DE102009039602B3

DE102009039602B3 - Animal searching and detecting method for use in agricultural field and meadow, involves driving camera by guiding system, and delivering alarm signal when detected animal is determined by pattern recognition algorithms

Info

Publication number: DE102009039602B3
Application number: DE200910039602
Authority: DE
Inventors: Martin Israel; Thomas Schwarzmaier
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2009-09-01
Filing date: 2009-09-01
Publication date: 2011-04-07
Anticipated expiration: 2029-09-02

Abstract

The method involves moving a camera (3) along a camera guide rail (2) transverse to a driving direction (4) of an agricultural vehicle. The camera is driven by a guiding system in a vision line of an infrared-radiation sensor (6) during occurrence of detected signals of the sensor that is formed as a front end sensor, and a digital signal is triggered from a position when the camera is moved for analyzing an image using pattern recognition algorithms. An alarm signal is delivered when the detected animal is determined by the pattern recognition algorithms. An independent claim is also included for a device for searching and detecting an animal hidden in an agricultural field and meadow during machine processing of the agricultural field of an infrared-radiation sensor that is fixed to an agricultural vehicle, comprising a camera.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Suche und Erkennung von in landwirtschaftlichen Feldern und Wiesen versteckten Tieren bei einer in Streifen ablaufenden, maschinellen Bearbeitung, insbesondere Mahd, dieser landwirtschaftlichen Flächen mittels an einem landwirtschaftlichen Fahrzeug in etwa gleicher Höhe und mit etwa gleichen Abständen zueinander quer zur Fahrtrichtung in einer Reihe angebrachter, zum Boden hin ausgerichteter Infrarot-Strahlungssensoren und einer oder mehreren ebenfalls an diesem Fahrzeug angebrachter Kameras.The invention relates to a method for the search and detection of hidden in agricultural fields and meadows animals running in strips, machining, especially mowing, these agricultural surfaces by means of an agricultural vehicle at about the same height and at approximately equal distances to each other transverse to the direction of travel in a row attached, oriented to the ground infrared radiation sensors and one or more also attached to this vehicle cameras.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention also relates to a device for carrying out the method.

Bei der Bearbeitung landwirtschaftlicher Flächen sterben nach Schätzungen jedes Jahr ca. 500 000 Wildtiere allein in Deutschland. Ein Großteil davon fällt der Grönlandmahd zum Opfer, die größtenteils zur Futtergewinnung für Milchkühe dient. Vor allem Rehkitze, die üblicherweise genau in der Mähperiode geboren werden, werden oft unbeabsichtigt geopfert und erleiden zumeist einen qualvollen Tod, aber auch junge Hasen, Gelege und geschlüpfte Bodenbrüter fallen der Frühjahrsmahd zum Opfer. Grund dafür ist das instinktive Verharren der neugeborenen Tiere bei Gefahr (Drückverhalten) bzw. das zu langsame Fliehen. Zusätzlich kann bei der Silage des durch Kadaverteile kontaminierten Mähguts rasch ein geruchloses tödliches Gift namens Botulinumtoxin entstehen, das die mit einem derart kontaminierten Mähgut gefütterten Tiere ebenfalls eines qualvollen Todes sterben lässt. Durch den Verlust der Nutztiere wird der Landwirtschaft außerdem ein erheblicher finanzieller Schaden beigefügt.According to estimates, around 500,000 wild animals die every year in Germany when processing agricultural land. Much of it falls victim to the Greenlandmahd, which largely serves to feed dairy cattle. Especially fawns, which are usually born exactly in the Mähperiode, are often inadvertently sacrificed and suffer mostly a painful death, but also young rabbits, eggs and hatched ground breeders fall victim to the spring mahd. The reason for this is the instinctive persistence of the newborn animals in danger (pushing behavior) or the too slow flight. In addition, the silage of cadaver-contaminated crops can quickly create an odorless deadly toxin called botulinum toxin, which also causes the animals fed with such contaminated crops to die a painful death. The loss of livestock also adds considerable financial damage to agriculture.

Für die maschinelle landwirtschaftliche Bearbeitung von Feldern und Wiesen, insbesondere die maschinell durchgeführte Grönlandmahd, sollte es also immer ein Ziel sein, verbesserte Verfahren und Systeme einzusetzen, die zu einer Reduzierung von getöteten Wildtieren führen.For the mechanical agricultural processing of fields and meadows, in particular the machine-guided Greenland mowing, it should therefore always be an objective to use improved methods and systems that lead to a reduction of killed wild animals.

Es ist bekannt, Rehkitze und andere junge Wildtiere mit Infrarot-Sensoren zu erkennen. Ein Gerät mit derartigen Sensoren detektiert Temperaturunterschiede in einer Wiese und funktioniert sehr gut am frühen Morgen, wenn die Sonne die Wiese noch nicht erwärmt hat. Da die Wiesen aber vorwiegend bei Sonnenschein gemäht werden, also dann, wenn die Wiesen von der Sonne bereits erwärmt wurden, und deswegen die Infrarot-Sensoren des Geräts viele Fehlalarme verursachen, ist ein solches Gerät für den Einsatz am Mähwerk ungeeignet.It is known to detect fawns and other young wild animals with infrared sensors. A device with such sensors detects temperature differences in a meadow and works very well in the early morning when the sun has not yet warmed the meadow. However, since the meadows are mainly mowed in sunshine, so when the meadows have already been heated by the sun, and therefore cause the device's infrared sensors many false alarms, such a device is unsuitable for use at the mower.

Eine Einrichtung zur Erkennung von in landwirtschaftlich genutztem Grund versteckten Wildtieren mittels einer an einem landwirtschaftlichen Bearbeitungsfahrzeug angebrachten optischen Sensoranordnung aus Infrarot-Detektoren ist z. B. aus DE 37 30 449 C2 bekannt.A device for detecting hidden in agricultural land wild animals by means of an attached to an agricultural processing vehicle optical sensor array of infrared detectors is z. B. off DE 37 30 449 C2 known.

Im Forschungsstadium befindet sich ein traktortaugliches Gerät, das auf Basis von Mikrowellen-Radarsensoren Rehkitze und andere Tiere an Hand des hohen Wassergehalts erkennen kann.At the research stage there is a tractor-compatible device that can detect fawns and other animals based on the high water content on the basis of microwave radar sensors.

Daneben wird auch an bildgebenden Verfahren gearbeitet. Hier werden Kameras eingesetzt, die an einem am landwirtschaftlichen Bearbeitungsfahrzeug befestigten Auslegerarm senkrecht von oben etwa im Abstand von 1,20 m zum Erdboden in den nächsten Mähstreifen hineinblicken. Die Bildaufnahmen werden an einen Mustererkennungsalgorithmus übergeben.In addition, work is also being done on imaging techniques. Here, cameras are used, which look at a boom attached to the agricultural processing vehicle vertically from above approximately at a distance of 1.20 m from the ground in the next Mähstreifen. The images are transferred to a pattern recognition algorithm.

Dieser entscheidet automatisch, ob auf dem Bild ein Rehkitz enthalten ist oder nicht. Als Kameras werden RGB-, Monochrom- oder thermische Infrarot-Kameras eingesetzt. Um eine Mähbreite von ca. 3 m abzudecken, müssen mindestens sechs Kameras eingesetzt werden, die jeweils im Abstand von ca. 50 cm auf dem Auslegerarm montiert werden. Dies ist nötig, da bei hohem Gras die Halme die seitliche Sicht versperren.This decides automatically whether in the picture a fawn is included or not. The cameras used are RGB, monochrome or thermal infrared cameras. To cover a mowing width of approx. 3 m, at least six cameras must be used, each of which is mounted at a distance of approx. 50 cm on the cantilever arm. This is necessary, because with tall grass the stalks block the lateral view.

Dieses Verfahren führt jedoch zu einer hohen Anzahl von benötigten Kameras und einer sehr umfangreichen Elektronik, was auf Grund der hohen Kosten und der komplexen Elektronik als besonders nachteilig anzusehen ist. Des Weiteren wird eine enorme Rechenleistung benötigt, um alle Bilder in Echtzeit mit dem Mustererkennungsalgorithmus zu überprüfen, was ebenfalls als sehr nachteilig zu betrachten ist.However, this method leads to a high number of required cameras and a very extensive electronics, which is to be regarded as particularly disadvantageous due to the high cost and complex electronics. Furthermore, an enormous amount of computing power is needed to check all images in real time with the pattern recognition algorithm, which is also very disadvantageous.

In DE 100 16 688 C2 ist eine erweiterte Einrichtung behandelt, bei der am landwirtschaftlichen Bearbeitungsfahrzeug eine oder mehrere Multisensoreinheiten vorgesehen sind, die jeweils aus einem IR-Strahlungssensor, einem Radar-Mikrowellensensor und/oder einer Kamera bestehen. Aus den Mess-Signalen der Sensoren jeder Multisensoreinheit wird ein gleitender Mittelwert gebildet, aus dem ein etwas größerer gleitender Schwellenwert abgeleitet wird, der ständig mit dem aktuellen Messwert verglichen wird. Bei Überschreiten des gleitenden Schwellenwertes wird ein Alarmsignal ausgelöst, das anzeigt, dass sich ein Objekt vor dem Fahrzeug befindet, das wärmer und/oder feuchter als der Untergrund ist. Auf einem durch die Kamera aufgenommenen Bild lässt sich dann die Situation vor dem Fahrzeug betrachten.In DE 100 16 688 C2 is an advanced device treated in which the agricultural processing vehicle one or more multi-sensor units are provided, each consisting of an IR radiation sensor, a radar microwave sensor and / or a camera. From the measurement signals of the sensors of each multisensor unit, a moving average is formed, from which a slightly larger sliding threshold value is derived, which is constantly compared with the current measured value. When the sliding threshold is exceeded, an alarm signal is triggered indicating that an object is in front of the vehicle that is warmer and / or wetter than the ground. The situation in front of the vehicle can then be viewed on a picture taken by the camera.

Aus der DE 10 258 347 A1 ist eine ähnliche Einrichtung zur Detektion von Objekten wie Vögeln, Igeln und Tieren, insbesondere Jungtieren im Acker- und Pflanzenbau bekannt. Dabei sind mehrere Sensoreinheiten an einem landwirtschaftlichen Bearbeitungsfahrzeug quer zur Fahrtrichtung nebeneinander angeordnet. Jeder der Sensoreinheiten kann dabei beispielsweise den Zwischenraum, der sich zwischen zwei Pflanzenreihen befindet, aufnehmen. Die Sensoreinheiten können jeweils einen Infrarotsensor und eine Videokamera aufweisen, sodass an dem landwirtschaftlichen Fahrzeug in etwa gleicher Höhe und mit etwa gleichem Abstand zueinander quer zu der Fahrtrichtung die Infrarotsensoren in einer Reihe angebracht und zum Boden hin ausgerichtet sind. Die Kamera gemäß DE 10 258 347 A1 dient zur Erkennung von Gelegen über Formerkennung von runden oder ovalen Formen auf dem Boden. In welcher zeitlichen Abfolge die Information über die Infrarotsensoren und die Videokamera aufgenommen werden oder auf welche Weise die beiden Sensoren zusammenarbeiten, ist in der Druckschrift DE 10 258 347 A1 nicht offenbart.From the DE 10 258 347 A1 a similar device is known for the detection of objects such as birds, hedgehogs and animals, especially young animals in agriculture and crop farming. There are several sensor units on an agricultural Processing vehicle arranged transversely to the direction of travel next to each other. Each of the sensor units can record, for example, the gap that is located between two rows of plants. The sensor units may each comprise an infrared sensor and a video camera, so that the infrared sensors are mounted in a row on the agricultural vehicle at approximately the same height and at approximately the same distance from each other transversely to the direction of travel and are aligned towards the ground. The camera according to DE 10 258 347 A1 is used to detect Lying over shape recognition of round or oval shapes on the floor. The chronological order in which the information is recorded via the infrared sensors and the video camera or how the two sensors work together is described in the document DE 10 258 347 A1 not revealed.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen sich die Zahl der benötigten Kameras sowie die Anzahl der aufzunehmenden Bilder reduzieren lässt, so dass auch der für die Bildauswertung benötigte Rechenaufwand gesenkt und die benötigte Elektronik verringert werden.The object of the present invention is to provide a method and a device with which the number of required cameras and the number of images to be recorded can be reduced so that the computational effort required for the image evaluation is reduced and the required electronics are reduced.

Gemäß der vorliegenden Erfindung, die sich auf ein Verfahren der eingangs genannten Art bezieht, das zur Suche und Erkennung von in landwirtschaftlichen Feldern und Wiesen versteckten Tieren bei einer in Streifen ablaufenden, maschinellen Bearbeitung, insbesondere Mahd, dieser landwirtschaftlichen Flächen dient, wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass die Suche in zwei Bereiche aufgeteilt wird, die bei Bewegung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs nacheinander den zu untersuchenden Bearbeitungsstreifen überprüfen, dass der erste, in Fahrtrichtung vordere Bereich mit der Reihe von Infrarot-Strahlungssensoren untersucht wird, die dabei als Vorfeldsensoren dienen, dass der zweite, dem ersten Bereich nachfolgende Bereich mit der/den Kamera/s untersucht wird, die mittels eines Führungssystems quer zur Fahrtrichtung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs entlang einer Kameraführungsschiene beweglich ist/sind, dass bei Auftreten eines für das Vorhandensein eines Tieres charakteristischen Detektionssignals eines der Vorfeldsensoren eine Kamera mittels des Führungssystems in die Blickspur dieses Vorfeldsensors gefahren wird, dass diese Kamera von der Stelle, an der dieses Detektionssignal ausgelöst worden ist, ein Bild zur anschließenden Auswertung mittels eines Mustererkennungsalgorithmus anfertigt, und dass dann, wenn durch den Mustererkennungsalgorithmus auf ein sicher detektiertes Tier entschieden wurde, ein Alarmsignal abgegeben wird.According to the present invention, which relates to a method of the type mentioned, which is used for searching and detection of animals hidden in agricultural fields and meadows in a running in strips, machining, especially mowing, these agricultural surfaces, the set object in that the search is divided into two areas which, when the agricultural vehicle is moving, successively check the processing strip to be examined, that the first, front-facing area is examined with the row of infrared radiation sensors serving as apron sensors the second area following the first area is examined with the camera (s) movable by means of a guide system transversely to the direction of travel of the agricultural vehicle along a camera guide rail which, when one occurs, is characteristic of the presence of an animal a camera is moved by means of the guidance system in the line of sight of this apron sensor, that this camera from the point at which this detection signal has been triggered, an image for subsequent evaluation by means of a pattern recognition algorithm makes, and that if, by the Pattern detection algorithm has been decided on a safely detected animal, an alarm signal is issued.

Es kann somit von den Vorfeldsensoren die komplette Mähstreifenbreite auf Temperatursprünge geprüft werden. Wenn davon ausgegangen wird, dass die auslösenden Objekte vereinzelt in der Wiese auftreten, so muss man nur eine Kamera, höchstens zwei Kameras vorsehen, welche durch ihre Beweglichkeit in Kombination mit den Vorfeldsensoren ebenfalls die gesamte Mähstreifenbreite überprüfen können.It can thus be checked by the apron sensors, the complete Mähstreifenbreite for temperature jumps. If it is assumed that the triggering objects occur occasionally in the meadow, then you have to provide only one camera, at most two cameras, which can also check the entire Mähstreifenbreite by their mobility in combination with the apron sensors.

Die Anzahl der benötigten Kameras reduziert sich damit von z. B. sechs auf eine bis zwei. Die Anzahl der erforderlichen Kameras hängt ab vom Abstand der Vorfeldsensoren zur Kameraführungsschiene, der Geschwindigkeit, mit der die Kameras positioniert werden können, der Fahrtgeschwindigkeit des Bearbeitungsfahrzeuges und vom Abstand und der Anzahl der zu untersuchenden Objekte. Ausgehend von einer zu bearbeitenden Streifenbreite von drei Metern, einer Fahrzeug-Geschwindigkeit von 20 km/h sowie einem Abstand zwischen Kameraführungsschiene und Vorfeldsensoren von etwa 1,5 Metern kann eine Lösung mit zwei Kameras angestrebt werden, da so die nötige Positioniergeschwindigkeit der Kameras gut zu realisieren ist.The number of required cameras is thus reduced by z. For example, six to one to two. The number of required cameras depends on the distance of the apron sensors to the camera guide rail, the speed with which the cameras can be positioned, the speed of travel of the processing vehicle and the distance and the number of objects to be examined. Based on a strip width of three meters to be processed, a vehicle speed of 20 km / h and a distance between camera guide rail and apron sensors of about 1.5 meters, a solution with two cameras can be sought, as well as the necessary positioning speed of the cameras realize is.

Ist es durch eine zu hohe Zahl von dicht aufeinander folgenden Vorfeldsensor-Meldungen nicht möglich, alle Objekte mit der Kamera bzw. den Kameras aufzunehmen, so wird zweckmäßig ein Warnsignal ausgegeben. Dieses sollte sich jedoch von dem Signal eines sicher detektierten Tieres unterscheiden, um die Akzeptanz der Landwirte an das System wegen Fehlmeldungen nicht zu beeinträchtigen.If it is not possible to record all objects with the camera or the cameras due to too high a number of close-ahead apron sensor messages, a warning signal is expediently output. However, this should differ from the signal of a safely detected animal in order not to affect the acceptance of the farmers to the system because of false reports.

Eine die gestellte Aufgabe vorteilhaft lösende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Reihe von Infrarot-Sensoren am landwirtschaftlichen Fahrzeug in einem ersten, in Fahrtrichtung vorderen Bereich angeordnet ist, wobei die Infrarot-Sensoren dabei als Vorfeldsensoren dienen, dass die Kamera/s in einem zweiten, dem ersten Bereich nachfolgenden Bereich am landwirtschaftlichen Fahrzeug angeordnet ist/sind und dabei mittels eines Führungssystems quer zur Fahrtrichtung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs entlang einer Kameraführungsschiene beweglich angebracht ist/sind, dass am landwirtschaftlichen Fahrzeug ein Steuergerät angebracht ist, welches das Führungssystem derart steuert, dass eine Kamera bei Auftreten eines für das Vorhandensein eines Tieres charakteristischen Detektionssignals eines der Vorfeldsensoren entlang der Kameraführungsschiene mittels eines motorischen Antriebs in die Blickspur dieses Vorfeldsensors fahrbar ist, dass das Steuergerät auch die Funktionen zur Steuerung der Auslösezeitpunkte der Kamera/s und zur Auswertung der Kamerabilder umfasst, so dass eine in die Blickspur eines Vorfeldsensors gefahrene Kamera von der Stelle, an der das Detektionssignal des betreffenden Vorfeldsensors ausgelöst worden ist, ein Bild zur anschließenden Auswertung mittels eines Mustererkennungsalgorithmus anfertigt, und dass das Steuergerät einen Signalgeber aufweist, der dann, wenn durch den Mustererkennungsalgorithmus auf ein sicher detektiertes Tier entschieden wurde, ein Alarmsignal abgibt.An object advantageously solved by the device for carrying out the method according to the present invention is characterized in that the row of infrared sensors is arranged on the agricultural vehicle in a first, front in the direction of travel, the infrared sensors are used as apron sensors in that the camera / s is / are arranged on the agricultural vehicle in a second region following the first region and is movably mounted along a camera guide rail by means of a guide system transversely to the direction of travel of the agricultural vehicle, in that a control device is mounted on the agricultural vehicle controlling the guidance system such that when a detection signal indicative of the presence of an animal of one of the apron sensors occurs along the camera guide rail by means of a motorized drive, a camera enters the line of sight of that apron it is mobile that the control unit also includes the functions for controlling the triggering times of the camera / s and for evaluating the camera images, so that a camera driven into the viewing lane of an apron sensor is triggered from the point at which the detection signal of the relevant apron sensor was triggered. a picture for subsequent evaluation by means of a pattern recognition algorithm, and that the control unit has a signal generator, which then, if it was decided by the pattern recognition algorithm on a safely detected animal emits an alarm signal.

Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Verfahrens und der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung sind in den sich auf die unabhängigen Patentansprüche unmittelbar oder mittelbar rückbeziehenden Ansprüchen angegeben.Advantageous and expedient developments and refinements of the method and the device according to the present invention are specified in the claims that relate directly or indirectly to the independent claims.

Die Erfindung wird nachfolgend im Einzelnen anhand von Figuren und vorteilhaften Ausführungsbeispielen von Vorrichtungen für die Durchführung des Verfahrens erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in detail below with reference to figures and advantageous embodiments of devices for carrying out the method. Show it:

1 eine schematische Schrägansicht des Gesamtaufbaus einer an einem Traktor mit Seitenmähwerk angebrachten Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, 1 3 is a schematic perspective view of the overall structure of a device mounted on a side mower tractor according to the present invention;

2 eine schematische Schrägansicht einer Kamerakombination unter Verwendung eines Aufbaus mit zwei Kameras, 2 a schematic perspective view of a camera combination using a construction with two cameras,

3 eine schematische Schrägansicht einer Kamerakombination unter Verwendung eines Aufbaus mit eingespiegelter Kamera, 3 a schematic perspective view of a camera combination using a construction with a mirrored camera,

4 die schematische Darstellung einer Anordnung von Vorfeldsensoren und Kameras, 4 the schematic representation of an arrangement of apron sensors and cameras,

5 in einem fahrtstreckenabhängigen Diagramm mögliche Signale eines Vorfeldsensors bei Fahrt über eine Wiese, wobei das Diagramm lediglich der Veranschaulichung dienen soll, da in einer realen Wiese die Signale wesentlich seltener vorkommen, 5 in a route-dependent diagram possible signals of an apron sensor when driving over a meadow, the diagram is only intended to illustrate, since in a real field the signals occur much less frequently,

6 eine perspektivische Ansicht eines Kamerawagens von oben, 6 a perspective view of a camera car from above,

7 eine perspektivische Ansicht des in 6 dargestellten Kamerawagens von unten, 7 a perspective view of the in 6 pictured camera dolly from below,

8 in einer perspektivischen Ansicht von rechts einen schienengeführten Kamerawagen mit Antriebsriemen, 8th in a perspective view from the right a rail-guided camera carriage with drive belt,

9 in einer perspektivischen Ansicht von links den in 9 in a perspective view from the left the in

8 dargestellten schienengeführten Kamerawagen mit Antriebsriemen, 8th shown rail-guided camera carriage with drive belt,

10 in einer perspektivischen Schnittansicht die der Kameraführung dienende Schiene mit Zahnriemenspannern am einen Ende der Schiene, 10 in a perspective sectional view of the camera guide rail with toothed belt tensioners at one end of the rail,

11 in einer perspektivischen Schnittansicht die der Kameraführung dienende Schiene von 10 mit Zahnriemenantrieben am anderen Ende der Schiene, 11 in a perspective sectional view of the camera guide rail of 10 with timing belt drives at the other end of the rail,

12 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer seitlichen Laufrolle des Kameraführungssystems, 12 an exploded perspective view of a lateral roller of the camera guide system,

13 eine perspektivische Explosions- und Schnittdarstellung der oberen Laufrollen des Kameraführungssystems, und 13 an exploded perspective and sectional view of the upper rollers of the camera guide system, and

14 eine perspektivische Ansicht des gesamten Kameraführungssystems für zwei Kamerawagen, wobei die Schiene aufgeschnitten dargestellt ist. 14 a perspective view of the entire camera guide system for two camera car, wherein the rail is shown cut away.

1 zeigt schematisch in einer perspektivischen Ansicht den möglichen Aufbau einer traktortauglichen Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, wobei der Traktor mit einem Seitenmähwerk 1 ausgestattet ist. Es wird hier ein Kamera-Führungssystem mit einer oder mehreren entlang einer Kameraführungsschiene 2 beweglichen Kameras 3 eingesetzt, die an einem sich quer zur Fahrtrichtung 4 des Traktors erstreckenden Auslegerarm senkrecht von oben im Abstand von etwa 1,20 m zum Erdboden in den nächsten Mähstreifen einer Wiese 5 hineinblicken, also über den vom Seitenmähwerk 1 gerade in der Bearbeitung begriffenen Mähstreifen hinaus, der bereits vorher im Hinblick auf das Vorhandensein von versteckten Tieren von der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung überprüft wurde. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der sich quer zur Fahrtrichtung 4 des Traktors erstreckende Auslegerarm so konstruiert, dass er zugleich die Kameraführungsschiene 2 bildet. 1 shows schematically in a perspective view the possible construction of a tractor-suitable device according to the present invention, wherein the tractor with a side mower 1 Is provided. There is here a camera guidance system with one or more along a camera guide rail 2 moving cameras 3 used at a crosswise to the direction of travel 4 Extending the boom of the tractor boom vertically from above at a distance of about 1.20 m to the ground in the next Mähstreifen a meadow 5 look into it, that is over the side mower 1 mower strip under processing, which has already been checked in advance for the presence of hidden animals by the device according to the present invention. In the illustrated embodiment, which is transverse to the direction of travel 4 the tractor extending arm so constructed that it also the camera guide rail 2 forms.

Die Suche im nächsten Mähstreifen der Wiese 5 ist in zwei Bereiche aufgeteilt, die nacheinander die zu untersuchende Mähspur überprüfen. Der erste überprüfte Bereich besteht aus einer Reihe von Infrarot-Sensoren 6, die im Abstand von etwa 0,5 Metern zueinander quer zur Fahrtrichtung 4 des Traktors angeordnet sind und als Vorfeldsensoren dienen.The search in the next Mähstreifen the meadow 5 is divided into two areas, which successively check the mowing track to be examined. The first area checked consists of a series of infrared sensors 6 , at a distance of about 0.5 meters to each other across the direction of travel 4 of the tractor are arranged and serve as apron sensors.

Befestigt sind die als Vorfeldsensoren dienenden Infrarot-Sensoren 6 am Ende von Auslegern 7, die ihrerseits senkrecht nach vorn abstehend an der zugleich als Auslegerarm dienenden Kameraführungsschiene 2 fest angebracht sind. Der zweite Bereich besteht aus dem bereits vorher erwähnten Kamera-Führungssystem, an dem entlang der Kameraführungsschiene 2 eine oder mehrere Kameras quer zur Fahrtrichtung 4 des Traktors bewegt werden können.Attached are serving as apron sensors infrared sensors 6 at the end of outrigger 7 which, in turn, projecting vertically forwardly against the camera guide rail which also serves as a cantilever arm 2 are firmly attached. The second area consists of the previously mentioned camera guidance system along which the camera guide rail 2 one or more cameras across the direction of travel 4 of the tractor can be moved.

Bei einem Detektionssignal eines Vorfeldsensors wird eine Kamera 3 in die Blickspur dieses Sensors gefahren und macht von der Stelle, an welcher der Alarm eines Vorfeldsensors ausgelöst wurde, ein Bild zur Auswertung mit dem Mustererkennungsalgorithmus. Dieser entscheidet automatisch, ob ein Rehkitz 8 auf dem Kamerabild enthalten ist oder nicht. Als Kameras können RGB-, Monochrom- oder thermische Infrarot-Kameras eingesetzt werden. Es kann somit von den Vorfeldsensoren die komplette Mähspurbreite auf Temperatursprünge geprüft werden. Davon ausgehend, dass die auslösenden Objekte nur vereinzelt in der Wiese 5 auftreten, muss man somit nur eine Kamera 3, eventuell zwei Kameras 3 vorsehen, welche auf Grund ihrer Verschiebbarkeit in Kombination mit den Vorfeldsensoren die gesamte Mähstreifenbreite überprüfen können.In a detection signal of an apron sensor becomes a camera 3 in the eye of this Sensor driven and makes from the point at which the alarm of an apron sensor was triggered, an image for evaluation with the pattern recognition algorithm. This decides automatically whether a fawn 8th included on the camera image or not. As cameras, RGB, monochrome or thermal infrared cameras can be used. It can thus be checked by the apron sensors, the complete mowing width for temperature jumps. Assuming that the triggering objects only sporadically in the meadow 5 So you only have to have one camera 3 , maybe two cameras 3 provide, which can check the entire Mähstreifenbreite due to their displaceability in combination with the apron sensors.

Die Anzahl der benötigten Kameras 3 hängt ab vom Abstand der Vorfeldsensoren zur Kameraführungsschiene 2, der Geschwindigkeit mit der die Kameras 3 positioniert werden können, der Fahrtgeschwindigkeit des Mähwerkes 1 und vom Abstand und der Anzahl der zu untersuchenden Objekte 8. Ausgehend von einer Arbeitsbreite von 3 Metern, einer Geschwindigkeit von 20 km/h sowie einem Abstand zwischen Kameraführungsschiene 2 und Vorfeldsensoren von etwa 1,5 Metern wird eine Lösung mit zwei Kameras 3 angestrebt, da so die nötige Positioniergeschwindigkeit der Kameras 3 gut zu realisieren ist.The number of required cameras 3 depends on the distance of the apron sensors to the camera guide rail 2 , the speed with which the cameras 3 can be positioned, the travel speed of the mower 1 and the distance and the number of objects to be examined 8th , Based on a working width of 3 meters, a speed of 20 km / h and a distance between the camera guide rail 2 and apron sensors of about 1.5 meters will be a solution with two cameras 3 aspired, because so the necessary positioning speed of the cameras 3 good to realize.

Ist es wegen einer zu hohen Anzahl dicht aufeinander folgender Vorfeldsensor-Meldungen nicht möglich, alle Objekte 8 mit der Kamera aufzunehmen, dann wird ein Warnsignal ausgegeben. Dieses sollte sich jedoch von dem Alarmsignal eines sicher detektierten Tieres unterscheiden, um die Akzeptanz der Landwirte an das System wegen Fehlmeldungen nicht zu beeinträchtigen.Is it not possible to have all objects due to an excessive number of close-ahead apron sensor messages? 8th with the camera, then a warning signal is output. However, this should differ from the alarm signal of a safely detected animal in order not to affect the acceptance of the farmers to the system because of false reports.

Im Folgenden werden anhand von 2 und 3 Kameranachführungen in zwei vorteilhaften Ausführungsformen von Kamerakombinationen der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung erläutert. Derartige Kameranachführungen vermindern Bildverschmierungen, die auf Grund der Fahrtbewegungen auftreten.The following are based on 2 and 3 Camera tracking in two advantageous embodiments of camera combinations of the device according to the present invention explained. Such camera tracks reduce image blurs that occur due to the travel movements.

In dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Kameranachführung sind zwei Kameras 9, 10 an Schrittmotoren 11 aufgehängt, welche durch Schwenken der Kameras 9, 10 die Fahrtbewegung ausgleichen. Bei einer Geschwindigkeit von 20 km/h und einer typischen Integrationszeit beziehungsweise Belichtungszeit der Kameras 9, 10 von 10 ms werden die Bilder um etwa 55 mm verschmiert.In the in 2 illustrated embodiment, a camera tracking are two cameras 9 . 10 to stepper motors 11 Hung, which by pivoting the cameras 9 . 10 compensate for the movement. At a speed of 20 km / h and a typical integration time or exposure time of the cameras 9 . 10 of 10 ms, the images are smeared by about 55 mm.

Bei der Verwendung von Schrittmotoren 11 von 0,45° Schrittauflösung wird die Verschmierung bei einer Höhe der Kameras 9 bzw. 10 von 1,2 m auf etwa 9,5 mm reduziert. Es ist möglich, entweder eine Kamera 9 für den sichtbaren Spektralbereich (VIS Kamera) oder eine Kamera 10 für den thermischen Infrarot-Spektralbereich (IR-Kamera) oder eine Kombination aus beiden Kameras 9 und 10 zu verwenden. Letztere Kombination zeigt 2, wobei zur Befestigung der Schrittmotoren 11 und Kameras 9 und 10 ein Montagewinkel 12 mit Kamerahalterungen 13 und 14 dient. Die zur Verwendung angestrebten Kameras 9 und 10 sind sehr klein und leicht.When using stepper motors 11 of 0.45 ° step resolution will smear at a height of the cameras 9 respectively. 10 reduced from 1.2 m to about 9.5 mm. It is possible either a camera 9 for the visible spectral range (VIS camera) or a camera 10 for the thermal infrared spectral range (IR camera) or a combination of both cameras 9 and 10 to use. The latter combination shows 2 , wherein for attachment of the stepper motors 11 and cameras 9 and 10 a mounting bracket 12 with camera mounts 13 and 14 serves. The cameras intended for use 9 and 10 are very small and light.

Soll z. B. für den sichtbaren Spektralbereich eine größere und vor allem schwerere Kamera 9 verwendet werden, so kann diese auch fest in einem auf der Kameraführungsschiene laufenden Wagen montiert werden. Bewegt werden dann mittels der Schrittmotoren 11 lediglich die Kamera 10 und ein Spiegel 15, welcher den Blickwinkel der schweren, fest montierten Kamera 9 nachführt. Einen solchen Aufbau zeigt 3. Solange die Nachführung nicht benötigt wird, werden die Schrittmotoren 11 abgeschaltet, um unnötige Wärmeentwicklung zu vermeiden. Die Position der Schrittmotoren 11 wird nicht über eine zusätzliche Sensorik, sondern lediglich durch Zählen der Motorschritte ermittelt. Es ist deshalb nach dem Einschalten der Schrittmotoren 11 jedes Mal notwendig, an einen Grenztaster anzutasten, um die Ausgangsposition zu bestimmen.Should z. B. for the visible spectral range, a larger and, above all, heavier camera 9 used, it can also be mounted firmly in a running on the camera guide rail car. To be moved then by means of stepper motors 11 only the camera 10 and a mirror 15 , which gives the perspective of the heavy, fixed camera 9 readjusts. Such a structure shows 3 , As long as the tracking is not needed, the stepper motors 11 switched off to avoid unnecessary heat generation. The position of the stepper motors 11 is not determined by an additional sensor, but only by counting the motor steps. It is therefore after switching on the stepper motors 11 every time necessary to touch a limit switch to determine the home position.

Nachfolgend werden anhand von 1, 4 und des Diagramms von 5 die Vorfeldsensoren einer vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung erläutert.The following are based on 1 . 4 and the diagram of 5 the apron sensors of an advantageous embodiment of the device according to the present invention explained.

Die Vorfeldsensoren sind als Infrarot-Wärmesensoren ausgeführt. Sie werden in etwa 1,5 Metern Abstand vor der Kameraführungsschiene 2 quer zur Fahrtrichtung 4 des Traktors in einer Reihe an zueinander parallel angeordneten Auslegern 7 montiert, die an der zugleich einen Auslegerarm des Traktors bildenden Kameraführungsschiene 2 befestigt sind, vgl. 1 und 4. Bei einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs von 20 km/h besteht eine Vorwarnzeit von etwa 0,25 s, bis die Kamera 3 mittig über derjenigen Stelle steht, an welcher der Alarm des Vorfeldsensors ausgelöst wurde (Stelle, an der sich in der Wiese 5 das Rehkitz 8 befindet). In dieser Zeit wird einer der jeweils eine Kamera 3 tragenden Kamerawagen (siehe 6 und 7) hinter dem Vorfeldsensor positioniert und der Schrittmotor der Kameranachführung in seine Ausgangsposition gebracht (Antasten an Grenztaster).The apron sensors are designed as infrared heat sensors. They are about 1.5 meters away from the camera guide rail 2 transverse to the direction of travel 4 of the tractor in a series of arms arranged parallel to each other 7 mounted on the at the same time a cantilever arm of the tractor forming camera guide rail 2 are fixed, cf. 1 and 4 , At a vehicle speed of 20 km / h, there is a pre-warning time of about 0.25 seconds before the camera 3 in the middle above the point at which the alarm of the apron sensor was triggered (point at which in the meadow 5 the fawn 8th located). At this time one of each becomes a camera 3 carrying camera dolly (see 6 and 7 ) is positioned behind the apron sensor and the stepper motor of the camera tracking system is brought to its starting position (probing at the limit switch).

Um die Anzahl der zu einer Kameranachführung führenden Vorfeldsensor-Detektionssignale zu begrenzen, wird das Signal der Vorfeldsensoren zunächst auf seine Relevanz überprüft. Bei einem positiven Wärmesprung (von kalt nach warm) gibt der Vorfeldsensor einen positiven elektrischen Impuls aus, bei einem negativen Wärmesprung (von warm nach kalt) einen negativen elektrischen Impuls. In einer von der Sonne stark aufgeheizten Wiese gibt es zahlreiche Vorfeldsensorausschläge. Jedoch nicht alle davon deuten auf die Anwesenheit eines Tieres hin. 5 zeigt in einem Diagramm mögliche Signale des Vorfeldsensors in Abhängigkeit von der vom Traktor bei der Bearbeitung zurückgelegten Fahrtstrecke.In order to limit the number of leading to a camera tracking apron sensor detection signals, the signal of the apron sensors is first checked for its relevance. In the case of a positive thermal jump (from cold to warm), the apron sensor emits a positive electrical impulse; in the case of a negative heat jump (from warm to cold), a negative electrical impulse. In a meadow, which is heavily heated by the sun, there are numerous apron sensor rashes. However, not all of these indicate the presence of an animal. 5 shows in a diagram possible signals of the apron sensor as a function of the distance covered by the tractor during processing.

Die im Bereich a liegenden Impulsausschläge sind zu dicht beieinander, um einem in der Wiese liegenden Rehkitz zu entsprechen. Der Bereich b liegt zwischen zwei signifikanten Impulsausschlägen.The impulse ripples lying in region a are too close together to correspond to a fawn lying in the meadow. The area b is between two significant pulse excursions.

In diesem Bereich sind die Ausschläge dazwischen sehr klein. Die Länge zwischen den signifikanten Impulsausschlägen passt zu einem in der Wiese verborgenen Rehkitz. In diesem Fall muss also ein zu einer Kameranachführung führendes Detektionssignal ausgelöst werden. Der Bereich c entspricht im Hinblick auf die darin auftretenden impulsartigen Signale dem Bereich b, ist jedoch zwischen dem großen positiven und dem großen negativen Impulsausschlag zu lang für ein in der Wiese verstecktes Rehkitz. Durch diese neuartige Filterung der Detektionssignale der Vorfeldsensoren kann die Zahl der falschen Alarme, die eine Kameranachführung hervorrufen würden, reduziert werden. Dieses vorteilhafte Filterverfahren kann auch die Detektionssicherheit von tragbaren Wildrettersystemen erhöhen.In this area, the rashes in between are very small. The length between the significant impulse rashes matches a roe deer hidden in the meadow. In this case, therefore, a leading to a camera tracking detection signal must be triggered. The area c corresponds to the area b with respect to the pulse-like signals occurring therein, but is too long between the large positive and the large negative pulse deflection for a fawn hidden in the meadow. This novel filtering of the detection signals of the apron sensors can reduce the number of false alarms that would cause camera tracking. This advantageous filtering method can also increase the detection reliability of portable wildlife rescuer systems.

Des Weiteren kann der Vorfeldsensor durch einen Laser-Abstandssensor ergänzt werden, welcher das Höhenprofil der Wiese auswertet. Werden die Signale des Infrarot-Wärmesensors und des Laser-Abstandssensors kombiniert, dann kann die Fehlerrate des Vorfeldsensors weiter reduziert werden.Furthermore, the apron sensor can be supplemented by a laser distance sensor, which evaluates the height profile of the meadow. If the signals of the infrared thermal sensor and the laser distance sensor combined, then the error rate of the apron sensor can be further reduced.

Im Folgenden wird anhand der 6 bis 14 ein vorteilhaftes Schienensystem zur Kameranachführung für eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung erläutert.The following is based on the 6 to 14 an advantageous rail system for camera tracking for a preferred embodiment of an apparatus according to the present invention explained.

Wie 14 zeigt, wird als Kameraführungsschiene (2 in 1) ein Kastenprofil 16 verwendet, welches gleichzeitig als Auslegerarm zur Befestigung der die Vorfeldsensoren tragenden Ausleger 7 dient, siehe 1 und 4. Das Kastenprofil 16 hat an seiner Unterseite eine Öffnung, welche mit einem Deckel 17 aus infrarot-strahlungsdurchlässigem PE-Kunststoff gegen Staub und Schmutz abgedichtet ist.As 14 is shown as a camera guide rail ( 2 in 1 ) a box profile 16 used, which at the same time as a boom for fixing the apron sensors supporting boom 7 serves, see 1 and 4 , The box profile 16 has on its underside an opening, which with a lid 17 is sealed from infrared-radiation-permeable PE plastic against dust and dirt.

Der Deckel 17 ist mittels Fensterbefestigungsleisten 18 am Kastenprofil 16 befestigt. Durch dieses PE-Kunststoff-Sichtfenster in Form des Deckels 17 blicken die in jeweils einem Wagen 19, 20 untergebrachten Kameras senkrecht von oben auf die Wiese. In 14 sind die in den beiden Wagen 19 und 20 eingebauten Kameras nicht erkennbar. Ihr Sichtfeld nach unten zur Wiese hin ist mit den Bezugszeichen 21 und 22 bezeichnet. Wird auch eine VIS-Kamera verwendet, müssen abwechselnd IR-durchlässige und VIS-durchlässige Sichtfenstersegmente verwendet werden.The lid 17 is by means of window fixing strips 18 on the box profile 16 attached. Through this PE plastic window in the form of the lid 17 look at each in a car 19 . 20 housed cameras vertically from the top of the meadow. In 14 they are in the two cars 19 and 20 built-in cameras not recognizable. Your field of view down to the meadow is with the reference numerals 21 and 22 designated. If a VIS camera is also used, IR-transmissive and VIS-transparent viewing window segments must be used alternately.

Wie 6 in einer perspektivischen Ansicht von schräg oben und 7 in einer ebenfalls perspektivischen Ansicht von schräg unten zeigen, sind die Kameras (in den 6 und 7 ist ein Wagen mit nur einer Kamera 23 dargestellt) mitsamt ihrer im Raum 24 untergebrachten Elektronik, den Schrittmotoren 25 sowie deren Ansteuerungselektronik mittels einer Halterung 26 an Wagen 19 bzw. 20 montiert, die im Kastenprofil 16 mittels wälzgelagerter Laufrollen 27, 28, 29 und 30 fahren können. Die Wagen 19, 20 werden immer so positioniert, dass die VIS-Kamera über einem VIS-durchlässigen Sichtfenster und die IR-Kamera über einem IR-durchlässigen PE-Sichtfenster angeordnet ist. In den beispielhaft beschriebenen 6 bis 13 wird jeweils ein Aufbau mit nur einer Kamera 23 gezeigt.As 6 in a perspective view obliquely from above and 7 in a likewise perspective view obliquely from below, the cameras (in the 6 and 7 is a car with only one camera 23 shown) together with their in the room 24 housed electronics, the stepper motors 25 as well as their control electronics by means of a holder 26 on wagons 19 respectively. 20 mounted in the box section 16 by means of roller bearings 27 . 28 . 29 and 30 can drive. The cars 19 . 20 are always positioned so that the VIS camera is placed above a VIS-permeable viewing window and the IR camera above an IR-transparent PE viewing window. In the examples described 6 to 13 will each be a setup with only one camera 23 shown.

Bewegt werden die mit einer Kamera 23 ausgestatteten Wagen 19, 20 über Zahnriemen 31, 32, wobei der Zahnriemen 31 für den Antrieb des dargestellten Wagens 20 und der Zahnriemen 32 für den Antrieb des (Gegen-)Wagens 19 sorgt, siehe 8 bis 11.They are moved with a camera 23 equipped car 19 . 20 over timing belt 31 . 32 where the timing belt 31 for driving the carriage shown 20 and the timing belt 32 for driving the (counter) car 19 ensures, see 8th to 11 ,

Die Wagen 19 und 20 sind jeweils mittels einer Klemmleiste 33 versehen, die zur Befestigung des zugeordneten Zahnriemens 31 bzw. 32 am Wagen 20 bzw. 19 dient, so dass bei Bewegung eines Zahnriemens 32 bzw. 31 auch der jeweils daran angekoppelte Wagen 19 bzw. 20 mitbewegt wird. Zwei Umlaufrollen 34, 35 für die beiden Zahnriemen 31, 32 auf der einen Seite und die Umlaufrollen 36, 37 für die beiden Zahnriemen 31, 32 auf der anderen Seite sind an Deckeln 38 bzw. 39 an den beiden Stirnseiten des Kastenprofils 16 angebracht. An einem der Deckel 38, 39, im dargestellten Beispiel am Deckel 39, werden die durch Riemenscheiben realisierten Umlaufrollen 36, 37 je von einem Schrittmotor 40 angetrieben, von denen in 11 lediglich einer dargestellt ist.The cars 19 and 20 are each by means of a terminal block 33 provided for attachment of the associated toothed belt 31 respectively. 32 on the car 20 respectively. 19 serves, so when moving a toothed belt 32 respectively. 31 also the respectively attached to it car 19 respectively. 20 is moved. Two circulation rollers 34 . 35 for the two timing belts 31 . 32 on one side and the revolving wheels 36 . 37 for the two timing belts 31 . 32 on the other side are on lids 38 respectively. 39 on the two front sides of the box profile 16 appropriate. On one of the lids 38 . 39 , in the example shown on the lid 39 , are the pulleys realized by pulleys 36 . 37 depending on a stepper motor 40 driven, of which in 11 only one is shown.

Die als Riemenscheiben realisierten Umlaufrollen 36 und 37 sind am Deckel 39 des Kastenprofils 16 jeweils innerhalb einer am Deckel befestigten Halterung 41, 42 drehbar gelagert. Zwischen dem Deckel 39 und den Schrittmotoren 40 ist seitlich jeweils ein Distanzstück 43 eingefügt. Die Schrittmotoren 40 sind zum Toleranzausgleich durch Klauenkupplungen 44 mit den Riemenscheiben verbunden. Am anderen Deckel 38 sind die ebenfalls als Riemenscheiben ausgelegten, jeweils in einer am Kastenprofil 16 befestigten Halterung 45, 46 untergebrachten Umlaufrollen 34, 35 verstellbar angebracht, um die nötige Vorspannung der Zahnriemen 31, 32 einstellen zu können. Dazu dient jeweils eine Spannschraube 47 bzw. 48, zur endgültigen Befestigung jeweils eine Halteschraube 49 bzw. 50.The pulleys realized as pulleys 36 and 37 are on the lid 39 of the box profile 16 each within a bracket attached to the lid 41 . 42 rotatably mounted. Between the lid 39 and the stepper motors 40 is laterally each a spacer 43 inserted. The stepper motors 40 are for tolerance compensation by jaw clutches 44 connected to the pulleys. At the other lid 38 are also designed as pulleys, each in a box section 16 attached bracket 45 . 46 accommodated circulating rollers 34 . 35 adjustably attached to the necessary preload of the timing belt 31 . 32 to be able to adjust. One serves each for this purpose clamping screw 47 respectively. 48 , for the final attachment in each case a retaining screw 49 respectively. 50 ,

Um die parallele Führung der Riemenspanner für den Zahnriemen 32 zu gewährleisten, ist im Kastenprofil 16 eine Parallelführung 51 für die Halterung 46 der als Riemenscheibe dienenden Umlaufrolle 35 angeschweißt.To the parallel guidance of the belt tensioner for the toothed belt 32 to ensure is in the box section 16 a parallel guide 51 for the holder 46 the pulley serving as a pulley 35 welded.

Gleiches gilt für die parallele Führung der Riemenspanner für den Zahnriemen 31. Auf jedem der beiden Wagen 19, 20 ist darüber hinaus noch eine Rolle 52 für den Zahnriemen 32 bzw. 31 des jeweiligen Gegenwagens 20 bzw. 19 aufmontiert.The same applies to the parallel guidance of the belt tensioner for the toothed belt 31 , On each of the two cars 19 . 20 is also still a role 52 for the timing belt 32 respectively. 31 of the respective car 20 respectively. 19 mounted over.

Die Stromversorgung der Wagen 19, 20 erfolgt über zwei jeweils über eine Isolierung 53 am Kastenprofil 16 angebrachte Stromschienen 54 und Schleifkontakte 55, die mittels einer isolierenden Halterung 56 am Wagen 19 bzw. 20 befestigt sind. Die Stromschienen 54 sind zwischen Last- und Spielseite der Zahnriemen 31, 32 angeordnet, wodurch verhindert wird, dass sich Ober- und Unterseite des Zahnriemens 31 bzw. 32 bei Schwingungen oder Erschütterungen berühren. Die beiden Wagen 19 und 20 sind baugleich, lediglich die Stromversorgung muss bei einem der Wagen 19, 20 umgepolt werden, da sie gegenläufig in der Schiene angeordnet sind.The power supply of the car 19 . 20 via two each via an insulation 53 on the box profile 16 mounted busbars 54 and sliding contacts 55 by means of an insulating holder 56 on the car 19 respectively. 20 are attached. The busbars 54 are between load and play side of the timing belt 31 . 32 arranged, thereby preventing the top and bottom of the belt 31 respectively. 32 when vibrations or shocks touch. The two cars 19 and 20 are identical, only the power supply must be in one of the cars 19 . 20 be reversed because they are arranged in opposite directions in the rail.

Die Bildauswertung sowie die Steuerung von Vorfeldsensoren und der Motoren, welche die mit Kamera beladenen Wagen bewegen, erfolgt von einem Steuergerät am Traktor. Die Datenübertragung zu den Kamerawagen erfolgt innerhalb der Kameraführungsschiene mittels Funkübertragung. Die Vorfeldsensoren sind jeweils an einem eigenen Ausleger befestigt, der an der Kameraführungsschiene nach vorn gerichtet montiert ist.The image evaluation as well as the control of apron sensors and the motors, which move the car loaded with camera, is carried out by a control unit on the tractor. The data transmission to the camera car takes place within the camera guide rail by means of radio transmission. The apron sensors are each attached to a separate boom, which is mounted on the camera guide rail directed forward.

Um zu gewährleisten, dass die Wagen 19, 20 spielfrei in der Schiene fahren, müssen Fertigungstoleranzen sowie Abnutzung von Laufrollen und Schiene ausgeglichen werden. Dazu werden die oberen Laufrollen 28 sowie die seitlichen Laufrollen 30 der einen Wagenseite von Federn an die Schiene gedrückt.To ensure that the car 19 . 20 without clearance in the rail drive, manufacturing tolerances and wear of rollers and rail must be compensated. These are the upper rollers 28 as well as the lateral rollers 30 of a car side of springs pressed against the rail.

8 zeigt die zwei oben am Wagen 19 bzw. 20 angebrachten wälzgelagerten Laufrollen 28, die mittels Exzenterspannern oben an die Kastenprofil-Schiene 16 gedrückt werden, wogegen die vier unten am Wagen 19 bzw. 20 angebrachten wälzgelagerten Laufrollen 27 (nur eine davon in 8 sichtbar) ohne Federwirkung auf der Kastenprofil-Schiene 16 unten aufliegen. 9 zeigt zwei seitlich auf einer Seite des Wagens 19 bzw. 20 angebrachte wälzgelagerte Laufrollen 30, die mittels Exzenterspannern an eine Innenseitenfläche der Kastenprofil-Schiene 16 angedrückt werden, wogegen die beiden auf der anderen Seite des Wagens 19 bzw. 20 angebrachten wälzgelagerten Laufrollen 29 ohne Federwirkung auf der gegenüberliegenden Innenseitenfläche der Kastenprofil-Schiene 16 aufliegen. 8th shows the two at the top of the car 19 respectively. 20 mounted roller bearings 28 , which by means of eccentric tensioners at the top of the box profile rail 16 while the four are at the bottom of the car 19 respectively. 20 mounted roller bearings 27 (only one of them in 8th visible) without spring action on the box profile rail 16 rest on the bottom. 9 shows two laterally on one side of the car 19 respectively. 20 mounted roller bearings 30 , which by means of eccentric tensioners on an inner side surface of the box profile rail 16 while the two are on the other side of the car 19 respectively. 20 mounted roller bearings 29 without spring action on the opposite inner side surface of the box profile rail 16 rest.

Um Platz zu sparen, wird diese Nachführung mit Exzentern 57 bzw. 58 und Drehfedern 59 bzw. 60 ausgeführt, siehe die Explosionsdarstellungen in 12 für die beiden seitlichen Laufrollen 30 und in 13 für die beiden oberen Laufrollen 28. Die Exzenter 57 bzw. 58 sind in die Innenringe der Laufrollenlager eingepresst und frei drehbar auf den Achsen montiert. Die Drehfedern 59 bzw. 60 sind ebenfalls frei drehbar um die Achsen gewickelt und an den Exzentern 57 bzw. 58 sowie dem Grundkörper des Wagens befestigt. Die Exzenter 57 bzw. 58 und die Drehfedern 59 bzw. 60 werden von Sicherungsringen 61 fixiert. Die Drehfedern 59 bzw. 60 erzeugen über den Exzenter 57 bzw. 58 als Hebel die nötige Andruckkraft, um die Laufrollen 30 bzw. 28 stets in Kontakt mit der als Kastenprofil ausgebildeten Kameraführungsschiene zu halten.To save space, this tracking with eccentrics 57 respectively. 58 and torsion springs 59 respectively. 60 executed, see the exploded views in 12 for the two lateral rollers 30 and in 13 for the two upper rollers 28 , The eccentrics 57 respectively. 58 are pressed into the inner races of the roller bearings and freely rotatably mounted on the axles. The torsion springs 59 respectively. 60 are also freely rotatable around the axles and wound on the eccentrics 57 respectively. 58 and attached to the main body of the car. The eccentrics 57 respectively. 58 and the torsion springs 59 respectively. 60 be from circlips 61 fixed. The torsion springs 59 respectively. 60 generate over the eccentric 57 respectively. 58 as a lever, the necessary pressure to the rollers 30 respectively. 28 always keep in contact with the trained as a box profile camera guide rail.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Seitenmähwerkside mower
22: Kameraführungsschiene; AuslegerarmCamera guide rail; boom
33: Kameracamera
44: Fahrtrichtung des TraktorsDirection of travel of the tractor
55: WieseMeadow
66: Infrarot-Sensoren (Vorfeldsensoren)Infrared sensors (apron sensors)
77: Auslegerboom
88th: Rehkitz; verstecktes Tier; ObjektFawn; hidden animal; object
99: Kameracamera
1010: Kameracamera
1111: Schrittmotorenstepper motors
1212: Montagewinkelmounting Brackets
13, 1413, 14: Kamerahalterungencamera mounts
1515: Spiegelmirror
1616: Kastenprofilbox section
1717: Deckel (Sichtfenster) aus PE-KunststoffCover (viewing window) made of PE plastic
1818: FensterbefestigungsleistenWindow mounting strips
19, 2019, 20: Wagen für KamerasCart for cameras
21, 2221, 22: Sichtfeld von KameraField of view of camera
2323: Kameracamera
2424: Raum für ElektronikRoom for electronics
2525: Schrittmotorenstepper motors
2626: Halterungbracket
27, 28, 29, 3027, 28, 29, 30: Laufrollen für WagenCasters for cars
31, 3231, 32: Zahnriementoothed belt
3333: Klemmleisteterminal block
34, 35, 36, 3734, 35, 36, 37: Umlaufrollenrevolving rollers
38, 3938, 39: Deckelcover
4040: Schrittmotorstepper motor
41, 4241, 42: Halterungbracket
4343: Distanzstückspacer
4444: Klauenkupplungclaw clutch
45, 4645, 46: Halterungbracket
47, 4847, 48: Spannschraubenturnbuckles
49, 5049, 50: Halteschraubenretaining screws
5151: Parallelführungparallel guide
5252: Rolle für GegenwagenRoll for counter car
5353: Isolierunginsulation
5454: Stromschieneconductor rail
5555: Schleifkontaktsliding contact
5656: Isolierende HalterungInsulating bracket
57, 5857, 58: Exzentereccentric
59, 6059, 60: Drehfedertorsion spring
6161: Sicherungsringcirclip

Claims

Method of searching for and detecting animals hidden in agricultural fields and meadows in the course of processing of these agricultural areas in strips by means of an agricultural vehicle of approximately the same height and approximately equidistant from each other transversely to the direction of travel in a row towards the ground aligned infrared radiation sensors and one or more also mounted on this vehicle cameras, the search is divided into two areas, which check the movement of the agricultural vehicle successively to be examined processing strip, the first, in the direction of travel ( 4 ) front area with the series of infrared radiation sensors ( 6 ), which serve as apron sensors, and wherein the second, the first area in the direction of travel ( 4 ) following area with the camera / s ( 3 ) guided by a guide system transversely to the direction of travel of the agricultural vehicle along a camera guide rail ( 2 ) is movable, whereby when one of the presence of an animal ( 8th ) is driven by means of the guidance system in the line of sight of this apron sensor characteristic detection signal of one of the apron sensors, this camera from the point at which this detection signal has been triggered, an image for subsequent evaluation by means of a pattern recognition algorithm makes, and then if by the Pattern detection algorithm has been decided on a safely detected animal, an alarm signal is issued.

Method according to claim 1, characterized in that the number of required cameras ( 3 ) according to the distance of the apron sensors ( 6 ) to the camera guide rail ( 2 ), the speed with which the cameras can be positioned, the speed of travel of the processing vehicle and the distance and the number of objects to be examined ( 8th ).

A method according to claim 1 or 2, characterized in that in the event that it due to an excessive number of closely spaced detection signals from apron sensors ( 6 ) is not possible, all objects ( 8th ) with the camera (s) ( 3 ), a warning signal is output.

A method according to claim 3, characterized in that the warning signal differs from the alarm signal which is emitted when the decision was made by the pattern recognition algorithm on a safely detected animal.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that that of the apron sensors ( 6 ) are checked for their relevance by exploiting the fact that an apron sensor ( 6 ) outputs a positive electrical pulse in the case of a positive thermal jump and a negative electrical pulse in the case of a negative thermal jump, and the distance between two such pulses in the case of the detection of an animal ( 8th ) is a characteristic, and that only one for the tracking of a camera ( 3 ) relevant detection signal is emitted when said filtering serving facts are met.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that by means of an IR-front-end sensor ( 6 ) supplementary laser distance sensor also the height profile of the strip of the meadow to be processed ( 5 ) or the field and that the heat signals of the IR front-end sensor and the height profile signals of the laser distance sensor are combined, so that the error rate of the apron sensor is further reduced.

Device for the search and detection of animals hidden in agricultural fields and meadows with a running in strips, machine processing of these agricultural land by means of an agricultural vehicle at about the same height and with approximately equal distances to each other across the direction of travel in a row attached to the ground aligned infrared radiation sensors and one or more also attached to this vehicle cameras, the series of infrared sensors ( 6 ) on the agricultural vehicle in a first, in the direction of travel ( 4 ), wherein the infrared sensors act as apron sensors ( 6 ), with the camera (s) ( 3 ) in a second, in the direction of travel ( 4 ) arranged behind the first region is / are arranged on the agricultural vehicle and thereby by means of a guide system transversely to the direction of travel of the agricultural vehicle along a camera guide rail ( 2 ) is movably mounted, wherein on the agricultural vehicle, a control device is mounted, which controls the guide system such that a camera in the presence of an animal for the presence of ( 8th ) characteristic detection signal of one of the apron sensors along the camera guide rail by means of a motor drive in the field of view of this apron sensor is movable, wherein the controller also includes the functions for controlling the triggering times of the camera / s and for evaluating the camera images for taking a picture of the location at the the detection signal of the relevant apron sensor has been triggered by a camera driven into the line of sight of an apron sensor and the subsequent evaluation of the image by means of a pattern recognition algorithm, and wherein the control device has a signal generator for outputting an alarm signal when the decision was made by the pattern recognition algorithm on a safely detected animal ,

Apparatus according to claim 7, characterized in that to reduce image smearing due to the movement of the camera ( 3 ; 9 . 10 ) in the camera guide rail ( 2 ; 16 ) the cameras ( 9 . 10 ) to stepper motors ( 11 ), which, together with the camera, are mounted on a carriage which is movable on the camera guide rail ( 19 . 20 ) are fixed and compensate by swinging the camera, the movement movement.

Apparatus according to claim 7, characterized in that as a camera ( 3 ) either a camera ( 9 ) for the visible spectral range or a camera ( 10 ) for the thermal infrared spectral range or a combination of both cameras ( 9 . 10 ) is provided.

Apparatus according to claim 8, characterized in that when using a larger and especially heavier camera ( 9 ) this on the car ( 19 . 20 ) and only a mirror ( 15 ), which tracks the viewing angle of this camera.

Apparatus according to claim 8, characterized in that as long as the tracking is not required, the stepper motors ( 11 ) are switched off in order to avoid unnecessary heat generation, and that the position of the stepper motors can be determined by counting the motor steps, wherein a limit switch for determining the starting position by probing is provided each time after switching on the stepper motors.

Device according to one of claims 7 to 11, characterized in that as a camera guide rail ( 2 ) a box profile ( 16 ), which at the same time serves as a cantilever arm for holding the apron sensors ( 6 ) supporting arms ( 7 ) and has at its bottom an opening which, depending on the type of camera used ( 3 ; 9 . 10 ; 23 ) with a lid forming a viewing window ( 17 ) made of infrared-transparent PE plastic with IR camera ( 10 ; 23 ) or VIS-permeable PE plastic with VIS camera ( 9 ) or alternately IR-transparent and VIS-permeable viewing window segments having PE plastic is sealed with a combination of IR camera and VIS camera to protect against dust and dirt that the cameras through this PE plastic viewing window vertically from above on the Meadow ( 5 ) or the field look that the cameras and their electronics, stepper motors ( 25 ) as well as their control electronics on wagons ( 19 . 20 ) are mounted in the box section by means of rollers ( 27 . 28 . 29 . 30 ) and that the carriages are always positioned along the box profile so that the VIS camera is positioned above a VIS-permeable viewing window and the IR camera is positioned above an IR-transparent viewing window.

Device according to one of claims 7 to 12, characterized in that for movement with a camera ( 23 ) equipped wagons ( 19 . 20 ) via circulation rollers ( 34 . 35 . 36 . 37 ) running toothed belts ( 31 . 32 ) are provided that the circulating rollers for the timing belt on lids ( 38 . 39 ) at the front sides of the box profile ( 16 ) are attached, wherein on one ( 39 ) of the two covers acting as pulleys pulleys ( 36 . 37 ) each from a stepper motor ( 40 ) that the stepper motors for tolerance compensation by jaw clutches ( 44 ) are connected to these circulating rollers, that on the other cover ( 38 ) acting as pulleys and in holders ( 45 . 46 ) mounted circulation rollers ( 34 . 35 ) are adjustably mounted for adjusting the necessary bias of the toothed belt, including per revolving roller a clamping screw ( 47 ; 48 ) and for final attachment a retaining screw ( 49 ; 50 ), and that in order to ensure a parallel guidance of the belt tensioner in the box section in each case a parallel guide ( 51 ) for the brackets ( 45 . 46 ) of the circulation rollers ( 34 . 35 ) is welded to the box section.

Device according to one of claims 7 to 13, characterized in that for the power supply of the cameras ( 23 ) carrying wagons ( 19 . 20 ) two on the box profile ( 16 ) about insulation ( 53 ) mounted busbars ( 54 ) and to the carriage sliding contacts ( 55 ) are provided that the busbars between load and play side of the timing belt ( 31 . 32 Are arranged, thereby preventing the upper and lower sides of the belt come in contact with vibrations or shocks, and that when using two cars, these two cars are identical, with only the power supply is reversed in one of the cars, as they counteract in the Rail are arranged.

Device according to one of claims 7 to 14, characterized by a Radio transmission device for data transmission to the camera carriages within the camera guide rail ( 2 ).

Device according to one of claims 7 to 15, characterized in that the apron sensors ( 6 ) each on its own arm ( 7 ), which at the same time serving as a cantilever camera guide rail ( 2 ) is mounted forwardly.

Device according to one of claims 7 to 16, characterized in that to ensure a play-free travel movement of the carriage ( 19 . 20 ) in the camera guide rail ( 2 ) Manufacturing tolerances and wear of rollers ( 27 . 28 . 29 . 30 ) and camera guide rail are balanced, the cars ( 19 . 20 ) upper rollers ( 28 ) and lateral rollers ( 30 ) and springs, wherein the springs are the upper rollers ( 28 ) and the lateral rollers ( 30 ) to the camera guide rail ( 2 ) to press.

Apparatus according to claim 17, characterized in that each of the one or more cameras ( 23 ) carrying wagons ( 19 . 20 ) for guidance in the box profile ( 16 ) realized camera guide rail ( 2 ) lower ( 27 ), upper ( 28 ) and on each side of the wagon ( 29 . 30 ) Has rollers and that at least the upper rollers ( 28 ) as well as the lateral rollers ( 30 ) are pressed on one of the two sides of the car by means of a spring guide to the corresponding inner wall surfaces of the box profile.

Device according to claim 18, characterized in that the spring adjustment with eccentrics ( 57 . 58 ) and torsion springs ( 59 . 60 ) is executed, wherein the eccentric pressed into the inner rings of the roller bearings and freely rotatable on the axes of the rollers ( 28 . 30 ) are mounted and the torsion springs also freely rotatable around the axes and wound on the eccentrics and the body of the car ( 19 . 20 ), that the eccentric and torsion springs by means of retaining rings ( 61 ) are fixed and that the torsion springs via the eccentric lever to generate the necessary pressure force to the rollers ( 28 . 30 ) always in contact with the box profile ( 16 ) held camera guide rail.