AT513251B1 - Device for determining the crop weight of a threshed crop - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Vorrichtung zum Bestimmen des auf ein Schüttvolumen bezogenenErntegewichts eines gedroschenen Ernteguts (5) mit einem das gedroschene Erntegut(5) aufnehmenden, auf einem Mähdrescher angeordneten Wiegebehälter (1)und mit einer an die Wiegeeinrichtung des Wiegebehälters (1) angeschlossenenAuswerteeinrichtung beschrieben. Um vorteilhafte Konstruktionsverhältnisse zuschaffen, wird vorgeschlagen, dass der Wiegebehälter (1) eine mit der Auswerteeinrichtungverbundene Messeinrichtung (4) zur Erfassung der Oberfläche des aufgenommenenErnteguts (5) auf der Basis einer Lichtschnitt-Triangulation mit entlangwenigstens einer Behälterwand (6) nebeneinandergereihten Lichtlinienprojektoren(7) und einer diesen Lichtlinienprojektoren (7) zugeordneten digitalen Bilderfassungseinrichtung(9) aufweist.A device is described for determining the bulk volume of a threshed crop (5) with a weigh bin (1) receiving the threshed crop (5) and a weighing device (1) connected to the weighing device of the weigh bin (1). In order to provide advantageous construction conditions, it is proposed that the weighing container (1) comprises a measuring device (4) connected to the evaluation device for detecting the surface of the harvested crop (5) on the basis of a light-section triangulation with light line projectors (7) arranged alongside each other along at least one container wall (6). and a digital image capture device (9) associated with said light line projectors (7).
Description
österreichisches Patentamt AT 513 251 B1 2014-03-15Austrian Patent Office AT 513 251 B1 2014-03-15
Beschreibung [0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bestimmen des auf ein Schüttvolumen bezogenen Erntegewichts eines gedroschenen Ernteguts mit einem das gedroschene Erntegut aufnehmenden, auf einem Mähdrescher angeordneten Wiegebehälter und mit einer an die Wiegeeinrichtung des Wiegebehälters angeschlossenen Auswerteeinrichtung.Description: The invention relates to a device for determining the crop weight of a threshed crop with a crop container receiving the threshed crop, arranged on a combine harvester, and an evaluation device connected to the weighing device of the weighing container.
[0002] Um nicht nur das Erntegewicht eines gedroschenen Ernteguts bestimmen, sondern auch auf das Schüttvolumen beziehen zu können, ist es bekannt (US 5 487 702 A, US 2006/0013279 A1), einen Messbehälter mit einem vorgegebenen Aufnahmevolumen vollständig mit dem gedroschenen Erntegut zu füllen und das Gewicht dieses hinsichtlich seines Schüttvolumens vorgegebenen Ernteguts zu bestimmen. Der Überstand des Ernteguts des oberhalb eines Wiegebehälters angeordneten, mit einem öffenbaren Boden versehenen Messbehälters kann dabei abgestreift (US 2006/0013279 A1) oder mit Hilfe eines Schiebers vom Messbehälter getrennt werden (US 5 487 702 A), sodass beim Öffnen des Bodens das Erntegut mit einem vorgegebenen Schüttvolumen über die Wiegeeinrichtung des Wiegebehälters erfasst werden kann, um dann in einer Auswerteeinrichtung das auf das Schüttvolumen bezogene Erntegewicht zu ermitteln. Nachteilig bei diesen bekannten Vorrichtungen zum Bestimmen des auf ein Schüttvolumen bezogenen Erntegewichts ist vor allem der mit einem gesonderten Messbehälter verbundene Aufwand, weil ja nicht nur das auf ein Schüttvolumen bezogene Erntegewicht, sondern auch das gesamte Erntegewicht zu erfassen ist.In order not only to determine the harvest weight of a threshed crop, but also to refer to the bulk volume, it is known (US 5,487,702 A, US 2006/0013279 A1), a measuring container with a predetermined receiving volume completely with the threshed crop to fill and to determine the weight of this given in terms of bulk volume harvested crop. The supernatant of the crop of arranged above a weighing container, provided with an openable bottom measuring container can be stripped (US 2006/0013279 A1) or separated by a slide from the measuring container (US 5,487,702 A), so when you open the soil, the crop can be detected with a given bulk volume on the weighing device of the weighing container, to then determine in an evaluation the reference to the bulk volume harvest weight. A disadvantage of these known devices for determining the bulk weight based on a harvest weight is mainly associated with a separate measuring container overhead, because not only the reference to a bulk volume harvest weight, but also the entire harvest weight is to be detected.
[0003] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Bestimmen des auf ein Schüttvolumen bezogenen Erntegewichts eines gedroschenen Ernteguts der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, dass ein gesondertes Abwiegen eines ein vorgegebenes Schüttvolumen aufweisenden Anteils des Ernteguts entfallen kann.The invention is therefore based on the object, a device for determining the bulk of a crop weight of a threshed crop of the kind described in such a way that a separate weighing a predetermined bulk volume portion of the crop can be omitted.
[0004] Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs geschilderten Art löst die Erfindung die gestellte Aufgabe dadurch, dass der Wiegebehälter eine mit der Auswerteeinrichtung verbundene Messeinrichtung zur Erfassung der Oberfläche des aufgenommenen Ernteguts auf der Basis einer Lichtschnitt-Triangulation mit entlang wenigstens einer Behälterwand nebeneinandergereihten Lichtlinienprojektoren und einer diesen Lichtlinienprojektoren zugeordneten digitalen Bilderfassungseinrichtung aufweist.Starting from a device of the type described, the invention solves the problem by the fact that the weighing container connected to the evaluation device measuring device for detecting the surface of the recorded crop on the basis of a light section triangulation along at least one container wall juxtaposed light line projectors and a digital image capture device associated with this light line projectors.
[0005] Durch die Messung des Oberflächenverlaufs des in den Wiegebehälter eingebrachten Ernteguts kann aufgrund der bekannten geometrischen Abmessungen des Wiegebehälters das Schüttvolumen der Schüttung unabhängig von der jeweils in den Wiegebehälter eingebrachten Menge an gedroschenem Erntegut über die Auswerteeinrichtung ermittelt und das über die Wiegeeinrichtung gemessene Erntegewicht in Beziehung zum Schüttvolumen gesetzt werden. Zur berührungslosen Erfassung der Oberfläche der Erntegutschüttung kann mit Vorteil eine Messeinrichtung auf der Basis einer Lichtschnitt-Triangulation eingesetzt werden, wobei zumindest entlang einer Behälterwand nebeneinandergereihte Lichtlinienprojektoren vorgesehen sind, deren auf die Schüttgutoberfläche projizierten Lichtlinien über eine digitale Bilderfassungseinrichtung aufgenommen werden, mit deren Hilfe die Abweichung der Lichtlinien von einer Basislinie und damit ein Profilschnitt der Schüttung erfasst werden kann.Due to the known geometrical dimensions of the weighing container, the bulk volume of the bed can be determined independently of the amount of threshed crop introduced into the weighing container via the evaluation device and the harvest weight measured by the weighing device can be measured by measuring the surface profile of the harvested product introduced into the weighing container Relationship to the bulk volume to be set. For non-contact detection of the surface of the Erntegutschüttung a measuring device based on a light-section triangulation can be used with advantage, at least along a container wall juxtaposed light line projectors are provided, which are recorded on the bulk material surface light lines via a digital image capture device, with the help of the deviation the light lines from a baseline and thus a profile section of the bed can be detected.
[0006] Obwohl die Anordnung der digitalen Bilderfassungseinrichtung der Messeinrichtung zur Erfassung der Oberfläche der Erntegutschüttung in Bezug auf die Reihe der Lichtlinienprojektoren unter Berücksichtigung eines entsprechenden Triangulationswinkels weitgehend frei gewählt werden könnte, ist zu berücksichtigen, dass der Wiegebehälter von oben mit dem gedroschenen Erntegut, vorzugsweise aus einem Zwischenspeicher, befüllt werden muss. Um eine geringe Bauhöhe ohne Beeinträchtigung der Füllöffnung des Wiegebehälters mit einfachen konstruktiven Mitteln zu ermöglichen, kann die digitale Bilderfassungseinrichtung im Bereich einer quer zur Behälterwand mit den Lichtlinienprojektoren verlaufenden Behälterwand angeordnet werden.Although the arrangement of the digital imaging device of the measuring device for detecting the surface of the Erntegutschüttung with respect to the series of light line projectors, taking into account a corresponding Triangulationswinkels could be largely freely chosen, it should be noted that the weighing container from above with the threshed crop, preferably from a cache, must be filled. In order to allow a low overall height without affecting the filling opening of the weighing container with simple structural means, the digital image capture device can be arranged in the region of a container wall extending transversely to the container wall with the light line projectors.
[0007] Die Messgenauigkeit der Messeinrichtung hängt vor allem von der genauen Zuordnung und gegenseitigen Ausrichtung der digitalen Bilderfassungseinrichtung und der Lichtlinienpro- 1 /6 österreichisches Patentamt AT 513 251 B1 2014-03-15 jektoren ab. Um aufwendige Kalibriermaßnahmen zu vermeiden, kann der Wiegebehälter wenigstens eine zur Reihe der Lichtlinienprojektoren parallele Referenzlinie aufweisen, die eine Erfassung der räumlichen Zuordnung und gegenseitigen Ausrichtung der Bilderfassungseinrichtung und der Lichtlinienprojektoren über die digitale Bilderfassungseinrichtung und damit eine Berücksichtigung allfälliger Abweichungen erlaubt. Die Lichtschnitte mit der in ihrem geometrischen Verlauf bekannten Referenzlinie lassen in vergleichsweise einfacher Art aufgrund der bekannten Anordnung der Lichtlinienprojektoren einen Rückschluss auf die jeweilige Ausrichtung der einzelnen Lichtlinienprojektoren und damit auf den Verlauf der durch die einzelnen Lichtlinienprojektoren bestimmten Lichtschnittebenen zu, insbesondere, wenn zwei dieser Referenzlinien mit Abstand voneinander vorgesehen werden. Dies bedeutet, dass bei leerem Wiegebehälter eine Kalibrierung der Messeinrichtung nicht über eine mechanische Justierung der einzelnen Komponenten für die Lichtschnitt-Triangulation, sondern mit Hilfe eines entsprechenden Programms anhand von durch die digitale Bilderfassungseinrichtung aufgenommenen Bildpunkten vorgenommen werden kann.The measuring accuracy of the measuring device depends above all on the exact assignment and mutual alignment of the digital image capture device and the light line projector. In order to avoid expensive calibration measures, the weighing container may have at least one parallel to the row of light line projectors reference line, which allows detection of the spatial assignment and mutual alignment of the image capture device and the light line projectors on the digital image capture device and thus taking into account any deviations. Due to the known arrangement of the light line projectors, the light sections with the reference line known in their geometric course allow a conclusion to the respective alignment of the individual light line projectors and thus to the course of the light section planes determined by the individual light line projectors, in particular if two of these reference lines be provided at a distance from each other. This means that when the weighing container is empty, a calibration of the measuring device can not be carried out via a mechanical adjustment of the individual components for the light-section triangulation, but with the aid of a corresponding program based on pixels captured by the digital image-recording device.
[0008] In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen [0009] Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Draufsicht auf den Wiegebehälter und [0010] Fig. 2 diesen Wiegebehälter im Schnitt nach der Linie ll-ll der Fig. 1.In the drawing, the subject invention is shown, for example. 1 shows a device according to the invention in a plan view of the weighing container, and [0010] FIG. 2 shows this weighing container in section along the line II-II of FIG. 1.
[0011] Die dargestellte Vorrichtung zum Bestimmen des auf ein Schüttvolumen bezogenen Erntegewichts eines gedroschenen Ernteguts weist einen insbesondere auf einem Parzellenmähdrescher anortbaren Wiegebehälter 1 auf, der zum Befüllen mit gedroschenem Erntegut nach oben offen ausgebildet ist und im wiedergegebenen Ausführungsbeispiel zwei über je einen Schwenkzylinder 2 betätigbare Austragsklappen 3 besitzt, was aber keinesfalls zwingend ist. Dieser Wiegebehälter 1 ist über eine Wiegeeinrichtung gegenüber einem Gestell abgestützt, mit dessen Hilfe der Wiegebehälter 1 auf dem Parzellenmähdrescher befestigt werden kann. Die Wiegeeinrichtung mit dem Gestell ist aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt, zumal Wiegebehälter 1 für gedroschenes Erntegut an sich bekannt sind.The illustrated apparatus for determining the bulk of a crop weight of a threshed crop has a particular on a plot combine harvester weighing container 1, which is designed to be filled with threshed crop up and open in the illustrated embodiment two actuated via a respective pivoting cylinder 2 Discharge flaps 3 has, but this is by no means mandatory. This weighing container 1 is supported by a weighing device relative to a frame, with the aid of the weighing container 1 can be mounted on the plot combine harvester. The weighing device with the frame is not shown for reasons of clarity, especially as weighing containers 1 are known per se for threshed crop.
[0012] Zum Unterschied zum Stand der Technik ist der Wiegebehälter 1 mit einer Messeinrichtung 4 zur Erfassung der Oberfläche des jeweils vom Wiegebehälter 1 aufgenommenen Ernteguts 5 versehen. Diese auf der Basis einer Lichtschnitt-Triangulation aufgebaute Messeinrichtung 4 weist entlang einer Behälterwand 6 im oberen Randbereich eine Reihe von Lichtlinienprojektoren 7, vorzugsweise Laserlichtprojektoren, auf, die Lichtstrahlen in zueinander parallelen Lichtschnittebenen 8 auf die Erntegutschüttung projizieren und somit ein Lichtschnittraster auf der Oberfläche des Ernteguts 5 bilden. Dieses Lichtschnittraster wird über eine digitale Bilderfassungseinrichtung 9 erfasst, die im Mittenbereich einer der beiden quer zur Behälterwand 6 mit den Lichtlinienprojektoren 7 verlaufenden Behälterwände 10 vorgesehen ist. Im Allgemeinen wird man mit einer digitalen Bilderfassungseinrichtung 9 auskommen. Es ist aber auch selbstverständlich möglich, eine weitere digitale Bilderfassungseinrichtung 9 auf der gegenüberliegenden Behälterwand vorzusehen.In contrast to the prior art, the weighing container 1 is provided with a measuring device 4 for detecting the surface of each of the weighing container 1 recorded crop 5. This measuring device 4 constructed on the basis of a light-slit triangulation has along a container wall 6 in the upper edge region a row of light line projectors 7, preferably laser light projectors, projecting the light beams into light crop planes 8 parallel to each other on the Erntegutschüttung and thus a Lichtschnittraster on the surface of the crop 5 form. This light section grid is detected by a digital image capture device 9, which is provided in the middle region of one of the two transverse to the container wall 6 with the light line projectors 7 extending container walls 10. In general, one will manage with a digital image capture device 9. However, it is of course also possible to provide a further digital image capture device 9 on the opposite container wall.
[0013] Wie der Fig. 2 entnommen werden kann, ergibt sich für die Lichtstrahlen der Lichtlinienprojektoren 7 auf der diesen Projektoren gegenüberliegenden Seite eines ausgeprägten Schüttkegels des Ernteguts 5 ein sehr flacher Einfallswinkel. Zur Verbesserung dieser Beleuchtungsverhältnisse können auf der der Behälterwand 6 gegenüberliegenden Behälterwand ebenfalls Lichtlinienprojektoren vorgesehen sein, deren Reihe gegenüber der Reihe der Lichtlinienprojektoren 7 auf der Längswand 6 auf Lücke versetzt sind.As can be seen from Fig. 2, results for the light beams of the light line projectors 7 on the opposite side of these projectors a pronounced bulk cone of the crop 5, a very shallow angle of incidence. To improve these lighting conditions, light line projectors may also be provided on the container wall 6 opposite the container wall whose rows are offset from the row of the light line projectors 7 on the longitudinal wall 6 to gap.
[0014] Mit Hilfe der Messeinrichtung 4 lässt sich die Oberfläche des in den Wiegebehälter 1 eingebrachten Ernteguts 5 berührungslos mit einer ausreichenden Genauigkeit erfassen, um das Schüttvolumen des vom Wiegebehälter 1 aufgenommenen Ernteguts 5 in einer Auswerteeinrichtung bestimmen zu können. Die Geometrie und Abmessungen des Wiegebehälters 1 sind ja bekannt, sodass mit dem erfassten Oberflächenverlauf der Erntegutschüttung deren Volumen ermittelt werden kann. 2/6 österreichisches Patentamt AT 513 251 B1 2014-03-15With the help of the measuring device 4, the surface of the introduced into the weighing container 1 crop 5 can be detected without contact with sufficient accuracy to determine the bulk volume of the recorded from weighing container 1 crop 5 in an evaluation. The geometry and dimensions of the weighing container 1 are known, so that their volume can be determined with the detected surface profile of the crop bed. 2/6 Austrian Patent Office AT 513 251 B1 2014-03-15
Zur Kalibrierung der Messeinrichtung 4 weist der Wiegebehälter 1 wenigstens eine Referenzlinie 11 auf, die parallel zur Reihe der Lichtlinienprojektoren 7 verläuft und beispielsweise in Form einer Referenzleiste oder eines Referenzstreifens auf der Innenseite der der Behälterwand 6 mit den Lichtlinienprojektoren 7 gegenüberliegenden Behälterwand vorgesehen ist. Die Lichtschnitte der Referenzlinien 11 mit den Lichtschnittebenen 8 können bei leerem Wiegebehälter 1 über die digitale Bilderfassungseinrichtung 9 aufgenommen werden, um bei der bekannten geometrischen Zuordnung zwischen der digitalen Bilderfassungseinrichtung 9 und den einzelnen Lichtlinienprojektoren 7 den Verlauf der Lichtschnittebenen 8 zu bestimmen, wobei durch das Vorsehen von wenigstens zwei Referenzlinien 11 der Verlauf der einzelnen Lichtschnittebenen 8 eindeutig bestimmt werden kann, um allfällige Abweichungen bei der Messung des Oberflächenverlaufs programmbedingt berücksichtigen zu können. 3/6For calibrating the measuring device 4, the weighing container 1 at least one reference line 11 which is parallel to the row of light line projectors 7 and is provided for example in the form of a reference bar or a reference strip on the inside of the container wall 6 with the light line projectors 7 opposite container wall. The light sections of the reference lines 11 with the light section planes 8 can be recorded with the empty weighing container 1 via the digital image capture device 9 to determine the course of the light section planes 8 in the known geometrical relationship between the digital image capture device 9 and the individual light line projectors 7, by providing of at least two reference lines 11, the course of the individual light section planes 8 can be clearly determined in order to account for any deviations in the measurement of the surface profile program-related. 3.6
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