BR102020009586A2

BR102020009586A2 - Monitor de alertas para uma colheitadeira agrícola

Info

Publication number: BR102020009586A2
Application number: BR102020009586-2A
Authority: BR
Inventors: Jay David Schroeder
Original assignee: Cnh Industrial America Llc
Priority date: 2019-05-16
Filing date: 2020-05-14
Publication date: 2020-12-01
Also published as: US10703277B1

Abstract

trata-se de um veículo agrícola que tem um chassi sustentado para movimento no solo por rodas, uma plataforma conectada operacionalmente a uma extremidade frontal do chassi, uma acomodação de operador localizada no chassi e que tem uma região de visualização associada e um sistema de monitor de alertas localizado no chassi em um trajeto visual entre um ponto de referência na colheitadeira e a região de visualização. o sistema de monitor de alertas é configurado para projetar uma imagem visível de uma localização predeterminada dentro da região de visualização, sendo que a imagem compreende uma diretriz dinâmica que se estende do ponto de referência na plataforma a um ponto de entrada de cultura.

Description

MONITOR DE ALERTAS PARA UMA COLHEITADEIRA AGRÍCOLA

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[001] As culturas agrícolas são tipicamente plantadas em fileiras discretas. Como tal, o equipamento de colheita, cultivo e plantio às vezes inclui recursos operacionais que são dispostos em unidades de fileira que são espaçadas para corresponder às fileiras da cultura específica, e as máquinas são operadas para alinhar as unidades de fileira com as fileiras de cultura. Por exemplo, colheitadeiras agrícolas usadas para colher milho e culturas semelhantes geralmente têm uma plataforma com unidades de fileira discretas, com que cada unidade de fileira compreende, por exemplo: correntes de recolhimento para puxar os caules em direção à plataforma, rolos espigadores para puxar os caules para baixo abaixo da plataforma para fazer com que as espigas saiam dos caules e placas ou trilhos de chapa de cobertura para direcionar as espigas de milho. Em uma plataforma de milho, cada unidade de fileira é tipicamente separada da unidade, ou unidades, de fileira adjacente por um divisor no formato de um cone ou semelhante. Outras máquinas agrícolas podem usar outros tipos de unidade de fileira, como fileiras de pulverizadores, cortadores ou semelhantes.

[002] Um problema comum com máquinas agrícolas que têm unidades de fileira é que pode ser difícil, demorado ou cansativo alinhar adequadamente as unidades de fileira com a fileira correta ao entrar no campo de cultura. Essa questão surge quando a máquina é introduzida pela primeira vez no campo de cultura e em um maior grau quando a máquina passa de processamento de um grupo de fileiras de cultura para o grupo adjacente de fileiras de cultura. O processo típico para alinhar a máquina adequadamente às fileiras é contar várias fileiras ou intervalos permanentes entre as fileiras que correspondem a um ponto de referência na plataforma, em seguida, guiar o ponto de referência para a posição identificada na contagem. Por exemplo, ao girar uma colheitadeira que tem uma plataforma de milho com doze unidades de fileira, o operador pode contar as fileiras permanentes para identificar o intervalo entre a sexta e a sétima fileiras, em seguida, dirigir a colheitadeira para colocar o divisor de cultura entre a sexta e a sétima unidades de cultura no intervalo entre a sexta e a sétima fileiras de cultura. Esse processo é útil quando a plataforma é muito larga para julgar de modo consistente e preciso quando a borda da plataforma está alinhada com a primeira fileira de cultura permanente e tem benefícios de ser simples e de ser geralmente eficaz. No entanto, esse processo é propenso a erro, especialmente quando o operador está cansado, quando condições de luz são reduzidas, quando opera em uma velocidade relativamente alta de solo e à medida que plataformas de milho se tornam mais largas com mais unidades de fileira.

[003] Portanto, os inventores determinaram que o estado da técnica ainda requer avanços adicionais.

[004] Essa descrição dos antecedentes é fornecida para auxiliar em uma compreensão das explicações seguintes de realizações exemplificativas e não é uma admissão de que algumas ou todas essas informações dos antecedentes sejam necessariamente técnicas anteriores.

DESCRICÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

[005] Em um aspecto exemplificativo, é fornecido um veículo agrícola que tem um chassi sustentado para movimento no solo por rodas, uma plataforma conectada operacionalmente a uma extremidade frontal do chassi, uma acomodação de operador localizada no chassi e que tem uma região de visualização associada e um sistema de monitor de alertas localizado no chassi em um trajeto visual entre um ponto de referência na colheitadeira e a região de visualização. O sistema de monitor de alertas é configurado para projetar uma imagem visível de uma localização predeterminada dentro da região de visualização, sendo que a imagem compreende uma diretriz dinâmica que se estende do ponto de referência na plataforma em direção a um ponto de entrada de cultura.

[006] Em alguns aspectos, a plataforma pode ter uma pluralidade de unidades de fileira e o ponto de referência pode ser um ponto associado a uma ou mais dentre as unidades de fileira. A plataforma pode ter um divisor entre dois adjacentes da pluralidade de unidades de fileira e o ponto de referência pode ser um ponto no divisor. O ponto de referência pode ser um ponto virtual localizado em um espaço adjacente a uma ou mais dentre as unidades de fileira.

[007] Em alguns aspectos, o ponto de referência pode incluir um ponto em uma linha de centro lateral da plataforma.

[008] Em alguns aspectos, o monitor de alertas pode ser ajustável para mover o ponto predeterminado dentro da região de visualização.

[009] Em alguns aspectos, a diretriz dinâmica pode incluir uma linha reta que se estende do ponto de em direção ao ponto de entrada de cultura.

[010] Em alguns aspectos, a diretriz dinâmica pode incluir uma linha curva que se estende do ponto de referência em direção ao ponto de entrada de cultura. A linha curva pode incluir uma projeção de um trajeto de deslocamento curva do ponto de referência ao ponto de entrada de cultura.

[011] Em alguns aspectos, a imagem pode adicionalmente incluir uma representação dinâmica de um trajeto de deslocamento instantânea do veículo agrícola.

[012] Em alguns aspectos, a diretriz dinâmica pode incluir uma linha tracejada.

[013] Em alguns aspectos, a diretriz dinâmica pode incluir uma linha continua.

[014] Em alguns aspectos, o sistema de monitor de alertas pode ser configurado para: determinar uma localização física do ponto de referência; determinar uma localização física do ponto de entrada de cultura; e determinar um deslocamento entre a localização física do ponto de referência e a localização física do ponto de entrada de cultura. O sistema de monitor de alertas também pode ser configurado para determinar a localização física do ponto de referência ao: obter uma posição de um sensor de localização a partir de um sensor de localização; e aplicar uma deslocação predeterminada à posição do sensor de localização para calcular a localização física do ponto de referência. O sensor de localização pode incluir um sensor de sistema de posicionamento global. O sistema de monitor de alertas pode ser configurado para determinar a localização física do ponto de entrada de cultura correlacionando-se uma identidade do ponto de entrada de cultura com coordenadas de mapa predeterminadas para o ponto de entrada de cultura. O sistema de monitor de alertas pode ser configurado para determinar a localização física do ponto de entrada de cultura com base em informações de posição de veículo. O sistema de monitor de alertas pode ser configurado para determinar a localização física do ponto de entrada de cultura com base em uma posição física do ponto de referência em um momento em que o ponto de referência sai de uma fileira processada de culturas.

[015] Em alguns aspectos, o monitor de alertas pode incluir um projetor e um combinador, e o combinador pode ser parte integrante do para-brisa.

[016] Em alguns aspectos, o veículo agrícola pode ser uma colheitadeira que tem um sistema de separação e debulha, e a plataforma pode ser conectada ao sistema de separação e debulha por um alojamento de alimentador.

BREVE DESCRICÃO DAS FIGURAS

[017] Realizações de invenções serão agora descritas, estritamente a título de exemplo, com referência aos desenhos anexos, nos quais:

[018] A Figura 1 ilustra um exemplo de uma colheitadeira agrícola e um equipamento associado.

[019] A Figura 2 ilustra esquematicamente um sistema HUD exemplificativo e objetos e recursos relacionados.

[020] A Figura 3 ilustra esquematicamente uma arquitetura exemplificativa para um sistema HUD.

[021] A Figura 4 ilustra esquematicamente uma visualização de um campo de cultura através de um sistema HUD exemplificativo.

[022] A Figura 5 ilustra esquematicamente uma visualização de um campo de cultura através de outro sistema HUD exemplificativo.

[023] A Figura 6 ilustra esquematicamente uma visualização de um campo de cultura através de outro sistema HUD exemplificativo.

[024] A Figura 7 ilustra esquematicamente uma visualização de um campo de cultura através de outro sistema HUD exemplificativo.

[025] A Figura 8 ilustra esquematicamente uma visualização de um campo de cultura através de outro sistema HUD exemplificativo.

[026] Nas figuras, números de referências iguais referem-se aos mesmos elementos ou elementos semelhantes.

DESCRICÃO DETALHADA DAS FIGURAS

[027] Realizações exemplificativas da presente invenção fornecem um monitor de alertas (“HUD”) para equipamento agrícola. Espera-se que as realizações sejam particularmente úteis em equipamento agrícola configurado com unidades de fileira que opera em fileiras de cultura separadas, mas também podem ser usadas em outros equipamentos.

[028] Com referência à Figura 1, um exemplo de um veículo agrícola na forma de uma colheitadeira 100 é ilustrado. A colheitadeira 100 inclui um chassi 102 que é sustentado para movimento no solo por rodas 104. As rodas 104 podem ser fornecidas em qualquer número para sustentar a colheitadeira 100 para movimento ao longo do solo e pode compreender qualquer combinação de pneus, montagens de roda sobre esteira ou semelhantes. Um ou mais motores (não mostrados) são fornecidos para acionar as rodas 104 para acionar a colheitadeira 100 em uma direção de tração dianteira F. Uma ou mais rodas são orientáveis para fazer com que a colheitadeira 100 mude de direções, ou tal direção pode ser realizada através de aplicações de forças de tração diferenciais para rodas diferentes.

[029] Uma plataforma 106 é presa à extremidade dianteira da colheitadeira 100. A plataforma 106 é configurada para receber material de cultura e transportar tal material através de um sistema de separação e debulha (não mostrado) localizado no chassi 102 ou sobre o mesmo. A plataforma 106 compreende uma armação 108 que se estende paralelamente ao solo em uma direção lateral que é perpendicular à direção avante em frente F. A armação 108 sustenta uma ou mais unidades operacionais que interagem com as culturas. Por exemplo, a armação 108 pode sustentar lonas impregnadas de borracha de lado direito e de lado esquerdo, sendo que cada uma tem um cortador alongado para cortar culturas e um transportador para mover as culturas cortadas para o centro da plataforma 106.

[030] Em uma realização mais preferida, a plataforma 106 compreende uma pluralidade de unidades de fileira 110. Cada unidade de fileira 110 é um mecanismo separado configurado para processar uma ou mais fileiras de cultura (geralmente, uma única fileira). Cada unidade de fileira 110 pode incluir, por exemplo, correntes de recolhimento, rolos espigadores, placas ou trilhos de chapa de cobertura, um batedor de cultura e outros recursos conhecidos na técnica. As unidades de fileira 110 podem ser separadas por divisores 112, como alojamentos afunilados, em forma de cunha ou cônicos que se estendem na direção avante F. O divisor 112 formam funis como aberturas 114 para direcionar culturas para cada unidade de fileira 110. Vários exemplos de unidades de fileira 110 são descritos no Pedido n° U.S. 15/671.782 (Publicação n° U.S. 2019/0045709), Pedido n° U.S. 14/053.671 (Publicação n° U.S. 2015/0101303), e Pedido n° U.S. 13/780.694 (Publicação n° U.S. 2014/0237975), todos os quais são incorporados no presente documento a título de referência. A realização mostrada e os exemplos anteriores são unidades de fileira tipicamente usadas para colher milho, mas outros dispositivos podem ser usados, e a invenção não está estritamente limitada a operações em milho ou operações de colheita.

[031] A plataforma 106 tem uma ou mais brocas 116, correias transportadoras ou semelhantes, que transportam o material de cultura recolhido para o centro lateral da plataforma 106. O material de cultura recolhido é direcionado para um alojamento de alimentador 118, que conecta a plataforma 106 ao chassi 102. O alojamento de alimentador 118 tem um transportador que transporta o material de cultura para um sistema de separação e debulha que separa o grão do material de cultura restante. O grão separado é armazenado em uma tremonha de grão ou semelhantes para recuperação posterior.

[032] A operação e a construção dos componentes anteriores da colheitadeira 100 são bem conhecidas na técnica e não precisam ser descritas em mais detalhes no presente documento.

[033] A plataforma 106 na Figura 1 é uma plataforma de doze fileiras, o que significa que tem doze unidades de fileira 110. As unidades de fileira 110 são distribuídas uniformemente ao longo da plataforma 106 na direção lateral. Um divisor central 112’ está localizada na linha de centro lateral da plataforma 106. Essa disposição — isto é, que tem um divisor 112 na linha de centro lateral — é típico para plataformas 106 que tem um número par de unidades de fileira 110. As plataformas que têm um número ímpar de unidades de fileira tipicamente teriam um intervalo 114 localizado na linha de centro lateral. Embora típica, nenhuma configuração é estritamente necessária.

[034] A colheitadeira 100 também inclui uma acomodação de operador 120, como uma cabine, cabine de comando ou semelhante. Tipicamente, a acomodação de operador 120 é uma cabine fechada que tem um para-brisa 122 na direção avante F. Um monitor de alertas (“HUD”) 124 é fornecido no chassi 102 e preferencialmente dentro da acomodação de operador 120. O HUD 124 está localizado ao longo de um trajeto visual 126 entre um ponto de referência 128 na colheitadeira 100 e uma região de visualização 130 dentro da acomodação de operador 120. O ponto de referência 128 pode ser localizado na plataforma 106, no alojamento de alimentador 118, no chassi 102, em um ponto virtual ou em outro lugar do chassi 102. O ponto de referência 128 está preferencialmente na plataforma 106, ou próximo da mesma, e/ou na linha de centro de chassi.

[035] A região de visualização 130 é um volume de espaço em que uma cabeça do operador, ou uma operadora, - e mais particularmente, os seus olhos-pode estar situada durante a operação da colheitadeira 100 para visualizar o ponto de referência 128 através do HUD 124. O tamanho da região de visualização 130 pode ser reduzido em algum grau fornecendo-se assentos ajustáveis para permitir que operadores de vários tamanhos diferentes ponham seus olhos no mesmo espaço geral. Não é necessário identificar limitações estritas para a região de visualização 130, mas um formato e um tamanho gerais da região de visualização 130 podem ser determinados com o uso de informação estatística ergonômica convencional para dimensões do corpo humano, conforme é bem conhecido na técnica de projeto de veículo, e não é necessário elaborar tal análise no presente documento. Também será compreendido que a região de visualização 130 não é necessariamente grande o suficiente para acomodar qualquer operador possível.

[036] O HUD 124 está operacionalmente conectado ou inclui um processador interno 132 e é operacionalmente conectado ou inclui um sistema de localização 134. Juntos, o HUD 124, o processador 132 e o sistema de localização 134 formam um sistema HUD. O objetivo do HUD 124 é projetar uma imagem que o operador possa usar para guiar a colheitadeira 100 até um ponto de entrada de cultura. O ponto de entrada de cultura pode ser um ponto de entrada inicial no campo de culturas que são colhidas ou, em outro sentido, processadas ou pode ser um ponto de entrada em um novo conjunto de fileiras de cultura após concluir a colheita ou outro processamento de um conjunto anterior de fileiras de cultura. O ponto de entrada de cultura é preferencialmente selecionado de modo que a plataforma 106 não perca nenhuma fileira de cultura entre as fileiras processadas e as fileiras permanentes que são processadas na próxima passagem e de modo que todas as unidades de fileira 110 engatem a cultura permanente durante a próxima passagem.

[037] Um exemplo de um sistema HUD 200 é mostrado na Figura 2. O sistema HUD 200 inclui um HUD 124 que compreende um projetor 202 (por exemplo, um tubo de raios catódicos de alta produção ou exibição de diodos emissores de luz), ópticas de colimação 204 e um combinador 206. O combinador 206 é geralmente uma superfície transparente (por exemplo, de vidro), que pode ser tratada com revestimentos antirreflexo ou semelhantes. Imagens do projetor 202 são refletidas pelo combinador 206 e direcionadas para a região de visualização 130. As ópticas de colimação 204 tornam os raios de luz que emanam do projetor 202 paralelos (isto é, colimados), o que faz com que a imagem seja percebida em um ponto de foco infinito. A imagem colimada também define uma limitação no ângulo de visualização no qual a imagem pode ser percebida. Especificamente, a imagem do projetor 202 pode apenas ser percebida se o olho 208 estiver dentro das limitações da imagem colimada, conforme mostrado pelas linhas de projeção 210 na Figura 2. O HUD 124 está alinhado com o ponto de referência 128 na plataforma 106 a um grau suficiente para que uma imagem gerada pelo projetor 202 possa ser sobreposta ao ponto de referência 128 (isso às vezes é chamado de "alinhamento óptico”).

[038] A Figura 2 ilustra vários aspectos do sistema óptico que devem ser compreendidos. Primeiro, a região de visualização 130 compreende o espaço no qual o ponto de referência 128 é visível através do HUD 124 (especificamente, através do combinador de HUD 206). Segundo, a imagem projetada do HUD 124 é colimada e visível apenas dentro de certas limitações dentro da região de visualização 130. Terceiro, o projetor 202 pode projetar uma imagem— especificamente, uma imagem que é refletida no ponto 212 no combinador 206— que é percebida pelo olho 208 como sendo sobreposta ao ponto de referência 208. Portanto, o HUD 124 pode projetar uma imagem que é percebida em uma localização predeterminada 214 dentro da região de visualização 130 para sobrepor o ponto de referência 128 na plataforma 106. A localização predeterminada 214 estará dentro da extensão da imagem colimada, mas não é necessariamente um ponto discreto finito. Ou seja, as propriedades ópticas colimadas do sistema permitem que o operador, ou a operadora, mova seu olho 208 até certo grau dentro da região de visualização 130 enquanto ainda percebe a imagem sobreposta ao ponto de referência 128.

[039] As ópticas do HUD 124 podem ser fixadas em lugar relativo ao chassi 102, sendo que as mesmas podem ser móveis para acomodar diferentes operadores, diferentes localizações de ponto de referência e assim por diante. A calibração pode ser necessária após esse ajuste. A calibração pode ser realizada através do alinhamento óptico físico do ponto de referência 128 ou, até certo grau, deslocando-se as localizações de imagem emitidas pelo projetor 202.

[040] O sistema óptico particular do HUD 124 não é crítico para a presente invenção e será compreendido que a óptica exemplificativa mostrada na Figura 2 pode ser substituída por outros sistemas. Por exemplo, as ópticas de colimação 204 podem estar localizadas entre o combinador 206 e a região de visualização 130. Além disso, o combinador 206 pode compreender um vidro separado ou pode ser integrado ao para-brisa 122 (por exemplo, uma região específica do para-brisa 122 ou uma inserção que esteja acoplada ou, em outro sentido, conectada para formar parte do para-brisa). Outras alternativas e variações serão aparentes para pessoas de habilidade comum na técnica em visualização da presente revelação.

[041] O sistema HUD 200 também inclui um módulo de processamento de imagem 216, um módulo de planejamento de trajeto 218 e um módulo de determinação de posição 220.

[042] O módulo de determinação de posição 220 é configurado para determinar a localização física do ponto de referência 128. Isso pode ser realizado de vários modos. Por exemplo, o módulo de determinação de posição 220 pode compreender um sensor de localização que fornece inserção direta quanto à localização do sensor com base em sinais ambientais. Um tipo de sensor de localização é um sistema de radionavegação por satélite (por exemplo, um sensor de Sistema de Posicionamento ("GPS”)) que detecta a localização do sensor (especificamente, a antena ou o receptor do sensor) na superfície da Terra com precisão de até cerca de 12 polegadas. Outro tipo de sensor de localização é um sensor de sinal de torre de celular que triangula a posição com base em transmissão de torre de celular. Outros tipos de sensor de localização podem detectar imagens ópticas (por exemplo, códigos de barras ou geografia circundante) para identificar a localização de sensor. O módulo de determinação de posição 220 alternativamente (ou adicionalmente) pode usar um sistema de navegação ativo no qual um ou mais sensores detectam propriedades do ambiente circundante e usam essas propriedades para determinar a localização do sensor em um mapa predeterminado. Um desses sistemas pode usar LiDAR (Light Detection And Ranging), que detecta posições de objetos circundantes com o uso de um dispositivo de sensor/laser em movimento. Outros sistemas podem usar outros tipos de sensores. O módulo de determinação de posição 220 também pode usar um algoritmo de mapeamento ativo, como um algoritmo de localização e mapeamento simultâneos ("SLAM”) para mapear e examinar seu ambiente.

[043] Independentemente de como a informação posicional é determinada, pode ser necessário aplicar também um modelo de veículo aos dados para determinar a posição física do ponto de referência. Por exemplo, se um sensor GPS for usado para rastrear a posição da colheitadeira 100, pode ser necessário modificar os dados de posição fornecidos pelo sensor GPS para refletir com precisão a posição do ponto de referência 128. Por exemplo, a posição do ponto de referência 128 pode ser calculada com base na geometria física conhecida da colheitadeira 100 e da plataforma 106, na posição angular do alojamento de alimentador 118 relativo ao chassi 102 (que afeta a posição do ponto de referência 128 relativa ao chassi 102) e na localização física da antena GPS no chassi 102. No entanto, também é previsto que uma antena de sensor GPS pode ser colocada no ponto de referência 128, o que poderia eliminar a necessidade dessa etapa de transformação de posição.

[044] O módulo de planejamento de trajeto 218 recebe a informação de posição do módulo de determinação de posição 220 e determina como a colheitadeira 100 deve se mover para alcançar o próximo ponto de entrada de cultura. Para esse fim, o módulo de trajeto de planejamento é configurado para identificar a localização física do próximo ponto de referência do ponto de entrada de cultura e calcular um deslocamento entre a posição física atual do ponto de referência e a posição física do ponto de entrada de cultura. As localizações físicas dos pontos de entrada de cultura podem ser predeterminadas e armazenadas em um mapa ou outro banco de dados ou determinados dinamicamente.

[045] Por exemplo, antes de operar a colheitadeira, um trajeto de deslocamento da colheitadeira 100 pode ser traçado em um mapa do campo de cultura, e pontos de entrada de cultura podem ser designados com antecedência no mapa. Nesse caso, o módulo de planejamento de trajeto 218 pode operar identificando-se a posição física atual do ponto de referência no trajeto de deslocamento e encontrando-se o próximo ponto de entrada de cultura ao longo do trajeto de deslocamento. Nesse caso, cada ponto de entrada de cultura tem uma localização física predeterminada e, portanto, o deslocamento do ponto de referência 128 para o ponto de entrada de cultura é facilmente calculado com o uso de fórmulas geométricas convencionais.

[046] Os pontos de entrada de cultura podem ser calculados dinamicamente com o uso de vários métodos, como monitorar o movimento de colheitadeira e/ou rastrear as culturas para identificar um ponto de entrada. Por exemplo, o módulo de planejamento de trajeto 218 pode identificar a localização do ponto de referência 128 cada vez que a colheitadeira sai da cultura (via GPS ou de outro modo) e calcular um novo ponto de entrada na cultura com base em um tamanho predeterminado da plataforma 106. Por exemplo, se a plataforma tiver 30 pés de largura, o módulo de planejamento de trajeto 218 pode definir o ponto de entrada de cultura como uma localização de 30 pés na direção lateral a partir do ponto em que o ponto de referência saiu da cultura durante a passagem anterior. Como outro exemplo, a localização de entrada de cultura pode ser determinada através de sensoriamento ativo, como com o uso de uma câmera para avaliar as fileiras de cultura ou através de sensoriamento passivo (por exemplo, um transmissor localizado em cada ponto de entrada de cultura). Outras alternativas e variações serão aparentes para pessoas com habilidade comum na técnica em visualização da presente revelação.

[047] O módulo de planejamento de trajeto 218 preferencialmente opera de modo essencial e contínuo (isto é, em iterações periódicas de um algoritmo de processamento) durante o período de tempo em que o operador está tentando guiar a colheitadeira 100 para o próximo ponto de entrada de cultura. Portanto, o mesmo pode enviar uma série de sinais ao módulo de processamento de imagem 216 para fazer com que o módulo de processamento de imagem 216 atualize com frequência (por exemplo, múltiplas vezes por segundo) a imagem que é gerada pelo projetor 202. Isso fornece um sinal dinâmico que muda conforme a colheitadeira 100 se movimenta.

[048] O modelo de planejamento de trajeto 218 envia dados que representam o deslocamento entre o ponto de referência 128 e o ponto de entrada de cultura para o módulo de processamento de imagem 216. Esses dados podem compreender, por exemplo, informação de plataforma para indicar a direção angular do ponto de entrada de cultura em relação ao ponto de referência 128. O módulo de processamento de imagem 216 converte esses dados em uma imagem que é exibida pelo projetor 202 e, desse modo, apresentada ao operador através do combinador 206. O módulo de processamento de imagem 216 pode usar qualquer software de interface gráfica de usuário convencional e hardware para converter os dados de deslocamento em uma imagem visível.

[049] A Figura 3 mostra uma arquitetura exemplificativa para um sistema HUD 200. Em termos gerais, o sistema HUD 200 inclui um ou mais processadores de computador, memórias e hardware relacionado que são programados para fazer com que o projetor 202 gere as imagens desejadas. Os componentes podem ser coletados em uma única unidade (por exemplo, uma unidade independente que pode ser instalada em qualquer veículo) ou distribuídos entre diferentes componentes. Alguns componentes, como memórias e processadores, também podem ser unidades multifuncionais. Por exemplo, um processador que faz execução do código para realizar operações de monitoramento de desempenho de colheitadeira (eficiência, estatísticas de uso etc.) também pode ser usado para executar o código para realizar as operações de sistema HUD.

[050] No exemplo mostrado, o sistema HUD 200 inclui uma unidade central de processamento (CPU) 300, que é responsável por realizar cálculos e operações lógicas necessárias para executar um ou mais programas ou operações de computador. A CPU 300 é conectada através de um barramento de transmissão de dados 302 aos sensores 304 (por exemplo, um sensor de localização), uma interface de inserção 306, uma interface de saída 308 e uma memória 310. A CPU 300 também pode ser conectada operacionalmente a uma ou mais portas de comunicação 312, como portas de comunicação serial, portas de comunicação sem fio ou semelhantes.

[051] A CPU 300, o barramento de transmissão de dados 302 e a memória 310 podem compreender qualquer dispositivo de computação adequado, como uma INTEL ATOM E3826 1.46GHz Dual Core CPU ou semelhante, que é acoplado ao DDR3L 1066/1333 MHz SO-DIMM Socket SDRAM que tem uma capacidade de memória de 4GB ou outra memória (por exemplo, disco compacto, disco digital, unidade de estado sólido, memória flash, cartão de memória, unidade USB, armazenamento em disco óptico etc.). A seleção de um sistema e de uma memória de processamento apropriados é uma questão de prática rotineira e não precisa ser discutida em mais detalhes no presente documento.

[052] Os sensores 304 incluem qualquer número de sensores de feedback ou de feedforward configurados para indicar os dados desejados, como hodômetros, sensores ópticos, sensores de telemetria, sensores GPS e assim por diante.

[053] A interface de inserção 306 pode incluir qualquer número ou tipo de dispositivo usado para inserir instruções ou dados na CPU 300, como um teclado, ponteiro (por exemplo, mouse ou caneta inteligente (smart pen)), joystick, tela sensível ao toque (touchscreen), botões, interruptores e assim por diante. A interface de saída 308 inclui o próprio HUD e pode compreender qualquer número de outros dispositivos de sinalização perceptíveis pelo usuário, como um visor retroiluminado por diodo emissor de luz (LED) de transistor de película fina (TFT) colorida, luzes indicadoras, indicadores analógicos ou digitais, alto-falantes de áudio e assim por diante.

[054] A memória 310 pode compreender qualquer tipo ou coleção de mídias de armazenamento legível por computador, como um disco rígido de computador, uma mídia óptica (por exemplo, um disco óptico), memória de estado sólido (por exemplo, memória flash) ou outras mídias de armazenamento conhecidas na técnica.

[055] O sistema HUD 200 inclui um aplicativo de programa (por exemplo, código de software) para realizar os processos desejados. O aplicativo de programa é armazenado em um meio legível por computador tangível em um estado não transitório na memória 310, e a CPU 300 carrega e realiza o aplicativo de programa para realizar vários processos descritos no presente documento. O aplicativo de programa pode incluir um ou mais arquivos individuais que definem módulos ou instruções de software para realizar as funções descritas no presente documento e várias outras funções (por exemplo, controle de motor e outras operações de colheitadeira), conforme conhecido na técnica. A memória 310 também pode armazenar dados auxiliares, arquivos comuns ou bancos de dados para armazenar dados processados e/ou brutos e outros dados auxiliares.

[056] Os termos "código de software” ou "código” usados no presente documento referem-se a quaisquer instruções ou conjunto de instruções que influenciam a operação de um computador ou controlador. Eles podem existir em uma forma executável por computador, como código de máquina, que é o conjunto de instruções e dados diretamente executados por uma unidade central de processamento de computador ou por um controlador, uma forma compreensível por humanos, como código-fonte, que pode ser executado por uma unidade central de processamento de computador ou por um controlador ou uma forma intermediária, como código de objeto, que é produzido por um compilador. Conforme usado no presente documento, o termo "código de software" ou "código" também inclui quaisquer instruções de computador compreensíveis por humano ou conjunto de instruções, por exemplo, um script, que possa ser executado em tempo real com ajuda de um intérprete executado por uma unidade central de processamento de computador ou por um controlador.

[057] O sistema HUD 200 é configurado para projetar uma diretriz dinâmica 400 que se estende do ponto de referência 128 a em direção ao ponto de entrada de cultura. Mais especificamente, quando o operador, ou a operadora, posiciona seu olho 208 na localização predeterminada dentro da região de visualização 130 (isto é, de modo a visualizar a imagem colimada projetada no combinador 206) e olha através do combinador 206, a diretriz 400 parecerá que começa no ponto de referência 128. Alguma deslocação pode estar presente se a calibração ou a posição de cabeça de operador não for ideal, mas não se espera que pequenas variações afetem o desempenho ou a eficácia do sistema. A diretriz dinâmica 400 é dinâmica no sentido de ser atualizada à medida que a colheitadeira 100 se move.

[058] Um exemplo dessa visualização é ilustrado na Figura 4, que mostra as limitações de uma visualização através do para-brisa 122. Alguns ou todos os divisores 112 são visíveis para o operador nessa visualização, e um ponto de referência 128, ao qual o sistema HUD 200 é calibrado, está localizado em um divisor 112’ na linha de centro lateral da plataforma 106. O ponto de referência 128 pode ser fisicamente marcado, como através da pintura de uma marca na ponta do divisor 112’, anexando-se um marcador ao divisor 112’ e assim por diante. O ponto de referência 128 pode estar localizado diretamente no divisor 112’ ou pode ser deslocado do divisor 112’, como sendo montado em um poste ou semelhante. O HUD’s combinador 206 está localizado entre a região de visualização (que é a visualização a partir da qual a Figura 4 é mostrada) e o ponto de referência 128.

[059] Através do combinador 206, o operador pode ver a diretriz dinâmica 400 que começa no ponto de referência 128 e que se estende em direção ao ponto de entrada de cultura 402. Nesse caso, a plataforma 106 é uma plataforma de doze fileiras e o ponto de entrada de cultura 402 é um intervalo entre a sexta e a sétima fileiras de cultura não processadas 404. A diretriz dinâmica 400 muda sua direção à medida que a colheitadeira 100 se move avante. Por exemplo, se a colheitadeira 100 se mover avante de modo direto ou virar à esquerda da posição existente, a diretriz 400 pivotará em sentido horário para continuar apontando para o ponto de entrada de cultura 402. Da mesma forma, se a colheitadeira 100 virar em direção ao ponto de entrada de cultura 402, a diretriz 400 pivotará em sentido horário para continuar apontando para o ponto de entrada de cultura 402.

[060] O sistema HUD 200 pode ser programado com informação sobre as capacidades físicas da colheitadeira, particularmente em relação ao seu raio de virgem. Se o sistema HUD 200 determinar que a colheitadeira 100 é incapaz de virar em um raio suficientemente apertado para entrar no ponto de referência 128 no ponto de entrada de cultura desejado 402, um indicador pode ser fornecido ao operador na forma de um sinal visual (por exemplo, remover ou piscar a diretriz dinâmica 400 ou mostrar um sinal de alerta adicional no combinador 206). Os sinais também podem ser fornecidos quando o sistema de direção de colheitadeira 100 está atingindo os limites de seu raio de viragem (por exemplo, piscar lentamente ou mudar a cor da diretriz 400).

[061] No exemplo mostrado na Figura 4, o ponto de entrada de cultura 402 não está dentro do campo de visualização do combinador 202. Portanto, a diretriz 400 não se estende até o ponto de entrada de cultura 402. No entanto, pode ser visto a partir da linha de projeção 406 (que é fornecida para ilustração nas figuras e não se destina a existir em implementação real) que a diretriz 400 está voltada para o ponto de entrada de cultura 402. Quando o ponto de entrada de cultura 402 entra no campo de visualização do combinador, a diretriz pode se estender por todo o caminho até o ponto de entrada de cultura 402, mas isso não é estritamente necessário. Além disso, quando o ponto de entrada de cultura 402 está no campo de visualização do combinador, um marcador, como uma linha vertical, estrela, alvo ou semelhante, pode ser exibido no ponto de entrada de cultura 402 para destacar o mesmo para o operador.

[062] A diretriz dinâmica 400 pode ter qualquer cor adequada e pode ser animada. Por exemplo, a diretriz 400 pode compreender uma série de traços que emanam ao redor de todo o ponto de referência 128 e se movem constantemente em direção ao ponto de entrada de cultura. A Figura 5 mostra uma diretriz tracejada 500 que pode operar desse modo.

[063] A diretriz dinâmica pode também compreender uma linha curva, como a diretriz 600 na Figura 6. O sistema HUD 200 também pode ser configurado para exibir a trajetória atual da colheitadeira 100, o que pode ser útil para indicar se a colheitadeira está atualmente indo em direção ao ponto de entrada de cultura 402 ou quanto desvio deve ser feito no trajeto de deslocamento para atingir o ponto de entrada de cultura 402. Por exemplo, conforme mostrado na Figura 6, uma linha de trajetória 602 pode ser sobreposta no combinador 206 para mostrar o trajeto de deslocamento da colheitadeira com base no ângulo de direção atual do sistema de acionamento. O ângulo de direção pode ser facilmente obtido por meio de um sensor no sistema de direção, por inserção de software, se o sistema de direção for um sistema de controle por cabo elétrico, por informação de telemetria de veículo, ou outros meios, conforme conhecido na técnica. Em outros casos, a informação de direção pode ser usada para fornecer um indicador de requisito de direção, como uma seta para a esquerda para indicar que a colheitadeira deve ser virada mais para a esquerda ou uma seta para a direita para indicar que a colheitadeira deve ser virada mais para a direita. Outras alternativas e variações serão aparentes por pessoas de habilidade comum na técnica em vista da presente revelação.

[064] A Figura 7 mostra outra realização na qual o ponto de referência é um ponto de referência virtual 700 localizado deslocado da plataforma 106. Nesse caso, o ponto de referência virtual 700 compreende uma localização entre dois divisores 112. O ponto de referência virtual 700 pode ser identificado com uma imagem gráfica no combinador HUD 206, mas isso não é necessário. Um ponto de referência virtual 700 pode ser útil quando a plataforma tem um número ímpar de unidades de fileira 110 ou quando a visibilidade do ponto de referência provavelmente será obstruída durante uso.

[065] Quando um ponto de referência virtual 700 é usado, a diretriz 702 se estende de um espaço adjacente a uma dentre as unidades de fileira 110. Nesse caso, o sistema HUD 200 pode exibir uma marca ou marcas para auxiliar o operador a alinhar a imagem de HUD com o ambiente. Por exemplo, as marcas de referência 704 podem ser exibidas para corresponder às pontas de dois divisores 112 que abrangem a unidade de fileira central 110. Desse modo, o operador, ou a operadora, pode posicionar sua cabeça para garantir que as pontas de divisor estejam localizadas sob as marcas de referência 704 para ter certeza de que a diretriz 702 está retratando com precisão a direção do ponto de entrada de cultura 402. A operação com um ponto de referência virtual 700 é, em outro sentido, a mesma que a operação com um ponto de referência real em uma parte física da plataforma 106.

[066] A Figura 8 mostra outra realização na qual o ponto de referência é um ponto em uma linha de centro 800 da colheitadeira 100. A linha de centro 800 pode ser identificada com uma imagem gráfica no combinador HUD 206, mas isso não é necessário. Nesse caso, a diretriz 702 se estende da linha de centro 800 em direção ao ponto de entrada de cultura 402. O ponto de referência e a origem da diretriz 702 podem estar localizados em qualquer ponto ao longo da linha de centro 800, como na plataforma 106, no alojamento de alimentador 118 ou no chassi 102 ou em uma localização virtual, conforme discutido acima. A diretriz 702 começa preferencialmente em uma localização que está posicionada abaixo do ponto de entrada de cultura 402, como visualizado através do combinador 206, o que é esperado para tornar a diretriz 702 mais intuitiva de usar para guiar a colheitadeira 100.

[067] Espera-se que uma diretriz dinâmica como as descritas no presente documento ou de projeto semelhante seja particularmente eficaz para auxiliar um operador de máquina a guiar a máquina para uma posição adequada em relação às culturas. Por exemplo, a diretriz dinâmica fornece uma exibição intuitiva de como a máquina deve ser operada para direcionar a mesma ao ponto de entrada de cultura e mantém o foco do operador na própria plataforma. Também é esperado que o movimento dinâmico da diretriz na visualização do operador seja mais fácil e mais intuitivo de seguir do que sistemas que apenas instruem o operador a virar à esquerda ou à direita para manter o curso desejado. Também se espera que esse tipo de exibição seja mais útil parra permitir que o operador planeje manobras adicionais (por exemplo, movimentos extras para evitar um obstáculo adjacente às culturas) durante o processo de voltar para as culturas, pois fornece melhor indicação não apenas de como o operador tem que virar a colheitadeira, mas onde está o destino final do ponto de entrada final. Adicionalmente, embora seja compreendido que realizações podem ser particularmente úteis para culturas que são processadas com o uso de plataformas ou outros dispositivos com unidades de fileira, as realizações também podem ser usadas com máquinas que não têm unidades de fileira para garantir posicionamento preciso da plataforma ou outro equipamento de processamento.

[068] A presente revelação descreve uma série de recursos inventivos e/ou combinações de recursos que podem ser usadas isoladamente ou em combinação umas com as outras ou em combinações com outras tecnologias. As realizações descritas no presente documento são todas exemplificativas e não se destinam a limitar o escopo das reivindicações. Também será observado que as invenções descritas no presente documento podem ser modificadas e adaptadas de vários modos, e todas essas modificações e adaptações devem ser incluídas no escopo desta revelação e nas reivindicações anexas.

Claims

VEÍCULO AGRÍCOLA que compreende:
um chassi (102) sustentado para movimento no solo por rodas (104);
uma plataforma (106) operacionalmente conectada a uma extremidade frontal do chassi; e
uma acomodação de operador (120) localizada no chassi e que tem uma região de visualização associada (130);
CARACTERIZADO pelo fato de que:
um sistema de monitor de alertas (124) localizado no chassi em um trajeto visual (126) entre um ponto de referência (128) na colheitadeira e a região de visualização, em que o sistema de monitor de alertas é configurado para projetar uma imagem visível a partir de uma localização determinada (214) dentro da região de visualização, sendo que a imagem compreende uma diretriz dinâmica (400, 500, 600, 702) que se estende do ponto de referência a um ponto de entrada de cultura (402).
VEÍCULO AGRÍCOLA, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a plataforma compreende uma pluralidade de unidades de fileira (110), e o ponto de referência compreende um ponto associado a uma ou mais unidades de fileira.
VEÍCULO AGRÍCOLA, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a plataforma compreende um divisor (112) entre dois adjacentes da pluralidade de unidades de fileira, e o ponto de referência compreende um ponto no divisor.
VEÍCULO AGRÍCOLA, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o ponto de referência compreende um ponto virtual (700) localizado em um espaço adjacente a uma ou mais dentre as unidades de fileira.
VEÍCULO AGRÍCOLA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o ponto de referência compreende um ponto em uma linha de centro lateral da plataforma.
VEÍCULO AGRÍCOLA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o monitor de alertas é ajustável para mover o ponto predeterminado dentro da região de visualização.
VEÍCULO AGRÍCOLA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a diretriz dinâmica compreende uma linha reta ou uma linha curva que se estende do ponto de referência em direção ao ponto de entrada de cultura.
VEÍCULO AGRÍCOLA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a diretriz dinâmica compreende uma linha curva que se estende do ponto de referência ao ponto de entrada de cultura, e a linha curva compreende uma projeção de um trajeto de deslocamento curvo do ponto de referência ao ponto de entrada de cultura.
VEÍCULO AGRÍCOLA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a imagem compreende adicionalmente uma representação dinâmica de um trajeto de deslocamento instantâneo (602) do veículo agrícola.
VEÍCULO AGRÍCOLA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a diretriz dinâmica compreende uma linha tracejada ou uma linha continua.
VEÍCULO AGRÍCOLA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o sistema de monitor de alertas é configurado para:
determinar uma localização física do ponto de referência;
determinar uma localização física do ponto de entrada de cultura; e
determinar um deslocamento entre a localização física do ponto de referência e a localização física do ponto de entrada de cultura.
VEÍCULO AGRÍCOLA, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o sistema de monitor de alertas é configurado para determinar a localização física do ponto de referência por:
obtenção de uma posição de um sensor de localização a partir de um sensor de localização (304), preferencialmente um sensor de sistema de posicionamento global; e
aplicação de uma deslocação predeterminada à posição do sensor de localização para calcular a localização física do ponto de referência.
VEÍCULO AGRÍCOLA, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o sistema de monitor de alertas é configurado para determinar a localização física do ponto de entrada de cultura correlacionando-se uma identidade do ponto de entrada de cultura com coordenadas de mapa predeterminadas para o ponto de entrada de cultura.
VEÍCULO AGRÍCOLA, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o sistema de monitor de alertas é configurado para determinar a localização física do ponto de entrada de cultura com base em informação de posição de veículo e preferencialmente, com base em uma posição de física do ponto de referência em um momento em que o ponto de referência sai de uma fileira processada de culturas.
COLHEITADEIRA AGRÍCOLA que compreende:
um chassi (102) sustentado para movimento no solo por rodas (104);
um sistema de separação e debulha no chassi;
a plataforma (106);
um alojamento de alimentador que conecta operacionalmente a plataforma a uma extremidade frontal do chassi e ao sistema de separação e debulha; e
uma acomodação de operador (120) localizada no chassi e que tem uma região de visualização associada (130);
CARACTERIZADA pelo fato de que:
um sistema de monitor de alertas (124) localizado no chassi em um trajeto visual (126) entre um ponto de referência (128) na colheitadeira e na região de visualização, em que o sistema de monitor de alertas é configurado para projetar uma imagem visível de uma localização predeterminada (214) dentro da região de visualização, sendo que a imagem compreende uma diretriz dinâmica (400, 500, 600, 702) que se estende do ponto de referência a um ponto de entrada de cultura (402).