DE102017103138A1

DE102017103138A1 - Verfahren zur Bestimmung von Fahrspuren auf einer landwirtschaftlichen Fläche

Info

Publication number: DE102017103138A1
Application number: DE102017103138.3A
Authority: DE
Inventors: Jörn Albert
Original assignee: Amazonen Werke H Dreyer SE and Co KG
Current assignee: Amazonen Werke H Dreyer SE and Co KG
Priority date: 2017-02-16
Filing date: 2017-02-16
Publication date: 2018-08-16

Abstract

Verfahren zur Bestimmung eines Fahrspursystems zur Bearbeitung einer landwirtschaftlichen Fläche (1) oder Teilfläche mit einer landwirtschaftlichen Maschine (102), wobei die Abstände der Enden zweier benachbarter Fahrspuren (11, 17, 19) auf der ersten und zweiten Vorgewendeseite (4, 5) und/oder die relative Orientierung benachbarter Fahrspuren von der Reihenfolge der Bearbeitung der ersten und zweiten Fahrspur und damit von der Position der Startseite (4) für die Bearbeitung abhängig ist. Zudem wird ein Verfahren zur Bestimmung von Fahrspuren zur Bearbeitung einer landwirtschaftlichen Fläche (1) oder Teilfläche mit einer landwirtschaftlichen Maschine (102) beansprucht, bei dem zumindest eine von zwei benachbarten Fahrspuren (11, 17, 19) und/oder eine zu einem Seitenabschnitt (3) der landwirtschaftlichen Fläche (1) benachbarte Fahrspur mittels einer Verbindungslinie (10, 13, 13.2, 13.3, 15, 16) konstruiert wird, wobei die Verbindungslinie an ihrem ersten Ende senkrecht auf einer durch die erste Fahrspur und/oder den Seitenabschnitt (3) definierten Gerade steht und die Verbindungslinie (10, 13, 13.2, 13.3, 15, 16) an ihrem zweiten Ende an dem zu dem Seitenabschnitt und/oder der ersten Fahrspur benachbarten Vorgewendeabschnitt (2) endet und wobei dieses zweite Ende der Verbindungslinie (10, 13, 13.2, 13.3, 15, 16) ein Endpunkt der zweiten Fahrspur (11, 17, 19) und/oder eines Seitenabschnitts (3) ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und des Anspruchs 2.
Die Bearbeitung einer landwirtschaftlichen Fläche mit einer landwirtschaftlichen Maschine wird im Allgemeinen reihenweise durchgeführt. Das bedeutet, dass mit einem landwirtschaftlichen Gerät, beispielsweise einem Pflug, das Feld entlang paralleler oder annähernd paralleler Linien, deren Abstand von der Arbeitsbreite des Gerätes abhängt, bearbeitet wird. Um diese Arbeit möglichst effizient durchführen zu können, werden die parallelen oder annähernd parallelen Fahrspuren zunehmend auf einem Terminal oder sonstigen Gerät dem Bediener angezeigt, so dass dieser das Gerät möglichst präzise entlang der vorgesehenen Spuren lenken kann. Auch eine automatische Lenkung entlang der parallelen Fahrspuren ist denkbar.
Die Lage, Ausrichtung und Geometrie der Fahrspuren hängt hierbei in erster Linie von der Arbeitsbreite der Maschine und der Feldgeometrie ab. Insbesondere ist für die Effizienz der Bearbeitung der landwirtschaftlichen Fläche von großer Bedeutung, dass Fahrspuren derart geplant werden, dass die Arbeitsbreite der landwirtschaftlichen Maschine bestmöglich ausgenutzt mithin die Anzahl der Überfahrten und somit auch die Anzahl der Wendevorgänge über die landwirtschaftliche Fläche minimiert wird.
Die Fahrspuren verlaufen hierbei zwischen einander gegenüberliegenden Seiten der landwirtschaftlichen Fläche, welche als Vorgewende bezeichnet werden. Der Wendevorgang der landwirtschaftlichen Maschine findet hierbei also jeweils am Ende einer Vorspur im Bereich des Vorgewendes statt.
Eine möglichst effiziente Planung für landwirtschaftliche Flächen mit unregelmäßigem Zuschnitt ist beispielsweise in der EP 2 236 020 A1 und der EP 2 238 819 A1 gezeigt. Diese schlagen für die Planung von Fahrspuren insbesondere für trapezförmige Flächen oder Flächenstücke vor, gleichförmig divergierende Fahrspuren zu konstruieren, um die Fläche bestmöglich abzudecken. Der Abstand der Fahrspuren soll hierbei bevorzugt von der maximalen Arbeitsbreite der verwendeten landwirtschaftlichen Maschine abhängen.
Eine genaue Angabe, wie die Fahrspuren, insbesondere die Abstände der Fahrspuren geometrisch zu ermitteln und zu planen sind, macht der Stand der Technik nicht. Ebenso findet sich keine Angabe darüber ob und wie bei der Fahrspurplanung berücksichtigt wird, auf welcher Seite des Feldes mit der Bearbeitung begonnen wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es die Nachteile des Standes der Technik zu beheben und ein Verfahren bereit zu stellen, welches insbesondere zur Festlegung von Fahrspuren auf einer landwirtschaftlichen Fläche auf der Basis der Feldgeometrie und/oder von Maschinenparametern, wie der maximalen und/oder minimalen Arbeitsbreite, in der Lage ist.
Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Dementsprechend ist vorgesehen, dass die Abstände der Enden zweier benachbarter Fahrspuren auf der ersten und zweiten Vorgewendeseite und/oder die relative Orientierung benachbarter Fahrspuren von der Reihenfolge der Bearbeitung der ersten und zweiten Fahrspur und damit von der Position der Startseite abhängig sind. Dies ist deswegen von Bedeutung, da je nach Feldgeometrie die Lage der Fahrspuren bei der sukzessiven Ermittlung der Fahrspurpositionen davon abhängt, in welche Reihenfolge die Fahrspuren mit der landwirtschaftlichen Maschine bearbeitet werden. Sollen also eine erste und eine zweite einander benachbarte Fahrspuren geplant werden, so ist es für die Lage bzw. den Abstand der Fahrspuren von Belang, ob die erste oder zweite Fahrspur zuerst für die Bearbeitung mit der landwirtschaftlichen Maschine vorgesehen ist, wobei die Reihenfolge wiederum davon abhängt welche Feldseite als Startseite der Bearbeitung vorgesehen ist. Dies gilt zumindest, wenn die beiden Fahrspuren nicht parallel zueinander ausgerichtet sind.
Die Aufgabe wird ebenfalls durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 2 gelöst. Es wird also eine Verbindungslinie konstruiert, die an ihrem ersten Ende senkrecht auf einer ersten Fahrspur oder deren Verlängerung, gebildet durch eine Gerade, steht. Alternativ zu der Fahrspur kann auch ein Seitenabschnitt der landwirtschaftlichen Fläche betrachtet werden. Der Seitenabschnitt der landwirtschaftlichen Fläche kann gleichzeitig als Fahrspur definiert sein. Das zweite Ende der Verbindungslinie endet an einem Vorgewendeabschnitt. Dieses zweite Ende der Verbindungslinie ist gleichzeitig ein Endpunkt einer zweiten Fahrspur. Die zweite Fahrspur endet also in einem Punkt in dem die Verbindungslinie endet und der auf dem Vorgewendeabschnitt liegt. Die Fahrspuren enden dabei auf beiden Seiten jeweils an einem Vorgewendeabschnitt.
Es kann nun wahlweise die erste oder zweite Fahrspur vor dem Planen der Verbindungslinie bereits konstruiert worden sein. Die Verbindungslinie wird in der oben beschriebenen Form entsprechend der bereits konstruierten Fahrspur angelegt und die zweite oder erste Fahrspur dann derart geplant, dass die Verbindungslinie die beschriebenen Merkmale erfüllt. So ist also vorgesehen, dass die Verbindungslinie auf einer ersten, bereits konstruierten Fahrspur und/oder einem Seitenabschnitt senkrecht steht und eine zu konstruierende zweite Fahrspur an dem zweiten Ende der Verbindungslinie und an einem zu der ersten und/oder zweiten Fahrspur benachbarten Vorgewendeabschnitt endet. Alternativ ist vorgesehen, dass eine bereits konstruierte zweite Fahrspur und/oder ein Seitenabschnitt an dem zweiten Ende der Verbindungslinie und an einem zu der ersten und/oder zweiten Fahrspur benachbarten Vorgewendeabschnitt endet und die Verbindungslinie auf einer ersten, zu konstruierenden Fahrspur senkrecht steht. Es kann also mit anderen Worten die Verbindungslinie derart konstruiert werden, dass entweder ihre erste oder ihre zweite Seite eine bereits konstruierte Fahrspur berührt und die zu planende Fahrspur derart an der zweiten oder ersten Seite der Verbindungslinie angelegt wird, dass die oben genannten Merkmale bezüglich der Verbindungslinie und der bereits konstruierten und der zu konstruierenden bzw. planenden Fahrspur erfüllt sind.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird das Verfahren ebenfalls auf die der ersten Vorgewendeseite gegenüberliegende zweite Vorgewendeseite zur Erzeugung einer zweiten Verbindungslinie angewendet und endet eine erste Seite der zu konstruierenden Fahrspur in einem ersten (zweiten) Endpunkt der ersten Verbindungslinie und eine zweite Seite der zu konstruierenden Fahrspur in einem ersten (zweiten) Endpunkt der zweiten Verbindungslinie, wobei die zu konstruierende Fahrspur vorzugsweise durch direkte Verbindung der Endpunkte der zu konstruierenden Fahrspur gebildet wird. Es wird also eine Fahrspur derart konstruiert, dass auf beiden Vorgewendeseiten eine Verbindungslinie entsprechend obiger Merkmale angelegt wird, so dass jeweils ein Endpunkt der beiden Verbindungslinien auf der zu konstruierenden Fahrspur liegt, so dass die zu konstruierende Fahrspur vorzugsweise durch Verbinden der Endpunkte der ersten und zweiten Verbindungslinie und ggf. Verlängerung bis zum nächstliegenden Vorgewendeabschnitt definiert ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist zumindest eine Bezugsachse definiert, die im Wesentlichen parallel zu einer bevorzugten Bearbeitungsrichtung verläuft, wobei die Länge einer der Verbindungslinien einem ersten Grenzwert, vorzugsweise der maximalen Arbeitsbreite, entspricht und die Länge der anderen Verbindungslinie in einem ersten Schritt derart gewählt wird, dass die zu konstruierende Fahrspur parallel zu der Bezugsachse verläuft und falls die Länge der anderen Verbindungslinie einen zweiten Grenzwert, vorzugsweise die minimale Arbeitsbreite, unterschreitet, die Länge der anderen Verbindungslinie und damit die Lage der zu konstruierenden Fahrspur angepasst wird, bis die Länge der anderen Verbindungslinie zumindest annähernd dem zweiten Grenzwert entspricht. Es kann also eine Bezugsachse definiert sein, welche eine bevorzugte Bearbeitungsrichtung definiert, welche vorzugsweise zumindest annähernd senkrecht auf zumindest einer oder beiden Vorgewendeseiten steht und die beiden einander gegenüberliegenden Vorgewendeseiten verbindet Um nun eine Fahrspur oder ein System von Fahrspuren derart zu planen, dass die Fahrspuren möglichst parallel zu der Bearbeitungsrichtung ausgerichtet sind, ist vorgesehen, dass die jeweils zu planende Fahrspur in den vorliegenden Grenzen so weit wie möglich parallel zu der Bearbeitungsrichtung ausgerichtet ist. Die vorliegenden Grenzen werden hierbei typischerweise durch die landwirtschaftliche Maschine definiert, beispielsweise durch eine minimale und eine maximale Arbeitsbreite. Es handelt sich also vorzugsweise um unterschiedliche Grenzwerte. Beim Pflug ist dies beispielsweise definiert durch die minimale und die maximale Schnittbreite des Pflugs. Es kann auch durch den Benutzer ein jeweils von den Grenzwerten des Pflugs abweichender erster und/oder zweiter Grenzwert definiert werden. Diese können beispielsweise von dem Arbeitsergebnis der landwirtschaftlichen Maschine abhängen. So kann es zwar möglich sein eine maximale Arbeitsbreite einzustellen, jedoch kann das Arbeitsergebnis bei dieser Einstellung nicht zufriedenstellend sein, so dass ein von der maximalen Arbeitsbreite abweichender erster Grenzwert eingestellt wird, welcher ein besseres Arbeitsergebnis liefert. Gleiches gilt für den zweiten Grenzwert, welcher größer als die minimal mögliche Arbeitsbreite gewählt werden kann. Dies kann unter Umständen dazu führen, dass sich die Fahrspuren nicht so schnell parallel zur Bezugsachse einstellen, wie das bei der Wahl der maximalen und minimalen Arbeitsbreite als erster und zweiter Grenzwert möglich wäre. Ebenso kann es sein, dass insgesamt mehr Überfahrten für die Bearbeitung des Feldes notwendig werden. Dieser Mehraufwand kann jedoch auf Grund des zu erwartenden besseren Arbeitsergebnisses in Kauf genommen werden.
In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist zumindest eine Bezugsachse definiert, die im Wesentlichen parallel zu einer bevorzugten Bearbeitungsrichtung verläuft, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

I. Bilden einer der Verbindungslinien mit einer Länge, die einem ersten Grenzwert, vorzugsweise der maximalen Arbeitsbreite, entspricht Bilden der anderen Verbindungslinie mit einer Länge, die einem zweiten Grenzwert, vorzugsweise der minimalen Arbeitsbreite, entspricht,
II. Ermitteln eines ersten Winkels zwischen der zu konstruierenden Fahrspur und der Bezugsachse
III. Ermitteln eines zweiten Winkels, welchen die Bezugsachse und die zuvor konstruierte, benachbarte Fahrspur und/oder benachbarte Seitenabschnitte mit der Bezugsachse einschließen
IV. Bei einem Wechsel von einer linksseitigen zu einer rechtsseitigen Verkippung oder umgekehrt des ersten im Vergleich zum zweiten Winkel relativ zur Bezugsachse: Ausrichten der zu konstruierenden Fahrspur parallel zur Bezugsachse, durch Anpassen mindestens einer der Verbindungslinien.

Entsprechend ist also vorgesehen, dass direkt als Abstand die minimale Arbeitsbreite bzw. der zweite Grenzwert angelegt wird und nur falls sich die Neigung gegenüber der Bezugsachse derart ändert, dass von einer linksseitigen auf eine rechtsseitige Verkippung gewechselt wird, die Ausrichtung und/oder Lage der zu planenden Fahrspur in der Weise geändert wird, dass die Fahrspur parallel zu der Bezugsachse ausgerichtet wird. Diese Vorgehensweise kann je nach Feldgeometrie bei der Planung der Fahrspur zu einer effizienteren Ermittlung des Fahrspursystems führen. Der Ausdruck „linksseitige“ bzw. „rechtsseitige“ Verkippung meint hierbei, dass der Winkel zwischen der Bezugsachse und der jeweiligen Fahrspur bei einer rechtsseitigen Verkippung recht klein, beispielsweise kleiner als 20°, ist während bei einer linksseitigen Verkippung der Winkel recht groß, beispielsweise größer als 340° ist. Hierbei ist zu beachten, dass der Winkel immer in der gleichen Richtung gemessen wird, beispielsweise ausgehend von der Bezugsachse entgegen dem Uhrzeigersinn.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird das Verfahren angewendet auf einander gegenüberliegende Seiten der landwirtschaftlichen Fläche, wobei ein möglichst breiter Bereich in der Mitte der Fläche mit zueinander parallelen Fahrspuren entsteht. Auf diese Weise kann auf beiden Seiten der landwirtschaftlichen Fläche bei der Planung der Fahrspuren die Ausrichtung möglichst schnell parallel zur Bezugsachse aufgerichtet werden, so dass im mittleren Teil der landwirtschaftlichen Fläche ein Bereich entsteht, der enlang paralleler Fahrspuren bearbeitet wird. Auf diese Weise kann zum einen die Bearbeitung im Mittelteil sehr flexibel erfolgen. Außerdem ist der Steueraufwand sehr viel geringer, da die Arbeitsbreite nicht laufend während der Überfahrt angepasst werden muss. In einer bevorzugten Ausgestaltung kann der Abstand der parallel angeordneten Fahrspuren vom Benutzer in ein landwirtschaftliches Terminal als Vorgabe eingegeben werden. Beispielsweise kann eine Arbeitsbreite als Abstand gewählt werden, bei der ein besonders gutes Arbeitsergebnis zu erwarten ist. Alternativ kann vorgesehen sein, die maximale Arbeitsbreite als Abstand einzustellen, um möglichst wenige Überfahrten und Wendemanöver durchführen zu müssen. Dies spart Zeit und Kosten für Betriebsmittel. Aufgrund der Tatsache, dass die Breite des Bereichs paralleler Fahrspuren nur in den seltensten Fällen einem ganzzahligen Vielfachen des vorgegebenen Abstandes der Fahrspuren bzw. der maximalen Arbeitsbreite entspricht, versteht sich, dass der Abstand der Fahrspuren nur im Rahmen des geometrisch Möglichen auf die Vorgabe eingestellt werden kann. Bei einem sehr schmalen Bereich paralleler Fahrspuren ist die Abweichung hierbei naturgemäß größer als bei einem sehr breiten Bereich paralleler Fahrspuren.
Bei einer vorgegebenen Startseite der Bearbeitung und einer vorgesehenen Parallelausrichtung der Fahrspuren im mittleren Bereich der landwirtschaftlichen Fläche erfolgt die Planung der Fahrspuren bevorzugt in drei separaten Schritten. Ein erster Schritt umfasst die Planung der Fahrspuren, welche sich an den Seitenabschnitt, der als Startseite definiert ist, anschließen. In diesem Bereich werden die Fahrspuren entsprechend des Anspruchs 4 konstruiert:

a) Auf der Seite des längeren Vorgewendes: Konstruieren einer ersten Verbindungslinie, die senkrecht auf dem Seitenabschnitt stehend beginnt und auf dem angrenzenden Vorgewendeabschnitt derart endet, dass die Länge der Verbindungslinie der maximalen Arbeitsbreite bzw. dem ersten Grenzwert entspricht.
b) Auf der Seite des kürzeren Vorgewendes: Konstruieren einer zweiten Verbindungslinie, die senkrecht auf dem Seitenabschnitt stehend beginnt und auf dem angrenzenden Vorgewendeabschnitt derart endet, dass die durch Verbinden der beiden Endpunkte entstehende Fahrspur parallel zur Bezugsachse ausgerichtet ist.
c) Fall die zweite Verbindungslinie kürzer als die minimale Arbeitsbreite bzw. der zweite Grenzwert ist: Anpassen der Länge und/oder Position der zweiten Verbindungslinie, bis die Länge der zweiten Verbindungslinie wahlweise der minimalen Arbeitsbreite bzw. dem zweiten Grenzwert entspricht.
d) Konstruieren einer Fahrspur durch Verbinden der Endpunkte der Verbindungslinien.
e) Wiederholen der Schritte a) bis d) für jede weitere zu planende Fahrspur, bis eine zu planende Fahrspur zumindest annähernd parallel zur Bezugsachse ausgerichtet ist, wobei als Seitenabschnitt jeweils die im Durchgang zuvor konstruierte Fahrspur dient.

Hinsichtlich des Punktes a) ist zu beachten, dass die Verbindungslinie nicht notwendigerweise auf dem Seitenabschnitt oder der Fahrspur selbst senkrecht stehen muss. Es kann auch eine durch den Seitenabschnitt definierte und über diesen hinaus verlängerte Gerade betrachtet werden. Dies gilt auch für den weiter unten beschriebenen Punkt f). Liegt eine Flächengeometrie vor, bei der die Seiten aus mehreren nichtparallelen Seitenabschnitten bestehen, so wird typischerweise die zu konstruierende Fahrspur nicht durch direktes Verbinden der Endpunkte der Verbindungslinien erzeugt. Stattdessen werden die Fahrspuren abschnittsweise annähernd parallel zur Geometrie der Seitenabschnitte ausgerichtet, wobei die Parallelität sukzessive abnimmt, je mehr Fahrspuren geplant werden, um im mittleren Bereich der landwirtschaftlichen Fläche zur Bezugsachse parallele Fahrspuren zu erhalten. Diese Vorgehensweise gilt ebenfalls für die der Startseite gegenüberliegende Seite.
In einem zweiten Schritt werden auf der Seite, welche der Startseite gegenüberliegt, die Fahrspuren geplant. Auf dieser Seite endet die Bearbeitung der landwirtschaftlichen Fläche, so dass die Fahrspurplanung gegensinnig, also entsprechend des Anspruchs 5 durchgeführt werden muss:

f) Auf der Seite des längeren Vorgewendes: Konstruieren einer ersten Verbindungslinie, die auf dem Seitenabschnitt stehend endet, wobei der Endpunkt gleichzeitig der Endpunkt des Seitenabschnittes ist, welcher dadurch definiert ist, dass dieser auf einem Vorgewendeabschnitt liegt. Im Startpunkt der Verbindungslinie steht diese senkrecht auf der zu konstruierenden Fahrspur, wobei die Länge der Verbindungslinie der maximalen Arbeitsbreite bzw. dem ersten Grenzwert entspricht.
g) Auf der Seite des kürzeren Vorgewendes: Konstruieren einer zweiten Verbindungslinie, die auf dem Seitenabschnitt stehend endet, wobei der Endpunkt gleichzeitig der Endpunkt des Seitenabschnittes ist, welcher dadurch definiert ist, dass dieser auf einem Vorgewendeabschnitt liegt. Im Startpunkt der Verbindungslinie steht diese senkrecht auf der zu konstruierenden Fahrspur, wobei die durch Verbinden der beiden Endpunkte entstehende Fahrspur parallel zur Bezugsachse ausgerichtet ist.
h) Falls die zweite Verbindungslinie kürzer als die minimale Arbeitsbreite bzw. der zweite Grenzwert ist: Anpassen der Länge und/oder Position der zweiten Verbindungslinie, bis die Länge der zweiten Verbindungslinie wahlweise der minimalen Arbeitsbreite bzw. dem zweiten Grenzwert entspricht.
i) Konstruieren einer Fahrspur durch Verbinden der Endpunkte der Verbindungslinien. Unter Umständen muss die konstruierte Fahrspur noch über die Endpunkte hinaus bis zu dem jeweils nächstliegenden Vorgewendeabschnitt linear verlängert werden.
j) Wiederholen der Schritte f) bis i) für jede weitere zu planende Fahrspur, bis eine zu planende Fahrspur zumindest annähernd parallel zur Bezugsachse ausgerichtet ist, wobei als Seitenabschnitt jeweils die im Durchgang zuvor konstruierte Fahrspur dient.

Die Vorgehensweise zur Planung der Fahrpspuren kann im ersten und/oder zweiten Schritt auch alternativ nach der im Anspruch 8 beschriebenen Vorgehensweise erfolgen.
Im mittleren Bereich zwischen den beiden Randbereichen, welcher sich dadurch auszeichnet, dass er durch eine zumindest annähernd parallel zur Bezugsachse ausgerichtete Fahrspur auf beiden Seiten begrenzt wird, werden nun in einem dritten Schritt die übrigen Fahrspuren geplant:

k) Ermitteln des Abstandes der beiden den mittleren Bereich begrenzenden Fahrspuren und dividieren des ermittelten Abstandes durch eine gewünschte Arbeitsbreite, vorzugsweise die maximale Arbeitsbreite oder eine optimale Arbeitsbreite und wahlweise auf- oder abrunden des ermittelten Wertes, um die optimale Anzahl an Fahrspuren zu erhalten.
l) Anlegen von Fahrspuren in einem Abstand welcher ermittelt wird aus dem Abstand der den mittleren Bereich begrenzenden parallelen Fahrspuren geteilt durch die optimale Anzahl an Fahrspuren.

Je nach Feldgeometrie kann es auch sinnvoll sein nur einen der drei zuvor beschriebenen Schritte oder eine Kombination aus zwei Schritten durchzuführen. Beispielsweise kann es vorkommen, dass bereits eine Seite parallel zu der Bezugsachse verläuft, so dass nur der erste oder zweite Schritt in Kombination mit dem dritten Schritt durchgeführt werden muss. Es sind auch Geometrien denkbar, bei denen nur eine einzige Fahrspur, beispielsweise am Rand parallel zur Bezugsachse ausgerichtet ist, so dass nur der erste oder zweite Schritt zur Planung eines Fahrspursystems angewendet werden muss. Auf diese Weise wird je nach Feldgeometrie ein Fahrspursystem aus mehreren Fahrspuren durch sukzessive Anwendung zumindest eines der Verfahren nach Anspruch 1 bis 10 erzeugt. Bevorzugt ist jedoch bei paralleler Ausrichtung einer ersten Fahrspur zur Bezugsachse zumindest eine direkt benachbarte Fahrspur parallel zu der ersten Fahrspur angelegt und entspricht der Abstand zweier paralleler Fahrspuren bevorzugt der maximalen Arbeitsbreite, so dass auch der Bereich paralleler Fahrspuren mit möglichst geringem Zeit- und Kostenaufwand bearbeitet werden kann.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung werden die Fahrspuren nicht derart angeordnet, dass die Fahrspuren sich möglichst rasch parallel zu einer Bezugsachse ausrichten. Stattdessen werden die Fahrspuren fächerartig über die Fläche oder Teilfläche derart verteilt, dass die Abstände auf beiden Seiten der Fahrspuren jeweils möglichst gleich sind. Um die landwirtschaftliche Fläche mit möglichst wenig Überfahrten zu bearbeiten, ist es vorteilhaft, wenn auf der längeren Vorgewendeseite die Sollabstände jeweils zumindest annähernd der maximalen Arbeitsbreite der landwirtschaftlichen Maschine entsprechen. Auf diese Weise wird die Anzahl der Überfahrten minimiert. Hierbei ist zu beachten, dass je nach tatsächlicher Geometrie die Vorgewendebreite dividiert durch die maximale Arbeitsbreite kein ganzzahliges Ergebnis liefert. Dieses wird in diesem Fall aufgerundet, so dass der Abstand der Fahrspuren am Vorgewende entsprechend kleiner als die maximale Arbeitsbreite ist.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mittels iterativer Vergrößerung der Länge der Verbindungslinie auf der Seite des kürzeren Vorgewendes und/oder Verkleinerung der Länge der Verbindungslinie auf der Seite des längeren Vorgewendes ein Bereich paralleler Fahrspuren in der Mitte der landwirtschaftlichen Fläche verkleinert, insbesondere eliminiert wird.
Wurde auf diese Weise die Anzahl der Fahrspuren ermittelt, so wird auf der Seite des kürzeren Vorgewendes der Abstand der Fahrspuren ermittelt, wobei sich die Anzahl der Fahrspuren und damit auch der mittlere Fahrspurabstand auf der Seite des kürzeren Vorgewendes zumindest annähernd ergibt aus der Breite des längeren Vorgewendes geteilt durch die maximale Arbeitsbreite oder anders gesagt durch Division der Länge des kürzen Vorgewendes durch die Anzahl der für das längere Vorgewende ermittelten Fahrspuren.
In einer vorteilhaften Weiterbildung werden bei Abweichungen von einem geplanten Fahrspursystem, beispielsweise durch Fahrfehler oder eine falsch eingestellte Arbeitsbreite, ermittelt durch Sensordaten, wie vorzugsweise GPS-Sensoren und/oder Sensoren zur Ermittlung der momentanen Arbeitsbreite, diese Abweichungen berücksichtigt und das Fahrspursystem automatisch an die aktuellen Gegebenheiten angepasst wird. Auf diese Weise können Fahrfehler oder Fehler bei der Maschineneinstellung schnellstmöglich korrigiert werden.
Bevorzugt wird die entsprechend des geplanten Fahrspursystems momentan einzustellende Arbeitsbreite, beispielsweise die Schnittbreite beim Pflug, automatisch durch eine Verstellvorrichtung an der landwirtschaftlichen Maschine entsprechend dem momentanen Abstand der Fahrspuren im Bereich der landwirtschaftlichen Maschine auf der Basis einer Satellitenortung automatisch angepasst. Auf diese Weise kann ein möglichst präzises Arbeiten entlang des Fahrspursystems erfolgen und der jeweilige Benutzer muss nicht mühselig manuell die Schnittbreite an die jeweiligen Vorgaben des Fahrspursystems anpassen.
Es ist also vorgesehen, dass die Arbeitsbreite an die jeweils an der aktuellen Position vorgesehene Arbeitsbreite mittels einer geeigneten Aktorik an der landwirtschaftlichen Maschine angepasst wird, die vorzugsweise durch den Jobrechner automatisch angesteuert wird, so dass immer die gewünschte Arbeitsbreite anliegt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die maximale und/oder die minimale Arbeitsbreite und/oder die optimale Arbeitsbreite bedingt durch die Spezifikationen der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine oder durch den Benutzer frei vorgebbar. Es kann also vorgesehen sein Grenzwerte der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine, wie die maximale oder minimale Arbeitsbreite, für die Planung des Fahrspursystems als Grenzwerte zu verwenden. Es kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, eine optimale Arbeitsbreite anzugeben, welche beispielsweise verwendet wird, um im mittleren Bereich paralleler Fahrspuren den Fahrspurabstand einzustellen, so dass zwar mehr Überfahrten für die Bearbeitung notwendig sind, als bei Verwendung der maximalen Arbeitsbreite. Dieses kann durch das Arbeitsergebnis gerechtfertigt sein. Die Wahl der optimalen Arbeitsbreite kann auch je nach örtlichen Gegebenheiten, wie Topologie des Feldes, Bodenbeschaffenheit, Witterungsverhältnisse und ähnliches, variieren.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Figuren und der entsprechenden Beispielsbeschreibung. Es zeigen

1 landwirtschaftliche Arbeitsmaschine,
2 - 12 Fahrspurplanung für eine landwirtschaftliche Fläche mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens und
13 alternative Fahrspurplanung für eine landwirtschaftliche Fläche mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Ein landwirtschaftliches Maschinensystem mit einem erfindungsgemäßen Terminal 103 ist in 1 gezeigt. Das landwirtschaftliche Maschinensystem besteht hier aus einem Traktor 101 und einem an den Traktor angekoppelten Pflug 102. Der angekoppelte Pflug ist hier beispielhaft zu sehen. Es kann auch jede beliebige andere landwirtschaftliche Maschine zur Bearbeitung einer landwirtschaftlichen Fläche an den Traktor 101 angehängt werden. Auch kann das landwirtschaftliche Maschinensystem als selbstfahrendes landwirtschaftliches Maschinensystem, beispielsweise selbstfahrende Spritze oder Mähdrescher, ausgestaltet sein.
Der Traktor 101 verfügt über ein Terminal 103, welches mittels einer Anzeigevorrichtung Informationen dem Fahrer des Traktors 101 zur Anzeige bringen kann, insbesondere können Informationen der landwirtschaftlichen Maschine 102 und des Traktors, wie beispielsweise Position, Geschwindigkeit usw., angezeigt und Betriebsparameter, beispielsweise die Arbeitsbreite und/oder Arbeitstiefe, geändert werden. Das Terminal 103 verfügt hierfür über Bedienelemente in Form von Schaltern, Knöpfen und/oder insbesondere einen berührungsempfindlichen Bildschirm. Das Terminal ist insbesondere mit einem oder mehreren Jobrechnern 104, 105 verbunden, welche sich auf dem Traktor und/oder der angekoppelten landwirtschaftlichen Maschine befinden können. Die Datenverbindung zwischen dem Jobrechner 105 der landwirtschaftlichen Maschine 102 und dem Jobrechner 104 des Traktors erfolgt bevorzugt über eine genormte Datenverbindung 106, insbesondere eine sogenannte ISOBus-Schnittstelle. Alternativ kann auch das Terminal 103 direkt über das Bussystem, insbesondere den ISOBus mit dem Jobrechner 105 der landwirtschaftlichen Maschine 102 verbunden sein. Über dieses Bussystem werden Informationen der landwirtschaftlichen Maschine, beispielsweise eingestellte Ist-Werte oder Sensordaten an den Jobrechner 104 oder das Terminal 103 übertragen. In entgegengesetzter Richtung werden auch Steuerbefehle des Jobrechners 104 oder Terminals 103 an den Jobrechner 105 der landwirtschaftlichen Maschine 102 übertragen. Zur Ausführung der Steuerbefehle ist der Jobrechner 105 mit Aktuatoren und Sensoren über eine Datenverbindung verbunden, beispielsweise mit einem Aktor 109 zur Einstellung der Schnittbreite des Pfluges 102. Denkbar ist auch, dass der Jobrechner 105 der landwirtschaftlichen Maschine 102 im Rahmen einer sogenannten TIM-Anwendung (Tractor-Implement-Management) über das Bussystem 106 Steuerbefehle an den Traktor 101 übermittelt. Hierüber kann durch die angekoppelte Maschine 102 beispielsweise ein Steuerbefehl zur Reduktion der Geschwindigkeit oder zur Anhebung eines Dreipunktkrafthebers zur Reduktion der Arbeitstiefe erfolgen. Eine solche Maßnahme kann beispielsweise durch entsprechende Sensorsignale an der landwirtschaftlichen Maschine 102 getriggert sein.
Das Terminal 103 ist vorzugsweise dazu ausgebildet anhand einer hinterlegten Karte der zu bearbeitenden landwirtschaftlichen Fläche eine automatisierte Festlegung von Vorgewendebereichen vorzunehmen, also der Positionen in der Nähe der Feldgrenze oder eines Teilbereichs der Feldgrenze, wo die landwirtschaftliche Maschine während der Bearbeitung der Fläche gewendet werden soll, wie im Folgenden näher beschrieben. Hierfür wird zunächst ein bevorzugte Bearbeitungsrichtung als Bezugsachse festgelegt. Diese kann durch den Benutzer händisch mittels geeigneter Eingabemöglichkeiten an dem Terminal 103 festgelegt, durch das Befahren und Aufzeichnen einer sogenannten A-B-Linie, also einer Strecke zwischen zwei Punkten ermittelt, in dem Terminal 103 oder Jobrechner 104, 105 gespeichert, automatisiert anhand der Feldgeometrie mittels eines separaten Verfahrens berechnet oder sonst wie festgelegt sein.
Erfindungsgemäß wird nun wie weiter unten detailliert beschrieben anhand der festgelegten Bezugsachse und der Geometrie der landwirtschaftlichen Fläche ein Fahrspursystem ermittelt und die landwirtschaftliche Fläche entlang dieses Fahrspursystems bearbeitet werden. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist das Terminal mit einem GPS-Empfänger 107 verbunden und wird die Arbeitsbreite der landwirtschaftlichen Maschine 102, hier des Pfluges automatisiert in Abhängigkeit des am Ort der Maschine durch das Terminal ermittelten Abstandes der Fahrspuren des Fahrspursystems eingestellt werden.
Die Module zur Berechnung des Fahrspursystems werden entweder auf dem Terminal 103 oder dem mit dem Terminal verbundenen Jobrechner 104 ausgeführt und das Fahrspursystem dann auf dem Terminal lediglich angezeigt. Auch ist es denkbar, dass das Fahrspursystem auf einem externen Datenverarbeitungssystem 108 ermittelt wird und die Fahrspurdaten und Feldkoordinaten mittels einer Datenverbindung oder einem Datenträger auf das Terminal 103 oder den Jobrechner 104 übertragen werden.
Die Module zur Planung des Fahrspursystems werden also auf dem Terminal 103 oder dem Jobrechner 104 ausgeführt oder auf dem Datenverarbeitungssystem 108 ausgeführt und das Fahrspursystem dem Jobrechner 104 oder Terminal 103 zur Verfügung gestellt. Die landwirtschaftliche Fläche wird entlang des angelegten Fahrspursystems bearbeitet. Hierfür ist vorgesehen, dass das Fahrspursystem auf einem Bildschirm des Terminals angezeigt wird. Der Benutzer kann nun den Traktor 101 entlang der angezeigten Fahrspuren steuern und das Feld entsprechend bearbeiten. Hierfür wird auch die Schnittbreite des Pfluges bzw. Arbeitsbreite der landwirtschaftlichen Maschine entsprechend der Abstände der Fahrspuren des Fahrspursystems an der aktuellen Position angepasst.
Wie bereits erwähnt ist optional vorgesehen, dass das Maschinensystem die Arbeitsbreite der landwirtschaftlichen Maschine entsprechend des Fahrspurabstandes an der aktuellen Position des Maschinensystems automatisch ermittelt und einstellt. Hierfür werden entsprechende Steuerbefehle von dem Terminal 103 oder dem Jobrechner 104 an den Jobrechner 105 der landwirtschaftlichen Maschine 102 übermittelt, woraufhin der Jobrechner 105 im vorliegenden Beispiel die Arbeitsbreite des Pfluges 102 mittels des Aktors 109 erforderlichenfalls einstellt. Die automatische Einstellung der Arbeitsbreite lässt sich für beliebige landwirtschaftliche Maschinen realisieren, welche über eine Datenverbindung von dem Traktor 102 steuerbar sind, insbesondere lässt sich die Arbeitsbreite von Sämaschine, Feldspritzen oder Düngerstreuern auf diese Weise an die örtlichen Gegebenheiten anpassen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist ebenfalls denkbar, dass das landwirtschaftliche Maschinensystem teil- oder vollautonom die landwirtschaftliche Fläche entlang des geplanten Fahrspursystems bearbeitet. Hierfür werden durch das Terminal 103 oder den Jobrechner 104 zusätzlich zu den Steuerbefehlen an den Jobrechner 105 der landwirtschaftlichen Maschine Lenkbefehle und/oder Steuerbefehle zur Anpassung der Geschwindigkeit ausgegeben, so dass der Traktor 101 entlang des Fahrspursystems die landwirtschaftliche Fläche bearbeitet. Auch die Wendevorgänge am Ende bzw. zu Beginn einer jeweiligen Fahrspur lassen sich auf diese Weise automatisieren.
Eine landwirtschaftliche Fläche 1 mit einer annähernd trapezförmigen Grundfläche ist in 2 dargestellt. Vorgewendeabschnitte 2 ergeben ein oberes Vorgewende 4 bzw. ein unteres Vorgewende 5, welche auf einander gegenüberliegenden Seiten der landwirtschaftlichen Fläche zu finden sind. Zudem gibt es Seitenabschnitte 3, welche eine linke Seite 7 und eine rechte Seite 6 bilden. Die Vorgewende 4, 5 und Seiten 6 ,7 der landwirtschaftlichen Fläche 1 können jeweils durch einen oder mehrere Abschnitte 2 ,3 gebildet werden. Die Definition der Vorgewende und Seiten der landwirtschaftlichen Fläche kann durch den Benutzer mittels einer manuellen Eingabe auf einem Terminal einer landwirtschaftlichen Maschine oder einer sonstigen Datenverarbeitungseinrichtung vorgenommen werden. Es können auch automatisch die Vorgewende und Seiten der landwirtschaftlichen Fläche, beispielsweise anhand der Geometrie der Fläche 1 und/oder anhand der Ausrichtung einer bevorzugten Bearbeitungsrichtung 8, festgelegt werden. Die Bearbeitungsrichtung 8 kann ebenso manuell festgelegt sein oder automatisch durch ein automatisiertes Verfahren ermittelt werden.
Zur Ermittlung der Fahrspuren wird zunächst festgelegt, auf welcher Seite der landwirtschaftlichen Fläche die Bearbeitung begonnen werden soll. In diesem Fall ist dies auf der linken Seite 7. Zudem kann die Positionierung der die Fahrspur anzeigenden Linie 11 an verschiedenen Positionen der Fahrspur erfolgen. So kann dies beispielsweise in der Mitte der Fahrspur, an der linken oder rechten Seite oder an jeder anderen beliebigen Position innerhalb der Fahrspur sein. Dies muss vor dem Durchführen des Verfahrens festgelegt sein, das Verfahren selbst bleibt davon jedoch unberührt. Daher werden die Begriffe Fahrspur und Linie zum Anzeigen der Fahrspur synonym verwendet. Die Positionierung der Linie innerhalb der Fahrspur ist im vorliegenden Fall auf der linken Seite. Die Positionierung kann auch abhängig sein von der verwendeten landwirtschaftlichen Maschine. So ist es beim Pflug beispielsweise zweckmäßig je nach Bearbeitungsrichtung eine Linie am linken oder rechten Rand der zu bearbeitenden Fahrspur anzuzeigen, da hierdurch die Furche, in der der Traktor einseitig fährt und die die folgende Fahrspur mitbeeinflusst, angezeigt werden kann. Im vorliegenden Beispiel erfolgt die Platzierung der die Fahrspur anzeigenden Linie 11 jeweils am linken Rand der jeweiligen Fahrspur. Dies bedeutet, dass die erste Fahrspur mit der linken Seite 3 der landwirtschaftlichen Fläche zusammenfällt. Die Planung der nächsten, zweiten Fahrspur erfolgt nun zunächst durch Betrachten des unteren linken Bereichs der landwirtschaftlichen Fläche 1. Der Grund ist, dass vorzugsweise an der Seite mit der Planung begonnen wird, die zuerst bearbeitet wird und an der breiten Vorgewendeseite. Da die Planung der Fahrspuren von jeder Seite der landwirtschaftlichen Fläche unabhängig erfolgen kann, kann jedoch genauso gut mit dem oberen linken Bereich begonnen werden oder mit dem oberen rechten Bereich und so weiter.
Betrachtet man nun den unteren linken Bereich der landwirtschaftlichen Fläche 1, dargestellt in 3, zur Planung der zweiten Fahrspur, so wird zunächst die Verbindungslinie 10 konstruiert. Diese steht unter Berücksichtigung der beabsichtigten Bearbeitungsrichtung stets auf der zuerst bearbeiteten Fahrspur, in diesem Fall der linken Seite 7, senkrecht. Die Länge der Verbindungslinie ergibt sich aus einem ersten Grenzwert. Dies kann beispielsweise die maximale Arbeitsbreite der landwirtschaftlichen Maschine oder ein von einem Benutzer eingegebener Grenzwert sein. Eine weitere Bedingung ist, dass die Verbindungslinie auf einem angrenzenden Vorgewendeabschnitt 2 endet. Damit ist die Ausrichtung und Lage der Verbindungslinie 10 auf dieser Seite der landwirtschaftlichen Fläche vollständig bestimmt. Im dargestellten Endpunkt der Verbindungslinie 10 beginnt somit die zweite Fahrspur 11.
Die obere linke Seite der landwirtschaftlichen Fläche 1 ist in 4 dargestellt. Es wird nun eine Fahrspur 14 konstruiert, welche auf der einen Seite im Endpunkt der Verbindungslinie 10 beginnt, parallel zur Bezugsachse verläuft und an dem Vorgewendeabschnitt 2 des oberen Vorgewendes in 4 endet. Um die Zulässigkeit dieser Fahrspur zu verifizieren wird nun eine Verbindungslinie 12 zwischen dem Endpunkt der Fahrspur 14 und dem an den Vorgewendeabschnitt 2 angrenzenden Seitenabschnitt 3 konstruiert. Hierbei beginnt die Verbindungslinie 12 im Endpunkt der Fahrspur 14 und verläuft Richtung Seitenabschnitt 3 derart, dass der Seitenabschnitt und die Verbindungslinie 12 senkrecht aufeinander stehen. Je nachdem, wie groß der Winkel zwischen dem Seitenabschnitt 3 oder einer Fahrspur und dem Vorgewendeabschnitt 2, insbesondere wenn der innenliegende Winkel größer als 90° ist, muss zur Konstruktion der Verbindungslinie 12 der Seitenabschnitt bzw. die jeweils betrachtete Fahrspur verlängert werden und steht dann die Verbindungslinie 12 senkrecht auf der Verlängerung des Seitenabschnitts 3 bzw. der Fahrspur. Die Verbindungslinie endet auf dem verlängerten Seitenabschnitt 3. Die Länge der Verbindungslinie 12 wird ermittelt. Ist diese kürzer als ein festgelegter zweiter Grenzwert, welcher beispielsweise der minimalen Arbeitsbreite der landwirtschaftlichen Maschine entsprechen oder durch den jeweiligen Benutzer bestimmt sein kann, so wird die Ausrichtung der Fahrspur 14 solange geändert, bis die Länge der Verbindungslinie mindestens dem zweiten Grenzwert entspricht. In dem vorliegenden Fall ergibt sich hierfür die Fahrspur 11, welche nicht mehr parallel zu der Bezugsachse 8 verläuft. Die zugehörige Verbindungslinie 13 weist nun eine entsprechend größere Länge auf, als die Verbindungslinie 12 und erfüllt hiermit die Bedingung, dass die Länge der Verbindungslinie 13 mindestens dem zweiten Grenzwert entsprechen soll.
Besteht die linke Seite 7 aus mehreren Seitenabschnitten 3, so können die entsprechenden Bereiche bevorzugt als Teilflächen betrachtet und das Verfahren auch Abschnittsweise derart durchgeführt werden, dass die konstruierten Fahrspuren jeweils Abschnittsweise die obigen Bedingungen erfüllen und die Abstände benachbarter Fahrspuren somit an keiner Stelle den ersten Grenzwert überschreiten oder den zweiten Grenzwert unterschreiten. Die jeweils pro Abschnitt konstruierten Fahrspuren können dann vorzugsweise im Übergangsbereich durch einen tangential angelegten Bogenschluss verbunden werden.
Soll beispielsweise die Linie, welche die Fahrspur anzeigt nicht am Rand, sondern in der Mitte der Fahrspur verlaufen, so würde für die Konstruktion der ersten Fahrspur der halbe erste und zweite Grenzwert jeweils betrachtet, so dass die erste Fahrspur dann nicht auf dem Seitenabschnitt 3 sondern in einem entsprechenden Abstand von und Winkel zu diesem in der Mitte der Fahrspur verliefe. Für die Konstruktion der an die erste Fahrspur anschließenden Fahrspuren wären dann jedoch wieder der erste und zweite Grenzwert maßgeblich. Entsprechend ließen sich auch andere Positionen der Linie zum Anzeigen der Fahrspur innerhalb der Fahrspur realisieren.
Die Konstruktion der an die zweite Fahrspur anschließenden dritten Fahrspur ist konkret in 5 und 6 gezeigt. Die Vorgehensweise ist hierbei vollkommen analog zu dem oben geschilderten Verfahren, wobei zur Ermittlung der genauen Lage einer zu konstruierenden Fahrspur 11.2 die zuvor konstruierte, benachbarte Fahrspur 11 herangezogen wird statt des Seitenabschnitts 3. Für die Ermittlung der Lage der Fahrspur 11.2 wird zunächst der Startpunkt der Fahrspur auf der gegenüberliegenden Vorgewendeseite ermittelt (hier nicht dargestellt), wie in 4 gezeigt. Dann wird, wie in 5 dargestellt der Endpunkt der Fahrspur 11.2 mittels der Verbindungslinie 13.2 konstruiert. Hierfür wird eine Fahrspur 11.2 zunächst parallel zu der nicht dargestellten Bezugsachse 8 erzeugt und anschließend, falls notwendig, die Ausrichtung der Fahrspur 11.2 derart angepasst, dass die Länge der Verbindungslinie 13.2 mindestens dem zweiten Grenzwert entspricht. Wie aus 5 zu ersehen muss aufgrund des Winkels zwischen dem Vorgewendeabschnitt 2 und der Fahrspur 11 die Fahrspur für die Konstruktion der Verbindungslinie 13.2 über den Vorgewendeabschnitt 2 hinaus verlängert werden. Eine andere Situation ergibt sich für eine Feldgeometrie wie in 6 dargestellt. Zwei benachbarte Vorgewendeabschnitte 2, 2.1 verlaufen hierbei nicht parallel zueinander sondern schließen einen Winkel ein. Fürdie Konstruktion einer Fahrspur 11.3 müsste in diesem Fall die benachbarte Fahrspur 11 zur Konstruktion der Verbindungslinie 13.3 nicht verlängert werden. Generell ist eine Konstruktion einer jeweiligen Verbindungslinie immer möglich, indem eine Gerade konstruiert wird, welche den zu betrachtenden Seitenabschnitt oder die entsprechende benachbarte Fahrspur bzw. den Fahrspurabschnitt über den Vorgewendeabschnitt hinaus verlängert.
Bezogen auf die gesamte landwirtschaftliche Fläche 1 sind die konstruierten ersten beiden Fahrspuren in 7 gezeigt, wobei die erste Fahrspur mit dem Seitenabschnitt 3 zusammenfällt. Die zweite Fahrspur 11 ist nun entsprechend des anhand der 3 und 4 dargestellten Verfahrens platziert und ausgerichtet, so dass im Bereich des unteren Vorgewendes 5 der Abstand zwischen der zweiten Fahrspur 11 und der ersten Fahrspur bzw. des Seitenabschnitts 3 dem ersten Grenzwert entspricht und im Bereich des oberen Vorgewendes 4 der Abstand nicht kleiner als der zweite Grenzwert ist und unter dieser Einschränkung die Fahrspur 11 möglichst parallel zu der Bezugsachse 8 ausgerichtet ist. Je nachdem, wie die relative Ausrichtung von Seitenabschnitt 3 und Bezugsachse 8 ist und abhängig von der Differenz zwischen erstem und zweitem Grenzwert kann es notwendig sein mehrere Fahrspuren 11 zu planen bis eine Fahrspur parallel zu der Bezugsachse 8 ausgerichtet ist. Im vorliegenden Fall ist die sechste von der linken Seite her geplante Fahrspur 11.4 parallel zur Bezugsachse 8 ausgerichtet, wie in 8 dargestellt.
Im Ausführungsbeispiel der 7 wird der Seitenabschnitt 3 der landwirtschaftlichen Fläche gleichzeitig als erste Fahrspur betrachtet, wenn diese beispielsweise mit einem Pflug bearbeitet wird. Entsprechend wäre die erste Pflugfurche dann die zweite Fahrspur. Diese Vorgehensweise ist jedoch nur beispielhaft. Bei anderen landwirtschaftlichen Maschinen, beispielsweise bei einer Sämaschine, kann vorgesehen sein, dass die erste Fahrspur nicht mit dem Seitenabschnitt 3 zusammenfällt und sich die erste Fahrspur stattdessen im Abstand vom Seitenabschnitt befindet. Es ist also nur zu unterscheiden, an welcher Position innerhalb der Fahrspur die Linie zum Anzeigen der Fahrspur dargestellt wird. Dies hängt vorzugsweise von der verwendeten Maschine ab, wie weiter unten erläutert. Ansonsten unterscheidet sich das Verfahren für die verschiedenen Maschinen nicht voneinander.
Bevorzugt wird nun die Planung auf der rechten Seite 6 der landwirtschaftlichen Fläche 1 fortgesetzt, wobei unter Berücksichtigung der Bearbeitungsrichtung von links nach rechts die Fahrspurgeometrie im Vergleich zur linken Seite in entgegengesetzter Weise geplant werden. Da die Bearbeitung auf dieser Seite der Fläche endet und zudem zuvor festgelegt wurde, dass die Fahrspur anzeigende Linie stets am linken Rand der Fahrspur angezeigt werden soll, fällt die rechte Seite 6 nicht zugleich auch mit einer solchen Linie zusammen.
Es wird, wie in 9 dargestellt, bevorzugt zunächst am längeren Vorgewende 5 eine Verbindungslinie 15 und eine Fahrspur bzw. die die Fahrspur anzeigende Linie 17 konstruiert, wobei die hierzu gehörige Fahrspur sich entsprechend der Konstruktion der Fahrspuren von der linken Seite des Feldes her zwischen der Fahrspur 17 und dem rechten Rand 6 des Feldes erstreckt. In der unteren rechten Ecke 21 der landwirtschaftlichen Fläche 1 beginnt die Verbindungslinie 15 und steht senkrecht auf der Fahrspur 17. Die Länge der Verbindungslinie 15 entspricht dem ersten Grenzwert, vorzugsweise der maximalen Arbeitsbreite der landwirtschaftlichen Maschine.
Die Fahrspur 17 endet derart am oberen Vorgewende, wie in 10 dargestellt, dass sie parallel zur Bezugsachse 8 verläuft. Zudem wird überprüft, ob die Breite der Fahrspur im Bereich des oberen Vorgewendes 4 den zweiten Grenzwert unterschreitet. Hierfür wird eine Verbindungslinie 16 konstruiert, welche senkrecht auf der Fahrspur 17 steht und in der oberen rechten Ecke 22 des Feldes endet. Ist die Länge dieser Verbindungslinie 16 geringer als der zweite Grenzwert, wird die Ausrichtung der Fahrspur 17 angepasst, bis die Länge der Verbindungslinie 16 größer oder gleich dem zweiten Grenzwert ist. Bei der Ausrichtung der Fahrspur muss natürlich jeweils die Lage bzw. die Länge der Verbindungslinie 16 mit angepasst werden. Anschließend wird die nächste Fahrspur in analoger Weise geplant, wobei diese in Bezug zur zuvor geplanten Fahrspur 17 statt zum Seitenabschnitt 3 angelegt wird. Analog zur linken Seite 7 werden auch auf der rechten Seite 6 sukzessive Fahrspuren 17 angelegt, bis eine Fahrspur parallel zur Bezugsachse 8 verläuft.
Nach Abschluss der beidseitigen Fahrspurplanung ergibt sich ein teilweise von Fahrspuren 11, 17 durchzogenes Feld 1, wie in 11 dargestellt. Der Abstand der zur Bezugsachse 8 parallelen Fahrspuren auf der linken und rechten Seite wird nun zur Ermittlung der Fahrspuren im mittleren Bereich 18 verwendet. Hierfür wird der Abstand vorzugsweise durch den ersten Grenzwert, insbesondere die maximale Arbeitsbreite geteilt. Der Abstand kann auch durch einen anderen Wert geteilt werden, beispielsweise eine optimale Arbeitsbreite, wenn bei dieser Arbeitsbreite ein besonders gutes Arbeitsergebnis zu erwarten ist. Das Ergebnis dieser Division wird, sofern nicht zufällig ein ganzzahliges Ergebnis vorliegt, gerundet, bevorzugt aufgerundet, wenn durch die maximale Arbeitsbreite geteilt wurde, und ergibt die im mittleren Bereich 18 des Feldes resultierende Anzahl an parallelen Fahrspuren. Der resultierende Abstand der Fahrspuren 19 im mittleren Bereich ergibt sich nun aus dem Abstand geteilt durch die Anzahl der Fahrspuren, welche nun also gleichmäßig über den mittleren Bereich des Feldes 1 entsprechend der 12 verteilt werden.
12 zeigt eine landwirtschaftliche Fläche mit einem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geplanten Fahrspursystem. Wobei ein zentraler Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens darin zu sehen ist, dass die Lage der Fahrspuren abhängig ist von der Reihenfolge der Bearbeitung der landwirtschaftlichen Fläche. Insbesondere stehen Verbindungslinien zur Bestimmung der Fahrspurabstände bei der Planung der Fahrspuren im Randbereich generell senkrecht auf der zuerst bearbeiteten Fahrspur. Im vorliegenden Fall also immer auf der linken von zwei benachbarten Fahrspuren, da die Bearbeitung der Fläche auf der linken Seite beginnen soll. Unabhängig davon ob Fahrspuren auf der linken Seite 7 oder rechten Seite 6 geplant werden, die jeweils für die Ermittlung des Abstandes konstruierte Linie steht immer senkrecht auf der linken von zwei benachbarten Fahrspuren. Entsprechend umgekehrt wäre die Situation, sollte die landwirtschaftliche Fläche 1 von der rechten Seite her bearbeitet werden. Diese Unterscheidung führt dazu, dass in der Regel sich ein unterschiedliches Fahrspursystem ergibt, je nachdem, ob die landwirtschaftliche Fläche von der linken oder rechten Seite her bearbeitet werden soll.
Eine alternative Konstruktion eines Fahrspursystems nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist in 13 gezeigt. Hierbei sind die Abstände der Fahrspuren 20 am längeren Vorgewende 4 und am kürzeren Vorgewende 5 jeweils zumindest annähernd gleich. Die Konstruktion der Fahrspuren 20 wird vorzugsweise derart durchgeführt, dass die Breite des längeren Vorgewendes 5 bestimmt und durch den ersten Grenzwert, beispielsweise die maximale Arbeitsbreite, oder durch einen anderen Wert, beispielsweise eine optimale Arbeitsbreite geteilt wird. Das Ergebnis wird gerundet, vorzugsweise aufgerundet, insbesondere, wenn durch die maximale Arbeitsbreite geteilt wurde, um die Anzahl der anzulegenden Fahrspuren zu erhalten. Um die jeweiligen Abstände der Fahrspuren 20 am längeren Vorgewende 5 oder am kürzeren Vorgewende 4 zu erhalten wird nun die Vorgewendebreite jeweils durch die Anzahl der Fahrspuren geteilt. Diese Abstandswerte für das längere und das kürzer Vorgewende werden nun verwendet um die Verbindungslinien zu konstruieren. Die Länge der Verbindungslinie ist bei dieser Art der Konstruktion also nicht bestimmt durch den ersten und zweiten Grenzwert sondern es wird ein berechneter Abstandswert angenommen. Die genaue Lage der Fahrspuren 20 hängt jedoch auch hierbei davon ab, ob die Fahrspuren von der linken oder der rechten Seite her geplant werden, da auch hier die Verbindungslinie zur Einstellung der Abstände benachbarter Fahrspuren auf der einen Seite senkrecht auf der zuerst zu bearbeitenden Fahrspur steht und auf der anderen Seite im Endpunkt der später zu bearbeitenden Fahrspur endet.
Es ist für das vorliegende Verfahren nicht von Belang, welche exakte Geometrie die zu planende landwirtschaftliche Fläche aufweist, auf welcher Seite mit der Bearbeitung begonnen werden soll oder welches das breite Vorgewende ist. Bevorzugt wird jedoch auf einer Seite der landwirtschaftlichen Fläche mit der Planung der Fahrspuren begonnen und werden erst später Fahrspuren im mittleren Bereich der landwirtschaftlichen Fläche geplant.
Die Bezeichnung der Begriffe Fahrspur als Spur bestimmter Breite, welche in einem Zug bearbeitet wird und der Linie, welche die Fahrspur im Fahrspursystem anzeigt ist in der vorliegenden Anmeldung zur besseren Lesbarkeit größtenteils synonym, da es vorwiegend um das Anlegen von Linien im Abstand der Fahrspurbreite geht. Lediglich wenn die Lage der Linie innerhalb der Fahrspurbreite diskutiert wird, ist die Linie zum Anzeigen der Fahrspurposition von der Fahrspur selbst zu unterscheiden. Hierbei ist zu beachten, dass das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar ist, unabhängig davon an welcher Position der Fahrspur die Linie zum Anzeigen der Fahrspur positioniert sein soll. Lediglich bei der Planung der ersten Fahrspur ist durch entsprechende Anpassung der Länge der Verbindungslinie, beispielsweise mittels Division durch 2 zum Platzieren der Linie in der Fahrspurmitte, eine Modifikation des Verfahrens notwendig.
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

EP 2236020 A1 [0005]
EP 2238819 A1 [0005]

Claims

Verfahren zur Bestimmung eines Fahrspursystems zur Bearbeitung einer landwirtschaftlichen Fläche (1) oder Teilfläche mit einer landwirtschaftlichen Maschine (102), wobei die Fläche durch eine äußere Begrenzung eingerahmt wird, wobei die Begrenzung der Fläche als geschlossener Polygonzug annäherbar ist, wobei die Abschnitte des Polygonzuges als Vorgewendeabschnitte (2) oder als Seitenabschnitte (3) klassifizierbar sind, wobei die Vorgewendeabschnitte sich näherungsweise auf einander gegenüberliegenden Seiten der Fläche befinden und als obere und untere Vorgewendeseite (4, 5) klassifizierbar sind, wobei die Seitenabschnitte sich näherungsweise auf einander gegenüberliegenden Seiten der Fläche befinden und als linke und rechte Feldseite (7, 6) klassifizierbar sind, wobei die Fahrspuren (11, 17, 19) des Fahrspursystems jeweils an einer ersten Vorgewendeseite (4, 5) beginnen und auf einer gegenüberliegenden zweiten Vorgewendeseite (4, 5) enden, wobei eine Feldseite (7) als Startseite für die Bearbeitung mit der landwirtschaftlichen Maschine definiert ist und die Fahrspuren des Fahrspursystems sukzessive von der Startseite her bearbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände der Enden zweier benachbarter Fahrspuren (11, 17) auf der ersten und zweiten Vorgewendeseite (4, 5) und/oder die relative Orientierung benachbarter Fahrspuren von der Reihenfolge der Bearbeitung der ersten und zweiten Fahrspur und damit von der Position der Startseite (7) abhängig ist.
Verfahren zur Bestimmung von Fahrspuren zur Bearbeitung einer landwirtschaftlichen Fläche (1) oder Teilfläche mit einer landwirtschaftlichen Maschine (102), wobei die Fläche durch eine äußere Begrenzung eingerahmt wird, wobei die Begrenzung der Fläche als geschlossener Polygonzug annäherbar ist, wobei die Abschnitte des Polygonzuges als Vorgewendeabschnitte (2) oder als Seitenabschnitte (3) klassifizierbar sind, wobei die Vorgewendeabschnitte sich näherungsweise auf einander gegenüberliegenden Seiten der Fläche befinden und als obere und untere Vorgewendeseite (4, 5) klassifizierbar sind, wobei die Seitenabschnitte sich näherungsweise auf einander gegenüberliegenden Seiten der Fläche befinden und als linke und rechte Feldseite (7, 6) klassifizierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine von zwei benachbarten Fahrspuren (11, 17) und/oder eine zu einem Seitenabschnitt (3) benachbarte Fahrspur (11, 17) mittels einer Verbindungslinie (10, 13, 13.2, 13.3, 15, 16) konstruiert wird, wobei die Verbindungslinie an ihrem ersten Ende senkrecht auf einer durch die erste Fahrspur (11, 17) und/oder den Seitenabschnitt (3) definierten Gerade steht und die Verbindungslinie an ihrem zweiten Ende an dem zu dem Seitenabschnitt und/oder der ersten Fahrspur benachbarten Vorgewendeabschnitt (2) endet und dass dieses zweite Ende der Verbindungslinie ein Endpunkt der zweiten Fahrspur (11, 17) und/oder eines Seitenabschnitts (3) ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Seitenabschnitt (3) gleichzeitig als Fahrspur (11, 17) definiert wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungslinie (10, 13, 13.2, 13.3, 15, 16) auf einer ersten, bereits konstruierten Fahrspur (11) und/oder einem Seitenabschnitt (3) senkrecht steht und eine zu konstruierende zweite Fahrspur (11) an dem zweiten Ende der Verbindungslinie und an einem zu der ersten und/oder zweiten Fahrspur benachbarten Vorgewendeabschnitt (2) endet.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine bereits konstruierte zweite Fahrspur (17) und/oder ein Seitenabschnitt (3) an dem zweiten Ende der Verbindungslinie und an einem zu der ersten und/oder zweiten Fahrspur benachbarten Vorgewendeabschnitt (2) endet und die Verbindungslinie auf einer ersten, zu konstruierenden Fahrspur (17) senkrecht steht.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ebenfalls auf die der ersten Vorgewendeseite (5) gegenüberliegende zweite Vorgewendeseite (4) zur Erzeugung einer zweiten Verbindungslinie angewendet wird und eine erste Seite der zu konstruierenden Fahrspur (11,17) in einem ersten (zweiten) Endpunkt der ersten Verbindungslinie (10, 15) endet und eine zweite Seite der zu konstruierenden Fahrspur in einem ersten (zweiten) Endpunkt der zweiten Verbindungslinie (13, 13.2, 13.3, 16) endet, wobei die zu konstruierende Fahrspur (11, 17) vorzugsweise durch direkte Verbindung der Endpunkte der zu konstruierenden Fahrspur gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei zumindest eine Bezugsachse (8) definiert ist, die im Wesentlichen parallel zu einer bevorzugten Bearbeitungsrichtung verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge einer der Verbindungslinien (10, 15) einem ersten Grenzwert, vorzugsweise der maximalen Arbeitsbreite, entspricht und die Länge der anderen Verbindungslinie (13, 13.2, 13.3, 16) in einem ersten Schritt derart gewählt wird, dass die zu konstruierende Fahrspur parallel zu der Bezugsachse (8) verläuft und falls die Länge der anderen Verbindungslinie (13, 13.2, 13.3, 16) einen zweiten Grenzwert, vorzugsweise die minimale Arbeitsbreite, unterschreitet, die Länge der anderen Verbindungslinie und damit die Lage der zu konstruierenden Fahrspur angepasst wird, bis die Länge der anderen Verbindungslinie (13, 13.2, 13.3, 16) zumindest annähernd dem zweiten Grenzwert entspricht.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei zumindest eine Bezugsachse (8) definiert ist, die im Wesentlichen parallel zu einer bevorzugten Bearbeitungsrichtung verläuft, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: I. Bilden einer der Verbindungslinien (10, 15) mit einer Länge, die einem ersten Grenzwert, vorzugsweise der maximalen Arbeitsbreite, entspricht und Bilden der anderen Verbindungslinie (13, 13.2, 13.3, 16) mit einer Länge, die einem zweiten Grenzwert, vorzugsweise der minimalen Arbeitsbreite, entspricht, II. Ermitteln eines ersten Winkels zwischen der zu konstruierenden Fahrspur und der Bezugsachse III. Ermitteln eines zweiten Winkels, welchen die Bezugsachse (8) und die zuvor konstruierte, benachbarte Fahrspur und/oder benachbarte Seitenabschnitte mit der Bezugsachse (8) einschließen IV. Bei einem Wechsel von einer linksseitigen zu einer rechtsseitigen Verkippung oder umgekehrt des ersten im Vergleich zum zweiten Winkel relativ zur Bezugsachse (8): Ausrichten der zu konstruierenden Fahrspur (11, 17) parallel zur Bezugsachse (8), durch Anpassen mindestens einer der Verbindungslinien (10, 13, 13.2, 13.3, 15, 16).
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, angewendet auf einander gegenüberliegende Seiten (6, 7) der landwirtschaftlichen Fläche (1), dadurch gekennzeichnet, dass ein möglichst breiter Bereich (18) in der Mitte der Fläche mit zueinander parallelen Fahrspuren (19) entsteht.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, angewendet auf einander gegenüberliegende Seiten (6, 7) der landwirtschaftlichen Fläche (1), dadurch gekennzeichnet, dass mittels iterativer Vergrößerung der Länge der Verbindungslinie (13, 13.2, 13.3, 16) auf der Seite des kürzeren Vorgewendes (4) und/oder Verkleinerung der Länge der Verbindungslinie (10, 15) auf der Seite des längeren Vorgewendes ein Bereich (18) paralleler Fahrspuren in der Mitte der landwirtschaftlichen Fläche verkleinert, insbesondere eliminiert wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den parallelen Fahrspuren (19) zumindest annähernd einem vom Anwender vorzugebenden Wert entspricht.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der beiden Endpunkte zumindest einer zu konstruierenden Fahrspur (11, 17, 19) zwei verschiedene Grenzwerte verwendet werden.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der längeren Vorgewendeseite (5) die Abstände der Fahrspuren (11, 17, 19) zumindest annähernd der maximalen Arbeitsbreite der landwirtschaftlichen Maschine (102) entsprechen.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Anzahl der Fahrspuren (11, 17, 19) und damit auch der mittlere Fahrspurabstand auf der Seite des kürzeren Vorgewendes (4) zumindest annähernd ergibt aus der Breite des längeren Vorgewendes (5) geteilt durch die Abstände der Fahrspuren (11, 17, 19) auf der Seite des längeren Vorgewendes, welche vorzugsweise zumindest annähernd der maximalen Arbeitsbreite der landwirtschaftlichen Maschine (102) entsprechen.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fahrspursystem aus mehreren Fahrspuren (11, 17, 19) durch sukzessive Anwendung zumindest eines der Verfahren nach Anspruch 1 bis 10 erzeugt wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei paralleler Ausrichtung einer ersten Fahrspur (19) zur Bezugsachse (8) zumindest eine direkt benachbarte Fahrspur parallel zu der ersten Fahrspur angelegt wird und der Abstand zweier paralleler Fahrspuren bevorzugt zumindest annähernd der maximalen Arbeitsbreite und/oder einer optimalen Arbeitsbreite entspricht.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsbreite mittels einer geeigneten Verstellvorrichtung (109) an der landwirtschaftlichen Maschine (102) entsprechend dem momentanen Abstand der Fahrspuren (11, 17, 19) im Bereich der landwirtschaftlichen Maschine auf der Basis einer Satellitenortung automatisch angepasst wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Abweichungen von einem geplanten Fahrspursystem, beispielsweise durch Fahrfehler oder eine falsch eingestellte Arbeitsbreite, ermittelt durch Sensordaten, wie vorzugsweise GPS-Sensoren (107) und/oder Sensoren zur Ermittlung der momentanen Arbeitsbreite, diese Abweichungen berücksichtigt und das Fahrspursystem automatisch an die aktuellen Gegebenheiten angepasst wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale und/oder die minimale Arbeitsbreite und/oder die optimale Arbeitsbreite durch die Spezifikationen der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine (102) bedingt sind oder durch den Benutzer frei vorgebbar sind.