DE102014201203A1 - Landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug mit einem Fluggerät und zugehöriger Stromversorgung - Google Patents

Landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug mit einem Fluggerät und zugehöriger Stromversorgung Download PDF

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Christian Bartolein
Bernhard Stelzer
Fabienne Seibold
Axel Meyer
August Altherr
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Deere and Co
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Abstract

Ein landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug (10) wirkt mit einem Fluggerät (100, 100’) mit einem Sensor (106) zur Erkundung eines Felds zusammen, dessen Signale auf das landwirtschaftliche Arbeitsfahrzeug (10) übertragbar sind. Das Arbeitsfahrzeug (10) ist mit einer Einrichtung zur Übertragung von elektrischer Energie auf das Fluggerät (100, 100’) ausgestattet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kombination aus einem landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeug und einem damit zusammenwirkenden Fluggerät mit einem Sensor zur Erkundung eines Felds, dessen Signale auf das landwirtschaftliche Arbeitsfahrzeug übertragbar sind.
  • Technologischer Hintergrund Die moderne Landwirtschaft ist bestrebt, sparsam mit Ressourcen umzugehen, wie Dünger, Betriebsstoffen und Wasser. Der jeweilige Bedarf an einzusetzenden Mitteln wird durch Sensoren ermittelt, die Eigenschaften eines zu bearbeitenden Feldes bzw. des darauf wachsenden Pflanzenbestands ermitteln, und dient zur selbsttätigen Ansteuerung von Aktoren. In vielen Fällen erfolgt diese Erfassung während des laufenden Arbeitsvorgangs durch an einem Arbeitsfahrzeug angebrachte Sensoren, was den Vorteil hat, dass sich ein zusätzlicher Arbeitsgang zur Datenaufnahme erübrigt und die erfassten Daten aktuell sind. Allerdings haben viele Aktoren gewisse Reaktionszeiten, sodass es vorteilhaft ist, die Sensoren vorausschauend zu gestalten, damit sie das Feld in hinreichend großem Abstand vom Arbeitsfahrzeug sensieren können.
  • Die DE 10 2010 038 661 A1 beschreibt eine Erntemaschine, die mit einem Sensor zusammenwirkt, der an einem Fluggerät befestigt ist und seine Daten drahtlos auf die Erntemaschine überträgt. Der Sensor erfasst einerseits den Erntegutbestand vor der Erntemaschine, z.B. das Volumen eines auf dem Feld liegenden, durch einen Feldhäcksler oder eine Ballenpresse aufzunehmenden Schwades, um die Vortriebsgeschwindigkeit der Erntemaschine vorausschauend an die aufzunehmenden Erntegutmengen anzupassen, andererseits den Überladevorgang von der Erntemaschine auf ein begleitendes Fahrzeug zum Abtransport des Ernteguts. Wie der Antrieb der Rotoren des insbesondere als Quadrocopter ausgeführten Fluggeräts erfolgt und die Sensoren und anderen elektronischen Elemente des Fluggeräts mit Strom versorgt werden, wird nicht im Einzelnen beschrieben.
  • Derzeit ist die Flugzeit eines handelsüblichen, mit Akkumulatoren betriebenen Fluggeräts jedenfalls nicht hinreichend für landwirtschaftliche Anwendungen, die bei großen Feldern mehrere Stunden dauern können.
  • Aufgabe
  • Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, eine Kombination aus einem landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeug und einem damit zusammenwirkenden Fluggerät zur Erkundung eines Felds bereitzustellen, die eine hinreichende Betriebsdauer des Fluggeräts ermöglicht.
  • Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung wird durch die Patentansprüche definiert.
  • Ein landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug wirkt mit einem Fluggerät mit einem Sensor zur Erkundung eines Felds zusammen, dessen Signale insbesondere in Echtzeit und online auf das landwirtschaftliche Arbeitsfahrzeug übertragbar sind. Das Arbeitsfahrzeug ist mit einer Einrichtung zur Übertragung von elektrischer Energie auf das Fluggerät ausgestattet, um eine hinreichende Flugzeit des Fluggeräts zu erzielen.
  • Bei einer möglichen Ausführungsform umfasst die Einrichtung zur Übertragung von elektrischer Energie auf das Fluggerät eine Andockstation, in welcher der Akkumulator des Fluggeräts aufgeladen werden kann. Dabei kann das Arbeitsfahrzeug mit zwei Andockstationen versehen sein, an denen jeweils eine vom Fluggerät trennbare Akkumulatoreneinheit des Fluggeräts andockbar ist. Somit kann das Fluggerät mit einem fast leeren Akkumulator seine Akkumulatoreneinheit an eine erste Andockstation ankoppeln, sich dann von seiner Akkumulatoreneinheit trennen und mit einer anderen, in der zweiten Andockstation zwischenzeitlich aufgeladenen Akkumulatoreneinheit gekoppelt werden. Anschließend wird die Akkumulatoreneinheit in der ersten Andockstation aufgeladen, um später wieder mit dem Fluggerät gekoppelt zu werden. Es wäre aber auch möglich, dass das Fluggerät in der (insbesondere einzigen) Andockstation verbleibt und nur die Akkumulatoreneinheit durch eine geeignete Mechanik des Arbeitsfahrzeugs getauscht wird.
  • Bei einer anderen Ausführungsform umfasst die Einrichtung zur Übertragung von elektrischer Energie auf das Fluggerät ein Kabel. Durch das können Kabel auch Signale des Sensors und/oder Anweisungen vom Arbeitsfahrzeug an das Fluggerät übertragen werden. Das Kabel kann auf einer Haspel aufgewickelt werden. Insbesondere das Kabel mit einem Kraft- und/oder Winkelsensor zusammenwirken, aus dessen Signalen Rückschlüsse auf die Windrichtung und/oder -stärke getroffen werden. Aus diesen Winkeln und der Länge des abgewickelten Kabels kann auch ein Rückschluss über die Position des Fluggeräts getroffen werden.
  • Ausführungsbeispiel
  • In den Zeichnungen sind zwei nachfolgend näher beschriebene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, wobei die Bezugszeichen nicht zu einer einschränkenden Auslegung der Patentansprüche herangezogen werden dürfen. Es zeigt:
  • 1 eine seitliche Ansicht eines Arbeitsfahrzeugs mit einem Fluggerät und einer ersten Ausführungsform einer Einrichtung zur Übertragung von elektrischer Energie auf das Fluggerät, und
  • 2 eine seitliche Ansicht eines Arbeitsfahrzeugs mit einem Fluggerät und einer zweiten Ausführungsform einer Einrichtung zur Übertragung von elektrischer Energie auf das Fluggerät.
  • Arbeitsfahrzeug und Fluggerät
  • In der 1 ist ein landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug 10 in der Art eines selbstfahrenden Feldhäckslers dargestellt. Weiterhin ist ein unbemanntes Fluggerät 100 vorgesehen. Das Arbeitsfahrzeug 10 könnte auch eine beliebige andere selbstfahrende Erntemaschine sein, wie ein Mähdrescher oder Rübenernter, oder ein Traktor mit einem beliebigen Gerät zur Bearbeitung des Feldes, wie einer Sämaschine, einer angebauten Feldspritze oder einem Düngerstreuer, oder eine selbstfahrende Feldspritze oder Sämaschine.
  • Das Arbeitsfahrzeug 10 baut sich auf einem Rahmen 12 auf, der von vorderen angetriebenen Rädern 14 und lenkbaren rückwärtigen Rädern 16 getragen wird. Die Bedienung des Arbeitsfahrzeugs 10 erfolgt von einer Fahrerkabine 18 aus, von der aus ein Erntevorsatz 20 in Form eines Aufnehmers einsehbar ist. Mittels des Erntevorsatzes 20 vom Boden aufgenommenes Erntegut, z. B. Gras oder dergleichen wird über einen Einzugsförderer 22 mit Vorpresswalzen, die innerhalb eines Einzugsgehäuses 24 an der Frontseite des Feldhäckslers 10 angeordnet sind, einer unterhalb der Fahrerkabine 18 angeordneten Häckseleinrichtung 26 in Form einer Häckseltrommel zugeführt, die es in kleine Stücke häckselt und es einer Fördervorrichtung 28 aufgibt. Das Gut verlässt die Erntemaschine 10 zu einem nebenher fahrenden Transportfahrzeug über einen um eine etwa vertikale Achse drehbaren und in der Neigung verstellbaren Auswurfkrümmer 30. Im Folgenden beziehen sich Richtungsangaben, wie seitlich, unten und oben, auf die Vorwärtsrichtung V der Erntemaschine 10, die in der 1 nach rechts verläuft.
  • Das Arbeitsfahrzeug 10 umfasst eine Kontrolleinheit 70 sowie eine Bedienerschnittstelle 98 mit einer Anzeigeeinrichtung und Eingabemitteln für den Bediener in der Kabine 18.
  • Das Fluggerät 100 umfasst eine tragende Struktur 102 in Form eines Rahmengestells, an der insgesamt vier um die Hochachse drehend antreibbare Luftschrauben 104 angebracht sind; es ist somit als so genannter Quadrocopter ausgeführt. Es sind auch beliebige andere Anzahlen von Luftschrauben 104 möglich. An ihrer Unterseite trägt die Struktur 102 einen Sensor 106, eine Elektronikeinheit 108, die eine Flugsteuerung, eine Datenverarbeitungseinheit und eine mit einer Antenne verbundene Sende- und Empfangseinheit umfasst. Die Flugsteuerung ist mit einer Positionsbestimmungseinrichtung verbunden. Unterhalb der Elektronikeinheit 108 ist eine Akkumulatoreneinheit 110 lösbar befestigt, die zur elektrischen Versorgung der Elektronikeinheit 108, des Sensors 106 und von Elektromotoren zum Antrieb der Luftschrauben 104 dient.
  • Der Sensor 106 ist hier als Kamera ausgeführt, die auf das Feld vor der Erntemaschine 10 blickt. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Blickrichtung der Kamera auch nach unten gerichtet oder verstellbar sein, wie auch ihr Bildwinkel. Die Datenverarbeitungseinheit verarbeitet die Bildsignale des Sensors 106 und übersendet über die Sende- und Empfangseinheit die verarbeiteten Daten an eine Steuereinrichtung die Kontrolleinheit 70 des Arbeitsfahrzeugs 10. Diese Daten umfassen Informationen über die Dichte und Lage des Schwads 34 auf dem Feld vor dem Arbeitsfahrzeug 10, die mittels des Sensors 106 erzeugt werden und von der Kontrolleinheit 70 zur selbsttätigen Lenkung und Vorgabe der Geschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs 10 genutzt werden. Das Bild des Sensors 106 kann zudem auf der Anzeigeeinrichtung der Bedienerschnittstelle 98 angezeigt werden. Die Flugsteuerung dient dazu, das Fluggerät 100 durch geeignete Ansteuerung der Luftschrauben 104 in eine gewünschte Position und Orientierung zu verbringen, wobei die Signale der Positionsbestimmungseinrichtung zur Bestimmung der aktuellen Position des Fluggeräts 100 und somit als Istwerte dienen. Entsprechende Steuerdaten für die Sollwerte der Position und Orientierung des Fluggeräts 100 werden von der Kontrolleinheit 70 des Arbeitsfahrzeugs 10 über dessen Sende- und Empfangseinheit empfangen. Weitere Einzelheiten zum Aufbau der Elektronikeinheit 108 des Fluggeräts 100 einschließlich der Flugsteuerung sowie ihrer Wirkungsweise und zur Datenübertragung zum und vom Arbeitsfahrzeug 10 finden sich in der DE 10 2010 038 661 A1 , deren Offenbarung durch Verweis mit in die vorliegenden Unterlagen aufgenommen wird.
  • Erste Ausführungsform der Einrichtung zur Übertragung von elektrischer Energie auf das Fluggerät
  • Die Akkumulatoreneinheit 110 dient zur Versorgung des Fluggeräts 100 mit elektrischer Energie. Um die mögliche Einsatzzeit des Fluggeräts 100 über die Flugzeit einer Ladung der Akkumulatoreneinheit 110 zu verlängern, ist das Arbeitsfahrzeug 10 mit einer Ladestation 112 ausgestattet, die zwei Andockstationen 114, 116 umfasst, die jeweils zum Andocken einer Akkumulatoreneinheit 110 dienen. In der 1 ist in einer ersten Andockstation 114 die Akkumulatoreneinheit 110‘ eines zweiten Fluggeräts 100‘ angedockt und in der zweiten Andockstation 116 ist eine Akkumulatoreneinheit 110‘‘ ohne angekoppeltes Fluggerät 100 dargestellt.
  • Die Vorgehensweise ist derart, dass das Fluggerät 100 oder 100‘ kurz vor Ende seiner Flugzeit, d.h. wenn sich die Akkumulatoreneinheit 110 oder 110‘ fast entleert hat, zu einer leeren Andockstation 114 oder 116 fliegt und dort andockt. Dann trennt sich das Fluggerät 100 oder 100‘ von seiner bisherigen Akkumulatoreneinheit 110 oder 110‘ und fliegt (nunmehr nur durch einen internen Akkumulator versorgt, der später durch die angedockte, geladene Akkumulatoreneinheit 110, 110‘ oder 110‘‘ wieder aufgeladen wird) zur anderen Andockstation 116 oder 114, koppelt dort an die dort inzwischen aus dem Bordnetz des Arbeitsfahrzeugs 10 aufgeladenen Akkumulatoreneinheit 110, 110‘ oder 110‘‘ wieder an und fliegt dann wieder über das Feld, um Sensordaten aufzunehmen.
  • Bei der in 1 dargestellten Situation hat das zweite Fluggerät 100‘ gerade seine entleerte Akkumulatoreneinheit 110‘ an die erste Andockstation 114 angekoppelt und wird daran anschließend an die Akkumulatoreneinheit 110‘‘ in der zweiten Andockstation 116 ankoppeln, um dann wieder den Flugbetrieb aufzunehmen, z.B. um einen Überladevorgang vom Arbeitsfahrzeug 10 auf ein Transportfahrzeug zu überwachen oder das erste Fluggerät 100 bei der Erkundung des Feldes zu unterstützen.
  • Bei einer anderen Ausführungsform (nicht gezeigt) wäre es auch denkbar, dass nicht das Fluggerät 100, 100‘ zwischen den Andockstationen 114, 116 umsetzt, sondern dass eine Mechanik des Arbeitsfahrzeugs 10 die leere Akkumulatoreneinheit 110, 110‘ vom Fluggerät 100, 100‘ trennt und eine geladene Akkumulatoreneinheit 110‘‘ mit dem Fluggerät 100, 100‘ verbindet.
  • Auch könnten zwei Fluggeräte 100, 100‘ vorhanden sein, von denen eines solange an der Andockstation 114 oder 116 angedockt ist, um seine Akkumulatoreneinheit 110, 100‘, 110‘‘ aufzuladen, während das andere Fluggerät 100‘, 100 über das Feld fliegt. Die gleichzeitige Verwendung zweier Fluggeräte 100, 100‘ hat jedoch den Vorteil, dass das Feld aus unterschiedlichen Perspektiven beobachtet werden kann und sich die beobachtete Fläche vergrößert.
  • Falls nur ein einziges Fluggerät 100 vorhanden sein sollte, kann das Fluggerät 100 zur Überbrückung der für den Wechsel der Akkumulatoreneinheit 110, 110‘, 110‘‘ benötigten Pause eine hinreichende Strecke im Vorab abfliegen und mit dem Sensor 106 untersuchen, um einen unterbrechungsfreien Betrieb des Arbeitsfahrzeugs 10 zu ermöglichen.
  • Zweite Ausführungsform der Einrichtung zur Übertragung von elektrischer Energie auf das Fluggerät
  • Bei der zweiten Ausführungsform sind mit der ersten Ausführungsform übereinstimmende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform erfolgt die Energieübertragung bei der zweiten Ausführungsform vom Arbeitsfahrzeug 10 auf das Fluggerät 100 mittels eines elektrischen Kabels 120, das auf einer Haspel 122 aufgewickelt werden kann. Die Haspel 122 kann zum Ab- und Aufwickeln des Kabels 120 durch Federkraft oder mittels eines Elektromotors (nicht gezeigt) angetrieben werden, der durch die Kontrolleinheit 70 angesteuert wird. Über das Kabel 120 werden auch die oben beschriebenen Daten zwischen der Kontrolleinheit 70 und der Elektronikeinheit 108 des Fluggeräts 100 übertragen, sei es über eine separate Leitung oder jene Leitungen, die auch zur Energieübertragung dienen.
  • Die Haspel 122 ist an einer Halterung 124 befestigt, die um die Hochachse frei drehbar oder mittels eines Motors gesteuert angebracht ist, um das Fluggerät 100 in beliebige Richtungen gegenüber dem Arbeitsfahrzeug 10 fliegen lassen zu können, ohne unerwünschte Knicke im Kabel 120 zu erzielen. Das Kabel 120 wird durch eine Führung 128 geleitet, die durch einen Haltearm 126 mit der Halterung 124 verbunden ist. Ein Sensor 130 erfasst den Drehwinkel der Halterung 124 um die Hochachse und/oder den horizontalen und/oder vertikalen Winkel zwischen der Führung 128 und dem ihr unmittelbar benachbarten Abschnitt des Kabels 120. Die Kontrolleinheit 70 leitet daraus Informationen zur Windstärke und Windrichtung ab, die sie wiederum zur selbsttätigen Kontrolle eines Überladevorgangs des Ernteguts vom Arbeitsfahrzeug 10 auf ein Transportfahrzeug verwenden kann. Der Sensor 130 kann auch die Zugkraft des Kabels 120 erfassen, die ebenfalls einen Rückschluss auf die Windstärke ermöglicht. Auch kann durch einen Sensor (nicht gezeigt) die Länge des abgewickelten Kabels 120 erfasst werden, um daraus Rückschlüsse auf den Abstand des Fluggeräts 100 vom Arbeitsfahrzeug 10 zu treffen. Die Höhe des Fluggeräts 100 kann anhand der Länge des abgewickelten Kabels und des erwähnten Sensors zur Erfassung des vertikalen Winkels zwischen der Führung 128 und dem ihr unmittelbar benachbarten Abschnitt des Kabels 120 bestimmt oder abgeschätzt werden.
  • Am oberen Ende der Halterung 124 ist ebenfalls eine Andockstation 114 angebracht, welche vom Fluggerät 100 angeflogen werden kann, wenn seine Aufgaben gerade nicht benötigt werden. Das Kabel 120 ist vorzugsweise auf der Seite des Fluggeräts 100 trennbar daran angeschlossen, sodass das Fluggerät 100 auch ohne Kabel 120, dann durch seine Akkumulatoreneinheit 110 versorgt, fliegen kann, um weiter vom Arbeitsfahrzeug 10 entfernte Ziele anzusteuern als die Länge des Kabels 120 erlaubt, z.B. um die Grenzen des Feldes zu erkunden. Die Akkumulatoreneinheit 110 kann im Anschluss daran in der Andockstation 114 oder durch das wieder angeschlossene Kabel 120 aufgeladen werden. Sollte die Möglichkeit einer Trennung vom Kabel 120 nicht benötigt werden, kann die Akkumulatoreneinheit 110 auch vom Fluggerät 100 abgenommen werden oder komplett entfallen.
  • Einsatzmöglichkeiten
  • Beide Lösungsvorschläge bieten den Vorteil, dass man die Nutzlast der unbemannten Fluggeräte 100, 100‘ erhöhen kann, da die Akkulaufzeit nicht mehr limitierend ist. So wird es möglich schwerere oder mehrere Sensoren 106 an das Fluggerät 100, 110‘ anzubinden. Auch der Einsatz größerer Flugmotoren zum Antrieb der Luftschrauben 104, 104‘ kann in Betracht gezogen werden.
  • Durch den Einsatz vorausschauender Sensoren 106 an dem unbemannten Fluggerät 100, 100‘ werden weitergehende Anwendungen in Verbindung mit der Arbeitsmaschine 10 möglich. Hierbei ist der Einsatz nicht auf eine spezielle Arbeitsmaschine 10 limitiert, sondern bezieht sich auch auf Traktoren und sonstige selbstfahrenden Maschinen. Außerdem lassen sich die Anwendungsfälle auch mit Drohnen oder Segelflugzeugen oder Flugdrachen realisieren, da man nicht immer auf die flexible Flugbahn von Multicoptern angewiesen ist. Dies gilt insbesondere für Anwendungsfälle, die eine größere Flughöhe zulassen sowie keine direkte Bindung der Flugbahn an den Fahrweg des Bodenfahrzeugs erfordern.
  • Das Fluggerät 100 und ggf. das zweite Fluggerät 100‘ kann mit einem beliebigen Sensor 106 oder mehreren Sensoren ausgestattet werden, die Eigenschaften des Felds erfassen können, wie Eigenschaften der Pflanzen (Reifegrad, Farbe, Stickstoffgehalt, Bestandsdichte und -höhe, Insektenbefall, Pilzbefall, stehende Wasserflächen), Eigenschaften des Bodens (Bodenart, Düngemittelbedarf), auf dem Feld stehende Hindernisse (Bäume, Steine, Menschen, Tiere etc.) und dergleichen.
  • Die Signale des Sensors 106 können zur Bereitstellung von Eingabewerten zur Kontrolle von Aktoren des Arbeitsfahrzeugs in Echtzeit (unter Berücksichtigung des zeitlichen und/oder örtlichen Versatzes zwischen der Aufnahme der Sensorwerte und dem Erreichen der zugehörigen Stelle durch das Arbeitsfahrzeug 10) dienen, z.B. zur Ausgabe von Dünge- oder Spritzmitteln, zur Kontrolle der Geschwindigkeit und der Richtung des Arbeitsfahrzeugs. Auch können sie zur Kontrolle von Fahrzeugverbünden dienen, d.h. die Lenkung und/oder Geschwindigkeit oder andere Arbeitsparameter mehrerer gleichartige oder unterschiedliche Arbeitsfahrzeuge kontrollieren, z.B. einer Erntemaschine und eines Transportfahrzeugs für aufgenommenes Erntegut. Die Signale des Sensors können zur Prozessoptimierung dienen, z.B. zur Wegeplanung bei der Ernte für eine Erntemaschine und/oder die zugehörige Transportkette oder zur Kontrolle der Arbeitsweise des Arbeitsfahrzeugs 10, z.B. zur Erfassung des Stoppelbilds hinter dem Arbeitsfahrzeug 10 oder von Verlusten, insbesondere bei einem Mähdrescher. Im Logistikbereich können durch geschickte Wegeplanung im Feld und zum Feld Kosten gespart werden. Durch die Kommunikation von Landmaschinen 10 und Fluggeräten 100, 100‘ untereinander können Kollisionen oder Engpässe auf dem Feld oder auf Straßen vermieden werden. Außerdem können die Routen zu Überladepunkten berechnet werden. Bei der Routenplanung werden feste Hindernisse, welche in Kartenmaterial verfügbar sind, mit einbezogen, so dass z.B. Hochspannungsleitungen umflogen (und durch das Arbeitsfahrzeug 10 zugehörige Masten umfahren) werden.
  • Die gewonnenen Informationen können verwendet werden, um die Geschwindigkeit, Fahrtrichtung und Maschineneinstellungen vorzunehmen. Im Speziellen ist damit gemeint, dass man z.B. die Fahrgassenschaltung (Section Control) und Ausbringmenge von Sä- und Düngemaschinen steuert. Außerdem kann ein Traktor entlang von Konturen geführt werden: Schwade, Furchen, Bestandskannten, Plantagen oder Reihenkulturen. Speziell im Pflanzenschutz und der Düngung kann man durch eine direkte Verbindung vom Sensor des Fluggeräts zur Maschinensteuerung sogenannte „Prescription Maps“ und Ausbring-Muster steuern.
  • Falls nacheinander unterschiedliche Aufgaben mit dem Fluggerät 100 durchgeführt werden sollen, kann auch ein Wechsel des an die jeweilige Aufgabe speziell angepassten Sensors 106 vorgenommen werden, sei es durch den Bediener oder selbsttätig durch das Fluggerät 100, 100‘.
  • Das Arbeitsfahrzeug 10 kann gleichzeitig mit mehreren Fluggeräten 100, 100‘ zusammenwirken, wie in der 1 gezeigt. Zur Kollisionsvermeidung lässt die Kontrolleinheit 70 des Arbeitsfahrzeugs 10 die Fluggeräte 100, 100‘ in vorbestimmten Abständen voneinander und von anderen Gegenständen, wie Strommasten und -leitungen oder Gebäuden, die vorzugsweise in einer Karte der Kontrolleinheit 70 eingetragen sind, fliegen. Wenn mehrere, jeweils mit einem Fluggerät 100, 100‘ zusammenwirkende Arbeitsfahrzeuge 10 in unmittelbarer Nähe zusammenarbeiten, tauschen ihre Kontrolleinheiten 70 und/oder Fluggeräte 100, 100‘ vorzugsweise Positionsinformationen untereinander aus, um die Kollisionsgefahr zu vermindern.
  • Insbesondere in der Forstwirtschaft kommen Überfliegungen, auch mit bemannten Flugzeugen, mit Laserscannern zum Einsatz, um die Geländeform, Position, Baumart und Stammdicke vorab zu ermitteln. Diese Informationen können im Nachhinein oder auch während des Flugs für Algorithmen zur Routenoptimierung herangezogen werden. Vorzugsweise wird die Route so gewählt, dass ein Traktor oder Forstfahrzeug immer Bäume derselben Sorte und ähnlicher Stammdicke anfährt, so dass ein nachträgliches Sortieren der Stämme entfallen kann. Außerdem sollte der Algorithmus die Geländestruktur in die Berechnung miteinbeziehen und vorzugsweise Berg aufwärts leer fahren und im Gefälle abwärts nach und nach die Stämme aufladen, um Kraftstoff zu sparen.
  • Ein weiteres Anwendungsgebiet von unbemannten Fluggeräten 100, 100‘ ist die Einbindung in Fahrerassistenzsysteme. Eine Videoübertragung aus der Vogelperspektive kann dem Fahrer helfen, das unübersichtliche Fahrzeug zu rangieren und einzuparken. Hierbei ist auch denkbar, dass der Fahrer vorgibt, an welche Stelle über dem Arbeitsfahrzeug 10 sich das Fluggerät 100, 100‘ bewegen soll, um eine Detailansicht zu liefern. Durch die Fusionierung mehrerer Video-Signale kann man auch eine 3D Ansicht der Situation generieren, was bisher nur über Weitwinkelobjektive und eine Vielzahl an Kameras am Arbeitsfahrzeug 10 realisiert werden kann. Eine weitere technische Möglichkeit ist, das Video-Signal im Rahmen eines „augmented reality“-Ansatzes zu verwenden, um den Fahrer auf bestimmte Problemstellen an seinem Arbeitsfahrzeug 10 aufmerksam zu machen. Dies kann z.B. zur Signalisierung einer Verstopfung oder von defekten Bauteilen verwendet werden. Auf diese Weise kann der Bediener unterstützt werden, z.B. in schwierigen Situationen beim Einparken, denn der Sensor 106 kann besser hinter das Arbeitsfahrzeug 10 blicken als der Bediener in seiner Kabine 18. Dazu kann das Bild des als Kamera ausgeführten Sensors auf der Anzeigeeinrichtung der Bedienerschnittstelle 98 angezeigt werden, vorzugsweise unterstützt durch die so genannte „augmented reality“ Anzeige, d.h. indem weitere Informationen in das Bild eingeblendet werden, anhand derer der Bediener bei auftretenden Problemen weitere Rückschlüsse auf die zweckmäßigste Vorgehensweise treffen kann.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102010038661 A1 [0003, 0017]

Claims (9)

  1. Kombination aus einem landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeug (10) und einem damit zusammenwirkenden Fluggerät (100, 100’), das mit einem Sensor (106) zur Erkundung eines Felds ausgestattet ist, dessen Signale auf das landwirtschaftliche Arbeitsfahrzeug (10) übertragbar sind, wobei das Arbeitsfahrzeug (10) mit einer Einrichtung zur Übertragung von elektrischer Energie auf das Fluggerät (100, 100’) versehen ist.
  2. Kombination nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zur Übertragung von elektrischer Energie auf das Fluggerät (100, 100’) eine Andockstation (114, 116) für das Fluggerät (100, 100’) aufweist, welche im angedockten Zustand ein Aufladen eines Akkumulators des Fluggeräts (100, 100’) erlaubt.
  3. Kombination nach Anspruch 2, wobei das Arbeitsfahrzeug (10) mit zwei Andockstationen (114, 116) versehen ist, an denen eine Akkumulatoreneinheit (110, 110‘, 110‘‘) des Fluggeräts (100, 100‘) andockbar ist, wobei die Akkumulatoreneinheit (110, 110‘, 110‘‘) vom Fluggerät trennbar ist, sodass das Fluggerät (100, 100‘) mit einem fast leeren Akkumulator seine Akkumulatoreneinheit (110, 110‘, 110‘‘) an eine erste Andockstation (114) ankoppeln, dann von seiner Akkumulatoreneinheit (110, 110‘, 110‘‘) getrennt und mit einer anderen, in der zweiten Andockstation (116) zwischenzeitlich aufgeladenen Akkumulatoreneinheit (110, 110‘, 110‘‘) gekoppelt werden kann.
  4. Kombination nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einrichtung zur Übertragung von elektrischer Energie auf das Fluggerät (100) ein Kabel (120) umfasst.
  5. Kombination nach Anspruch 4, wobei durch das Kabel (120) auch Signale des Sensors (106) und/oder Anweisungen von einer Kontrolleinheit (70) des Arbeitsfahrzeugs (10) an das Fluggerät (100) übertragbar sind.
  6. Kombination nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Kabel (120) auf einer Haspel (122) aufgewickelt ist.
  7. Kombination nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei das Kabel (120) mit einem Kraft- und /oder Winkelsensor (130) zusammenwirkt, aus dessen Signalen Rückschlüsse auf die Windrichtung und/oder -stärke und/oder in Verbindung mit einer Erfassung einer abgewickelten Länge des Kabels (120) die Position des Fluggeräts (100) getroffen werden. Kombination nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei das Kabel (120) vom Fluggerät (100) trennbar und das Fluggerät (100) mit einer Akkumulatoreneinheit (110) ausgestattet ist.
  8. Kombination nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Arbeitsfahrzeug (10) gleichzeitig mit mehreren Fluggeräten (100, 100‘) zusammenwirkt.
  9. Kombination nach Anspruch 9, wobei die Kontrolleinheit (70) des Arbeitsfahrzeugs (10) die Fluggeräte (100, 100‘) in vorbestimmten Abständen voneinander und von anderen Gegenständen fliegen lässt.
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