BE1029248B1 - Method and arrangement for measuring the throughput of a harvesting machine - Google Patents
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Abstract
Der Durchsatz einer Erntemaschine (10), in der Erntegut durch Vorpresswalzen (30, 32) einer mit Messern besetzten Häckseltrommel (22) zugeführt wird, wird mittels einer elektronischen Steuereinheit (42) anhand folgender Schritte bestimmt: - Erfassen einer tatsächlichen Schnittlänge des Ernteguts stromab der Häckseltrommel (22), - Erfassen des Abstandes zwischen zusammenwirkenden Vorpresswalzen (30, 32) und - Berechnen des Durchsatzes anhand der erfassten Schnittlänge und des Abstandes.The throughput of a harvesting machine (10) in which crop is fed through feed rollers (30, 32) to a chopping drum (22) fitted with knives is determined by means of an electronic control unit (42) using the following steps: - detecting an actual cutting length of the crop downstream the chopping drum (22), - detecting the distance between cooperating feed rollers (30, 32) and - calculating the throughput based on the detected cutting length and the distance.
Description
Mod 1 BE2022/0008 Verfahren und Anordnung zur Messung des Durchsatzes einer Erntemaschine Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Erfassung eines Durchsatzes einer Erntemaschine.Mod 1 BE2022/0008 Method and arrangement for measuring the throughput of a harvesting machine The invention relates to a method and an arrangement for recording the throughput of a harvesting machine.
Stand der Technik Feldhäcksler dienen zur Ernte von ganzen Pflanzen oder ihren Teilen, die im Betrieb mittels eines Erntevorsatzes von einem Feld aufgenommen, durch Vorpresswalzen zusammengedrückt und einer Messertrommel zugeführt werden, deren Häckselmesser die Pflanzen im Zusammenwirken mit einem Gegenmesser zerschneiden.PRIOR ART Forage harvesters are used to harvest whole plants or parts of them, which are picked up from a field during operation by means of a harvesting attachment, compressed by feed rollers and fed to a knife drum whose chopping knives cut up the plants in conjunction with a counter-knife.
Anschließend werden die zerschnittenen Pflanzen oder -teile optional einem Konditionierwalzenzusammenbau zugeführt und durch eine Nachbeschleunigungseinrichtung in einen Auswurfkrümmer gefördert, der sie auf ein Transportfahrzeug überlädt.The cut plants or plant parts are then optionally fed to a conditioning roller assembly and conveyed by a post-acceleration device into an ejection spout, which transfers them onto a transport vehicle.
Die geernteten Pflanzen dienen in der Regel als Viehfutter oder zur Biogaserzeugung.The harvested plants are usually used as animal feed or for biogas production.
Es sind Anordnungen beschrieben worden, die dazu dienen, den vom Feldhäcksler aufgenommenen und verarbeiteten Erntegutdurchsatz zu erfassen.Arrangements have been described which are used to record the crop throughput picked up and processed by the forage harvester.
Der gemessene Durchsatz dient u.a. zur Ertragskartierung, zur Geschwindigkeitssteuerung, zur massenbezogenen Zugabe eines Siliermittels oder zur Kontrolle eines Überladevorgangs (um den Transportwagen mit einer vorbestimmten Menge an Erntegut zu beladen). Hierzu liegen verschiedene Ansätze vor, von denen sich in der Praxis insbesondere die Erfassung der Position einer oberen Vorpresswalze bewährt hat, die gegen die Kraft einer Feder nach oben beweglich ist (DE 195 24 752 A1). Mit steigendem Durchsatz bewegt sich die obere Vorpresswalze nach oben und anhand der Position und der Drehgeschwindigkeit der oberenThe measured throughput is used, among other things, for yield mapping, speed control, mass-related addition of an ensiling agent or for checking a transfer process (to load the transport vehicle with a predetermined amount of crop). There are various approaches to this, of which the detection of the position of an upper feed roller, which can be moved upwards against the force of a spring, has proven itself in practice (DE 195 24 752 A1). With increasing throughput, the upper feed roller moves up and, based on the position and the rotational speed of the upper one
Vorpresswalze wird der Volumendurchsatz oder -fluss, d.h. das vom Feldhäcksler je Zeiteinheit aufgenommene Volumen des Ernteguts, gemessen.The volume throughput or flow, i.e. the volume of crop picked up by the forage harvester per unit of time, is measured with the feed roller.
Im Stand der Technik wird üblicherweise durch einen Bordcomputer ein Kalibrierfaktor anhand von Daten, die bei einer Wägung des Ernteguts gewonnen wurden, und des zugehörigen, anhand der Vorpresswalzenposition gemessenen Volumendurchsatzes berechnet und zur Berechnung des Massendurchsatzes verwendet (s.In the state of the art, a calibration factor is usually calculated by an on-board computer using data obtained when weighing the harvested crop and the associated volume throughput measured using the feed roller position and used to calculate the mass throughput (see Fig.
DE 10 2010 043 854 A1). Ein Problem bei der Durchsatzmessung anhand der Position der oberen Vorpresswalze liegt darin, dass die Erfassung der Fördergeschwindigkeit der Erntegutmatte anhand der Drehgeschwindigkeit der oberen Vorpresswalze fehlerbehaftet sein kann, denn abhängig von der Art des Ernteguts, dessen Feuchtigkeit, des Abstands zwischen den Vorpresswalzen bzw. der sich daraus ergebenden Andruckkraft und der Abnutzung der Mitnehmer der Vorpresswalze kann sich ein mehr oder weniger großer Schlupf zwischen der Erntegutmatte und den Vorpresswalzen ergeben. Je nach vorhandenem Schlupf wird anhand der Drehzahl der Vorpresswalzen ein größerer Durchsatz errechnet als tatsächlich vorhanden ist. Im Stand der Technik wird zur Durchsatzmessung ein konstanter Korrekturfaktor einprogrammiert oder durch den Bediener eingegeben, welcher den Schlupf repräsentiert. Dieser Korrekturfaktor hängt jedoch von den im vorhergehenden Absatz aufgeführten Parametern ab und ist daher veränderlich. Der eingegebene Korrekturfaktor ist somit nicht immer korrekt.DE 10 2010 043 854 A1). One problem with throughput measurement based on the position of the upper feed roller is that the detection of the conveying speed of the crop mat based on the rotational speed of the upper feed roller can be subject to errors, because depending on the type of crop, its moisture content, the distance between the feed rollers or the The pressure force resulting from this and the wear of the drivers of the feed roller can result in a more or less large amount of slippage between the crop mat and the feed rollers. Depending on the existing slip, a higher throughput than is actually available is calculated based on the speed of the feed rollers. In the prior art, a constant correction factor, which represents the slip, is programmed in for throughput measurement or entered by the operator. However, this correction factor depends on the parameters listed in the previous paragraph and is therefore variable. The entered correction factor is therefore not always correct.
Ein anderer Ansatz zur Verbesserung der Genauigkeit der Durchsatzmessung findet sich in D. Ehlert, Advanced Throughput Measurement in Forage Harvesters, Biosystem Engineering 2002, 83, S. 47 — 53, wo diskutiert wird, die Fôrdergeschwindigkeit des Ernteguts durch einen Radarsensor unter Verwendung des Dopplereffekts oder nicht rutschender Sensorwalzen zu erfassen.Another approach to improving the accuracy of the throughput measurement can be found in D. Ehlert, Advanced Throughput Measurement in Forage Harvesters, Biosystem Engineering 2002, 83, pp. 47-53, where it is discussed the conveying speed of the crop through a radar sensor using the Doppler effect or non-slipping sensor rollers.
Letztlich wird jedoch eine Anzahl an empirisch — in Feld- oder Laborversuchen — ermittelter Konstanten verwendet, welche gewisse mechanische Ernteguteigenschaften (insbesondere die Abhängigkeit der Verdichtbarkeit vom Druck und von der Feuchtigkeit) repräsentieren, um anhand der Position der Vorpresswalzen den Massendurchsatz zu bestimmen. Zudem gehen Zusammenhänge zwischen der Position der Vorpresswalze und der wirkenden Federkraft in die letztlich zur Bestimmung des Massendurchsatzes verwendete Gleichung ein. Die mechanischen Eigenschaften des Ernteguts hängen jedoch von der Sorte der geernteten Pflanzen, von deren Feuchte und von deren Reifegrad ab, während die Federn auch nicht unbedingt lineare Kraftkennlinien aufweisen, sodass die auf einem Feld anzutreffenden Eigenschaften sich jedoch in der Praxis beträchtlich von den Eigenschaften des Ernteguts unterscheiden können, die zuvor ermittelt wurden, sei es auf einem anderen Feld oder im Labor und auch die Nichtlinearitäten der Federn zu Fehlern führen. Mit anderen Worten leidet dieser Ansatz unter fehlender Genauigkeit.Ultimately, however, a number of constants determined empirically — in field or laboratory tests — which represent certain mechanical crop properties (in particular the dependence of compressibility on pressure and moisture) are used to determine the mass throughput based on the position of the feed rollers. In addition, relationships between the position of the feed roller and the acting spring force are included in the equation ultimately used to determine the mass throughput. However, the mechanical properties of the harvested crop depend on the variety of plants harvested, their humidity and their degree of maturity, while the springs also do not necessarily have linear force characteristics, so that in practice the properties found in a field differ considerably from the properties of the soil crops that were previously determined, be it in a different field or in the laboratory, and also the non-linearities of the springs lead to errors. In other words, this approach suffers from lack of accuracy.
Zur Schnittlängenkontrolle finden sich im Stand der Technik der Ansatz, Eigenschaften des Ernteguts zu erfassen und anhand eines abgespeicherten Zusammenhangs zwischen einer jeweils gemessenen Eigenschaft und der Auswirkung auf die Schnittlänge eine Korrektur an der Geschwindigkeit der Vorpresswalzen vorzunehmen, um u.a. den Schlupf auszugleichen (DE 10 2012 207 591 B3), und der Vorschlag, die tatsächliche Schnittlänge anhand einer auf das geschnittene Erntegut blickenden Kamera und eines Bildverarbeitungssystems zu erkennen und darauf basierend die Geschwindigkeit der Vorpresswalzen anzusteuern (EP 1 671 530 Al, EP2 098 109 Al). Es wird demnach eine Regelschleife aufgebaut, bei der ein Soll- und ein Istwert der Schnittlänge als Regelparameter für eine Ansteuerung der Geschwindigkeit der Vorpresswalzen dienen. Eine explizite Berechnung des Schlupfes oder der Fördergeschwindigkeit der Erntegutmatte stromauf der Häckseltrommel ist jedoch nicht vorgesehen, geschweige denn eine darauf basierende Korrektur des Durchsatzes.In order to control the length of cut, the state-of-the-art approach is to record properties of the harvested crop and, based on a stored relationship between a property measured in each case and the effect on the length of cut, to correct the speed of the feed rollers in order to compensate for slippage, among other things (DE 10 2012 207 591 B3), and the proposal to detect the actual length of cut using a camera looking at the cut crop and an image processing system and to control the speed of the feed rollers based on this (EP 1 671 530 A1, EP2 098 109 A1). Accordingly, a control loop is set up in which a setpoint value and an actual value of the cut length serve as control parameters for controlling the speed of the feed rollers. However, there is no provision for an explicit calculation of the slip or the conveying speed of the crop mat upstream of the chopper drum, let alone a correction of the throughput based on this.
Aufgabe Es wäre demnach wünschenswert, bei einer Erntemaschine, in welcher der Durchsatz anhand der Position einer Vorpresswalze erfasst wird, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Ermittlung eines Durchsatzes des Ernteguts zu ermöglichen.OBJECT It would therefore be desirable, in a harvesting machine in which the throughput is detected based on the position of a feed roller, to enable a throughput of the harvested crop to be determined which is improved compared to the prior art.
Lösung Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Lehre der Patentansprüche 1 und 6 gelöst, wobei in den weiteren Patentansprüchen Merkmale aufgeführt sind, die die Lösung in vorteilhafter Weise weiterentwickeln.Solution This problem is solved according to the invention by the teaching of patent claims 1 and 6, with the further patent claims listing features which further develop the solution in an advantageous manner.
Ein Verfahren zur Erfassung eines Durchsatzes einer Erntemaschine, in der Erntegut durch Vorpresswalzen einer mit Messern besetzten Häckseltrommel zugeführt wird, umfasst folgende, durch eine elektronische Steuereinrichtung durchgeführte Schritte: - Erfassen einer tatsächlichen Schnittlänge des Ernteguts stromab der Häckseltrommel (22) mit dem Erntegut zusammenwirkenden Sensor ; - Erfassen des Abstandes zwischen zusammenwirkenden Vorpresswalzen (30, 32) mittels eines Sensors (44), und - Berechnen des Durchsatzes durch die Steuerinrichtung (42) anhand der erfassten Schnittlänge und des Abstandes.A method for detecting a throughput of a harvesting machine in which harvested crop is fed through feed rollers to a cutterhead equipped with knives, comprises the following steps carried out by an electronic control device: - Detection of an actual cut length of the harvested crop downstream of the cutterhead (22) with a sensor interacting with the harvested crop ; - detecting the distance between interacting feed rollers (30, 32) by means of a sensor (44), and - calculating the throughput by the control device (42) using the detected cut length and the distance.
Mit anderen Worten wird vorgeschlagen, die tatsächliche Schnittlänge des Ernteguts durch einen stromab der Häckseltrommel mit dem Erntegut zusammenwirkenden Sensor zu erfassen.In other words, it is proposed to detect the actual cutting length of the harvested crop by a sensor that interacts with the harvested crop downstream of the chopper drum.
In dieser Schnittlänge ist eine Information über die aktuelle Fördergeschwindigkeit des Ernteguts stromauf der Häckseltrommel und somit auch über den jeweils wirkenden Schlupf zwischen der Erntegutmatte und den Vorpresswalzen enthalten.This cutting length contains information about the current conveying speed of the harvested crop upstream of the chopping drum and thus also about the respective effective slip between the harvested crop mat and the feed rollers.
Eine Information hinsichtlich der Fördergeschwindigkeit bzw. des Schlupfes wird somit nicht durch einen eingegebenen Parameter, der nicht immer richtig sein muss, berechnet bzw. anhand gemessener Ernteguteigenschaften abgeschätzt, sondern in Form der tatsächlichen Schnittlänge gemessen. Hierauf basierend und anhand des gemessenen Abstands zwischen den Vorpresswalzen wird der Durchsatz errechnet.Information regarding the conveying speed or the slippage is therefore not calculated using an input parameter, which does not always have to be correct, or estimated using measured crop properties, but measured in the form of the actual cutting length. Based on this and the measured distance between the feed rollers, the throughput is calculated.
5 Die tatsächliche Schnittlänge kann mittels einer Bildverarbeitung ermittelt werden, der ein Signal einer stromab der Häckseltrommel auf das Erntegut blickenden Kamera zugeführt wird.5 The actual length of cut can be determined by means of image processing, to which a signal from a camera looking at the crop downstream of the chopper drum is fed.
Die Bildverarbeitung kann eine Schnittlängenverteilung der Partikel des geschnittenen Ernteguts erkennen.The image processing can recognize a cut length distribution of the particles of the cut crop.
Beispielsweise kann der Durchsatz Dvol anhand der Gleichung Dvol = b*a* fHT*n*1 berechnet werden, wobei b die Breite der Vorpresswalzen, a deren Abstand, fHT die Drehzahl der Häckseltrommel, n die Anzahl der um den Umfang der Häckseltrommel verteilten Messer und 1 die Schnittlänge ist. Es kann noch ein Korrekturfaktor vorgesehen sein, um eventuelle andere Fehler, z.B. Nichtlinearitäten der Federn, auszugleichen.For example, the throughput Dvol can be calculated using the equation Dvol = b*a* fHT*n*1, where b is the width of the feed rollers, a is their spacing, fHT is the speed of the cutterhead, n is the number of knives distributed around the circumference of the cutterhead and 1 is the cut length. A correction factor can also be provided in order to compensate for any other errors, e.g. non-linearities of the springs.
Der Durchsatz kann, ggf. nach Multiplikation mit einer (sensorisch, z.B. bei einem Kalibriervorgang, erfassten oder eingegebenen) Massendichte p georeferenziert abgespeichert werden und/oder zur Kontrolle eines Überladevorgangs (d.h. zu erkennen, wenn eine andere Stelle des Transportfahrzeugs mit Erntegut zu beladen ist oder wenn es komplett gefüllt ist) dienen und/oder zur Steuerung der Zugabe eines Siliermittels verwendet und/oder zur Kontrolle der Vortriebsgeschwindigkeit der Erntemaschine verwendet werden.The throughput can, if necessary after multiplication with a mass density p (detected or entered by sensors, e.g. during a calibration process) be stored georeferenced and/or to control a transfer process (i.e. to recognize when another point of the transport vehicle is to be loaded with crops). or when it is completely filled) and/or used to control the addition of an ensiling agent and/or used to control the forward speed of the harvesting machine.
Die Erntemaschine ist insbesondere ein Feldhäcksler, bei welchem der Sensor den Abstand zwischen durch eine von einer Feder und/oder einem Hydraulikzylinder gegeneinander vorgespannten Vorpresswalzen erfasst, zwischen denen das Erntegut hindurchgeführt wird.The harvesting machine is in particular a forage harvester, in which the sensor detects the distance between feed rollers which are prestressed against one another by a spring and/or a hydraulic cylinder and between which the harvested crop is passed.
Ausführungsbeispiel In den Zeichnungen ist ein nachfolgend näher beschriebenes Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Feldhäcksler in einer schematischen Seitenansicht, und Fig. 2 ein Flussdiagramm, nach dem eine elektronische Steuereinheit des Feldhäckslers arbeitet.EXEMPLARY EMBODIMENT An exemplary embodiment described in more detail below is shown in the drawings. They show: FIG. 1 a forage harvester in a schematic side view, and FIG. 2 a flowchart according to which an electronic control unit of the forage harvester works.
Ein in der Figur 1 gezeigter selbstfahrender Feldhäcksler 10 baut sich auf einem Rahmen 12 auf, der von angetriebenen vorderen Rädern 14 und lenkbaren rückwärtigen Rädern 16 getragen wird. Die Bedienung des Feldhäckslers 10 erfolgt von einer Fahrerkabine 18 aus, von der aus ein zur Ernte stängelartiger Pflanzen geeigneter Erntevorsatz 20 einsehbar ist. Mittels des Erntevorsatzes 20, der in der dargestellten Ausführungsform ein reihenunabhängig arbeitendes Maisgebiss ist, vom Boden aufgenommenes Gut, z. B. Mais, Getreide oder dergleichen, wird durch in einem Einzugszusammenbau 36 angeordnete, obere Vorpresswalzen 30 und untere Vorpresswalzen 32 einer Häckseltrommel 22 zugeführt, die es in kleine Stücke häckselt und es einer Fördervorrichtung 24 aufgibt. Das Gut verlässt den Feldhäcksler 10 zu einem nebenher fahrenden Anhänger über eine in ihrer Position verstellbare AustrageinrichtungA self-propelled forage harvester 10 shown in Figure 1 is built upon a frame 12 which is supported by powered front wheels 14 and steerable rear wheels 16 . The forage harvester 10 is operated from a driver's cab 18 from which a harvesting attachment 20 suitable for harvesting stalk-like plants can be seen. By means of the header 20, which is a row-independent working maize header in the illustrated embodiment, recorded from the ground Good, z. B. corn, grain or the like, is arranged in a feed assembly 36, upper feed rollers 30 and lower feed rollers 32 a chopping drum 22 fed, which chop it into small pieces and it a conveyor 24 gives up. The crop leaves the forage harvester 10 to a trailer driving alongside via a discharge device whose position can be adjusted
26. Zwischen der Häckseltrommel 22 und der Fördervorrichtung 24 erstreckt sich ein Konditionierwalzenzusammenbau 28, durch die das zu fördernde Gut der Fördervorrichtung 24 tangential zugeführt wird. Im Folgenden beziehen sich Richtungsangaben — wenn nicht anders erwähnt -, wie vorn, hinten, links und rechts auf die Vorwärtsrichtung V des Feldhäckslers 10, die in der Figur 1 von rechts nach links verläuft. Der Feldhäcksler 10 umfasst eine elektronische Steuereinrichtung 42, die mit einem Speicher 60, einer Bedienerschnittstelle 58 mit einer Anzeige und Eingabemitteln und einem Sensor 44 verbunden ist, welcher den Volumendurchsatz des26. A conditioning roller assembly 28 extends between the chopping drum 22 and the conveying device 24, through which the material to be conveyed is fed tangentially to the conveying device 24. In the following, directional information—unless otherwise mentioned—such as front, rear, left and right refers to the forward direction V of the forage harvester 10, which runs from right to left in FIG. The forage harvester 10 includes an electronic control device 42, which is connected to a memory 60, an operator interface 58 with a display and input means and a sensor 44, which the volume throughput of the
Ernteguts durch den Feldhäcksler erfasst.Crop captured by the forage harvester.
Der Sensor 44 ist über ein flexibles Element 46, z.B. ein Seil, mit der rückwärtigen oberen Vorpresswalze 30 mechanisch verbunden.The sensor 44 is mechanically connected to the rear upper feed roller 30 via a flexible element 46, e.g.
Das flexible Element 46 ist dazu um eine Umlenkrolle 48 geführt, die jedoch auch entfallen könnte.For this purpose, the flexible element 46 is guided around a deflection roller 48, which could also be omitted.
Die oberen Vorpresswalzen 30 sind an beiden Enden jeweils an einer Schwinge 52 abgestützt, die durch eine Feder 50 nach unten vorgespannt ist.The upper feed rollers 30 are each supported at both ends on a rocker 52 which is biased downwards by a spring 50 .
Die Steuereinrichtung 42 ist zudem mit einem Antrieb 54 der Vorpresswalzen 30, 32 und einem Drehzahlsensor 56 zur Erfassung der Drehzahl der Häckseltrommel 22 verbunden, sowie einer Positionsbestimmungseinrichtung 62 zum Empfang von Signalen von Satelliten eines Positionsbestimmungssystems wie GPS, Glonass und/oder Galileo.The control device 42 is also connected to a drive 54 of the feed rollers 30, 32 and a speed sensor 56 for detecting the speed of the chopper drum 22, as well as a position determination device 62 for receiving signals from satellites of a position determination system such as GPS, Glonass and/or Galileo.
Es wird nun auf die Figur 2 verwiesen, in welcher der Betrieb der elektronischen Steuereinheit 42 beim Erntebetrieb dargestellt ist.Referring now to Figure 2, the operation of electronic control unit 42 during a harvesting operation is illustrated.
Nach dem Start im Schritt 100 wird im Schritt 102 die aktuelle Schnittlänge des gehäckselten Ernteguts erfasst.After the start in step 100, in step 102 the current cutting length of the chopped crop is recorded.
Hierzu wird die elektronische Steuereinrichtung 42 (oder eine davon räumlich und/oder elektrisch getrennte Bildverarbeitung) mit einem Bildsignal von einer auf das gehäckselte, durch eine Beleuchtungseinrichtung 64 beleuchtete Erntegut blickenden Kamera 66 beaufschlagt.For this purpose, the electronic control device 42 (or image processing that is spatially and/or electrically separate therefrom) is supplied with an image signal from a camera 66 looking at the chopped crop illuminated by an illumination device 64 .
Die Kamera 66 und die Beleuchtungseinrichtung 64 sind an der Oberseite des Auswurfkrümmers 26 in einem Gehäuse 68 angeordnet und blicken durch eine transparente Scheibe (nicht gezeigt), die in eine Öffnung an der Oberseite des Auswurfkrümmers 26 eingelassen ist, auf das Erntegut.The camera 66 and the lighting device 64 are arranged at the top of the spout 26 in a housing 68 and view the crop through a transparent pane (not shown) which is embedded in an opening at the top of the spout 26 .
Die Steuereinrichtung 42 oder die Bildverarbeitung erkennen einzelne Erntegutpartikel in dem Bild und erfassen (in der Regel anhand mehrerer Bilder) eine Schnittlängenverteilung, wie es an sich aus EP 1 671 530 A1, EP 2 098 109 Al und EP 3 646 703 A1 bekannt ist.The control device 42 or the image processing recognize individual harvested crop particles in the image and record a cut length distribution (usually using several images), as is known per se from EP 1 671 530 A1, EP 2 098 109 A1 and EP 3 646 703 A1.
Es können somit nach einer Vorverarbeitung einzelne Partikel identifiziert und deren Länge gemessen werden, oder man verwendet ein selbstlernendes System wie z.B. ein neuronales Netzwerk bzw. ein so genanntes Deep Learning-Verfahren, dem Bilder von Erntegut und die zugehörigen, bekannten Schnittlängenverteilungen zugeführt werden, um das gelernte Wissen auf unbekannte Bilder anzuwenden, wie es im Stand der Technik an sich bekannt ist.After pre-processing, individual particles can be identified and their length measured, or a self-learning system such as a neural network or a so-called deep learning method can be used, which is fed with images of harvested crops and the associated, known chop length distributions to apply the learned knowledge to unknown images, as is known per se in the state of the art.
Nach dem Schritt 102 ist somit die Schnittlängenverteilung und eine (vgl. EP 1 671 530 Al oder EP 2 098 109 A1) daraus abgeleitete, aktuelle Schnittlänge des Ernteguts bekannt. Hierbei kann die maximale, mittlere (Median) oder durchschnittliche Schnittlänge als gemessene Schnittlänge für die folgenden Schritte 104 und 106 verwendet werden. Es folgt der Schritt 104, in dem die Steuereinrichtung 42 eine vom Schlupf des Ernteguts gegenüber den Vorpresswalzen 30, 32 abhängige Größe berechnet. Hier kann beispielsweise berechnet werden, mit welcher Geschwindigkeit vist (gemessen in m/s) das Erntegut der Häckseltrommel 22 zugeführt wird, denn anhand der gemessenen Schnittlänge | (gemessen in m), der anhand des Signals des Drehzahlsensors 56 bekannten Drehzahl fHT (gemessen in 1/s) der Häckseltrommel 22 und der Anzahl n der um den Umfang der Häckseltrommel verteilten Messer der Häckseltrommel 22 kann die Geschwindigkeit vist berechnet werden: vist = fHT*n*1 (1). Da die Fördergeschwindigkeit vVPW der oberen, rückwärtigen Vorpresswalze 30 sich aus deren Durchmesser d und Drehzahl fVPW (die durch einen weiteren Drehzahlsensor erfasst werden kann, der in der Figur 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht eingezeichnet ist, oder anhand von dem Antrieb 54 zugeführter Kontrollsignale ermittelt werden kann, s. EP 2 204 083 A1) berechnen lässt: vVPW = a*d*fVPW (2), kann der Schlupf n anhand der Gleichungen (1) und (2) berechnet werden: n = vist/vVPW = fHT*n*1/(x*d*fVPW) (3).After step 102, the cut length distribution and a current cut length of the harvested crop derived therefrom (cf. EP 1 671 530 A1 or EP 2 098 109 A1) are known. Here, the maximum, mean (median) or average incision length can be used as the measured incision length for the following steps 104 and 106 . Step 104 follows, in which the control device 42 calculates a variable that is dependent on the slippage of the harvested crop relative to the feed rollers 30, 32. Here it can be calculated, for example, at what speed vactual (measured in m/s) the harvested crop is fed to the chopper drum 22, because based on the measured cutting length | (measured in m), the speed fHT (measured in 1/s) of the chopping drum 22 known from the signal from the speed sensor 56 and the number n of knives of the chopping drum 22 distributed around the circumference of the chopping drum, the speed vact can be calculated: viact = fHT*n*1 (1). Since the conveying speed vVPW of the upper, rear feed roller 30 is determined from its diameter d and speed fVPW (which can be detected by another speed sensor, which is not shown in Figure 1 for reasons of clarity, or using control signals supplied by drive 54 can be calculated, see EP 2 204 083 A1): vVPW=a*d*fVPW (2), the slip n can be calculated using equations (1) and (2): n=vist/vVPW=fHT* n*1/(x*d*fVPW) (3).
Schließlich folgt der Schritt 106, in dem der aktuelle Durchsatz berechnet und anhand der mit der Positionsbestimmungseinrichtung 62 erfassten Position georeferenziert abgespeichert und/oder für Kontrollzwecke, z.B. zur Steuerung der Vortriebsgeschwindigkeit des Feldhäckslers 10 und/oder zur Zugabe eines Siliermittels und/oder zur Kontrolle des Überladens des Ernteguts verwendet wird. Hier kann in an sich bekannter Weise der Volumen-Durchsatz Dvol anhand der bekannten, in der IO Steuereinrichtung 42 abgespeicherten Breite b der Vorpresswalzen 30, des mit dem Sensor 44 erfassten Abstands a zwischen der unteren und oberen rückwärtigen Vorpresswalzen 30, 32 und der Drehzahl fVPW und des Durchmessers d der oberen rückwärtigen Vorpresswalze 30 berechnet werden: Dvol = b*a* vVPW*n = b*a*n*a* d*fVPW (4), wobei n anhand der Gleichung (3) berechnet wird.Finally, step 106 follows, in which the current throughput is calculated and stored georeferenced using the position recorded by position determination device 62 and/or for control purposes, e.g. to control the forward speed of forage harvester 10 and/or to add an ensiling agent and/or to control the Overloading the crop is used. Here, in a manner known per se, the volume throughput Dvol can be calculated using the known width b of the feed rollers 30 stored in the IO control device 42, the distance a between the lower and upper rear feed rollers 30, 32 detected by the sensor 44, and the speed fVPW and the diameter d of the upper rear feed roll 30 can be calculated: Dvol = b*a* vVPW*n = b*a*n*a* d*fVPW (4) where n is calculated from Equation (3).
Auf den Schritt 106 folgt wieder der Schritt 102.Step 106 is followed by step 102 again.
Es bleibt noch anzumerken, dass man die Gleichung (3) in die Gleichung (4) einsetzen kann und somit den Schlupf nicht explizit berechnen muss (x*d*fVPW kürzen sich heraus); der Schritt 104 würde dann entfallen: Dvol = b*a*fHT*n*1 (5). Letztlich kann der Massendurchsatz Dm durch Multiplizieren von Dvol mit der Massendichte p berechnet und für die oben erwähnten Zwecke verwendet werden. Die Massendichte p kann in üblicher Weise anhand einer Wägung eines Transportbehälters und der oben diskutierten Messung und Hochintegrieren des zugehörigen Volumendurchsatzes bestimmt werden. Die gemessene Schnittlänge kann zusätzlich zur Nachregulierung der Geschwindigkeit des AntriebsIt remains to be noted that Equation (3) can be inserted into Equation (4) and thus the slip does not have to be calculated explicitly (x*d*fVPW cancel out); step 104 would then be omitted: Dvol = b*a*fHT*n*1 (5). Finally, the mass flow rate Dm can be calculated by multiplying Dvol by the mass density p and used for the purposes mentioned above. The mass density p can be determined in the usual way by weighing a transport container and by measuring and integrating the associated volume throughput as discussed above. The measured cutting length can also be used to readjust the speed of the drive
54 der Vorpresswalzen 30, 32 genutzt werden, um die tatsächliche Schnittlänge an eine vorgegebene Schnittlänge anzupassen.54 of the feed rollers 30, 32 are used to adapt the actual cutting length to a predetermined cutting length.
Schritte der Figur 2 100 Start 102 Schnittlänge 104 Schlupf oder abh.Steps of Figure 2 100 start 102 length of cut 104 slip or dep.
Größe 106 DurchsatzSize 106 throughput
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1023826A1 (en) * | 1999-01-29 | 2000-08-02 | Deere & Company | Harvesting machine with throughput measuring device |
| EP2232978A1 (en) * | 2009-03-24 | 2010-09-29 | Deere & Company | Forage harvester |
| DE102014216593A1 (en) * | 2014-08-21 | 2016-02-25 | Deere & Company | Operator assistance system for an agricultural working machine |
| EP3646703A1 (en) * | 2018-10-31 | 2020-05-06 | Deere & Company | Controlling a machine based on cracked kernel detection |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19524752B4 (en) | 1995-07-07 | 2004-08-12 | Claas Kgaa Mbh | Device and method for measuring throughput in an agricultural harvesting machine |
| DE10245885A1 (en) | 2002-09-30 | 2004-04-08 | Deere & Company, Moline | harvester |
| ATE383743T1 (en) | 2004-12-18 | 2008-02-15 | Deere & Co | HARVESTING MACHINE |
| DE602008005839D1 (en) | 2008-01-29 | 2011-05-12 | Deere & Co | |
| DE102010043854B4 (en) | 2010-11-12 | 2016-01-14 | Deere & Company | Control arrangement for controlling the transfer of agricultural crop from a harvester to a transport vehicle |
| DE102012207591B3 (en) | 2012-05-08 | 2013-10-10 | Deere & Company | Arrangement for cutting length control for field chopper, has control device that is operable to receive output signal based on desired cutting length, sensor signal and stored correlation, where cutting length is set at given sensor signal |
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2022
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1023826A1 (en) * | 1999-01-29 | 2000-08-02 | Deere & Company | Harvesting machine with throughput measuring device |
| EP2232978A1 (en) * | 2009-03-24 | 2010-09-29 | Deere & Company | Forage harvester |
| DE102014216593A1 (en) * | 2014-08-21 | 2016-02-25 | Deere & Company | Operator assistance system for an agricultural working machine |
| EP3646703A1 (en) * | 2018-10-31 | 2020-05-06 | Deere & Company | Controlling a machine based on cracked kernel detection |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Effective date: 20230127 |