BE1021107B1

BE1021107B1 - Zwadsensor voor veldhakselaar

Info

Publication number: BE1021107B1
Application number: BE2013/0724A
Authority: BE
Inventors: Pieter Vanysacker; Joachim Boydens; Karel M.C. Viaene
Original assignee: Cnh Industrial Belgium Nv; Cnh Belgium N.V.
Priority date: 2013-10-28
Filing date: 2013-10-28
Publication date: 2016-01-18
Also published as: BR112016008785A2; US10117374B2; WO2015063089A1; EP3062594A1; EP3062594B1; US20160270286A1

Abstract

Veldhakselaar die een maaier bevat die is uitgerust om een zwad van een grondoppervlak op te rapen, gekenmerkt doordat de maaier een eerste en een tweede afstandssensor bevat die geschikt zijn om een sensor-tot-doel-afstand respectievelijk langs een eerste en een tweede sensormeetas te meten, waarbij de eerste afstandssensor aangebracht is op de plaats van een eerste lateraal uiteinde van de maaier, en de tweede afstandssensor aangebracht is op de plaats van een tweede lateraal uiteinde van de maaier, en waarbij de eerste en de tweede afstandssensors zo geplaatst zijn dat, wanneer de veldhakselaar op een plat grondoppervlak geplaatst is, de eerste sensormeetas de tweede sensormeetas snijdt alvorens het platte grondoppervlak vóór de oogstmachine te bereiken.

Description

Zwadsensor voor veldhakselaar

Deze uitvinding heeft betrekking op een veldhakselaar. Meer bepaald heeft de uitvinding heeft betrekking op een veldhakselaar met een zwadsensor.

Veldhakselaars, bij voorkeur zelfrijdende veldhakselaars, bevatten een maaier die aangebracht is om een zwad van een grondoppervlak op te rapen. Het zwad bevat gewoonlijk oogstmateriaal, waarbij het oogstmateriaal daarna verwerkt wordt door de veldhakselaar nadat het door de maaier werd opgepikt.

In een conventionele veldhakselaar stuurt een operator de veldhakselaar over het zwad. Daarbij probeert de operator met de veldhakselaar over het midden van het zwad te rijden zodat het zwaartepunt van het zwad zich in het midden van de dwarsrichting van de veldhakselaar bevindt. Dit maakt het mogelijk het zwad op een evenwichtige wijze met de veldhakselaar te verwerken.

Er werden pogingen ondernomen om de operator te helpen bij het sturen van de veldhakselaar of om de beweging van de veldhakselaar (gedeeltelijk) te automatiseren. Daarbij wordt een camera geplaatst in de buurt van de cabine van de veldhakselaar en worden de beelden afkomstig van de camera verwerkt om de positie van het zwad te detecteren. Deze gedetecteerde positie van het zwad kan daarna gebruikt worden om de veldhakselaar (gedeeltelijk) automatisch over het zwad te sturen of om de operator daarbij te helpen. Een nadeel van het gekende systeem is dat verwerking van beelden afkomstig van een camera complex en tijdrovend is. Bovendien hebben veranderende lichtomstandigheden buiten en het feit dat de kleur van het zwad gewoonlijk niet veel afwijkt van die van de grond errond als gevolg dat het detecteren van het zwad d.m.v. een camera in bepaalde omstandigheden niet mogelijk is. Daarom is het huidige systeem onbetrouwbaar voor de operator en is het niet in staat om hem te helpen en/of om de veldhakselaar (gedeeltelijk) te automatiseren.

Het is een voorwerp van deze uitvinding om een veldhakselaar te leveren waarbij een betrouwbaarder zwaddetectiesysteem wordt verschaft.

Daartoe verschaft de uitvinding een veldhakselaar die een maaier bevat die aangebracht is om een zwad van een grondoppervlak op te rapen gekenmerkt doordat de maaier een eerste en een tweede afstandssensor bevat die geschikt zijn om een afstand tussen een sensor en een doel te meten (verder sensor-tot-doel-afstand genoemd), respectievelijk langs een eerste en een tweede sensormeetas, waarbij de eerste afstandssensor aangebracht is op de plaats van een eerste lateraal uiteinde van de maaier en de tweede afstandssensor aangebracht is op de plaats van een tweede lateraal uiteinde van de maaier en waarbij de eerste en de tweede afstandssensors zo geplaatst zijn dat, wanneer de veldhakselaar op een plat grondoppervlak geplaatst is, de eerste sensormeetas de tweede sensormeetas kruist vooraleer het platte grondoppervlak vóór de oogstmachine te bereiken.

De veldhakselaar is uitgerust met een maaier die een zwad kan oppikken van een grondoppervlak. De maaier is daarom aangebracht in een buurt van het grondoppervlak (ten minste in een werktoestand van de oogstmachine). De maaier is uitgerust met twee afstandssensors waarbij elke afstandssensor geplaatst is op een plaats aan het laterale uiteinde van de maaier. Aangezien de afstandssensors op de maaier aangebracht zijn, zijn deze sensors relatief dicht bij het grondoppervlak aangebracht aangezien de maaier zelf in een buurt van het grondoppervlak is aangebracht. De afstandssensors zijn voorzien om de sensor-tot-doel-afstand in één richting (langs een sensormeetas) te meten. Daarbij worden de sensors zo geplaatst dat hun gevoelige assen elkaar kruisen alvorens ze het grondoppervlak vóór de veldhakselaar bereiken. Daarbij strekken de sensormeetassen die beginnen bij de sensors die geplaatst zijn aan de laterale uiteinden van de maaier zich op een diagonale wijze uit over een grondoppervlak vóór de oogstmachine. Aangezien de sensormeetassen zich dichtbij het grondoppervlak uitstrekken boven het grondoppervlak vóór de veldhakselaar en doordat de sensormeetassen elkaar kruisen zullen de afstandssensors altijd een zich verheffend voorwerp dat vóór de veldhakselaar opdoemt detecteren, aangezien dit zich verheffende voorwerp minstens één van de eerste en de tweede sensormeetassen zal onderbreken. Op die manier kan de veldhakselaar van de uitvinding een zwad detecteren wanneer de afstand tussen de sensor en het doel (sensor-tot-doel-afstand ) van minstens één sensor (aanzienlijk) kleiner is dan de afstand van de sensor tot het grondoppervlak. Zulke aanzienlijk kleinere afstand geeft aan dat een voorwerp de sensormeetas onderbreekt. Op basis van de gemeten afstand kan de positie van het zwad gedetecteerd worden. Aangezien de afstandssensor geschikt is om een sensor-tot-doel-afstand in één richting te bepalen, kan deze vergeleken worden met een afstandscamera die slechts één pixel bevat. Het zal duidelijk zijn dat verwerking van slechts twee pixels (van de eerste en de twee afstandssensor) aanzienlijk minder complex is en minder tijdrovend dan het verwerken van een volledig camerabeeld (dat gewoonlijk honderden pixels bevat). Daarom is deze uitvinding veel goedkoper dan een sensor om een zwad te detecteren zodat geen extra verwerkingsmateriaal op de machine vereist is (op voorwaarde dat de gebruikte controller twee analoge ingangen heeft) dan systemen volgens de stand van de techniek. Bovendien is de gemeten afstand onafhankelijk van de lichtomstandigheden buiten en onafhankelijk van de zwadkleuren. Daarom kunnen deze omstandigheden en kleuren geen negatieve invloed hebben op de zwaddetectie.

Bij voorkeur is de veldhakselaar een zelfrijdende veldhakselaar. In tegenstelling tot gesleepte veldhakselaars is van de zelfrijdende veldhakselaars de maaier helemaal vooraan de oogstmachine geplaatst. Daardoor krijgen de afstandssensors een vrij gebied vóór de maaier waar de sensormeetassen zich kunnen uitstrekken. Daarom zou bij het positioneren van de afstandssensors geen rekening moeten worden gehouden met belemmeringen door een slepende trekker.

De eerste en de tweede afstandssensors zijn bij voorkeur "time of flight"-sensors. De "time of flight"-meting is een bekend technisch principe om op een erg betrouwbare wijze een afstand te meten (door het meten van de tijd die een gemoduleerd optisch signaal nodig heeft om een object te bereiken). Verschillende types "time of flighf'-sensors zijn gekend, bijvoorbeeld lasersensors. "Time of flight"-camera's hebben bewezen betrouwbaar te zijn in een stoffige omgeving buiten, waarde veldhakselaar gewoonlijk werkt.

De eerste en de tweede afstandssensor zijn bij voorkeur symmetrisch geplaatst ten opzichte van een verticaal vlak dat een centrale as die evenwijdig loopt met een rijrichting van de veldhakselaar bevat. Door de afstandssensors op een symmetrische wijze aan te brengen, zal, wanneer een voorwerp oprijst in een centrale zone vóór de veldhakselaar (bijvoorbeeld een zwad) het zich verheffende voorwerp de sensor-tot-doel-afstand van de eerste en de tweede sensor op dezelfde wijze beïnvloeden. Wanneer het zich verheffende voorwerp afwijkt (verschoven is) ten opzichte van de centrale zone (naar links of naar rechts), wijken de gemeten sensor-tot-doel-afstanden evenredig met de verschuiving van het zich verheffende voorwerp af van elkaar. Dit maakt het mogelijk de zwadpositie te detecteren via de eerste en de tweede afstandssensor en de oogstmachine op een logische en directe manier te sturen.

De eerste en de tweede afstandssensor worden bij voorkeur hoger dan 20 cm boven het platte grondoppervlak aangebracht, bij voorkeur hoger dan 30 cm boven het platte grondoppervlak. Door de afstandssensors hoger dan 20 cm aan te brengen, bij voorkeur hoger dan 30 cm boven het platte grondoppervlak neemt de invloed van trillingen van de maaier op de sensor-tot-doel-afstand sterk af. Testen hebben aangetoond dat de invloed van deze trillingen relatief eenvoudig gefilterd kan worden (via filtertechnieken die bekend zijn bij vakkundige personen) wanneer de afstandssensors hoger dan 20 cm zijn aangebracht, bij voorkeur hoger dan 30 cm boven het grondoppervlak.

De eerste en de tweede afstandssensor worden bij voorkeur lager dan 60 cm boven het platte grondoppervlak aangebracht, bij voorkeur lager dan 50 cm boven het platte grondoppervlak. Door de afstandssensor lager dan 60 cm aan te brengen, bij voorkeur lager dan 50 cm boven het grondoppervlak worden zwaden met beperkte hoogte door de afstandssensors detecteerbaar. Wanneer de afstandssensors te hoog zijn aangebracht, kunnen de sensormeetassen over een zwad met geringe hoogte lopen zodat het zwad niet gedetecteerd wordt. Door de sensor lager dan 60 cm aan te brengen, bij voorkeur lager dan 50 cm, kan in de meeste situaties een zwad gedetecteerd worden. Het zal duidelijk zijn voor een deskundige persoon dat de voorkeurshoogte voor het aan brengen van de afstandssensors de hoogte van de sensors is in de werktoestand van de veldhakselaar. Mocht de veldhakselaar een maaier hebben waarvan de hoogte aanpasbaar is, dan zal de hoogte van de afstandssensor de hoogte zijn in minstens één van de werktoestanden van de veldhakselaar. Daarbij kan de hoogte van de sensor ten opzichte van de maaier vast of verstelbaar zijn (bijvoorbeeld door de hoogte van de sensor samen met de hoogte van de maaier te verstellen).

De eerste en de tweede afstandssensor zijn bij voorkeur zo geplaatst dat, wanneer de veldhakselaar geplaatst is op een plat grondoppervlak, de eerste sensormeetas het platte grondoppervlak bereikt vóór de oogstmachine op een afstand van de sensor die groter is dan 3 m, bij voorkeur groter dan 4 m, nog meer bij voorkeur groter dan 5 m, en op een afstand van de sensor die kleiner is dan 8 m, bij voorkeur kleiner dan 7 m. Testen hebben aangetoond dat optimale resultaten verkregen kunnen worden met zulke configuratie.

De veldhakselaar bevat verder bij voorkeur een controller die operationeel verbonden is met de eerste en de tweede afstandssensor en geschikt is voor het ontvangen van een respectief ingangssignaal afkomstig van de eerste en de tweede afstandssensor, waarbij de controller verder operationeel verbonden is met een stuurinrichting van de veldhakselaar en waarbij de controller geschikt is voor het sturen van de veldhakselaar op basis van dit ingangssignaal. Via de controller kan de operator bijgestaan worden bij het sturen van de veldhakselaar of kan de beweging van de veldhakselaar (gedeeltelijk of volledig) geautomatiseerd worden. Daarbij gebruikt de controller ingangssignalen afkomstig van de eerste en de tweede afstandssensor en is hij verbonden met de stuurinrichting van de veldhakselaar.

De controller bevat bij voorkeur een comparator om het ingangssignaal afkomstig van de eerste afstandssensor te vergelijken met een ingangssignaal afkomstig van de tweede afstandssensor om een afwijkingswaarde te verkrijgen, waarbij de controller geschikt is om de veldhakselaar te sturen op basis van deze afwijkingswaarde. Meer bepaald, wanneer de afstandssensors symmetrisch zijn geplaatst, is de afwijkingswaarde (verkregen door het eerste en het tweede ingangssignaal met elkaar te vergelijken) rechtstreeks evenredig met de verschuiving van het zwad ten opzichte van het midden van de oogstmachine. Het vergelijken van de twee afstandswaarden via een comparator is technisch eenvoudig en gemakkelijk uit te voeren (meer bepaald in vergelijking met de beeldanalyse om een zwad in een beeld te detecteren). Bovendien blijkt dat de afwijkingswaarde een betrouwbare basis is voor het bepalen van de positie van het zwad.

De eerste en de tweede afstandssensor zijn bij voorkeur zo geplaatst dat de sensormeetassen een hoek vormen ten opzichte van de voorwaartse bewegingsrichting van de veldhakselaar die groter is dan 35 graden, bij voorkeur groter dan 40 graden, en die kleiner is dan 55 graden, bij voorkeur kleiner dan 50 graden.

Testen hebben aangetoond dat optimale resultaten verkregen kunnen worden met zulke configuratie.

De eerste sensormeetas kruist bij voorkeur de tweede sensormeetas op een snijpunt dat zich op een afstand van de eerste sensor bevindt die substantieel gelijk is aan de afstand tussen de tweede sensor en het snijpunt. Als gevolg daarvan, zal, wanneer een zwad op het snijpunt opduikt, de door de eerste sensor gemeten sensor-tot-doel-afstand in wezen gelijk zijn aan de door de tweede sensor gemeten sensor-tot-doel-afstand. Dit vergemakkelijkt de interpretatie van de gemeten waarden en vergemakkelijkt dus ook het gebruik van de sensors voor het detecteren van het zwadpositie (en vergemakkelijkt het sturen van de veldhakselaar). Het dient te worden opgemerkt dat de eerste en tweede sensorassen elkaar niet noodzakelijkerwijs snijden in een snijpunt. Beide sensorassen kunnen elkaar ook kruisen op een bepaalde afstand.

De uitvinding heeft verder betrekking op een stuursysteem voor een veldhakselaar, waarbij het stuursysteem een controller bevat die operationeel verbonden is met een eerste en een tweede afstandssensor die geschikt zijn om de sensor-tot-doel-afstand respectievelijk langs een eerste en een tweede sensormeetas te meten,waarbij de afstandssensors voorzien zijn om geplaatst te worden op de plaats van een eerste en een tweede lateraal uiteinde van een maaier van de veldhakselaar zodat, wanneer de veldhakselaar op een plat grondoppervlak geplaatst is, de eerste sensormeetas de tweede sensormeetas snijdt alvorens het platte grondoppervlak vóór de oogstmachine te bereiken en waarbij de controller aangebracht is om de stuurinrichting van de oogstmachine te regelen op basis van een ingangssignaal afkomstig van de eerste en de tweede afstandssensor.

De effecten van de technische kenmerken van het stuursysteem voor een veldhakselaar zijn hierboven uitgelegd met betrekking tot de veldhakselaar. Daarom wordt verwezen naarde bovenstaande beschrijving.

De uitvinding heeft verder betrekking op een werkwijze voor het sturen van een veldhakselaar die gebruik maakt van een stuursysteem volgens de uitvinding, waarbij de werkwijze uit de volgende stappen bestaat: - Het verschaffen aan de controller van een eerste sensor-tot-doel-afstand, bepaald d.m.v. de eerste afstandssensor; - Het verschaffen aan de controller van een tweede sensor-tot-doel-afstand, bepaald d.m.v. de tweede afstandssensor; - Het berekenen van een verschil tussen de eerste sensor-tot-doel-afstand en de tweede sensor-tot-doel-afstand; - Het sturen van de veldhakselaar op basis van het berekende verschil.

Het toevoeren van een afstandswaarde (eerste sensor-tot-doel-afstand en tweede sensor-tot-doel-afstand) aan een controller is technisch eenvoudig te verwezenlijken. Verder is het berekenen van een verschilwaarde op basis van twee ingangssignalen (afstandswaarden) technisch ook eenvoudig te verwezenlijken. Er moeten geen ingewikkelde algoritmes gebruikt of analyses gedaan worden om het verschil te verkrijgen. Op basis van deze verschilwaarde, die eenvoudig te verkrijgen is, kan de veldhakselaar gestuurd worden.

De uitvinding zal nu meer in detail beschreven worden aan de hand van de tekeningen die enkele voorkeursuitvoeringsvormen van de uitvinding illustreren. In de tekeningen: illustreert Figuur 1 een zijaanzicht van de oogstmachine volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding; illustreert Figuur 2 een bovenaanzicht van de oogstmachine van Figuur 1; en illustreert Figuur 3 een operationele verbinding tussen de sensors en een verder stuursysteem volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding.

In de tekeningen werd eenzelfde referentienummer toegewezen aan eenzelfde of analoog element.

Figuur 1 toont een zelfrijdende veldhakselaar 1. De veldhakselaar 1 bevat een maaier 2, gelegen aan de voorkant van de veldhakselaar 1 en dichtbij een grondoppervlak. De maaier 2 is voorzien voor het oprapen van een zwad 13 met oogstmateriaal om het oogstmateriaal in de veldhakselaar 1 te verwerken. Daarbij merken we op dat Figuur 1 een werktoestand toont van de veldhakselaar 1, waarbij de maaier 2 zich dichtbij een grondoppervlak bevindt. De veldhakselaar 1 kan ook een transportstand hebben, waarbij de maaier 2 van het grondoppervlak is opgetild. Aangezien de uitvinding werkt in de werktoestand van de veldhakselaar 1, wordt alleen deze toestand beschouwd in de verdere beschrijving (meer bepaald bij het bepalen van de hoogte h van de sensors 3 en 4).

Figuur 2 toont twee sensors 3,4,die op tegenoverliggende laterale uiteinden van maaier 2 zijn aangebracht. Daarbij toont de Figuur de sensors 3,4 die aangebracht zijn op het fysieke laterale uiteinde van de maaier 2, waarbij de sensors 3,4 in de laterale richting buiten de maaier 2 uitsteken. Toch zal het duidelijk zijn voor een vakman dat de sensors 3,4 (ergens) op een plaats aan de laterale uiteinden van maaier 2 aangebracht dienen te worden. In deze context is de formulering "op de plaats van" bij voorkeur gedefinieerd als binnen een gebied met een straal van maximum 100 cm rond een punt aan het laterale uiteinde van de maaier 2. Nochtans heeft dit gebied bij voorkeur een straal van maximum 50 cm, meer bij voorkeur een straal van maximum 30 cm. Dit betekent dat de sensor geplaatst zou worden ergens in een zone met een straal van maximum 30 cm (in de situatie die nog meer de voorkeur geniet) rond een punt aan het laterale uiteinde van maaier 2. Voor smallere maaiers zal het belangrijker zijn dan voor bredere maaiers dat de sensors geplaatst worden dichtbij de buitenste uiteinden van de maaier.

Elke sensor 3,4 is een afstandssensor. Een afstandssensor is aangebracht om een sensor-tot-doel-afstand te meten. Daarbij is het doel een fysiek voorwerp dat de sensormeetas van de afstandssensor kruist. Voor elk van de afstandssensors 3,4 kan een sensormeetas (respectievelijk aangeduid met referentienummers 5 en 6) worden gedefinieerd. De sensors 3,4 meten elk een sensor-tot-doel-afstand langs een respectieve sensormeetas 5,6, waarbij het doel het fysieke voorwerp is dat de sensormeetas het dichtst bij de sensor kruist.

Figuur 1 toont hoe de sensors zijn geplaatst op een hoogte h ten opzichte van het grondoppervlak. Deze hoogte is bij voorkeur hoger dan 20 cm, meer bij voorkeur hoger dan 30 cm, en deze hoogte is bij voorkeur lager dan 60 cm, meer bij voorkeur lager dan 50 cm boven het platte grondoppervlak. Bovendien zijn de sensors 3,4 zo geplaatst dat hun sensormeetassen 5,6 een hoek vormen ten opzichte van de verticale (deze hoek wordt weergegeven in Figuur 1 met referentie a) die kleiner is dan 90°. Bovendien is deze hoek α bij voorkeur groter dan 8o°. Testen hebben aangetoond dat een optimaal sensormeetresultaat wordt verkregen wanneer de sensors 3,4 met hun sensormeetassen 5,6 onder een hoek tussen 84 en 88 graden ten opzichte van de verticale geplaatst zijn. Als gevolg van deze hoek α zullen, wanneer de veldhakselaar geplaatst is op een plat grondoppervlak, de sensormeetassen 5,6 van de sensors 3,4 het grondoppervlak op een respectieve plaats 7,8 raken. Die plaatsen 7,8 zijn gelegen op minimum 3 m, bij voorkeur minimum 4 m, en maximum 8 m, bij voorkeur maximum 7 m van de maaier 2 van de veldhakselaar 1. Een verder resultaat van de hoek α en de beperkte hoogte h waarop de sensors 3,4 zijn aangebracht, is dat de sensormeetassen 5, 6 boven het grondoppervlak vóór de veldhakselaar zweven. Aangezien deze assen boven het grondoppervlak zweven (d.w.z. dat de afstand tussen de sensorlassen en het grondoppervlak beperkt is), zal een voorwerp dat vóór de veldhakselaar opdoemt (bijvoorbeeld een zwad) minstens één van de sensormeetassen 5,6 kruisen. Dit kruisen kan gedetecteerd worden door de sensors 3,4 aangezien de sensor-tot-doel-afstand aanzienlijk korter zal zijn dan de afstand van de sensor tot plaats 7,8.

Figuur 2 toont hoe de sensors 3,4 geplaatst zijn zodat hun sensormeetassen 5,6 elkaar kruisen op snijpunt 9 alvorens het platte grondoppervlak te raken op plaatsen 7,8. Doordat de sensormeetassen 5,6 elkaar kruisen, zweven de gecombineerd sensormeetassen 5,6 over het grondoppervlak in wezen over de volledige breedte van de veldhakselaar 1. Als gevolg daarvan kan een voorwerp dat zich eender waar in de breedte vóór de veldhakselaar bevindt, door de sensors 3,4 gedetecteerd worden. De sensors 3,4 zijn bij voorkeur zo geplaatst dat de sensormeetassen 5,6 een hoek β vormen van ongeveer 450 t.o.v. de transversale richting. Ongeveer betekent hier +/- io°, bij voorkeur +/- 50.

De sensors 3,4 zijn bij voorkeur geplaatst en symmetrisch gericht ten opzichte van een imaginair verticaal vlak door de aslijn 10 van de veldhakselaar (waarbij de aslijn de centrale lijn is in de voorwaartse richting van de oogstmachine 1). Als gevolg daarvan zullen de sensormeetassen 5,6 elkaar symmetrisch snijden, d.w.z. dat het snijpunt 9 op het verticale vlak ligt dat de aslijn 10 van de oogstmachine 1 bevat. Dit heeft als resultaat dat wanneer een voorwerp opdoemt op het grondoppervlak op de central lijn 10 de sensor-tot-doel-afstanden voor de sensors 3,4 evenveel beïnvloed worden door het voorwerp. Bovendien, wanneer een voorwerp opdoemt dat verschoven is ten opzichte van de aslijn van de oogstmachine 1 (wat betekent dat het voorwerp uit het midden oprijst), zal de sensor-tot-doel-afstand van de eerste sensor 3 verschillen van de sensor-tot-doel-afstand van de tweede sensor 4, waarbij het verschil een indicatie geeft van de verschuiving van het voorwerp.

Figuren 1 en 2 geven een zwad 13 weer aan de voorkant van de veldhakselaar 1. De sensormeetassen 5,6 zijn gedeeltelijk in volle lijn weergegeven en gedeeltelijk in stippellijn. Daarbij illustreren de volle lijnen de sensor-tot-doel-afstand wanneer het zwad 13 aanwezig is, terwijl de combinatie van volle lijnen en stippellijnen de sensor-tot-doel-afstand illustreert wanneer de oogstmachine op een plat oppervlak is geplaatst. De figuur toont hoe de sensor 3 (geplaatst aan de rechterkant van de maaier 2) de afstand meet tussen de sensor 3 en de rechterkant van het zwad 13 weergegeven met nummer 11. De sensor 4 (geplaatst aan de linkerkant van de maaier) meet de afstand tussen de sensor 4 en de linkerkant van het zwad 13 geïllustreerd met nummer 12. Wanneer deze afstanden gelijk zijn, bevindt de oogstmachine zich tegenover het midden van het zwad. In het getoonde voorbeeld is het zwad lichtjes naar links verschoven, zodat de sensor-tot-doel-afstand voor de linkersensor 4 merkelijk kleiner is dan de sensor-tot-doel-afstand voor de rechtersensor 3. Uit dit voorbeeld is het duidelijk hoe de twee afstandssensors 3,4 wegens hun specifieke positionering en oriëntatie op de maaier 2, de plaats van een zwad 13 vóór de veldhakselaar kunnen detecteren.

Figuur 3 toont hoe de sensors 3,4, die respectievelijk een sensor-tot-doel-afstand langs de sensormeetassen 5,6 detecteren, operationeel verbonden zijn met een controller 14. In zijn eenvoudigste vorm bevat deze controller 14 een comparator om de sensor-tot-doel-afstand van sensor 3 te vergelijken met de sensor-tot-doel-afstand van sensor 4. Aan de hand van de vergelijking kan een verschilwaarde bepaald worden. Deze verschilwaarde, zoals duidelijk wordt gemaakt in het voorbeeld van Figuur 2, is evenredig met een verschuiving van het zwad 13 dat vóór de oogstmachine 1 opdoemt. Een vakman zal inzien dat een andere logica kan toegevoegd worden aan de controller om informatie uit deze twee gemeten afstanden te halen. De breedte van het zwad kan bijvoorbeeld gecontroleerd worden en de snelheid van de oogstmachine kan evenredig aan de gemeten breedte worden aangepast. In een ingewikkelder voorbeeld, wanneer de posities en de montagehoeken van de sensors in de ruimte gekend zijn en de gemeten afstand gekend is, kunnen de coördinaten in de ruimte van de meetpunten 11 en 12 berekend worden. Dit levert twee punten op in de ruimte waarvan bekend is dat ze op het oppervlak van het zwad liggen. Zwadeigenschappen kunnen dan geschat worden zoals de breedte, alsook de hoogte en de detectieafstand vóór de maaier. Deze afstandsinformatie kan gebruikt worden om het voertuig nauwkeuriger te sturen en het pad ervan nauwkeuriger te plannen.

In een alternatief voorbeeld kan de vakman slecht één afstandssensor op de maaier aanbrengen op de plaats van één van de laterale uiteinden. Wanneer een zwad aanwezig is vóór de oogstmachine, kan één punt in de ruimte berekend worden waarvan geweten is dat het op het oppervlak van het zwad ligt. Wanneer het zwad verondersteld wordt een voorafbepaald breedte een voorafbepaalde hoogte te hebben, kan de volledige positie van het zwad bepaald worden met behulp van deze enkelvoudige afstandssensor.

De controller 14 is bij voorkeur verder verbonden met een stuurinrichting 15. De stuurinrichting 15 is geschikt om de veldhakselaar (gedeeltelijk) automatisch te sturen. Daarbij wordt de veldhakselaar bij voorkeur zo gestuurd dat het midden van de maaier 2 uitgelijnd is met het midden van het zwad 13. Als alternatief is de controller 14 operationeel verbonden met een interface 15 die informatie verschaft aan een operator van de veldhakselaar m.b.t. de positie van het zwad 13.

De afstandssensors 3,4 zijn bij voorkeur looptijdsensors (TOF - time-of-flight). De vakman zal evenwel inzien dat andere types afstand sensors ook gebruikt kunnen worden in de uitvinding. Meer bij voorkeur zijn de sensors 3,4 lasersensors of ultrasone sensors.

De sensors 3,4 zijn bij voorkeur aangebracht op zich een naar boven uitstrekkende rail waarmee de hoogte van de sensors 3,4 ten opzichte van het grondoppervlak kan worden aangepast. Zulke rails zouden daarom een operator in staat stellen een optimale hoogte te kiezen voor de sensor afhankelijk van de huidige werksituatie. Bijvoorbeeld, wanneer een zwad 13 een aanzienlijke hoogte heeft (bijvoorbeeld 50 cm) kunnen de sensors 3,4 geplaatst worden op een hoogte van ca. 60 cm. In een andere situatie waarin de hoogte van het zwad 13 veeleer beperkt is, bijvoorbeeld 20 cm, worden de sensors 3,4 bij voorkeur geplaatst op een hoogte van ongeveer 25 cm.

De hierboven beschreven uitvoeringsvormen en de weergegeven figuren zijn ter illustratie bedoeld en dienen alleen voor een beter begrip van de uitvinding. De uitvinding is niet beperkt tot de beschreven uitvoeringsvormen. Verschillende alternatieve en voorkeurskenmerken die beschreven zijn in de tekst kunnen vrij gecombineerd worden dooreen vakkundige persoon en kunnen meer in detail uitgewerkt worden om een operationeel geheel te vormen zonder van de conclusies van de uitvinding af te wijken. De reikwijdte van bescherming van de uitvinding zal daarom enkel gedefinieerd worden door de conclusies.

Claims

Conclusies

1. Veldhakselaar die een maaier bevat die is uitgerust om een zwad van een grondoppervlak op te rapen, gekenmerkt doordat de maaier een eerste en een tweede afstandssensor bevat die geschikt zijn om een sensor-tot-doel-afstand respectievelijk langs een eerste en een tweede sensormeetas te meten, waarbij de eerste afstandssensor aangebracht is op de plaats van een eerste lateraal uiteinde van de maaier, en de tweede afstandssensor aangebracht is op de plaats van een tweede lateraal uiteinde van de maaier, en waarbij de eerste en de tweede afstandssensors zo geplaatst zijn dat, wanneer de veldhakselaar op een plat grondoppervlak geplaatst is, de eerste sensormeetas de tweede sensormeetas snijdt alvorens het platte grondoppervlak vóór de oogstmachine te bereiken.
2. Veldhakselaar volgens conclusie 1, met het kenmerk dat zowel de eerste als de tweede afstandssensor een "time of flight"-sensor is.
3. Veldhakselaar volgens een of meerdere van de vorige conclusies, met het kenmerk de eerste en de tweede afstandssensor symmetrisch geplaatst zijn ten opzichte van een verticaal vlak dat een centrale as die evenwijdig loopt met een rijrichting van de veldhakselaar bevat.
4. Veldhakselaar volgens een of meerdere van de vorige conclusies, met het kenmerk dat de eerste en de tweede afstandssensor hoger dan 20 cm boven het platte grondoppervlak zijn aangebracht, bij voorkeur hoger dan 30 cm boven het platte grondoppervlak..
5. Veldhakselaar volgens een of meerdere van de vorige conclusies, met het kenmerk dat eerste en de tweede afstandssensor lager dan 60 cm boven het platte grondoppervlak zijn aangebracht, bij voorkeur lager dan 50 cm boven het platte grondoppervlak.
6. Veldhakselaar volgens een of meerdere van de vorige conclusies, waarbij de eerste en de tweede afstandssensors zo geplaatst zijn dat, wanneer de veldhakselaar op een plat grondoppervlak geplaatst is, bereikt de eerste sensormeetas het platte grondoppervlak vóór de oogstmachine op een afstand van de sensor die groter is dan 3 meter, bij voorkeur groter dan 4 meter, meer bij voorkeur groter dan 5 meter, en op een afstand van de sensor die kleiner is dan 8 m, bij voorkeur kleiner dan 7 m.
7. De veldhakselaar volgens conclusie 1 is een zelfrijdende veldhakselaar.
8. Veldhakselaar volgens een of meerdere van de vorige conclusies, die verder een controller bevat die operationeel verbonden is met een eerste en een tweede afstandssensor en geschikt is voor het ontvangen van een respectief ingangssignaal afkomstig van de eerste en de tweede afstandssensor, waarbij de controller verder operationeel verbonden is met een stuurinrichting van de veldhakselaar, waarbij de controller geschikt is voor het sturen van de veldhakselaar op basis van dit ingangssignaal.
9. Veldhakselaar volgens conclusie 8, met het kenmerk dat de controller een comparator bevat om het ingangssignaal afkomstig van de eerste afstandssensor te vergelijken met een ingangssignaal afkomstig van de tweede afstandssensor om een afwijking te verkrijgen, waarbij de controller geschikt is om de veldhakselaar te sturen op basis van deze afwijking.
10. Veldhakselaar volgens een of meerdere van de vorige conclusies, met het kenmerk dat de eerste en de tweede afstandssensor zo geplaatst zijn dat de sensormeetassen een hoek vormen ten opzichte van de voorwaartse bewegingsrichting van de veldhakselaar die groter is dan 35 graden, bij voorkeur groter dan 40 graden, en die kleiner is dan 55 graden, bij voorkeur kleiner dan 50 graden.
11. Veldhakselaar volgens één of meerdere van de vorige conclusies, met het kenmerk dat de eerste sensormeetas de tweede sensormeetas kruist op een snijpunt dat zich op een afstand van de eerste sensor bevindt die substantieel gelijk is aan de afstand tussen de tweede sensor en het snijpunt.
12. Stuursysteem voor een veldhakselaar, met het kenmerk dat het stuursysteem een controller bevat die operationeel verbonden is met een eerste en een tweede afstandssensor die geschikt zijn om de sensor-tot-doel-afstand respectievelijk langs een eerste en een tweede sensormeetas te meten, waarbij de afstandssensors voorzien zijn om geplaatst te worden op de plaats van een eerste en een tweede lateraal uiteinde van een maaier van de veldhakselaar zodat, wanneer de veldhakselaar op een plat grondoppervlak geplaatst is, de eerste sensormeetas de tweede sensormeetas snijdt alvorens het platte grondoppervlak vóór de oogstmachine te bereiken, en waarbij de controller aangebracht is om de sturing van de oogstmachine te regelen op basis van een ingangssignaal afkomstig van de eerste en de tweede afstandssensor.
13. Werkwijze voor het sturen van een veldhakselaar die gebruik maakt van een stuursysteem volgens conclusie 12, waarbij de werkwijze uit de volgende stappen bestaat: - Het verschaffen aan de controller van een eerste sensor-tot-doel-afstand, bepaald d.m.v. de eerste afstandssensor; - Het verschaffen aan de controller van een tweede sensor-tot-doel-afstand, bepaald d.m.v. de tweede afstandssensor; - Het berekenen van een verschil tussen de eerste sensor-tot-doel-afstand en de tweede sensor-tot-doel-afstand; - Het sturen van de veldhakselaar op basis van het berekende verschil.