DE102019111317A1

DE102019111317A1 - Autonomous agricultural work machine and method of operating it

Info

Publication number: DE102019111317A1
Application number: DE102019111317.2A
Authority: DE
Inventors: Theodor Leeb; Manfred Köbler
Original assignee: Horsch Leeb Application Systems GmbH
Current assignee: Horsch Leeb Application Systems GmbH
Priority date: 2019-05-02
Filing date: 2019-05-02
Publication date: 2020-11-19

Abstract

Die Erfindung betrifft u.a. ein Verfahren zum Betreiben einer autonomen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine (10). Das Verfahren weist ein Erfassen von Umfelddaten im Umfeld der autonomen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine (10) durch eine Umfelderfassungssensorik (20) der autonomen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine (10) auf. Das Verfahren weist ein Auswerten der erfassten Umfelddaten derart auf, dass ermittelt wird, bis in welche Entfernung zur autonomen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine (10) das Umfeld ohne räumliche Unterbrechung erfasst wurde. Das Verfahren weist ein autonomes Betreiben der autonomen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine (10) in Abhängigkeit von der ermittelten Entfernung auf. Das Verfahren kann eine Sicherheit beim autonomen Betrieb erhöhen.The invention relates to i.a. a method for operating an autonomous agricultural work machine (10). The method includes the acquisition of environment data in the environment of the autonomous agricultural work machine (10) by means of environment acquisition sensors (20) of the autonomous agricultural work machine (10). The method includes an evaluation of the captured environment data in such a way that it is determined up to what distance from the autonomous agricultural work machine (10) the environment was captured without a spatial interruption. The method has an autonomous operation of the autonomous agricultural machine (10) as a function of the determined distance. The method can increase safety in autonomous operation.

Description

Die Erfindung betrifft eine autonome landwirtschaftliche Arbeitsmaschine und ein Verfahren zum Betreiben einer autonomen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine.The invention relates to an autonomous agricultural work machine and a method for operating an autonomous agricultural work machine.

In der Landtechnik halten zunehmend teilautonome und vollautonome Fahrzeuge Einzug. Ein derartiges Fahrzeug wurde bspw. in der Deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2018 108 024 angemeldet.Semi-autonomous and fully autonomous vehicles are increasingly finding their way into agricultural engineering. Such a vehicle was, for example, in German patent application no. 10 2018 108 024 Registered.

Derartige autonome Fahrzeuge müssen den Anforderungen der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG entsprechen, insbesondere den Anforderungen der Normen ISO 12100 und ISO 13849 und ISO 25119 entsprechen. Gemäß dieser Normen muss für Steuerungsfunktionen ein sogenanntes Performancelevel (PL) definiert und die Steuerungen entsprechend ausgelegt werden. D.h., dass in Abhängigkeit des definierten Performancelevels die jeweilige Architektur der Steuerungshardware und die Steuerungssoftware entsprechend ausgeführt sein müssen.Such autonomous vehicles must meet the requirements of the Machinery Directive 2006/42 / EC, in particular the requirements of the standards ISO 12100 and ISO 13849 and ISO 25119 correspond. According to these standards, a so-called performance level (PL) must be defined for control functions and the controls designed accordingly. This means that depending on the defined performance level, the respective architecture of the control hardware and the control software must be designed accordingly.

Ausgehend hiervor hat sich als eine große Schwierigkeit eine sichere Personenerkennung herausgestellt. Hierfür kann Sensorik, wie sie bspw. aus dem Automobilbereich bekannt ist, nur bedingt verwendet werden. Ein Grund hierfür sind die verschiedenen Wachstumsstadien der Pflanzen. So können bspw. Maispflanzen bis zu 3 Meter oder mehr groß werden. Zudem können landwirtschaftliche Arbeitsmaschinen (z.B. Feldspritzen, Düngerstreuer, Saatmaschinen) große Arbeitsbreiten von 24 Meter, 30 Meter oder mehr aufweisen. Sensorik mit der bspw. auch eine liegende Person in einem 3 Meter hohen oder dichten Pflanzenbestand über eine Arbeitsbreite von bis zu 36 Meter gemäß der Maschinenrichtlinie „sicher“ erkannt werden kann, ist bislang technisch nicht möglich oder wenn doch, dann nur extrem aufwendig und teuer.On the basis of this, reliable person identification has turned out to be a great difficulty. For this purpose, sensor technology, as is known, for example, from the automotive sector, can only be used to a limited extent. One reason for this is the different growth stages of the plants. For example, maize plants can grow up to 3 meters or more. In addition, agricultural machinery (e.g. field sprayers, fertilizer spreaders, seeders) can have large working widths of 24 meters, 30 meters or more. Sensor technology with which, for example, a person lying in a 3 meter high or dense stand of plants over a working width of up to 36 meters according to the Machinery Directive can be detected “safely” is technically not possible up to now or if it is, then only extremely complex and expensive .

Ein weiterer sicherheitstechnisch schwer umzusetzender Aspekt betrifft die Umsetzung einer „virtuellen Grenze“, innerhalb derer sich die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine bewegen darf. D.h., es muss sichergestellt werden, dass die Arbeitsmaschine die jeweilige landwirtschaftliche Fläche nicht unkontrolliert verlässt. Hierbei gibt es einen Unterschied zu bspw. aus dem Automobilbereich bekannten Fahrzeugen. PKWs und LKWs werden jeweils entlang von Straßen geführt, deren Grenzen bspw. durch Leitpfosten abgesteckt sind, welche mittels Sensorik gut erkennbar bzw. erfassbar sind. Dies ist bei großen landwirtschaftlichen Flächen, welche zudem verschiedenste Grenzen (z.B. angrenzend an Straße oder angrenzend an Feldweg oder angrenzend an andere Kultur oder dergl.) und Grenzkonturen (z.B. kurvenreich, gerade oder dergl.) aufweisen können, nicht oder nur bedingt der Fall.Another aspect that is difficult to implement in terms of safety concerns the implementation of a “virtual limit” within which the agricultural work machine may move. This means that it must be ensured that the work machine does not leave the respective agricultural area in an uncontrolled manner. There is a difference here from, for example, vehicles known from the automotive sector. Cars and trucks are each guided along roads, the boundaries of which are marked, for example, by delineator posts, which can be easily recognized or detected by means of sensors. This is not or only partially the case with large agricultural areas, which can also have a wide variety of boundaries (e.g. bordering on a road or bordering on a dirt road or bordering on other crops or the like) and boundary contours (e.g. curvy, straight or the like).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine alternative und/oder verbesserte Technik zum Betreiben einer autonomen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine zu schaffen.The invention is based on the object of creating an alternative and / or improved technology for operating an autonomous agricultural work machine.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung angegeben.The object is achieved by the features of the independent claims. Advantageous developments are given in the dependent claims and the description.

Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Betreiben einer (z.B. teil- oder voll-)autonomen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine. Das Verfahren weist ein Erfassen von Umfelddaten im Umfeld der autonomen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine durch eine Umfelderfassungssensorik der autonomen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine auf. Das Verfahren weist ein Auswerten der erfassten Umfelddaten derart auf, dass ermittelt wird, bis in welche Entfernung zur autonomen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine das Umfeld ohne räumliche Unterbrechung (z.B. räumlich unterbrechungsfrei, durchgehend, stetig, ohne Erfassungslücke; z.B. ohne Verdeckungen) erfasst wurde. Das Verfahren weist ein autonomes Betreiben der autonomen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine in Abhängigkeit von der ermittelten Entfernung auf.The invention provides a method for operating a (e.g. partially or fully) autonomous agricultural work machine. The method includes the acquisition of environment data in the environment of the autonomous agricultural work machine by means of environment acquisition sensors of the autonomous agricultural work machine. The method includes an evaluation of the recorded environment data in such a way that it is determined up to what distance to the autonomous agricultural machine the environment was recorded without spatial interruption (e.g. spatially uninterrupted, continuous, steady, without detection gap; e.g. without obscurations). The method has an autonomous operation of the autonomous agricultural work machine as a function of the determined distance.

Das Verfahren ermöglicht eine Verbesserung der Sicherheit beim autonomen Betrieb der Arbeitsmaschine. Es ist möglich, dass eine Position oder Orientierung der Arbeitsmaschine oder eine Geländeform der Umgebung keine räumlich unterbrechungsfreie Erfassung des Umfelds bis hin zu einem Mindestabstand zur Arbeitsmaschine zulässt. Es kann jedoch nicht sicher davon ausgegangen werden, dass sich in den Unterbrechungen bzw. „blinden Flecken“ keine Hindernisse, wie Personen, Tiere oder Gegenstände befinden. Daher wird vorgeschlagen, dass bei der Auswertung der Umfelddaten diejenige Entfernung ermittelt wird, bis zu der ausgehend von der Arbeitsmaschine (bzw. angrenzend an die Arbeitsmaschine) keine Unterbrechung vorliegt. Nur für den Bereich bis zu dieser Entfernung kann sicher davon ausgegangen werden, dass Hindernisse erkannt werden würden. Der Betrieb der Arbeitsmaschine kann entsprechend an die Größe dieses Bereichs bzw. die Größe der ermittelten Entfernung angepasst werden. Bspw. kann eine Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine entsprechend angepasst werden, sodass stets ein ausreichender Bremsweg zur Verfügung steht, um ein sicheres Anhalten der Arbeitsmaschine zu gewährleisten, sollte sich zu einem späteren Zeitpunkt herausstellen, dass in dem Bereich, in dem zuvor die Unterbrechung lag, tatsächlich ein Hindernis vorhanden ist. Die unterbrechungsfreie Ermittlung kann auch daher wichtig sein, da sich bewegende Hindernisse seitlich in den Sichtbereich der Umfelderfassungssensorik hineinbewegen können.The method enables an improvement in safety during autonomous operation of the work machine. It is possible that a position or orientation of the work machine or a terrain shape of the surroundings does not permit spatially uninterrupted detection of the surroundings up to a minimum distance from the work machine. However, it cannot be assumed with certainty that there are no obstacles such as people, animals or objects in the interruptions or "blind spots". It is therefore proposed that, when evaluating the environment data, that distance is determined up to which there is no interruption starting from the work machine (or adjacent to the work machine). It can only be assumed with certainty that obstacles would be detected for the area up to this distance. The operation of the work machine can be adapted accordingly to the size of this area or the size of the determined distance. E.g. A driving speed of the work machine can be adjusted accordingly, so that there is always sufficient braking distance available to ensure a safe stop of the work machine should it turn out at a later point in time that there is actually an obstacle in the area in which the interruption was previously is available. The uninterrupted determination can therefore also be important because moving obstacles can move laterally into the field of view of the surroundings detection sensor system.

Der Detektionsbereich bzw. das Sichtfeld der Umfelderfassungssensorik kann zweckmäßig durch den Hersteller der Umfelderfassungssensorik und ggf. die Anordnung der Umfelderfassungssensorik vorgegeben sein. Wenn bspw. herstellerseitig ein Detektionsbereich bis in eine Entfernung von 5 m zur Arbeitsmaschine vorgegeben ist, wird die Fahrgeschwindigkeit initial entsprechend diesem Detektionsbereich angepasst. Unterbrechungen im Detektionsbereich können nun zu einer Anpassung der (maximal zulässigen und/oder aktuellen) Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine führen. Es ist möglich, dass mehrere Sensoren in Zusammenarbeit miteinander einen größeren Detektionsbereich ermöglichen, als ein Sensor allein. Bspw. könnte ein unbemanntes Fluggerät (z.B. eine Drohne) so bewegt werden, dass deren Detektionsbereich vor (ggf. mit Überlappung) dem Detektionsbereich der bordeigenen Umfelderfassungssensorik der Arbeitsmaschine liegt. Auf das genannte Beispiel bezogen, könnte ein unbemanntes Fluggerät so bspw. den Detektionsbereich bis in eine Entfernung von 10 m vor der Arbeitsmaschine vergrößern, wenn das unbemannte Fluggerät bspw. eine ähnliche oder gleiche Umfelderfassungssensorik aufweist wie die bordeigene Umfelderfassungssensorik der Arbeitsmaschine.The detection area or the field of view of the surroundings detection sensor system can expediently be specified by the manufacturer of the surroundings detection sensor system and, if necessary, the arrangement of the surroundings detection sensor system. If, for example, the manufacturer specifies a detection area up to a distance of 5 m from the work machine, the driving speed is initially adjusted according to this detection area. Interruptions in the detection area can now lead to an adaptation of the (maximum permissible and / or current) travel speed of the working machine. It is possible that several sensors in cooperation with one another enable a larger detection area than one sensor alone. E.g. an unmanned aerial vehicle (eg a drone) could be moved in such a way that its detection area lies in front of (possibly with an overlap) the detection area of the on-board environment detection sensors of the work machine. In relation to the example mentioned, an unmanned aerial vehicle could, for example, enlarge the detection area up to a distance of 10 m in front of the work machine if the unmanned aerial vehicle has, for example, a similar or identical environment detection sensor system as the on-board environment detection sensor system of the work machine.

In einem Ausführungsbeispiel erfolgt das Erfassen von Umfelddaten in einem Umfeld vor der autonomen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine bezüglich einer Fahrrichtung, vorzugsweise Vorwärtsfahrrichtung, der autonomen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine. Im Bereich vor der autonomen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine besteht das größte Gefahrenpotenzial, da dieser von der Arbeitsmaschine noch überfahren wird.In one exemplary embodiment, environment data is recorded in an environment in front of the autonomous agricultural work machine with regard to a direction of travel, preferably forward direction of travel, of the autonomous agricultural work machine. The area in front of the autonomous agricultural work machine has the greatest potential for danger, as this is still being run over by the work machine.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel erfolgt das Erfassen von Umfelddaten für eine geplante Fahrspur und/oder für eine gesamte Arbeitsbreite der autonomen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine vor der autonomen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine. Der Bereich des zu erfassenden Umfelds kann somit zweckmäßig auf den relevanten Gefahrenbereich eingeschränkt werden. Dies kann beispielsweise die Verarbeitung der Daten aufgrund einer verringerten Datenmenge beschleunigen.In a further exemplary embodiment, environmental data for a planned lane and / or for an entire working width of the autonomous agricultural work machine is recorded in front of the autonomous agricultural work machine. The area of the environment to be detected can thus be appropriately restricted to the relevant danger area. This can, for example, speed up the processing of the data due to a reduced amount of data.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ermittelt, bis in welche Entfernung zur autonomen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine ein Bodenbereich des Umfelds ohne räumliche Unterbrechung erfasst wurde. Die Überwachung des Bodenbereichs ermöglicht insbesondere die Erkennung von Hindernissen mit geringer Höhe, wie zum Beispiel kleine Tiere oder im Feld liegende Personen.In a further exemplary embodiment, it is determined up to what distance from the autonomous agricultural work machine a ground area of the surroundings was recorded without spatial interruption. The monitoring of the floor area enables in particular the detection of low-height obstacles, such as small animals or people lying in the field.

Alternativ oder zusätzlich wird ermittelt, bis in welche Entfernung zur autonomen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine ein Bereich bis zu einer vorgegebenen Höhe, vorzugsweise einer Maximalhöhe der Arbeitsmaschine, über einem Boden des Umfelds ohne räumliche Unterbrechung erfasst wurde. Damit kann die gesamte Höhe der Arbeitsmaschine, die mit einem Hindernis kollidieren könnte, sicher überwacht werden.Alternatively or additionally, it is determined up to what distance from the autonomous agricultural work machine an area up to a predetermined height, preferably a maximum height of the work machine, above a floor of the surroundings was recorded without spatial interruption. In this way, the entire height of the working machine that could collide with an obstacle can be safely monitored.

In einer Ausführungsform erstreckt sich die Entfernung bis zu einem Gipfel einer Hügelkuppe, wenn die Hügelkuppe einen dahinterliegenden Bereich des Umfelds verdeckt. Alternativ oder zusätzlich kann sich die Entfernung beispielsweise bis zu einem in den Umfelddaten erkannten Objekt erstrecken, wenn das Objekt einen dahinterliegenden Bereich des Umfelds verdeckt. In anderen Worten, der verdeckte Bereich entspricht einer Unterbrechung in den erfassten Umfelddaten, sodass sich die ermittelte Entfernung bis zu der Unterbrechung erstreckt.In one embodiment, the distance extends up to a summit of a hilltop if the hilltop covers a region of the surroundings lying behind it. Alternatively or additionally, the distance can extend, for example, as far as an object recognized in the surroundings data if the object covers a region of the surroundings lying behind it. In other words, the covered area corresponds to an interruption in the captured data about the surroundings, so that the determined distance extends up to the interruption.

Es ist möglich, dass die Umfelderfassungssensorik derart ausgebildet ist, dass auch bei vorausliegenden Bergkuppen/Hügelkuppen oder dgl. ein Mindestbereich im Umfeld überwachbar ist, z.B. unter Verwendung von einem vorauseilenden unbemannten Fluggerät als Teil der Umfelderfassungssensorik. Es ist auch möglich, die Umfelderfassungssensorik zumindest teilweise möglichst hoch an der Arbeitsmaschine anzuordnen, z.B. dachseitig oder darüber hinaus mittels einer Verlängerungs- bzw. Erhöhungsvorrichtung (z.B. ein Vertikalträger oder -stab).It is possible that the surroundings detection sensor system is designed in such a way that a minimum area in the surroundings can be monitored even with mountain tops / hilltops or the like lying ahead, e.g. using a leading unmanned aerial vehicle as part of the environment detection sensors. It is also possible to arrange the surroundings detection sensors at least partially as high as possible on the work machine, e.g. on the roof or beyond by means of an extension or elevation device (e.g. a vertical beam or rod).

In einer weiteren Ausführungsform weist das Verfahren ein Ermitteln einer Größe einer Unterbrechung, bis zu der sich die ermittelte Entfernung erstreckt, auf. Vorzugsweise kann das autonome Betreiben zusätzlich in Abhängigkeit von der ermittelten Größe der Unterbrechung abhängen. Beispielsweise können sehr kleine Unterbrechungen zu nur sehr kleinen oder gar keinen Anpassungen des autonomen Betriebs der Arbeitsmaschine führen.In a further embodiment, the method comprises determining a size of an interruption up to which the determined distance extends. The autonomous operation can preferably also depend on the determined size of the interruption. For example, very small interruptions can lead to only very small or no adjustments to the autonomous operation of the work machine.

In einer Ausführungsvariante weist das autonome Betreiben ein Anpassen einer maximal zulässigen Fahrgeschwindigkeit der autonomen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine auf. Vorzugsweise kann die maximal zulässige Fahrgeschwindigkeit mit zunehmender ermittelter Entfernung zunehmen und/oder mit abnehmender ermittelter Entfernung abnehmen. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise die maximal zulässige Fahrgeschwindigkeit mit zunehmender Größe einer Unterbrechung, bis zu der sich die ermittelte Entfernung erstreckt, abnehmen und/oder mit abnehmender Größe der Unterbrechung zunehmen. Damit kann sichergestellt werden, dass die Arbeitsmaschine im autonomen Betrieb nicht auf eine Geschwindigkeit beschleunigt werden kann, bei der gegebenenfalls ein Bremsweg nicht mehr ausreichen würde, um die Arbeitsmaschine sicher anzuhalten, wenn sich herausstellt, dass sich ein Hindernis im Bereich der Unterbrechung befand.In one embodiment variant, the autonomous operation includes an adaptation of a maximum permissible driving speed of the autonomous agricultural work machine. The maximum permissible driving speed can preferably increase with increasing determined distance and / or decrease with decreasing determined distance. Alternatively or additionally, for example, the maximum permissible driving speed can decrease with increasing size of an interruption up to which the determined distance extends and / or increase with decreasing size of the interruption. This ensures that the work machine cannot be accelerated to a speed in autonomous operation at which a braking distance would possibly no longer be sufficient to safely stop the work machine if it turns out that there was an obstacle in the area of the interruption.

In einer weiteren Ausführungsvariante weist das autonome Betreiben ein Anpassen einer aktuellen Fahrgeschwindigkeit der autonomen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine auf. Vorzugsweise kann die aktuelle Fahrgeschwindigkeit mit zunehmender ermittelter Entfernung zunehmen und/oder mit abnehmender ermittelter Entfernung abnehmen. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise die aktuelle Fahrgeschwindigkeit mit zunehmender Größe einer Unterbrechung, bis zu der sich die ermittelte Entfernung erstreckt, abnehmen und/oder mit abnehmender Größe der Unterbrechung zunehmen. So kann die aktuelle Fahrgeschwindigkeit beispielsweise direkt auf den zu gegebenenfalls notwendigen Bremsweg angepasst werden.In a further embodiment variant, the autonomous operation includes an adaptation of a current driving speed of the autonomous agricultural work machine. The current driving speed can preferably increase with increasing determined distance and / or decrease with decreasing determined distance. Alternatively or additionally, for example, the current driving speed can decrease with increasing size of an interruption up to which the determined distance extends and / or increase with decreasing size of the interruption. For example, the current driving speed can be adapted directly to the braking distance that may be required.

In einem Ausführungsbeispiel weist das autonome Betreiben ein Stoppen einer Pflanzen- und/oder Bodenbehandlung, ein Anhalten und/oder ein Stilllegen der autonomen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine auf, wenn die ermittelte Entfernung einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet und/oder eine Größe einer Unterbrechung, bis zu der sich die ermittelte Entfernung erstreckt, einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.In one embodiment, the autonomous operation includes stopping a plant and / or soil treatment, stopping and / or shutting down the autonomous agricultural machine if the determined distance falls below a predetermined limit value and / or a size of an interruption up to which the determined distance extends, exceeds a predetermined limit value.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Umfelderfassungssensorik eine Radarvorrichtung, eine Lidarvorrichtung, eine Laserscanner-Vorrichtung, eine Ultraschallvorrichtung und/oder eine Kameravorrichtung, vorzugsweise mit einem Fischaugenobjektiv und/oder einer Wärmebildkamera, auf.In a further exemplary embodiment, the surroundings detection sensor system has a radar device, a lidar device, a laser scanner device, an ultrasound device and / or a camera device, preferably with a fisheye lens and / or a thermal imaging camera.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Umfelderfassungssensorik ein unbemanntes Fluggerät (zum Beispiel eine Drohne) auf, das der autonomen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine zugeordnet ist und ein Umfeld der Arbeitsmaschine erfasst. Vorzugsweise kann das unbemannte Fluggerät eine Radarvorrichtung, eine Lidarvorrichtung, eine Laserscanner-Vorrichtung, eine Ultraschallvorrichtung und/oder eine Kameravorrichtung tragen. Das unbemannte Fluggerät kann eine Flexibilität bei der Überwachung des Umfelds der Arbeitsmaschine erhöhen und beispielsweise zielgerichtet zum Überwachen von Bereichen, in den Unterbrechungen in den erfassten Umfelddaten liegen, eingesetzt werden.In a further exemplary embodiment, the environment detection sensor system has an unmanned aerial vehicle (for example a drone) which is assigned to the autonomous agricultural work machine and detects an environment of the work machine. The unmanned aerial vehicle can preferably carry a radar device, a lidar device, a laser scanner device, an ultrasound device and / or a camera device. The unmanned aerial vehicle can increase flexibility in monitoring the environment of the work machine and, for example, can be used in a targeted manner to monitor areas in which there are interruptions in the recorded environment data.

Es ist möglich, dass die Umfelderfassungssensorik zwei oder mehr unbemannte Fluggeräte aufweist. Bspw. kann so ein Sichtfeld bzw. Detektionsbereich der Umfelderfassungssensorik vergrößert, z.B. verbreitert oder verlängert, werden.It is possible for the environment detection sensor system to have two or more unmanned aircraft. E.g. a field of view or detection area of the surroundings detection sensor system can thus be enlarged, e.g. widened or lengthened.

In einer Weiterbildung weist das Verfahren ein Anpassen eines Betriebs, vorzugsweise einer Position (zum Beispiel einer Relativposition zur autonomen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine), des unbemannten Fluggeräts, auf, sodass die Entfernung, bis in die das Umfeld ohne räumliche Unterbrechung erfasst wird, vergrößert wird, vorzugsweise wenn die ermittelte Entfernung einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet.In a further development, the method has an adaptation of an operation, preferably a position (for example a relative position to the autonomous agricultural machine), of the unmanned aerial vehicle, so that the distance to which the environment is recorded without spatial interruption is increased, preferably if the determined distance falls below a specified limit value.

In einer Ausführungsform weist das Verfahren ein Anpassen eines Betriebs, vorzugsweise einer Position (zum Beispiel einer Relativposition zur autonomen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine), des unbemannten Fluggeräts auf, sodass ein Bereich des Umfelds, in dem sich eine Unterbrechung befindet, bis zu der sich die ermittelte Entfernung erstreckt, von dem unbemannten Fluggerät erfasst wird.In one embodiment, the method has an adaptation of an operation, preferably a position (for example a relative position to the autonomous agricultural machine), of the unmanned aerial vehicle, so that an area of the environment in which there is an interruption is up to which the determined distance is extends, is captured by the unmanned aerial vehicle.

In einer weiteren Ausführungsform weist das Verfahren ein Positionieren des unbemannten Fluggeräts derart auf, dass die Umfelddaten für eine gesamte Arbeitsbreite der autonomen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine vor der autonomen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine erfasst werden.In a further embodiment, the method includes positioning the unmanned aerial vehicle in such a way that the environment data for an entire working width of the autonomous agricultural machine in front of the autonomous agricultural machine are recorded.

In einer Ausführungsvariante erfasst die Umfelderfassungssensorik ein Umfeld in einem Winkelbereich von 360° um die autonome landwirtschaftliche Arbeitsmaschine herum. Alternativ kann die Umfelderfassungssensorik beispielsweise ein Umfeld in einem Winkelbereich von kleiner oder gleich 270° oder 180° um die autonome landwirtschaftliche Arbeitsmaschine erfassen, vorzugsweise bezüglich einer Vorwärtsfahrtrichtung der autonomen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine vor der autonomen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine.In one embodiment variant, the environment detection sensor system detects an environment in an angular range of 360 ° around the autonomous agricultural machine. Alternatively, the environment detection sensor system can for example detect an environment in an angular range of less than or equal to 270 ° or 180 ° around the autonomous agricultural work machine, preferably with regard to a forward travel direction of the autonomous agricultural work machine in front of the autonomous agricultural work machine.

In einer weiteren Ausführungsvariante weist die Umfelderfassungssensorik mehrere Sensorvorrichtungen auf, deren erfasste Umfelddaten zur Ermittlung der Entfernung und/oder einer Größe einer Unterbrechung, bis zu der sich die Entfernung erstreckt, fusioniert werden. Die Sensorfusion ermöglicht eine Vergrößerung des unterbrechungsfrei erfassbaren Bereichs des Umfelds der Arbeitsmaschine.In a further embodiment variant, the surroundings detection sensor system has a plurality of sensor devices, the detected surroundings data of which are merged to determine the distance and / or a size of an interruption up to which the distance extends. The sensor fusion enables an enlargement of the area around the machine that can be detected without interruption.

In einem Ausführungsbeispiel ist die Umfelderfassungssensorik dazu ausgebildet, Wärmequellen im Umfeld, Umrisse oder Konturen im Umfeld und/oder Bewegungen im Umfeld zu erkennen.In one exemplary embodiment, the surroundings detection sensor system is designed to detect heat sources in the surroundings, outlines or contours in the surroundings and / or movements in the surroundings.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die autonome landwirtschaftliche Arbeitsmaschine dazu ausgebildet, in einem vorgegebenen räumlichen Arbeitsbereich entlang eines vorgegebenen Bewegungspfads, vorzugsweise aufweisend eine Mehrzahl von parallelen Bahnen oder Spuren, autonom zu fahren, vorzugsweise mit Vorgabe einer maximal zulässigen Fahrgeschwindigkeit und/oder vorzugsweise mit Durchführen einer der autonomen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine zugeordneten Boden- und/oder Pflanzenbehandlung an vorgegebenen Positionen entlang des Bewegungspfads.In a further exemplary embodiment, the autonomous agricultural work machine is designed to drive autonomously in a predetermined spatial working area along a predetermined movement path, preferably having a plurality of parallel tracks or tracks, preferably with a specification of a maximum permissible travel speed and / or preferably with a the autonomous agricultural machine assigned to the soil and / or plant treatment at predetermined positions along the movement path.

Die Erfindung betrifft auch eine (teil- oder voll-)autonome landwirtschaftliche Arbeitsmaschine, die eine Umfelderfassungssensorik aufweist. Die Arbeitsmaschine weist zudem eine Steuereinheit auf, die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren wie hierin offenbart auszuführen. Die Arbeitsmaschine ermöglicht die Erzielung der gleichen Vorteile, wie bereits für das Verfahren beschrieben.The invention also relates to a (partially or fully) autonomous agricultural work machine which has a sensor system for detecting the surroundings. The work machine also has a control unit which is configured to carry out a method as disclosed herein. The working machine enables the same advantages to be achieved as already described for the method.

Vorzugsweise kann sich der Begriff „Steuereinheit“ auf eine Elektronik (z. B. mit Mikroprozessor(en) und Datenspeicher) beziehen, die je nach Ausbildung Steuerungsaufgaben und/oder Regelungsaufgaben übernehmen kann. Auch wenn hierin der Begriff „Steuern“ verwendet wird, kann damit gleichsam zweckmäßig auch „Regeln“ bzw. „Steuern mit Rückkopplung“ umfasst sein.The term “control unit” can preferably refer to electronics (e.g. with microprocessor (s) and data memory) which, depending on the design, can take on control tasks and / or regulation tasks. Even if the term “control” is used here, it can also expediently include “regulation” or “control with feedback”.

Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

1 eine schematische Seitenansicht einer autonomen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine;
2 eine schematische Draufsicht auf eine landwirtschaftliche Nutzfläche, auf der eine autonome landwirtschaftliche Arbeitsmaschine betrieben wird;
3 eine schematische Draufsicht auf eine weitere landwirtschaftliche Nutzfläche, auf der eine autonome landwirtschaftliche Arbeitsmaschine betrieben wird; und
4 eine schematische Darstellung eines Betriebs einer autonomen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine.

The preferred embodiments and features of the invention described above can be combined with one another as desired. Further details and advantages of the invention are described below with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 a schematic side view of an autonomous agricultural work machine;
2 a schematic plan view of an agricultural area on which an autonomous agricultural work machine is operated;
3 a schematic plan view of a further agricultural area on which an autonomous agricultural work machine is operated; and
4th a schematic representation of an operation of an autonomous agricultural work machine.

Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen stimmen zumindest teilweise überein, so dass ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsformen bzw. Figuren verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.The embodiments shown in the figures match at least in part, so that similar or identical parts are provided with the same reference numerals and reference is made to the description of the other embodiments or figures for their explanation in order to avoid repetition.

Die 1 zeigt eine autonome landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 10 in Form einer selbstfahrenden autonomen Feldspritze. Die Feldspritze kann flüssige Medien, z. B. Dünger, Pflanzenschutzmittel oder dgl., über ein Behandlungsgerät (Arbeitsgerät) 12 in Form eines Verteilgestänges (Spritzgestänges) auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche verteilen.The 1 shows an autonomous agricultural work machine 10 in the form of a self-propelled autonomous field sprayer. The field sprayer can use liquid media, e.g. B. fertilizers, pesticides or the like., Via a treatment device (working device) 12 distribute in the form of a distribution boom (spray boom) on an agricultural area.

Es ist möglich, dass die Arbeitsmaschine 10 nicht selbstfahrend ausgeführt ist, sondern bspw. von einem angetriebenen Fahrzeug, z. B. einem Traktor, bewegt, vorzugsweise gezogen, wird. Es ist auch möglich, dass die Arbeitsmaschine 10 ein alternatives oder zusätzliches Behandlungsgerät 12 zur Boden und/oder Pflanzenbehandlung aufweist.It is possible that the working machine 10 is not designed to be self-propelled, but, for example, by a powered vehicle, e.g. B. a tractor, moved, preferably pulled, is. It is also possible that the working machine 10 an alternative or additional treatment device 12 for soil and / or plant treatment.

Zum Beispiel kann die Arbeitsmaschine 10 alternativ als ein Düngerstreuer oder eine Saatmaschine ausgeführt sein. Die Arbeitsmaschine 10 kann gemäß einer alternativen Ausführungsvariante auch eine Maschine zur Bodenbearbeitung und/oder zur Aussaat sein und bspw. ein Behandlungsgerät 12 zur Bodenbearbeitung und/oder zur Aussaat von landwirtschaftlichem Saatgut, Dünger oder dergl. umfassen. Die Arbeitsmaschine 10 kann auch ein autonomes Trägerfahrzeug sein, an welchem wiederum Bodenbearbeitungswerkzeuge, Säschare oder Spritzgestänge oder dergl. angebaut werden können. Die Arbeitsmaschine 10 kann auch ein für die Landwirtschaft geeignetes Zugfahrzeug (z. B. Traktor) sein oder aufweisen. An das Zugfahrzeug kann wiederum eine Maschine zur Bodenbearbeitung und/oder zur Aussaat oder zur Verteilung von Pflanzenschutzmittel angebaut werden oder mittels diesem über eine Ackerfläche gezogen werden. Auch könnte die Arbeitsmaschine 10 eine Erntemaschine wie bspw. ein Feldhäcksler oder Mähdrescher oder dergl. sein. Generell kann die Arbeitsmaschine 10 somit jegliche Arbeitsmaschine sein, welche für den landwirtschaftlichen Einsatz geeignet ist.For example, the work machine 10 alternatively be designed as a fertilizer spreader or a seed drill. The working machine 10 According to an alternative embodiment variant, it can also be a machine for soil cultivation and / or for sowing and, for example, a treatment device 12 for soil cultivation and / or for sowing agricultural seeds, fertilizers or the like. Include. The working machine 10 can also be an autonomous carrier vehicle, to which soil cultivation tools, seed coulters or spray booms or the like can be attached. The working machine 10 can also be or have a tractor suitable for agriculture (e.g. tractor). A machine for cultivating the soil and / or for sowing or for distributing pesticides can in turn be attached to the towing vehicle or it can be pulled over an arable area by means of this. The working machine could also 10 a harvesting machine such as a forage harvester or combine harvester or the like. Generally speaking, the working machine 10 thus any work machine that is suitable for agricultural use.

Die Arbeitsmaschine 10 kann auch manuell gesteuert werden, bspw. mittels einer Fernbedienung und/oder mittels eines an der Arbeitsmaschine 10 vorhandenen Bedienfeldes. Manuell eingegebene Befehle können vorrangig vor autonom erzeugten Befehlen verarbeitet werden. Ein Beispiel für einen derartigen manuellen Befehl kann bspw. ein Not-Aus sein.The working machine 10 can also be controlled manually, for example by means of a remote control and / or by means of one on the work machine 10 existing control panel. Manually entered commands can be processed with priority over autonomously generated commands. An example of such a manual command can be, for example, an emergency stop.

Die Arbeitsmaschine 10 weist eine Steuereinheit 14 auf. Die Steuereinheit 14 kann die Arbeitsmaschine 10 in einem vorgegebenen räumlichen Arbeitsbereich entlang eines vorgegebenen Bewegungspfads, vorzugsweise aufweisend eine Mehrzahl von parallelen Bahnen oder Spuren, autonom fahren.The working machine 10 has a control unit 14th on. The control unit 14th can the working machine 10 Driving autonomously in a given spatial working area along a given movement path, preferably having a plurality of parallel paths or tracks.

Zur Verdeutlichung zeigen die 2 und 3 beispielhafte Bewegungspfade B in einem vorgegebenen räumlichen Arbeitsbereich A. Der Arbeitsbereich A ist eine landwirtschaftliche Nutzfläche bzw. Ackerfläche, wie bspw. eine Fläche zum Anbau von Getreide. Der Arbeitsbereich A ist durch eine (Feld-)Grenze G nach außen hin begrenzt.For clarity, the show 2 and 3 exemplary movement paths B. in a given spatial work area A. . The work area A. is an agricultural area or arable area, such as an area for growing grain. The work area A. is limited to the outside by a (field) boundary G.

Der Bewegungspfad B wird vor Beginn der Arbeit bspw. mittels eines Spurplanungstools vorgegeben. Im Betrieb bewegt sich die Arbeitsmaschine 10 dann entlang des vorgegebenen Bewegungspfads B. Der Bewegungspfad B kann so geplant sein, dass die jeweils optimalen Fahrspuren für die Arbeitsmaschine 10 vorgegeben werden, z. B. um zweckmäßig vorzugeben, in welcher Reihenfolge der Arbeitsbereich A befahren werden soll. Durch eine derartige Spurplanung können bspw. Hindernisse entsprechend in der Planung des Bewegungspfads B berücksichtigt werden. Der Bewegungspfad B kann auch derartig vorgegeben werden, dass doppelte Überfahrten von Teilabschnitten des Arbeitsbereichs A zumindest weitgehend unterbunden werden. Derartige Spurplanungstools können bspw. an eine Technik angelehnt sein, die als sogenanntes „Controlled Traffic Farming (CTF)“ bekannt ist.The movement path B. is made before the start of work, e.g. using a lane planning tool given. The working machine moves during operation 10 then along the given movement path B. . The movement path B. can be planned in such a way that the optimum lanes for the work machine 10 are specified, e.g. B. to appropriately specify the order in which the work area A. should be driven on. Such a lane planning can, for example, enable obstacles accordingly in the planning of the movement path B. be taken into account. The movement path B. can also be specified in such a way that partial sections of the work area are crossed twice A. at least largely prevented. Such lane planning tools can, for example, be based on a technology known as so-called “Controlled Traffic Farming (CTF)”.

Neben dem Bewegungspfad B kann zudem bspw. noch vorgegeben werden, mit welcher Fahrgeschwindigkeit sich die Arbeitsmaschine 10 an welcher Stelle des Arbeitsbereichs A autonom bewegen darf oder soll. Es kann bspw. auch vorgegeben werden, wo (Position) und/oder wie (z.B. Intensität) das jeweilige Behandlungsgerät 12 entlang des Bewegungspfads B zu betreiben ist (z.B. Verteilung von Verteilgut, Ernte von Erntegut oder dgl.).Next to the movement path B. It is also possible, for example, to specify the driving speed at which the machine is driven 10 at which point of the work area A. may or should move autonomously. It can also be specified, for example, where (position) and / or how (eg intensity) the respective treatment device 12 along the movement path B. is to be operated (e.g. distribution of distribution goods, harvest of crops or the like).

Es ist möglich, dass zur Versorgung der Arbeitsmaschine 10 mit Energie (z. B. elektrische Energie oder Treibstoff) und/oder zur Versorgung des Behandlungsgeräts 12 ein Versorgungsfahrzeug 16 vorgesehen ist. Das Versorgungsfahrzeug 16 kann bspw. die jeweils zu verteilenden Verteilgüter in flüssiger und/oder fester (insbesondere granularer) Form bereitstellen. Die Arbeitsmaschine 10 kann, wenn gewünscht, autonom zu dem Versorgungsfahrzeug 16 gefahren werden (siehe 2). Die Arbeitsmaschine 10 kann den Weg zum Versorgungsfahrzeug 16 mit der gleichen oder einer anderen Fahrgeschwindigkeit zurücklegen, wie bei der Arbeit im Arbeitsbereich A. Das Behandlungsgerät kann für die Fahrt zum Versorgungsfahrzeug 16 in eine Transportstellung bewegt werden, z. B. eingeklappt werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Versorgungsfahrzeug 16 (voll- oder teil-)autonom zur Arbeitsmaschine 10 gefahren werden. Bspw. kann einem Fahrer des Versorgungsfahrzeugs 16 eine Versorgungsposition angezeigt werden, an der die Arbeitsmaschine 10 für die Versorgung anzutreffen ist.It is possible that to supply the working machine 10 with energy (e.g. electrical energy or fuel) and / or to supply the treatment device 12 a supply vehicle 16 is provided. The supply vehicle 16 can, for example, provide the goods to be distributed in liquid and / or solid (especially granular) form. The working machine 10 can, if desired, autonomously to the supply vehicle 16 be driven (see 2 ). The working machine 10 can the way to the supply vehicle 16 Travel at the same or a different travel speed as when working in the work area A. . The treatment device can be used for driving to the supply vehicle 16 be moved into a transport position, e.g. B. be folded. Alternatively or additionally, the supply vehicle 16 (fully or partially) autonomous to the work machine 10 be driven. E.g. can be a driver of the supply vehicle 16 a supply position are displayed at which the working machine 10 is to be found for the supply.

Es ist möglich, dass bspw. mittels der Steuereinheit 14 im Betrieb eine Position, an der der Arbeitsvorgang der Arbeitsmaschine 10 unterbrochen wird, abgespeichert wird. Nach der Versorgung mittels des Versorgungsfahrzeugs 16 kann die Arbeitsmaschine 10 diese Position wieder anfahren und ihren Weg entlang des Bewegungspfads B fortsetzen. Die hierfür gefahrenen Routen müssen nicht identisch sein.It is possible, for example, by means of the control unit 14th in operation, a position at which the work of the working machine 10 is interrupted, is saved. After the supply by means of the supply vehicle 16 can the working machine 10 approach this position again and make your way along the movement path B. continue. The routes traveled for this do not have to be identical.

Es ist zudem möglich, dass die Arbeitsmaschine 10 ein System zur Restmengenüberwachung aufweist. D.h., es kann vorgesehen sein, dass die Arbeitsmaschine 10 bspw. füllstandsüberwachende Sensoren (z. B. ein Wiegesystem, Durchflusssystem oder dergl.) aufweist, mittels denen jeweils ermittelbar ist, bspw. wieviel Verteilgut noch in der Arbeitsmaschine 10 vorhanden ist. Die Steuereinheit 14 kann nun ermitteln, wie lange das Verteilgut noch ausreicht, d.h. welche Fahrtstrecke noch zurückgelegt werden kann. Anhand dieser Auswertung kann die Arbeitsmaschine 10 bspw. anschließend derart gesteuert werden, dass eine Route bzw. ein Streckenabschnitt bearbeitet wird, für welchen die Ausbringmenge noch ausreichend ist, oder die Arbeitsmaschine 10 wird direkt zum Versorgungsfahrzeug 16 bewegt, ohne dass ein weiterer Streckenabschnitt begonnen wird.It is also possible that the working machine 10 has a system for monitoring residual amounts. In other words, it can be provided that the working machine 10 For example, level-monitoring sensors (for example a weighing system, flow system or the like), by means of which it is possible to determine, for example, how much material to be distributed is still in the machine 10 is available. The control unit 14th can now determine how long the material to be distributed is still sufficient, ie which route can still be covered. Based on this evaluation, the machine can 10 For example, it can then be controlled in such a way that a route or a route section is processed for which the application rate is still sufficient, or the work machine 10 becomes a supply vehicle directly 16 moved without starting another section of the route.

Das beschriebene Verfahren zur Versorgung der Arbeitsmaschine 10 mittels des Versorgungsfahrzeugs 16 kann gleichermaßen analog auch für Service-Arbeiten verwendet werden. Bspw. kann bei einer durchzuführenden Servicemaßnahme an der Arbeitsmaschine 10 der optimale Bewegungspfad zu einem stationären oder mobilen „Service-Punkt“ ermittelt werden, z. B. von der Steuereinheit 14. Gleiches gilt auch für Störungen an der Arbeitsmaschine 10. Bei Störungen kann wiederum mittels der Steuereinheit 14 eine Auswertung dahingehend erfolgen, ob die Arbeitsmaschine 10 überhaupt noch zum „Service-Punkt“ bewegt werden kann oder nicht.The method described for supplying the machine 10 by means of the supply vehicle 16 can also be used for service work in the same way. E.g. can when a service measure to be carried out on the machine 10 the optimal movement path to a stationary or mobile "service point" can be determined, e.g. B. from the control unit 14th . The same applies to malfunctions on the machine 10 . In the event of malfunctions, the control unit 14th an evaluation to determine whether the work machine 10 can or cannot be moved to the “service point” at all.

Es wird erneut auf die 1 Bezug genommen. Zur Navigation entlang des vorgegebenen Bewegungspfads B weist die Arbeitsmaschine 10 eine Positionsbestimmungsvorrichtung 18 auf. Die Positionsbestimmungsvorrichtung 18 kann bspw. eine satellitengestützte (globale) Positionsbestimmungsvorrichtung (z.B. GPS-Positionsbestimmungsvorrichtung, eine Galileo-Positionsbestimmungsvorrichtung, eine Glonass-Positionsbestimmungsvorrichtung oder eine Beidou-Positionsbestimmungsvorrichtung) sein. Es ist auch möglich, dass die Positionsbestimmungsvorrichtung 18 eine lokale Positionsbestimmungsvorrichtung ist, die bspw. vorbestimmte Landmarken (Pfosten oder dergleichen), deren Positionen bekannt sind, erfassen kann. Aus einem Abstand und/oder einer Winkellage der Arbeitsmaschine 10 zu den erfassten Landmarken kann eine aktuelle Position der Arbeitsmaschine 10 ermittelt werden.It is again on the 1 Referenced. For navigation along the specified movement path B. instructs the working machine 10 a position determining device 18th on. The position determining device 18th can, for example, be a satellite-based (global) position determination device (eg GPS position determination device, a Galileo position determination device, a Glonass position determination device or a Beidou position determination device). It is also possible that the position determining device 18th is a local position-determining device which, for example, can detect predetermined landmarks (posts or the like) whose positions are known. From a distance and / or an angular position of the machine 10 A current position of the working machine can be added to the captured landmarks 10 be determined.

Die Arbeitsmaschine 10 weist eine Umfelderfassungssensorik 20 zur Überwachung des Umfelds der Arbeitsmaschine 10 auf. Die Umfelderfassungssensorik 20 kann bspw. eine Radarvorrichtung, eine Lidarvorrichtung, eine Laserscanner-Vorrichtung, eine Ultraschallvorrichtung und/oder eine Kameravorrichtung aufweisen. Die Umfelderfassungssensorik 20 kann wie gewünscht an der Arbeitsmaschine 10 positioniert sein, z. B. verteilt an mehreren Seiten oder nur an einer Frontseite. Die Umfelderfassungssensorik 20 ist so angeordnet, dass sie in der Lage ist, das Umfeld bis angrenzend an die Arbeitsmaschine 10 zu erfassen. Zweckmäßig ist die Umfelderfassungssensorik 20 dazu ausgebildet, Wärmequellen im Umfeld, Umrisse oder Konturen im Umfeld und/oder Bewegungen im Umfeld zu erkennen.The working machine 10 has an environment detection sensor system 20th for monitoring the environment of the work machine 10 on. The environment detection sensors 20th can, for example, have a radar device, a lidar device, a laser scanner device, an ultrasonic device and / or a camera device. The Environment detection sensors 20th can as desired on the working machine 10 be positioned, e.g. B. distributed on several sides or only on one front. The environment detection sensors 20th is arranged in such a way that it is able to include the surroundings as far as adjacent to the work machine 10 capture. The surroundings detection sensor system is useful 20th trained to recognize heat sources in the environment, outlines or contours in the environment and / or movements in the environment.

Die Umfelderfassungssensorik 20 kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante aus mindestens drei Sensorvorrichtungen gebildet sein, aufweisend eine Radarvorrichtung, Normal- oder Objektkameras und Kameras mit Fischaugenobjektiv, die derartig insbesondere an der Arbeitsmaschine 10 angeordnet sind, dass die jeweiligen Gefährdungsbereiche der Arbeitsmaschine 10 überwacht bzw. erfasst werden können. Ergänzend kann eine Laserscanner-Vorrichtung umfasst sein, die insbesondere einen Bereich in Vorwärtsfahrrichtung vor der Arbeitsmaschine 10 erfasst.The environment detection sensors 20th can, according to a preferred embodiment variant, be formed from at least three sensor devices, having a radar device, standard or object cameras and cameras with fisheye lenses, which are in particular on the work machine 10 are arranged that the respective hazard areas of the machine 10 can be monitored or recorded. In addition, a laser scanner device can be included, which in particular has an area in the forward direction of travel in front of the work machine 10 detected.

Die Umfelderfassungssensorik 20 kann zweckmäßig dazu angeordnet sein, ein Umfeld vor der Arbeitsmaschine 10 zu erfassen. Die Umfelderfassung erfolgt bspw. für eine geplante Fahrspur und/oder für eine gesamte Arbeitsbreite der Arbeitsmaschine 10. Zweckmäßig erfolgt die Umfelderfassung so, dass die Fahrspuren und/oder die gesamte Arbeitsbreite der Arbeitsmaschine 10 insbesondere auf Personen, Tiere oder Hindernisse oder dergl. überwacht werden. Die Umfelderfassungssensorik 20 kann derartig ausgebildet sein, Bereiche der Arbeitsmaschine 10 zu überwachen, welche mit einer Bodenfläche des Umfelds bzw. der Umgebung in Kontakt stehen. Bspw. kann es bei einer Pflanzenschutzspritze ggf. ausreichend sein, wenn nur die Räder (die in Bodenkontakt stehen) auf Personen überwacht werden, wohingegen bei Saatmaschinen oder Bodenbearbeitungsmaschinen die gesamte Arbeitsbreite überwacht wird.The environment detection sensors 20th can expediently be arranged in front of the work machine 10 capture. The surroundings are recorded, for example, for a planned lane and / or for an entire working width of the machine 10 . The surroundings are expediently recorded in such a way that the lanes and / or the entire working width of the work machine 10 in particular, be monitored for people, animals or obstacles or the like. The environment detection sensors 20th can be designed in such a way, areas of the work machine 10 to monitor which are in contact with a floor area of the surroundings or the surroundings. E.g. In the case of a crop protection sprayer, it may be sufficient if only the wheels (which are in contact with the ground) are monitored for people, whereas in the case of seed drills or tillage machines the entire working width is monitored.

Es ist auch möglich, dass ein anderer oder größerer Winkelbereich um die Arbeitsmaschine 10 herum überwacht wird, z. B. kleiner oder gleich 360°, 270° oder 180°.It is also possible that a different or larger angular range around the working machine 10 is monitored around, e.g. B. less than or equal to 360 °, 270 ° or 180 °.

Die Umfelderfassungssensorik 20 erfasst Umfelddaten. Die Umfelddaten werden zu der Steuereinheit 14 übertragen. Die Steuereinheit 14 wertet die Umfelddaten aus, um den Betrieb der Arbeitsmaschine 10 an die Umfelddaten anzupassen.The environment detection sensors 20th records environmental data. The environment data become the control unit 14th transfer. The control unit 14th evaluates the environmental data for the operation of the machine 10 adapt to the surrounding data.

Eine Besonderheit der Auswertung der Umfelddaten durch die Steuereinheit 14 liegt darin, dass ermittelt wird, bin in welche Entfernung bzw. bis in welchen Abstand zur Arbeitsmaschine 10 das Umfeld räumlich unterbrechungsfrei bzw. stetig von der Umfelderfassungssensorik 20 erfasst wurde. Der hier relevante Bereich ist vor allem der Bodenbereich des Umfelds und der darüber liegende Bereich bis vorzugsweise zu einer Maximalhöhe der Arbeitsmaschine 10. Umgebungsbedingungen, die zumindest teilweise in den Unterbrechungen liegen, können nämlich nicht oder nicht vollständig überwacht werden, sodass in den Umfelddaten ein oder mehrere „blinde Flecken“ vorhanden sein können. In 4 ist eine derartige Situation dargestellt, bei der nach der Hügelkuppe kein Bodenbereich des Umfelds mehr erfassbar ist. Hindernisse mit geringer Höhe, die sich hinter der Hügelkuppe befinden, könnten so ggf. nicht erfasst werden.A special feature of the evaluation of the environmental data by the control unit 14th lies in the fact that it is determined at what distance or up to what distance from the work machine 10 the environment spatially uninterrupted or continuously from the environment detection sensors 20th was recorded. The area relevant here is above all the floor area of the surroundings and the area above it, preferably up to a maximum height of the work machine 10 . Ambient conditions that are at least partially in the interruptions cannot be monitored or not fully monitored, so that one or more “blind spots” can be present in the environment data. In 4th such a situation is shown in which no more ground area of the surroundings can be detected after the hilltop. Low-height obstacles that are behind the hilltop could not be detected in this way.

Bspw. könnten große Objekte im Vordergrund der Umfelddaten kleinere Objekte im Hintergrund verdecken. Derartige Objekte können bspw. mittels bestimmter Algorithmen, z.B. Bilderkennungsalgorithmen, erkannt werden. Es ist auch möglich, dass bspw. bei der Arbeit an einem Hügel der Gipfel des Hügels den dahinterliegenden Bereich verdeckt oder die Arbeitsmaschine 10 so geneigt ist, dass das nutzbare Sichtfeld der Umgebungserfassungssensorik 20 eingeschränkt ist (vgl. 4). Beim Überfahren von Kuppen kann das unterbrechungsfrei erfassbare Umfeld anders sein als auf einer ebenen Fläche. Insbesondere kann sich das durch die Umfelderfassungssensorik unterbrechungsfrei erfassbare Umfeld bei Kuppen oder Hanglagen gegenüber einer Bodenfläche in dessen Höhe verringern oder erhöhen, so dass bspw. nur noch Personen, Hindernisse etc. erfasst werden können, die eine bestimmte Mindestgröße bzw. Mindesthöhe aufweisen.E.g. Large objects in the foreground of the environment data could cover smaller objects in the background. Such objects can be recognized, for example, by means of certain algorithms, for example image recognition algorithms. It is also possible, for example, when working on a hill, that the summit of the hill covers the area behind it or the working machine 10 is inclined so that the usable field of view of the environment detection sensors 20th is restricted (cf. 4th ). When driving over hilltops, the uninterrupted detectable environment can be different than on a flat surface. In particular, the area that can be detected without interruption by the area detection sensor system can decrease or increase in height in the case of hilltops or slopes compared to a floor area, so that, for example, only people, obstacles etc. can be detected that have a certain minimum size or minimum height.

Die ermittelte Entfernung gib somit an, bis in welchen Abstand zur Arbeitsmaschine 10 das Umfeld entsprechend dem jeweiligen Sichtfeld der Umfelderfassungssensorik 20 vollständig erfasst wurde. In Abhängigkeit der ermittelten Entfernung wird der autonome Betrieb der Arbeitsmaschine 10 automatisch angepasst.The determined distance thus indicates up to what distance from the work machine 10 the surroundings according to the respective field of vision of the surroundings detection sensors 20th has been fully recorded. The autonomous operation of the work machine is dependent on the determined distance 10 automatically adjusted.

Zweckmäßig kann in Abhängigkeit von der ermittelten Entfernung eine Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine 10 durch die Steuereinheit 14 angepasst werden. Bspw. kann eine von dem Spurplanungstool vorgegebene, zulässige Maximalfahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine 10 für den autonomen Betrieb oder eine aktuelle Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine 10 im autonomen Betrieb angepasst werden. Die autonome Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine 10 kann groß sein, wenn der Zahlenwert der ermittelten Entfernung groß ist. Die autonome Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine 10 kann klein sein, wenn der Zahlenwert der ermittelten Entfernung klein ist. Es ist möglich, dass die Anpassung der Fahrgeschwindigkeit entsprechend einer vorgegebenen Zuordnung (zum Beispiel Tabelle, Kennfeld oder Formel) erfolgt. Die vorgegebene Zuordnung gibt für eine Mehrzahl von möglichen ermittelten Entfernungen eine jeweilige (maximal zulässige und/oder aktuelle) Fahrgeschwindigkeit an.A travel speed of the work machine can expediently be a function of the determined distance 10 through the control unit 14th be adjusted. E.g. a permissible maximum travel speed of the working machine specified by the track planning tool 10 for autonomous operation or a current driving speed of the machine 10 can be adjusted in autonomous operation. The autonomous driving speed of the work machine 10 can be large if the numerical value of the determined distance is large. The autonomous driving speed of the work machine 10 can be small if the numerical value of the determined distance is small. It is possible for the vehicle speed to be adapted in accordance with a predefined assignment (for example table, characteristic diagram or formula). The predefined assignment is for a plurality of possible ones determined distances a respective (maximum permissible and / or current) driving speed.

Alternativ oder zusätzlich zum Anpassen der Fahrgeschwindigkeit können andere Betriebsparameter der Arbeitsmaschine 10 in Abhängigkeit von der ermittelten Entfernung angepasst werden. Beispielsweise kann die Arbeitsmaschine 10 angehalten oder stillgesetzt werden, wenn die ermittelte Entfernung einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet. Es kann auch das Behandlungsgerät 12 gestoppt werden, wenn die ermittelte Entfernung einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet.As an alternative or in addition to adapting the driving speed, other operating parameters of the working machine 10 can be adjusted depending on the determined distance. For example, the work machine 10 stopped or shut down when the determined distance falls below a predetermined limit value. It can also be the treatment device 12 stopped when the determined distance falls below a specified limit value.

Es ist auch möglich, dass eine Größe der Unterbrechung in den Umfelddaten ermittelt wird, wobei zweckmäßig diejenige Unterbrechung betrachtet wird, an der die ermittelte Entfernung endet bzw. bis zu der sich die ermittelte Entfernung erstreckt. Eine kleine räumliche Unterbrechung kann zu einem kleinen automatischen Eingriff in den autonomen Betrieb der Arbeitsmaschine 10 führen, z. B. Absenken der Fahrgeschwindigkeit. Eine große räumliche Unterbrechung kann hingegen bspw. zu einem Anhalten oder Stillsetzen der Arbeitsmaschine 10 führen.It is also possible for a size of the interruption to be determined in the environment data, in which case that interruption is expediently considered at which the determined distance ends or to which the determined distance extends. A small spatial interruption can lead to a small automatic intervention in the autonomous operation of the working machine 10 lead, e.g. B. Lowering the driving speed. A large spatial interruption, on the other hand, can lead to the machine being stopped or stopped, for example 10 to lead.

Sofern die Umfelderfassungssensorik 20 mehrere Sensorvorrichtungen aufweist, kann die Steuereinheit 14 die erfassten Umfelddaten von den mehreren Sensorvorrichtungen zunächst fusionieren. Die so fusionierten erfassten Umfelddaten können von der Steuereinheit 14 dann im Hinblick auf die zu ermitteln Entfernung und/oder die zu ermittelnde Größe der Unterbrechung ausgewertet werden.If the surroundings detection sensors 20th has a plurality of sensor devices, the control unit 14th first merge the captured environment data from the multiple sensor devices. The captured environment data merged in this way can be obtained from the control unit 14th then evaluated with regard to the distance to be determined and / or the size of the interruption to be determined.

Die Umfelderfassungssensorik 20 kann auch bspw. zwei (redundante) Sensorvorrichtungen aufweisen, die gleich ausgeführt sind. Die Sensorvorrichtungen müssten daher gleiche Messergebnisse oder innerhalb vorgebbarer Toleranzbereiche liegende Messergebnisse liefern. Sofern dies nicht der Fall ist, kann wiederum darauf geschlossen werden, dass bspw. eine (oder beide) Sensorvorrichtungen nicht richtig funktionieren. In einem solchen Fall kann die Arbeitsmaschine 10 bspw. stillgesetzt oder in einen sicheren Zustand überführt werden.The environment detection sensors 20th can also have, for example, two (redundant) sensor devices that are designed identically. The sensor devices would therefore have to deliver the same measurement results or measurement results that are within predeterminable tolerance ranges. If this is not the case, it can again be concluded that, for example, one (or both) sensor devices are not functioning properly. In such a case, the work machine 10 For example, shut down or transferred to a safe state.

Die Umfelderfassungssensorik 20 kann auch mehrere Sensorvorrichtungen aufweisen, die unterschiedliche Messeigenschaften aufweisen, wodurch vorzugsweise insbesondere unterschiedliche physikalische Eigenschaften des Umfelds erfasst werden können.The environment detection sensors 20th can also have a plurality of sensor devices which have different measurement properties, whereby in particular different physical properties of the environment can preferably be recorded.

Die Umfelderfassungssensorik 20 kann zumindest teilweise fest an der Abreitmaschine 10 angebracht ein. Die Umfelderfassungssensorik 20 der Arbeitsmaschine 10 kann auch ein unbemanntes Fluggerät (eine Drohne) 22 aufweisen. Das unbemannte Fluggerät 22 kann bspw. eine Radarvorrichtung, eine Lidarvorrichtung, eine Laserscanner-Vorrichtung, eine Ultraschallvorrichtung und/oder eine Kameravorrichtung zum Überwachen des Umfelds der Arbeitsmaschine 10 tragen.The environment detection sensors 20th can be at least partially fixed to the stripping machine 10 attached a. The environment detection sensors 20th the working machine 10 may also have an unmanned aerial vehicle (a drone) 22. The unmanned aerial vehicle 22nd For example, a radar device, a lidar device, a laser scanner device, an ultrasound device and / or a camera device for monitoring the surroundings of the work machine 10 wear.

Das unbemannte Fluggerät 22 kann mit der Steuereinheit 14 in Kommunikationsverbindung stehen. Die Kommunikation zwischen dem unbemannte Fluggerät 22 und der Steuereinheit 14 kann drahtgebunden oder drahtlos erfolgen. Die Kommunikation kann insbesondere zweikanalig bzw. redundant ausgeführt sein, wobei die zwei Kanäle zudem gleich oder unterschiedlich ausgeführt sein können. Wenn die Steuereinheit 14 unterschiedliche Daten über die redundanten Kanäle empfängt, kanndiese die Arbeitsmaschine 10 bspw. in Stillstand versetzen.The unmanned aerial vehicle 22nd can with the control unit 14th are in communication. Communication between the unmanned aerial vehicle 22nd and the control unit 14th can be wired or wireless. The communication can in particular be designed with two channels or redundantly, with the two channels also being able to be designed identically or differently. When the control unit 14th receives different data via the redundant channels, this can be done by the work machine 10 e.g. bring to a standstill.

Das unbemannte Fluggerät 22 kann zumindest einen Teil der Umfelddaten erfassen. Zweckmäßig wird das unbemannte Fluggerät 22 so gesteuert, dass es die Umfelddaten für eine gesamte Arbeitsbreite der Arbeitsmaschine 10 vor der Arbeitsmaschine 10 erfasst. Das unbemannte Fluggerät 22 kann dazu verwendet werden, den unterbrechungsfrei erfassten Bereich des Umfelds zu vergrößern. So kann beispielsweise eine Position des unbemannten Fluggeräts 22 derart angepasst werden, dass der Bereich, in dem die ermittelte Unterbrechung in den erfassten Umfelddaten liegt, von dem unbemannten Fluggerät 22 erfasst wird. Folglich liegt in diesem Bereich nach kurzer Positionsanpassung des unbemannten Fluggeräts 22 keine Unterbrechung mehr vor. Die Entfernung, bis zu der das Umfeld der Arbeitsmaschine 10 unterbrechungsfrei erfasst wird, vergrößert sich dementsprechend.The unmanned aerial vehicle 22nd can capture at least part of the environment data. The unmanned aerial vehicle becomes useful 22nd controlled in such a way that it contains the environmental data for an entire working width of the machine 10 in front of the working machine 10 detected. The unmanned aerial vehicle 22nd can be used to enlarge the uninterrupted captured area of the surroundings. For example, a position of the unmanned aerial vehicle 22nd can be adapted in such a way that the area in which the determined interruption lies in the captured environment data is from the unmanned aerial vehicle 22nd is captured. Consequently, after a brief position adjustment of the unmanned aerial vehicle, lies in this area 22nd no more interruption. The distance up to which the environment of the work machine 10 is recorded without interruption, increases accordingly.

Es kann vorgesehen sein, das auf einem Arbeitsbereich A zwei oder mehr landwirtschaftliche autonome Arbeitsmaschine 10 arbeiten (z. B. unabhängig voneinander oder koordiniert). Das unbemannte Fluggerät 22 kann zur Umfelderfassung für die zwei oder mehr landwirtschaftlichen Fahrzeuge eingesetzt werden, zum Beispiel gleichzeitig, abwechselnd oder je nach Anforderung. Es ist auch möglich, dass zwei oder mehr unbemannte Fluggeräte 22 vorhanden sind, welche einer oder mehreren Arbeitsmaschinen 10 zugeordnet sein können.It can be provided on a work area A. two or more agricultural autonomous work machines 10 work (e.g. independently or in a coordinated manner). The unmanned aerial vehicle 22nd can be used to detect the surroundings of the two or more agricultural vehicles, for example simultaneously, alternately or as required. It is also possible to have two or more unmanned aerial vehicles 22nd are present, which one or more work machines 10 can be assigned.

Es ist möglich, dass das unbemannte Fluggerät 22 auch derart betrieben wird, dass es bezüglich der Arbeitsmaschine 10 auch diejenigen Bereiche überwacht, die nicht mittels an der Arbeitsmaschine 10 angebrachter Umgebungserfassungssensorik überwacht werden können, bspw. weil an bestimmten Bereichen der Arbeitsmaschine 10 eine Positionierung der Sensorvorrichtung nur schwierig oder unmöglich ist.It is possible that the unmanned aerial vehicle 22nd is also operated in such a way that it is related to the work machine 10 also monitors those areas that are not connected to the machine 10 attached environment detection sensors can be monitored, for example. Because in certain areas of the machine 10 positioning the sensor device is difficult or impossible.

Typischerweise fliegt das unbemannte Fluggerät 22 in Fahrtrichtung vor der Arbeitsmaschine 10. Das unbemannte Fluggerät 22 ist zweckmäßig so zur Arbeitsmaschine 10 positioniert, dass die Arbeitsmaschine 10 bspw. bei einer Personen-, Tier- oder Hinderniserkennung noch sicher zum Stillstand kommen kann oder in einen sicheren Zustand überführt werden kann. Der Stillstand hängt u.a. vom Bremsweg und von der Reaktionszeit, bis der Bremsvorgang eingeleitet wird, ab. Wird die Arbeitsmaschine 10 bspw. mit einer Geschwindigkeit von 20 km/h (v0=5,56 m/s) bewegt, weist eine Bremsverzögerung von 5 m/s² (abw) sowie eine (Erfassungs- und Auswerte-)Reaktionszeit von 0,5 s (trz) auf, so kann sich ein Weg bis zum Stillstand von rd. 5,86 m ergeben (= v0*trz+v0^2/2*abw). Dementsprechend kann das unbemannte Fluggerät 22 bspw. so zur Arbeitsmaschine 10 positioniert werden, dass das Umfeld der Arbeitsmaschine 10 vom unbemannten Fluggerät 22 bis zu einem Mindestabstand von 5,86 m vor der Arbeitsmaschine 10 erfasst wird. Die Berechnung verwendet u.a. die Annahme, dass sich bspw. eine Person oder ein Tier nicht bewegt, insbesondere nicht in Richtung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs bewegt.Typically the unmanned aerial vehicle flies 22nd in the direction of travel in front of the machine 10 . The unmanned aerial vehicle 22nd is appropriate for the work machine 10 that the working machine positioned 10 For example, in the event of a person, animal or obstacle detection, it can still safely come to a standstill or can be transferred to a safe state. The standstill depends, among other things, on the braking distance and the reaction time until the braking process is initiated. Becomes the working machine 10 For example, moving at a speed of 20 km / h (v0 = 5.56 m / s), has a braking deceleration of 5 m / s ² (down) and a (detection and evaluation) response time of 0.5 s ( trz), a way to a standstill of approx. 5.86 m result (= v0 * trz + v0 ^ 2/2 * abw). Accordingly, the unmanned aerial vehicle 22nd for example to the work machine 10 be positioned that the environment of the work machine 10 from the unmanned aerial vehicle 22nd up to a minimum distance of 5.86 m in front of the working machine 10 is captured. The calculation uses, among other things, the assumption that, for example, a person or an animal is not moving, in particular not moving in the direction of the agricultural vehicle.

Um ein Sicherheitslevel bspw. noch weiter zu erhöhen, kann zudem eine Berücksichtigung von Bewegungen von Personen oder Tieren vorgesehen sein. Der zu überwachende Mindestabstand kann um einen Schutz- oder Sicherheitsbereich bzw. -aufschlag ergänzt werden. Bspw. kann der Schutzbereich bspw. gemäß der ISO 13855 berechnet werden.In order to further increase a security level, for example, the movements of people or animals can also be taken into account. The minimum distance to be monitored can be supplemented by a protection or safety area or surcharge. E.g. the protection area can be calculated according to ISO 13855, for example.

Zusätzlich kann neben dem Mindestabstand und dem Schutzbereich noch ein weiterer zusätzlicher Bereich mitberücksichtigt werden, sodass der so angepasste Mindestabstand nochmals z. B. 10 % oder 20 % größer sein kann als die Summe aus Mindestabstand und Sicherheitsbereich. Wird der (angepasste) Mindestabstand bspw. unterschritten, kann bei der Arbeitsmaschine 10 ein direkter Stillstand eingeleitet oder die Arbeitsmaschine 10 in einen sicheren Zustand überführt werden.In addition to the minimum distance and the protection area, another additional area can also be taken into account, so that the minimum distance adjusted in this way again e.g. B. 10% or 20% greater than the sum of the minimum distance and safety area. If the (adjusted) minimum distance is not reached, for example, the machine can 10 a direct standstill initiated or the machine 10 be transferred to a safe state.

Es ist möglich, dass der (angepasste) Mindestabstand vereinfacht einem Abstand in Meter, der gleich zum Zahlenwert der Fahrgeschwindigkeit in km/h ist, entspricht, d.h. z.B. Geschwindigkeit 20 km/h = Mindestabstand 20 m. Der Mindestabstand kann bspw. auch 10 % größer oder kleiner oder 25 % größer oder kleiner oder 50 % größer oder kleiner sein.It is possible that the (adjusted) minimum distance corresponds, in simplified form, to a distance in meters that is equal to the numerical value of the driving speed in km / h, ie for example speed 20 km / h = minimum distance 20th m. The minimum distance can also be, for example, 10% larger or smaller, or 25% larger or smaller, or 50% larger or smaller.

Die Arbeitsmaschine 10 kann zweckmäßig in mindestens zwei Betriebsmodi betrieben werden: einem manuellen Betriebsmodus und einem autonomen Betriebsmodus. Im manuellen Betriebsmodus erfolgt eine Bedienung, die zu Bewegungen und Arbeiten der Arbeitsmaschine 10 führt, auf Basis von manuellen Bedienvorgaben durch eine Bedienperson, z.B. mittels einer Fernbedienung. Im autonomen Betriebsmodus wird die Arbeitsmaschine 10 (teil- oder voll-)autonom von der Steuereinheit 14 gesteuert, insbesondere auf Basis von mittels des Spurplanungstools vorgegebenen Sollvorgaben. Eine Aktivierung des autonomen Betriebsmodus kann an bestimmte Bedingungen geknüpft sein: z.B. keine Hindernisse im Umfeld der Arbeitsmaschine 10, Sichtfeld der Umfelderfassungssensorik 20 für gewünschte Fahrgeschwindigkeit ausreichend und/oder aktuelle Position der Arbeitsmaschine 10 ausreichend genau erfasst.The working machine 10 can expediently be operated in at least two operating modes: a manual operating mode and an autonomous operating mode. In the manual operating mode there is an operation related to movements and work of the machine 10 leads, on the basis of manual operating instructions by an operator, for example by means of a remote control. In the autonomous operating mode, the working machine 10 (partially or fully) autonomous from the control unit 14th controlled, in particular on the basis of target specifications given by means of the lane planning tool. Activation of the autonomous operating mode can be linked to certain conditions: for example, no obstacles in the vicinity of the machine 10 , Field of view of the surroundings detection sensors 20th Sufficient for the desired driving speed and / or the current position of the machine 10 recorded with sufficient accuracy.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen. Insbesondere sind die einzelnen Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 jeweils unabhängig voneinander offenbart. Zusätzlich sind auch die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von sämtlichen Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 offenbart. Alle Bereichsangaben hierin sind derart offenbart zu verstehen, dass gleichsam alle in den jeweiligen Bereich fallenden Werte einzeln offenbart sind, z.B. auch als jeweils bevorzugte engere Außengrenzen des jeweiligen Bereichs.The invention is not restricted to the preferred exemplary embodiments described above. Rather, a large number of variants and modifications are possible which also make use of the inventive concept and therefore fall within the scope of protection. In particular, the invention also claims protection for the subject matter and the features of the subclaims independently of the claims referred to. In particular, the individual features of independent claim 1 are disclosed independently of one another. In addition, the features of the subclaims are also disclosed independently of all the features of independent claim 1. All range specifications herein are to be understood in such a way that all values falling within the respective range are disclosed individually, e.g. also as preferred narrower external borders of the respective area.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010: Autonome landwirtschaftliche ArbeitsmaschineAutonomous agricultural work machine
1212: BehandlungsgerätTreatment device
1414th: SteuereinheitControl unit
1616: VersorgungsfahrzeugSupply vehicle
1818th: PositionsbestimmungsvorrichtungPosition determining device
2020th: UmfelderfassungssensorikEnvironment detection sensors
2222nd: Unbemanntes Fluggerät (Teil der Umfelderfassungssensorik) Unmanned aerial vehicle (part of the surroundings detection sensors)
AA.: ArbeitsbereichWorkspace
BB.: BewegungspfadMotion path
GG: Grenzeborder

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102018108024 [0002]

Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited

ISO 12100 [0003]
ISO 13849 [0003]
ISO 25119 [0003]

Claims

A method for operating an autonomous agricultural work machine (10), comprising: Detection of environment data in the environment of the autonomous agricultural work machine (10) by means of environment detection sensors (20) of the autonomous agricultural work machine (10); Evaluation of the captured environment data in such a way that the distance from the autonomous agricultural machine (10) to the environment without a spatial interruption is determined; and autonomous operation of the autonomous agricultural machine (10) as a function of the determined distance.

Procedure according to Claim 1 wherein: the acquisition of environment data in an environment in front of the autonomous agricultural work machine (10) with respect to a direction of travel, preferably forward direction of travel, of the autonomous agricultural work machine (10); and / or the acquisition of environment data for a planned lane and / or for an entire working width of the autonomous agricultural machine (10) takes place in front of the autonomous agricultural machine (10).

Procedure according to Claim 1 or Claim 2 wherein: it is determined up to what distance from the autonomous agricultural machine (10) a ground area of the surroundings was recorded without spatial interruption; and / or it is determined up to what distance from the autonomous agricultural work machine (10) an area up to a predetermined height, preferably a maximum height of the work machine (10), above a floor of the surrounding area has been recorded without spatial interruption.

Method according to one of the preceding claims, wherein: the distance extends to a summit of a hilltop if the hilltop covers an area of the surroundings behind it; and or the distance extends to an object recognized in the surroundings data if the object covers an area of the surroundings behind it.

Method according to one of the preceding claims, further comprising: Determining a size of an interruption up to which the determined distance extends, where preferably: the autonomous operation also depends on the determined size of the interruption.

Method according to one of the preceding claims, wherein: the autonomous operation comprises an adaptation of a maximum permissible driving speed of the autonomous agricultural work machine (10), wherein preferably: the maximum permissible driving speed increases with increasing determined distance and / or decreases with decreasing determined distance; and or the maximum permissible driving speed with increasing size of an interruption, up to which the determined distance extends, decreases and / or increases with decreasing size of the interruption.

Method according to one of the preceding claims, wherein: the autonomous operation comprises an adaptation of a current driving speed of the autonomous agricultural work machine (10), wherein preferably: the current driving speed increases with increasing determined distance and / or decreases with decreasing determined distance; and or the current driving speed decreases with increasing size of an interruption up to which the determined distance extends and / or increases with decreasing size of the interruption.

Method according to one of the preceding claims, wherein: the autonomous operation comprises stopping plant and / or soil treatment, stopping and / or shutting down the autonomous agricultural work machine (10) if the determined distance falls below a predetermined limit value and / or a size of an interruption up to which the determined distance extends, exceeds a predetermined limit value.

Method according to one of the preceding claims, wherein: the surroundings detection sensor system (20) has a radar device, a lidar device, a laser scanner device, an ultrasound device and / or a camera device, preferably with a fisheye lens and / or a thermal imaging camera.

Method according to one of the preceding claims, wherein: the environment detection sensor system (20) has an unmanned aerial vehicle (22) which is assigned to the autonomous agricultural work machine (10) and detects an environment of the work machine (10), the unmanned aerial vehicle (22) preferably being a radar device, a lidar device, a laser scanner Device, an ultrasound device and / or a camera device carries.

Procedure according to Claim 10 , further comprising: adapting an operation, preferably a position, of the unmanned aerial vehicle (22) so that the distance up to which the surroundings are recorded without spatial interruption is increased if the determined distance falls below a predetermined limit value; and / or adapting an operation, preferably a position, of the unmanned aerial vehicle (22) so that an area of the environment in which there is an interruption, up to which the determined distance extends, is recorded by the unmanned aerial vehicle (22); and / or positioning the unmanned aerial vehicle (22) in such a way that the environment data for an entire working width of the autonomous agricultural machine (10) in front of the autonomous agricultural machine (10) are recorded.

Method according to one of the preceding claims, wherein: the environment detection sensor system (20) detects an environment in an angular range of 360 ° around the autonomous agricultural machine (10); or the environment detection sensor system (20) detects an environment in an angular range of less than or equal to 270 ° or 180 ° around the autonomous agricultural machine (10), preferably with respect to a forward travel direction of the autonomous agricultural machine (10) in front of the autonomous agricultural machine (10).

Method according to one of the preceding claims, wherein: the surroundings detection sensor system (20) has a plurality of sensor devices, the detected surroundings data of which are merged to determine the distance and / or a size of an interruption up to which the distance extends; and or the surroundings detection sensor system (20) is designed to detect heat sources in the surroundings, outlines or contours in the surroundings and / or movements in the surroundings.

Method according to one of the preceding claims, wherein: the autonomous agricultural work machine (10) is designed to drive autonomously in a predetermined spatial working area (A) along a predetermined movement path (B), preferably having a plurality of parallel tracks or lanes, preferably with a specification of a maximum permissible driving speed and / or preferably with carrying out a soil and / or plant treatment assigned to the autonomous agricultural working machine (10) at predetermined positions along the movement path (B).

Autonomous agricultural work machine (10), comprising a surroundings detection sensor system (20); and a control unit (14) which is set up to carry out a method according to one of the preceding claims.