DE102011121433A1 - Method and device for controlling an agricultural machine - Google Patents
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- A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
- A01B79/00—Methods for working soil
- A01B79/005—Precision agriculture
Abstract
Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren (400) zur Ansteuerung einer Landmaschine (100), wobei das Verfahren (400) einen Schritt des Auslesens (410) einer in einem Speicher (150) abgespeicherten Sequenz von Ansteuerungsbefehlen, wobei die Sequenz (150) von Ansteuerungsbefehlen eine zeitliche Abfolge von mehreren vorbestimmten Bewegungen von unterschiedlichen Komponenten (120, 137) der Landmaschine (100) repräsentiert. Schließlich umfasst das Verfahren (400) einen Schritt des Ansteuerns (420) der Komponenten (120, 137) der Landmaschine (100) unter Verwendung der Sequenz von Ansteuerungsbefehlen, um eine Bewegung der einzelnen Komponenten (120, 137) der Landmaschine (100) entsprechend der Sequenz zu bewirken.The present invention provides a method (400) for driving an agricultural machine (100), the method (400) comprising a step of reading (410) a sequence of drive commands stored in a memory (150), the sequence (150) of drive commands represents a time sequence of a plurality of predetermined movements of different components (120, 137) of the agricultural machine (100). Finally, the method (400) includes a step of driving (420) the components (120, 137) of the agricultural machine (100) using the sequence of drive commands to correspond to movement of the individual components (120, 137) of the agricultural machine (100) to effect the sequence.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ansteuerung einer Landmaschine gemäß den Hauptansprüchen.The present invention relates to a method and a device for controlling an agricultural machine according to the main claims.
Die Automatisierung ist bei Feldmaschinen soweit fortgeschritten, dass die Arbeitsschritte zur Feldbearbeitung größtenteils selbst durchgeführt werden, jedoch die Navigation auf dem Feld weiterhin von einem Fahrer zu übernehmen ist. Als Beispiel ist hier z. B. eine teilweise autonome Längsführung zu nennen. Hier wird der ISOBUS dazu verwendet, die Längsgeschwindigkeit des Traktors zu regeln in Abhängigkeit der Schwadbreite und Höhe. Weiterhin kann auch eine Rundballenpresse den Traktor steuern. Wenn ein Rundballen in der Ladekammer groß genug ist, stoppt die Presse über den ISOBUS den Traktor und steuert die Hydraulik so an, dass der Ballen gewickelt und ausgeworfen wird. Anschließend fährt der Traktor selbstständig wieder an. Diese Zyklen sind jeweils ereignisgesteuert. Das bedeutet, dass bei einem bestimmten Ereignis (Rundballen groß genug) eine vorprogrammierte Aktion (Traktor anhalten) eingeleitet wird. Des Weiteren gibt es diverse automatisierte Querführungseinrichtungen im Landwirtschaftsbereich. Traktoren werden GPS-gesteuert gelenkt, um bei der Feldarbeit eine exakte Linie nachfahren zu können. Auch der Feldrand wird erkannt- und bei dessen Erreichen das Vorgewendemanagement automatisch bedient. Es werden hier also Orts- und ereignisgesteuerte Zyklen angewendet, die entsprechend vorprogrammiert sind.The automation of field machines has progressed so far that the working steps for fieldwork are largely carried out by the user himself, but navigation on the field is still to be assumed by a driver. As an example here is z. B. to call a partially autonomous longitudinal guide. Here the ISOBUS is used to control the longitudinal speed of the tractor depending on the swath width and height. Furthermore, a round baler can control the tractor. If a round bale in the loading chamber is large enough, the press stops the tractor via the ISOBUS and controls the hydraulics so that the bale is wrapped and ejected. Then the tractor starts again automatically. These cycles are each event-driven. This means that for a given event (round bales large enough) a preprogrammed action (stop tractor) is initiated. Furthermore, there are various automated transverse guidance devices in the agricultural sector. Tractors are steered by GPS in order to be able to trace an exact line during field work. Even the edge of the field is recognized - and when it is reached the headland management is automatically operated. So here are location and event-driven cycles are applied, which are preprogrammed accordingly.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Ansteuerung einer Landmaschine sowie eine verbesserte Vorrichtung zur Ansteuerung einer Landmaschine zu schaffen.It is the object of the present invention to provide an improved method for driving an agricultural machine and an improved device for driving an agricultural machine.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren sowie eine Vorrichtung gemäß den Hauptansprüchen gelöst.This object is achieved by a method and an apparatus according to the main claims.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Ansteuerung einer Landmaschine, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
- – Auslesen einer in einem Speicher abgespeicherten Sequenz von Ansteuerungsbefehlen, wobei die Sequenz von Ansteuerungsbefehlen eine zeitliche Abfolge von mehreren vorbestimmten Bewegungen von unterschiedlichen Komponenten der Landmaschine repräsentiert; und
- – Ansteuern der Komponenten der Landmaschine unter Verwendung der Sequenz von Ansteuerungsbefehlen, um eine Bewegung der einzelnen Komponenten der Landmaschine entsprechend der Sequenz zu bewirken.
- - reading out a sequence of drive commands stored in a memory, the sequence of drive commands representing a time sequence of a plurality of predetermined motions of different components of the agricultural machine; and
- - driving the components of the agricultural machine using the sequence of drive commands to effect movement of the individual components of the agricultural machine according to the sequence.
Ferner schafft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung, die Einheiten aufweist, die ausgebildet sind, um die Schritte des vorstehend genannten Verfahrens oder einer Variante davon auszuführen oder umzusetzen. Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Daten- und/oder Steuersignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.Further, the present invention provides an apparatus having units configured to perform or implement the steps of the above method or a variant thereof. In the present case, a device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs data and / or control signals as a function thereof. The device may have an interface, which may be formed in hardware and / or software. In the case of a hardware-based embodiment, the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains a wide variety of functions of the device. However, it is also possible that the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In a software training, the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.A computer program product with program code which can be stored on a machine-readable carrier such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and is used to carry out the method according to one of the embodiments described above if the program is installed on a computer or a device is also of advantage is performed.
Unter einer Landmaschine ist ein landwirtschaftliches Nutzgerät wie beispielsweise ein Traktor, Mähdrescher, Hächsler oder ein ähnliches Gerät zu verstehen, insbesondere welches als selbstfahrendes Gerät ausgestaltet ist. Unter einem Speicher kann beispielsweise ein elektronischer, magnetischer oder anderer Speicher sein, der elektronisch auslesbare Signale speichern kann. Unter einer Sequenz von Ansteuerungsbefehlen ist ihm beispielsweise eine Liste von Befehlen zu verstehen, die bei einer Abarbeitung Bewegungen von unterschiedlichen Komponenten der Landmaschine bewirkt. Beispielsweise kann eine erste Komponente der Landmaschine der Fortbewegung der Landmaschine dienen, beispielsweise einen diese erste Komponente in Form eines Getriebes in Verbindung mit Rädern der Landmaschinen ausgestaltet ist. Eine andere Komponente der Landmaschine kann beispielsweise eine Zapfwelle zum Antrieb von einem an die Landmaschine angekoppelten Arbeitsgerät wie beispielsweise einem Heuladewagen oder einem Maishächsler. Ein solches Arbeitsgerät oder Arbeitsmittel kann dabei ein nicht selbstfahrendes Gerät zur Bestellung oder zum Abernten einer landwirtschaftlichen Nutzfläche sein. Die Sequenz von Ansteuerungsbefehlen kann dabei einen Zyklus von vorbestimmten Bewegungen der unterschiedlichen Komponenten der Landmaschine repräsentieren.An agricultural machine is an agricultural utility such as a tractor, combine harvester, Hächsler or similar device to understand, in particular which is designed as a self-propelled device. Under a memory, for example, be an electronic, magnetic or other memory that can store electronically readable signals. By a sequence of drive commands, he is to be understood, for example, as a list of commands which, when executed, cause movements of different components of the agricultural machine. For example, a first component of the agricultural machine may be used for locomotion of the agricultural machine, for example a first component in the form of a gearbox in conjunction with wheels of the agricultural machines. Another component of the agricultural machine may, for example, a PTO shaft for driving from a coupled to the agricultural machine implement such as a Heuladewagen or Maishächsler. Such a working device or working means can be a non-self-propelled device for ordering or harvesting an agricultural area. The sequence of drive commands may represent a cycle of predetermined movements of the different components of the agricultural machine.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass durch das Ansteuern der Komponenten der Landmaschine unter Verwendung der Sequenz von Ansteuerungsbefehlen eine teilautomatische oder automatische Steuerung der Bewegungen von Komponenten der Landmaschine möglich wird, die zuvor durch das Abspeichern der Sequenz von Ansteuerungsbefehlen in dem Speicher eintrainiert wurde. Auf diese Weise lässt sich vorteilhaft eine Entlastung des Fahrers der Landmaschine erreichen, wenn nicht sogar der Fahrer der Landmaschine für die Ausführung der vor bestimmten Bewegungen der unterschiedlichen Komponenten der Landmaschine vollständig durch ein Steuergerät ersetzt werden kann. The present invention is based on the recognition that by driving the components of the agricultural machine using the sequence of drive commands, a semi-automatic or automatic control of the movements of components of the agricultural machine becomes possible, which was previously trained by storing the sequence of drive commands in the memory , In this way, a relief of the driver of the agricultural machine can advantageously be achieved, if not even the driver of the agricultural machine for the execution of certain movements of the different components of the agricultural machine can be completely replaced by a control unit.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der ein Schritt des Aufzeichnens einer zeitlichen Abfolge von mehreren Bewegungen von unterschiedlichen Komponenten der Landmaschine und ein Schritt des Abspeicherns der aufgezeichneten zeitlichen Abfolge als Sequenz von Ansteuerungsbefehlen in dem Speicher vorgesehen sind. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass in unterschiedlichen lokalen Gegebenheiten unterschiedliche Bewegungsabläufe von Komponenten der Landmaschine eintrainiert werden können, sodass eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sehr flexibel an die örtlichen Gegebenheiten im Bereich des landwirtschaftlichen Betriebes angepasst werden kann.Particularly advantageous is an embodiment of the present invention, wherein a step of recording a time sequence of a plurality of movements of different components of the agricultural machine and a step of storing the recorded time sequence as a sequence of drive commands in the memory are provided. Such an embodiment of the present invention has the advantage that different movements of components of the agricultural machine can be trained in different local conditions, so that such an embodiment of the present invention can be very flexibly adapted to the local conditions in the field of agricultural operations.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn im Schritt des Ansteuerns zumindest eine Komponente der Landmaschine angesteuert wird, die zur Fortbewegung der Landmaschine zwischen zwei voreinander beabstandet angeordneten geografischen Positionen ausgebildet ist und zumindest eine weitere Komponente zur Bewegung eines mit der Landmaschine verbundenen Arbeitsgeräts angesteuert wird. Als Arbeitsgerät kann hierbei, wie vorstehend bereits genannt, ein Gerät zur Veränderung einer Bodenbeschaffenheit, wie beispielsweise ein Pflug, oder ein Gerät zur Aufnahme eines landwirtschaftlichen Produkts, wie beispielsweise ein Ladewagen für Gras oder Heu oder eine Frontladegabel, verstanden werden. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass eine komplexe Bewegung der Landmaschine bzw. ein Zusammenspiel der Komponenten der Landmaschine zu einer komplexen Bewegung ermöglicht wird, wobei diese Bewegung oder das Zusammenspiel der Komponenten der Landmaschine automatisch steuerbar ist. Auf diese Weise kann ein solches Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durch die Steuerung einer solchen komplexen Bewegung den Fahrer in einem hohen Maße entlasten oder sogar entbehrlich machen.It is particularly advantageous if, in the step of activating, at least one component of the agricultural machine is actuated, which is designed to move the agricultural machine between two geographic positions spaced apart from one another and at least one further component for moving a working device connected to the agricultural machine is actuated. As a working device here, as already mentioned above, a device for changing a soil condition, such as a plow, or a device for receiving an agricultural product, such as a loader wagons for grass or hay or a front fork, are understood. Such an embodiment of the present invention has the advantage that a complex movement of the agricultural machine or an interaction of the components of the agricultural machine is made possible to a complex movement, said movement or the interaction of the components of the agricultural machine is automatically controlled. In this way, by controlling such a complex movement, such an embodiment of the present invention can relieve the driver to a great extent or even make it unnecessary.
Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Schritt des Ansteuerns die Sequenz von Ansteuerungsbefehlen mehrfach zeitlich nacheinander angewendet wird, um eine Bewegung der einzelnen Komponenten entsprechend der Sequenz zu bewirken. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass nur Arbeitsvorgang in dem mehrere Teilvorgänge unterteilt werden kann, die jeweils durch die Ausführung einer Sequenz von Ansteuerungsbefehlen ausgeführt werden können. Hierdurch kann eine Vereinfachung der Ansteuerung der Komponenten der Landmaschine erreicht werden, die eine geringere Fehleranfälligkeit aufweist.It is also particularly advantageous if, according to a further embodiment of the present invention, in the step of driving, the sequence of drive commands is applied several times in succession in order to effect a movement of the individual components according to the sequence. Such an embodiment of the present invention has the advantage that only a work operation in which a plurality of sub-operations can be divided, each of which can be carried out by the execution of a sequence of drive commands. As a result, a simplification of the control of the components of the agricultural machine can be achieved, which has a lower error rate.
Um eine präzise Ausführung eines gewünschten Arbeitsvorgangs durch die Verwendung der Sequenz von Ansteuerungsbefehlen zu erreichen, kann im Schritt des Ansteuerns eine Berücksichtigung einer aktuellen geografischen Position der Landmaschine und/oder einer gewünschten geografischen Position der Landmaschine nach einem Durchführen der Ansteuerung erfolgen, insbesondere wobei die geografische oder die gewünschte geografische Position der Landmaschine unter Verwendung eines satellitengestützten Ortungssystems erhalten wurde. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass eine Anpassung der Ansteuerungsbefehle für die Komponenten der Landmaschine hin nach II geografische Position der Landmaschine durchgeführt werden kann. Beispielsweise kann bei einer Bearbeitung eines Feldes als landwirtschaftliche Nutzfläche eine Achtung der Landmaschine auf diesem Feld erfolgen, sodass im Schritt des Anstands eine ungleichmäßige Begrenzung des Feldes erkannt werden kann und die Ansteuerungsbefehle an diese ungleichmäßige Begrenzung angepasst werden kann. Auf diese Weise kann beispielsweise sichergestellt werden, dass durch die Landmaschine nur ein tatsächlich auch zu bearbeiten der Bereich innerhalb der ungleichmäßigen Begrenzung des Feldes auch tatsächlich gearbeitet wird. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise auch ein Hindernis wie beispielsweise ein Hochspannungsmast innerhalb der landwirtschaftlichen Nutzfläche erkannt werden, das für die Ansteuerung der Komponenten der Landmaschine zu berücksichtigen ist.In order to achieve a precise execution of a desired operation by the use of the sequence of drive commands, in the step of driving taking into account a current geographical position of the agricultural machine and / or a desired geographical position of the agricultural machine after performing the control, in particular where the geographical or the desired geographic position of the agricultural machine has been obtained using a satellite positioning system. Such Embodiment of the present invention has the advantage that an adaptation of the drive commands for the components of the agricultural machine toward II geographical position of the agricultural machine can be performed. For example, when processing a field as an agricultural area, respect for the agricultural machine can be made in this field, so that in the step of decency an uneven boundary of the field can be detected and the drive commands can be adapted to this uneven boundary. In this way, it can be ensured, for example, that the agricultural machine also actually only works on an area that is actually to be processed within the uneven boundary of the field. Alternatively or additionally, for example, an obstacle such as a high voltage mast within the agricultural area can be detected, which must be considered for the control of the components of the agricultural machine.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann im Schritt des Ansteuerns ein von einem Sensor erkanntes Objekt in einem vorgesehenen Bewegungsbereich der Landmaschine oder eines Arbeitsgerätes der Landmaschine berücksichtigt werden, um zu verhindern, dass die Landmaschine oder das Arbeitsgerät mit dem erkannten Objekt kollidiert oder sich dem erkannten Objekt um mehr als einen vorbestimmten Mindestabstand nähert. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass von einer derart arbeitenden Landmaschine ein sehr geringes Risiko für Personen oder Tiere besteht, die sich im Bereich des landwirtschaftlichen Betriebes freilaufend aufhalten.According to a particular embodiment of the present invention, in the step of driving, an object detected by a sensor may be taken into consideration in an intended range of movement of the agricultural machine or implement of the agricultural machine to prevent the agricultural machine or implement from colliding with or colliding with the detected object detected object by more than a predetermined minimum distance approaches. Such an embodiment of the present invention has the advantage that of such a working agricultural machine there is a very low risk for persons or animals that are free-roaming in the field of agricultural operation.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann im Schritt des Auslesens aus dem Speicher eine zweite abgespeicherte Sequenz von Ansteuerungsbefehlen ausgelesen werden. Die zweite Sequenz von Ansteuerungsbefehlen repräsentiert eine zeitliche Abfolge von mehreren vorbestimmten Bewegungen von unterschiedlichen Komponenten der Landmaschine, wobei sich die zweite Sequenz von der zeitlichen Abfolge der vorbestimmten Bewegungen von unterschiedlichen Komponenten der Landmaschine gemäß der Sequenz unterscheidet. Ferner kann gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Schritt des Ansteuerns die Komponenten der Landmaschine zunächst unter Verwendung der Sequenz und nachfolgend unter Verwendung der zweiten Sequenz von Ansteuerungsbefehlen angesteuert werden, um eine Bewegung der einzelnen Komponenten entsprechend der Sequenz oder der zweiten Sequenz zu bewirken. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass unterschiedliche Bewegungen der Landmaschine oder Komponenten der Landmaschine, die sich beispielsweise in mehrere gleichartige Teilsequenzen von Bewegungen unterteilen lassen, auch durch solche kleinere Teilsequenzen in einem Speicher abgelegt werden können. Für den Schritt des Anstands brauchen dann lediglich diese kleineren Teilsequenzen ausgelesen und beispielsweise mehrfach hintereinander angewendet werden, um zu einer Ansteuerung der komplexen Bewegung der Landmaschine bzw. der Komponenten der Landmaschine verwendet zu werden. Auf diese Weise lässt sich durch eine Unterteilung einer länger andauernden diese Bewegung in mehrere einzelne Teilbewegungen eine Vereinfachung der Abspeicherung bzw. der Ansteuerung dieser Gesamtbewegung erreichen.According to a further embodiment of the present invention, a second stored sequence of drive commands can be read out of the memory in the step of reading out. The second sequence of drive commands represents a time sequence of a plurality of predetermined motions of different components of the agricultural machine, the second sequence being different from the time sequence of the predetermined motions of different components of the agricultural machine according to the sequence. Further, according to this embodiment of the present invention, in the step of driving, the components of the agricultural machine may first be driven using the sequence and subsequently using the second sequence of drive commands to effect movement of the individual components corresponding to the sequence or the second sequence. Such an embodiment of the present invention offers the advantage that different movements of the agricultural machine or components of the agricultural machine, which can be subdivided, for example, into several similar subsequences of movements, can also be stored in a memory by such smaller subsequences. For the step of propriety then only these smaller subsequences need to be read out and, for example, applied several times in succession in order to be used to control the complex movement of the agricultural machine or the components of the agricultural machine. In this way, by subdividing a longer-lasting movement into several individual partial movements, it is possible to achieve a simplification of the storage or activation of this overall movement.
Günstig ist es ferner, wenn gemäß seiner Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Schritt des Ansteuerns Bewegungen von Komponenten der Landmaschine angesteuert werden, um eine Bearbeitung einer landwirtschaftlichen Nutzfläche innerhalb eines vorbestimmten geografischen Bereiches durchzuführen, insbesondere wobei im Schritt des Ansteuerns eine Ansteuerung von Bewegungen von Komponenten der Landmaschine für die Bearbeitung der landwirtschaftlichen Nutzfläche in einer von mehreren von der Landmaschine auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche zu fahrenden Bahnen erfolgt, insbesondere wobei die Bahnen auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche äquidistant angeordnet sind. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil einer deutlichen Erleichterung einer meist monotonen Fahrzeugführung für den Fahrer einer Landmaschine, wenn nicht dieser Fahrer ganz durch die vorstehend genannte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ersetzt werden kann. In diesem Fall wäre eine deutliche Kostenersparnis durch die Verwendung der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung durch Reduzierung von Personalkosten erreichbar.It is also favorable if according to its embodiment of the present invention in the step of driving movements of components of the agricultural machine are driven to perform a processing of agricultural land within a predetermined geographical area, in particular wherein in the step of driving a control of movements of components of the Agricultural machine for processing the agricultural area in one of several to be driven by the agricultural machine on the agricultural land to be trajectories, in particular wherein the webs are arranged equidistantly on the agricultural land. Such an embodiment of the present invention offers the advantage of significantly facilitating a mostly monotonous vehicle guidance for the driver of an agricultural machine, unless this driver can be completely replaced by the aforementioned embodiment of the present invention. In this case, a significant cost savings through the use of the present embodiment of the invention by reducing personnel costs would be achievable.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können im Schritt des Ansteuerns Bewegungen von Komponenten der Landmaschine angesteuert werden, um ein Aufnehmen eines Gutes aus einem vorbestimmten Lagerbereich und das Befördern des Gutes zu einem vorbestimmten Abladebereich oder mehreren vorbestimmten Abladebereichen durchzuführen. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass oftmals standardisierte, wiederkehrende Arbeiten in einem landwirtschaftlichen Betrieb wie das Zuführen von Futter aus einem Silo in den Stall teil- oder vollautomatisch von der Landmaschine (wie einem Traktor mit Frontladergabel) durchgeführt werden kann. Dabei kann die Landmaschine derart angesteuert werden, dass sie das Gut oder eine Position des Guts in dem vorbestimmten Lagerbereich selbstständig erkennt und insbesondere mit einem Arbeitsgerät aufnimmt und einer vorbestimmten Position im Abladebereich oder Teile des Guts an mehreren vorbestimmten Positionen im Abladebereich absetzt.According to another embodiment of the present invention, in the step of driving, movements of components of the agricultural machine may be controlled to perform picking up of goods from a predetermined storage area and conveying the goods to a predetermined unloading area or a plurality of predetermined unloading areas. Such an embodiment of the present invention offers the advantage that often standardized, recurring work in a farm such as feeding fodder from a silo into the barn can be performed partially or fully automatically by the agricultural machine (such as a front loader tractor). In this case, the agricultural machine can be controlled such that it autonomously recognizes the good or a position of Guts in the predetermined storage area and in particular with a working device receives and deposits a predetermined position in the unloading or parts of the Guts at several predetermined positions in the unloading.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings. Show it:
Gleiche oder ähnliche Elemente können in den nachfolgenden Figuren durch gleiche oder ähnliche Bezugszeichen versehen sein. Ferner enthalten die Figuren der Zeichnungen, deren Beschreibung sowie die Ansprüche zahlreiche Merkmale in Kombination. Einem Fachmann ist dabei klar, dass diese Merkmale auch einzeln betrachtet werden oder sie zu weiteren, hier nicht explizit beschriebenen Kombinationen zusammengefasst werden können.The same or similar elements may be provided in the following figures by the same or similar reference numerals. Furthermore, the figures of the drawings, whose description as well as the claims numerous characteristics in combination. It is clear to a person skilled in the art that these features are also considered individually or that they can be combined to form further combinations not explicitly described here.
Der nachstehend detailliert vorgestellte Ansatz ermöglicht es, einen Arbeitszyklus auf dem Feld (d. h. einer landwirtschaftlichen Nutzfläche) oder auf dem Hof (d. h. eines landwirtschaftlichen Betriebes) durch Anlernen zumindest teilweise zu automatisieren. Damit können beliebige Arbeitsschritte ohne Fahrer ausgeführt werden, wobei die Navigation einer Landmaschine wie beispielsweise eines des Traktors auf dem Feld auf GPS-Daten (als satellitengestützter Ortung) und/oder einer Umfelderfassung (z. B. unter Verwendung zumindest eines der physikalischen Prinzipien Laser, Video, Radar, Ultraschall) beruht, die beispielsweise auch Objekte wie Strohballen erkennen und klassifizieren kann, und damit der Fahrer ersetzt werden kann. Mithilfe des Anlernens eines Arbeitszyklus werden nicht nur die Arbeitsfunktionen des Traktors wie z. B. Anheben des Anbaugerätes am Feldende usw. automatisiert, sondern auch die Navigation auf dem Feld, dessen Grenzen dem GPS-Geräte vorteilhafterweise bekannt sein sollten. Bei der Arbeit auf dem Hof kann das automatisierte Führen von einem GPS-Punkt zu einem anderen abgespeichert werden, z. B. wenn Silage im Silo geholt werden soll und in den Stall gebracht werden soll. Damit kann beispielsweise die Feldbearbeitung und/oder die Hofarbeit voll automatisiert oder teilautomatisiert mit einem minimalen Zeitaufwand für den Fahrer stattfinden.The approach presented in detail below makes it possible to at least partially automate a work cycle on the field (i.e., arable land) or on the farm (i.e., a farm) by training. Thus, any work can be carried out without a driver, with the navigation of an agricultural machine such as one of the tractor in the field on GPS data (as satellite-based positioning) and / or an environment detection (eg., Using at least one of the physical principles of laser, Video, radar, ultrasound), which, for example, can also detect and classify objects such as bales of straw, and thus the driver can be replaced. By learning a work cycle, not only the working functions of the tractor such. B. lifting the attachment at the field end, etc. automated, but also the navigation on the field, the limits of the GPS devices should be known advantageously. When working in the yard, the automated guidance can be stored from one GPS point to another, e.g. B. if silage is to be fetched in the silo and brought into the stable. Thus, for example, the field processing and / or the farm work fully automated or semi-automated with a minimum amount of time for the driver take place.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass die Arbeit mit dem Traktor auf dem Feld oder auf dem Hof hauptsächlich aus wiederkehrenden, zyklisch ablaufenden Aufgaben besteht, die solange wiederholt werden müssen, bis das Feld fertig bearbeitet oder die Umladearbeit abgeschlossen ist. Die Feldarbeit umschließt die Feldbestellung, die Felddüngung, die Aussaat und die Feldernte, bei der Hofarbeit ist vor allem die Umladearbeit (z. B. vom Silo in den Stall) interessant.The invention is based on the recognition that the work with the tractor in the field or on the farm mainly consists of recurring, cyclical tasks that must be repeated until the field is finished or the transhipment work is completed. Fieldwork includes field cropping, field fertilization, sowing and field crops. In the case of farm work, transhipment work (eg from the silo to the stable) is of particular interest.
Diese Arbeitsschritte sollten einer Ansteuervorrichtung
Um nun das Feldende
Diese Konfigurationseinstellung der Hydraulik als Komponente der Landmaschine wird abgespeichert (z. B. Positionsmesstechnik der einzelnen Zylinder, oder Beschleunigungssensorik in der Gabel). Dann fährt der Traktor
Die Anlernfunktion kann auch für Schüttgut angewandt werden, hierfür ist jedoch eine ausreichende Kontur erkennende Sensorik
Die Anlernstrategie befolgt eine einfache Struktur. Der Zyklus besteht aus einer festen Abfolge von verschiedenen Arbeitsschritten, wie aus
Die hier vorgestellten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung bietet in mehreren Aspekten Vorteile gegenüber den im Stand der Technik bekannten Ansätzen. Erstens kann eine Feldbearbeitung bzw. Hofarbeit komplett oder teilweise automatisiert durchgeführt werden, je nach Fahrerwunsch. Zugleich wird eine einfache Automatisierung der Feldbearbeitung und der Transportaufgaben ermöglicht, wobei diese Automatisierung anhand eines Anlernens anhand des ersten Bearbeitungszyklus erfolgt. Restliche Zyklen können dann automatisiert durchgeführt werden. Alle nötigen Arbeitsschritte können dabei ausgeführt werden. Alle zyklusbasierten Arbeiten können automatisiert werden und es sind keine aufwendigen Steuergeräte an den Anbaugeräten nötig, nur noch der Traktor benötigt ein solches Steuergerät.The embodiments of the present invention presented herein provide advantages over the approaches known in the art in several aspects. First, a field work or farm work can be carried out completely or partially automated, depending on the driver's request. At the same time, a simple automation of the field processing and the transport tasks is made possible, whereby this automation takes place on the basis of a learning based on the first processing cycle. Remaining cycles can then be carried out automatically. All necessary steps can be carried out. All cycle-based work can be automated and no complex control units are required on the attachments, only the tractor requires such a control unit.
Mit Hilfe von GPS und/oder Umfeldsensorik können somit beispielsweise verschiedenste wiederkehrende Aufgaben zur Feldbearbeitung automatisiert werden, indem ein Zyklus angelernt wird, den das Fahrzeug bzw. die Landmaschine autonom wiederholt. Es bewegt sich an bestimmte geometrische Stellen auf dem Feld, um z. B. ein Erntegut auf- und abzuladen, einen Acker zu bearbeiten, abzuernten, zu düngen etc.With the help of GPS and / or environment sensor technology, for example, a wide variety of recurring tasks for fieldwork can thus be automated by teaching a cycle which the vehicle or the agricultural machine repeats autonomously. It moves to certain geometrical locations on the field, e.g. For example, to load and unload a crop, to cultivate a field, to harvest, to fertilize, etc.
Die gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt und können ganz oder teilweise miteinander kombiniert werden.The embodiments shown are chosen only by way of example and can be wholly or partially combined with each other.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100100
- Landmaschineagricultural machinery
- 110110
- landwirtschaftliche Nutzfläche, Feldagricultural area, field
- 120120
- Arbeitsgerät, Pflug, Frontlader, LadegabelImplement, plow, front loader, loading fork
- 125125
- Bearbeitungskanteworking edge
- 130130
- Feldendefield end
- 135135
- Arbeitsbahn der LandmaschineWorking track of the agricultural machine
- 137137
- Rad, Getriebe, Komponente zur Fortbewegung der Landmaschine über GrundWheel, gearbox, component for moving the agricultural machine over ground
- 140140
- Vorgewendeheadland
- 145145
- Ansteuerungseinheitcontrol unit
- 150150
- SpeicherStorage
- 155155
- Bahnbreiteweb width
- 160160
- Umfelderfassungssensor, Video-KameraSurroundings detection sensor, video camera
- 165165
- Ortungseinheit, GPS-SensoreinheitTracking unit, GPS sensor unit
- 170170
- Abstand zum FeldendeDistance to the field end
- 200200
- landwirtschaftlicher betrieb, Bauernhof, Hofagricultural operation, farm, farm
- 210210
- Ballen, QuaderballenBales, square bales
- 220220
- Stallbarn
- 230230
- vorbestimmte Aufnahmepositionpredetermined recording position
- 240240
- vorbestimmte Abladepositionpredetermined unloading position
- 250250
- freilaufende Personfree-running person
- 300300
- Verfahren zum Transportieren von QuaderballenMethod for transporting square bales
- 310310
- Schritt des Anfahrens der AufnahmestelleStep of approaching the receiving site
- 320320
- Schritt des Aufnehmens des QuaderballensStep of picking up the square bale
- 330330
- Schritt des Anfahrens der AbladestelleStep of starting the unloading point
- 340340
- Schritt des Abladens des QuaderballensStep of unloading the square bale
- 350350
- Schritt des Wiederholens der vorangegangenen Schritte nach einer bestimmten WiederholungszeitStep of repeating the previous steps after a certain repetition time
- 400400
- Verfahren zur Ansteuerung einer LandmaschineMethod for controlling an agricultural machine
- 410410
- Schritt des AuslesensStep of reading out
- 420420
- Schritt des Ansteuerns von Komponenten der LandmaschineStep of driving components of the agricultural machine
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