DE102017011747A1

DE102017011747A1 - Tillage system

Info

Publication number: DE102017011747A1
Application number: DE102017011747.0A
Authority: DE
Inventors: Ewald Ulrich; Stefan Strobl
Original assignee: ANA U GmbH; ANA-U GmbH
Current assignee: ANA U GmbH; ANA-U GmbH
Priority date: 2017-12-19
Filing date: 2017-12-19
Publication date: 2019-06-19

Abstract

Bodenbearbeitungssystem (1) umfassend ein Zugfahrzeug (2), ein Bodenbearbeitungsgerät (3), eine Bilderfassungsvorrichtung (5), und eine Bildaufbereitungs- und Analysevorrichtung (7) mit einem Steuerungsmodul (8), wobei eine Verstellvorrichtung (17) vorgesehen ist, welche zumindest ein Stellmittel (9) aufweist, um die Bodenbearbeitungswerkzeuge (10) relativ zum Zugfahrzeug (2) zu verstellen. Es ist die Bildaufbereitungs- und Analysevorrichtung (7) mit der Bilderfassungsvorrichtung (5) und das Steuerungsmodul (8) mit dem Stellmittel (9) verbunden. Die Bodenbearbeitungswerkzeuge (10) sind in einer Arbeitsstellung zur Bearbeitung eines Arbeitsbereichs (16) ausgebildet, welcher Arbeitsbereich (16) die oberste Schicht der Bodenoberfläche (20) umfasst. Die Bilderfassungsvorrichtung (5) ist mittels einer Montagevorrichtung (6) am Zugfahrzeug (2) angeordnet, wobei ein Erfassungsbereich (15) der Bilderfassungsvorrichtung (5) entgegen der Fahrtrichtung (11) und auf den Arbeitsbereich (16) ausgerichtet ist. Im Erfassungsbereich (15) der Bilderfassungsvorrichtung (5) am Bodenbearbeitungsgerät (3) ist ein optisch auslesbarer Parameterspeicher (22) angeordnet, welcher Parameterspeicher (22) eine horizontale (24) und/oder vertikale (25) Ausrichtinformation aufweist.Soil cultivation system (1) comprising a tractor (2), a harrow (3), an image capture device (5), and an image processing and analysis device (7) with a control module (8), wherein an adjusting device (17) is provided, which at least an adjusting means (9) to adjust the tillage tools (10) relative to the towing vehicle (2). The image processing and analysis device (7) is connected to the image capture device (5) and the control module (8) is connected to the adjustment means (9). The soil working tools (10) are designed in a working position for machining a working area (16), which working area (16) comprises the uppermost layer of the ground surface (20). The image acquisition device (5) is arranged on the towing vehicle (2) by means of a mounting device (6), wherein a detection area (15) of the image acquisition device (5) is oriented counter to the direction of travel (11) and onto the working area (16). An optically readable parameter memory (22) is arranged in the detection area (15) of the image acquisition device (5) on the soil cultivation device (3), which parameter memory (22) has horizontal (24) and / or vertical (25) alignment information.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bodenbearbeitungssystem.The invention relates to a soil cultivation system.

In der Landwirtschaft besteht das Problem, dass sich Jungpflanzen gegenüber dem zumeist ähnlich schnell wachsenden Unkraut durchsetzen müssen, um eine Chance auf ein erfolgreiches Wachstum zu haben. Um den Wachstumserfolg zu verbessern, sind dem Landwirt neben chemischer Methoden, mechanische Bodenbearbeitungsmethoden bekannt, bei denen der Boden rund um die Nutzpflanze aufgelockert bzw. bearbeitet wird. Dadurch wird ein in der Umgebung der Nutzpflanze befindliches Unkraut in seinem Wachstum gestört, wodurch es im Wachstum zurückbleibt bzw. abstirbt.In agriculture, there is the problem that young plants must prevail over the usually similarly fast-growing weeds in order to have a chance of successful growth. In order to improve the growth success, the farmer is familiar with chemical methods, mechanical tillage methods, in which the soil around the crop is loosened or processed. As a result, a weed in the vicinity of the crop is disturbed in its growth, whereby it remains in growth or dies.

Bei der automatisierten mechanischen Bodenbearbeitung kommt es drauf an, die Bodenbearbeitungswerkzeuge möglichst nahe an die Nutzpflanze heranzuführen, ohne diese dabei zu beschädigen. Dabei ergeben sich nun mehrere Schwierigkeiten. Trotz einer maschinellen Pflanzung kann nicht sicher gewährleistet werden, dass alle Nutzpflanzen in Pflanzrichtung genau hintereinander ins Erdreich eingebracht wurden bzw. dass sich beim Anwachsen geradlinige Pflanzreihen bilden. Es ist also in Pflanzrichtung gesehen, mit einem zufälligen Querversatz der Position der Nutzpflanze in Relation zur Pflanzrichtung zu rechnen. Zusätzlich kommt es bei der Bewegung des Bodenbearbeitungswerkzeugs, welches zumeist von einem Zugfahrzeug in Pflanzrichtung gezogen wird, zu einer zufälligen Bewegung des Bodenbearbeitungsgeräts quer zur Bewegungsrichtung. Ohne eine entsprechende Regelung der Ausrichtung der Bodenbearbeitungswerkzeuge wird es also regelmäßig zu einer Verletzung der Nutzpflanzen kommen.In automated mechanical tillage, it is important to bring the tillage tools as close to the crop as possible without damaging them. This results in several difficulties now. Despite a mechanical planting can not be reliably ensured that all crops were introduced in planting exactly behind each other in the soil or that form when growing linear rows. It is therefore seen in the planting direction, with a random transverse offset of the position of the crop in relation to planting expected. In addition, during the movement of the tilling tool, which is usually pulled by a towing vehicle in the planting direction, a random movement of the tillage implement transversely to the direction of movement occurs. Without a corresponding regulation of the alignment of the tillage tools, it will therefore come regularly to a violation of crops.

Aus dem Stand der Technik sind Systeme bekannt, welche im Bearbeitungsbetrieb die aktuelle Position der Nutzpflanzen erkennen und die Bodenbearbeitungswerkzeuge entsprechend neu positionieren.Systems are known from the prior art, which recognize the current position of crops in the processing operation and reposition the tillage tools accordingly.

Beispielsweise zeigt die EP 2 316 259 B1 eine Vorrichtung zum Halten einer Kamera an einer Erntevorrichtung einer Erntemaschine, um die relative Position zu einem Erntebestand berührungslos zu erfassen. Dazu ist vorgesehen, die Kamera auf einer Schwenkvorrichtung anzubringen, um sie in einer ersten Position seitlich zu einem Bepflanzungsbestand und in zwei weiteren Positionen in Richtung des Pflanzungsbestands anzuordnen. Von der Kamera wird, in Fahrtrichtung gesehen, ein Bereich vor dem Arbeitsgerät erfasst.For example, the shows EP 2 316 259 B1 a device for holding a camera on a harvesting device of a harvester to detect the relative position to a crop without contact. For this purpose, it is provided to mount the camera on a pivoting device in order to arrange it in a first position laterally to a planting stock and in two further positions in the direction of the planting stock. From the camera, as seen in the direction of travel, an area in front of the implement is detected.

Aus der EP 2 622 955 A1 ist eine landwirtschaftliche Maschine bekannt, welche Daten von in Vorwärtsrichtung und/oder in seitlicher Richtung angeordneter Sensoren auswertet und darauf basierend, eine topografische Zone ermittelt, auf welcher sich die landwirtschaftliche Maschine befindet.From the EP 2 622 955 A1 For example, an agricultural machine is known which evaluates data from forward and / or lateral sensors and determines, based thereon, a topographic zone on which the agricultural machine is located.

Aus der EP 2 936 957 A1 ist ferner ein Steuerungssystem bekannt, welches ein von einer Kamera in vorwärts und/oder rückwärts Richtung erfasstes Kamerabild auswertet und daraus eine Bepflanzung ermittelt.From the EP 2 936 957 A1 Furthermore, a control system is known which evaluates a camera image detected by a camera in the forward and / or reverse direction and determines therefrom a planting.

Aus der US 4,843,561 A ist eine Bearbeitungsschiene mit Manipulationswerkzeugen bekannt, wobei auf einem Bearbeitungswerkzeug eine Beleuchtungsvorrichtung und eine Bilderfassungsvorrichtung angeordnet ist. Der Boden, und damit die Früchte bzw. das Gemüse, werden von einer Infrarotkamera beleuchtet und ein charakteristisches Reflexionsspektrum von der Bilderfassungsvorrichtung aufgenommen. Die Kamera erfasst dabei einen Bereich vor dem Bodenbearbeitungswerkzeug.From the US 4,843,561 A a processing rail with manipulation tools is known, wherein a lighting device and an image capture device is arranged on a machining tool. The soil, and thus the fruits or vegetables, are illuminated by an infrared camera and a characteristic reflection spectrum is recorded by the image acquisition device. The camera captures an area in front of the tillage tool.

Auch aus der US 9,468,140 B2 ist ein Bodenbearbeitungswerkzeug bekannt, welches von einer Zugmaschine längs einer Pflanzrichtung gezogen wird. Zur relativen Ausrichtung des Bodenbearbeitungsgeräts offenbart die Schrift zumindest eine Kamera, welche am Bodenbearbeitungsgerät angeordnet ist und einen, in Fahrtrichtung vorgelagerten Bereich erfasst. In diesem erfassten Bereich werden die Pflanzreihen ermittelt und die Position des Bodenbearbeitungsgeräts entsprechend korrigiert.Also from the US 9,468,140 B2 is a tillage tool known which is pulled by a tractor along a planting direction. For the relative orientation of the harrow, the document discloses at least one camera, which is arranged on the harrow and detects an upstream area in the direction of travel. In this recorded area, the plant rows are determined and the position of the tillage implement corrected accordingly.

DE102014113448A1 beschreibt ein Zugfahrzeug mit einer Hydraulikanlage, zwei Unterlenker und mindestens einen Oberlenker zur Anhängung eines Anbaugerätes, wobei zumindest ein Unterlenker mit der Hydraulikanlage verbunden ist. Die in D1 offenbarte Erfindung offenbart eine Steuerung und Mechanik für eine ausgerichtete Linienführung für an dem Zufahrzeug angehängte Maschinen. DE102014113448A1 offenbart nicht die Verwendung eines optisch auslesbaren Parameterspeichers, welcher im Erfassungsbereich der Bilderfassungsvorrichtung am Bodenbearbeitungsgerät angeordnet ist. DE102014113448A1 describes a towing vehicle with a hydraulic system, two lower links and at least one upper link for attaching an attachment, wherein at least one lower link is connected to the hydraulic system. The invention disclosed in D1 discloses control and mechanics for aligned alignment for machines attached to the trailer. DE102014113448A1 does not disclose the use of an optically readable parameter memory which is located in the detection range of the image capture device on the harrow.

EP2712494 betrifft das Kennzeichnen von landwirtschaftlichen Geräten. Dieses Dokument offenbart keine Methoden der Ausrichtung von Bearbeitungsgeräten. EP2712494 concerns the marking of agricultural equipment. This document does not disclose methods of aligning processing equipment.

US20030009282 offenbart eine hoch präzise Anbauvorrichtung und ein Verfahren zur Generierung einer Karte beschreibend die Position der angesetzten Pflanzen. Die Offenbarung der Erfindung beschränkt sich auf die Verwendung beziehungsweise Generierung von GPS-Daten. US20030009282 discloses a high precision hitch and a method of generating a map descriptively the position of the attached plants. The disclosure of the invention is limited to the use or generation of GPS data.

DE102015209897 offenbart eine Vorrichtung zum Erkennen von Unkraut und zur Positionierung einer Manipulationseinheit. Es findet sich kein Hinweis auf die Verwendung eines Neigungssensors. DE102015209897 discloses a device for detecting weeds and for positioning a manipulation unit. There is no indication of the use of a tilt sensor.

DE4301029 betrifft eine Vorrichtung zum Führen eines Arbeitsgerätes entlang einer Pflanzenreihe oder einer Furche. DE4301029 offenbart auch nicht den Einsatz eines Neigungssensors. DE4301029 relates to a device for guiding a working device along a row of plants or a furrow. DE4301029 also does not disclose the use of a tilt sensor.

Aus dem Stand der Technik sind nun Systeme bekannt, welche in Fahrtrichtung vorgelagerte oder nachgelagerte Bereiche erfassen, um daraus die Position der Pflanzreihen zu bestimmen.Systems are now known from the prior art, which detect upstream or downstream areas in the direction of travel in order to determine the position of the rows of plants therefrom.

Dies ist jedoch dahingehend von Nachteil, dass bei einer vorgelagerten Erfassungsposition, aufgrund der Bewegung des Bodenbearbeitungsgeräts, die ermittelte Position nicht mit der tatsächlichen Position der Nutzpflanze bei Erreichen der Bodenbearbeitungswerkzeuge übereinstimmen muss. Dadurch kann es zu einer Fehlbearbeitung und somit einer Verletzung der Nutzpflanze kommen.However, this is disadvantageous in that at an upstream detection position, due to the movement of the harrow, the determined position does not have to match the actual position of the crop on reaching the soil tillage tools. This can lead to incorrect processing and thus injury to the crop.

Bei einem nachgelagerten Erfassungsbereich haben die Bodenbearbeitungswerkzeuge die Nutzpflanze eventuell bereits beschädigt, bevor die Position erfasst und die Bodenbearbeitungswerkzeuge entsprechend ausgerichtet werden können. Auch kann es durch die Beschädigung vorkommen, dass die Position der Nutzpflanzen nicht mehr eindeutig feststellbar ist und somit die Fehlpositionierung bestehen bleibt, bzw. sich sogar verstärkt.At a downstream detection area, the tillage tools may already have damaged the crop before it can detect the position and properly align the tillage tools. It can also happen due to the damage that the position of the crop is no longer clearly identifiable and thus the malposition remains, or even amplified.

Ferner sind die aus dem Stand der Technik bekannten Bodenbearbeitungsgeräte bzw. Systeme spezifisch auf einen Anwendungsfall ausgelegt bzw. optimiert, sodass eine Wiederverwendung bzw. Mehrfachnutzung nicht möglich ist.Furthermore, the known from the prior art tillage equipment or systems are designed and optimized specifically for a particular application, so that a reuse or multiple use is not possible.

Ebenfalls sind bei bekannten Systemen zumeist sehr aufwändige Konfigurationsarbeiten erforderlich, um die Systeme bzw. die Bodenbearbeitungsgeräte für einen konkreten Anwendungsfall einsatzbereit zu machen. Auch erfordern bekannte Systeme die Hinterlegung einer großen Datenbank mit Referenzdaten, um die Nutzpflanze von Unkraut unterscheiden zu können. Hier ist insbesondere von Nachteil, dass charakteristische Eigenschaften der Nutzpflanze erfasst und im Gerät hinterlegt werden müssen, was die Gefahr birgt, dass bei der Bildung von charakteristischen Merkmalen spezifische Merkmale einer Nutzpflanze vor Ort nicht erfasst werden und somit eine Unterscheidung der Nutzpflanze von Unkraut unzuverlässig funktioniert.Also, in known systems usually very complex configuration work is required to make the systems or tillage equipment for a specific application ready for use. Also, known systems require the deposit of a large database of reference data to distinguish the crop from weeds. Here is particularly disadvantageous that characteristic properties of the crop must be recorded and stored in the device, which involves the risk that in the formation of characteristic features specific characteristics of a crop on the ground are not detected and thus a distinction of the crop of weeds works unreliable ,

Die Aufgabe der Erfindung liegt nun darin, ein Bodenbearbeitungssystem zu schaffen, welches universell auf eine Vielzahl möglicher Nutzpflanzen und insbesondere auf die konkrete Ausgestaltung der Nutzpflanze vor Ort konfigurierbar ist. Das Bodenbearbeitungssystem soll derart ausgebildet sein, dass Schwankungen in der Bewegung der Bodenbearbeitungsvorrichtung aufgrund örtlicher Bodengegebenheiten keinen Einfluss auf die korrekte Ausrichtung der Bodenbearbeitungswerkzeuge in Relation zur Nutzpflanze haben.The object of the invention is therefore to provide a soil cultivation system which is universally configurable on a variety of potential crops and in particular on the specific design of the crop on site. The tilling system should be designed so that variations in the movement of the tillage device due to local soil conditions have no effect on the correct orientation of the tilling tools in relation to the crop.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß den Ansprüchen gelöst.This object is achieved by an apparatus and a method according to the claims.

Insbesondere wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Bodenbearbeitungssystem gelöst. Dieses umfasst ein Zugfahrzeug, welches zum Fahren in einer Fahrtrichtung auf einer unbefestigten Bodenfläche ausgebildet ist, und ein Bodenbearbeitungsgerät, welches über eine Haltevorrichtung am Zugfahrzeug lösbar angeordnet ist. Ferner umfasst das Bodenbearbeitungssystem eine Bilderfassungsvorrichtung, und eine Bildaufbereitungs- und Analysevorrichtung mit einem Steuerungsmodul. Das Bodenbearbeitungsgerät weist zumindest ein Paar Bodenbearbeitungswerkzeuge auf, wobei ferner eine Verstellvorrichtung vorgesehen ist, welche zumindest ein Stellmittel aufweist, um die Bodenbearbeitungswerkzeuge relativ zum Zugfahrzeug, in einer Verstellrichtung parallel zur Bodenoberfläche und im Wesentlichen normal zur Fahrtrichtung, zu verstellen. Die Bildaufbereitungs- und Analysevorrichtung ist mit der Bilderfassungsvorrichtung verbunden, und das Steuerungsmodul ist mit dem Stellmittel verbunden. Die Bodenbearbeitungswerkzeuge sind in einer Arbeitsstellung zur Bearbeitung eines Arbeitsbereichs ausgebildet sind, welcher Arbeitsbereich die oberste Schicht der Bodenoberfläche umfasst.In particular, the object of the invention is achieved by a soil cultivation system. This includes a towing vehicle, which is designed to travel in a direction of travel on an unpaved bottom surface, and a harrow, which is detachably arranged on the towing vehicle via a holding device. Furthermore, the tilling system comprises an image capture device, and an image rendering and analysis device with a control module. The tillage implement comprises at least a pair of tillage tools, further comprising an adjusting device having at least one adjusting means for adjusting the tilling tools relative to the towing vehicle in an adjustment direction parallel to the ground surface and substantially normal to the direction of travel. The rendering and analysis device is connected to the image capture device, and the control module is connected to the adjustment means. The tilling tools are formed in a working position for machining a working area, which working area comprises the uppermost layer of the ground surface.

Die Bilderfassungsvorrichtung ist mittels einer Montagevorrichtung am Zugfahrzeug angeordnet ist, und ein Erfassungsbereich der Bilderfassungsvorrichtung ist entgegen der Fahrtrichtung und auf den Arbeitsbereich ausgerichtet. Ferner ist die Bildaufbereitungs- und Analysevorrichtung am Zugfahrzeug vorgesehen.The image capture device is arranged on the towing vehicle by means of a mounting device, and a detection range of the image capture device is oriented counter to the direction of travel and on the work area. Furthermore, the image processing and analysis device is provided on the towing vehicle.

Diese Ausführung hat den besonderen Vorteil, dass die Bilderfassungs- und Aufbereitungskomponenten für eine Mehrzahl unterschiedlicher Bodenbearbeitungsgeräte verwendbar sind, da die unabhängig von einem speziellen Bodenbearbeitungsgerät sind. Insbesondere von Vorteil ist eine Anordnung der Bilderfassungsvorrichtung am Zugfahrzeug, da diese, entgegen bekannter Anordnungen, somit nicht im Arbeitsbereich angeordnet ist, wo eine besondere Gefahr für Verschmutzung und Beschädigung besteht.This embodiment has the particular advantage that the image acquisition and processing components can be used for a plurality of different tillage implements because they are independent of a particular tillage implement. Particularly advantageous is an arrangement of the image capture device on towing vehicle, as this, contrary to known arrangements, thus not located in the work area, where there is a particular risk of contamination and damage.

Nach einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Verstellvorrichtung an der Haltevorrichtung oder am Bodenbearbeitungsgerät angeordnet ist. Mit der Ausführung, dass die Verstellvorrichtung an der Haltevorrichtung angeordnet ist wird es ermöglicht, einfach ausgeführte Bodenbearbeitungsgeräte, ohne eine Möglichkeit zumindest einer Horizontalverstellung, im gegenständlichen System zu verwenden. Mit der Ausführung, dass die Verstellvorrichtung am Bodenbearbeitungsgerät angeordnet ist kann jedes beliebige Zugfahrzeug im gegenständlichen System verwendet werden.According to a development, it is provided that the adjusting device is arranged on the holding device or on the soil cultivation device. With the embodiment that the adjusting device is arranged on the holding device, it is possible to simply run tillage equipment, without a possibility of at least one horizontal adjustment to use in the subject system. With the design that the adjusting device is arranged on the harrow, any towing vehicle in the subject system can be used.

Eine Weiterbildung besteht darin, dass das Paar Bodenbearbeitungswerkzeuge derart am Bodenbearbeitungsgerät angeordnet ist, dass in Normalrichtung zur Fahrtrichtung gesehen, zwischen den beiden Werkzeugen ein Abstand besteht. Der Abstand ist dabei so gewählt, dass die Nutzpflanze durch die arbeitenden Bodenbearbeitungswerkzeuge nicht verletzt wird, während dessen der Bodenbereich neben der Nutzpflanze von den Werkzeugen bearbeitet wird. Insbesondere wird durch die Bearbeitung vorhandenes Unkraut verletzt bzw. entwurzelt, und so im Wachstum gehemmt.A further development is that the pair of tillage tools is arranged on the harrow that seen in the normal direction to the direction of travel, there is a gap between the two tools. The distance is chosen so that the crop is not injured by the working tillage tools during which the soil area is processed next to the crop by the tools. In particular, weeds are uprooted or uprooted by processing and thus inhibited in growth.

Eine Weiterbildung, nach der die Bilderfassungsvorrichtung zur Erfassung von zumindest 3 Einzelbilder je Sekunde ausgebildet ist, hat den Vorteil, dass bei kontinuierlicher Fahrt des Zugfahrzeugs eine örtlich ausreichend fein aufgelöste Bildfolge erfasst wird, um damit die nachgelagerten Verarbeitungsschritte mit ausreichend Bilddaten zu versorgen, um die korrekte Ausrichtung der Bodenbearbeitungswerkzeuge in Relation zu den Nutzpflanzen gewährleisten zu können.A refinement, according to which the image acquisition device is designed to acquire at least 3 individual images per second, has the advantage that a locally sufficiently finely resolved image sequence is detected during continuous travel of the towing vehicle in order to provide the downstream processing steps with sufficient image data to ensure correct alignment of the tillage tools in relation to the crops.

Um ausreichend Bilddaten je Einzelbild für die weitere Verarbeitung zur Verfügung zu haben, besteht eine weitere Ausbildung darin, dass Bilderfassungsvorrichtung zur Erfassung von Einzelbilder zumindest mit einer Auflösung von 480.000 Bildpunkten ausgebildet ist. Dadurch wird eine ausreichend fein aufgelöste Erfassung des Arbeitsbereichs gewährleistet, ohne bei der nachgelagerten Bildverarbeitung die Verarbeitungsgenauigkeit zu verschlechtern, indem bspw. durch eine zu detaillierte Auflösung, miterfasste Verschmutzung die Entscheidungsgenauigkeit hinsichtlich der zu ermittelnden Information im erfassten Abbild verschlechtert.In order to have sufficient image data per single image available for further processing, a further embodiment consists in that the image acquisition device is designed to capture individual images at least with a resolution of 480,000 pixels. Thereby, a sufficiently finely resolved detection of the work area is ensured without degrading the processing accuracy in the downstream image processing, for example, by degrading the decision accuracy with respect to the information to be determined in the acquired image by a too detailed resolution, miterfasste pollution.

Nach einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass eine Zeitverzögerung zwischen der Erfassung eines Bilds des Arbeitsbereichs durch die Bilderfassungsvorrichtung, und der Generierung eines Steuerkommandos für das Stellmittel durch das Steuerungsmodul, weniger als 350 ms beträgt. Diese vorteilhafte Weiterbildung gewährleistet eine im Wesentlichen Echtzeitverarbeitung der erfassten Bilder, ohne die Fahrgeschwindigkeit des Zugfahrzeugs verlangsamen zu müssen.According to a development it is provided that a time delay between the acquisition of an image of the work area by the image capture device, and the generation of a control command for the actuating means by the control module, less than 350 ms. This advantageous development ensures an essentially real-time processing of the captured images without having to slow down the travel speed of the towing vehicle.

Nach einer Weiterbildung ist auch vorgesehen, dass im Erfassungsbereich der Bilderfassungsvorrichtung am Bodenbearbeitungsgerät ein optisch auslesbarer Parameterspeicher angeordnet ist. Dieser Parameterspeicher ist bevorzugt als Tafel ausgebildet, welche im Erfassungsbereich der Bilderfassungsvorrichtung am Bodenbearbeitungsgerät angeordnet ist. Insbesondere ist auch eine nachträgliche Anordnung möglich, sodass jedes Bodenbearbeitungsgerät für das gegenständliche Bodenbearbeitungssystem adaptiert werden kann.According to a development, it is also provided that an optically readable parameter memory is arranged in the detection range of the image-capturing device on the tillage device. This parameter memory is preferably formed as a panel, which is arranged in the detection range of the image capture device on the harrow. In particular, a subsequent arrangement is possible, so that each harrow can be adapted for the subject tillage system.

Im Hinblick auf die korrekte Ausrichtung des Bodenbearbeitungsgeräts in Bezug zur Bodenoberfläche ist gemäß einer Weiterbildung vorgesehen, dass der Parameterspeicher eine horizontale und/oder vertikale Ausrichtinformation aufweist. Der Parameterspeicher wird bevorzugt derart am Bodenbearbeitungsgerät angeordnet sein, dass die horizontale Ausrichtinformation parallel zur horizontalen Erstreckung des Bodenbearbeitungsgeräts ausgerichtet ist. Somit kann durch die Ermittlung der horizontalen Ausrichtinformation im erfassten Abbild des Parameterspeichers eindeutig die räumliche (horizontale) Ausrichtung des Bodenbearbeitungsgeräts ermittelt werden.With regard to the correct alignment of the harrow with respect to the ground surface is provided according to a development that the parameter memory has a horizontal and / or vertical alignment information. The parameter memory is preferably arranged on the harrow such that the horizontal alignment information is aligned parallel to the horizontal extent of the harrow. Thus, by determining the horizontal alignment information in the captured image of the parameter memory, the spatial (horizontal) orientation of the soil cultivation device can be determined unambiguously.

Die vertikale Ausrichtinformation stellt eine Referenz für die Position der Bodenbearbeitungswerkzeuge dar. Beispielsweise kann die vertikale Ausrichtinformation die genaue Position der Bearbeitungswerkzeuge festlegen, oder die ist in einem definierten Abstand zu den Bodenbearbeitungswerkzeugen angeordnet. Insbesondere ist dadurch die Position der Nutzpflanze festgelegt, die von den Bodenbearbeitungswerkzeugen nicht verletzt werden soll.The vertical alignment information represents a reference for the position of the tillage tools. For example, the vertical alignment information may specify the exact position of the machining tools or it may be located at a defined distance from the tillage tools. In particular, this determines the position of the crop, which should not be violated by the tillage tools.

Die Ermittlung der Position der Bodenbearbeitungswerkzeuge schließt auch die Ermittlung der Stellung der Bodenbearbeitungswerkzeuge ein. Die Ermittlung der Stellung des Bodenbearbeitungswerkzeuges bedingt das Vorsehen und das Abtasten von zumindest zwei vertikale Ausrichtinformationen, was für den Fachmann nachliegend ist. Durch die Anordnung von mehreren vertikalen Ausrichtinformationen ist beispielsweise eine Stellung eines Bodenbearbeitungswerkzeuges zu der Kamera und in weiterer Folge zu dem Zugfahrzeug ermittelbar.The determination of the position of the tillage tools also includes the determination of the position of the tillage tools. The determination of the position of the soil working tool requires the provision and scanning of at least two vertical alignment information, which will be apparent to those skilled in the art. The arrangement of a plurality of vertical alignment information, for example, a position of a tillage tool to the camera and subsequently to the towing vehicle can be determined.

Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht auch darin, dass der Parameterspeicher einen Parametersatz des Bodenbearbeitungsgeräts aufweist. Somit kann jedes bestehende Bodenbearbeitungsgerät nachträglich aufgerüstet werden, um im gegenständlichen System verwendbar zu sein. Da der Parameterspeicher im Erfassungsbereich der Bilderfassungsvorrichtung angeordnet ist, ist der Parametersatz bevorzugt als 1D- oder 2D-Code ausgebildet. Ein solcher Code ist gut optisch erfassbar und bietet aufgrund integrierter Redundanzen eine ausreichende Auslesesicherheit, auch in einem Arbeitsumfeld, wo mit einer Verschmutzung des Parameterspeichers zu rechnen ist.An advantageous development also consists in that the parameter memory has a parameter set of the soil cultivation device. Thus, any existing tillage implement can be retrofitted to be usable in the subject system. Since the parameter memory is arranged in the detection range of the image capture device, the parameter set is preferably formed as 1D or 2D code. Such a code is easily visually detectable and, due to integrated redundancies, provides sufficient read-out reliability, even in a work environment where contamination of the parameter memory is to be expected.

Eine Weiterbildung besteht auch darin, dass der Parameterspeicher einen Aufnahmebereich und/oder eine Halterung zur Aufnahme bzw. Halterung einer Nutzpflanze aufweist. Zur Ermittlung der Position der Nutzpflanz im erfassten Abbild ist es von Vorteil, wenn ein Exemplar der am Einsatzort des Bodenbearbeitungssystems angepflanzten Nutzpflanze für die weitere Analyse herangezogen wird. Somit braucht nicht auf einen generalisierten Datensatz zur Beschreibung der Nutzpflanze zurückgegriffen werden, der aufgrund seiner Generalisierung durchaus deutlich von der aktuellen Ausbildung der Nutzpflanze vor Ort abweichen kann. Aufgrund der Längserstreckung des Zugfahrzeugs mit dem angeordneten Bodenbearbeitungswerkzeug kann es vorkommen, dass sich die Ausrichtung der Bodenoberfläche im Bereich des Zugfahrzeugs, von der im Bereich des Bodenbearbeitungsgeräts unterscheidet. Dadurch würden die Bodenbearbeitungswerkzeuge auf einer Seite des Bodenbearbeitungsgeräts tiefer in den Boden eingreifen, während auf der gegenüberliegenden Seite der Boden zu wenig tief bearbeitet wird. Daher ist gemäß einer Weiterbildung vorgesehen, dass die Haltevorrichtung ein weiteres Stellmittel aufweist, welches ein Verschwenken des Bodenbearbeitungsgeräts um die Achse der Fahrtrichtung ermöglicht. A development also consists in that the parameter memory has a receiving area and / or a holder for receiving or holding a crop. To determine the position of the crop in the recorded image, it is advantageous if a specimen of planted at the place of use of the soil cultivation system crop is used for further analysis. Thus, there is no need to resort to a generalized data set for the description of the crop, which due to its generalization may well deviate significantly from the current training of the crop on site. Due to the longitudinal extent of the towing vehicle with the arranged tillage tool, it may happen that the orientation of the ground surface in the region of the towing vehicle, of which differs in the field of tillage equipment. This would allow the tillage tools on one side of the tillage implement to engage deeper into the ground, while on the opposite side the ground would be under-worked. It is therefore provided according to a development that the holding device has a further adjusting means, which allows pivoting of the harrow about the axis of the direction of travel.

Nach einer Weiterbildung ist ferner vorgehsehen, dass die Montagevorrichtung, zur lösbaren Verbindung der Montagevorrichtung an dem Zugfahrzeug, eine Klemmvorrichtung aufweist. Diese Weiterbildung erlaubt es in vorteilhafter Weise, die Bilderfassungsvorrichtung jederzeit und insbesondere auch nachträglich am Zugfahrzeug anordnen zu können. Es ist somit möglich, eine generische Bilderfassungsvorrichtung mit einer spezifisch ausgebildeten Klemmvorrichtung an verschiedenste Typen von Zugfahrzeugen anordnen zu können. Es ist somit lediglich eine kleine Komponente des gegenständlichen Bodenbearbeitungssystems an die Ausgestaltung des Zugfahrzeugs anzupassen.According to a further development, provision is further made for the mounting device to have a clamping device for detachably connecting the mounting device to the towing vehicle. This development makes it possible in an advantageous manner to be able to arrange the image capture device at any time and in particular also subsequently on the towing vehicle. It is thus possible to be able to arrange a generic image acquisition device with a specifically designed clamping device on various types of towing vehicles. It is thus only a small component of the subject tillage system to adapt to the design of the towing vehicle.

Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch ein Verfahren zur Bodenbearbeitung mit einem Bodenbearbeitungssystem gelöst. Dabei wird ein Bodenbearbeitungsgerät mit paarweisen Bodenbearbeitungswerkzeugen von dem Zugfahrzeug in einer Fahrtrichtung längs in Reihen gepflanzter Nutzpflanzen gezogen. Von der Bildaufbereitungs- und Analysevorrichtung wird ein, von der Bilderfassungsvorrichtung erfasstes Bild aufbereitet und analysiert, und ein Differenzwert zwischen einer Soll-Ausrichtung der Bodenbearbeitungswerkzeuge, insbesondere des Spalts zwischen den Bearbeitungswerkzeugen in Relation zur Nutzpflanze, und einer erfassten Ist-Ausrichtung gebildet. Vom Steuerungsmodul werden Steuerkommandos an das Stellmittel übermittelt, wodurch mittels der Verstellvorrichtung die Bodenbearbeitungswerkzeuge um den Differenzwert verstellt werden.The object of the invention is also achieved by a method for tillage with a soil cultivation system. In this case, a tillage implement with pairwise tillage tools is pulled by the towing vehicle in a direction of travel along rows of planted crops. The image processing and analysis device prepares and analyzes an image captured by the image capture device, and forms a difference value between a target orientation of the tillage tools, in particular the gap between the processing tools in relation to the crop, and a detected actual orientation. From the control module control commands are transmitted to the adjusting means, which means the adjusting the tillage tools are adjusted by the difference value.

Von der Bilderfassungsvorrichtung wird dazu ein Bild der Bodenbearbeitungswerkzeuge und die Bodenoberfläche im unmittelbaren Bereich vor den Bodenbearbeitungswerkzeugen erfasst, und von der Bildaufbereitungs- und Analysevorrichtung und dem Steuerungsmodul die Verstellung der Bodenbearbeitungswerkzeuge annähernd in Echtzeit durchgeführt, insbesondere mit einer Zeitverzögerung kleiner als 350 ms.To this end, the image capture device acquires an image of the tilling tools and the ground surface in the immediate area in front of the tillage tools, and performs the adjustment of the tilling tools approximately in real time, in particular with a time delay of less than 350 ms, from the image processing and analysis device and the control module.

Mit dieser Ausführung ist es möglich, die Bearbeitung des Bodens neben den Nutzpflanzen durchführen zu können, ohne die Nutzpflanze zu verletzen und ohne die Arbeitsgeschwindigkeit des vom Zugfahrzeug gezogenen Bodenbearbeitungsgeräts beschränken zu müssen.With this embodiment, it is possible to carry out the processing of the soil next to the crop, without injuring the crop and without having to limit the operating speed of the tractor pulled tillage equipment.

Eine Weiterbildung besteht nun darin, dass von der Bildaufbereitungs- und Analysevorrichtung im erfassten Abbild die horizontale Ausrichtinformation aus dem Parameterspeicher ausgelesen wird, und ferner eine Oberflächenlinie als Ist-Ausrichtung ermittelt wird. Vom Steuerungsmodul wird das weitere Stellmittel angesteuert, um durch Verschwenken des Bodenbearbeitungsgeräts um eine Achse parallel zur Bewegungsrichtung eine Abweichung zwischen der Soll-Ausrichtung gemäß der horizontalen Ausrichtinformation, und der ermittelten Ist-Ausrichtung auszugleichen. Somit lässt sich gewährleisten, dass das Bodenbearbeitungsgerät im Wesentlichen stets parallel zur Bodenoberfläche ausgerichtet ist.A development consists in the fact that the horizontal alignment information is read from the parameter memory by the image processing and analysis device in the acquired image, and furthermore a surface line is determined as the actual orientation. From the control module, the further actuating means is actuated to compensate for a deviation between the desired orientation according to the horizontal alignment information, and the determined actual orientation by pivoting the harrow about an axis parallel to the direction of movement. Thus, it can be ensured that the harrow is essentially always aligned parallel to the ground surface.

Nach einer weiteren Ausbildung ist vorgesehen, dass zur Bildung des Differenzwerts, von der Bildaufbereitungs- und Analysevorrichtung im erfassten Abbild die vertikale Ausrichtinformation aus dem Parameterspeicher ausgelesen wird, und die Position der Nutzpflanze im erfassten Abbild ermittelt wird. Als Differenzwert wird ein vertikaler Versatz zwischen der vertikalen Ausrichtinformation und der ermittelten Position der Nutzpflanze ermittelt. Durch diese Ausbildung wird gewährleistet, dass die Bodenbearbeitungswerkzeuge stets korrekt zur aktuellen Position der Nutzpflanze ausgerichtet sind und eine Bearbeitung des Bodens um die Pflanze durchgeführt wird, ohne die Pflanze dabei zu verletzen.According to a further embodiment, it is provided that the vertical alignment information is read from the parameter memory to form the difference value, from the image processing and analysis device in the acquired image, and the position of the crop in the detected image is determined. As a difference value, a vertical offset between the vertical alignment information and the determined position of the crop is determined. This design ensures that the tillage tools are always correctly aligned with the current crop position and soil cultivation is performed around the plant without injuring the plant.

Da sowohl eine Nutzpflanze, als auch das umliegende Unkraut überwiegend grün ist, ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen, dass für den Bereich des Arbeitsbereichs und/oder der Haltevorrichtung im erfassten Abbild von der Bildaufbereitungs- und Analysevorrichtung eine Spektralanalyse und/oder eine Reflexionsanalyse durchgeführt, und ein Lichtwert der Nutzpflanze ermittelt wird. Gemäß dieser Weiterbildung wird nun für eine aktuell angepflanzte Nutzpflanze ein charakteristischer Spektralverlauf bzw. ein charakteristischer Reflexionswert ermittelt.Since both a crop and the surrounding weeds are predominantly green, it is provided according to an advantageous development that a spectral analysis and / or a reflection analysis are carried out for the region of the working region and / or the holding device in the acquired image of the image processing and analysis device, and a light value of the crop is determined. According to this development, a characteristic spectral course or a characteristic reflection value is now determined for a crop plant currently planted.

Daher ist gemäß einer weiteren Ausbildung vorgesehen, dass von der Bildaufbereitungs- und Analysevorrichtung im erfassten Abbild ein Bereich ermittelt wird, der dem ermittelten Lichtwert entspricht. Mit diesem Lichtwert ist es nun sehr gut möglich, die Nutzpflanze im erfassten Abbild vom umgebenden Grün des Unkrauts zu erkennen, und die Position der Bodenbearbeitungswerkzeuge entsprechend nachzuführen, um eine möglichst genaue Bearbeitung des Bodens um die Pflanze zu gewährleisten. Therefore, according to a further embodiment, it is provided that a range is determined by the image processing and analysis device in the captured image that corresponds to the determined light value. With this light value, it is now very possible to recognize the crop in the captured image of the surrounding green of the weeds, and to adjust the position of the tillage tools accordingly to ensure the most accurate processing of the soil around the plant.

Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht auch darin, dass von der Bildaufbereitungs- und Analysevorrichtung im erfassten Abbild der Parametersatz aus dem Parameterspeicher ausgelesen wird, und an das Steuerungsmodul übertragen wird. Somit ist eine Konfiguration des Bodenbearbeitungssystems, insbesondere des Steuerungsmoduls, vollautomatisierbar, ohne dass ein Benutzer Parametrierungs- bzw. Einstellaufgaben durchführen muss.An advantageous development also consists in that the parameter set is read from the parameter memory by the image processing and analysis device in the captured image, and is transmitted to the control module. Thus, a configuration of the soil cultivation system, in particular of the control module, can be fully automated without a user having to perform parameterization or setting tasks.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.For a better understanding of the invention, this will be explained in more detail with reference to the following figures.

Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:

1 eine Übersichtsdarstellung des gegenständlichen Bodenbearbeitungssystems;
2 eine Frontansicht des gegenständlichen Bodenbearbeitungssystems;
3 eine Detaildarstellung des Parameterspeichers.

In each case, in a highly simplified, schematic representation:

1 an overview of the subject tillage system;
2 a front view of the subject tillage system;
3 a detailed representation of the parameter memory.

1 zeigt das gegenständliche Bodenbearbeitungssystem 1 umfassend ein Zugfahrzeug 2 und ein Bodenbearbeitungsgerät 3, welches über eine Haltevorrichtung 4 am Zugfahrzeug 2 lösbar angeordnet ist. Das Bodenbearbeitungssystem 1 umfasst ferner eine Bilderfassungsvorrichtung 5, welche über eine Montagevorrichtung 6 am Zugfahrzeug 2 angeordnet ist, bevorzugt lösbar angeordnet ist. Die Bilderfassungsvorrichtung 5 ist mit einer Bildaufbereitungs- und Analysevorrichtung 7 verbunden, welche ferner ein Steuerungsmodul 8 aufweist. Dieses Steuerungsmodul 8 ist mit Stellmittel 9 verbunden, welche Stellmittel 9 zur Beeinflussung der Relativposition des Bodenbearbeitungsgeräts 3 bzw. der daran angeordneten Bodenbearbeitungswerkzeuge 10 quer zur Fahrtrichtung 11 ausgebildet ist. 1 shows the subject tillage system 1 comprising a towing vehicle 2 and a tillage implement 3 , which has a holding device 4 on the towing vehicle 2 is detachably arranged. The tillage system 1 further comprises an image capture device 5 , which has a mounting device 6 on the towing vehicle 2 is arranged, preferably arranged detachably. The image capture device 5 is with an image processing and analysis device 7 connected, which further comprises a control module 8th having. This control module 8th is with adjusting agent 9 connected, which adjusting means 9 for influencing the relative position of the soil tillage implement 3 or the tillage tools arranged thereon 10 transverse to the direction of travel 11 is trained.

Das Bodenbearbeitungsgerät 3 wird vom Zugfahrzeug 2 in Fahrtrichtung 11 längsreihenförmig gepflanzter Nutzpflanzen 12 bewegt. Aufgrund Schwankungen bei der Anpflanzung bzw. aufgrund unterschiedlicher Wuchsbedingungen wird es zu Abweichungen der tatsächlichen Position der Nutzpflanze 12 von der idealen Pflanzreihe 13 kommen. Die Bodenbearbeitungswerkzeuge 10 sind zumeist paarförmig am Bodenbearbeitungsgerät 3 angeordnet, wobei zwischen jeweils einem Paar Bodenbearbeitungswerkzeuge 10 ein Abstand 14 besteht. Dieser Abstand 14 ist derart gewählt, dass bei der Bearbeitung der Bodenoberfläche durch die Bodenbearbeitungswerkzeuge 10, lediglich das direkte Umfeld um die Nutzpflanze 12 bearbeitet wird, die Nutzpflanze 12 jedoch nicht beschädigt wird.The tillage implement 3 is from the towing vehicle 2 in the direction of travel 11 longitudinally planted crops 12 emotional. Due to fluctuations in the planting or due to different growth conditions, there will be deviations of the actual position of the crop 12 from the ideal plant row 13 come. The tillage tools 10 are mostly in pairs on the harrow 3 arranged between each pair of tillage tools 10 a distance 14 consists. This distance 14 is chosen such that when processing the soil surface by the tillage tools 10 , only the direct environment around the crop 12 is processed, the crop 12 but not damaged.

Gemäß der Ausführung des gegenständlichen Bodenbearbeitungssystems 1 ist vorgesehen, dass die Bilderfassungsvorrichtung 5 einen Erfassungsbereich 15 aufweist, welcher auf den Arbeitsbereich 16 ausgerichtet ist. Der Arbeitsbereich 16 umfasst die oberste Schicht der Bodenoberfläche im Bereich des Abstands 14 zwischen den Bodenbearbeitungswerkzeugen 10, und umfasst ferner einen in Fahrtrichtung 11 vorgelagerten Bereich der Bodenoberfläche mit dort angeordneten Nutzpflanzen 12.According to the embodiment of the subject tillage system 1 is provided that the image capture device 5 a detection area 15 which points to the work area 16 is aligned. The workspace 16 includes the uppermost layer of the soil surface in the area of the distance 14 between the tillage tools 10 , and further includes a in the direction of travel 11 upstream region of the soil surface with there arranged crops 12 ,

Wird von der Bildaufbereitungs- und Analysevorrichtung 7 in dem, von der Bilderfassungsvorrichtung 5 erfassen Abbild des Arbeitsbereichs 16, eine Abweichung einer im Bereich der Bodenbearbeitungswerkzeuge 10 liegenden Nutzpflanze 12 von der optimalen Pflanzreihe 13 ermittelt, wird vom Steuerungsmodul 8 das Stellmittel 9 in der Verstellvorrichtung 17 aktiviert. Dadurch wird das Bodenbearbeitungsgerät 3 bzw. die Bodenbearbeitungswerkzeuge 10 um den ermittelten Differenzbetrag in einer Verstellrichtung 18 parallel zur Bodenoberfläche und im Wesentlichen normal zur Fahrtrichtung 11 verstellt, sodass der Abstand 14 zwischen den Bodenbearbeitungswerkzeugen 10 an der aktuellen Position der Nutzpflanze 12 angeordnet wird.Used by the imaging and analysis device 7 in that, from the image capture device 5 capture image of the workspace 16 , a deviation of one in the field of tillage tools 10 lying crop 12 from the optimal plant row 13 is determined by the control module 8th the adjusting agent 9 in the adjusting device 17 activated. This will be the tillage machine 3 or the tillage tools 10 to the determined difference in an adjustment direction 18 parallel to the ground surface and essentially normal to the direction of travel 11 adjusted so that the distance 14 between the tillage tools 10 at the current position of the crop 12 is arranged.

Die Verstellvorrichtung 17 kann dabei an der Haltevorrichtung 4 oder am Bodenbearbeitungsgerät 3 angeordnet sein.The adjusting device 17 can thereby on the holding device 4 or on the soil tillage implement 3 be arranged.

2 zeigt eine Frontansicht auf das gegenständliche Bodenbearbeitungssystem 1 entgegen der Fahrtrichtung des Zugfahrzeuges 2. Die Bilderfassungsvorrichtung 5 ist mittels einer Montagevorrichtung 6 und einer Klemmvorrichtung 19 am Zugfahrzeug 2, beispielsweise an einem Rahmenteil angeordnet. Ein Erfassungsbereich 15 der Bilderfassungsvorrichtung 5 ist dabei entgegen der Fahrtrichtung auf den Arbeitsbereich 16 gerichtet. Dieser Arbeitsbereich 16 umfasst eine die Bodenoberfläche 20 überragende Nutzpflanze 12, einen in Fahrtrichtung vorgelagerten Bereich 21 der Bodenoberfläche 20, sowie einen Bereich des Bodenbearbeitungsgeräts 3 in welchem ein Parameterspeicher 22 angeordnet ist. Auf diesem Parameterspeicher 22 sind, wie nachfolgend beschrieben, wesentliche Kenndaten bzw. charakteristische Merkmale des Bodenbearbeitungsgeräts 3, der Ausrichtung desselben, sowie der Nutzpflanze 12 hinterlegt. Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist der Parameterspeicher 22 optisch auslesbar. Aufgrund der Anordnung im Arbeitsbereich 16 und somit im Erfassungsbereich 15 der Bilderfassungsvorrichtung 5 ist gewährleistet, dass dieser Parameterspeicher 22 stets von der Bilderfassungsvorrichtung 5 erfasst wird. 2 shows a front view of the subject tillage system 1 against the direction of travel of the towing vehicle 2 , The image capture device 5 is by means of a mounting device 6 and a clamping device 19 on the towing vehicle 2 , For example, arranged on a frame part. A detection area 15 the image capture device 5 is contrary to the direction of travel on the work area 16 directed. This workspace 16 includes a the ground surface 20 outstanding crop 12 , an upstream area in the direction of travel 21 the soil surface 20 , as well as an area of the tillage implement 3 in which a parameter memory 22 is arranged. On this parameter memory 22 are, as described below, essential characteristics or characteristic features of the harrow 3 , the alignment thereof, as well as the crop 12 deposited. According to a preferred Execution is the parameter memory 22 optically readable. Due to the arrangement in the work area 16 and thus in the field of coverage 15 the image capture device 5 is guaranteed that this parameter memory 22 always from the image capture device 5 is detected.

Dies hat den besonderen Vorteil, dass vom Landwirt bzw. vom Fahrer des Zugfahrzeuges 2 keine zusätzlichen Konfigurationsaufgaben übernommen werden müssen, da sämtliche, die korrekte Ausrichtung des Bodenbearbeitungsgeräts 3, bzw. der Bodenbearbeitungswerkzeuge 10, betreffenden Kenngrößen am Parameterspeicher 22 hinterlegt sind. Durch Auslesen des Parameterspeichers 22 durch die Bilderfassungsvorrichtung 5 und Aufbereiten der einzelnen Parameter durch die Bildaufbereitungs- und Analysevorrichtung 7, ist das gesamte Bodenbearbeitungssystem konfiguriert und bereit für den Einsatz.This has the particular advantage that the farmer or the driver of the towing vehicle 2 no additional configuration tasks need to be done, since all, the correct alignment of the tillage implement 3 , or the tillage tools 10 , relevant parameters on the parameter memory 22 are deposited. By reading the parameter memory 22 through the image capture device 5 and rendering the individual parameters through the rendering and analysis device 7 , the entire tillage system is configured and ready for use.

Die Montagevorrichtung 6 ist in der Figur stark schematisiert dargestellt. In einer konkreten Ausführung wird diese derart ausgebildet sein, dass eine stabile Halterung der Bilderfassungsvorrichtung 5 gewährleistet ist, und dass Vibrationen des Zugfahrzeugs 2 soweit gedämpft werden, dass diese Vibrationen die Erfassung des Arbeitsbereichs 16 nicht stören.The mounting device 6 is shown in a highly schematic manner in the figure. In a concrete embodiment, this will be designed such that a stable mounting of the image capture device 5 is ensured, and that the tractor's vibrations 2 as far as are damped, that these vibrations are the detection of the work area 16 do not bother.

3 zeigt den Parameterspeicher 22 in einer Detaildarstellung. Der Parameterspeicher 22 weist einen Parametersatz 23 des Bodenbearbeitungsgeräts auf, bevorzugt ist dieser Parametersatz 23 als 1D bzw. 2D optisch lesbarer Code ausgebildet, insbesondere als QR-Code. 3 shows the parameter memory 22 in a detailed view. The parameter memory 22 has a parameter set 23 of the soil cultivation device, this parameter set is preferred 23 formed as 1D or 2D optically readable code, in particular as a QR code.

Auf dem Parameterspeicher 22 ist ferner eine Ausrichtinformation angeordnet, sodass auf rein optischem Weg, insbesondere ohne zusätzliche Neigungssensoren, die Position des Bodenbearbeitungsgeräts ermittelt werden kann. Insbesondere weist der Parameterspeicher 22 eine horizontale Ausrichtinformation 24 und eine vertikale Ausrichtinformation 25 auf.On the parameter memory 22 Furthermore, an alignment information is arranged so that the position of the soil cultivation device can be determined on a purely optical path, in particular without additional inclination sensors. In particular, the parameter memory 22 a horizontal alignment information 24 and vertical alignment information 25 on.

Die horizontale Ausrichtinformation 24 umfasst eine durch zwei Kreise definierte Linie. Die vertikale Ausrichtinformation 25 erfolgt über eine durch zwei Kreise definierte Linie. Die 3 zeigt den Sonderfall, dass die Linie der horizontalen Ausrichtinformation 24 und die Linie der vertikalen Ausrichtinformation einen Schnittpunkt aufweisen.The horizontal alignment information 24 includes a line defined by two circles. The vertical alignment information 25 takes place via a line defined by two circles. The 3 shows the special case that the line of horizontal alignment information 24 and the line of vertical alignment information has an intersection.

Die Linie der vertikalen Ausrichtinformation 25 wird mit der Pflanzenlinie abgeglichen.The line of vertical alignment information 25 is aligned with the plant line.

Um eine etwaige Schieflage zu detektieren, wird die horizontale Ausrichtinformation 24 herangezogen. Die Linie der horizontalen Ausrichtinformation 25 wird mit einem Kamerabild abgeglichen. Ist die Linie der horizontalen Ausrichtinformation 24 schräg im Kamerabild vor, so ist diese Schräglage bei der vertikalen Ausrichtinformation 25 zu berücksichtigen.In order to detect any skew, the horizontal alignment information becomes 24 used. The line of horizontal alignment information 25 is matched with a camera image. Is the line of horizontal alignment information 24 obliquely in the camera image, so this skew is in the vertical alignment information 25 to take into account.

Die Schräglage der Linie der horizontalen Ausrichtinformation 24 ist durch einen Winkel messbar, um welchen Winkel die vertikale Ausrichtinformation korrigierbar ist.The skew of the horizontal alignment information line 24 is measurable by an angle by which angle the vertical alignment information can be corrected.

Der Parameterspeicher 22 ist bevorzugt als plattenförmiges Objekt ausgebildet und kann daher mittels einer Klemmvorrichtung, oder beispielsweise durch Verbindungsmittel, am Bodenbearbeitungsgerät angeordnet werden. Bei der Anordnung wird die Position des Parameterspeichers 22 so gewählt, dass sich die vertikale Ausrichtinformation 25 beispielsweise genau an der Position des Abstands zwischen den Bodenbearbeitungswerkzeugen befindet. Im Wesentlichen genau an der Position der Pflanzreihe. Die horizontale Ausrichtinformation 24 wird parallel zur Erstreckung der Bodenbearbeitungswerkzeuge ausgerichtet. Da im Parametersatz 23 Kenndaten über das Bodenbearbeitungsgerät hinterlegt sind, kann ferner vorgesehen sein, dass die vertikale Ausrichtinformation 25 an einer festlegbaren Relativposition zum Abstand zwischen den Bodenwerkzeugen angeordnet sein kann, die Relativposition ist im Parametersatz 23 hinterlegt.The parameter memory 22 is preferably formed as a plate-shaped object and can therefore be arranged by means of a clamping device, or for example by connecting means on the harrow. When arranging, the position of the parameter memory becomes 22 chosen so that the vertical alignment information 25 For example, located exactly at the position of the distance between the tillage tools. Essentially exactly at the position of the plant row. The horizontal alignment information 24 is aligned parallel to the extension of the tillage tools. As in the parameter set 23 Characteristics are stored on the harrow, can also be provided that the vertical alignment information 25 can be arranged at a definable relative position to the distance between the floor tools, the relative position is in the parameter set 23 deposited.

Mit diesen beiden Merkmalen des Parameterspeichers 22 wird erreicht, dass das gegenständliche Bodenbearbeitungssystem ohne zusätzliche Konfiguration durch einen Anwender sofort und unmittelbar einsetzbar ist.With these two characteristics of the parameter memory 22 is achieved that the subject tillage system without additional configuration by a user is immediately and immediately applicable.

Bekannte Systeme haben zur Erkennung der zu bearbeitenden Nutzpflanze einen Durchschnittsdatensatz hinterlegt, mit welchem spezifische Charakteristika, insbesondere spektrale Charakteristika, der Nutzpflanze beschrieben werden. Das Problem solcher Durchschnittswerte liegt nun darin, dass die tatsächliche Ausbildung der Nutzpflanze vor Ort, von diesem Durchschnittswert abweichen kann, sodass diese nicht oder nur unzuverlässig als Nutzpflanze erkannt wird. Demgegenüber ist am gegenständlichen Parameterspeicher 22 ein Aufnahmebereich und/oder eine Halterung 26 vorgesehen, in welchem eine Nutzpflanze aus dem aktuellen Bestand vor Ort aufgenommen wird. Die Aufnahme bzw. Halterung 26 kann beispielsweise durch einen aufklappbaren Gitterrahmen gebildet sein, mit welchem die Nutzpflanze zuverlässig im Erfassungsbereich der Bilderfassungsvorrichtung angeordnet bleibt. Der besondere Vorteil dieser Ausführung liegt darin, dass für die Bildaufbereitungs- und Analysevorrichtung immer ein aktuelles Referenzmuster der Nutzpflanze zur Verfügung steht, ohne dafür einen sehr großen Referenzdatensatz vorrätig haben zu müssen, oder durch eine Mittelwertbildung spezifische Detailausführungen der Nutzpflanze vor Ort nicht erfassen zu können. Known systems have deposited for the detection of the crop to be processed an average data set with which specific characteristics, in particular spectral characteristics of the crop are described. The problem with such averages is that the actual production of the crop on the ground can deviate from this average so that it is not or only unreliably recognized as a crop. In contrast, the subject parameter memory is 22 a receiving area and / or a holder 26 provided in which a crop from the current stock is recorded on site. The recording or holder 26 may be formed for example by a hinged grid frame with which the crop remains reliably located in the detection range of the image capture device. The particular advantage of this embodiment is that a current reference pattern of the crop is always available for the image processing and analysis device, without having to have a very large reference data set in stock, or by a Averaging can not capture specific detailing of the crop on site.

Abschließend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.Finally, it should be noted that in the differently described embodiments, the same parts are provided with the same reference numerals and the same component names, the disclosures contained throughout the description can be mutatis mutandis to the same parts with the same reference numerals or identical component names. Also, the location information chosen in the description, such as top, bottom, side, etc. related to the immediately described and illustrated figure and these position information in a change in position mutatis mutandis to transfer to the new location.

In der 3 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform des Bodenbearbeitungssystems gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Figuren verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Figuren hingewiesen bzw. Bezug genommen.In the 3 is shown a further and possibly independent embodiment of the soil cultivation system, wherein in turn the same reference numerals or component names are used for the same parts as in the previous figures. To avoid unnecessary repetition, reference is made to the detailed description in the preceding figures.

Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt.The embodiments show possible embodiments, it being noted at this point that the invention is not limited to the specifically illustrated embodiments thereof, but also various combinations of the individual embodiments are mutually possible and this variation possibility due to the teaching of technical action by representational invention in Can the expert working in this technical field.

Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.The scope of protection is determined by the claims. However, the description and drawings are to be considered to interpret the claims. Individual features or combinations of features from the illustrated and described different embodiments may represent for themselves inventive solutions. The task underlying the independent inventive solutions can be taken from the description.

Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1, oder 5,5 bis 10.All information on ranges of values in objective description should be understood to include any and all sub-ranges thereof, eg the indication 1 to 10 to understand that all subsections, starting from the lower limit 1 and the upper limit 10 are included, ie all sub-areas begin with a lower limit of 1 or greater and end at an upper limit of 10 or less, eg 1 to 1.7, or 3.2 to 8.1, or 5.5 to 10.

Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.For the sake of order, it should finally be pointed out that for a better understanding of the construction, elements have been shown partially unevenly and / or enlarged and / or reduced in size.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: BodenbearbeitungssystemTillage system
22: Zugfahrzeugtowing vehicle
33: BodenbearbeitungsgerätHarrow
44: Haltevorrichtungholder
55: BilderfassungsvorrichtungImage capture device
66: Montagevorrichtungmounter
77: Bildaufbereitungs- und AnalysevorrichtungImage processing and analysis device
88th: Steuerungsmodulcontrol module
99: Stellmittelactuating means
1010: BodenbearbeitungswerkzeugTillage tool
1111: Fahrtrichtungdirection of travel
1212: NutzpflanzeCrop
1313: Pflanzreihecrop row
1414: Abstanddistance
1515: Erfassungsbereichdetection range
1616: ArbeitsbereichWorkspace
1717: Verstellvorrichtungadjustment
1818: Verstellrichtungadjustment
1919: Klemmvorrichtungclamping device
2020: Bodenoberflächeground surface
2121: BereichArea
2222: Parameterspeicherparameter memory
2323: Parametersatzparameter set
2424: horizontale Ausrichtinformationhorizontal alignment information
2525: vertikale Ausrichtinformationvertical alignment information
2626: Aufnahmebereich, HalterungPick-up area, holder

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2316259 B1 [0005]
EP 2622955 A1 [0006]
EP 2936957 A1 [0007]
US 4843561 A [0008]
US 9468140 B2 [0009]
DE 102014113448 A1 [0010]
EP 2712494 [0011]
US 20030009282 [0012]
DE 102015209897 [0013]
DE 4301029 [0014]

Claims

Soil cultivation system (1), comprising a traction vehicle (2), which is designed for driving in a direction of travel (11) on an unpaved bottom surface, a soil cultivation device (3) which is detachably arranged on the towing vehicle (2) via a holding device (4), an image acquisition device (5), and an image processing and analysis device (7) with a control module (8), wherein the soil cultivation device (3) at least a pair of tillage tools (10), and wherein an adjusting device (17) is provided, which at least one Adjusting means (9) to the tillage tools (10) relative to the towing vehicle (2), in an adjustment (18) parallel to the ground surface (20) and substantially normal to the direction of travel (11) to understand, and wherein the Bildaufbereitungs- and Analyzer (7) with the image capture device (5) is connected, and wherein the control module (8) with the adjusting means (9) is connected, and wherein the Soil cultivation tools (10) are formed in a working position for machining a work area (16), which work area (16) comprises the uppermost layer of the floor surface (20), and wherein the image acquisition device (5) by means of a mounting device (6) on towing vehicle (2) is arranged, and wherein a detection area (15) of the image sensing device (5) against the direction of travel (11) and on the work area (16) is aligned, and wherein the image processing and analysis device (7) on the towing vehicle (2) is provided by characterized in that an optically readable parameter memory (22) is arranged in the detection area (15) of the image acquisition device (5) on the harrow (3), which parameter memory (22) has a horizontal (24) and / or vertical (25) alignment information.

Tillage system after Claim 1 , characterized in that the adjusting device (17) on the holding device (4) or on the harrow (3) is arranged.

Tillage system after Claim 1 or 2 , characterized in that the pair of tillage tools (10) is arranged on the cultivator (3) such that seen in the normal direction to the direction of travel (11), there is a distance (14) between the two tools.

Soil cultivation system according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the image acquisition device (5) is adapted to detect at least 3 frames per second.

Soil cultivation system according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that the image capture device (5) is designed for capturing individual images at least with a resolution of 480,000 pixels.

Soil cultivation system according to one of Claims 3 or 4 , characterized in that a time delay between the detection of an image of the work area (16) by the image capture device (5) and the generation of a control command for the actuating means (9) by the control module (8) is less than 350 ms.

Soil cultivation system according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that an optically readable parameter memory (22) is arranged in the detection area (15) of the image acquisition device (5) on the soil cultivation device (3).

Tillage system after Claim 1 or 7 , characterized in that the parameter memory (22) has a parameter set (23) of the soil cultivation device (3).

Tillage system after Claim 1 or 7 , characterized in that the parameter memory (22) has a receiving area and / or a holder (26) for receiving or holding a crop (12).

Soil cultivation system according to one of Claims 1 to 9 , characterized in that the holding device (4) has a further adjusting means (9), which allows pivoting of the harrow (3) about the axis of the direction of travel (11).

Soil cultivation system according to one of Claims 1 to 10 , characterized in that the mounting device (6), for releasably connecting the mounting device (6) on the towing vehicle (2), a clamping device (19).

Method for tillage with a soil tillage system (1) according to one of Claims 1 to 11 in that a tillage implement (3) is pulled by the towing vehicle (2) in a traveling direction (11) along rows of planted crops (12) with paired tillage tools (10), one of the image capture and analysis device (7) being captured by the image capture device (5) processed image is processed and analyzed and a difference value between a target orientation the tilling tools (10), in particular the gap between the processing tools, in relation to the crop (12) and a detected actual orientation is formed, and the control module (8) control commands to the actuating means (9) are transmitted, whereby by means of the adjusting device ( 17) the tilling tools (10) are adjusted by the difference value, and an image of the tilling tools (10) and the soil surface (20) in the immediate area in front of the tillage tools (10) is captured by the image capture device (5), and the image processing device and analysis device (7) and the control module (8), the adjustment of the tilling tools (10) is performed approximately in real time, in particular with a time delay of less than 350 ms, characterized in that the image processing and analysis device (7) in the captured image - the horizontal alignment information from the parameter memory (22) is read, and - further a surface line is determined as the actual orientation and the control module (8) the further adjusting means (9) is driven, and by pivoting the harrow (3) a deviation between the target orientation according to the horizontal alignment information, and to compensate for the determined actual orientation.

Method according to Claim 12 characterized in that to form the difference value, from the image processing and analysis device (7) in the captured image - the vertical alignment information is read from the parameter memory (22), and - the position of the crop (12) is determined in the acquired image, and determining a vertical offset between the vertical alignment information and the detected position of the crop (12) as a difference value.

Method according to one of Claims 12 to 13 , characterized in that for the region of the working area (16) and / or the holding device in the captured image of the image processing and analysis device (7) performs a spectral analysis and / or a reflection analysis and a light value of the crop (12) is determined.

Method according to Claim 14 , characterized in that from the image processing and analysis device (7) in the captured image, an area is determined which corresponds to the determined light value.

Method according to one of Claims 12 to 15 , characterized in that the parameter set (23) is read from the parameter memory (22) by the image processing and analysis device (7) in the acquired image, and is transmitted to the control module (8).