DE19958761A1

DE19958761A1 - Positionierungs- und Bearbeitungssystem

Info

Publication number: DE19958761A1
Application number: DE19958761A
Authority: DE
Inventors: Egon Fueglein
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-12-08
Filing date: 1999-12-08
Publication date: 2001-06-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein GPS- bzw. DGPS-gesteuertes ein- oder mehrachsiges Positionierungs- und Bearbeitungssystem, welches in der Lage ist, Gegenstände positioniert in oder auf den Untergrund (z. B. Erdboden) abzulegen bzw. aufzunehmen bzw. eine Bearbeitungsmaßnahme durchzuführen. DOLLAR A Die Koordinaten der einzelnen Positionen werden registriert (abgespeichert), so daß diese zu einem späteren Zeitpunkt mit Hilfe des Positionierungssystems zum Zwecke der Durchführung weiterer Maßnahmen wieder aufgesucht werden können. Das Positionierungssystem kann sich auf einem Fahrzeug befinden und entweder von einem Fahrer gelenkt werden oder kann seinerseits auch über GPS auf einer vorgegebenen Bahn gesteuert werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bekannt, daß Hackfrüchte wie z. B. Rüben, Gemüse oder andere Pflanzen mittels Anbaugeräten auf dem Feld gesät oder gepflanzt werden. Die Sä- oder Pflanzgeräte sind ein- oder mehrreihig, so daß beispielsweise mehrere Reihen gleichzeitig gesät oder gepflanzt werden.

Die Abstände der einzelnen Pflanzen zueinander sind gerätebedingt einer mehr oder weniger großen Streuung unterworfen. Lediglich die Abstände von Reihe zu Reihe sind so gleichmäßig, daß nach dem Auflaufen der Pflanzen eine maschinelle Bodenbearbeitung (b. B. Hacken zur Bodenlockerung und Unkrautbekämpfung) in Reihenrichtung möglich ist, wobei die Reifen des Geräteträgers zwischen zwei Pflanzreihen fahren.

Es ist auch bekannt, daß in der konventionellen Landwirtschaft das in den. Pflanzreihen sich entwickelnde Unkraut, welches nicht durch die beschriebene mechanische Bodenbearbeitung in Reihenrichtung am Wachstum gestört werden kann, mit chemischen Mitteln bekämpft wird. Da diese Mittel gespritzt werden, ist keine genau positionierte Ausbringung erforderlich und die Wirkung flächendeckend. Die Nachteile einer chemischen Unkrautbekämpfung sind im Grunde auch hinreichend bekannt.

Sinnvoll ist dagegen die mechanische Unkrautbekämpfung (z. B. Hacken), weil dabei gleichzeitig eine Bodenlockerung mit allen ihren Vorteilen einhergeht.

Da die Abstände von Pflanze zu Pflanze insbesondere in der Reihe unterschiedlich sind, kann eine solche Maßnahme (Hacken quer zur Reihe) praktisch nur von Hand ohne Gefahr, auch Kulturpflanzen zu beschädigen, durchgeführt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der das oben beschriebene Hacken quer zur "Reihe" ohne Beschädigung der Kulturpflanze möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Schon bei der Ausbringung des Samens bzw. der Pflanze wird die exakte Position des Samenkorns bzw. der Pflanze über ein geeignetes Global-Positioning-System (GPS mit Referenzstation) ermittelt und in einem geeigneten beispielsweise geozentrischen Koordinatensystem im Zentimeterbereich festgehalten. Alle Pflanzenpositionen eines Ackers werden in einer Datei abgespeichert.

Bei späteren Bearbeitungsvorgängen fährt ein Geräteträger durch die Reihen eines Feldes oder Ackers, wobei das GPS während der Fahrt in realtime die Ist-Position der Bearbeitungsvorrichtung ermittelt und an die Regelelektronik weiterleitet. Die Positionen der Pflanzen sind, wie oben beschrieben, durch ihre Koordinaten bekannt. Somit können die Koordinaten, an denen bearbeitet werden soll, bzw. darf, errechnet werden. Auf dem Geräteträger wird mindestens eine mechanische Positionierungsvorrichtung mit ausreichenden Verfahrwegen mitgeführt. Alle üblichen Bauweisen wie Portal- oder Knickarmausführung mit einem oder mehreren Freiheitsgraden sind möglich. Das Bearbeitungswerkzeug (beispielsweise Hacke, Ausbringvorrichtung für Einzelkornsaat o. ä.) wird positionsgeregelt durch Soll-Ist-Wert-Vergleich an die Positionen gebracht, an denen die Bearbeitungsvorgänge durchzuführen sind. Dies erfolgt während der Fahrt des Geräteträgers. Das Werkzeug kann über die Positionsregelung so nachgeführt werden, daß bei angepaßter Fahrgeschwindigkeit die Bearbeitung nur an den vorgesehenen Stellen durchgeführt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Skizzen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Fig. 1 Positionierungs- und Bearbeitungssystem.

Fig. 2 Perspektivische Ansicht der Positionierungsvorrichtung.

Die Erfindung bezieht sich auf ein ein- oder mehrachsiges Positionierungssystem, mit welchem Gegenstände, Flüssigkeiten oder gasförmige Stoffe in oder auf eine beliebige Unterlage (z. B. Erdoberfläche) an einer vorgegebenen oder beliebigen Position abgelegt werden können. In beiden Fällen wird die exakte Ist-Position in einem Koordinatensystem erfaßt und registriert. (Fig. 1, Fig. 2)

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe, den Hackvorgang maschinell nicht nur in Reihenrichtung, die i. a. der Fahrtrichtung eines Boden-Bearbeitungsgerätes entspricht sondern auch quer dazu durchzuführen, dadurch gelöst, daß bereits beim Sä- bzw. Pflanzvorgang die Position der zukünftigen Pflanze über GPS exakt vorgegeben und registriert wird. Auf diese Weise ist es möglich, beispielsweise bei einem Acker mit Hackfrüchten die Position aller abgelegten Samenkörner bzw. aller gepflanzten Pflanzen in einer Datei in Form von Koordinaten oder Vektoren abzuspeichern.

Die Position der aufgegangenen bzw. wachsenden Pflanze entspricht im wesentlichen der abgespeicherten Position des abgelegten Samenkorns bzw. der gepflanzten Pflanze.

Die heute handelsüblichen Realtime GPS- Systeme mit Referenzstation erreichen die für den genannten Anwendungsfall erforderlichen Genauigkeiten.

Steht nun eine Bearbeitungsmaßnahme an, so können mit den abgespeicherten Pflanzenkoordinaten diejenigen Koordinatenbereiche, in denen die Maßnahme durchgeführt werden soll, errechnet bzw. definiert werden. Während sich der Geräteträger in Reihenrichtung über das Feld bewegt, werden mit Hilfe der Achsen des Positionierungssystems die gewünschten Bearbeitungspositionen aufgesucht und die Maßnahmen durchgeführt. Je nach Geschwindigkeit des Geräteträgers, den Pflanzabständen und Flinkheit der Regelung muß das Positionierungsgerät über mehr oder weniger große Verfahrwege verfügen.

Claims

1. Ein- oder mehrachsiges mechatronisches Positionierungsverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß die für den Positionsregelkreis der Positionierungsvorrichtung erforderliche Istposition über Global-Positioning-System (GPS) ermittelt und in den Regelkreis eingebracht wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere ein- oder mehrachsige Positionierungsvorrichtungen auf einem mobilen Geräteträger angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie entsprechende Werkzeuge zur Durchführung der gewünschten Maßnahmen aufnimmt.

4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Geräteträger von einem Fahrer gelenkt wird und oder über GPS selbstfahrend und selbstlenkend ist.

5. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum positionierten Ablegen bzw. Aufnehmen von Gegenständen, Flüssigkeiten, Gasen bzw. zur Durchführung von Bearbeitungsvorgängen an definierten Positionen eingesetzt wird.

6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß Bearbeitungsmaßnahmen zwischen den Reihen und oder an Positionen in der Reihe durchgeführt werden.

7. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollkoordinaten Koordinaten mit den über GPS ermittelten Istpositionen in Echtzeit verglichen werden.