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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern eines landwirtschaftlichen Geräts, einen Marker für eine landwirtschaftliche Nutzfläche, auf ein entsprechendes Steuergerät sowie auf ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.
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Traktoren sind heute bereits mit vollautomatischer GPS-Steuerung erhältlich. Dabei wird über GPS-Koordinaten ein zu bearbeitendes Feld in das Steuergerät des Traktors eingelernt. Eine Navigationssoftware hält den Traktor dann auf der Spur.
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Die
DE 10 2009 039 450 A1 offenbart ein Verfahren zur Fahrspurerkennung für ein Fahrzeug. Es werden Reflektormarkierungen erfasst, wobei anhand einer erfassten Anordnung der Reflektormarkierungen eine Richtigkeit von erfassten Fahrspurdaten ermittelt wird und die Fahrspurdaten gegebenenfalls berichtigt werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Steuern eines landwirtschaftlichen Geräts, ein Marker für eine landwirtschaftliche Nutzfläche, weiterhin ein Steuergerät, das das Verfahren verwendet sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogrammprodukt gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Eine künstliche Markierung oder ein Marker, der ein Spurende oder eine beliebige andere Position auf einer landwirtschaftlichen Fläche markiert, kann durch eine Sensorik auf einem autonomen Fahrzeug, z. B. einem Agrarroboter, leicht und eindeutig erkannt werden.
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Derartige Markierungen sind kostengünstig in der Herstellung, leicht zu installieren und können mittels einer auf einem landwirtschaftlichen Gerät, z. B. einem Agrarroboter, vorhandenen Sensorik eindeutig erkannt werden. Damit ist eine vorteilhafte automatische Erkennung von Spurenden auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche realisierbar. Mit dem hier vorgestellten Ansatz einer künstlichen Markierung zusammen mit einer Sensordatenverarbeitung und Ansteuerung des landwirtschaftlichen Geräts entfällt die Notwendigkeit, Spurenden einer zu bearbeiteten landwirtschaftlichen Fläche aufgrund der Umgebung erkennbar zu machen. Auch auf den Aufwand eines Einlernens des Arbeitsbereiches in eine Steuerung des landwirtschaftlichen Geräts durch GPS kann verzichtet werden. Es wird also kein hochgenaues GPS mehr benötigt. Die sich daraus ergebende Kostenersparnis ist insbesondere für Schwärme von kleinen autonomen Robotern ein wichtiger Faktor.
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Ein Verfahren zum Steuern eines landwirtschaftlichen Geräts weist die folgenden Schritte auf:
Einlesen eines Positionssignals, wobei das Positionssignal einen Standort, insbesondere einen vordefinierten Standort, eines Markers auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche repräsentiert; und
Ermitteln eines Steuerbefehls zum Navigieren des landwirtschaftlichen Geräts, basierend auf dem Positionssignal.
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Bei dem landwirtschaftlichen Gerät kann es sich um einen Traktor mit oder ohne angehängter Maschine zum Bearbeiten eines landwirtschaftlichen Bodens wie eines Ackers handeln. Insbesondere kann es sich bei dem landwirtschaftlichen Gerät um einen Agrarroboter handeln, der die Bearbeitung der landwirtschaftlichen Nutzfläche autark, also führerlos, durchführen kann. Unter dem Steuern des landwirtschaftlichen Geräts kann ein mittels eines Computerprogramms durchgeführtes Navigieren des landwirtschaftlichen Geräts innerhalb vorbestimmter Grenzen der landwirtschaftlichen Nutzfläche verstanden werden. Bei dem Marker kann es sich um ein künstliches, also in einem industriellen oder handwerklichen Prozess hergestelltes, Objekt handeln. Der Marker kann beispielsweise mittels eines Metallstabs durch Einstecken in den Ackerboden an dem vordefinierten Standort platziert sein. Unter dem Navigieren des landwirtschaftlichen Geräts kann ein Einleiten eines Fahrmanövers des landwirtschaftlichen Geräts, z. B. ein Wendemanöver, eine Fahrt zu einer Startposition, einer Fahrt zu einer Tankstation usw. verstanden werden. Unter dem Navigieren kann auch ein Stoppen des landwirtschaftlichen Geräts verstanden werden. Das jeweilige Manöver kann stets in Bezug dem Standort des Markers, also beispielsweise in einer vordefinierten Entfernung des landwirtschaftlichen Geräts von dem Marker, durchgeführt werden. Der Schritt des Einlesens eines Positionssignals kann beispielsweise mittels eines Sensors, insbesondere eines Lidarsensors, der an dem landwirtschaftlichen Gerät angeordnet ist, durchgeführt werden. Der Schritt des Ermittelns eines Steuerbefehls kann unter Verwendung eines geeigneten Computerprogramms von einem Steuergerät ausgeführt werden, das in dem landwirtschaftlichen Gerät installiert oder mit diesem gekoppelt ist.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens des Positionssignals aufweisen. In dem Schritt des Bereitstellens kann das Positionssignal basierend auf einer mittels eines Sensors des landwirtschaftlichen Geräts erfassten oder erfassbaren Mehrzahl von zumindest einen Abschnitt einer Oberfläche des Markers repräsentierenden dreidimensionalen Messpunkten bestimmt werden. Bei dem Sensor kann es sich um einen optischen Sensor, insbesondere einen Lidarsensor, handeln. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein alternativer Sensor eingesetzt werden, der sich zur Entfernungs- und Geschwindigkeitsmessung eignet, beispielsweise ein Radarsensor. Bei den dreidimensionalen Messpunkten kann es sich um Entfernungsmesspunkte handeln, die Werte für einen Abstand des landwirtschaftlichen Geräts zu dem Marker repräsentieren. Die Mehrzahl der dreidimensionalen Messpunkte kann in Form einer Punktwolke vorliegen, sich also aus diskreten Messwerten zusammensetzen, die ganz oder überwiegend in einer durch den Standort des Markers definierten Umgebung liegen. Mit dieser Ausführungsform kann der Standort des Markers auf einfache und schnelle Weise von dem landwirtschaftlichen Gerät bestimmt werden.
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Ferner kann in dem Schritt des Bereitstellens das Positionssignal bestimmt werden, wenn ein Reflektanzwert einer vorbestimmten Anzahl der dreidimensionalen Messpunkte einen vorbestimmten Reflektanzschwellwert überschreitet. Unter dem Reflektanzwert kann ein Maß für einen vorbestimmten Reflexionsgrad verstanden werden. Der Reflektanzwert eines dreidimensionalen Messpunkts kann beispielsweise basierend auf einem auf die Oberfläche des Markers aufgebrachten retroreflektiven Material gewonnen werden. Der Reflektanzschwellwert kann einen vergleichsweise hohen Reflexionsgrad benennen, der lediglich von künstlichem Material, insbesondere retroreflektivem Material, erreicht werden kann, also in der vorliegenden landwirtschaftlichen Umgebung natürlicherweise nicht oder kaum vorliegen kann. Der als Reflektanzschwellwert definierte Reflexionsgrad kann beispielsweise bei nahezu 100 % liegen. Mit dieser Ausführungsform wird eine vorteilhafte Verifizierung ermöglicht, dass es sich bei dem erkannten Objekt tatsächlich um einen Marker handelt.
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Zusätzlich kann in dem Schritt des Bereitstellens verifiziert werden, ob ein weiterer Reflektanzwert zumindest eines weiteren dreidimensionalen Messpunkts, der eine vorbestimmte Entfernung zu einem Messpunkt der vorbestimmten Anzahl der dreidimensionalen Messpunkte, die den vorbestimmten Reflektanzschwellwert überschreitet, aufweist, um ein vordefiniertes Maß geringer als der vorbestimmte Reflektanzschwellwert ist. Entsprechend kann das Positionssignal bestimmt werden, wenn das Verifizieren ergibt, dass der weitere Reflektanzwert um das vordefinierte Maß geringer als der vorbestimmte Reflektanzschwellwert ist. Der weitere Reflektanzwert kann basierend auf einem ebenfalls auf die Oberfläche des Markers aufgebrachten nicht oder geringer reflektiven Material gewonnen werden. So kann mit noch größerer Sicherheit bestätigt werden, dass es sich bei dem erkannten Objekt um einen Marker handelt.
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Auch kann in dem Schritt des Bereitstellens das Positionssignal bestimmt werden, wenn die dreidimensionalen Messpunkte der vorbestimmten Anzahl eine vordefinierte Form und/oder eine vordefinierte Größe des Markers repräsentieren. Auch mit dieser Ausführungsform kann auf einfache Weise die Erkennung des Markers verifiziert werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Verfahren einen Schritt des Definierens eines Mittelpunkts des Markers aufweisen. Entsprechend kann in dem Schritt des Bereitstellens das Positionssignal eine Position repräsentieren, die in einem vorbestimmten Zusammenhang zu dem Mittelpunkt des Markers steht. Beispielsweise kann der Mittelpunkt basierend auf einer hinterlegten vordefinierten Form des Markers ohne Weiteres berechnet werden. So kann die Position des Markers noch genauer bestimmt werden, und es können entsprechend die für ein korrektes Fahrmanöver des landwirtschaftlichen Geräts erforderlichen Daten spezifischer bereitgestellt werden.
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Ferner kann das Verfahren einen Schritt des Berechnens einer Manöverposition zum Navigieren des landwirtschaftlichen Geräts basierend auf dem Positionssignal aufweisen. Bei der Manöverposition kann es sich beispielsweise um einen Wendepunkt, an dem das landwirtschaftliche Gerät ein Wendemanöver ausführt, handeln. Alternativ kann es sich bei der Manöverposition auch um eine Parkposition, Lade- und Entladeposition oder Tankposition oder eine Position zum Anfahren der Parkposition, Lade- und Entladeposition oder Tankposition handeln. Die Manöverposition kann in Fahrtrichtung des landwirtschaftlichen Geräts vor oder hinter dem Standort des Markers liegen und eine vorbestimmte Entfernung zu dem Standort des Markers aufweisen. Diese Ausführungsform des Verfahrens weist den Vorteil auf, dass das Navigieren des landwirtschaftlichen Geräts stets in Bezug zu dem Marker durchgeführt werden kann, der Bereich zum Ausführen des jeweiligen Manövers aber individuell bestimmt werden kann, beispielsweise in Abhängigkeit davon, wie Gegebenheiten eines örtlichen Geländes es vorgeben.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann in dem Schritt des Ermittelns der Steuerbefehl ermittelt werden, um ein Navigiermanöver des landwirtschaftlichen Geräts an der Manöverposition einzuleiten. Bei dem Navigiermanöver kann es sich um ein Wendemanöver, um ein Stoppen oder Anfahren des landwirtschaftlichen Geräts etc. handeln. Diese Ausführungsform erlaubt einen vorteilhaften führerlosen Einsatz des landwirtschaftlichen Geräts in Form eines Agrarroboters.
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Ferner kann in dem Schritt des Ermittelns der Steuerbefehl ermittelt werden, indem er in Abhängigkeit von spezifischen Reflektanzwertunterschieden einer Mehrzahl der dreidimensionalen Messpunkte und/oder einer spezifischen Form des Markers aus einer Mehrzahl unterschiedlicher Steuerbefehle ausgewählt wird. Die Reflektanzwertunterschiede können sich z. B. aus einer spezifischen Ausprägung eines Bedeckungsmusters des Abschnitts der Oberfläche des Markers ergeben. Mit dieser Ausführungsform können spezifische Steuerinformationen auf einfache Weise codiert werden. Mithilfe unterschiedlicher Bedeckungsmuster auf individuellen Markern kann das landwirtschaftliche Gerät komplex auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche navigiert werden.
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Ein Marker für eine landwirtschaftliche Nutzfläche weist eine Oberfläche auf, von der zumindest ein Abschnitt ein retroreflektives Material aufweist.
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Der Marker kann als ein Schild einer beliebigen Form, z. B. rund oder rechteckig, ausgeführt sein und mittels eines Metallstabes auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche platziert sein. Der Marker kann so auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche aufgestellt sein, dass seine Oberfläche von einem Sensor, insbesondere einem Lidarsensor, eines landwirtschaftlichen Geräts erfasst werden kann. Das retroreflektive Material kann in Form einer Beschichtung auf ein Trägermaterial des Markers aufgebracht sein und sich dadurch auszeichnen, einfallende Strahlung – beispielsweise von einem Lidarsensor ausgesendete Laserpulse – weitgehend unabhängig von der Ausrichtung des Markers großteils in Richtung zurück zur Strahlungsquelle zu reflektieren. Für eine Navigation eines oder mehrerer landwirtschaftlicher Geräte auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche kann eine Mehrzahl von Markern auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche aufgestellt sein. Beispielsweise können die Marker eine Begrenzung der landwirtschaftlichen Nutzfläche markieren, sodass das landwirtschaftliche Gerät in einem vorbestimmten Verhältnis zu der Begrenzung navigiert werden kann. Alternativ oder zusätzlich können Marker auch auf auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche agierenden weiteren landwirtschaftlichen Geräten oder der Bekleidung von sich auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche bewegenden Menschen angebracht sein.
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Gemäß einer Ausführungsform kann ein durch eine spezifische Anordnung des retroreflektiven Materials und/oder eines nicht reflektierenden Materials auf der Oberfläche des Markers gebildetes vorbestimmtes Bedeckungsmuster der Oberfläche eine mittels eines Sensors eines landwirtschaftlichen Geräts entschlüsselbare Information zum Steuern des landwirtschaftlichen Geräts aufweisen. Beispielsweise kann der Abschnitt der Oberfläche des Markers, der das retroreflektive Material aufweist, als ein Rahmen ausgebildet sein, der einen das nicht reflektierende Material aufweisenden Innenbereich der Oberfläche umgibt. So können auf einfache Weise Steuerinformationen oder Informationen zum Verifizieren eines Erkennens des Markers in die Oberfläche des Markers integriert werden.
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Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Steuergerät, das ausgebildet ist, um die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Steuergeräts kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
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Unter einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Das Steuergerät 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 des Steuergeräts 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.
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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 Programmprodukt auf einem Computer oder einem Steuergerät ausgeführt wird.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Prinzipdarstellung eines Markers für eine landwirtschaftliche Nutzfläche, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines landwirtschaftlichen Geräts, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und
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3 eine Prinzipdarstellung eines Einsatzes des Markers aus 1 auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt anhand einer Prinzipdarstellung ein Ausführungsbeispiel eines Markers 100 für eine landwirtschaftliche Nutzfläche. Der Marker 100 ist als ein rechteckiges Schild ausgebildet und zur Anbringung auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche an einem Befestigungselement 102, hier einem Metallstab, fixiert. Eine Oberfläche des in 1 gezeigten Ausführungsbeispiels des Markers 100 weist ein Trägermaterial auf, das sich aus einem Abschnitt eines retroreflektiven Materials 104 und einem Abschnitt eines nicht reflektierenden Materials 106 zusammensetzt. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel des Markers 100 umgibt der Abschnitt des retroreflektiven Materials 104 den Abschnitt des nicht reflektierenden Materials 106 in Form eines rechteckigen Rahmens.
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Das für die Markierung bzw. den Marker 100 verwendete Trägermaterial ist beliebig wählbar und kann ganz oder teilweise mit dem retroreflektiven Material 104 bedeckt sein. Für eine führerlose und automatische Bearbeitung einer landwirtschaftlichen Nutzfläche, z. B. eines Ackers, wird der Marker 100 zusammen mit einem landwirtschaftlichen Gerät eingesetzt, das mit einem Sensor ausgestattet ist, der geeignet ist, den Marker 100 zu erfassen. Beispielsweise kann ein mit einem 3D-Lidarsensor ausgestatteter Agrarroboter verwendet werden, wie er bereits auf dem Markt erhältlich ist. Zusätzlich zur Hauptaufgabe, der Entfernungsmessung, liefert das Lidar einen Reflektanzwert für jeden Messpunkt des Markers 100 an eine Steuereinheit des Agrarroboters, auf dessen Basis eine Güte der Entfernungsmessung bestimmt werden kann. Für das retroreflektive Material 104, wie es auf die Oberfläche des Markers 100 aufgebracht ist, liegt dieser Reflektanzwert bei nahezu 100 Prozent, ein Wert, der in natürlichen landwirtschaftlichen Umgebungen nicht auftritt. Die Markierung 100 kann dadurch mit hoher Sicherheit durch den Lidarsensor erkannt werden. Zur besseren Verständlichkeit ist in der Darstellung ein beispielhafter dreidimensionaler Messpunkt 108 mit hohem Reflektanzwert in dem Abschnitt mit retroreflektivem Material 104 gekennzeichnet.
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Zusätzlich können noch umliegende Messpunkte von Messpunkten 108 mit hohem Reflektanzwert betrachtet werden. Tritt hier bei ähnlicher Entfernungsmessung ein geringerer Reflektanzwert auf, da ein Abschnitt des Markers 100 aus dem weniger stark oder nicht reflektierten Material 106 besteht, kann mit höherer Sicherheit von einem Marker 100 ausgegangen werden. Wiederum zur Verdeutlichung ist ein beispielhafter weiterer dreidimensionaler Messpunkt 110 mit geringem Reflektanzwert, wie er sich aus einer Sensierung im Abschnitt 106 ergibt, in der Darstellung in 1 gekennzeichnet.
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Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel des Markers 100 bildet die spezifische Anordnung der Abschnitte 104 und 106 retroreflektiven bzw. nicht reflektierenden Materials ein Bedeckungsmuster, in dem eine Information zum Steuern des landwirtschaftlichen Geräts verschlüsselt ist, die von dem an dem landwirtschaftlichen Gerät angeordneten Sensor gelesen werden kann. So ist es möglich, durch unterschiedliche Bedeckungsmuster der Markierung 100 verschiedene Informationen zu codieren.
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Mit einer Positionierung des Markers 100 an einer geeigneten Position auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche kann somit eine Navigation des landwirtschaftlichen Geräts auf der Nutzfläche, hier ein Wendemanöver, realisiert werden.
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Alternativ kann die Markierung 100 auch andere Positionen definieren, z. B. eine Startposition, eine Parkposition, eine Lade- bzw. Tankposition, etc. für das landwirtschaftliche Gerät. Auch können mobile Hindernisse, z. B. weitere Agrarroboter, Menschen, temporäre Objekte, mit der Markierung 100 gekennzeichnet werden und die Navigation des landwirtschaftlichen Geräts entsprechend darauf reagieren. Zum Schutz von auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche arbeitenden Menschen kann deren Bekleidung mit der Markierung 100 versehen sein. Der Marker 100 kann dann beispielsweise die Information enthalten, dass ein Agrarroboter stoppt, sobald er einen bestimmten Mindestabstand zu einer den Marker 100 tragenden Person erreicht hat.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Ablaufdiagramms eines Verfahrens 200 zum Steuern eines landwirtschaftlichen Geräts unter Verwendung eines Markers, wie er anhand der 1 erläutert wird.
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Basierend auf einer mittels eines Sensors des landwirtschaftlichen Geräts erfassten Mehrzahl von zumindest einen Abschnitt einer Oberfläche des Markers repräsentierenden dreidimensionalen Messpunkten wird ein Positionssignal in einem Schritt 202 bereitgestellt und in einem Schritt 204 in eine zentrale Steuereinheit des landwirtschaftlichen Geräts eingelesen. Das Positionssignal repräsentiert einen Standort, insbesondere einen vordefinierten Standort, des Markers auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche. Basierend auf dem Positionssignal wird in einem Schritt 206 in der zentralen Steuereinheit eine Manöverposition berechnet, an der ein Navigiermanöver des landwirtschaftlichen Geräts auszuführen ist. In einem Schritt 208 wird ein Steuerbefehl ermittelt, um das Navigiermanöver des landwirtschaftlichen Geräts an der Manöverposition einzuleiten.
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Die Auswertung der durch den Marker und seine Position bereitgestellten Daten und die Ansteuerung des Roboters bzw. landwirtschaftlichen Geräts aufgrund der Markierung bestehen hauptsächlich aus einem Erkennungsalgorithmus und einem Navigationsalgorithmus, die in dem Verfahren 200 zum Einsatz kommen. Ein beispielhafter 3D-Lidar des landwirtschaftlichen Geräts misst für eine gegebene horizontale und vertikale Auflösung eine Entfernung vom Sensor zur Szene. Für jeden Messpunkt lässt sich so ein 3D-Punkt berechnen. Die Menge aller Punkte einer Aufnahme wird als 3D-Punktwolke bezeichnet.
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Der Erkennungsalgorithmus wird in den Schritten 202 bis 206 des Verfahrens 200 durchlaufen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens 200 erfolgt hier eine Erfassung einer den Marker repräsentierenden 3D-Punktwolke mittels eines Lidarsensors des landwirtschaftlichen Geräts, anschließend eine Ermittlung aller 3D-Punkte, die einen Reflektanzschwellwert überschreiten und eine Formprüfung, ob diese 3D-Punkte die bekannte Form bzw. Größe der Markierung bzw. des Markers besitzen. Dies erfolgt beispielsweise durch Berechnung einer Bounding-Box, also eines Hüllkörpers, der Punkte und einen anschließenden Größenvergleich. Wird bei der Ermittlung aller 3D-Punkte, die den Reflektanzschwellwert überschreiten, eine minimale Anzahl von Punkten erkannt und wird die anschließende Formprüfung bestanden, so wird eine Markierung erkannt, ansonsten nicht. Eine Position der Markierung wird aufgrund der bekannten Form berechnet. Beispielsweise wird bei einem Marker in Form einer Kugel ein Mittelpunkt der Kugel bei der Berechnung zugrunde gelegt.
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Der im Verfahren 200 verwendete und auf dem Erkennungsalgorithmus aufbauende Navigationsalgorithmus sei anhand der nachfolgenden 3 anschaulich erläutert.
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3 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Einsatzes des Markers 100 aus 1 auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche 300, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gezeigt ist hier ein Gesamtsystem aus einem Agrarroboter 302, der landwirtschaftlichen Nutzfläche 300 und dem Marker 100. Wie die Darstellung in 3 zeigt, wird hier der Marker 100 eingesetzt, um jeweils ein Wendemanöver des Agrarroboters bzw. landwirtschaftlichen Geräts 302 einzuleiten. Dazu ist jeweils ein Marker 100 am Ende einer von dem landwirtschaftlichen Gerät 302 zu befahrenden Reihe 304 auf der landwirtschaftlichen Fläche bzw. dem Feld 300 positioniert.
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Zunächst wird der Agrarroboter 302 manuell an den Anfang der ersten Reihe 304, also an eine Position unten links in der Darstellung in 3, gefahren. Hier befindet sich kein Marker 100. Der Agrarroboter 302 folgt der Reihe 304, bis eine Markierung 100 erkannt wird. Aus der Position der Markierung 100 wird gemäß dem Erkennungsalgorithmus ein Wendepunkt berechnet. Der berechnete Wendepunkt liegt hier 1,5 Meter hinter der Markierung 100. Die Reihenverfolgung wird fortgesetzt, die Wendepunktposition wird bei jeder erneuten Erkennung der Markierung 100 aktualisiert. Wird der Wendepunkt erreicht, wird basierend auf dem im Schritt 208 des Verfahrens 200 ermittelten Steuerbefehl eine Wende durchgeführt und die nächste Reihe 304 angefahren. Ob die Wende nach links oder rechts erfolgt, kann vorkonfiguriert sein oder in der Markierung 100 codiert sein. Sobald eine nächste Reihe 304 erreicht ist, wird die Navigation fortgesetzt, indem der Agrarroboter 302 der nächsten Reihe 304 folgt, bis eine weitere Markierung 100 erkannt wird. Die Navigation endet nach einer vorher definierten Anzahl von Reihen 304 oder durch die Erkennung einer speziellen, entsprechend codierten, Endmarkierung.
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Das anhand der 1 bis 3 beschriebene System kann im Rahmen einer Kommerzialisierung der Feldrobotik eingesetzt werden.
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Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.
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Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
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Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009039450 A1 [0003]
