Schritt 118 folgt wieder Schritt 102. Auf diese Weise wird kontinuierlich eine Reihe von Messwerten der Bestandsdichte und des Pflanzenvolumens erzeugt, die unter Berücksichtigung der Vortriebsgeschwindigkeit der Erntemaschine zeitverzögert zur Vortriebsgeschwindigkeitssteuerung und optional zur Einstellung von Parametern der Drescheinrichtung 24 und der Reinigungseinrichtung 34 der Erntemaschine 10 verwendet wird. Unter Berücksichtigung der Messwerte des Feuchtigkeitssensors 50 kann das Pflanzenvolumen durch die Auswertungseinrichtung 44 auch in eine Pflanzenmasse umgerechnet werden, die zur Verwendung für Zwecke der Präzisionslandwirtschaft mittels der Positionssignale der Antenne 120 georeferenziert abgespeichert werden können.On step 118 follows again step 102 , In this way, a series of inventory density and plant volume readings are continuously generated, taking into account the propulsion speed of the harvester, delayed in propulsion speed control, and optionally, thresholding parameter settings 24 and the cleaning device 34 the harvester 10 is used. Taking into account the measured values of the humidity sensor 50 can the plant volume through the evaluation device 44 also be converted into a plant mass suitable for use for precision farming purposes by means of the position signals of the antenna 120 georeferenced can be stored.

Die beschriebene Erkennung der Bestandsdichte anhand der Bestimmung der Variation der erfassten Laufzeiten der Wellen vom Sender 56 zum Empfänger 58 ermöglicht eine selbständige Anpassung der Vortriebsgeschwindigkeit der Erntemaschine 10. Falls die Pflanzen 62 umgefallen sind (Lagergetreide, vgl. den Teilbereich D in 5) wird diese Tatsache anhand der größeren erfassten Abstände ebenfalls erkannt und führt zu einer Korrektur der Geschwindigkeit in die korrekte Richtung. Die vorliegende Erfindung eignet sich nicht nur für stehende Pflanzen, wie zuvor beschrieben, sondern auch für in einem Schwad liegende Pflanzen, da bei dichteren Schwaden ebenfalls homogenere Abstandswerte als bei dünneren Schwaden gewonnen werden.The described detection of the stocking density based on the determination of the variation of the detected transit times of the waves from the transmitter 56 to the recipient 58 allows an independent adjustment of the propulsion speed of the harvester 10 , If the plants 62 have fallen over (storage crops, see the subsection D in 5 ) this fact is also recognized on the basis of the larger detected distances and leads to a correction of the speed in the correct direction. The present invention is suitable not only for standing plants as described above, but also for plants lying in a swath, since with denser swaths also homogeneous distance values are obtained than with thinner swaths.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0887660 A2 [0003, 0040]
- EP 1271139 A2 [0004, 0007]
DE 19743884 A1 [0040]

Claims

Device for recording the plant density of plants ( 62 ) on a field, with a transmitter ( 56 ), which is adapted to radiate electromagnetic waves to a plant population, a spatially and / or angle-resolving receiver ( 58 ), which is set up by the plants ( 62 ) of the plant population and / or waves reflected from the ground, and an evaluation device ( 44 ), which is set up, the duration of the waves of the transmitter ( 56 ) to the recipient ( 58 ) at different points along a measuring direction, characterized in that the evaluation device ( 44 ), the stock density of the plants ( 62 ) on the basis of the variation of the detected transit times in the direction of measurement.

Device according to claim 1, characterized in that that the measuring direction is transverse to a direction of forward movement the device and extends parallel to the ground.

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the evaluation device ( 44 ) is operable to output a larger stock density in a smaller variation of the detected transit times in the measuring direction than in a larger variation of the transit times in the measuring direction.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the evaluation device ( 44 ) is operable to split the measuring direction into subregions (A to G) and to determine the stock densities separately in the subregions (A to G).

Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the evaluation device ( 44 ), the volume and / or the mass of the plants ( 62 ).

Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the evaluation device ( 44 ) with a humidity sensor ( 50 ), which is designed to reduce the moisture of the plants ( 62 ) to eat.

Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the evaluation device ( 44 ) with a good throughput sensor ( 48 ), which is set up, the throughput in a harvester ( 10 ) to eat.

Apparatus according to claim 7, characterized in that the evaluation device ( 44 ), the measured value of the good throughput sensor ( 48 ) with one from the signals of the recipient ( 58 ) to compare the calculated value.

Device according to one of claims 7 or 8, characterized in that the evaluation device ( 44 ), the measured value of the good throughput sensor ( 48 ) for calibration of the signals from the receiver ( 58 ) to use the calculated quantity value.

Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the evaluation device ( 44 ) with a steering device and / or a speed setting device ( 64 ) and / or a device for setting a Erntegutaufnahmeeinrichtung and / or Gutbearbeitungs- and / or Gutfördereinrichtung and / or a recording device for particular georeferenced recording of the stock densities and / or quantitative values and / or harvested surface is connected.

Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the evaluation device ( 44 ) is operable to distinguish whether present in front of a Erntegutaufnahmeeinrichtung a harvester harvested or not harvested stock.

Apparatus according to claim 11, when dependent on claim 10, characterized in that the evaluation device ( 44 ) is operable on the basis of a detection of a field end or headland carried out on the distinction between harvested and non-harvested stock, the speed setting device ( 64 ), the harvester ( 10 ) at the headland or at the end of the field and only accelerate again after returning to the unharvested stock.

Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the evaluation device ( 44 ) is operable to recognize plants lying on the field.

Harvesting machine ( 10 ) with a device according to one of claims 1 to 13.

Method for recording the density of plants in a field, with a transmitter ( 56 ), which radiates electromagnetic waves to a plant population, a spatially and / or angle-resolving receiver ( 58 ), of the plants ( 62 ) of the plant population and / or waves reflected from the ground, and an evaluation device ( 44 ), which determines the duration of the waves of the transmitter ( 56 ) to the recipient ( 58 ) determined at different points along a measuring direction, characterized in that the evaluation device ( 44 ) the stock density of plants ( 62 ) determined on the basis of the variation of the detected transit times in the measuring direction.