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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung von während eines Bewegens von Erntegut abgesondertem Verlust-Erntegut. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Auswerteeinrichtung, ein System zum Bewegen von Erntegut sowie eine Verwendung eines derartigen Verfahrens, einer derartigen Auswerteeinrichtung und/oder eines derartigen Systems.
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STAND DER TECHNIK
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Zur Bestimmung von Eigenschaften und Zusammensetzung von Erntegut während der Ernte, z. B. hinsichtlich des Gehalts an Stärke, Öl, Mineralstoffen, Rohfasern und/oder Wasser, sind verschiedene Messeinrichtungen bekannt.
DE 199 22 867 A1 ,
DE 10 2011 054 841 A1 und
DE 10 2007 007 040 A1 beschreiben jeweils Messeinrichtungen, die unter Einsatz spektroskopischer Methoden die Eigenschaften und die Zusammensetzung bestimmen. Diese Messeinrichtungen bestimmen im Strom des geförderten Ernteguts die Eigenschaften und die Zusammensetzung.
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Die in
US 5,480,354 A beschriebene Einrichtung und das dort beschriebene Verfahren bestimmen die Feuchtigkeit des Ernteguts während der Ernte unter Auswertung einer wellenlängenabhängigen Reflexion von Licht einer Lichtquelle durch das Erntegut.
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DE 101 30 665 A1 beschreibt eine Messeinrichtung, die mittels der Reflexion von elektromagnetischen Wellen, insbesondere Laserstrahlen, die Menge und die Feuchtigkeit von sich vor eine Erntemaschine befindenden, noch nicht geernteten Pflanzen bestimmt. In dieser Weise kann die zu erwartende Auslastung der Erntemaschine bestimmt werden oder eine zu einer erwünschten Auslastung führende Vortriebsgeschwindigkeit bestimmt werden. Ebenso kann die Feuchtigkeit der Pflanzen bestimmt werden.
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DE 10 2005 005 557 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung einer Landmaschine, bei der eine Kamera ein Bild eines von der Landmaschine bearbeiteten Bodens liefert und eine Steuereinrichtung aufgrund der Auswertung des Bildes ein Steuersignal liefert, auf Grundlage dessen Betriebsparameter der Landmaschine gesteuert oder geregelt werden.
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US 6,119,442 A beschreibt einen Mähdrescher, innerhalb dessen eine Reihe von Sensoren angeordnet sind. Einer oder mehrere der Sensoren können Kameras, auch Infrarot-Kameras, sein. Die Sensoren überwachen verschiedene Eigenschaften des Mähdreschers, beispielsweise eine Kornqualität während des Mähens und Dreschens oder eine Verlustrate von Körnern während des Dreschens. In Abhängigkeit von den gemessenen Parametern werden dann Einstellungen des Mähdreschers automatisch angepasst.
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Während der Ernte, insbesondere während Schritten wie Zetten, Wenden oder Schwaden, die auf dem Feld erfolgen, tritt ein Verlust eines Anteil von Erntegut auf (im Folgenden ”Verlust-Erntegut”). Zusätzlich zu dem Nutz-Erntegut, das bei der Ernte eingefahren wird und zur Nutzung zur Verfügung steht, bleibt Verlust-Erntegut, beispielsweise durch Bröckelverluste, auf dem Feld zurück und kann nicht genutzt werden.
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Zur Bestimmung von Bröckelverlusten wird z. B. eine Differenz eines Gewichts des Ernteguts vor und nach Bearbeitungsschritten wie Zetten, Wenden oder Schwaden gebildet (E. Höhn: Feldverluste bei der Futterernte, FAT-Berichte 285, 1986). Die Bestimmung der Bröckelverluste kann auch darüber erfolgen, dass die auf dem Feld zurückgebliebenen Pflanzenreste gesammelt und gewogen werden, beispielsweise dadurch, dass sie nachträglich aufgesaugt oder in künstlichen Feldstoppeln gesammelt werden (J. Beckhoff et al.: Einfluss neuer Mähaufbereiter auf Trocknung und Feldverluste bei der Gewinnung von Anwelksilage und Heu, Das wirtschaftseigene Futter 25 (1), 5–19, 1979; L. Lucas: Vergleich verschiedener Heuwendemaschinen hinsichtlich der Bröckelverluste, Bachelorarbeit, Fachbereich Ökologische Agrarwissenschaften, Universität Kassel, 2009).
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren, eine Auswerteeinrichtung und ein System vorzuschlagen, die eine Überwachung eines Bewegens von Erntegut ermöglichen. Des Weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine besondere Verwendung für ein derartiges Verfahren, eine derartige Auswerteeinrichtung und/oder ein derartiges System vorzuschlagen.
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LÖSUNG
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Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die eingangs genannten Verfahren erst nachträglich und mit hohem Aufwand Bröckelverluste bestimmen können. Diese Verfahren erlauben hingegen nicht, bereits während des Erntevorgangs Betriebsparameter des Erntevorgangs wie eine Fahrgeschwindigkeit und/oder eine Betriebsgeschwindigkeit eines Aggregats, beispielsweise eine Zapfwellendrehzahl eines Schwaders, möglichst günstig zur Minimierung von Bröckelverlusten zu wählen. Gegenwärtig wird daher während des Erntevorgangs mit Erfahrungswerten für die Betriebsparameter, beispielsweise die Fahrgeschwindigkeit und die Zapfwellendrehzahl eines Schwaders, gearbeitet. Die erfahrungsgemäß günstigen Fahrgeschwindigkeiten liegen jedoch u. U. in einem relativ großen Bereich von etwa 6 bis 12 km/h und unterscheiden sich beispielsweise für die Gewinnung von Silage oder Heu. Weiterhin müssen Wuchshöhe, Wuchsdichte und Feuchtigkeit des Ernteguts beachtet werden. Insbesondere sind günstige Fahrgeschwindigkeiten zur Minimierung der Bröckelverluste stark von einer Beschaffenheit des Untergrunds abhängig, so dass aufgrund allgemeiner Empfehlungen nicht die Ernte auf einem individuellen Feld besonders ökonomisch mit minimierten Bröckelverlusten vorgenommen werden kann. Oftmals erfolgt die Anpassung der Betriebsparameter zur Minimierung von Bröckelverlusten ”auf Sicht” durch einen Fahrer, womit die Anpassung der Betriebsparameter von der Erfahrung des Fahrers abhängig ist und eine erhöhte Aufmerksamkeit des Fahrers erfordert.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung von während eines Bewegens von Erntegut abgesondertem Verlust-Erntegut. Dabei wird das Verlust-Erntegut bspw. hinsichtlich seiner Menge überwacht. Als Menge kann dabei bspw. die Anzahl einzelner Partikel von Verlust-Erntegut, eine Gesamtmasse oder ein Gesamtvolumen der Partikel verstanden werden. Ebenso kann eine Überwachung der Form und/oder Größe von einzelnen Partikeln des Verlust-Ernteguts vorgenommen werden.
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Als Bewegen des Ernteguts wird hier beispielsweise ein Mähen, Verteilen, Wenden/Zetten, Schwaden, Zusammenführen, Komprimieren, Bündeln, Stapeln, Herstellen von Ballen und/oder ein dabei oder in anderen Zusammenhängen vorgenommenes Fördern, Beschleunigen, Abbremsen und/oder Umlenken von Erntegut verstanden. Ein Aggregat, mit dem das Erntegut bewegt wird, kann beispielsweise ein Mähaggregat eines Mähdreschers, ein Häckselaggregat eines Feldhäckslers, eine Ballenpresse oder ein Heuwender sein. Im Folgenden wird (ohne dass dadurch eine Beschränkung der Erfindung auf diesen Einsatzfall erfolgen soll) die Erfindung bevorzugt für ein Bewegen in Form eines Schwadens mit Ausbildung des bewegenden Aggregats als Schwader beschrieben.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird im Bereich des Schwaders mit einer Kamera ein Bild einer von dem Verlust-Erntegut gebildeten Wolke erfasst. Als ein Bild wird hierbei auch eine Bildfolge verstanden, die auch einen Film bilden kann. Die Kamera kann, bevorzugt an dem Schwader selbst, so montiert sein, dass sie die von dem Verlust-Erntegut gebildete Wolke vollständig oder teilweise erfasst. Zu diesem Zweck kann die Kamera beispielsweise an einer Grundstruktur, beispielsweise einer Bodenplatte, des Schwaders oder an festen oder beweglichen Aufbauten befestigt sein.
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Die Kamera kann zur Erfassung der von dem Verlust-Erntegut gebildeten Wolke in geeigneter Weise grundsätzlich beliebig ausgerichtet werden. In einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist die Kamera gegen den Himmel orientiert, wobei die von dem Verlust-Erntegut gebildete Wolke sich zwischen der Kamera und dem Himmel befindet. Um ein die Erfindung nicht beschränkendes Beispiel zu nennen, kann die Hauptachse der Kamera unter einem Winkel im Bereich von 10° bis 85°, insbesondere 25° bis 80° oder 30° bis 70°, gegenüber der Horizontalen nach oben orientiert sein.
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Das Bewegen von Erntegut findet in der Regel bei sonnigem Wetter statt. An solchen Tagen mit sonnigem Wetter bildet der Himmel einen hellen Hintergrund, vor dem das Verlust-Erntegut sich als eine Reihe dunkler Flecken abzeichnet. Durch Ausrichten der Kamera gegen den Himmel und die hierdurch bedingte gute Erkennbarkeit des Verlust-Ernteguts als dunkle Flecken werden Fehler in der Erfassung vermieden, die durch einen unruhigen Hintergrund wie beispielsweise einen Feldboden, nicht abgeerntetes Erntegut oder ein nachfolgendes Fahrzeug bedingt werden könnten, und die Auswertung des Bildes wird erleichtert. Der starke Hell-Dunkel-Kontrast ermöglicht u. U. auch den bevorzugten Einsatz einer CCD-Kamera.
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Dabei muss sich die Kamera nicht an einer Rückseite des Schwaders oder eines den Schwader ziehenden Zugfahrzeugs befinden, sondern kann beispielsweise seitlich, oberhalb oder unterhalb des Schwaders oder des den Schwader ziehenden Zugfahrzeugs so befestigt werden, dass sie den Bereich hinter dem Schwader erfasst.
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Für eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform ist die Kamera an einer Rückseite des Schwaders oder eines den Schwader ziehenden Zugfahrzeugs angeordnet oder seitlich, oberhalb oder unterhalb des Schwaders oder des den Schwader ziehenden Zugfahrzeugs so befestigt, dass sie den Bereich hinter dem Schwader erfasst. In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Bild der Wolke in Bezug auf das Verlust-Erntegut automatisch ausgewertet.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann für die automatische Auswertung des Bildes mindestens eine charakteristische Kenngröße in Bezug auf das Verlust-Erntegut ausgewertet werden. Die oder eine charakteristische Kenngröße kann auf Grundlage einer Menge des Verlust-Ernteguts auf dem Bild ermittelt werden. Ausgewertet werden kann das gesamte aufgenommene Bild oder ein Bildausschnitt, dessen Größe vorbestimmt sein kann oder automatisiert ermittelt wird, bspw. entsprechend der Größe der Wolke, entsprechend einer Fahrgeschwindigkeit und/oder der Antriebsgeschwindigkeit eines Aggregates oder entsprechend dem verfügbaren Speicher und/oder der für die Auswertung vorhandenen Prozessorleistung. Die Größe des Bildausschnitts kann dabei beispielsweise über Winkel oder Raumwinkel definiert werden. Eine Größe des erfassten Bildausschnitts in dieser Entfernung kann ebenso als eine Fläche (als Produkt von Längen) angegeben werden. Eine Angabe der Größe des Bildausschnitts als Fläche ist beispielsweise möglich, wenn eine Entfernung der Wolke von der Kamera und deren zu erwartende Größe bekannt ist oder abgeschätzt werden kann. Die Entfernung der Wolke kann aber auch automatisch ermittelt und angepasst werden, wenn bekannt ist, in welcher Entfernung von der Kamera an dem Schwader das Verlust-Erntegut oder ein wesentlicher Teil des Verlust-Ernteguts frei wird und mit welcher Fahrgeschwindigkeit sich das Zugfahrzeug relativ zu dem freigewordenen Verlust-Erntegut bewegt. Mit größerer Fahrgeschwindigkeit befindet sich dann die von dem Verlust-Erntegut gebildete Wolke weiter hinter dem Fahrzeug als für eine kleinere Fahrgeschwindigkeit, so dass für eine größere Fahrgeschwindigkeit u. U. automatisch ein kleinerer Bildausschnitt gewählt wird als für eine kleinere Fahrgeschwindigkeit.
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Um lediglich eine die Erfindung nicht beschränkende Möglichkeit für eine automatische Auswertung zu nennen, kann beispielsweise die Anzahl der Partikel in dem Bild oder Bildausschnitt ermittelt werden. Ebenso kann eine über einen Teil oder alle Bildpixel gemittelte Intensität zur Bestimmung der Menge des Verlust-Ernteguts dienen. Ebenso ist es möglich, dass alternativ oder zusätzlich die oder eine charakteristische Kenngröße auf Grundlage einer Form oder Formverteilung und/oder einer Größe oder Größenverteilung des Verlust-Ernteguts auf dem Bild oder Bildausschnitt ermittelt wird. Form und/oder Größe können sich hierbei auf einzelne Partikel des Verlust-Ernteguts beziehen. Diese können auch als Durchschnittswert mehrerer Partikel oder beispielsweise als ungefährer Wert über das gesamte Bild oder den gesamten Bildausschnitt ermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die charakteristische Kenngröße auf Grundlage einer Dichte des Verlust-Ernteguts auf dem Bild ermittelt werden. Bei der charakteristischen Größe handelt es sich bevorzugt um eine Flächendichte, die über das gesamte Bild oder einen bestimmten Bildausschnitt ermittelt wird. Bei bekannter Erfassungstiefe des Bildes oder bekannten Bildausschnitts kann ebenso eine Raumdichte als charakteristische Größe ermittelt werden. Sind typische Massen von Partikeln bekannt, so kann als charakteristische Größe aus der Flächen- und/oder Raumdichte auf eine Massendichte des Verlust-Ernteguts geschlossen werden. Weiterhin kann als charakteristische Größe eine Kontur der Wolke bestimmt werden, die sich etwa vor dem hellen Hintergrund des Himmels abzeichnet, wobei vorzugsweise die Form und/oder Größe der Wolke die charakteristische Größe bildet. Wird eine Bildfolge aufgenommen, kann aus dem Vergleich von relativen Positionen des selben Partikels in Bildern mit bekannten Zeitabständen als charakteristische Größe eine Partikelgeschwindigkeit ermittelt werden. Diese Auswertung kann auch für mehrere Partikel erfolgen, wobei dann eine charakteristische Größe aus einer Geschwindigkeitsverteilung der Partikel, einem Mittelwert, einem Median der Geschwindigkeiten u. ä. ermittelt wird.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann eine oder die mindestens eine charakteristische Kenngröße mit einer Ausgabeeinrichtung ausgegeben werden, um dem Fahrer das Ergebnis der Auswertung zur Kenntnis zu bringen, womit der Fahrer insbesondere gewarnt werden kann und/oder geeignete Gegenmaßnahmen zur Reduzierung des Verlust-Ernteguts einleiten kann wie eine Anpassung der Betriebsparameter des Aggregats und/oder der Fahrgeschwindigkeit. Bevorzugt befindet sich die Ausgabeeinrichtung in einem Führerstand des Zugfahrzeugs des Schwaders. Bei der Ausgabeeinrichtung kann es sich um eine beliebige bekannte Ausgabeeinrichtung handeln, die dazu geeignet ist, Ziffern, Buchstaben und/oder graphische Anzeigen wiederzugeben. Auch eine zusätzliche oder alternative Form der Ausgabe, beispielsweise akustisch, ist möglich.
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In einer Ausführungsform der Erfindung kann eine Änderung einer oder der mindestens einen charakteristischen Kenngröße ausgewertet werden. Hierzu kann beispielsweise eine temporäre oder dauerhafte Speicherung der Bilder und/oder der hieraus ermittelten Werte der charakteristischen Kenngröße vorgenommen werden. Um ein nicht beschränkendes Beispiel zu nennen, kann beispielsweise aus einer Vergrößerung der Wolke zwischen zwei Zeitpunkten geschlossen werden, dass sich die Menge des Verlust-Ernteguts vergrößert hat, womit eine Veränderung der Betriebsparameter des Schwaders angezeigt sein kann.
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Die Änderung der charakteristischen Kenngröße kann an der Ausgabeeinrichtung permanent ausgegeben oder auf Anforderung oder bei Vorliegen eines bestimmten Kriteriums bereitgestellt werden. Hierbei kann beispielsweise eine prozentuale oder absolute Änderung über einen vorbestimmten Zeitraum ausgegeben werden und/oder eine graphische Darstellung, beispielsweise in Form eines Verlaufsdiagramms, erfolgen.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird zur Erfassung und/oder Auswertung des Bildes ein Filter, insbesondere ein Infrarotfilter, eingesetzt. Bevorzugt wird der Filter so gewählt, dass ein möglichst hoher Kontrast zwischen einem Hintergrund und dem Verlust-Erntegut erzielt wird. Besonders bevorzugt wird ein Infrarotfilter für Wellenlängen über 720 nm eingesetzt. Möglich ist, dass der Filter als physischer Filter der Kamera selbst und/oder digitaler Filter in der Kamera oder bei der Auswertung ausgebildet ist.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann in Abhängigkeit des Ergebnisses der automatischen Auswertung des Bildes der Betrieb des Schwaders gesteuert oder geregelt werden. Dies bezieht sich z. B. auf die Fahrgeschwindigkeit und/oder die Zapfwellendrehzahl des Schwaders, die beispielsweise auf einen optimalen Wert eingestellt werden können. Für die höchste Effizienz können die Fahrgeschwindigkeit und die Zapfwellendrehzahl so eingestellt werden, dass beispielsweise die Menge des Verlust-Ernteguts einen vorgegebenen Grenzwert nicht überschreitet. Bei Überschreiten des Grenzwerts kann der Schwader abgebremst werden oder die Zapfwellendrehzahl verringert werden. Eine Steuerung oder Regelung ist beispielsweise auch für eine Fahrtrichtung des Zugfahrzeugs mit dem Schwader möglich. So kann diese beispielsweise so gewählt werden, dass der Einfluss des Winds auf das Verlust-Erntegut minimiert wird.
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In einer Ausführungsform der Erfindung kann die Auswertung des Bildes unter Einsatz mindestens einer Kalibrierkurve, einer empirisch ermittelten Funktion, einer aus den physikalischen Gegebenheiten ermittelten Funktion und/oder eines Kennfeldes erfolgen. Um lediglich ein nicht beschränkendes Beispiel zu nennen, können sich diese auf einen Prozentsatz beziehen, der im Bild der CCD-Kamera dunkel ist, im Gegensatz zu einem durch den Himmel gebildeten hellen Hintergrund. Dieser Prozentsatz ist kennzeichnend für die Menge des Verlust-Ernteguts im Bild.
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Die Auswertung des Bildes kann unter Berücksichtigung weiterer Betriebs- oder Umgebungsparameter erfolgen. Hierzu kann beispielsweise die Art des Ernteguts, ein Wassergehalt des Ernteguts und/oder eine Erntegutmenge gehören, wobei zur Bestimmung des Wassergehalts auch die eingangs genannten Messeinrichtungen und -verfahren eingesetzt werden können. Betriebs- oder Umgebungsparameter können zuvor oder gleichzeitig, eventuell mit anderen Sensoren, ermittelt werden. Sie können ebenso, wie etwa die Art des Ernteguts oder die Messwerte weiterer Sensoren, bereits bekannt sein und zur Berücksichtigung während der Auswertung des Bildes vom Fahrer manuell eingegeben werden.
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Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist gegeben durch eine Auswerteeinrichtung. Die erfindungsgemäße Auswerteeinrichtung weist einen Eingang für ein Bild einer Kamera auf, die im Bereich eines Schwaders, mit dem ein Erntegut bewegt wird, ein Bild einer Wolke erfasst, die infolge des Schwadens mit Verlust-Erntegut gebildet ist. Des Weiteren weist die Auswerteeinrichtung einen Prozessor mit Steuerlogik auf. Die Steuerlogik ist dazu geeignet, das erfindungsgemäße Verfahren wie vorstehend beschrieben durchzuführen.
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Zusätzlich zu dem Eingang für das Bild der Kamera kann in einer Ausführungsform der Erfindung ein Ausgabeausgang an der Auswerteeinrichtung vorhanden sein, der von dem Prozessor mit einer über die automatische Auswertung des Bildes ermittelten charakteristischen Kenngröße in Bezug auf das während des Schwadens abgesonderte Verlust-Erntegut beaufschlagt ist. Der Ausgabeausgang kann beispielsweise dazu genutzt werden, um an einer hieran angeschlossenen Ausgabeeinrichtung die oder mindestens eine charakteristische Kenngröße darzustellen.
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Die Auswerteeinrichtung kann ebenfalls einen Steuerausgang aufweisen, der von dem Prozessor mit einem Steuer- oder Regelsignal für den Schwader beaufschlagt ist. Dieser Steuerausgang kann beispielsweise dazu dienen, den Betrieb des Schwaders zu steuern oder zu regeln.
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Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe wird bereitgestellt durch ein System zur Bewegung von Erntegut. Das System weist einen Schwader auf, mit dem das Erntegut bewegt wird, sowie eine Auswerteeinrichtung wie beschrieben und eine Kamera, die ein Bild einer Wolke erfasst, die infolge der Bewegung des Ernteguts durch den Schwader mit Verlust-Erntegut gebildet ist und an den Eingang der Auswerteeinrichtung angeschlossen ist. An den Ausgabeausgang der Auswerteeinrichtung ist eine Ausgabeeinrichtung, beispielsweise eine Ausgabeeinrichtung wie oben beschrieben, angeschlossen, und/oder über den Steuerausgang der Auswerteeinrichtung wird der Schwader gesteuert oder geregelt, beispielsweise in der oben beschriebenen Art und Weise.
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Wie eingangs erläutert kann grundsätzlich das erfindungsgemäße Verfahren, die Auswerteeinrichtung und das System im Zusammenhang mit einem beliebigen Bewegen von Erntegut, bei welchem ein Verlust-Erntegut auftreten kann, Einsatz finden. Für einen besonderen Vorschlag der Erfindung erfolgt eine Verwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, einer erfindungsgemäßen Auswerteeinrichtung und/oder eines erfindungsgemäßen Systems zur Bewegung von Erntegut für ein Schwaden von Erntegut.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Patentansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
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Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs ”mindestens” bedarf. Wenn also beispielsweise von einer charakteristischen Kenngröße die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau eine charakteristische Kenngröße, zwei charakteristische Kenngrößen oder mehr charakteristische Kenngrößen verwendet werden. Diese Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, aus denen das jeweilige Erzeugnis besteht.
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Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.
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1 zeigt schematisch eine Draufsicht auf einen Schwader.
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2 zeigt eine Seitenansicht des Schwaders aus 1.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems mit einer Auswerteeinrichtung.
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4 zeigt einen Bildausschnitt eines Bildes einer Kamera mit Verlust-Erntegut in einer Wolke.
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5 zeigt ein Blockdiagramm eines Verfahrens.
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FIGURENBESCHREIBUNG
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1 zeigt eine Draufsicht auf ein Aggregat 1, hier einen Schwader 3 in Ausbildung als Doppel-Kreiselschwader. Mit dem Schwader 3 wird ein vor dem Schwader 3 flächig auf dem Feld verteiltes Erntegut 5 zu einem Schwad 4 gelegt. Der Schwader 3 bewegt sich dabei in eine Fahrtrichtung 7 eines den Schwader 3 ziehenden Nutzfahrzeugs (nicht dargestellt). In der dargestellten Ausführungsform wird mit zwei gegeneinander rotierenden Schwadkreiseln 6 das Erntegut 5 zwischen die Schwadkreisel 6 beschleunigt, wo dieses als in Fahrtrichtung 7 langgestrecktes Schwad 4 abgelegt wird. In der in 2 gezeigten Seitenansicht ist der in Fahrtrichtung 7 rechte Schwadkreisel 6 dargestellt. Der andere Schwadkreisel 6 ist vollständig von dem dargestellten Schwadkreisel 6 verdeckt und wird zur besseren Übersichtlichkeit in 2 nicht gezeigt.
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Während des Schwadens gelangt insbesondere ein Nutz-Erntegut 11 in das Schwad 4, während ein Verlust-Erntegut 10 von dem Schwader 3 aufgewirbelt wird und eine Wolke 8 über oder hinter dem Schwader 3 bildet. Die Wolke 8 aus dem beim Schwaden aufgewirbelten Verlust-Erntegut 10 wird ganz oder teilweise erfasst durch eine Kamera 2, die an dem Schwader 3 angebracht ist. Die Kamera 2 ist hier entgegen der Fahrtrichtung 7 orientiert. Eine Hauptachse 45 der Kamera 2 ist unter einem Winkel 46 schräg gegen den Himmel 47 gerichtet, dass die Kamera 2 die Wolke 8 aus Verlust-Erntegut 10 vor dem Hintergrund des Himmels 47 erfasst, nicht jedoch den Schwader 3 selbst.
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3 zeigt ein System 12 zum Bewegen von Erntegut in stark schematisierter Form. Die Kamera 2 ist auf die aus Verlust-Erntegut 10 gebildete Wolke 8 gerichtet. Ihr Erfassungsbereich 9 ist dabei im gezeigten Ausführungsbeispiel so gewählt, dass die Wolke 8 vollständig erfasst wird. Über einen Eingang 13 wird ein Bild 19 der Kamera 2 einer Auswerteeinrichtung 14 zugeführt. In der Auswerteeinrichtung 14 ist ein Prozessor 15 vorgesehen, der mindestens eine charakteristische Kenngröße 26, 29, 31, 33 (s. 5) ermittelt. An die Auswerteeinrichtung 14 ist über einen Ausgabeausgang 16 eine Ausgabeeinrichtung 18, hier eine optische Signaleinrichtung, angeschlossen, über die mindestens eine oder die charakteristische Kenngröße 26, 29, 31, 33 an beispielsweise einen Fahrer des den Schwader 3 ziehenden Nutzfahrzeugs ausgegeben wird. Der Prozessor 15 beaufschlagt außerdem einen Steuerausgang 17, über den der Betrieb des Schwaders 3 gesteuert oder geregelt wird.
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4 zeigt ein beispielhaftes Bild 19 der Kamera 2. Das Bild 19 ist hier als quadratischer Bildausschnitt 48 gewählt und zeigt einige Partikel 49a, b, c, ... von Verlust-Erntegut 10. Diese sind Teil der Wolke 8. Eine oder die charakteristische Kenngröße 26, 29, 31, 33 kann im gezeigten Beispiel zum Beispiel aus einer Verschiebung 21 zwischen zwei Orten 20 und 20', an denen dasselbe Partikel 49a zu verschiedenen Zeitpunkten angeordnet ist, ermittelt werden. Dabei symbolisiert der Ort 20' einen späteren Zeitpunkt als der Ort 20. Aus der Verschiebung 21 und einem bekannten Zeitabstand zwischen der Aufnahme der Bilder, auf welchen das Partikel 49 an den Orten 20, 20' angeordnet ist, kann so beispielsweise eine Geschwindigkeit der Partikel 49 ermittelt werden.
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5 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens. In einem Verfahrensschritt 22 wird die Kamera 2 ausgerichtet, so dass sie das Verlust-Erntegut 10 in der erwünschten Weise erfasst. Die Ausrichtung der Kamera 2 kann hierbei automatisiert oder manuell erfolgen. In einem Verfahrensschritt 23 wird das Bild 19 der Kamera 2 aufgenommen. Wird eine Bildfolge oder ein Film erstellt, so kann der Verfahrensschritt 23 mehrfach hintereinander durchgeführt werden. In einem Verfahrensschritt 24 erfolgt nun die Ermittlung mindestens einer charakteristischen Kenngröße 26, 29, 31, 33. In einem Verfahrensschritt 25 kann dabei zum Beispiel eine gemittelte charakteristische Kenngröße 26 ermittelt werden, indem eine Intensität in dem Bild 19 für alle Bildpunkte aufintegriert und eine mittlere Intensität ermittelt wird. Alternativ oder zusätzlich zur Ermittlung der charakteristischen Kenngröße 26 erfolgt ohne ein Aufintegrieren der Intensitätsverteilung eine Trennung des beispielsweise durch den Himmel gebildeten Hintergrundes von dem Verlust-Erntegut 10 zur Ermittlung charakteristischer Kenngrößen 29, 31, 33 in einem Verfahrensschritt 27, wobei beispielsweise ein Infrarotfilter zum Einsatz kommt, Zur Ermittlung der charakteristischen Kenngrößen 29, 31, 33 kann einer oder können mehrere der Verfahrensschritte 28, 30 und 32 zum Einsatz kommen. In einem Verfahrensschritt 28 wird eine Geschwindigkeit der Partikel 49 des Verlust-Ernteguts 10 als charakteristische Kenngröße 29 ermittelt. In einem Verfahrensschritt 30 wird beispielsweise ein Mengen- oder Massenverhältnis des Verlust-Ernteguts 10 zu dem Nutz-Erntegut 11 als charakteristische Kenngröße 31 ermittelt. In einem Verfahrensschritt 32 wird eine Größe und/oder Größenverteilung der Partikel 49 als charakteristische Kenngröße 33 ermittelt.
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In dem Verfahrensschritt 24 können weitere Parameter 34 wie beispielsweise Kennfelder, eine Kalibrierkurve, eine empirisch ermittelte Funktion und/oder eine aus den physikalischen Gegebenheiten ermittelte Funktion eingebracht werden. Die ermittelte charakteristische Kenngröße oder Kenngrößen 26, 29, 31 und/oder 33 können in einem Speicher 35 abgespeichert und bei Bedarf aus diesem gelesen werden. Ein Lesen aus dem Speicher 35 kann zum Beispiel dann zum Einsatz kommen, wenn ein zeitlicher Verlauf einer charakteristischen Kenngröße 26, 29, 31, 33 ermittelt werden soll.
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Die charakteristische Kenngröße oder die charakteristischen Kenngrößen 26, 29, 31, 33 können in einem Verfahrensschritt 36 direkt zur Steuerung des Schwaders 3 eingesetzt werden. Dabei kann beispielsweise in einem Verfahrensschritt 37 eine Fahrgeschwindigkeit des Schwaders 3, in einem Verfahrensschritt 38 weitere Betriebsparameter des Schwaders 3 wie zum Beispiel eine Zapfwellendrehzahl und/oder in einem Verfahrensschritt 39 eine Ausrichtung der Fahrtrichtung 7 des Schwaders 3 gegenüber beispielsweise dem Wind gesteuert und/oder geregelt werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann eine Anzeige der charakteristischen Kenngröße oder der charakteristischen Kenngrößen 26, 29, 31, 33 über eine Ausgabeeinrichtung 18 in einem Verfahrensschritt 40 erfolgen. In einem Verfahrensschritt 41 kann ein Fahrer des Schwaders 3 aufgrund der Anzeige an der Ausgabeeinrichtung 18 Betriebsparameter ändern, so zum Beispiel die Fahrgeschwindigkeit in einem Verfahrensschritt 42, die Zapfwellendrehzahl in einem Verfahrensschritt 43 und/oder die Ausrichtung der Fahrtrichtung 7 des Schwaders 3 in einem Verfahrensschritt 44.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Aggregat
- 2
- Kamera
- 3
- Schwader
- 4
- Schwad
- 5
- Erntegut
- 6
- Schwadkreisel
- 7
- Fahrtrichtung
- 8
- Wolke
- 9
- Erfassungsbereich
- 10
- Verlust-Erntegut
- 11
- Nutz-Erntegut
- 12
- System
- 13
- Eingang
- 14
- Auswerteeinrichtung
- 15
- Prozessor
- 16
- Ausgabeausgang
- 17
- Steuerausgang
- 18
- Ausgabeeinrichtung
- 19
- Bild
- 20
- Ort
- 20'
- Ort
- 21
- Verschiebung
- 22
- Verfahrensschritt
- 23
- Verfahrensschritt
- 24
- Verfahrensschritt
- 25
- Verfahrensschritt
- 26
- Charakteristische Kenngröße
- 27
- Verfahrensschritt
- 28
- Verfahrensschritt
- 29
- Charakteristische Kenngröße
- 30
- Verfahrensschritt
- 31
- Charakteristische Kenngröße
- 32
- Verfahrensschritt
- 33
- Charakteristische Kenngröße
- 34
- Parameter
- 35
- Speicher
- 36
- Verfahrensschritt
- 37
- Verfahrensschritt
- 38
- Verfahrensschritt
- 39
- Verfahrensschritt
- 40
- Verfahrensschritt
- 41
- Verfahrensschritt
- 42
- Verfahrensschritt
- 43
- Verfahrensschritt
- 44
- Verfahrensschritt
- 45
- Hauptachse
- 46
- Winkel
- 47
- Himmel
- 48
- Bildausschnitt
- 49
- Partikel
