DE102014108449A1 - Künstliche Intelligenz zum Erfassen und Auffüllen von leeren Bereichen in Behältern für landwirtschaftliche Güter - Google Patents

Abstract

Es werden ein System und ein Verfahren zum Abtanken landwirtschaftlichen Materials von einem Abtankfahrzeug zu einem Tankbereich eines Überladefahrzeugs und zum Erfassen und Füllen von an landwirtschaftlichem Material leeren Gebieten offenbart. Von einem Abtankfahrzeug, das ein Abtankrohr aufweist, wird landwirtschaftliches Material zu einem Tankbereich eines Überladefahrzeugs abgetankt. Eine Bildaufnahmevorrichtung, die mit dem Abtankfahrzeug verbunden ist und auf den Tankbereich des Überladefahrzeugs gerichtet ist, sammelt Bilddaten. Ein Bildverarbeitungsmodul ist einsetzbar, um auf der Grundlage der Bilddaten die Füllstände an landwirtschaftlichem Material im Tankbereich abzuschätzen, ein Gebiet des Tankbereichs als zu füllendes Zielgebiet zu erkennen und einen ersten Leerbereich innerhalb des Zielgebiets zu erkennen. Ein Steuergerät im Datenaustausch mit dem Bildverarbeitungsmodul ist dergestalt ausgeführt, dass es das Abtankrohr zu einer Position steuert, um landwirtschaftliches Material zum ersten Leerbereich zu leiten.

Description

• TECHNISCHES GEBIET
• Die vorliegende Offenbarung gehört zum Gebiet der Überführung landwirtschaftlichen Materials und insbesondere zum Bereich des Erkennens und Auffüllens von leeren Bereichen während des Abtankens von landwirtschaftlichem Material.
• ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
• Typischerweise wird eine Erntemaschine wie beispielsweise ein Mähdrescher oder ein selbstfahrender Feldhäcksler benutzt, um große Mengen landwirtschaftlichen Materials wie zum Beispiel Getreide oder Silofutter auf einem Feld zu ernten. Typischerweise wird bei Erntemaschinen ein Abtankrohr (zum Beispiel eine Förderschnecke zum Entladen) benutzt, um landwirtschaftliches Material zu einem Tankbereich (zum Beispiel einen Getreidewagen oder einen Waggon) eines Überladefahrzeugs (zum Beispiel einer Zugmaschine) zu befördern. Der Vorgang des Abtankens bzw. Entladens des Materials kann erfolgen, wenn die Erntemaschine und das Übernahmefahrzeug sich im Stand befinden. Als Alternative kann der Vorgang des Abtankens bzw. Entladens des Materials während der Fahrt erfolgen, wobei die Erntemaschine und das Überladefahrzeug in Bewegung sind und die Erntemaschine gleichzeitig landwirtschaftliches Material erntet.
• Wenn das Entladen während der Fahrt erfolgt, müssen die Bediener der Erntemaschine und des Überladefahrzeugs zusammen arbeiten, um zwischen beiden Fahrzeugen die gegenseitige Ausrichtung aufrecht zu erhalten, damit ein Überlaufen von landwirtschaftlichem Material nach außerhalb des Tankbereichs vermieden wird und eine gewünschte Verteilung des Materials innerhalb des Tankbereiches erzielt wird. Mit den gewünschten Verteilungen des Materials kann der Füllstand des Materials optimiert werden, indem auf diese Weise ungenutzter Raum innerhalb des Tankbereichs vermieden wird. Durch Erreichen einer gewünschten Verteilung und Vermeidung eines Überlaufens kann die Wirtschaftlichkeit des Transports landwirtschaftlichen Materials von einem Feld zu einem Getreidebunker optimiert werden. Die Steuerung der Position des Abtankrohres während der Beibehaltung der gegenseitigen Ausrichtung ist ein Vorgang mit hoher Herausforderung, da ein Bediener der Erntemaschine verschiedene Steuerungsvorgänge auszuführen hat, die das Ernten des Ernteguts vor der Erntemaschine betreffen, während gleichzeitig der Vorgang des Abtankens des Materials zur Seite der Erntemaschine überwacht und gesteuert werden muss. Weitere Schwierigkeiten treten auf, da es passieren kann, dass der Bediener keine klare Sichtlinie in den Tankbereich hinein hat.
• DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
• Ein als Beispiel dienendes System zur Erleichterung des Abtankens landwirtschaftlichen Materials wird hier offenbart. Ein Abtankfahrzeug umfasst einen Antriebsteil, um das Abtankfahrzeug zu bewegen, und ein Abtankrohr, um das landwirtschaftliche Material in einen Tankbereich des Überladefahrzeugs abzutanken. Das Abtankrohr weist einen Austragbereich auf. Eine erste Bildaufnahmevorrichtung, die mit dem Abtankfahrzeug verbunden und auf den Tankbereich des Überladefahrzeugs gerichtet ist, sammelt erste Bilddaten. Ein Bildverarbeitungsmodul dient dazu, einen beobachteten Füllstand des Tankbereichs auf der Grundlage der ersten Bilddaten abzuschätzen und die Verteilung des landwirtschaftlichen Materials im Tankbereich abzuschätzen. Das Bildverarbeitungsmodul ist so angeordnet, dass es in der abgeschätzten Verteilung mindestens einen Leerbereich und eine zugehörige Zielposition in einer Öffnung direkt über dem mindestens einen Leerbereich erkennt. Ein Steuergerät, das eingerichtet ist, um zu ermitteln, ob der beobachtete Füllstand einem Füllstand-Zielwert für die teilweise Füllung mit landwirtschaftlichem Material im Tankbereich entspricht oder diesen übersteigt, löst die Verlagerung des Austragbereichs des Abtankrohres zur Zielposition aus, um den Leerbereich im landwirtschaftlichen Material aufzufüllen.
• Ein als Beispiel dienendes Verfahren zum Abtanken landwirtschaftlichen Materials umfasst das Sammeln von Bilddaten durch eine Bildaufnahmevorrichtung, die auf einen Tankbereich eines Überladefahrzeugs gerichtet ist. Der Tankbereich des Überladefahrzeugs ist in der Lage, landwirtschaftliches Material zu lagern, das von einem Abtankfahrzeug aus über ein Abtankrohr zum Tankbereich abgetankt wird. Während das landwirtschaftliche Material zum Tankbereich abgetankt wird, werden die Bilddaten verarbeitet, um ein Profil des Füllstandes des landwirtschaftlichen Materials innerhalb des Tankbereich zu ermitteln. Auf der Grundlage dieses Füllstandsprofils wird im Tankbereich ein erster Leerbereich erkannt, und das Abtankrohr wird an eine erste Position gesteuert, um landwirtschaftliches Material zum ersten Leerbereich zu leiten.
• Ein als Beispiel dienendes System umfasst ein Abtankfahrzeug, das ein Abtankrohr zum Abtanken von landwirtschaftlichem Materials in einen Tankbereich eines Überladefahrzeugs aufweist. Eine Bildaufnahmevorrichtung, die mit dem Abtankfahrzeug verbunden und auf das Überladefahrzeug gerichtet ist, sammelt Bilddaten. Ein Bildverarbeitungsmodul dient dazu, auf der Grundlage der Bilddaten die Füllstände des landwirtschaftlichen Materials des Tankbereichs abzuschätzen, ein Gebiet des Tankbereichs als aufzufüllendes Zielgebiet zu erkennen und in diesem Zielgebiet einen ersten Leerbereich zu erkennen. Ein Steuergerät steht mit dem Bildverarbeitungsmodul im Datenaustausch und ist dergestalt ausgeführt, dass es das Abtankrohr zu einer Position steuert, um landwirtschaftliches Material zum ersten Leerbereich zu leiten.
• KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• 1A ist eine Draufsicht, die als Beispiel dienende Bildaufnahmevorrichtungen zeigt, die auf ein Abtankfahrzeug montiert und auf ein Überladefahrzeug gerichtet sind.
• 1B ist eine Ansicht in einer horizontalen Ebene längs der Bezugslinie 1B-1B in 1A.
• 2A ist eine Draufsicht, die eine als Beispiel dienende Bildaufnahmevorrichtung (zum Beispiel ein System für räumliches Sehen) zeigt, die auf ein Überladefahrzeug montiert ist und auf einen Tankbereich des Überladefahrzeugs gerichtet ist.
• 2B ist eine Ansicht in einer horizontalen Ebene längs der Bezugslinie 2B-2B in 2A.
• 3 ist ein Blockdiagramm eines als Beispiel dienenden bildgestützten Maschinenführsystems für ein Abtankfahrzeug zum Zweck der Erleichterung des Entladens oder Abtankens von landwirtschaftlichem Material vom Abtankfahrzeug (zum Beispiel einem Mähdrescher oder einem selbstfahrenden Feldhäcksler).
• 4 ist ein Blockdiagramm eines weiteren als Beispiel dienenden bildgestützten Maschinenführsystems für ein Abtankfahrzeug zum Zweck der Erleichterung des Entladens oder Abtankens von landwirtschaftlichem Material vom Abtankfahrzeug (zum Beispiel einem selbstfahrenden Feldhäcksler).
• 5A ist ein Blockdiagramm eines als Beispiel dienenden bildgestützten Maschinenführsystems für ein Überladefahrzeug zum Zweck der Erleichterung des Entladens oder Abtankens von landwirtschaftlichem Material von einem Abtankfahrzeug zum Überladefahrzeug (zum Beispiel Körnerwagen und Zugmaschine).
• 5B ist ein Blockdiagramm eines als Beispiel dienenden elektronischen Führungssystems für ein Überladefahrzeug zum Zweck des Zusammenwirkens mit dem bildgestützten Maschinenführsystem von 3 oder 4.
• 6 ist eine zweidimensionale Darstellung von verschiedenen möglichen veranschaulichenden Verteilungen von Material im Innern eines Behälters oder eines Tankbereichs gemäß einer Schnittdarstellung längs der Bezugslinie 2C-2C in 2A.
• 7 ist eine Draufsicht auf ein Abtankfahrzeug und ein Überladefahrzeug, wobei das Abtankfahrzeug innerhalb einer Matrix möglicher Offset-Positionen ausgerichtet ist.
• 8A zeigt ein als Beispiel dienendes Füllmodell eines Tankbereichs des Überladefahrzeugs mit Veranschaulichung der Zellen.
• 8B zeigt das als Beispiel dienende Füllmodell der 8A mit Veranschaulichung der Spalten.
• 8C zeigt das als Beispiel dienende Füllmodell der 8A mit Veranschaulichung der Zonen.
• 8D zeigt das als Beispiel dienende Füllmodell der 8A mit Veranschaulichung eines Leerbereichs.
• 9 zeigt das als Beispiel dienende Füllmodell der 8A mit als Beispiel dienenden Fülldaten.
• 10 zeigt das als Beispiel dienende Füllmodell der 8A mit als Beispiel dienenden Werten für das Leervolumen, die aus den Fülldaten der 9 berechnet wurden.
• 11 ist ein Flussdiagramm einer als Beispiel dienenden Füllstrategie.
• 12 ist ein Flussdiagramm eines als Beispiel dienenden allgemeinen Füllmodus.
• 13 ist ein Flussdiagramm eines als Beispiel dienenden Zonen-Füllmodus.
• 14 ist ein Flussdiagramm eines als Beispiel dienenden Leerbereich-Füllmodus.
• 15 ist ein Blockdiagramm einer als Beispiel dienenden Prozessor-Plattform zur Ausführung oder Benutzung des bildgestützten Maschinenführsystems.
• AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
• Es sollen hier Systeme und Verfahren zur Steuerung des Abtankens von landwirtschaftlichem Material von einem Abtankfahrzeug 100 zu einem Überladefahrzeug 102 offenbart werden. Wie in 1A bis 2B abgebildet ist, ist das Abtankfahrzeug 100 als Mähdrescher dargestellt, während das Überladefahrzeug 102 als Zugmaschine und Körnerwagen dargestellt ist. Allgemeiner ausgedrückt, das Überladefahrzeug 102 kann aus einer Kombination aus einem selbstfahrenden Teil 104 und einem Tankbereich 106 eines Behälters 108 (das heißt einer geschleppten Lagerungseinheit) bestehen. Andere Beispiele können jedoch andere Typen von Arbeitsmaschinen benutzen. Zum Beispiel kann das Abtankfahrzeug 100 ein selbstfahrender Feldhäcksler sein. Außerdem sind die hier offenbarten Systeme und Verfahren auf die Überführung jeglicher Art von landwirtschaftlichem Material anwendbar, darunter, ohne darauf beschränkt zu sein, Getreide, Mais, Sojabohnen, Silage, Weizen, Hafer, Reis, Gerste, Flachs, Ölsaat, Faserpflanzen, Gemüse, Obst, Nüsse, Saatgut oder anderes landwirtschaftliches Material.
• In manchen Beispielen wird geerntetes landwirtschaftliches Material in einen Körnertank 110 (zum Beispiel einen Füllkasten) geleitet, wo es so lange aufbewahrt wird, bis ein Vorgang der Materialabtankung (das heißt des Entladens) eingeleitet wird. Während eines Vorgangs der Materialabtankung wird das landwirtschaftliche Material aus dem Körnertank 110 zum Tankbereich 106 des Überladefahrzeugs 102 über ein Abtankrohr 112 (zum Beispiel eine zum Entladen dienende Förderschnecke) abgetankt. In anderen Beispielen wie beispielsweise denjenigen, wo selbstfahrende Feldhäcksler benutzt werden, werden keine Körnertanks 110 benutzt. In solchen Beispielen wird das landwirtschaftliche Material, während es geerntet wird, direkt zum Tankbereich 106 abgetankt.
• Um eine gewünschte Verteilung des landwirtschaftlichen Materials im Innern des Tankbereichs 106 zu erreichen, ist ein auf dem Schneckendrehprinzip beruhendes System dergestalt ausgeführt, dass es den Abtankrohr-Drehwinkel 114 der 1A und 2A und/oder 116 der 1B und 2B erfasst und das Abtankrohr 112 dreht, um die relative Position des Endstücks 118 des Abtankrohrs 112 in Bezug auf einen Behälterumfang 120 des Tankbereichs 106 des Behälters 108 zu verändern. Zusätzlich oder alternativ kann ein Ausrichtungsmodul so angepasst sein, dass es Befehlsdaten an das Abtankfahrzeug 100 und/oder an den selbstfahrenden Teil 104 des Überladefahrzeugs 102 erzeugt, um den Tankbereich 106 und/oder den Antriebsteil 104 so zu lenken, dass die relative Position des Abtankrohrs 112 in Bezug auf den Behälterumfang 120 verändert wird.
• Es können verschiedenartige Steuermethodologien benutzt werden, um die Position des Abtankrohrs 112 während eines Materialabtankvorgangs zu steuern, damit eine gewünschte Materialverteilung erreicht wird. In einigen Beispielen werden Leerbereiche in der Verteilung landwirtschaftlichen Materials erkannt und die Position des Abtankrohrs 112 wird so eingestellt, dass diese Leerbereiche aufgefüllt werden. Dieses und weitere Beispiele sollen weiter unten noch ausführlich beschrieben werden.
• Es ergeben sich viele Vorteile daraus, dass eine gewünschte Verteilung von landwirtschaftlichem Material im Innern des Tankbereichs 106 erreicht wird. Mit dem Ziel, die Wirtschaftlichkeit des Transports landwirtschaftlichen Materials zwischen zwei Orten, zum Beispiel von einem Feld zu einem Körnerbunker zu maximieren, kann zum Beispiel durch die gewünschten Verteilungen die den Verfahren der Materialhandhabung innenwohnende Leistungsfähigkeit dadurch optimiert werden, dass ein Überlaufen aus dem Tankbereich 106 und das Vorhandensein ungenutzten Raumes darin vermieden werden. Außerdem können durch gewünschte Verteilungen ungleiches Beladen und folglich lokalisierte Beanspruchungen an Teilen des Überladefahrzeugs 102 verhindert werden, die durch das Gewicht des im Tankbereich 106 befindlichen landwirtschaftlichen Materials hervorgerufen werden. Zum Beispiel kann eine ungleiche Verteilung lokalisierte Spannungen an einer Zugstange 122 und/oder einer Anhängekupplung 124 hervorrufen, mit denen der Behälter 108 an den Antriebsteil 104 des Überladefahrzeugs 102 gekoppelt ist. Außerdem kann durch eine ungleiche Verteilung die lokalisierte Bodenverdichtung erhöht werden, die durch das eine oder andere Rad des Behälters 108 hervorgerufen wird, was den Auswuchs der Ernte des nächsten Jahres negativ beeinflussen kann. Mit dem Erreichen einer gewünschten Verteilung von landwirtschaftlichem Material im Innern des Tankbereichs 106 werden folglich signifikante Vorteile erzielt.
• Bei den hier beschriebenen und als Beispiel dienenden Systemen und Verfahren können Bildaufnahmevorrichtungen wie beispielsweise eine erste Bildaufnahmevorrichtung 126 sowie wahlweise eine zweite Bildaufnahmevorrichtung 128 und/oder andere Sensoren benutzt werden, um den Füllstand und die Verteilung von landwirtschaftlichem Material im Innern des Tankbereichs 106 zu überwachen. Zum Zweck der Verdeutlichung und knappen Darstellung sollen die erste und die zweite Bildaufnahmevorrichtung 126, 128 als solche so bezeichnet werden. Jedoch sollen die Bezeichnungen erste und zweite Bildaufnahmevorrichtung 126, 129 dazu dienen, um als Beispiel dienende Systeme einzubeziehen, die eine von beiden umfassen, die erste Bildaufnahmevorrichtung 126 oder die zweite Bildaufnahmevorrichtung 128. In einigen Beispielen ist die zweite Bildaufnahmevorrichtung 128 optional und stellt Redundanz zur ersten Bildaufnahmevorrichtung 126 für den Fall bereitet, dass bei der ersten Bildaufnahmevorrichtung 126 ein Versagen oder eine Funktionsstörung vorliegt oder deren Bilddaten nicht verfügbar sind. Auf ähnliche Weise kann die erste Bildaufnahmevorrichtung 126 die Redundanz zur zweiten Bildaufnahmevorrichtung 128 bereitstellen.
• Die erste und die zweite Bildaufnahmevorrichtung 126, 128 können Stereo-Bildaufnahmevorrichtungen sein, die digitale Ausgangsdaten in Form von Stereo-Videobilddaten oder als eine Reihe von Stereo-Standbildern in regelmäßigen oder periodischen Intervallen oder in anderen Erfassungsintervallen bereitstellen. Jedes Stereobild (zum Beispiel die ersten Bilddaten oder die zweiten Bilddaten) weist Zweikomponentenbilder desselben Aufnahmeobjekts oder eines Teils desselben Aufnahmeobjekts auf. In einem alternativen Beispiel können die erste und die zweite Bildaufnahmevorrichtung 126, 128 monokulare Bildaufnahmevorrichtungen sein und können erste bzw. zweite monokulare Bilddaten ausgeben. In einem Beispiel können die erste und zweite Bildaufnahmevorrichtung 126, 128 eine ladungsgekoppelte Schaltung (CCD), eine komplementäre Metalloxid-Halbleiteranordnung (CMOS-Anordnung) oder eine andere geeignete Vorrichtung zum Erfassen oder Sammeln von Bilddaten umfassen.
• Wie in 1A und 1B dargestellt ist, können die erste und zweite Bildaufnahmevorrichtung 126, 128 auf das Abtankfahrzeug 100 montiert sein. Jedoch können in anders gestalteten Beispielen, wie sie in 2A und 2B dargestellt sind, die erste Bildaufnahmevorrichtung 126 und/oder die optionale zweite Bildaufnahmevorrichtung 128 auf das Überladefahrzeug 102 oder den Antriebsteil 104 des Überladefahrzeugs 102 montiert sein.
• Die erste Bildaufnahmevorrichtung 126 weist ein erstes Kamerasichtfeld 130 auf, und die zweite Bildaufnahmevorrichtung 128 weist ein zweites Kamerasichtfeld 132 auf, von denen beide in 1A durch gestrichelte Linien angegeben sind. Die Grenzen der Kamerasichtfelder 130, 132 sind lediglich zur Veranschaulichung dargestellt und werden sich in der tatsächlichen Praxis ändern. Für das Entladen des Materials aus dem Abtankfahrzeug 100 zum Überladefahrzeug 102 ist das Endstück 118 (zum Beispiel eine Haube) des Abtankrohres 112 im Allgemeinen über eine mittlere Zone 134 innerhalb des Behälterumfangs 120 ausgerichtet, der durch die Ränder 136 des Tankbereichs 106 festgelegt ist. Auf ähnliche Weise können das Abtankfahrzeug 100 und das Überladefahrzeug 102 in den Stellungen, wie sie in den 1A bis 2B dargestellt sind, ausgerichtet sein ohne Rücksicht darauf, ob sich die Fahrzeuge während des Erntens gemeinsam vorwärts bewegen (zum Beispiel mit koordinierten oder gespurten Fahrzeugbewegungsrichtungen), wie dies typisch ist, oder ob sie sich im Stand befinden. Die Ausrichtung zwischen dem Abtankfahrzeug 100 und dem Überladefahrzeug 102 kann durch eine seitlich versetzte Anordnung 138 und eine Hintereinander-Anordnung 140 festgelegt werden.
• In 1B sind die erste und zweite Bildaufnahmevorrichtung 126, 128 auf das Abtankfahrzeug 100 montiert, wobei die erste Bildaufnahmevorrichtung 126 an eine erste Halterung 202 (zum Beispiel eine Einbein-Plattform mit Verstellmöglichkeiten zum Schwenken und Kippen) montiert ist, um ein erstes nach unten gerichtetes Blickfeld 144 bereitzustellen. Wie in 1B dargestellt ist, wird ein Kippwinkel 146 in Bezug auf eine vertikale Achse gemessen. Mit einem Neigungssensor an oder in der ersten Bildaufnahmevorrichtung 126 oder in Verbindung mit der Hardware für die Mastmontage der Bildaufnahmevorrichtung kann der Kippwinkel 146 (zum Beispiel Deklinationswinkel) gemessen werden. Zum Beispiel kann der Neigungssensor einen oder mehrere Beschleunigungsmesser umfassen wie beispielsweise diejengen, die für tragbare Unterhaltungselektronik im Handel erhältlich sind.
• Falls die erste Bildaufnahmevorrichtung 126 auf dem Abtankfahrzeug 100 in Bezug auf den Tankbereich 106 erhöht angebracht ist oder hinreichend hoch montiert ist, wird die erste Bildaufnahmevorrichtung 126 volle Sicht oder ein nach unten gerichtetes Blickfeld 144 in den Tankbereich 106 des Behälters 108 hinein haben, das ausreichend ist, um die Oberfläche des landwirtschaftlichen Materials (zum Beispiel Getreide) zu beobachten und ihr Profil zu erfassen (das heißt die Höhe (z) über den jeweiligen x- und y-Koordinaten im Behälter), während der Tankbereich 106 des Behälters 108 sich mit landwirtschaftlichem Material füllt. Die erste Bildaufnahmevorrichtung 126 kann auf das Dach des Abtankfahrzeugs 100 montiert sein und kann direkt von der Seite des Abtankfahrzeugs 100, an der sich das Abtankrohr 112 für das Entladen des landwirtschaftlichen Materials befindet, weg gerichtet sein oder blicken.
• Falls während des Entladens des landwirtschaftlichen Materials die erste Bildaufnahmevorrichtung 126 vom Tankbereich 106 des Behälters 108 weiter weg ist als die zweite Bildaufnahmevorrichtung 128, kann die erste Bildaufnahmevorrichtung 126 eine geeignete Sicht auf den Tankbereich 106 haben, um die relative Position des Tankbereichs 106 zum Abtankfahrzeug 100 besser verfolgen zu können.
• In einer veranschaulichenden Ausführung, die mit dem nach unten gerichteten Sichtfeld 144 in 1B im Einklang steht, verlaufen die optischen Achsen der ersten und der zweiten Bildaufnahmevorrichtung 126, 128 rechtwinklig zu deren jeweiligen Objektiven und sind von einer im Allgemeinen horizontalen Ebene um den Kippwinkel 146 nach unten geneigt (zum Beispiel annähernd 60 bis 85 Grad nach unten, von der vertikalen Achse aus gemessen, oder annähernd 10 bis 25 Grad nach unten, von einer horizontalen Achse oder horizontalen Ebene aus gemessen, wie das in 1B dargestellt ist). Dass ein Gesichtsfeld oder die optischen Achsen der ersten oder zweiten Bildaufnahmevorrichtung 126, 128 von einer im Allgemeinen horizontalen Ebene aus nach unten geneigt sind, bringt mehrere Vorteile.
• Zunächst ist im Blickfeld der ersten Bildaufnahmevorrichtung 126 weniger vom Himmel sichtbar, so dass die gewonnenen Bilddaten dazu neigen, ein gleichmäßigeres Bildintensitätsprofil aufzuweisen. Die geneigte Ausführung der optischen Achsen (die rechtwinklig zu den Objektiven der Bildaufnahmevorrichtungen 126 verlaufen) ist gut geeignet, um mögliche dynamische Umgebungseinflüsse abzuschwächen, die beispielsweise durch helles Sonnenlicht oder zwischenzeitliche Bewölkung verursacht werden. In einem Beispiel ist die erste oder zweite Bildaufnahmevorrichtung 126, 128 mit einem nach unten gerichteten Neigungswinkel 146 montiert, um ein Auslöschen oder eine Verfälschung von oder die Interferenz mit gewonnenen Bilddaten während einer begrenzten Zeitspanne zu vermeiden, in der sie dem Sonnenlicht, einer Reflexion oder einer Lichtquelle ausgesetzt sind, die einen Grenzwertpegel für die Helligkeit für einen beträchtlichen Bereich der Bildpunkte in den gewonnenen Bilddaten überschreitet. Zweitens wird in den Bilddaten der Bodenbereich des Tankbereichs 106 stärker sichtbar, um das Aufzeichnen der Bilddaten mit Bezug auf ein oder mehrere Räder des Tankbereichs 106 zu ermöglichen. Das Rad ist am Tankbereich 106 ein Merkmal, das durch die Bildverarbeitungstechniken auf störungsarme Weise verfolgt werden kann. Drittens kann durch das Neigen der Stereokamera nach unten das Ansammeln von Staub und anderen Verunreinigungen auf dem Objektiv oder Außenfenster der ersten oder zweiten Bildaufnahmevorrichtung 126, 128 verringert werden.
• 2A zeigt die erste Bildaufnahmevorrichtung 126 an der Rückseite des Antriebsteils 104 (zum Beispiel einer Zugmaschine) des Überladefahrzeugs 102. Die erste Bildaufnahmevorrichtung 126 hat ein erstes Sichtfeld 200, das durch die gestrichelten Linien dargestellt ist. Für das Entladen des Materials vom Abtankfahrzeug 100 zum Überladefahrzeug 102 ist das Endstück 118 des Abtankrohrs 112 im Allgemeinen über die mittlere Zone 134 (zum Beispiel den mittleren Bereich oder das Zielgebiet) des Tankbereichs 106 des Behälters 108 ausgerichtet. Auf ähnliche Weise sind das Abtankfahrzeug 100 und das Überladefahrzeug 102 in der Stellung ausgerichtet, wie sie dargestellt ist, selbst wenn die Fahrzeuge 102, 100 sich mit koordinierten Bewegungsrichtungen oder generell parallelen Bewegungsrichtungen ohne oder mit minimaler Relativgeschwindigkeit zueinander bewegen.
• In einem zu 2A anders gestalteten Beispiel kann die optionale zweite Bildaufnahmevorrichtung 128 auf das Überladefahrzeug 102 mit einem zweiten Gesichtsfeld montiert sein, das vom ersten Gesichtsfeld 200 leicht versetzt sein kann, sich mit diesem überlappen kann oder mit diesem ausgerichtet sein kann, um Redundanz für den Fall bereitzustellen, dass die erste Bildaufnahmevorrichtung 126 ausfallen, Funktionsstörungen aufweisen, nicht verfügbar sein, unzuverlässig sein sollte oder Bilddaten mit geringer Güte bereitstellen sollte. Zum Beispiel kann es vorkommen, dass die erste Bildaufnahmevorrichtung 126 nicht zuverlässig arbeitet, wenn sie durch Staub, Beschlag, Salz oder Luftverunreinigungen getrübt ist oder wenn sie unangemessenen Lichtbedingungen der Umgebung oder übermäßigem Blendlicht durch Sonnenstrahlung oder reflektiertes Licht ausgesetzt ist. In 2A kann ein Bildverarbeitungsmodul die Entfernung oder den Abstand von der ersten Bildaufnahmevorrichtung 126, der zweiten Bildaufnahmevorrichtung 128 oder beiden zu einem Gegenstand im Bild wie beispielsweise dem Abtankrohr 112, dem Abtankrohr-Endstück 118, dem Behälterumfang 120 oder dem Füllstand oder Profil des landwirtschaftlichen Materials im Tankbereich 106 des Behälters 108 (zum Beispiel an verschiedenen Positionen oder Koordinaten im Inneren des Tankbereichs 106) abschätzen.
• 2B veranschaulicht einen Blick in einer horizontalen Ebene längs der Bezugslinie 2B-2B in 2A. In einem Beispiel ist die erste Bildaufnahmevorrichtung 126 auf das Überladefahrzeug 102 an eine erste Halterung 142 (zum Beispiel Einbeinstativ mit Einstellmöglichkeit für das Kippen oder Schwenken) montiert, um ein erstes nach unten gerichtetes Gesichtsfeld 204 oder ein erstes nach unten geneigtes Gesichtsfeld bereitzustellen.
• Falls die erste Bildaufnahmevorrichtung 126 auf dem Überladefahrzeug 102 in Bezug auf den Tankbereich 106 erhöht angebracht ist oder hinreichend hoch montiert ist, wird die erste Bildaufnahmevorrichtung 126 volle Sicht oder das erste nach unten gerichtetes Blickfeld 204 in den Tankbereich 106 hinein haben, das ausreichend ist, um die Oberfläche des landwirtschaftlichen Materials (zum Beispiel Getreide) zu beobachten und ihr Profil zu erfassen (das heißt die Höhe z über den jeweiligen x- und y-Koordinaten im Behälter), während der Tankbereich 106 des Behälters 108 sich mit landwirtschaftlichem Material füllt. Die erste Bildaufnahmevorrichtung 126 kann auf das Kabinendach des Antriebteils 104 des Überladefahrzeugs 102 montiert sein und kann direkt von der Seite des Abtankfahrzeugs 100 mit dem Abtankrohr 112 für das Entladen des landwirtschaftlichen Materials weg gerichtet sein oder blicken.
• Das Blockdiagramm von 3 veranschaulicht ein als Beispiel dienendes System 300, das in Verbindung mit der Ausrüstung der 1A bis 2B zur Erleichterung des Abtankens von landwirtschaftlichem Material dient. Die erste und zweite Bildaufnahmevorrichtung 126, 128 übertragen gewonnene Bilddaten an ein Bildverarbeitungsmodul 302. Dieses Bildverarbeitungsmodul 302 kann an einen Fahrzeugdatenbus 304 angekoppelt sein und kann ein Behältermodul 306, ein Abtankrohrmodul 308 und ein Ausrichtungsmodul 310, einen Zuteiler 312 und ein Materialprofilmodul 314 umfassen. Das Bildverarbeitungsmodul 302 analysiert die gewonnenen Bilddaten und generiert Befehlsdaten an verschiedene Bestandteile des Systems 300, um das Abtanken des Materials zu erleichtern. Zum Beispiel können neben anderen optionalen Bestandteilen ein Lenkungs-Steuergerät 316, ein Brems-Steuergerät 318, ein Antriebs-Steuergerät 320, eine Benutzerschnittstelle 322, ein Fahrzeug-Steuergerät 324 und ein Benutzerschnittstellen-Verarbeitungsmodul 326 an den Fahrzeug-Datenbus 304 angekoppelt werden, um Befehlsdaten zu erhalten, die dazu dienen, das Abtanken des Materials zu erleichtern.
• Die erste und zweite Bildaufnahmevorrichtung 126, 128 sind an das Bildverarbeitungsmodul 302 angekoppelt und übertragen an dieses die gewonnenen Bilddaten. Die gewonnenen Bilddaten können Stereo-Bilddaten oder monokulare Bilddaten umfassen. Falls die gewonnenen Bilddaten monokulare Bilddaten sind, kann das Bildverarbeitungsmodul 302 aus den ersten und zweiten monokularen Bilddaten (das heißt rechten und linken Bilddaten) mit Bezug auf die relative Position und Orientierung der ersten bzw. zweiten Bildaufnahmevorrichtung 126 ein Stereo-Bild erzeugen. Das Bildverarbeitungsmodul 302 ermittelt: (1) mindestens zwei Punkte auf einer gemeinsamen optischen Achse, welche die Objektive sowohl der ersten als auch der zweiten Bildaufnahmevorrichtung 126, 128 schneidet, und (2) eine lineare räumliche Trennung zwischen der ersten und zweiten Bildaufnahmevorrichtung 126, 128, wobei das erste Sichtfeld 130 (in 1A) der ersten Bildaufnahmevorrichtung 126 und das zweite Sichtfeld 132 der zweiten Bildaufnahmevorrichtung 128 sich zumindest teilweise überlappen, so dass das Abtankrohr 112, das Abtankrohr-Endstück 118 und der Behälterumfang 120 in den gewonnenen Daten erfasst werden.
• Das Bildverarbeitungsmodul 302 kann den Drehwinkel 114 des Abtankrohres 112 benutzen, um das Verschmelzen von Bilddaten von der ersten Bildaufnahmevorrichtung 126 und der zweiten Bildaufnahmevorrichtung 128 zu erleichtern oder Stereo-Bilddaten dort zu erstellen, wo die erste Bildaufnahmevorrichtung 126 und die zweite Bildaufnahmevorrichtung 128 jede für sich monokulare Bilddaten für ein- und denselben Aufnahmegegenstand oder Objekt bereitstellen. Bei beliebiger Anordnung der hier offenbarten Bildaufnahmevorrichtungen 126, 128, wo die Sichtfelder 130 und 132 einander überlappen, ermöglicht die Datenverschmelzung von Bilddaten von einer ersten Bildaufnahmevorrichtung 126 und einer zweiten Bildaufnahmevorrichtung 128, dass das Bildverarbeitungsmodul 302 ein virtuelles Profil der Materialverteilungshöhe im Innern des Tankbereichs 106 des Behälters 108 erzeugt, selbst wenn die gesamte Oberfläche des landwirtschaftlichen Materials für eine der beiden Bildaufnahmevorrichtungen 126, 128 nicht sichtbar ist. Selbst wenn in manchen Ausführungen die zweite Bildaufnahmevorrichtung 128 nicht an das Abtankrohr 112 montiert ist, kann ein Drehbewegungssensor 328 das Abtankrohr-Endstück 118 in beliebigen gewonnenen Bilddaten als Bezugspunkt benutzen, um zum Beispiel die Verschmelzung, das virtuelle Anheften oder die Ausrichtung von Bilddaten von verschiedenen Bildaufnahmevorrichtungen zu erleichtern. Das virtuelle Profil der gesamten Oberfläche des landwirtschaftlichen Materials im Tankbereich 106 versetzt das System 300 in die Lage, auf intelligente Weise eine Strategie für das Abtanken von Material auszuführen.
• Erste und zweite optische Sensoren 330, 332 können mit der ersten bzw. der zweiten Bildverarbeitungsvorrichtung 126, 128 verbunden sein und können an das Bildverarbeitungsmodul 302 angekoppelt sein. Der erste und zweite optische Sensor 330, 332 können neben anderen Sensoren zum Beispiel einen Belichtungsmesser, einen Fotosensor, einen Fotowiderstand, eine lichtempfindliche Vorrichtung oder eine Cadmiumsulfidzelle umfassen. Das Bildverarbeitungsmodul 302 kann auf direkte oder indirekte Weise an optionale Lichtquellen 334 am Abtankfahrzeug 100 (1A bis 2B) zum Zweck der Beleuchtung des Tankbereichs 106 und/oder des Abtankrohrs 112 angeschlossen sein. Zum Beispiel kann das Bildverarbeitungsmodul 302 Steuerbefehle an die Fahrzeugführer geben und Relais oder Schalter steuern, die ihrerseits die Inbetriebnahme oder Außerbetriebnahme der optionalen Lichtquellen 334 steuern. Die Lichtquellen 334 können zum Beispiel in Betrieb genommen werden, wenn das Ergebnis einer Messung des Umgebungslichts von dem ersten und zweiten optischen Sensor 330, 332 unterhalb eines im Voraus festgelegten minimalen Schwellwerts liegt.
• Das Behältermodul 306 kann einen Satz von zweidimensionalen oder dreidimensionalen Punkten (zum Beispiel in kartesischen Koordinaten oder in Polarkoordinaten) erkennen, die den Bildpunktpositionen in den Bildern entsprechen, die von der ersten und der zweiten Bildaufnahmevorrichtung 126, 128 aufgenommen wurden. Dieser Satz von zweidimensionalen oder dreidimensionalen Punkten kann die Position des Überladefahrzeugs 102 festlegen. Zum Beispiel kann der Satz von Punkten einen Bereich des Behälterumfangs 120 (1A und 2A) des Tankbereichs 106 festlegen.
• Das Behältermodul 306 kann Behälterbezugsdaten benutzen oder abrufen, um außerdem Gegenstände in den gewonnenen Bildern festzulegen. Die Behälterbezugsdaten können eine oder mehrere der folgenden Datenarten umfassen: Bezugsdimensionen (zum Beispiel Länge, Breite, Höhe), Volumen, Referenzgestalt, Zeichnungen, Modelle, Layout und Ausführung des Tankbereichs 106, des Behälterumfangs 120 und der Behälterränder 136; Bezugsdimensionen, Bezugsgestalt, Zeichnungen, Modelle, Layout und Ausführung des gesamten Behälters 108 des Überladefahrzeugs 102; Radstand, Wenderadius und Ausführung der Anhängekupplung des Antriebteils 104 und/oder des Behälters 108; und Abstand zwischen einem Drehpunkt der Anhängekupplung 124 und dem Radstand des Behälters 108. Die Behälterbezugsdaten können gespeichert und aus einem Datenspeichergerät 336 (zum Beispiel einem nichtflüchtigen elektronischen Speicher) ausgelesen werden. Zum Beispiel können die Behälterbezugsdaten durch eine entsprechende Fahrzeugkennung des Überladefahrzeugs 102 in dem Datenspeichergerät 336 des Systems 300 des Abtankfahrzeugs gespeichert, auslesbar gehalten werden oder mit einem Index versehen werden. Für jede Fahrzeugkennung des Überladefahrzeugs 102 kann es entsprechende eindeutige Behälterbezugsdaten geben, die in dem Datenspeichergerät 336 gespeichert sind.
• In einem Beispiel empfängt das Abtankfahrzeug 100 vom Überladefahrzeug 102 eine Datenmeldung, in der eine Fahrzeugkennung des Überladefahrzeugs 102 regelmäßig (das heißt periodisch) übertragen wird. In einem anderen Beispiel fragt das Abtankfahrzeug 100 das Überladefahrzeug 102 nach seiner Fahrzeugkennung oder erstellt zwischen dem Abtankfahrzeug 100 und dem Überladefahrzeug 102 in Vorbereitung des Entladens einen Kommunikationskanal über ein Funkverbindungsgerät 338. In noch einem anderen Beispiel überträgt das Überladefahrzeug 102 seine Fahrzeugkennung an das Abtankfahrzeug 100, wenn das Überladefahrzeug 102 sich dem Abtankfahrzeug 100 innerhalb eines gewissen radialen Abstandes nähert. In noch einem anderen Beispiel wird nur eine bekannte Ausführung des Überladefahrzeugs 102 mit einem entsprechenden Abtankfahrzeug 100 benutzt, und die Behälterbezugsdaten werden im Datenspeichergerät 336 gespeichert oder gesichert. Im letzteren Beispiel wird das Abtankfahrzeug 100 zumindest vorübergehend lediglich für Überladefahrzeuge 102 mit identischen Behältern 108 programmiert, die hinsichtlich Abmessungen, Fassungsvermögen, Proportionen und Gestalt identisch sein können.
• In einer Ausführung erkennt das Behältermodul 306 die Position des Behälters 108 auf folgende Weise. Wenn in den gewonnenen Bilddaten die lineare Orientierung eines Satzes von Bildpunkten einem oder mehreren Rändern 136 des Umfangs 120 des Behälters 108 entspricht, wie das von den Behälterbezugsdaten vorgeschrieben ist, dann wird die Position des Behälters 108 als erkannt betrachtet. Zum Beispiel kann die mittlere Zone 134 des Behälters 108 dadurch erkannt werden, dass man den Abstand (das heißt die kürzeste Entfernung oder den Abstand der Normalen zur Oberfläche) zwischen gegenüberliegenden Seiten des Behälters durch zwei teilt, oder alternativ dadurch, dass man die Ecken des Behälters erkennt und anschließend erkennt, wo sich die diagonalen Linien schneiden, die durch die Ecken führen. In einer Ausführung kann die mittlere Zone 134 festgelegt werden als eine (zum Beispiel kreisförmige, elliptische oder rechteckförmige) Öffnung im Behälter mit einem Flächeninhalt der Öffnungsoberfläche, der um einen Faktor von mindestens zwei größer als der oder gleich dem Flächeninhalt der Querschnittsfläche des Abtankrohr-Endstücks 118 ist, auch wenn andere Flächengrößen in den Schutzumfang der Ansprüche fallen.
• Das Abtankrohrmodul 308 ist so ausgeführt, dass es in den gewonnenen Bilddaten das Abtankrohr des Abtankfahrzeugs 100 erkennt. In einer Ausführung erkennt das Abtankrohrmodul 308 eines oder mehrere der folgenden Objekte: (1) Bildpunkte des Abtankrohrs an mindestens einem Teil des Abtankrohres 112, (2) Bildpunkte des Abtankrohr-Endstücks, die mit dem Abtankrohr-Endstück 118 verknüpft sind, (3) Bildpunkte des Abtankrohres, die mit dem Abtankrohr 112 verknüpft sind. Das Abtankrohrmodul 308 kann die Farbunterscheidung, die Intensitätsunterscheidung oder die Gefügeunterscheidung benutzen, um Hintergrundbildpunkte aus einem oder mehreren ausgewählten Bildpunkten des Abtankrohres mit verknüpften Bildpunktmustern oder Attributen des Abtankrohres zu erkennen (zum Beispiel Farben oder Farbmuster (zum Beispiel Rot-Grün-Blau-Bildpunktwerte (RGB-Pixelwerte)), Bildpunkt-Intensitätsmuster, Gefügemuster, Helligkeit, Lichtstärke, Farbton oder Reflexionsvermögen), die am Abtankrohr 112 oder am Abtankrohr-Endstück 118 für die Belange der Erkennung benutzt werden.
• Das Ausrichtungsmodul 310 und/oder das Master/Slave-Steuergerät 340 ermitteln in regelmäßigen Zeitabständen Bewegungsbefehle oder schätzen diese ab, um die Ausrichtung des Abtankrohr-Endstücks 118 über der mittleren Zone 134 des Tankbereichs 106 zum Zweck des Entladens des landwirtschaftlichen Materials beizubehalten. Das Ausrichtungsmodul 310 und/oder das Master/Slave-Steuergerät 340 können Befehle oder Anforderungen an das Abtankfahrzeug 100 hinsichtlich seiner Geschwindigkeit, Fahrstufe oder Bewegungsrichtung senden, um die Ausrichtung der Position des Abtankfahrzeugs 100 hinsichtlich des Überladefahrzeugs 102 beizubehalten. Zum Beispiel kann das Ausrichtungsmodul 310 eine Anforderung nach einer Änderung in der räumlich versetzten Anordnung zwischen den Fahrzeugen 102, 100 an das Master/Slave-Steuergerät 340 senden. Als Reaktion überträgt das Master/Slave-Steuergerät 340 oder ein Koordinationsmodul 342 einen Lenkbefehl oder einen Fahrtrichtungsbefehl an das Lenkungs-Steuergerät 316, einen Abbrems- oder Verlangsamungsbefehl an ein Bremssystem 344 und einen Antriebs-, Beschleunigungs- oder Drehmomentbefehl an das Antriebs-Steuergerät 320, um die beabsichtigte räumlich versetzte Anordnung zu erreichen oder die räumlich versetzte Anordnung zu ändern. Außerdem können über das Funkverbindungsgerät 338 an das Überladefahrzeug 102 ähnliche Befehlsdaten für die Belange der Beobachtung oder zwecks Steuerung des Überladefahrzeugs 102 übertragen werden.
• In einer anderen Ausführung können das Ausrichtungsmodul 310 oder das Bildverarbeitungsmodul 302 während des Beladens des Tankbereichs 106 des Überladefahrzeugs 102 in regelmäßigen oder periodischen Zeitabständen das Abtankrohr-Endstück 118 zur mittleren Zone 134 bewegen, nachstellen oder drehen, damit ein gleichmäßiges Befüllen bewirkt wird und eine gleichförmige Höhe, eine gleichförmige Verteilung oder eine gewünschte ungleichförmige Verteilung des landwirtschaftlichen Materials in dem Tankbereich 106 erzielt wird. In einer solchen Ausführung erkennt das Bildverarbeitungsmodul 302 den Befüllungszustand des landwirtschaftlichen Materials in den Bilddaten vom Materialprofilmodul 314.
• Der Zuteiler 312 wertet die Qualität der Bilddaten aus. Zum Beispiel kann der Zuteiler 312 eine Auswerteschaltung, ein Entscheidungsmodul, eine auf Grundlage der Booleschen Algebra arbeitende Schaltung, ein Elektronikmodul, ein Software-Modul oder Software-Anweisungen umfassen, um festzustellen, (1) ob die ersten Bilddaten (das heißt die von der ersten Bildaufnahmevorrichtung 126) und/oder die zweiten Bilddaten (das heißt die von der zweiten Bildaufnahmevorrichtung 128) zu benutzen sind oder nicht, und/oder (2) ob das Bildverarbeitungsmodul 302 oder seine Ausgabedaten zu benutzen sind oder nicht, um das Abtankrohr-Endstück 118 in Bezug auf den Behälterumfang 120 auszurichten oder die räumlich versetzte Anordnung zwischen den Fahrzeugen 102, 100 einzustellen. In einem Beispiel ermittelt der Zuteiler 312, ob die ersten Bilddaten, die zweiten Bilddaten und die Ausgabedaten des Bildverarbeitungsmoduls 302 zu benutzen sind, die auf der Auswertung von einem oder mehreren der folgenden Messgrößen, Faktoren oder Kriterien während einer oder mehreren Erfassungszeiträumen beruhen: erhebliche Veränderung der Intensität der Bildpunktdaten, erhebliche Veränderung in den Beleuchtungsbedingungen der Umgebung, Qualität der Bildentzerrung, Qualität des Disparitätsbildes, Qualität der Stereokorrespondenzdaten, Zuverlässigkeit, Ausmaß oder Grad der Erkennung von Rändern von einem oder mehreren Bildgegenständen (zum Beispiel des Abtankrohrs 112, des Abtankrohr-Endstücks 118, des Behälterumfangs 120, des Tankbereichs 106) und die Zuverlässigkeit der Koordinatenabschätzung (zum Beispiel der dreidimensionalen Koordinaten) von einem oder mehreren Gegenständen im Bild. Der Zuteiler 312 kann einen oder mehrere Qualitätsindikatoren (zum Beispiel eine dritte Indikatormeldung) an ein optionales Betriebsart-Steuergerät 346 beispielsweise über einen Datenbus, einen logischen Datenpfad, einen körperlichen Datenpfad oder einen virtuellen Datenpfad mitteilen.
• Das Materialprofilmodul 314 ist so ausgeführt, dass es eine eindimensionale, zweidimensionale oder dreidimensionale Darstellung des Füllstandes oder einer volumetrischen Verteilung des landwirtschaftlichen Materials im Tankbereich 106 erfasst. Als Beispiel dienende Darstellungen von Füllständen sollen in Verbindung mit 6 ausführlicher beschrieben werden.
• Das Fahrzeug-Steuergerät 324 kann ein Schneckendrehsystem 348 und eine Förderschnecke 350 umfassen. Das Schneckendrehsystem 348 kann zum Beispiel umfassen: (1) den Drehbewegungssensor 328 zur Ermittlung des Drehwinkels 114 und/oder 116 des Abtankrohres 112 in Bezug auf eine oder mehrere Drehachsen und (2) ein Drehungs-Stellglied 352, das dazu dient, das Abtankrohr 112 zu bewegen, damit der Drehwinkel 114 und/oder 116 des Abtankrohrs geändert wird und folglich die Position des Endstücks 118 des Abtankrohres 112 in Bezug auf den Tankbereich 106. Das Drehungs-Stellglied 352 kann einen Motor, einen Linearmotor, eine elektrohydraulische Vorrichtung, eine mit Ratsche ausgestattete oder seilbetätigte mechanische Vorrichtung oder eine andere Vorrichtung zum Bewegen des Abtankrohrs 112 umfassen. Der Abtankrohr-Drehwinkel 114 und/oder 116 kann ein einfacher Winkel, ein zusammengesetzter Winkel oder mehrdimensionaler Winkel sein, der in Bezug auf eine Bezugsachse parallel zur Fahrtrichtung des Abtankfahrzeugs 100 gemessen wird. Der Drehbewegungssensor 328, das Drehungs-Stellglied 352 und/oder die Förderschnecke 350 können mit dem Fahrzeug-Steuergerät 324 über eine Übertragungsleitung oder einen sekundären Datenbus kommunizieren.
• Bei einem als Beispiel dienenden Drehungs-Stellglied 352, das eine elektrohydraulische Vorrichtung aufweist, können Proportional- oder Nichtproportional-Steuerventile benutzt werden. Proportional-Steuerventile ermöglichen feinere Einstellungen des Abtankrohr-Drehwinkels 114 und/oder 116, als dies mit Nichtproportional-Ventilen (zum Beispiel Ein-Aus-Ventilen) möglich ist. Gleichermaßen kann das Drehungs-Stellglied 352 unter Verwendung eines Elektromotors auch die Feineinstellungen des Abtankrohr-Drehwinkels 114 und/oder 116 erleichtern. Systeme, bei denen elektrohydraulische Vorrichtungen mit Nichtproportional-Steuerventilen benutzt werden und die keine ausgeklügelten Steuerungssysteme, wie sie hier beschrieben sind, aufweisen, können dazu neigen, den Tankbereich mit einer uneffizienten multimodalen oder höckerigen Verteilung des landwirtschaftlichen Materials mit örtlich hohen Bereichen und örtlich niedrigen Bereichen zu füllen. Jedoch können dieselben Systeme, wenn bei ihnen Steuerungsverfahren benutzt werden, wie sie hier beschrieben sind, eine Verteilung des landwirtschaftlichen Materials erzielen, die dichter an einer gewünschten Verteilung liegt. Eine höhere Steuerungsgenauigkeit kann durch Systeme erzielt werden, bei denen Drehungs-Stellglieder 352 benutzt werden, die Proportional-Ventile oder Elektromotoren umfassen. Diese und weitere als Beispiel dienende Verteilungen von landwirtschaftlichem Material sollen weiter unten im Zusammenhang mit 6. besprochen werden.
• Das Fahrzeug-Steuergerät 324 kann an den Fahrzeug-Datenbus 304 angekoppelt werden, damit eine Datenmeldung bereitgestellt wird, die anzeigt, wann die Förderschnecke 350 zum Abtanken von landwirtschaftlichem Material vom Abtankfahrzeug 100 durch das Abtankrohr 112 in Betrieb oder außer Betrieb ist. In einem Beispiel kann die Förderschnecke 350 eine sich drehende spiralförmige Schraube auf einer Schneckenwelle, einen Elektromotor zum Antreiben der Schneckenwelle und einen Drehbewegungssensor für das Erfassen der Drehung oder der Drehzahl der Schneckenwelle umfassen. Falls das Fahrzeug-Steuergerät 324 anzeigt, dass die Förderschnecke 350 des Abtankfahrzeugs 100 in Betrieb ist, kann das Bildverarbeitungsmodul 302 das Behältermodul 306 und das Abtankrohrmodul 308 aktivieren. Somit können das Schneckendrehsystem 348 und/oder das Fahrzeug-Steuergerät 324 Betriebsmittel für die Datenverarbeitung einsparen und den Energieverbrauch senken, indem sie das Behältermodul 305 und das Abtankrohrmodul 308 in einen inaktiven Zustand (das heißt Standby-Modus) versetzen, während das Abtankfahrzeug 100 zwar erntet, aber das landwirtschaftliche Material nicht zum Überladefahrzeug 100 abgetankt wird.
• Das Lenkungs-Steuergerät 316 oder das Koordinationsmodul 342 können die relative Position (zum Beispiel die in 1A veranschaulichten Komponenten der seitlich versetzten Anordnung) des Abtankfahrzeugs 100 zum Überladefahrzeug 102 einstellen. Zum Beispiel kann das mit dem Lenkungssystem 362 des Abtankfahrzeugs 100 verbundene Lenkungs-Steuergerät 316 das Abtankfahrzeug 100 in einer gegenseitigen Ausrichtung lenken (zum Beispiel mit einer Ausrichtung, die für die effiziente Überführung von Material vom Abtankfahrzeug 100 zum Überladefahrzeug 102 geeignet ist, während beide sich in einer generellen Vorwärtsbewegung befinden), die auf Lagedaten und auf Bewegungsdaten von einem ersten Standortermittlungsempfänger 354 des Abtankfahrzeugs 100 und einem zweiten Standortermittlungsempfänger 504 (5A) des Überladefahrzeugs 102 beruhen. Das Ausrichtungsmodul 310, das Koordinationsmodul 342 und/oder das Schneckendrehsystem 348 können die relative Position des Abtankrohres 112 oder des Abtankrohr-Endstücks 118 zum Behälterumfang 120 steuern, um ein gleichmäßiges Befüllen bis zum gewünschten Füllstand zu erreichen, und zwar mit oder ohne solche Lage- und Bewegungsdaten vom ersten und/oder zweiten Standortermittlungsempfänger 354, 504 (5A). Zum Beispiel können das Drehungs-Stellglied 352 oder das Schneckendrehsystem 348 allein oder in Kombination mit dem Fahrzeug-Steuergerät 324 den Winkel 114 und/oder 116 des Abtankrohrs einstellen.
• Um ein Verschütten zu vermeiden, kann das Abtankrohr-Endstück 118 zum Entladen landwirtschaftlichen Materials in der Weise eingestellt werden, dass seine Position innerhalb des Behälterumfangs 120 und innerhalb eines Toleranzabstandes des Behälterumfangs 120 verlagert wird. Das Abtastrohr-Endstück 118 kann nach verschiedenen Vorgehensweisen, die alternativ oder kumulativ angewendet werden können, eingestellt werden. Gemäß einer ersten Vorgehensweise stellt das Ausrichtungsmodul 310 das Abtankrohr-Endstück 118 durch Verändern des Winkels 114 und/oder 116 des Abtankrohrs ein. Auf der Grundlage der über einen Erfassungszeitraum gewonnenen Bilddaten kann das Drehungs-Stellglied 352 den Winkel 114 und/oder 116 des Abtankrohrs so einstellen, dass das Abtankrohr-Endstück 118 in eine auf gemeinsamer Wirkung beruhende Ausrichtung mit dem Tankbereich 106 gebracht wird.
• Gemäß einer zweiten Vorgehensweise fordert das Ausrichtungsmodul 310 das Koordinationsmodul 342 auf oder weist dieses an, die Einstellung der Hintereinander-Anordnung 140 und/oder der Einstellung der seitlichen Versetzung 138 vorzunehmen. Gemäß einer solchen Vorgehensweise bewerkstelligt das Koordinationsmodul 342 die Handhabung oder Choreographie der relativen Versetzung bei der Hintereinander-Anordnung 140 und der seitlich versetzten Anordnung 138 zwischen dem Abtankfahrzeug 100 und dem Überladefahrzeug 102 in der Weise, dass das Abtankfahrzeug 100 und/oder das Überladefahrzeug 102 bewegt wird. Gemäß einer dritten Vorgehensweise stellt das Ausrichtungsmodul 310 als erstes das Abtankrohr-Endstück 118 für das Entladen des landwirtschaftlichen Materials durch Verändern des Winkels 114 und/oder 116 des Abtankrohrs ein, und das Koordinationsmodul 342 verändert als zweites in regelmäßigen (zum Beispiel in periodischen) Zeitabständen den Abstand bei der Hintereinander-Anordnung und bei der seitlich versetzten Anordnung durch die Einstellung der Hintereinander-Anordnung 140 bzw. der Seitenabstandseinstellung 138, um einen gleichförmigen Füllzustand oder eine ebenmäßige Befüllung des Tankbereichs 106 mit dem landwirtschaftlichen Material zu erzielen. Um eine gezielte Ausrichtung oder eine gewünschte gleichförmige Verteilung beim Befüllen des Tankbereichs 106 mit landwirtschaftlichem Material zu erreichen, kann dementsprechend das Abtankrohr-Endstück 118 auf geordnete Art und Weise eingestellt werden (zum Beispiel in einer Matrix mit einer oder mehreren Reihen oder Spalten von voreingestellten Positionen der versetzten Anordnung), indem die räumliche Beziehung zwischen dem Abtankfahrzeug 100 und dem Überladefahrzeug 102 durch eine versetzte Anordnung nach vorn und hinten oder zur Seite verändert wird. Die Einstellung des Winkels des Abtankrohrs kann zur Feinabstimmung der Verteilung des landwirtschaftlichen Materials im Tankbereich 106 benutzt werden (zum Beispiel von jeder Position innerhalb der Matrix aus).
• Das optionale Betriebsart-Steuergerät 346 ist an den Datenbus 304 angekoppelt. Auch wenn das Betriebsart-Steuergerät 346 im Zusammenhang mit dem System 300 von 3 eröetert wird, kann das Betriebsart-Steuergerät 346 auf ähnliche Weise von den Systemen 400 und 500 der 2 bzw. 5A benutzt werden. Das Betriebsart-Steuergerät 346 kann ein Auswertegerät für die Qualität der Wahrnehmung, ein Bewertungsmodul, eine Schaltung der Booleschen Algebra, ein Elektronik-Modul, ein Software-Modul oder Software-Anweisungen umfassen, die der Feststellung dienen, ob das visionsgestützte Maschinenführsystem 300 in einer von mehreren Betriebsarten betrieben werden soll. Als Beispiel dienende Betriebsarten umfassen (1) eine bedienergeführte manuelle Betriebsart, bei der eine oder mehrere Bedienpersonen das Überladefahrzeug 102 und/oder das Abtankfahrzeug 100 lenken, während landwirtschaftliches Material vom Abtankfahrzeug 100 zum Überladefahrzeug 102 abgetankt wird, (2) eine automatisierte Betriebsart, bei der das Überladefahrzeug 102 und/oder das Abtankfahrzeug 100 automatisch gelenkt und ausgerichtet werden, während landwirtschaftliches Material vom Abtankfahrzeug 100 zum Überladefahrzeug 102 abgetankt wird, und (3) eine halbautomatische Betriebsart oder teilweise automatisierte Betriebsart, bei der ein oder mehrere Bediener die automatisierte Lenkung und Ausrichtung des Abtankfahrzeugs 100 und des Überladefahrzeugs 102 überwachen und in die Steuerung eingreifen können. Zum Beispiel kann das Betriebsart-Steuergerät 346 feststellen, ob ein automatisierter Steuermodus des Abtankrohres 112 oder ein bedienergeführter manueller Steuermodus des Abtankrohres 112 zu benutzen ist, und dies auf der Grundlage eines ersten Betriebszustandes des ersten Standortermittlungsempfängers 354, der mit dem Abtankfahrzeug 100 verbunden ist, eines zweiten Betriebszustandes des zweiten Standortermittlungsempfängers 504 (5A), der mit dem Überladefahrzeug 102 verbunden ist, und eines dritten Betriebszustandes der ersten Bildaufnahmevorrichtung 126 oder des Bildverarbeitungsmoduls 302.
• In einer Ausführung umfasst die automatisierte Steuerungs-Betriebsart einen Ausführungsmodus, wo das Bildverarbeitungsmodul 302 die gewonnenen Bilddaten verarbeitet, um die Ermittlung der Position des Abtankrohres 112 (zum Beispiel des Abtankrohr-Endstücks 118) relativ zum Tankbereich 106, zum Behälterumfang 120 oder zur mittleren Zone 134 des Tankbereichs 106 zu erleichtern. Außerdem kann beim automatisierten Steuerungsmodus das Bildverarbeitungsmodul 302 Befehlsdaten generieren, um das Abtankrohr-Endstück 118 relativ zum Tankbereich 106, zum Behälterumfang 120 oder zur mittleren Zone 134 des Tankbereichs 106 dergestalt zu platzieren, dass das Abtankrohr-Endstück 118 für das Abtanken von landwirtschaftlichem Material in den Tankbereich 106 ausgerichtet wird. Diese Befehlsdaten können eine oder mehrere der folgenden Befehlsdaten umfassen: Lenkbefehlsdaten für das Überladefahrzeug 102, Lenkbefehlsdaten für das Abtankfahrzeug 100 oder Antriebsbefehlsdaten für das Drehen, Neigen, Auslenken oder sonstige Bewegungen des Abtankrohres 112.
• In einem Beispiel umfast das Betriebsart-Steuergerät 346 ein Auswertegerät für die Qualität der Wahrnehmung, das die Funktionalität, die Diagnostik, die Leistungsfähigkeit, Prüfergebnisse oder die Qualität von einem oder mehreren der folgenden Geräte bewertet: Standortermittlungsempfänger 354, 504 (5A), erste und zweite Bildaufnahmevorrichtungen 126, 128, Entfernungsmesser, Weglängenaufnehmer 356, Sensoren für die Koppelnavigation, Trägheitssensoren 358, Navigationssensoren oder andere Wahrnehmungssensoren. In einem veranschaulichenden Beispiel ist der erste Betriebszustand dann akzeptabel, wenn während eines Erfassungszeitraums der erste Standortermittlungsempfänger 354 zuverlässige Positionsdaten bereitstellt, die dem Schwellwert der Feinauflösung oder der Zuverlässigkeitsmessung eines anderen Navigationssatelliten gleich kommen oder diese übersteigen. Der zweite Betriebszustand ist dann akzeptabel, wenn der zweite Standortermittlungsempfänger 504 (5A) während eines Erfassungszeitraums zuverlässige Positionsdaten bereitstellt, die dem Schwellwert der Feinauflösung oder der Zuverlässigkeitsmessung eines anderen Navigationssatelliten (zum Beispiel äquivalenter benutzerbezogener Gesamtentfernungsfehler) gleich kommen oder diese übersteigen. Außerdem ist der dritte Betriebszustand dann akzeptabel, wenn die erste Bildaufnahmevorrichtung 126 zuverlässige Bilddaten bereitstellt, in denen das Behältermodul 306, das Abtankrohrmodul 308 oder die jeweiligen Kantenerfassungsmodule darin zu irgend einem der folgenden Vorgänge imstande sind: (1) das zuverlässige Erkennen oder Auflösen von einem oder mehreren Rändern des Abtankrohres 112, des Abtankrohr-Endstücks 118, des Behälterumfangs 120 oder eines Teils davon oder des Tankbereichs 106 in den gewonnenen Bilddaten während eines Erfassungszeitraums, (2) das auf einer zeitbezogenen Prozentgrundlage (zum Beispiel mindestens 99,99% der Zeit) beruhende zuverlässige Erkennen von einem oder mehreren Bezugsobjekten (zum Beispiel eines Bezugsmusters oder eines Bezugsbilds am Abtankrohr 112 oder am Überladefahrzeug 102) oder von Objekten in den Bilddaten, (3) das zuverlässige Ermitteln (zum Beispiel über Stereo-Korrespondenz oder Disparitätsverarbeitung) der Koordinaten (zum Beispiel in drei Dimensionen) eines relevanten Bereichs (zum Beispiel einer Gruppe oder Konstellation von Bezugspunkten) an einem oder mehreren Objekten wie Abtankrohr 112, Abtankrohr-Endstück 118, Tankbereich 106, Behälterumfang 120 oder einem Teil davon während eines Überwachungszeitraums, oder (4) das zuverlässige Erkennen von einem oder mehreren Rändern des Abtankrohr-Endstücks 118 und von einem oder mehreren Rändern 136 des Behälterumfangs 120 des Tankbereichs 106.
• Die Position und/oder die Koordinaten (zum Beispiel dreidimensionale Koordinaten) des Abtankrohres 112 und/oder des Abtankrohr-Endstück 118 können unter Verwendung des erfassten Drehwinkels 114 und/oder 116 des Abtankrohres 112 zusammen mit der bekannten Länge des Abtankrohres 112 berechnet werden. Es kann jedoch dann, wenn der Drehwinkel 114 und/oder 116 oder der Drehbewegungssensor 328 nicht vorhanden sind, nicht funktionieren oder nicht mit dem Bildverarbeitungsmodul 302 in Verbindung stehen, das Abtankrohrmodul 308 die Bildverarbeitung für jede beliebige der folgenden Aufgaben benutzen: (1) Schätzung eines Abtankrohr-Drehwinkels 114 und/oder 116, (2) Schätzung der Position (zum Beispiel dreidimensionale Koordinaten) des Abtankrohrs 112 und (3) Schätzung der Position (zum Beispiel dreidimensionale Koordinaten) des Abtankrohr-Endstücks 118.
• Die Feinauflösung stellt einen Gütefaktor für die Leistungsfähigkeit der Standortermittlungsempfänger 354, 504 (5A) bereit, bei dem ein Satellitennavigationssystem benutzt wird wie beispielsweise das Global Positioning System (GPS) oder das Global Navigation Satellite System (GLONASS). Die Feinauflösung erfasst das zeitlich veränderliche Aufeinandertreffen von räumlicher Geometrie und Trennung zwischen den Standortermittlungsempfängern 354, 504 (5A) und Satellitensignalen, die von den Standortermittlungsempfängern 354, 504 (5A) ohne Zeittaktfehler, ohne ionosphärische Störungen und ohne anderweitige Störungen aufgenommen werden. Die Genauigkeit bei der Pseudo-Entfernungsabschätzung zu jedem Satelliten kann die Genauigkeit der Bestimmung eines dreidimensionalen Positionsschätzwerts beeinflussen und kann die Zeitabschätzung der Lagebestimmungsempfänger 354, 504 (5A) beeinflussen. Falls empfangbare Navigationssatelliten zu einem besonderen Zeitpunkt für die Lagebestimmungsempfänger 354, 504 (5A) räumlich im Orbit zu nahe beieinander liegen, kann die Genauigkeit der Positionsabschätzung beeinträchtigt werden, und der Wert der Feinauflösung kann höher liegen, als dies normal oder akzeptabel ist.
• In einem Beispiel stellt der erste Lagebestimmungsempfänger 354 eine erste Anzeigemeldung bereit, die angibt, dass der erste Lagebestimmungsempfänger 354 einen Schwellwert der Feinauflösung erreicht oder überschreitet. Der zweite Lagebestimmungsempfänger 504 (5A) stellt eine zweite Anzeigemeldung bereit, die angibt, dass der zweite Lagebestimmungsempfänger 504 (5A) einen Schwellwert der Feinauflösung überschreitet. Das Bildverarbeitungsmodul 302 stellt eine dritte Anzeigemeldung bereit, die angibt, dass das Bildverarbeitungsmodul 302 imstande ist, einen oder mehrere Ränder des Abtankrohr-Endstücks 118 und einen oder mehrere Ränder des Behälterumfangs 120 des Tankbereichs 106 während eines Messzeitraums zuverlässig zu erkennen.
• Falls das Betriebsart-Steuergerät 346 vom Bildverarbeitungsmodul 302 getrennt ist, wird dem System 300 eine Maßnahme der Redundanz und Zuverlässigkeit zugefügt, da jeder Ausfall oder jede Unterbrechung der Funktionstüchtigkeit des Bildverarbeitungsmoduls 302 oder der Hardware oder der Software des Bildverarbeitungsmoduls 302 im Allgemeinen getrennt und scharf abgegrenzt ist von jedem Ausfall oder jeder Unterbrechung der Funktion des Betriebsart-Steuergerätes 346. Auch wenn das Betriebsart-Steuergerät 346 als vom Bildverarbeitungsmodul 302 getrennt und außerhalb befindlich dargestellt ist, kann in einem anders gestalteten Beispiel das Betriebsart-Steuergerät 346 in das Bildverarbeitungsmodul 302 eingebaut sein, um möglicherweise die Kosten des Systems 300 zu senken.
• Das Master/Slave-Steuergerät 340 ist an den Datenbus 304 angekoppelt. In einem Beispiel umfasst das Master/Slave-Steuergerät 340 ein Selbstführungsmodul 360 und das Koordinationsmodul 342. Das Selbstführungsmodul 360 oder das Master/Slave-Steuergerät 340 kann das Abtankfahrzeug 100 gemäß den Standortdaten vom ersten Lagebestimmungsempfänger 354 und einem Streckenplan oder einer gewünschten Fahrzeugstrecke (zum Beispiel einer im Datenspeichergerät 336 gespeicherten gewünschten Fahrzeugstrecke) steuern. Das Selbstführungsmodul 360 oder das Master/Slave-Steuergerät 340 sendet Befehlsdaten an das Lenkungs-Steuergerät 316, das Brems-Steuergerät 318 und das Antriebs-Steuergerät 320, um die Strecke des Abtankfahrzeugs 100 so zu steuern, dass dieses über die Benutzerschnittstelle 322 oder das Steuerungssystem 362 automatisch einem Streckenplan folgt oder einem Verlauf folgt, der von einem Bediener von Hand gesteuert wird.
• Das Koordinationsmodul 342 kann das Ausrichten der Bewegung (zum Beispiel die Choreographie) zwischen dem Abtankfahrzeug 100 und dem Überladefahrzeug 102 während des Entladens oder des Abtankens von landwirtschaftlichem Material zwischen diesen Fahrzeugen erleichtern. Zum Beispiel kann das Koordinationsmodul 342 die Beibehaltung der gleichförmigen seitlichen Versetzung 138 und der gleichförmigen Hintereinander-Anordnung 140 zwischen den Fahrzeugen 102, 100 während des Entladens des landwirtschaftlichen Materials erleichtern, ein Vorgang, der zur Erreichung einer gleichförmigen Verteilung von Material im Tankbereich 106 einer Reihe von Einstellungen unterliegt. Gemeinsam können die gleichförmige seitliche Versetzung 138 und die gleichförmige Hintereinander-Anordnung 140 als gleichförmige räumliche Versetzung bezeichnet werden. In manchen Beispielen sind die Beibehaltung der seitlichen Versetzung 138 und der Hintereinander-Anordnung 140 oder die Koordinierung jeglicher Veränderung in der seitlich versetzten Anordnung 138 und der Hintereinander-Anordnung 140 (zum Beispiel gemäß einer zweidimensionalen Matrix von vorher eingerichteten Positionen (x-, y-Punkten)) für das gleichförmige Beladen eines zugehörigen besonderen Behälters 108 oder des Tankbereichs 106 eine notwendige oder gewünschte Voraussetzung dafür, dass die Winkeleinstellung des Abtankrohres 112 oder des Abtankrohr-Endstücks 118 durch das Ausrichtungsmodul 310 ausgeführt wird.
• In einem Beispiel wird das Abtankfahrzeug 100 im Modus als Führungsfahrzeug durch das Selbstführungsmodul 360 oder das Lenkungs-Steuergerät 316 gemäß dem Streckenplan oder durch einen Bediener gelenkt. Das Master/Slave-Steuergerät 340 oder das Koordinationsmodul 342 steuert über ein Slave/Master-Steuergerät 508 (5A) das Überladefahrzeug 102 im Modus des Folgefahrzeugs, wobei das Abtankfahrzeug 100 im Modus des Führungsfahrzeugs arbeitet. Falls das Abtankfahrzeug 100 in einem automatisierten Modus oder in einem Selbstlenkungsmodus arbeitet, stellt das Master/Slave-Steuergerät 340 örtlich Befehlsdaten an das Lenkungs-Steuergerät 316, das Brems-Steuergerät 318 und das Antriebs-Steuergerät 320 des Abtankfahrzeugs bereit. Derartige Befehlsdaten können normiert (das heißt mit einer Skala versehen) und zeitprotokolliert sein und können dem Überladefahrzeug 102 über die Funkverbindungsgeräte 338, 506 (5A) zum Zweck der Verarbeitung durch das Slave/Master-Steuergerät 508 (5A) übermittelt werden. Alternativ werden die Geschwindigkeit, die Beschleunigung und die Daten über die Bewegungsrichtung des Abtankfahrzeugs 100 dem Überladefahrzeug 102 über die Funkverbindungsgeräte 338, 506 (5A) übermittelt, damit das Überladefahrzeug 102 in die Lage versetzt wird, der Strecke des Abtankfahrzeugs 100 mit minimalem Zeitverzug zu folgen. In einem automatisierten Modus und in einem Führungs-Nachfolge-Modus werden das Überladefahrzeug 102 und/oder das Abtankfahrzeug 100 während des Abtankens von landwirtschaftlichem Material vom Abtankfahrzeug 100 zum Überladefahrzeug 102 automatisch gelenkt und ausgerichtet.
• Das Bildverarbeitungsmodul 302 stellt Bilddaten an das Benutzerschnittstellen-Verarbeitungsmodul 326, bereit das auf direktem oder indirektem Wege Meldungsdaten über den Zustand und Meldungsdaten über die Leistungsfähigkeit an die Benutzerschnittstelle 322 bereitstellt. Wie das in 3 veranschaulicht ist, steht das Bildverarbeitungsmodul 302 mit dem Fahrzeugdatenbus 304 (zum Beispiel dem CAN-Datenbus des Controller Area Network) im Datenaustausch.
• In einem Beispiel sind der Standortermittlungsempfänger 354, das erste Funkverbindungsgerät 338, das Fahrzeug-Steuergerät 324, das Lenkungs-Steuergerät 316, das Brems-Steuergerät 318 und das Antriebs-Steuergerät 320 imstande, über den Fahrzeugdatenbus 304 zu kommunizieren. Der Reihe nach ist das Lenkungs-Steuergerät 316 an ein Lenksystem 362 des Abtankfahrzeugs 100 gekoppelt, das Brems-Steuergerät 318 ist an ein Lenksystem 362 des Abtankfahrzeugs 100 gekoppelt, das Brems-Steuergerät ist an das Bremssystem 344 des Abtankfahrzeugs 100 gekoppelt, und das Antriebs-Steuergerät 320 ist an ein Antriebssystem 364 des Abtankfahrzeugs 100 gekoppelt.
• Das Lenkungssystem 362 kann ein elektrisch angetriebenes Lenksystem, ein elektrohydraulisches Lenksystem, ein Lenksystem mit Zahnradgetriebe, ein Lenksystem mit Zahnstangengetriebes oder ein anderes Lenksystem umfassen, das die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs oder die Stellung von einem oder mehreren Rädern des Fahrzeugs verändert. Das Bremssystem 344 kann ein regeneratives Bremssystem, ein elektrohydraulisches Bremssystem, ein mechanisches Bremssystem oder ein anderes Bremssystem umfassen, das imstande ist, das Fahrzeug durch hydraulische, mechanische, auf Reibung beruhende oder elektrische Kräfte zum Stillstand zu bringen. Das Antriebssystem 364 kann einen oder mehrere der folgenden Bestandteile aufweisen: (1) eine Kombination aus einem Elektromotor und einem elektrischen Steuergerät, (2) eine Brennkraftmaschine, die durch ein elektronisches Kraftstoff-Einspritzsystem oder eine andere Kraftstoff-Dosiervorrichtung gesteuert wird, die durch elektrische Signale gesteuert werden, oder (3) ein Hybrid-Fahrzeug, bei dem eine Brennkraftmaschine einen elektrischen Generator antreibt, an den ein oder mehrere elektrische Antriebsmotoren angeschlossen sind.
• Ein optionales Mast-Steuergerät 366 kann an den Fahrzeugdatenbus 304, den Geräteträger-Datenbus oder das Bildverarbeitungsmodul 302 angeschlossen sein, damit eine optionale erste Halterung 142, 202 zum Zweck der Montage und der einstellbaren Positionierung der ersten und/oder zweiten Bildaufnahmevorrichtung 126, 128 gesteuert werden kann. Dieses Mast-Steuergerät 366 ist so ausgebildet, dass die Orientierung (zum Beispiel die Verbundwinkelorientierung) oder die über dem Erdboden gemessene Höhe der ersten und/oder zweiten Bildaufnahmevorrichtung 126, 128, die an der ersten Halterung 142, 202 angebracht sind, verändert werden können. Die Orientierung kann zum Beispiel als Neigungswinkel, als Horizontalschwenkwinkel, als nach unten gerichteter Kippwinkel, als Tiefenwinkel oder Drehwinkel ausgedrückt werden.
• In einer Ausführung ist die Benutzerschnittstelle 322 für die Eingabe von Behälterbezugsdaten oder Dimensionsparametern, die zum Überladefahrzeug 102 Bezug haben, eingerichtet. Zum Beispiel können die Behälterbezugsdaten oder Dimensionsparameter einen Entfernungswert zwischen einer Anhängerkupplung oder einem Drehpunkt, durch welche die gegenseitige Verbindung zwischen dem Antriebsteil 104 und dem Tankbereich 106 hergestellt wird, und der Drehachse der Vorderräder des Tankbereichs 106 des Überladefahrzeugs 102 umfassen.
• In einem anders gestalteten Beispiel, wie es durch die gestrichelten Linien in 3 dargestellt ist, kann das System 300 außerdem den Weglängenaufnehmer 356 (zum Beispiel Odometer) und den optionalen Trägheitssensor 358 umfassen. Um die Entfernung, die vom Abtankfahrzeug während der Zeitspanne der Messung zurückgelegt worden ist, oder eine Bodengeschwindigkeit des Abtankfahrzeugs abschätzen zu können, kann der Weglängenaufnehmer 356 einen magnetischen Drehbewegungssensor, einen zahnradgetriebenen Sensor oder einen kontaktlos arbeitenden Sensor zur Messung der Drehung von einem oder mehreren Rädern des Abtankfahrzeugs umfassen. Der Weglängenaufnehmer 356 kann an den Fahrzeugdatenbus 304 oder an einen Geräteträger-Datenbus angeschlossen sein. Der Trägheitssensor 358 kann einen oder mehrere Beschleunigungsmesser, Gyroskope oder andere die Trägheit erfassende Vorrichtungen aufweisen, die an den Fahrzeugdatenbus 304 oder einen Geräteträger-Datenbus angeschlossen sind. Der optionale Weglängenaufnehmer 358 und der optionale Trägheitssensor 358 können die von dem ersten Standortermittlungsempfänger 354 bereigestellten Positionsdaten oder Bewegungsdaten verbessern oder ergänzen.
• Das bildgestützte Führungssystem 400 von 4 ist dem System 300 von 3 ähnlich. Das System 400 von 4 umfasst jedoch außerdem einen Geräteträger-Datenbus 402, ein Gateway 404 und ein Fahrzeug-Steuergerät 406, das an den Fahrzeug-Datenbus 304 für die optionalen Leuchten 408 und ein Abtankrohr 410 angeschlossen ist. Das Abtankrohr 410 ist gut geeignet für den Einsatz mit einem selbstfahrenden Feldhäcksler, während das Abtankrohr 112 gut für den Einsatz mit einem Mähdrescher geeignet ist. Es können jedoch entweder das eine oder andere der Abtankrohre 410, 112 mit Mähdreschern, Erntemaschinen oder anderer schwerer Ausrüstung eingesetzt werden. Das Fahrzeug-Steuergerät 406 steuert die Leuchten 408, ein Abtankrohr-Steuergerät 412 steuert das Abtankrohr 410 über eine oder mehrere der folgenden Vorrichtungen: ein Drehungs-Stellglied 414, ein Neigungs-Stellglied 416 oder ein Auslenker-Stellglied 418. Zum Beispiel kann das Drehungs-Stellglied 414 das Abtankrohr 410 um eine erste Achse drehen, die im Allgemeinen rechtwinklig zum Erdboden verläuft. Das Neigungs-Stellglied 416 kann das Abtankrohr 410 um einen Winkel nach oben oder unten längs einer zweiten Achse kippen oder drehen, die im Allgemeinen parallel zum Erdboden oder im Wesentlichen rechtwinklig zur ersten Achse verläuft. Das Auslenker-Stellglied 418 kann eine an einem Ende des Abtankrohrs oder in dessen Nähe befindliche Auslenkvorrichtung in Gang setzen, um zu vermeiden, dass geerntetes Material über den Tankbereichs 106 des Überladefahrzeugs 102 hinaus befördert wird oder dieses zu tief zugeführt wird. In einem Beispiel kann jede von den Vorrichtungen Drehungs-Stellglied 414, Neigungs-Stellglied 416 und Auslenker-Stellglied 418 einen Servomotor, einen Elektromotor oder einen elektrohydraulischen Mechanismus umfassen, die zum Bewegen oder zum Einstellen der Orientierung oder des Winkels des Abtankrohrs 410 oder dessen Endstücks dienen.
• In einer Ausführung steuert das Abtankrohr-Steuergerät 412 das Abtankrohr 410 auf der Grundlage der Eingabe durch Bediener. In einer weiteren Ausführung steuert das Abtankrohr-Steuergerät 412 das Abtankrohr 410 über das Bildverarbeitungsmodul 302 auf der Grundlage von Sensordaten von einem oder mehreren der folgenden Sensoren: einem Drehbewegungssensor 420, einem Neigungssensor 422 und einem Auslenkersensor 424. Der Drehbewegungssensor 420 misst einen ersten Drehwinkel des Abtankrohrs 410 um eine erste Achse, die im Allgemeinen rechtwinklig zum Erdboden verläuft; der Neigungssensor 422 misst einen zweiten Drehwinkel (das heißt einen Neigungswinkel) des Abtankrohrs 410, der ein nach oben oder nach unten gerichteter Winkel längs einer zweiten Achse ist, die im Allgemeinen parallel zum Erdboden oder im Wesentlichen rechtwinklig zur ersten Achse verlaufen kann. Der Auslenkersensor 424 kann einen Auslenkerwinkel, einen Aktivzustand des Auslenkers oder einen Inaktivzustand des Auslenkers an einem Endstück des Abtankrohrs 410 oder in der Nähe dieses Endstücks messen, um zu vermeiden, dass geerntetes Material über den Tankbereich 106 des Überladefahrzeugs 102 hinaus schießt. In einem Beispiel kann jeder der genannten Sensoren Drehbewegungssensor 420 und Neigungssensor 422 einen Magnetfeldsensor, einen Hall-Effekt-Sensor, einen magnetostriktiven Sensor, einen magnetoresistiven Sensor, einen veränderlichen Widerstand oder weitere geeignete Sensoren aufweisen, die zur Messung eines Winkels zwischen dem Abtankrohr 112 und dem Abtankfahrzeug 100 in Bezug auf die Drehung längs der ersten Achse, der zweiten Achse oder sonstigen Drehung dienen. In einer Ausführung kann der Auslenkersensor 424 einen Kontaktsensor oder Kontaktschalter aufweisen, damit eine Zustandsmeldung oder ein Zustandssignal bereitgestellt wird, das anzeigt, ob der Auslenker in Bezug auf das Abtankrohr-Endstück 118 ausgefahren oder eingezogen ist.
• In einer Ausführung kann der Geräteträger-Datenbus 402 einen CAN-Geräteträger-Datenbus (Controller Area Network) umfassen. Auf ähnliche Weise kann der Fahrzeug-Datenbus 304 einen CAN-Datenbus (Controller Area Network) umfassen. In einem anders gestalteten Beispiel kann der Geräteträger-Datenbus 402 und/oder der Fahrzeug-Datenbus 304 einen ISO-Datenbus (International Organization for Standardization) oder ISOBUS, Ethernet oder einen anderen Datenprotokoll- oder Kommunikationsstandard umfassen.
• Das Gateway 404 unterstützt den sicheren oder gesteuerten Datenaustausch zwischen dem Geräteträger-Datenbus 402 und dem Fahrzeug-Datenbus 304. Das Gateway 404 kann eine Firewall (zum Beispiel Hardware oder Software), einen Datenaustausch-Router oder eine andere Sicherheitsvorrichtung umfassen, die den Datenaustausch (zum Beispiel nicht autorisierten Datenaustausch) eines Netzwerkbestandteils mit dem Fahrzeug-Datenbus 304 oder einem Netzwerkelement oder einer Vorrichtung auf dem Fahrzeug-Datenbus 304 einschränken oder diesen ganz verhindern. Die Sicherheitsvorrichtung des Gateway 404 kann einen solchen Datenaustausch ermöglichen, wenn das Netzwerkelement oder die Vorrichtung auf dem Geräteträger-Datenbus 402 einem bestimmten Sicherheitsprotokoll, Handshake-Betrieb, Passwort und Schlüssel oder einer anderen der Sicherheit dienenden Maßnahme folgt. Außerdem kann in einem Beispiel das Gateway 404 den Datenaustausch zum Fahrzeug-Datenbus 304 verschlüsseln und den Datenaustausch vom Fahrzeug-Datenbus 304 entschlüsseln, wenn ein geeigneter Chiffrierschlüssel eingegeben wird oder anderen Sicherheitsmaßnahmen entsprochen wird. Das Gateway 404 kann auf dem Geräteträger-Datenbus 402 derartige Netzwerk-Vorrichtungen zulassen, die über einen offenen Standard oder über die Hardware und Software von Lieferfirmen als Drittpartei kommunizieren. Dagegen werden die Netzwerk-Vorrichtungen auf dem Fahrzeug-Datenbus 304 einzig und allein vom Hersteller des Abtankfahrzeugs (zum Beispiel eines selbstfahrenden Feldhäckslers) oder von Firmen, die von diesem Hersteller autorisiert sind, bereitgestellt.
• In 4 sind ein erster Standortbestimmungsempfänger 354, eine Benutzerschnittstelle 322, ein Benutzerschnittstellen-Verarbeitungsmodul 326 und das Gateway 404 an den Geräteträger-Datenbus 402 angekoppelt. In anderen Beispielen können derartige Elemente oder Netzwerk-Vorrichtungen mit dem Fahrzeug-Datenbus 304 verbunden sein. Das Fahrzeug-Steuergerät 406 und das Abtankrohr-Steuergerät 412 sind an den Fahrzeug-Datenbus 304 angeschlossen. Ihrerseits sind das Fahrzeug-Steuergerät 406 und das Abtankrohr-Steuergerät 412 auf direktem oder indirektem Wege an optionale Leuchten 408 am Abtankfahrzeug 100 und am Abtankrohr 112 des Abtankfahrzeugs 100 angeschlossen. Auch wenn das System 400 von 4 für den Einsatz oder die Installation an einem selbstfahrenden Feldhäcksler gut geeignet ist, kann das System 400 von 4 auch auf Mähdrescher, Erntegeräte oder andere schwere Ausrüstung angewendet werden.
• Das System 300 von 3 und das System 400 von 4 finden Anwendung auf das Abtankfahrzeug 100, während die Systeme 500 und 502 von 5A bzw. 5B auf das Überladefahrzeug 102 Anwendung finden. Insbesondere ist das System 500 von 5A als Bildverarbeitungsmodul 302 dargestellt, das auf dem Überladefahrzeug 102 positioniert ist, und das System 502 von 5B ist so ausgebildet, dass es mit dem System 300 oder 400 von 3 bzw. 4 zusammenwirkt.
• Das System 500 von 5A umfasst neben weiteren Geräten, die in 3 veranschaulicht sind, die erste Bildaufnahmevorrichtung 126, das Bildverarbeitungsmodul 302, das Benutzerschnittstellen-Verarbeitungsmodul 326, das Gateway 404, einen zweiten Standortermittlungsempfänger 504, ein zweites Funkverbindungsgerät 506 und ein Slave/Master-Steuergerät 508. In einem Beispiel ist die erste Bildaufnahmevorrichtung 126 auf den selbstfahrenden Teil 104 (zum Beispiel eine Zugmaschine) des Überladefahrzeugs 102 mit Blickrichtung auf den Tankbereich 106 montiert. Das zweite Funkverbindungsgerät 506 des Überladefahrzeugs 102 kann für den Datenaustausch mit dem ersten Funkverbindungsgerät 338 des Abtankfahrzeugs 100 von 3 oder 4 ausgelegt sein. Der zweite Standortermittlungsempfänger 504 kann Positionsdaten, Standortdaten, Höhe, Geschwindigkeit oder Beschleunigungsdaten bereitstellen.
• Wie dies in 5A veranschaulicht ist, kann das Bildverarbeitungsmodul 302 die relative Position des Abtankfahrzeugs 100 und des Überladefahrzeugs 102 abschätzen. Das Bildverarbeitungsmodul 302 kann auch die relative Orientierung des Abtankrohr-Endstücks 118 in Bezug auf den Tankbereich 106 abschätzen, um das Lenksystem 362, das Bremssystem 344 und das Antriebssystem 364 des Überladefahrzeugs 102 über ein oder mehrere Steuergeräte 316, 318, 320 zu führen oder zu steuern. Das Bildverarbeitungsmodul 302 kann solche Abschätzungen dergestalt vornehmen, dass das Abtankfahrzeug 100 und das Überladefahrzeug 102 in eine Zielposition für die Abtanken von Material vom Abtankrohr-Endstück 118 zum Tankbereich 106 gebracht werden. Zum Beispiel können die Zielposition für das Abtanken oder die gegenseitige Ausrichtung auf die Erfassung oder Ausrichtung der Position des Abtankrohres und der Behälterposition bezogen werden (zum Beispiel für einen oder mehrere Zeitabschnitte der Erfassung). Zwischenzeitlich kann das Abtankfahrzeug 100 (hinsichtlich zum Beispiel Lenkung, Geschwindigkeit, Beschleunigung) durch seinen eigenen Bediener oder den ersten Standortermittlungsempfänger 354 gesteuert werden. Zum Beispiel kann das System 500 oder das Bildverarbeitungsmodul 302 das Abtankrohr-Endstück 118 erkennen und (über Stereo-Korrespondenz-, Disparitäts- oder andere Bildverarbeitung) die relative Position des Abtankrohr-Endstücks 118 zum Tankbereich 106, zum Behälterumfang 120 des Tankbereichs 106 und/oder zur mittleren Zone 134 des Tankbereichs 106 berechnen.
• Im Beispiel von 5A kann das Lenkungs-Steuergerät 316, das mit dem Lenksystem 362 des Überladefahrzeugs 102 in Verbindung steht, den selbstfahrenden Teil 104 des Überladefahrzeugs 102 gemäß einer gegenseitigen Ausrichtung lenken (zum Beispiel einer Ausrichtung, die für die effiziente Überführung von Material vom Abtankfahrzeug zum Überladefahrzeug 102 geeignet ist) und dies auf der Grundlage von Standortdaten und Bewegungsdaten vom ersten Standortermittlungsempfänger 354 und vom zweiten Standortermittlungsempfänger 504. Mit oder ohne derartige Standortdaten und Bewegungsdaten von einem oder mehreren der Standortermittlungsempfänger 354, 504 kann das Bildverarbeitungsmodul 302 den selbstfahrenden Teil 104 des Überladefahrzeugs 102 lenken, um die gegenseitige Ausrichtung zum Entladen oder Abtanken von Material zwischen den Fahrzeugen aufrecht zu erhalten, indem Bilddaten Verwendung finden, die dazu dienen, das Abtankrohr 112 oder das Abtankrohr-Endstück 118 mit dem Tankbereich 106 oder dem Behälterumfang 120 des Überladefahrzeugs auszurichten.
• In einer als Beispiel dienenden Ausführung von 5B arbeiten das Abtankfahrzeug 100 und das Überladefahrzeug 102 in einer Führungs-Nachfolge-Ausführung, in der das Abtankfahrzeug 100 sich in der Rolle des Führungsfahrzeugs und das Überladefahrzeug 102 in der Rolle des Nachfolgefahrzeugs befinden, so dass das Überladefahrzeug 102 dem Führungsfahrzeug hinsichtlich der Bewegungsrichtung, der Geschwindigkeit und wahlweise der Beschleunigung des Führungsfahrzeugs mit einem Zielwert der räumlich versetzten Anordnung folgt oder nachgeführt wird. In 5B kann das Bildverarbeitungsmodul 302 nur auf dem Abtankfahrzeug 100 aktiv sein und muss auf dem Überladefahrzeug 102 nicht aktiv zu sein oder kann ganz fehlen. Auf dem Abtankfahrzeug 100 können das Bildverarbeitungsmodul 302 und der erste Standortermittlungsempfänger 354 Bildleitdaten bereitstellen, falls solche verfügbar und/oder zuverlässig sind, bzw. erste Bewegungsdaten (zum Beispiel Standort, Bewegungsrichtung, Geschwindigkeit und Beschleunigung), die vom Abtankfahrzeug 100 und vom Überladefahrzeug 102 zum Zweck der Führung benutzt werden.
• In einer als Beispiel dienenden Ausführung werden die Bildleitdaten und/oder die ersten Bewegungsdaten vom ersten Funkverbindungsgerät 338 auf dem Abtankfahrzeug 100 zum zweiten Funkverbindungsgerät 506 auf dem Überladefahrzeug 102 übertragen. Auf dem Überladefahrzeug 102 kann das Slave/Master-Steuergerät 508 die ersten Bewegungsdaten und die ersten Standortdaten vom ersten Standortermittlungsempfänger 354 auf dem Abtankfahrzeug 100 und die zweiten Bewegungsdaten und die zweiten Standortdaten vom zweiten Standortermittlungsempfänger 504 auf dem Überladefahrzeug 102 empfangen. Das Slave/Master-Steuergerät 508 kann Fehler- oder Steuerdaten zur Steuerung des Lenksystems 362, des Bremssystems 344 und des Antriebssystems 364 des Überladefahrzeugs 102 generieren. Diese Fehler- oder Steuerdaten können auf einem Unterschied zwischen den ersten Bewegungsdaten und den zweiten Bewegungsdaten und/oder einem Unterschied zwischen den ersten Standortdaten und den zweiten Standortdaten beruhen.
• In einer weiteren als Beispiel dienenden Ausführung kann das Master/Slave-Steuergerät 340 auf dem Abtankfahrzeug 100 Steuersignale oder Steuerdatenmeldungen an das Slave/Master-Steuergerät 508 auf dem Überladefahrzeug 102 senden, um das Lenksystem 362, das Bremssystem 344 oder das Antriebssystem 364 des Überladefahrzeugs 102 zu steuern. Das Master/Slave-Steuergerät 340 kann solche Signale oder Meldungen an das Slave/Master-Steuergerät 508 senden, um die relative Position des Abtankrohr-Endstücks 118 zum Tankbereich 106 des Behälters zu optimieren, damit die zum Ziel gestellte räumliche Trennung zwischen den Fahrzeugen optimiert wird oder eine bevorstehende Kollision zwischen den Fahrzeugen 102, 100 vermieden wird. Auf dem Überladefahrzeug 102 kann das Slave/Master-Steuergerät 340 unter der Steuerung durch das Master/Slave-Steuergeräts 340 in einem Slave-Modus oder Nachfolger-Modus arbeiten. Ein Selbstführungsmodul 510 und ein Koordinationsmodul 512 innerhalb des Slave/Master-Steuergeräts 508 können die Führung des Überladefahrzeugs 102 im Einklang mit Standortdaten und einem Streckenplan oder im Einklang mit anderen Führungsdaten oder Befehlsdaten vom Master/Slave-Steuergerät 340 an das Abtankfahrzeug 100 übernehmen.
• In 5A oder 5B kann das System 500 oder 502 für des Überladefahrzeugs 102 in Verbindung mit dem System 300 oder 400 des Abtankfahrzeugs 100 von 3 oder 4 benutzt werden. Das zweite Funkverbindungsgerät 506 kann an den Fahrzeug-Datenbus 304 angekoppelt werden. Die Funkverbindungsgeräte 338, 506 können Positionsdaten, relative Positionsdaten, Befehlsdaten oder Steuerungsdaten zum Zweck der Steuerung, der Einstellung oder der Koordinierung der Position und Orientierung der Fahrzeuge und insbesondere der Position und der Orientierung des Abtankrohres 112 oder Abtankrohr-Endstücks 118 über der mittleren Zone 134 des Behälters 108 austauschen oder übermitteln. Die übermittelten Daten zwischen den Funkverbindungsgeräten 338, 506 können beliebige der folgenden Daten umfassen: (1) Positionsdaten oder Standortdaten entweder vom Standortermittlungsempfänger 354 oder 504, (2) Befehls- oder Führungsdaten von einem Bildverarbeitungsmodul 302 auf dem Abtankfahrzeug 100 oder dem Überladefahrzeug 102, (3) Befehls- oder Führungsdaten vom Master/Slave-Steuergerät 340 oder vom Koordinationsmodul 512, (4) Befehls- oder Führungsdaten vom Slave/Master-Steuergerät 508 oder vom Koordinationsmodul 512 oder (5) Ausrichtungsdaten vom Ausrichtungsmodul 310 (zum Beispiel Daten, welche die relative Position der Bildaufnahmevorrichtungen, die relative Position von Bezugspunkten an den Fahrzeugen und die relative Ausrichtung zwischen dem Abtankrohr-Endstück 118 und dem Behälterumfang 120 betreffen). Um zum Beispiel die relative Ausrichtung zwischen dem Abtankrohr-Endstück 118 und dem Behälterumfang 120 zu ermitteln, können das Bildverarbeitungsmodul 302 oder das Ausrichtungsmodul 310 zunächst erste Standortdaten des ersten Standortermittlungsempfängers 354 und zweite Standortdaten des zweiten Standortermittlungsempfängers 504 benutzen, um die relative Position oder räumlich versetzte Anordnung zwischen den zwei Fahrzeugen 102, 100 oder die relative Position der ersten Bildaufnahmevorrichtung 125 und der zweiten Bildaufnahmevorrichtung 128 zu ermitteln.
• Das System 500 von 5A kann verschiedene Ausführungen oder Kombinationen von elektronischen Systemen (zum Beispiel der Systeme 300 und 500 oder 400 und 500) des Abtankfahrzeugs 100 und des Überladefahrzeugs 102 unterstützen. In einer ersten Ausführung kann die Bildaufnahmevorrichtung 126 auf dem Überladefahrzeug 102 angeordnet sein an Stelle von oder zusätzlich zur Anbringung von einer oder beiden der ersten oder zweiten Bildaufnahmevorrichtung 126, 128 auf dem Abtankfahrzeug 100. In einer zweiten Ausführung kann das System 500 von 5A gewonnene Bildverarbeitungsdaten vom Überladefahrzeug 102 an das Abtankfahrzeug 100 bereitstellen, und zwar auf dem Wege der Übertragung der gewonnenen Bildverarbeitungsdaten vom zweiten Funkverbindungsgerät 506 und zum ersten Funkverbindungsgerät 338. Hier können in einer zweiten Ausführung die gewonnenen Bildverarbeitungsdaten vom Überladefahrzeug 102 als Ergänzungsdaten, Komplementärdaten oder Zusatzdaten bezeichnet werden. Die zusätzlichen Bilddaten können eine zusätzliche perspektivische Darstellung oder Ansichten bereitstellen, welche die vom Abtankfahrzeug 100 gewonnenen Bilddaten ergänzen können. Zum Beispiel können diese zusätzlichen Bilddaten genauere oder ergänzende Bilddaten bereitstellen, wenn die vom Abtankfahrzeug 100 bereitgestellten Bilddaten durch Feuchtigkeit, Staub, schlechte Umgebungsbeleuchtung, Blendeffekte oder Reflexionen beeinträchtigt sind, die nicht auf ähnliche Weise die zusätzlichen Bilddaten beeinflussen oder beeinträchtigen.
• Ein optionaler Weglängenaufnehmer 356 kann an den Fahrzeug-Datenbus 304 oder den Geräteträger-Datenbus 402 angeschlossen sein. Ein Trägheitssensor 358 kann einen oder mehrere Beschleunigungsmesser, Gyroskope oder andere die Trägheit erfassende Vorrichtungen aufweisen, die an den Fahrzeug-Datenbus 304 oder den Geräteträger-Datenbus 402 angeschlossen sind.
• 6 zeigt eine zweidimensionale Darstellung von verschiedenen möglichen veranschaulichenden Verteilungen von Material im Behälter 108 gemäß einem Blick längs der Bezugslinie 6-6 in 2A. In einer Ausführung fällt die y-Achse mit der Längsachse oder der Fahrtrichtung des Behälters 108 zusammen, die z-Achse fällt mit der Höhe des Materials im Behälter 108 zusammen, und die x-Achse verläuft rechtwinklig zur Fahrtrichtung des Behälters 108. In einer solchen Ausführung sind die x-, die y- und die z-Achse generell zueinander orthogonal.
• In dem Diagramm von 6 stellt die vertikale Achse die mittlere Höhe (z) 600 des Materials im Behälter 108 dar, die horizontale Achse stellt die Längsachse (y) 602 des Behälters 108 dar, und die gestrichelte Linie auf der vertikalen Achse gibt das maximale Fassungsvermögen oder die Behälter-Kapazität 604 an. Die Vorderseite 606 des Behälters 108 befindet sich im Koordinatenursprung, während die Rückseite 608 des Behälters 108 sich auf der vertikalen Achse befindet.
• 6 zeigt vier veranschaulichende Materialverteilungen im Innern des Behälters 108. Die erste Verteilung ist ein bimodales Profil 610, bei dem in der Materialverteilung im Behälter 108 zwei Hauptberge vorhanden sind. Dieses bimodale Profil 610 ist als gepunktete Linie dargestellt. Das bimodale Profil 610 kann auftreten, wenn die Winkeleinstellung des Abtankrohres von einem elektrohydraulischen System mit Nichtproportionalventilen gesteuert wird. Ebenso können multimodale Verteilungen mit mehr als zwei Hauptbergen beobachtet werden. Bimodale Profile 610 oder multimodale Profile können vorliegen, wenn das Abtanken des Materials mit einer geringen Anzahl von einzelnen Relativpositionen zwischen dem Abtankrohr-Endstück 118 und dem Behälter 108 erfolgt. In diesem Beispiel bildet das Material diskrete Haufen, wodurch das bimodale Verteilungsprofil 610 oder multimodale Verteilungsprofile festgelegt werden.
• Die zweite Verteilung ist das frontlastige Profil 612, bei dem ein einzelner Berg von Material zur Vorderseite des Behälters 108 hin vorhanden ist. Dieses frontlastige Profil 612 ist mit abwechselnd langen und kurzen Strichen dargestellt. Die zweite Verteilung kann dort auftreten, wo das Volumen oder die Länge (y) des Behälters 108 größer ist als ein Mindestschwellwert und wenn die relative Ausrichtung zwischen dem Abtankrohr-Endstück 118 und dem Behälter 108 während eines wesentlichen Teils des Entladevorgangs des Materials generell stationär ist.
• Die dritte Verteilung ist ein gewünschtes Profil wie beispielsweise ein gleichförmiges Profil, das erreicht wird, wenn eine geeignete Befüllstrategie, wie sie in diesem Dokument offenbart wird, befolgt wird. Zum Beispiel kann während des Entladens der Winkel des Abtankrohres 112 so eingestellt werden, dass die gleichförmige Verteilung des landwirtschaftlichen Materials im Tankbereich 106 des Behälters 108 verfolgt wird. In anderen Beispielen kann das gewünschte Profil ein dachförmiges Profil 616 sein. An Stelle der oder zusätzlich zur Einstellung des relativen Versetzungsabstandes zwischen dem Abtankfahrzeug 100 und dem Überladefahrzeug 102 kann der Winkel des Abtankrohres 112 eingestellt werden.
• 7 veranschaulicht als Beispiel dienende Strategien zur Einstellung des relativen Versetzungsabstandes zwischen dem Abtankfahrzeug 100 und dem Überladefahrzeug 102. 7 ist eine Draufsicht auf ein Abtankfahrzeug 100 und ein Überladefahrzeug 102, wobei das Abtankfahrzeug 100 innerhalb einer Matrix 700 von möglichen Positionen 702, 704 der versetzten Anordnung zwischen dem Abtankfahrzeug 100 und dem Überladefahrzeug 102 ausgerichtet wird. Jede Position 702, 704 der versetzten Anordnung kann durch eine Kombination eines Einzelwertes der seitlichen Versetzung 138 und eines Einzelwertres der Versetzung in der Hintereinander-Anordnung 140 zwischen den Fahrzeugen 102, 100 festgelegt werden. Wie die Darstellung zeigt, ist die Matrix 700 eine zweidimensionale 2×3-Matrix (das heißt mit zwei Spalten und 3 Reihen) von möglichen Versetzungspositionen 702, 704. Auch wenn in 7 sechs mögliche Matrix-Positionen 702, 704 dargestellt sind, kann in anders gestalteten Beispielen die Matrix 700 eine beliebige Anzahl von möglichen Positionen der versetzten Anordnung aufweisen, die gleich oder größer als zwei ist. Hier nimmt das Abtankfahrzeug 100 eine momentane Position der versetzten Anordnung in der ersten Spalte und zweiten Reihe der Matrix 700 ein, während die anderen möglichen Positionen der versetzten Anordnung 702 nicht vom Abtankfahrzeug 100 belegt sind. Jedes der Systeme 300, 400, 500 kann das Bildverarbeitungsmodul 302, das Master/Slave-Steuergerät 340 des Abtankfahrzeugs 100 oder das Slave/Master-Steuergerät 508 des Überladefahrzeugs 102 anweisen, es in beliebige unbesetzte oder andere mögliche Positionen 702 der versetzten Anordnung innerhalb der Matrix 700 bringen, um eine gleichförmige Verteilung von landwirtschaftlichem Material im Behälter 108 oder im Tankbereich des Überladefahrzeugs 102 zu bewirken oder zu erleichtern. Die räumlich versetzte Anordnung zwischen dem Abtankfahrzeug 100 und dem Überladefahrzeug 102 kann gemäß der Matrix 700 oder einer anderen Matrix von voreingestellten Positionen der räumlich versetzten Anordnung eingestellt werden, um die gleichmäßige Verteilung von landwirtschaftlichem Material im Tankbereich des Überladefahrzeugs 102 zu bewirken, wenn eine solche Matrix mit einem Einzelwert der relativen seitlichen Versetzung 138 und der Versetzung in der Hintereinander-Anordnung 140 zwischen den Fahrzeugen 102, 100 verknüpft ist.
• In einem Beispiel von 7 können sowohl das Abtankfahrzeug 100 als auch das Überladefahrzeug 102 sich mit annähernd derselben Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung (zum Beispiel innerhalb einer gewissen Toleranz oder Fehlers des Steuerungssystems während des Erntevorgangs) bewegen, wobei die relative Position des Überladefahrzeugs 102 in Bezug auf jede Position 702, 704 in der Matrix 700, die das Abtankfahrzeug 100 auch einnehmen mag, generell festgelegt oder konstant ist.
• In einem anders gestalteten Beispiel kann das Überladefahrzeug 102 dargestellt werden, als nehme es eine zweidimensionale Matrix (zum Beispiel eine 3×3-Matrix mit drei Spalten und drei Reihen) von möglichen Positionen der versetzten Anordnung ein, während die Position des Abtankfahrzeugs 100 in Bezug auf jede Position der Matrix, die das Überladefahrzeug 102 auch einnehmen mag, generell festgelegt oder konstant ist. Gemäß der Anweisung durch irgend eines der Systeme 300, 400, 500 kann das Bildverarbeitungsmodul 302 oder das Slave/Master-Steuergerät 508 des Überladefahrzeugs 102 es an beliebige unbesetzte oder andere Positionen innerhalb der Matrix verschieben, um eine gleichförmige Verteilung von landwirtschaftlichem Material im Tankbereich 106 des Behälters 108 des Überladefahrzeugs 102 zu bewirken oder zu erleichtern.
• 8A bis 10 beschreiben eine als Beispiel dienende Steuerungsstrategie zum Erreichen eines gewünschten Füllprofils. In einer als Beispiel dienenden Strategie kann das System die Fähigkeit besitzen, an landwirtschaftlichem Material leere Bereiche innerhalb des Tankbereichs 106 des Überladefahrzeugs 102 zu erkennen und aufzufüllen. Solche Leerbereiche kann man sich innerhalb des Tankbereichs 106 als Raum vorstellen, der nicht voll genutzt wird. Durch das Erkennen und Auffüllen dieser Leerbereiche bis zu einem gewünschten Füllprofil kann die Verteilung von landwirtschaftlichem Material im Tankbereich 106 optimiert werden. Leerbereiche können zum Differenzwert zwischen einem Füllstand an landwirtschaftlichem Material und einem Einstellpunkt für den gewünschten Füllstand in Beziehung gesetzt werden. Zusätzlich oder alternativ dazu können Leerbereiche zum relativen Differenzwert im Volumen an landwirtschaftlichem Material, der zwischen unterschiedlichen Bereichen des Tankbereichs 106 vorhanden ist, in Beziehung gesetzt werden.
• 8A zeigt ein als Beispiel dienendes Füllmodell 800 für den Tankbereich 106 des Behälters 108 des Überladefahrzeugs 102, das mit Bezug auf eine Draufsicht auf den Tankbereich 106 dargestellt ist. Das als Beispiel dienende Füllmodell 800 ist ein mögliches Modell, welches das Bildverarbeitungsmodul 302 aus Eingangsdaten vom System 300 schaffen kann. Solche Eingangsdaten können Eingangsdaten umfassen, die von der ersten und zweiten Bildaufnahmevorrichtung 126, 128, vom Fahrzeug-Steuergerät 324, vom Fahrzeug-Datenbus 304 und von Modulen innerhalb des Bildverarbeitungsmoduls 302 stammen, ohne auf diese beschränkt zu sein. Das System 300 kann das Füllmodell 800 benutzen, um den Füllstand und das Füllprofil von landwirtschaftlichem Material in verschiedenen Abschnitten des Tankbereichs 106 zu erfassen, um im landwirtschaftlichen Material vorhandene Leerbereiche zu erkennen und um das Abtankrohr 112 so zu lenken, dass diese Leerbereiche aufgefüllt werden.
• Das Füllmodell 800 umfasst den Behälter 108, der durch seinen Umfang 120 begrenzt ist. Das Füllmodell 800 wird in Bezug auf eine Draufsicht auf den Behälter 108 betrachtet, und der Umfang 120 kann den oberen Rand des Behälters 108 darstellen. Der Umfang 120 legt den innerhalb des Umfangs 120 befindlichen Tankbereich 106 und einen außerhalb des Umfangs 120 befindlichen Außenbereich 802 fest. Das Füllmodell 800 kann außerdem eine (nicht dargestellte) Pufferzone umfassen, damit die mittlere Zone 134 des Tankbereichs 106 vom Umfang 120 weg verschoben wird. Diese Pufferzone kann benutzt werden, um zu gewährleisten, dass Material nicht nach außerhalb des Tankbereichs 106 abgetankt oder verschüttet wird und so in den Außenbereich 802 gelangt. Der Tankbereich 106 kann in eine gewisse Anzahl von Zellen unterteilt werden, von denen eine mit der Bezugszahl 804 versehen ist.
• Die Zellen 804 im Beispiel der 8A sind in ihrer Gestalt rechteckförmig und legen innerhalb des Tankbereichs 106 ein geradliniges Gitter fest. In anderen Beispielen können die Zellen 804 jedoch auch als Quadrate, Rechtecke, Dreiecke, Sechsecke, Achtecke oder beliebige andere polygonale Formen gestaltet sein. Jede der Zellen 804 kann individuelle Messwerte von Materialfüllstandshöhen innerhalb des Tankbereichs 106 darstellen. In anderen Beispielen kann das Füllmodell 800 eine größere oder kleinere Anzahl von Zellen 804 aufweisen.
• Unter Bezugnahme auf 8B ist dort der Tankbereich 106 in der Weise dargestellt, dass er in eine gewisse Anzahl von Spalten 806 unterteilt ist. Diese Spalten 806 verlaufen im Wesentlichen rechtwinklig zur Längsachse 602 des Tankbereichs 106 des Behälters 108. In dem als Beispiel dienenden Füllmodell 800, wie dieses in 8B abgebildet ist, überspannen die Spalten 806 die Breite des Behälters 108, und jede Spalte 806 umfasst eine gewisse Anzahl von aneinander grenzenden Zellen 804. Während die Spalten 806 als eine Anhäufung von jeweils einer einzelnen Spalte von Zellen 804 dargestellt sind, können die Zellen 804 in den Spalten 806 in beliebiger geeigneten Weise angehäuft sein.
• Zum Beispiel kann, wie das in 8C dargestellt ist, der Tankbereich 106 in eine gewisse Anzahl von Zonen 808 unterteilt sein, wobei jede Zone 808 eine gewisse Anzahl von Spalten 806 umfasst.
• 8D veranschaulicht das als Beispiel dienende Füllmodell 800, das Zellen 804, Spalten 806, Zonen 808 und ein als Beispiel dienendes leeres Gebiet 810 aufweist. 8D veranschaulicht, dass das leere Gebiet 810 sich über mehrere Spalten 806 und Zonen 808 erstrecken kann. Die Parameter, welche die Zonen 808 bzw. das leere Gebiet 810 festlegen, sind unabhängig voneinander. Außerdem können die jeweiligen Abmessungen der Zellen 804, der Spalten 806, der Zonen 808 und/oder der leeren Gebiete 810 einstellbar sein, was von der vom Bediener getroffenen Wahl und/oder von den Eigenschaften des Abtankfahrzeugs 100 und/oder des Tankbereichs 106 des Behälters 108 abhängig ist. Die Zellen 804, die Spalten 806, die Zonen 808 und die leeren Gebiete 810 stellen allesamt Abschnitte des Tankbereichs 106 gemäß einem Beispiel des Systems 300 dar und sollen nicht den Umfang dieser Offenbarung einschränken. In anderen Beispielen kann das System eine oder mehrere der Zellen 804, der Spalten 806, der Zonen 808 und/oder der leeren Gebiet 810 benutzen.
• In 9 ist ein als Beispiel dienendes Füllmodell 800 der 8A–8D mit als Beispiel dienenden Füllstandsdaten abgebildet, die durch das Bildverarbeitungsmodul 302 auf der Grundlage der Bilddaten ermittelt worden sind, die von der ersten und/oder zweiten Bildaufnahmevorrichtung 126, 128 gewonnen worden sind, wie das weiter oben beschrieben ist. Jeder Zelle 804 innerhalb des Tankbereichs 106 ist ein Wert zugeordnet, der für den Füllstand desjenigen Abschnitts des Tankbereichs 106 repräsentativ ist, welcher der Zelle 804 entspricht, oder ein Wert, der für Gebiete repräsentativ ist, die nicht ablesbar sind oder die sich außerhalb des Tankbereichs 106 befinden. Der Füllstand ist diejenige Höhe, bis zu welcher der Tankbereich 106 mit landwirtschaftlichem Material gefüllt werden kann, wie dies durch das Bildverarbeitungsmodul 302 auf der Grundlage der Bilddaten gemessen oder ermittelt wird, die von der ersten und/oder zweiten Bildaufnahmevorrichtung 126, 128 gewonnen werden, wie das weiter oben beschrieben ist. Der Füllstand stellt einen einzelnen dimensionsbehafteten Wert dar, der eine gemessene Länge ist, jedoch kann das Materialvolumen auf der Grundlage des Füllstandes unter Berücksichtigung der Größe und der Geometrie des Abschnitts des Tankbereichs 106, der einer Zelle entspricht, berechnet werden.
• Unter einigen Umständen, wie das in 9 dargestellt ist, ist der Füllstand von einer oder mehreren Zellen 804 nicht ablesbar, und ihm wird ein Wert zugeordnet, der ihn als solchen angibt und der im Beispiel von 9 die Zahl 127 ist. Den Zellen außerhalb des Tankbereichs 106 im Außenbereich 802 wird ein Wert zugeordnet, der diese als solche angibt und der im Beispiel von 9 die Zahl 126 ist. Die verbleibenden Werte entsprechen den Füllständen von Abschnitten des Tankbereichs 106, die einer jeden Zelle 804 entsprechen, jeweils mit Bezug auf einen Bezugspunkt. Im Beispiel von 9 ist dieser Bezugspunkt der obere Rand des Tankbereichs 106. Jedoch kann in anderen Beispielen der Bezugspunkt die Bodenfläche des Tankbereichs 106, der Erdboden, die Position des Abtankrohr-Endstücks 118 oder irgend ein anderer Punkt sein. Die Füllstandswerte entsprechen dem Füllstand mit Bezug auf den Bezugspunkt oder auf einen vom Bezugspunkt versetzt liegenden Punkt. Außerdem kann jede Zunahme eines Füllstandes einer Längenmessung entsprechen. Zum Beispiel kann jeder Zunahmewert des Füllstandswerts 5 Zentimeter entsprechen, so dass ein Füllstandswert von 1 einem Füllstand von 5 cm oberhalb des Bezugspunktes entspricht, ein Füllstandswert von –1 einem Füllstand von 5 Zentimeter unterhalb des Bezugspunktes entspricht und ein Füllstand von 4 einem Füllstand von 20 cm über dem Bezugspunkt entspricht. In anderen Beispielen kann es wünschenswert sein, eine nichtlineare Skala für den Füllstand zu benutzen.
• Dem Füllmodell 800 sind ein oder mehrere Füllstand-Einstellpunkte zugeordnet, die den gewünschten Füllstand für jede Zelle darstellen. Im Beispiel von 9 ist der Füllstand-Einstellpunkt 4, und ist gleichförmig über den gesamten Tankbereich 106 verteilt. In anderen Beispielen können sich die Füllstand-Einstellpunkte unter den Zellen 804 des Tankbereichs 106 ändern. Zum Beispiel kann es wünschenswert sein, dass in der Mitte des Tankbereichs 106 der Füllstand höher ist, damit das dachförmige Profil 507 erreicht wird, wie es weiter oben im Zusammenhang mit 6 beschrieben ist.
• 10 zeigt Leervolumenhöhen für jede Zelle des Füllmodells 800. Das Leervolumen stellt die Differenz zwischen dem Füllstand-Einstellpunkt (zum Beispiel 4) und dem tatsächlichen Füllstand einer Zelle dar, und zwar für Zellen, in denen der Füllstand niedriger liegt als der Füllstand-Einstellpunkt. Somit stellt das Leervolumen dasjenige Volumen an Material dar, das in eine Zelle nachgefüllt werden muss, damit der Füllstand der Zelle dem Füllstand-Einstellpunkt gleich kommt.
• Es gibt viele unterschiedliche Wege, um einen Leerbereich zu erkennen. In einem Beispiel in Verbindung mit 7 ist ein Leerbereich als ein Gebiet (zum Beispiel eine Ansammlung von Zellen 804) des Tankbereichs 106 festgelegt, das einen mittleren Füllstand aufweist, der niedriger als der Füllstand-Einstellpunkt ist, sowie ein gesamtes Leervolumen, das über einem vorbestimmten Wert liegt. Mit anderen Worten muss ein Gebiet, damit dieses als Leerbereich eingruppiert wird, nicht voll sein und es muss eine bestimmte Menge an Material in dieses Gebiet abgetankt werden, bis es als voll angesehen werden kann. In anderen Beispielen können andere mathematische Beziehungen für die Erkennung von Leerbereichen mit Bezug auf den Füllstand benutzt werden. Typischerweise weisen Erntemaschinen einen sehr hohen Materialdurchfluss auf. Somit sollte das Kriterium für die Erkennung von Leerbereichen gewährleisten, dass die erkannten Leerbereiche ausreichend bemessen sind, so dass ein Versuch, den Leerbereich zu füllen, nicht zu einer zu starken Befüllung führt, was zu einem Materialüberlauf führen kann..
• In dem in 9 und 10 abgebildeten Beispiel werden Leerbereiche mit Bezug auf eine vorbestimmte Anzahl von angrenzenden Spalten festgelegt, die jeweilige Füllstände unterhalb des Füllstand-Einstellpunktes aufweisen und ein gesamtes Leerbereichsvolumen oberhalb eines vorbestimmten Wertes haben. Die Art und Weise, in der Leerbereiche erkannt werden, wird sorgfältig entworfen, wobei die Toleranz des Steuerungssystems des Abtankfahrzeugs 100 (zum Beispiel des Abtankrohrmoduls 308 und des Lenksystems 362) und der Volumendurchfluss an landwirtschaftlichem Material, das vom Abtankfahrzeug 100 zum Tankbereich 106 des Überladefahrzeugs 102 über das Abtankrohr 112 abgetankt wird, Berücksichtigung finden. In anderen Beispielen werden alternative Methoden zum Erkennen von Leerbereichen benutzt, um höhere oder niedrigere Toleranzen in der Steuerung der Systeme der verschiedenartigen Abtankfahrzeuge 100 zu berücksichtigen. Außerdem ist es wünschenswert, dass das Material über das Abtankrohr 112 mit dem maximalen Volumendurchfluss des Abtankrohrs 112 über den gesamten Entladevorgang hinweg abgetankt wird. Daher sollte die Art und Weise, auf die Leerbereiche erkannt werden, gewährleisten, dass Leerbereiche zumindest eine bestimmte zweidimensionale Abmessung (zum Beispiel eine minimale Fläche einnehmen) und zumindest ein bestimmtes dreidimensionales Volumen aufweisen, so dass das Material, das zu dem Leerbereich mit dem maximalen Volumendurchfluss des Abtankrohrs 112 abgetankt wird, den Leerbereich oder angrenzende Abschnitte des Tankbereichs 106 nicht überfüllt, bevor das Abtankrohr 112 zu einem anderen Abschnitt des Tankbereichs 106 befehlsgesteuert wird.
• Um Leerbereiche zu erkennen, ermittelt das Bildverarbeitungsmodul zunächst die Füllstände einer jeden der Zellen 804 des Tankbereichs 106 auf der Grundlage der von der ersten und/oder zweiten Bildaufnahmevorrichtung 126, 128 bereitgestellten Bilddaten. Als Nächstes wird für jede Spalte 806 der mittlere Füllstand berechnet. Falls eine Spalte einen nicht ablesbaren Wert umfasst, kann dieser nicht ablesbare Wert ignoriert werden, oder es kann ihr der mittlere Füllstand der in der Spalte 806 verbleibenden Zellen 804 zugeordnet werden. In diesem Beispiel müssen drei aneinander grenzende Spalten einen mittleren Füllstand unter dem Füllstand-Einstellpunkt aufweisen, damit das Gebiet, das die drei aneinander grenzenden Spalten umfasst, als Leerbereich betrachtet wird. In dem Beispiel von 9 hat jede der drei aneinander grenzenden Spalten, welche die leeren Gebiete festlegen, einen mittleren Füllstand von 3, was weniger als der Füllstand-Einstellpunkt ist, der in diesem Beispiel 4 beträgt. Als Nächstes wird das gesamte Leervolumen des Gebiets berechnet. Falls dieses gesamte Leervolumen des Gebiets, das die drei aneinander grenzenden Spalten umfasst, größer als ein vorbestimmter Wert ist, der in diesem Fall 50 ist, wird dieses Gebiet als Leerbereich eingruppiert. Wie in 10 dargestellt ist, hat jede der drei aneinander grenzenden Spalten, welche die leeren Gebiete festlegen, ein gesamtes Leervolumen von 54 (18 + 21 + 15 = 54), was größer als der vorbestimmte Wert ist, der in diesem Beispiel 50 beträgt. Somit wird dieses Gebiet als Leerbereich eingruppiert.
• In anderen Beispielen können beim Erkennen von Leerbereichen eine geringere oder eine höhere Anzahl von Spalten in Betracht gezogen werden. In manchen Beispielen kann die Anzahl der Spalten, die für einen Leerbereich erforderlich sind, auf der Grundlage eines „Angriffsfaktors” gewählt werden. Dass eine größeren Anzahl von Spalten für die Eingruppierung als Leerbereich erforderlich ist, führt zu einer weniger offensiven Füllstrategie, weil weniger Leerbereiche erkannt werden. Dementsprechend führt das Anfordern von weniger Spalten für die Eingruppierung als Leerbereich zu einer offensiveren Füllstrategie, weil mehr Leerbereiche erkannt werden, was zu einem gleichförmigeren Füllprofil führen wird. 8D zeigt einen als Beispiel dienenden Leerbereich, der in Verbindung mit den Systemen von 9 und 10 erkannt wird, wie das weiter oben beschrieben ist.
• Während in den 8A bis 14 eine als Beispiel dienende Art und Weise der Implementierung des Systems 300 der 4 bis 5B veranschaulicht ist, können eines oder mehrere der Elemente, Verfahren und/oder Geräte, die in 8A bis 14 veranschaulicht sind, kombiniert, aufgeteilt, neu angeordnet, weggelassen, beseitigt und/oder auf beliebige andere Art implementiert werden. Außerdem können das Bildverarbeitungsmodul 302, das Behältermodul 306, das Abtankrohrmodul 308, das Ausrichtungsmodul 310, der Zuteiler 312, das Benutzerschnittstellen-Verarbeitungsmodul 326, das Materialprofilmodul 314, die Führungsmodule 360, 510, die Koordinationsmodule 342, 512, das Master/Slave-Steuergerät 340, das Slave/Master-Steuergerät 508, das Betriebsart-Steuergerät 346 und/oder ganz allgemein das als Beispiel dienende System 300 der 1 bis 5B durch Hardware, Software, Firmware und/oder irgend eine Kombination von Hardware, Software und/oder Firmware implementiert werden. Somit könnten beispielsweise in irgend einem Beispiel das Bildverarbeitungsmodul 302, das Behältermodul 326, das Abtankrohrmodul 308, das Ausrichtungsmodul 310, der Zuteiler 312, das Benutzerschnittstellen-Verarbeitungsmodul 326, das Materialprofilmodul 314, die Führungsmodule 360, 510, die Koordinationsmodule 342, 512, das Master/Slave-Steuergerät 340, das Slave/Master-Steuergerät 508, das Betriebsart-Steuergerät 346 und/oder ganz allgemein das als Beispiel dienende System 300 durch eine oder mehrere analoge oder digitale Schaltungen, Logikschaltungen, programmierbare Prozessoren, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (SSIC), programmierbare Logikanordnungen (PLD) und/oder feldprogrammierbare Logikanordnungen (FPLD) implementiert werden. Beim Lesen von irgend einem der geräte- oder systembezogenen Ansprüche dieses Patents wird hierdurch zur Abdeckung einer reinen Software- und/oder Firmware-Implementierung mindestens eines der folgenden Geräte, Bildverarbeitungsmodul 302, Behältermodul 306, Abtankrohrmodul 308, Ausrichtungsmodul 310, Zuteiler 312, Benutzerschnittstellen-Verarbeitungsmodul 326, Materialprofilmodul 314, Führungsmodule 360, 510, Koordinationsmodule 342, 512, Master/Slave-Steuergerät 340, Slave/Master-Steuergerät 508 und Betriebsart-Steuergerät 346, ausdrücklich so definiert, dass sie ein fühlbares computerlesbares Speichergerät oder Speicherplatte wie beispielsweise einen Speicher, eine Digital Versatile Disk (DVD), eine Compact Disk (CD) eine Blu-Ray-Disk usw. umfasst, worauf die Software und/oder Firmware gespeichert werden. Außerdem kann das als Beispiel dienende System 300 der 1 bis 5B noch ein oder mehrere Elemente, Verfahren und/oder Geräte zusätzlich zu denen oder an Stelle derer umfassen, die in 8A bis 14 veranschaulicht sind, und/oder kann mehr als eines von beliebigen oder alle der veranschaulichten Elemente, Verfahren und Geräte umfassen.
• In jeder der 8–14 ist ein Flussdiagramm dargestellt, das für die als Beispiel dienenden Verfahren, die durch maschinenlesbare Anweisungen implementiert werden können, repräsentativ ist und zur Implementierung des Systems 300 der 1–5B dient. In diesem Beispiel umfassen die maschinenlesbaren Anweisungen ein Programm zur Ausführung durch einen Prozessor wie beispielsweise durch den Prozessor 1512, der in der als Beispiel dienenden Prozessor-Plattform 1500 dargestellt ist, die weiter unten im Zusammenhang mit 15 noch diskutiert wird. Das Programm kann in Software inkorporiert sein, die auf einem fühlbaren computerlesbaren Speichermedium wie beispielsweise einer CD-ROM, einer Diskette, einem Festplattenlaufwerk, einer Digital Versatile Disk (DVD), einer Blu-Ray-Disk oder einem mit dem Prozessor 1512 verknüpften Speichergerät gespeichert ist, aber das gesamte Programm und/oder Teile davon könnten alternativ durch eine andere Vorrichtung als den Prozessor 1512 ausgeführt werden und/oder in Firmware oder zweckgebundener Hardware inkorporiert sein. Auch wenn das als Beispiel dienende Programm mit Bezug auf die in den 8 bis 14 veranschaulichten Flussdiagramme beschrieben wird, können außerdem viele andere Methoden zur Implementierung des als Beispiel dienenden Systems 300 auf alternative Weise benutzt werden. Zum Beispiel kann die Reihenfolge der Ausführung der Blöcke geändert werden und/oder einige der beschriebenen Blöcke können geändert, weggelassen oder kombiniert werden.
• Wie weiter oben erwähnt worden ist, können die als Beispiel dienenden Verfahren der 8A bis 14 unter Verwendung von kodierten Anweisungen (zum Beispiel von computer- und/oder maschinenlesbaren Anweisungen) implementiert werden, die auf einem fühlbaren computerlesbaren Speichermedium wie beispielsweise einem Festplattenlaufwerk, einem Flash-Speicher, einem Festwertspeicher (ROM), einer Compact Disk (CD), einer Digital Versatile Disk (DV), einem Cache-Speicher, einem Direktzugriffsspeicher (RAM) und/oder irgend einem anderen Speichergerät oder Speicherplatte gespeichert sind, auf denen Informationen für eine beliebige Dauer (zum Beispiel über längere zeitliche Perioden, auf Dauer, für kurze Augenblicke, zur zeitweiligen Pufferung und/oder zum Vorhalten der Informationen) gespeichert werden. Wie er hier benutzt wird, ist der Ausdruck ”fühlbares computerlesbares Speichermedium” ausdrücklich so definiert, dass er jeden beliebigen Typ von computerlesbarem Speichergerät und/oder Speicherplatte umfasst und das Ausbreiten von Signalen ausschließt. In dem hier geübten Sprachgebrauch werden die Ausdrücke „fühlbares computerlesbares Speichermedium” und „fühlbares maschinenlesbares Speichermedium” austauschbar verwendet. Zusätzlich oder alternativ können die als Beispiel dienenden Verfahren der 8A bis 14 unter Verwendung von kodierten Anweisungen (zum Beispiel von computer- und/oder maschinenlesbaren Anweisungen) implementiert werden, die auf einem nicht vorübergehenden computer- und/oder maschinenlesbaren Medium wie beispielsweise einem Festplattenlaufwerk, einem Flash-Speicher, einem Festwertspeicher, einer Compact Disk, einer Digital Versatile Disk, einem Cache-Speicher, einem Direktzugriffsspeicher und/oder einem beliebigen anderen Speichergerät oder Speicherplatte gespeichert werden, auf denen Informationen für eine beliebige Dauer gespeichert werden (zum Beispiel über ausgedehnte Zeitperioden, auf Dauer, für kurze Augenblicke, für zeitweilige Pufferung und/oder für das Vorhalten der Informationen). Wie er hier gebraucht wird, ist der Ausdruck „nicht vorübergehendes computerlesbares Medium” ausdrücklich so definiert, dass er jeden beliebigen Typ von computerlesbarem Gerät oder Disk umfasst und die Ausbreitung von Signalen ausschließt. Wenn der Ausdruck „zumindest” in einem Oberbegriff eines Anspruchs als Überleitungsausdruck benutzt wird, so ist er, wie er hier gebraucht wird, auf dieselbe Art und Weise nach oben hin offen, wie der Ausdruck „umfassen” nach oben hin offen ist.
• In 11 ist eine als Beispiel dienende Materialabtank- und Füllfolge 110 abgebildet, bei der in Folge ein allgemeiner Füllmodus 1102, ein Zonenfüllmodus 1106 und ein Leerbereich-Füllmodus 1110 benutzt werden. Das Verfahren zum Erkennen von Leerbereichen, wie es oben beschrieben ist, kann in Verbindung mit der als Beispiel dienenden Füllfolge 1100 benutzt werden. In anderen Beispielen kann das System 300 zusätzliche oder auch weniger Füllmodi benutzen. In der als Beispiel dienenden Füllfolge 1100 füllt der Bediener den Tankbereich 106 gemäß dem allgemeinen Füllmodus 1102, bis am Block 1104 ein Schwellwert der partiellen Füllung erreicht ist, einem Punkt, an dem der Tankbereich 106 als partiell gefüllt betrachtet wird. Zum Beispiel kann ein Schwellwert der partiellen Füllung erreicht sein, wenn der Tankbereich 106 zu zwei Drittel oder drei Viertel gefüllt ist. Sobald der Schwellwert der partiellen Füllung erreicht ist, geht das Abtankfahrzeug 100 in den Zonenfüllmodus 1106 über, in dem jede Zone gefüllt wird, bis am Block 1108 der mittlere Füllstand in jeder Zone den Füllstand-Einstellpunkt erreicht, so dass alle Zonen als gefüllt betrachtet werden können. Nachdem dies erfolgt ist, geht das Abtankfahrzeug 100 in den Leerbereich-Füllmodus 1110 über, in dem jegliche verbleibenden Leerbereiche erkannt werden und am Block 1112 gefüllt werden. Sobald alle Leerbereiche gefüllt sind, stoppt am Block 1114 das Abtankfahrzeug 100 das Abtanken des Materials.
• Auch wenn die als Beispiel dienende Füllfolge 1100 mit dem allgemeinen Füllmodus 1102, dem Zonenfüllmodus 1106 und dem Leerbereich-Füllmodus 1110, die nacheinander ausgeführt werden, beschrieben ist, können die jeweiligen Füllmodi in jeder beliebigen Reihenfolge oder Kombination ausgeführt werden. Zum Beispiel kann in einer Füllfolge 1110 der Block 1108 verlangen, dass eine einzelne Zone als voll betrachtet wird, bevor am Block 1110 in den Leerbereich-Füllmodus übergegangen wird. Der Leerbereich-Füllmodus 1110 kann dann an jener Zone ausgeführt werden, bis diese am Block 1112 als voll betrachtet wird, einem Punkt, an dem das System zum Block 1106 zurückkehren kann, um die nächste Zone zu füllen.
• In 12 ist ein allgemeiner Füllmodus 1200, 1202 veranschaulicht. In diesem Beispiel entlädt der Bediener des Abtankfahrzeugs 100 am Block 1204 landwirtschaftliches Material im allgemeinen Füllmodus in das Überladefahrzeug 102. Am Block 1206 analysiert das Bildverarbeitungsmodul 302 die Signale von der ersten und/oder zweiten Bildaufnahmevorrichtung 126, 128, um für jede Zelle 804 des Füllmodells 800 den Materialfüllstand zu ermitteln. Am Block 1208 berechnet das Bildverarbeitungsmodul 302 den mittleren Füllstand des gesamten Tankbereichs 106. Am Block 1210 wird der mittlere Füllstand des Tankbereichs 106 mit einem Schwellwert der partiellen Füllung verglichen. Falls der mittlere Füllstand niedriger ist als der gewünschte Schwellwert der partiellen Füllung, setzt das Abtankfahrzeug 100 das Abtanken landwirtschaftlichen Materials in den Tankbereich 106 fort. Sobald der mittlere Füllstand größer ist als der Schwellwert der partiellen Füllung oder diesem gleicht, ist am Block 1212 der allgemeine Füllmodus 1200 abgeschlossen, und das Abtankfahrzeug 100 beginnt den Zonenfüllmodus. Das optionale Betriebsart-Steuergerät 346 kann die Füllmodi steuern. Der allgemeine Füllmodus kann voll automatisiert, halbautomatisiert oder von Hand gesteuert sein (zum Beispiel manuell vom Bediener gesteuert). In einem voll automatisierten Modus kann das System 300 den Tankbereich 106 an einer oder mehreren angesteuerten Stellen füllen. In einem von Hand gesteuerten Modus steuert der Bediener die Füllstelle an. Ein halbautomatisierter Modus kann Steuerungen umfassen, um ein Überlaufen zu verhindern. Zum Beispiel kann das System 300 Steuerungen umfassen, mit denen ermittelt wird, wenn das Abtankrohr 112 sich nahe am Umfang 120 des Tankbereichs 106 befindet, damit verhindert wird, dass ein Bediener das Abtankrohr 112 über den Umfang 120 hinaus bewegt, und/oder damit das Abtanken des Materials gestoppt wird, falls das Abtankrohr 112 dem Umfang 120 zu nahe kommt.
• In 13 ist ein als Beispiel dienender Zonenfüllmodus 1300, 1302 veranschaulicht. Am Block 1304 ermittelt das Bildverarbeitungsmodul 302 die erste gewünschte Füllzone und bewegt das Abtankrohr 112 zur gewünschten Füllzone. In einem Beispiel ist die erste gewünschte Füllzone diejenige Zone am Ende des Tankbereichs 106, die der derzeitigen Position des Abtankrohres 112 am nächsten liegt. Es werden dann die Blöcke 1306–1310 ausgeführt, wie das weiter oben in Verbindung mit 8A bis 8D und 9 bis 10 erläutert ist. Am Block 1312 ermittelt das Bildverarbeitungsmodul 302, ob der mittlere Füllstand der Zone höher als der gewünschte Füllstand ist. Falls nicht, füllt am Block 1314 das Abtankfahrzeug 100 die Zone und berechnet an den Blöcken 1306 bis 1310 die Füllstände erneut, bis der mittlere Füllstand der Zone höher als der gewünschte Füllstand ist, einem Zeitpunkt, zu dem am Block 1316 diese Zone als voll eingestuft wird. Am Block 1318 prüft das Bildverarbeitungsmodul 302, ob alle Zonen gefüllt sind. Falls nicht, ermittelt er am Block 1320 die nächste Füllzone. In einem Beispiel kann die nächste Füllzone diejenige Zone sein, die an die derzeitige Zone angrenzt. In einem anderen Beispiel kann das Abtankfahrzeug 100 das Füllen an der mittleren Zone beginnen und auf selektive Weise nach außen hin fortsetzen. Es wird jede Zone gefüllt, bis alle Zonen als voll eingestuft werden, einem Zeitpunkt, an dem am Block 1322 das Abtankfahrzeug 100 den Leerbereich-Füllmodus beginnt. In anderen Beispielen beginnt das Abtankfahrzeug 100 den Leerbereich-Füllmodus am Block 1322, wenn nicht alle Zonen als voll eingestuft sind.
• In 14 ist ein als Beispiel dienender Füllmodus 1400, 1402 veranschaulicht. Am Block 1404 ermittelt das Bildverarbeitungsmodul 302 die Füllstände und die Leervolumina, wie dies weiter oben im Zusammenhang mit 8A bis 8D und 9 bis 10 erläutert worden ist. Am Block 1406 sucht das Bildverarbeitungssystem nach Leerbereichen. Wie das weiter oben erläutert worden ist, kann das System einen Leerbereich auf unterschiedliche Weise festlegen. In einem Beispiel wird ein Gebiet als Leerbereich betrachtet, wenn der mittlere Füllstand niedriger als ein gewünschter Füllstand ist und das gesamte Leervolumen dieses Gebiets größer als ein vorbestimmter Wert ist. In einem weiteren Beispiel wird ein Gebiet als Leerbereich betrachtet, wenn der mittlere Füllstand einer jeden Spalte aus einer vorbestimmten Anzahl von aneinander angrenzenden Spalten niedriger als ein gewünschter Füllstand ist und das gesamte Leervolumen dieser vorbestimmten Anzahl von aneinander angrenzenden Spalten größer als ein vorbestimmter Wert ist. Falls das Ergebnis von Block 1406 „ja” lautet, wird im Block 1408 dieses Gebiet als Leerbereich eingestuft. Im Block 1410 wird dieser Leerbereich gefüllt. Der Füllstand wird im Block 1412 ermittelt, und dieser Leerbereich wird weiterhin so lange gefüllt, bis er im Block 1414 als voll festgelegt wird. Die Kriterien, die benutzt werden, um einen Leerbereich zu definieren, können auch dazu benutzt werden, um festzulegen, ob der Leerbereich gefüllt ist. In einem weiteren Beispiel werden andere Kriterien benutzt, um festzulegen, ob der Leerbereich voll ist. Zum Beispiel kann die auf das gesamte Leervolumen bezogene Anforderung zur Festlegung eines Leerbereichs niedriger liegen als diejenige Anforderung zur Feststellung, ob der Leerbereich voll ist. Sobald der Leerbereich gefüllt ist, sucht das Bildverarbeitungsmodul 302 nach weiteren Leerbereichen und führt die Blöcke 1408 bis 1414 an beliebigen zusätzlichen Leerbereichen aus. Sobald keine Leerbereiche mehr erkannt werden, endet beim Block 1416 der Füllmodus und das Abtankfahrzeug 100 beendet das Abtanken von Material zum Tankbereich 106.
• Als Beispiel dienende Leerbereich-Füllmodi 1400 können weitere Schritte umfassen, die zur Steuerung der Reihenfolge dienen, in der Leerbereiche gefüllt werden. In einem Beispiel kann der Leerbereich-Füllmodus 1400 das Abtankrohr 112 so steuern, dass es sich von hinten nach vorn oder von vorn nach hinten bewegt und auf selektive Weise die Leerstellen füllt, während sie erkannt werden. In einem anderen Beispiel kann der Leerbereich-Füllmodus 1400 damit beginnen, denjenigen Leerbereich zu füllen, der das größte Leervolumen aufweist, und dann nacheinander die kleineren Leerstellen füllt, bis alle Leerbereiche gefüllt sind. In manchen Beispielen wird eine Steuerstrategie benutzt, bei der die Energie zur Betätigung des Abtankrohrs 112 minimiert wird, indem die Bewegung des Abtankrohrs 112 auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird. In anderen Beispielen kann der Leerbereich-Füllmodus auf Teile einer Zone je nach der Materialverteilung innerhalb des Tankbereichs 106 beschränkt sein. In einem Beispiel, in dem der Leerbereich-Füllmodus 1400 innerhalb einer Zone vor all den als voll betrachteten Zonen einsetzt, kann der Leerbereich-Füllmodus 1400 Teile einer Zone ignorieren, die angrenzende Zellen oder Spalten sind, die niedrigere Füllstände aufweisen. Sonst kann es zur Falscherkennung von Leerbereichen kommen, wenn Getreide lediglich in eine leere Zone fließt. Nachfolgende Leerbereich-Füllmodi 1400 können die zuvor ignorierten Teile berücksichtigen.
• In jedem der weiter oben beschriebenen Füllmodi kann das Bildverarbeitungsmodul 302 den Füllstand des Tankbereichs 106 kontinuierlich feststellen, während Material abgetankt wird. Dies versetzt das System 300 in die Lage, auf angepasste Weise die Füllstelle auf der Grundlage der tatsächlichen dynamischen Füllstände an Material im Tankbereich zu steuern. Bei der Ermittlung des Füllstandes aus Bildern, die von Bildaufnahmevorrichtungen genommen werden, besteht eine Herausforderung darin, den Füllstand in dem Gebiet zu ermitteln, in welches das Material abgetankt wird. Um dieser Herausforderung gerecht zu werden, kann das Bildverarbeitungsmodul 302 die Änderung im Füllstand in einem Gebiet, in welches das Material abgetankt wird, in der Weise abschätzen, dass der Volumendurchfluss an abgetanktem Material und die beim Abtanken verstrichene Zeit Berücksichtigung finden. Der Volumendurchfluss der das Entladen bewirkenden Förderschnecke von vielen Mähdreschern ist bekannt. Je nach dem Modell des Mähdreschers kann das Abtanken an Material mit einem Volumendurchfluss von 4 bis 6 Bushel pro Sekunde (0,14 bis 0,21 Kubikmeter pro Sekunde) erfolgen. Typischerweise haben selbstfahrende Feldhäcksler am Abtankrohr einen Sensor für den Massenstrom, der den Massendurchfluss an Material, das an ein Überladefahrzeug 102 abgetankt wird, misst. Unter der Annahme einer relativ konstanten Dichte des Futtermaterials könnten der Volumendurchfluss und hieraus das Volumen an abgetanktem Material berechnet werden. Während des Betriebs prüft das Bildverarbeitungsmodul 302 üblicherweise den Füllstand oder das Leervolumen eines Gebiets vor dem Entladen in dieses Gebiet sowie den Füllstand oder das Leerbereichvolumen von angrenzenden Gebieten. Sobald das Abtankfahrzeug 100 damit beginnt, Material in dieses Gebiet zu abtanken, kann das Bildverarbeitungsmodul 302 unter Berücksichtigung des Materialdurchflusses, der Entladezeit und der erwarteten Fließbedingungen des Materials in angrenzende Gebiete den erwarteten dynamischen Füllstand des Gebiets modellieren
• 15 ist ein Blockdiagramm einer als Beispiel dienenden Prozessorplattform 1500, welche die Fähigkeit aufweist, die Anweisungen von 8 bis 14 zur Implementierung des Systems 300 der 1 bis 5B auszuführen. Diese Prozessorplattform 1500 kann zum Beispiel ein elektronisches Steuermodul (zum Beispiel ein Fahrzeug-Steuermodul oder ein Motor-Steuermodul), ein Server, ein Personal-Computer, ein Mobilgerät (zum Beispiel ein Mobilfunktelefon, ein Smartphone, ein Tablett wie beispielsweise ein iPadTM), ein elektronischer Assistent (PDA-Computer), ein Internet-Zugang oder jede andere Art von Gerät sein, das mathematisch-logische Operationen ausführt.
• Die Prozessorplattform 1500 des veranschaulichten Beispiels umfasst einen Prozessor 1512. Dieser Prozessor 1512 des veranschaulichten Beispiels gehört zur Hardware. Zum Beispiel kann der Prozessor 1512 durch einen oder mehrere integrierte Schaltkreise, Logik-Schaltkreise, Mikroprozessoren oder Steuergeräte aus irgend einer gewünschten Sparte oder Firma implementiert sein.
• Der Prozessor 1512 des veranschaulichten Beispiels umfasst einen lokalen Speicher 1513 (zum Beispiel einen Cache-Speicher). Dieser Prozessor 1512 des veranschaulichten Beispiels befindet sich über einen Bus 1518 im Datenaustausch mit einem Hauptspeicher, der einen flüchtigen Speicher 1514 und einen nichtflüchtigen Speicher 1516 umfasst. Der flüchtige Speicher 1514 kann durch einen synchronen dynamischen Zugriffsspeicher (SDRAM), einen dynamischen Zugriffsspeicher (DRAM), einen dynamischen RAMBUS-Zugriffsspeicher (RDRAM) und/oder irgend einen anderen Typ von Zugriffsspeichergerät implementiert sein. Der nichtflüchtige Speicher 1516 kann durch einen Flash-Speicher und/oder irgend einen anderen gewünschten Typ von Speichergerät implementiert sein. Der Zugriff auf den Hauptspeicher 1514, 1516 wird durch ein Speichersteuergerät gesteuert.
• Die Prozessorplattform 1500 des veranschaulichten Beispiels umfasst auch eine Interface-Schaltung 1520. Diese Interface-Schaltung 1520 kann durch irgend einen Typ von Interface-Standard wie beispielsweise ein Ethernet-Interface, einen USB-Standard und/oder ein PCI-Express-Interface implementiert sein.
• In dem veranschaulichten Beispiel sind ein oder mehrere Eingabegeräte 1522 an die Interface-Schaltung 1520 angeschlossen. Das/die Eingabegerät(e) 1522 erlaubt(en) einem Benutzer, in den Prozessor 1512 Daten und Befehle einzugeben. Das/die Eingabegeräte kann/können durch beispielsweise einen Knopf, einen Hebel, einen Audio-Sensor, ein Mikrofon, eine Kamera (Standbild oder Video), eine Tastatur, eine Taste, eine Maus, einen Touchscreen, ein Track-Pad, einen Isopoint und/oder ein Spracherkennungssystem implementiert sein.
• Es sind auch ein oder mehrere Ausgabegeräte 1524 an die Interface-Schaltung 1520 des veranschaulichten Beispiels angeschlossen. Diese Ausgabegeräte 1524 können zum Beispiel durch Anzeigegeräte (zum Beispiel eine lichtemittierende Diode (LED), eine organische lichtemittierende Diode (OLED), eine Flüssigkristallanzeige, eine Anzeige mit Katodenstrahlröhre (CRT), ein Touchscreen, ein auf Berührung ansprechendes Ausgabegerät, eine lichtemittierende Diode (LED), ein Drucker und/oder Lautsprecher) implementiert sein. Die Interface-Schaltung 1520 des veranschaulichten Beispiels umfasst somit typischerweise eine Graphik-Treiberkarte, einen Graphik-Treiberchip oder einen Graphik-Treiberprozessor.
• Die Interface-Schaltung 1520 des veranschaulichten Beispiels umfasst auch ein Kommunikationsgerät wie beispielsweise ein Sendegerät, ein Empfangsgerät, einen Transceiver, ein Modem und/oder eine Netzwerk-Schnittstellenkarte, um den Datenaustausch mit externen Maschinen (zum Beispiel Rechenanlagen jeglicher Art) über ein Netzwerk 1526 (zum Beispiel eine Ethernet-Verbindung, einen digitalen Teilnehmeranschluss (DSL), eine Telefonleitung, ein Koaxialkabel, ein Mobilfunk-Telefonsystem usw.) zu erleichtern.
• Die Prozessorplattform 1500 des veranschaulichten Beispiels umfasst auch ein oder mehrere Massenspeichergeräte 1528 zur Speicherung von Software und/oder Daten. Beispiele für solche Massenspeichergeräte 1528 umfassen Diskettenlaufwerke, Festplatten-Laufwerke, Laufwerke für Compact Disks, Laufwerke für Blu-Ray-Disks, RAID-Systeme und Laufwerke für Digital Versatile Disks (DVD).
• Die kodierten Anweisungen 1532 von 8 bis 14 können in dem Massenspeichergerät 1528, im flüchtigen Speicher 1514, im nichtflüchtigen Speicher 1516 und/oder auf einem fühlbaren computerlesbaren Wechselspeichermedium wie beispielsweise einer CD oder DVD gespeichert werden.
• Aus den vorangegangenen Ausführungen kann die Schlussfolgerung gezogen werden, dass die weiter oben offenbarten Verfahren und Apparaturen zum Erkennen und Füllen von Leerbereichen die Wirtschaftlichkeit des Erntens von landwirtschaftlichem Material durch optimales Befüllen von Tankbereichen mit landwirtschaftlichem Material verbessern, die Sicherheit durch Automatisierung von wenigstens einem Teil des Vorgangs der Materialentladung erhöhen, so dass der Bediener einer Erntemaschine seine Aufmerksamkeit auf das Ernten richten kann, das Verschütten von Getreide vermindern, Schaden an der Ausrüstung durch gleichmäßige Verteilung der Last durch das landwirtschaftliche Material auf die Ausrüstung verhindern und die Zeitdauer für das Ernten durch das nahtlose Entladen während des Erntevorgangs verkürzen.
• Auch wenn manche als Beispiel dienende Verfahren, Apparaturen und gefertigte Erzeugnisse hier offenbart worden sind, ist der Schutzumfang dieses Patentes nicht auf diese beschränkt. Hingegen umfasst dieses Patent alle Apparaturen, Verfahren und gefertigten Erzeugnisse, die entweder wörtlich oder unter dem Aspekt der Äquivalenz in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims (27)

1. System zur Erleichterung des Abtankens von landwirtschaftlichem Material, wobei das System umfasst: – ein Abtankfahrzeug, das einen Antriebsteil zum Bewegen des Abtankfahrzeugs und ein Abtankrohr zum Abtanken des landwirtschaftlichen Materials in einen Tankbereich eines Überladefahrzeugs umfasst, wobei das Abtankrohr einen Austragsbereich aufweist; – eine erste Bildaufnahmevorrichtung, die mit dem Abtankfahrzeug verbunden ist und auf den Tankbereich des Überladefahrzeugs gerichtet ist, wobei die erste Bildaufnahmevorrichtung erste Bilddaten sammelt; – ein Bildverarbeitungsmodul zur Abschätzung eines beobachteten Füllstandes des Tankbereichs auf der Grundlage der ersten Bilddaten und zur Abschätzung der Verteilung von landwirtschaftlichem Material im Tankbereich, wobei das Bildverarbeitungsmodul so angeordnet ist, dass es mindestens einen Leerbereich in der Verteilung und eine zugeordnete Zielposition in einer Öffnung direkt über dem mindestens einen Leerbereich erkennt; und – ein Steuergerät, das dergestalt ausgeführt ist, dass es die Verlagerung des Austragsbereichs des Abtankrohres zur Zielposition auslöst, um den in der Verteilung vorhandenen Leerbereich aufzufüllen.
2. System nach Anspruch 1, wobei das Bildverarbeitungsmodul eine Reihe von Leerbereichen im landwirtschaftlichen Material im Tankbereich des Überladefahrzeugs und ein entsprechendes Ziel über einem jeden in der Reihe von Leerbereichen erkennt, um die Ausrichtung des Austragteils des Abtankrohres über jedem in der Reihe von Leerbereichen zu erleichtern, um die in der Verteilung vorhandenen Leerbereiche aufzufüllen.
3. System nach Anspruch 1, wobei die Verteilung eine multimodale Verteilung von mehreren Bergen von landwirtschaftlichem Material im Tankbereich umfasst.
4. System nach Anspruch 1, wobei das Steuergerät daran gehindert wird, in einen Leerbereich-Füllmodus einzutreten, um die Verlagerung des Austragteils des Abtankrohres auszulösen, falls die Verteilung, die durch die ersten Bilddaten ermittelbar ist, sich nicht als multimodale Verteilung von mehreren Bergen von landwirtschaftlichem Material erweist.
5. System nach Anspruch 1, wobei das Steuergerät daran gehindert wird, in einen Leerbereich-Füllmodus einzutreten, um die Verlagerung des Austragsbereichs des Abtankrohres auszulösen, falls der beobachtete Füllstand einen vorbestimmten Füllstand partieller Füllung nicht erreicht hat oder diesen nicht überschreitet.
6. Verfahren zum Abtanken landwirtschaftlichen Materials, wobei das Verfahren umfasst: – das Sammeln von Bilddaten durch eine Bildaufnahmevorrichtung, die auf einen Tankbereich eines Überladefahrzeugs gerichtet ist, wobei der Tankbereich des Überladefahrzeugs imstande ist, landwirtschaftliches Material zu lagern, das von einem Abtankfahrzeug über ein Abtankrohr in den Tankbereich abgetankt wird; – die Verarbeitung der Bilddaten, um ein Füllstandsprofil des landwirtschaftlichen Materials im Tankbereich zu ermitteln, während das landwirtschaftliche Materials zum Tankbereich abgetankt wird; – das Erkennen eines ersten Leerbereichs im Tankbereich auf der Grundlage des Füllstandsprofils; und – das befehlsgesteuerte Verlagern des Abtankrohres an eine erste Position, um landwirtschaftliches Material zu dem ersten Leerbereich zu leiten.
7. Verfahren nach Anspruch 6, das ferner umfasst: – das Abschätzen eines dynamischen Leerbereichvolumens des ersten Leerbereichs als Funktion der Zeit und mindestens einer der beiden Größen Volumendurchfluss oder Massendurchfluss an landwirtschaftlichem Materials, das abgetankt wird; und – das befehlsgesteuerte Verlagern des Abtankrohres in eine zweite Position zum Auffüllen eines zweiten Leerbereichs als Reaktion darauf, dass das dynamische Leerbereichvolumen des ersten Leerbereichs einen Füllstand-Einstellpunkt erreicht hat.
8. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Tankbereich eine Vielzahl von Zellen festlegt, wobei eine Spalte eine Gruppierung von Zellen umfasst und eine Zone eine Gruppierung von Spalten umfasst und das Füllstandsprofil des landwirtschaftlichen Materials durch Abschätzen des Füllstands jeder einzelnen aus der Vielzahl von Zellen ermittelt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Leerbereichvolumen einer Zelle die Differenz zwischen dem Füllstand-Einstellpunkt und dem Füllstand der Zelle ist, wenn der Füllstand niedriger als der Füllstand-Einstellpunkt ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei ein Leerbereich eine vorbestimmte Anzahl von aneinander grenzenden Spalten umfasst und wobei das gesamte Leerbereichvolumen der Zellen innerhalb der vorbestimmten Anzahl von aneinander grenzenden Spalten größer als ein vorbestimmter Wert ist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der mittlere Füllstand einer jeden der vorbestimmten Anzahl von aneinander grenzenden Spalten, die den Leerbereich umfassen, niedriger als ein Füllstand-Einstellpunkt ist.
12. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die erste Position auf der Grundlage von mindestens einer der beiden Größen, Position des Abtankrohres relativ zum Leerbereich und Leerbereichvolumen des Leerbereichs, ermittelt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 6, wobei in dem Fall, dass der Füllstand einer Zelle nicht ablesbar ist, dem Füllstand dieser nicht ablesbaren Zelle der mittlere Füllstand der Zellen in der Zone, der die nicht ablesbare Zelle angehört, zugeordnet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das Bildverarbeitungsmodul die Füllstände kontinuierlich abschätzt, während das landwirtschaftliche Material zum Tankbereich abgetankt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das befehlsgesteuerte Verlagern des Abtankrohres in die Position, um das landwirtschaftliche Material zu den Leerbereichen zu leiten, so lange verhindert wird, bis der Gesamtfüllstand an landwirtschaftlichem Material im Tankbereich einen vorbestimmten Füllstand der partiellen Füllung überschreitet.
16. Verfahren nach Anspruch 6, das ferner das befehlsgesteuerte Verlagern des Überladefahrzeugs zu einer Position umfasst, um landwirtschaftliches Material zum ersten Leerbereich zu leiten, wobei das Abtankrohr und das Überladefahrzeug auf der Grundlage einer Füllstrategie auf selektive Weise zu den jeweiligen Positionen befehlsgesteuert verlagert werden.
17. System, das Folgendes umfasst: – ein Abtankfahrzeug, das ein Abtankrohr zum Abtanken von landwirtschaftlichem Material zu einem Tankbereich eines Überladefahrzeugs aufweist; – eine Bildaufnahmevorrichtung, die mit dem Abtankfahrzeug verbunden ist und auf den Tankbereich des Überladefahrzeugs gerichtet ist, wobei diese Bildaufnahmevorrichtung Bilddaten sammelt; – ein Bildverarbeitungsmodul, das dergestalt betriebsfähig ist, dass es: – auf der Grundlage der Bilddaten die Füllstände an landwirtschaftlichem Material im Tankbereich abschätzt, – ein Gebiet des Tankbereichs als Zielgebiet zum Auffüllen erkennt, und – einen ersten Leerbereich in dem Zielgebiet erkennt; und – ein mit dem Bildverarbeitungsmodul im Datenaustausch stehendes Steuergerät, das dergestalt ausgeführt ist, dass es das Abtankrohr in eine Position steuert, um landwirtschaftliches Material zum ersten Leerbereich zu leiten.
18. System nach Anspruch 17, wobei das Leerbereichvolumen einer Zone die Differenz zwischen einem Füllstand-Einstellpunkt und dem Füllstand der Zone ist, wenn der Füllstand niedriger als der Füllstand-Einstellpunkt ist.
19. System nach Anspruch 18, wobei das Bildverarbeitungsmodul dergestalt ausgeführt ist, dass es ein dynamisches Leerbereichvolumen des ersten Leerbereichs als Funktion der Zeit und mindestens einer der beiden Größen Volumendurchfluss oder Massendurchfluss abschätzt, und wobei das Steuergerät dergestalt ausgeführt ist, dass es als Reaktion darauf, dass das dynamische Leerbereichvolumen des ersten Leerbereichs sich dem Füllstand-Einstellpunkt nähert, das Abtankrohr in eine zweite Position steuert, um einen zweiten Leerbereich aufzufüllen.
20. System nach Anspruch 18, wobei das jeweilige Gebiet dann als zu füllendes Zielgebiet erkannt wird, wenn der mittlere Füllstand dieses Gebietes niedriger als ein Füllstand-Einstellpunkt ist und das gesamte Leerbereichvolumen dieses Gebiets größer als ein vorbestimmter Wert ist.
21. System nach Anspruch 18, wobei das Gebiet als zu füllendes Zielgebiet erkannt wird, wenn ein mittlerer Füllstand einer jeden aus einer vorbestimmten Anzahl von aneinander grenzenden Zonen innerhalb des Gebiets niedriger als ein Füllstand-Einstellpunkt ist und ein Gesamtleerbereichvolumen der vorbestimmten Anzahl von aneinander grenzenden Zonen größer ist als ein vorbestimmter Wert ist.
22. System nach Anspruch 18, wobei die Position auf der Grundlage von mindestens einer der Größen, Ausgangsposition des Abtankrohres relativ zum Leerbereich und Leerbereichvolumen des Leerbereichs, ermittelt wird.
23. System nach Anspruch 18, wobei die Füllstände für jede von einer Vielzahl von Zellen innerhalb des Tankbereichs abgeschätzt werden, wobei eine Zone eine Gruppe von Zellen umfasst, ein Gebiet eine Gruppe von Zonen umfasst und der Tankbereich eine Gruppe von Gebieten umfasst, und wobei die Leerbereiche mindestens eine Zelle umfassen.
24. System nach Anspruch 23, wobei, wenn der Füllstand einer Zelle nicht ablesbar ist, dem Füllstand der nicht ablesbaren Zelle der mittlere Füllstand der Zellen in der Zone, der die nicht ablesbare Zelle angehört, zugeordnet wird.
25. System nach Anspruch 18, wobei das Bildverarbeitungsmodul die Füllstände kontinuierlich abschätzt, während landwirtschaftliches Material zum Tankbereich abgetankt wird.
26. System nach Anspruch 18, wobei das Steuergerät gehindert wird, das Abtankrohr in die Position zu steuern, um das landwirtschaftliche Material zu dem Leerbereich zu leiten, bis der Gesamtfüllstand an landwirtschaftlichem Material im Tankbereich einen vorbestimmten Füllstand der partiellen Füllung überschreitet.
27. System nach Anspruch 18, wobei das Steuergerät mit dem Überladefahrzeug im Datenaustausch steht und dergestalt ausgeführt ist, dass es das Überladefahrzeug in eine Position steuert, um landwirtschaftliches Material zum Leerbereich zu leiten, wobei das Abtankrohr und das Überladefahrzeug auf der Grundlage einer Füllstrategie auf selektive Weise zu den jeweiligen Positionen gesteuert werden.

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