DE102017103144A1

DE102017103144A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Klassifizierung von Begrenzungsabschnitten einer landwirtschaftlichen Fläche

Info

Publication number: DE102017103144A1
Application number: DE102017103144.8A
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

Es wird ein Verfahren zur Klassifizierung von Grenzabschnitten einer landwirtschaftlichen Fläche (1, 31, 41) in Bezug auf eine ausgezeichnete Bezugsachse (2, 32, 42) der landwirtschaftlichen Fläche (1, 31, 41) als Seitenabschnitt und/oder Vorgewendeabschnitt beschrieben, wobei die Bezugsachse (2, 32, 42) eine bevorzugte Bearbeitungsrichtung auszeichnet, wobei ein Vorgewendeabschnitt einen Teil einer landwirtschaftlichen Fläche (1, 31, 41) oder deren Grenze markiert, welcher besonders geeignet zur Durchführung eines Wendevorganges während der Bearbeitung der Fläche mit einer landwirtschaftlichen Maschine (102) ist, wobei das Verfahren anhand einer digital erfassten Karte der landwirtschaftlichen Fläche auf einem PC (104, 105, 108) oder Terminal (103) einer landwirtschaftlichen Maschine (102) oder einem mobilen Endgerät durchführbar ist, wobei die äußere Begrenzung der landwirtschaftlichen Fläche (1, 31, 41) durch einen geschlossenen Polygonzug angenähert wird, wobei eine Bezugsachse (2, 32, 42) zur Definition einer bevorzugten Bearbeitungsrichtung der landwirtschaftlichen Fläche (1, 31, 41) in dem PC, Terminal oder mobilen Endgerät hinterlegt ist. Es ist das Bestimmen der minimalen Winkel, welche die Abschnitte des Polygonzuges und die Bezugsachse einschließen vorgesehen sowie das Festlegen eines ersten Grenzwinkels (3, 33, 43) und Klassifizieren derjenigen Abschnitte des Polygonzuges als Seitenabschnitt, welche einen Winkel mit der Bezugsachse einschließen, die kleiner als der Grenzwinkel (3, 33, 43) sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein entsprechendes landwirtschaftliches Terminal.
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 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 die zeitraubenden, aber typischerweise notwendigen Wendevorgänge der landwirtschaftlichen Maschine möglichst effizient durchgeführt und die Anzahl der Wendevorgänge minimiert werden.
Die Wendevorgänge werden hierbei normalerweise in einem Bereich des Feldes durchgeführt, welcher zunächst bei der Bearbeitung der Fläche ausgespart wird. Typischerweise gibt es zwei (manchmal auch mehr als zwei) solcher Bereiche, die auf gegenüberliegenden Seiten der landwirtschaftlichen Fläche zu finden sind. Der Landwirt bearbeitet also das Feld streifenweise und wendet jeweils kurz bevor er das Ende der Fläche erreicht, wobei er beim Wendevorgang den jeweiligen Bearbeitungsvorgang aussetzt.
Um eine möglichst effiziente Planung des Vorgewendes zu ermöglichen, ist vorgeschlagen worden, die Planung der Vorgewendeposition auf der landwirtschaftlichen Fläche zu automatisieren.
Die EP 2 257 889 B1 schlägt zu diesem Zweck vor, eine bevorzugte Bearbeitungsrichtung zu definieren und sogenannte sekundäre Bezugswege, welche parallel zu der bevorzugten Bearbeitungsrichtung verlaufen, festzulegen. Es wird nun jeweils überprüft, ob an dem Schnittpunkt der sekundären Bezugswege mit der Begrenzung der landwirtschaftlichen Fläche ein festgelegter Grenzwinkel unterschritten wird und in diesem Fall an der Stelle ein Vorgewende angelegt. Hierbei sind die sekundären Bezugswege um einen festgelegten Abstand versetzt. Dies kann beispielsweise die Arbeitsbreite der landwirtschaftlichen Maschine, die Maschinenbreite oder ein sonstiger Wert sein.
Nachteilig am bekannten Stand der Technik ist, dass die Position der Vorgewende bzw. Seitenabschnitte der landwirtschaftlichen Fläche direkt von den jeweiligen Abständen und Positionen der Bezugswege abhängt und sich lokale Gegebenheiten und Orientierungen der Begrenzung der landwirtschaftlichen Fläche direkt auf die Einteilung als Vorgewende auswirken.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es die Nachteile des Standes der Technik zu beheben und ein optimiertes Verfahren bereit zu stellen, welches insbesondere zur Festlegung von Vorgewende- und oder Seitenabschnitten einer landwirtschaftlichen Fläche auf der Basis der Feldgeometrie in der Lage ist.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Es wird also zur Bestimmung eines oder mehrerer Seitenabschnitte und/oder Vorgewendeabschnitte einer landwirtschaftlichen Fläche eine bevorzugte Bearbeitungsrichtung definiert. Diese kann durch den Benutzer definiert oder insbesondere durch ein separates Verfahren bereitgestellt sein. De äußere Begrenzung der betreffenden landwirtschaftlichen Fläche wird durch einen geschlossenen Polygonzug angenähert, wobei die Länge und Richtung der Abschnitte des Polygonzuges bestimmbar ist Es wird nun erfindungsgemäß der minimale Winkel bestimmt, welchen die Abschnitte des Polygonzuges und die Bezugsachse einschließen, ein erster Grenzwinkel festgelegt und diejenigen Abschnitte des Polygonzuges als Seitenabschnitt klassifiziert, welche einen Winkel mit der Bezugsachse einschließen, die kleiner als der Grenzwinkel sind. Hierbei werden als Seitenabschnitte solche Abschnitte des Polygonzuges bezeichnet, welche nicht als Vorgewende dienen, also in deren unmittelbarer Nähe bei der Arbeit mit einer landwirtschaftlichen Maschine kein Wendevorgang erfolgen soll bzw. auf die die für die Bearbeitung geplanten Fahrspuren nicht senkrecht oder überwiegend senkrecht treffen. Das vorliegende Verfahren ermöglicht also Seitenabschnitte einer landwirtschaftlichen Fläche automatisiert festzulegen. Hierfür wird lediglich eine bevorzugte Orientierung bei der Bearbeitung vorgegeben, welche auch durch ein separates, automatisiertes Verfahren ermittelt sein kann. Es wird zudem vorgegeben, wie groß der Winkel sein soll, den Seitenabschnitte und die bevorzugte Bearbeitungsrichtung maximal einschließen dürfen. Ermittlung des minimalen Winkels bedeutet hierbei, dass bei den zwei möglichen Winkeln, welche die relative Ausrichtung zweier Geraden angeben können, der kleinere für die Bestimmung der Seitenabschnitte oder Vorgewendeabschnitte verwendet wird. Im Vergleich zum Stand der Technik ermöglicht es dieses Verfahren die Abschnitte nicht ausschließlich anhand einer Orientierung relativ zu einer Bezugsachse festzulegen, sondern auch die Orientierung benachbarter Abschnitte zu berücksichtigen. Auf diese Weise wird es beispielsweise vorteilhaft ermöglicht, dass ein Seitenabschnitt, der einen vergleichsweise großen Winkel zur Bezugsachse aufweist, aber einen kleinen Winkel zum benachbarten Abschnitt ebenfalls als Seitenabschnitt klassifiziert wird, so dass Züge von Abschnitten in gleicher Weise klassifiziert werden bei denen sich die Orientierung von einem Abschnitt zum nächsten nur wenig ändert.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird nun ein zweiter und/oder ein dritter Grenzwinkel festgelegt und diejenigen Abschnitte des Polygonzuges, welche an zumindest einen Seitenabschnitt angrenzen, als Seitenabschnitt klassifiziert, welche mit allen benachbarten Seitenabschnitten einen minimalen Winkel einschließen, der kleiner als der zweite Grenzwinkel ist und/oder mit der Bezugsachse einen minimalen Winkel einschließen, der kleiner als der dritte Grenzwinkel ist. Auf diese Weise können nun Abschnitte welche an Seitenabschnitte angrenzen bevorzugt als Seitenabschnitte klassifiziert werden. Dies kann beispielsweise über die Betrachtung der relativen Orientierung zu benachbarten Seitenabschnitten erfolgen, so dass bevorzugt mehrere zusammenhängende Seitenabschnitte klassifiziert werden. Hierfür kann beispielsweise der zweite Grenzwinkel relativ groß gewählt werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Orientierung zu der Bezugsachse betrachtet werden. Eine bevorzugte Klassifizierung von mehreren zusammenhängenden Seitenabschnitten kann nun erfolgen, indem die an bereits klassifizierte Seitenabschnitte angrenzenden Abschnitte einen größeren Winkel zur Bezugsachse aufweisen dürfen, als bereits im ersten Schritt klassifizierte Seitenabschnitte, indem der dritte Grenzwinkel entsprechend größer gewählt wird als der erste Grenzwinkel. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das zuvor beschriebene Verfahren für alle neu klassifizierten Seitenabschnitte wiederholt, so dass nicht fälschlicherweise eine Klassifizierung von Abschnitten als Seitenabschnitt versäumt werden kann.
In einer vorteilhaften Weiterbildung werden nun alle nicht als Seitenabschnitt klassifizierten Abschnitte als Vorgewendeabschnitt klassifiziert. Somit wird festgelegt welche Abschnitte der landwirtschaftlichen Fläche für das Wenden mit der landwirtschaftlichen Maschine während der Bearbeitung als besonders geeignet erscheinen. Ein Vorgewendeabschnitt ist hierbei ein Abschnitt, auf den die Fahrspuren bei der Bearbeitung der landwirtschaftlichen Fläche vorzugsweise annähernd senkrecht hin laufen und in deren unmittelbarer Nähe bevorzugt Wendevorgänge bei der streifenweisen Bearbeitung der landwirtschaftlichen Fläche durchgeführt werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Bezugsachse eine vektorielle Richtungsinformation zugeordnet und wird den jeweiligen Abschnitten des Polygonzuges ebenfalls eine vektorielle Richtungsinformation derart zugeordnet, dass der Endpunkt eines Abschnittes jeweils der Startpunkt des benachbarten Abschnittes ist und werden diejenigen Seitenabschnitte als rechte Seite klassifiziert, welche mit der Bezugsachse einen Winkel größer oder gleich 90° und kleiner als 270° einschließen und die übrigen Seitenabschnitte als linke Seite klassifiziert. Auf diese Weise wird also die rechte und die linke Seite der landwirtschaftlichen Fläche separiert und somit unterscheidbar gemacht. Es werden also die einander gegenüberliegenden Seitenabschnitte als rechte bzw. linke Seite markiert. Hierbei ist zu beachten, dass die Messrichtung festgelegt und konstant sein muss, beispielsweise im Uhrzeigersinn.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Bezugsachse eine vektorielle Richtungsinformation zugeordnet und wird den jeweiligen Abschnitten des Polygonzuges ebenfalls eine vektorielle Richtungsinformation derart zugeordnet, dass der Endpunkt eines Abschnittes jeweils der Startpunkt des benachbarten Abschnittes ist und werden diejenigen Vorgewendeabschnitte als oberes Vorgewende klassifiziert, welche mit der Bezugsachse einen Winkel größer oder gleich 0° und kleiner als 180° einschließen und die übrigen Vorgewendeabschnitte als unteres Vorgewende klassifiziert. Hierbei ist ebenfalls zu beachten, dass die Messrichtung festgelegt und konstant sein muss, beispielsweise im Uhrzeigersinn. Es werden also auf diese Weise ebenfalls die Vorgewendeabschnitte in einander bzgl. der landwirtschaftlichen Fläche gegenüberliegende obere und untere Vorgewendeabschnitte unterteilt und somit oberes und unteres Vorgewende unterscheidbar gemacht.
In einer vorteilhaften Weiterbildung wird bei benachbarten Abschnitten, welche durch einen Wechsel der Klassifikation von rechte Seite auf linke Seite oder umgekehrt und außerdem einen dem Inneren der Fläche zugewandten Winkel zwischen den Abschnitten von weniger als 180° gekennzeichnet sind, zumindest bei einem der beiden Abschnitte die Klassifikation in oberes Vorgewende oder unteres Vorgewende geändert. Es soll also bevorzugt kein direkter Wechsel von rechte Seite auf linke Seite bei benachbarten Abschnitten erfolgen, falls der Winkel, zwischen diesen beiden Seitenabschnitten, welcher dem Feldinneren zugewandt ist, kleiner als 180° ist, da hierdurch das Einfahren in Keile der landwirtschaftlichen Fläche ohne vorhandenes Vorgewende begünstigt würde. Der Landwirt müsste also ggf. in einen Keil der Fläche einfahren (Winkel <180°), wobei keiner der betreffenden Abschnitte als Vorgewende definiert wäre. Somit wäre für den Landwirt unklar, an welcher Position innerhalb dieser Keilfläche der landwirtschaftlichen Fläche der Wendevorgang durchgeführt werden sollte. Der Stand der Technik stellt bei einem Übergang von linkem zu rechtem Seitenabschnitt keine solche Betrachtung an, was zu fehlenden Vorgewendeabschnitte und somit zu einer unvorteilhaften Feld bzw. Fahrspurplanung führt.
Hierbei können entsprechend einer bevorzugten Weiterbildung

- die Größe des jeweiligen Winkels der Abschnitte zur Bezugsachse
- die Länge der betreffenden Abschnitte
- die Größe der Längenkomponente des jeweiligen Abschnittes quer zur Bezugsachse

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird das Verfahren angewendet auf eine zweite Fläche innerhalb der landwirtschaftlichen Fläche, welche eine Aussparung, insbesondere ein Hindernis, innerhalb der landwirtschaftlichen Fläche markiert, wobei die zweite Fläche ebenfalls als geschlossener Polygonzug angenähert wird. Es kann somit in vorteilhafter Weise ebenfalls eine Klassifikation der Abschnitte einer Begrenzung einer Aussparung erfolgen, wobei die Begrenzung in diesem Fall eine Aussparung innerhalb einer landwirtschaftlichen Fläche markiert. Hierbei kann es sich beispielsweise um ein Hindernis, wie einen Baum, einen Strommast oder ähnliches handeln. Es kann sich auch beispielsweise um eine Wasserfläche oder ähnliches innerhalb der landwirtschaftlichen Fläche handeln. Auch mehrere Aussparungen innerhalb einer landwirtschaftlichen Fläche sind denkbar. Die Abschnitte der Begrenzung dieser Aussparung sind in analoger Weise in Seitenabschnitte und Vorgewende einteilbar. Auch die Klassifizierung der Abschnitte in rechte Seite und linke Seite kann vollkommen analog erfolgen.
Vorzugsweise wird die Klassifizierung in oberes und unteres Vorgewende jedoch für die Begrenzung einer Aussparung abweichend erfolgen, indem den jeweiligen Abschnitten des Polygonzuges ebenfalls eine vektorielle Richtungsinformation derart zugeordnet wird, dass der Endpunkt eines Abschnittes jeweils der Startpunkt des benachbarten Abschnittes ist, diejenigen Abschnitte der zweiten Fläche, die nicht als Seitenbereich, somit also vorzugsweise als Vorgewendebereich, klassifiziert wurden, deren Winkel zur Bezugsachse unter Berücksichtigung der dem Abschnitt zugewiesenen Richtung größer oder gleich 0° und kleiner als 180° ist, als unteres Vorgewende klassifiziert werden und die übrigen nicht als Seitenbereich klassifizierten Abschnitte als oberes Vorgewende klassifiziert werden. Somit ist sichergestellt, dass einem unteren Vorgewende ein oberes Vorgewende gegenüberliegt, ohne dass dazwischen eine Aussparung in der landwirtschaftlichen Fläche zu finden ist. Mit anderen Worten werden die unteren Abschnitte des Vorgewendes der Begrenzung der Aussparung als oberes Vorgewende klassifiziert, da sie dem unteren Vorgewende der äußeren Begrenzung der landwirtschaftlichen Fläche gegenüberliegen. Ebenso werden die oberen Abschnitte des Vorgewendes der Begrenzung der Aussparung als unteres Vorgewende klassifiziert, da sie dem oberen Vorgewende der äußeren Begrenzung der landwirtschaftlichen gegenüberliegen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird für die Begrenzung der Aussparung innerhalb der landwirtschaftlichen Fläche bei benachbarten Abschnitten, welche durch einen Wechsel der Klassifikation von rechte Seite auf linke Seite oder umgekehrt und außerdem einen dem inneren der zweiten Fläche zugewandten Winkel zwischen den Abschnitten von mehr als 180° gekennzeichnet sind, zumindest bei einem der beiden Abschnitte die Klassifikation in oberes Vorgewende oder unteres Vorgewende geändert, wobei eines oder mehrere der folgenden Kriterien herangezogen werden kann, um zu bestimmen welcher der beiden Abschnitte umklassifiziert wird:

- Größe des jeweiligen Winkels der Abschnitte zur Bezugsachse
- Länge der betreffenden Abschnitte
- Größe der Längenkomponente des jeweiligen Abschnittes quer zur Bezugsachse.

Es ist somit auch für die Aussparungen vorgesehen, dass bei direkt benachbarten Seitenabschnitten mit einem Wechsel von rechter auf linke Seite eine Umklassifizierung eines der Abschnitte erfolgen kann. Hierbei ist eine Umklassifizierung vorgesehen, falls der der Aussparung zugewandte Winkel größer als 180° ist. Dies bedeutet, dass bei eher breiten Aussparungen ein Vorgewende vorgesehen ist, während bei eher schmalen Aussparungen nicht zwingend ein Vorgewende vorgesehen sein muss, da vor diesen Aussparungen mitunter nicht gewendet werden muss, sondern diese durch einfache Vorbeifahrt während der Bearbeitung passiert werden können, was besonders vorteilhaft ist, da zeitraubende Wendevorgänge vermieden werden. Der Grund für diese Vorgehensweise ist darin zu sehen, dass bei einer derartigen Geometrie, bei der der der Aussparung zugewandte Winkel größer als 180° ist, sich eine keilförmige Geometrie innerhalb der Fläche ergibt, in die mit der landwirtschaftlichen Maschine hineingefahren werden muss. Entsprechend ist das Anlegen eines Vorgewendes hier vorteilhaft.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird zumindest eine Fahrspur zur Bearbeitung der landwirtschaftlichen Fläche mittels einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine geplant, wobei die zumindest eine Fahrspur zumindest annähernd zwischen zwei einander zumindest annähernd gegenüberliegenden Vorgewendeabschnitten der landwirtschaftlichen Fläche und/oder zumindest annähernd parallel zu zumindest einem der Seitenabschnitte der landwirtschaftlichen Fläche verläuft. Es wird also entsprechend der angelegten Vorgewende und/oder Seitenabschnitte die Bearbeitung der landwirtschaftlichen Fläche mittels einer oder mehrerer vorzugsweise paralleler Fahrspuren geplant, wobei diese bevorzugt zwischen einander gegenüberliegenden Vorgewendeabschnitten, insbesondere oberem und unterem Vorgewende verlaufen und außerdem vorzugsweise zumindest annähernd parallel zu einem oder mehreren der Seitenabschnitte.
In einer vorteilhaften Weiterbildung wird ein Grenzwert für das minimale Verhältnis der Summen der Längen der oberen und unteren Vorgewendeabschnitte und/oder für das minimale Verhältnis der Summen der Längen der oberen und unteren Vorgewendeabschnitte quer zur Bezugsachse festgelegt und bei unterschreiten dieses Grenzwertes die Länge des längeren Vorgewendes durch Umklassifizieren von Vorgewendeabschnitten in Seitenabschnitte verkürzt oder umgekehrt die Länge des kürzen Vorgewendes durch Umklassifizieren von Seitenabschnitten in Vorgewendeabschnitte vergrößert. Hierdurch wird erreicht, dass die Längen der beiden Vorgewendeseiten nicht in ein Missverhältnis geraten. Vorzugsweise sind die Vorgewendeseiten, also die Gesamtlänge von oberem und unterem Vorgewende, ungefähr gleich lang, da die Anzahl der Fahrspuren, welche an der jeweiligen Vorgewendeseite enden bevorzugt gleich ist. Es kann bei der Betrachtung auch vorgesehen sein, statt der Summe der Gesamtlängen der Abschnitte die Summe der Längen der Abschnitte in Bezug auf eine bestimmte Richtung, beispielsweise die Querkomponente senkrecht zu der Bezugsachse zu betrachten, da die Bezugsachse die Fahrtrichtung bei der Bearbeitung zumindest annähernd definiert und diese bevorzugt senkrecht auf den Vorgewendeabschnitten steht.
Es wird außerdem ein Terminal für eine landwirtschaftliche Maschine zur Durchführung eines der zuvor beschriebenen Verfahren bereitgestellt. Das Terminal ist als Bedienterminal ausgeführt und verfügt über ein Display und vorzugsweise ein Eingabegerät, beispielsweise in Form von Knöpfen oder eines Touchscreens. Das erfindungsgemäße Verfahren kann direkt auf dem Terminal oder auf einem mit diesem verbundenen Jobrechner oder auf einem externen Rechner durchgeführt und die Ergebnisse, beispielsweise die Position der Vorgewendeabschnitte oder die Position der Fahrspuren, nur auf dem Touchscreen angezeigt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die geographischen Daten der landwirtschaftlichen Fläche auf dem Terminal hinterlegt und können somit direkt durch das Terminal verarbeitet werden. Es kann beispielsweise die äußere Begrenzung der landwirtschaftlichen Fläche mittels eines im Terminal hinterlegten Algorithmus durch einen geschlossenen Polygonzug angenähert werden, auf den dann das erfindungsgemäße Verfahren durch das Terminal angewendet wird.
Gemäß einer möglichen Weiterbildung wird zumindest eine zu bearbeitende Fahrspur zusammen mit der derzeitigen Position der landwirtschaftlichen Maschine auf einem Display des Terminals angezeigt. Somit erhält der Landwirt eine direkte Rückmeldung bzgl. der eigenen Position relativ zu der zu bearbeitenden Fahrspur, so dass Abweichungen direkt korrigiert werden können. Alternativ oder zusätzlich wird indiziert, beispielsweise durch entsprechende Pfeile auf dem Display des Terminals, in welche Richtung der Landwirt lenken muss, um einen Kurs entlang der zu bearbeitenden Fahrspur zu halten bzw. einzuschlagen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Terminal ausgebildet, ein Fahrspursystem in Abhängigkeit der klassifizierten Abschnitte zu ermitteln und die Arbeitsbreite der landwirtschaftlichen Maschine in Abhängigkeit der aktuellen Position der landwirtschaftlichen Maschine und der bearbeiteten Fahrspur und/oder der nachfolgend zu bearbeitenden Fahrspur anzupassen. Das Fahrspursystem wird derart erzeugt, dass sich die Fahrspuren zumindest vorwiegend parallel zu der Bezugsachse zwischen den Vorgewendeabschnitten erstrecken. Es werden also Fahrspuren anhand der Geometrie der landwirtschaftlichen Fläche und der klassifizierten Abschnitte in der Weise durch das Terminal ermittelt, dass die Fahrspuren bevorzugt parallel oder annähernd parallel zu der Bezugsachse verlaufen. Eine sukzessive Änderung der Orientierung benachbarter Fahrspuren, welche beispielsweise durch die Kontur der landwirtschaftlichen Fläche bedingt und notwendig ist, kann nun in vorteilhafter Weise durch eine Anpassung der Arbeitsbreite, beispielsweise in Form einer Schnittbreitenverstellung am Pflug, in Abhängigkeit der momentanen Position erreicht werden. Hierfür werden vorzugsweise entsprechende Aktoren an der landwirtschaftlichen Maschine zur Einstellung der gewünschten Arbeitsbreite angesteuert. Hierdurch kann die folgend zu bearbeitende Fahrspur entsprechend festgelegt werden, so dass diese die gewünschte Orientierung erhält. Auf diese Weise können beispielsweise trapezförmige Flächen vollständig und lückenlos bearbeitet werden.
In einer möglichen Weiterbildung lenkt das Terminal oder ein mit dem Terminal verbundenes Steuersystem die landwirtschaftliche Maschine zumindest teilweise autonom, so dass die landwirtschaftliche Fläche entlang der zuvor geplanten Fahrspuren bearbeitet wird.
Weitere Aspekte und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Figuren und der Beispielsbeschreibung, hierbei zeigen

1 Landwirtschaftliches Maschinensystem,
2 - 6 Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf eine schematisch dargestellte Begrenzung einer ersten landwirtschaftlichen Fläche,
7 - 9 Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf eine schematisch dargestellte Begrenzung einer zweiten landwirtschaftlichen Fläche,
10 Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf eine schematisch dargestellte Begrenzung einer dritten landwirtschaftlichen Fläche und
11 Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf eine schematisch dargestellte Begrenzung einer vierten landwirtschaftlichen Fläche.

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 nun dazu ausgebildet anhand einer hinterlegten Karte der zu bearbeitenden landwirtschaftlichen Fläche eine bevorzugte Bearbeitungsrichtung in Form einer Bezugsachse zu ermitteln. Alternativ kann auch die Bezugsachse eingegeben oder durch Abfahren und Aufzeichnen einer Strecke ermittelt werden.
Die in dem Terminal 103 in der Karte hinterlegte Feldgrenze wird nun vorzugsweise automatisiert und mittels eines an sich bekannten Verfahrens in Abschnitte eines Polygonzuges unterteilt. Die Abschnitte werden anschließend anhand ihrer relativen Orientierung zur Bezugsachse und ihrer relativen Orientierung untereinander in Vorgewendeabschnitte und Seitenabschnitte klassifiziert, wie weiter unten ausführlich erläutert.
Anhand der klassifizierten Abschnitte des Polygons wird nun 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.
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.
Die landwirtschaftliche Fläche 1 ist in 2 dargestellt als geschlossener Polygonzug. Dieser kann der realen Form der landwirtschaftlichen Fläche identisch entsprechen oder mittels eines mathematischen Näherungsverfahrens an die reale Form der landwirtschaftlichen Fläche angenähert sein.
Eine Bezugsachse 2 markiert die bevorzugte Bearbeitungsrichtung. Diese Bezugsachse kann durch ein separates Verfahren bereitgestellt oder durch den Landwirt händisch festgelegt sein, beispielsweise durch Eingabe entsprechender Richtungsdaten an einem Bedienterminal. Alternativ kann auch durch das Abfahren und Aufzeichnen einer sogenannten AB-Linie zwischen zwei Punkten A und B eine Strecke aufgezeichnet und als Bezugsachse gespeichert werden. Hierfür ist ein entsprechendes Terminal oder ein Jobrechner mit einem Positionsempfänger verbunden.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht nun vor Seitenabschnitte zu klassifizieren. Hierfür wird, wie in 3 dargestellt, ein erster Grenzwinkel relativ zur Bezugsachse festgelegt, bei dessen Unterschreiten ein Abschnitt des Polygonzuges als Seitenabschnitt klassifiziert werden soll. Im vorliegenden Beispiel beträgt dieser Winkel 3 beispielsweise 10°. Da die Abschnitte 4 und 5 parallel zur Bezugsachse verlaufen, werden diese somit als Seitenabschnitte klassifiziert. Dagegen sind der Winkel 12 zwischen Bezugsachse 2 und Abschnitt 6 und der Winkel 13 zwischen Bezugsachse 2 und Abschnitt 7 größer als der Grenzwinkel 3, so dass diese Abschnitte zunächst nicht als Seitenabschnitt klassifiziert werden. Analog gilt dies augenscheinlich für die Abschnitte 8, 9, 10 und 11. Zur besseren Visualisierung der klassifizierten Seitenabschnitte werden diese in den Figuren generell als gepunktete Linien oder gepunktete Pfeile dargestellt.
In einem zweiten Schritt werden nun, wie in 4 dargestellt, ein zweiter und ein dritter Grenzwinkel 14 bezüglich der zu den bereits als Seitenabschnitte klassifizierten Abschnitten 4 und 5 benachbarten Abschnitten 6, 7 und 11 betrachtet. Hierbei wird für den Vergleich mit dem zweiten Grenzwinkel der Winkel zwischen den jeweils direkt benachbarten Abschnitten betrachtet. Für den Vergleich mit dem dritten Grenzwinkel wird dagegen der Winkel zwischen dem jeweiligen Abschnitt und der Bezugsachse analysiert. Im vorliegenden Fall sind der zweite und der dritte Grenzwinkel 14 identisch. Es kann sich jedoch genauso gut um unterschiedlich große Winkel handeln.
Es wird nun zunächst der Winkel zwischen dem Abschnitt 6 und der Bezugsachse mit dem dritten Grenzwinkel 14 verglichen. Im vorliegenden Fall ist der dritte Grenzwinkel 14 größer als der Winkel 12, so dass der Abschnitt 6 als Seitenabschnitt klassifiziert wird.
Analog wird für den Abschnitt 7 überprüft, ob der Winkel zu der Bezugsachse 13 kleiner als der dritte Grenzwinkel 14 ist. Da diese Bedingung erfüllt ist, wird der Abschnitt 7 ebenfalls als Seitenabschnitt klassifiziert. Der Winkel der Abschnitte 4 und 5 zum Abschnitt 11 ist dagegen jeweils größer als der Grenzwinkel 14, so dass der Abschnitt 11 nicht als Seitenabschnitt klassifiziert wird.
Es wird nun im nächsten Schritt entsprechend 5 eine Betrachtung der Abschnitte 8 und 9 durchgeführt. Der Winkel 15 zwischen dem Abschnitt 8 und der Bezugsachse 2 ist größer als der dritte Grenzwinkel 14, so dass der Abschnitt 8 zunächst nicht als Seitenabschnitt klassifiziert wird. Nun wird überprüft, ob der Winkel 16 zwischen dem Abschnitt 6 und dem Abschnitt 8 kleiner als der zweite Grenzwinkel ist. Da diese Bedingung erfüllt ist, wird der Abschnitt 8 ebenfalls als Seitenabschnitt klassifiziert. Im vorliegenden Fall wird also eine Umklassifizierung eines an einen Seitenabschnitt benachbarten Abschnitts durchgeführt, falls der Winkel zwischen diesem Abschnitt und dem benachbarten Seitenabschnitt kleiner als der zweite Grenzwinkel oder der Winkel zwischen dem Abschnitt und der Bezugsachse kleiner als der dritte Grenzwinkel ist.
Es kann jedoch alternativ vorgesehen sein, dass beide Bedingungen für eine Umklassifizierung eines Abschnittes erfüllt sein müssen. Es würde dann ebenfalls für Abschnitte, die nicht an Seitenabschnitte angrenzen der Winkel zur Bezugsachse ermittelt und falls der erste Grenzwinkel unterschritten würde dieser Abschnitt als Seitenabschnitt klassifiziert. Bei einem zweiten Abschnitt, der an diesen angrenzt würde ebenfalls der Winkel dieses zweiten Abschnitts zur Bezugsachse ermittelt. Ist der Winkel kleiner als der erste Grenzwinkel, so wird dieser Abschnitt ebenfalls als Seitenabschnitt klassifiziert. Ist dies nicht der Fall, wird überprüft ob der Winkel kleiner als der dritte Grenzwinkel ist. Ist dies der Fall wird zusätzlich noch überprüft, ob der Winkel zwischen den beiden benachbarten Abschnitten kleiner als der zweite Grenzwinkel ist und nur wenn die letzten beiden Bedingungen erfülllt sind, wird der zweite Abschnitt ebenfalls als Seitenabschnitt klassifiziert. Selbstverständlich ist es beliebig, ob zuerst eine Überprüfung hinsichtlich des zweiten oder des dritten Grenzwinkels erfolgt. Der Vorteil dieser alternativen Vorgehensweise ist, dass Abschnitte, die zu bereits klassifizierten Seitenabschnitten benachbart sind, einen etwas größeren Winkel zur Bezugsachse aufweisen dürfen, so dass bevorzugt Züge von vergleichsweise parallel ausgerichteten Seitenabschnitten klassifiziert werden. Verhindert wird jedoch mittels des zu berücksichtigen dritten Grenzwinkels, dass bei mehreren Abschnitten die jeweils nur einen kleinen Relativwinkel aufweisen, dass gar kein Vorgewendeabschnitt klassifiziert wird, weil bei Überschreiten des dritten Grenzwinkels ein Abschnitt in jedem Fall nicht als Seitenabschnitt definiert wird.
Generell ist der dritte Grenzwinkel größer als der erste Grenzwinkel. Der zweite und der dritte Grenzwinkel sind bevorzugt voneinander verschieden, können jedoch auch identisch sein.
Weiter wird der Abschnitt 9 betrachtet, der zu dem als Seitenabschnitt klassifizierten Abschnitt 7 benachbart ist. Da der Winkel 17 zwischen dem Abschnitt 9 und der Bezugsachse größer als der dritte Grenzwinkel 14 und der Winkel 18 zwischen dem Abschnitt 7 und dem Abschnitt 9 größer als der zweite Grenzwinkel ist, wird der Abschnitt 9 nicht als Seitenabschnitt umklassifiziert.
Der Abschnitt 10 ist zu dem Seitenabschnitt 8 direkt benachbart, jedoch ist der Winkel zwischen dem Abschnitt 10 und der Bezugsachse größer als der dritte Grenzwinkel und der Winkel zwischen dem Abschnitt 8 und dem Abschnitt 10 größer als der zweite Grenzwinkel, so dass der Abschnitt 10 nicht als Seitenabschnitt klassifiziert wird.
In einem weiteren Schritt werden nun die Abschnitte 9, 10, 11, die nicht als Seitenabschnitte klassifiziert wurden, als Vorgewendeabschnitt klassifiziert.
Es wird nun, wie in 6 gezeigt, festgelegt, welche Seitenabschnitte als linke Seite und welche als rechte Seite klassifiziert werden. Hierfür wird den einzelnen Abschnitten des Polygons und auch der Bezugsachse eine Richtungsinformation zugewiesen, wie in 6 anhand der Pfeile ablesbar. Dabei ist der Endpunkt eines jeden Abschnittes des Polygons der Anfangspunkt des nächsten Abschnittes. Die Seitenabschnitte, welche in einem Winkelbereich 19 relativ zur Bezugsachse liegen, also einen Winkel größer oder gleich 90° und kleiner 270° mit der Bezugsachse einschließen, werden als rechte Seite klassifiziert. Die übrigen Seitenabschnitte liegen entsprechend in einem Winkelbereich 20 und werden als linke Seite klassifiziert.
Analog werden die Vorgewendeabschnitte, die in einem Winkelbereich 21 liegen und einen Winkel mit der Bezugsachse einschließen, der größer oder gleich 0° und kleiner als 180° ist, als oberes Vorgewende klassifiziert und diejenigen Abschnitte, die unter Berücksichtigung der definierten Messrichtung in einem Winkelbereich 22 größer oder gleich 180° und kleiner 0° relativ zu Bezugsachse sich befinden, als unteres Vorgewende klassifiziert.
Ein zweites Ausführungsbeispiel, dargestellt in 7, zeigt eine fünfseitige landwirtschaftliche Fläche 31 mit Bezugsachse 32. Entsprechend des festgelegten ersten Grenzwinkels 33 und des dritten Grenzwinkels 39 sind die Abschnitte 34, 35, 36 und 37 als Seitenabschnitte klassifiziert, während der Abschnitt 38 als Vorgewende klassifiziert ist.
Wird nun den einzelnen Abschnitten und der Bezugsachse ihre Richtungsinformation zugewiesen, wie in 8 dargestellt und die einzelnen Abschnitte anhand ihrer Orientierung relativ zur Bezugsachse als linke Seite 34 und 36 sowie rechte Seite 35 und 37 und als unteres Vorgewende 38 klassifiziert, so ergibt sich, dass eine linke Seite 36 direkt an eine rechte Seite 37 anschließt. Aus diesem Grund kann vorgesehen sein, eine der Seiten 36 oder 37 umzuklassifizieren. Hierfür können verschiedene Kriterien herangezogen werden, so kann vorgesehen sein, den längeren Abschnitt umzuklassifizieren oder den Abschnitt mit der größeren Querkomponente relativ zu Bezugsachse 32. Auch kann vorgesehen sein, den Abschnitt umzuklassifizieren der den größeren minimalen Winkel mit der Bezugsachse 32 einschließt. Alle diese Kriterien würden in diesem Fall dazu führen, dass der Abschnitt 36 umklassifiziert wird und daher die Klassifizierung linke Seite in oberes Vorgewende geändert wird. Dies führt dazu, dass auf einander zumindest annähernd gegenüberliegenden Seiten der landwirtschaftlichen Fläche 31 jeweils eine Vorgewendeseite vorgesehen ist, nämlich das untere Vorgewende 38 und das obere Vorgewende 36. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Abschnitte 36 und 37 als Vorgewende klassifiziert werden. Hierfür wird vorzugsweise die Länge der Querkomponente der Abschnitte 36 und 37 bestimmt und mit dem Vorgewendeabschnitt 38 bzw. dessen Querkomponente verglichen.
Eine Bearbeitung, welche zumindest annähernd entlang der Bezugsachse 32 in zumindest annähernd parallelen Fahrspuren 39 erfolgt, kann somit derart durchgeführt werden, dass jeweils Wendevorgänge an oder in der Nähe der Vorgewendeabschnitte 38 und 36 erfolgt, wie in 9 dargestellt. Generell kann vorgesehen sein, Fahrspuren zur Bearbeitung der landwirtschaftlichen Fläche zumindest annähernd entlang bzw. parallel zur Bezugsachse derart anzulegen, dass die Wendevorgänge vorteilhaft an oder in der Nähe der Vorgewendeabschnitte erfolgen können. Die Fahrspuren können entsprechend des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels eines erfindungsgemäßen landwirtschaftlichen Terminals oder Jobrechners einer landwirtschaftlichen Maschine ermittelt und auf einem Terminal angezeigt werden.
Eine andere erfindungsgemäße Anwendung des Verfahrens ist in 10 dargestellt, wobei bei einer siebenseitigen landwirtschaftlichen Fläche unter Verwendung der Bezugsachse 42 und des ersten Grenzwinkels 43 vier Abschnitte 44, 45, 46, 47 als Seitenabschnitt definiert werden. Die nicht dargestellten zweiten und dritten Grenzwinkel sind in diesem Fall derart gewählt, dass keiner der Abschnitte 48, 49 oder 50 zusätzlich als Seitenabschnitt definiert wird. Es ergeben sich somit drei Vorgewendeabschnitte 48, 49 und 50. Unter Berücksichtigung der Richtungsinformation ergeben sich somit analog zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen die Abschnitte 44 und 47 als linke Seite, die Abschnitte 45 und 46 als rechte Seite, der Abschnitt 50 als unteres Vorgewende sowie die Abschnitte 48 und 49 als oberes Vorgewende.
Eine Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf eine landwirtschaftliche Fläche, welche Aussparungen, wie beispielsweise Hindernisse aufweist, ist in 11 dargestellt. Es ist die landwirtschaftliche Fläche 1 mit Bezugsachse 2 analog zu den 2 - 6, jedoch in diesem Fall zusätzlich mit den Aussparungen 61 und 71, dargestellt. Eine Klassifizierung entsprechend des ersten Grenzwinkels 3 und der zweiten und dritten Grenzwinkel 14 ist ebenfalls dargestellt.
Die Aussparung 61 weist hierbei zwei linke Seitenabschnitte 62 und 63 sowie zwei rechte Seitenabschnitte 64 und 65 auf, wobei jeweils ein linker und ein rechter Seitenabschnitt aneinander angrenzen. Ein Umklassifizierung in entsprechende Vorgewendeabschnitte ist hier nicht vorgesehen, da die Winkel 66, 67 zwischen den Seitenabschnitten 63, 64 sowie 62, 65 jeweils kleiner als 180° sind.
Die Aussparung 71 weist demgegenüber entsprechend der Orientierung der einzelnen Abschnitte des Polygonzuges der Begrenzung der Fläche 71 relativ zur Bezugsachse 2 und unter Berücksichtigung der Grenzwinkel 3 und 14 einen linken Seitenabschnitt 72 und einen rechten Seitenabschnitt 74 auf. Zudem werden der Fläche die Vorgewendeabschnitte 75 und 73 zugeordnet. Hierbei ist zu beachten, dass der Vorgewendeabschnitt 73 erfindungsgemäß als dem oberen Vorgewendeabschnitt der Begrenzung der landwirtschaftlichen Fläche 10 gegenüberliegende Abschnitt als unteres Vorgewende klassifiziert wird und entsprechend der Vorgewendeabschnitt 75 als der dem unteren Vorgewendeabschnitt 11 der äußeren Begrenzung der landwirtschaftlichen Fläche gegenüberliegende Vorgewendeabschnitt als oberes Vorgewende klassifiziert wird. Auf diese Weise liegt ein unterer Vorgewendeabschnitt jeweils einem oberen Vorgewendeabschnitt gegenüber, ohne dass sich zwischen ihnen eine Aussparung, ein Hindernis oder sonstiges befindet.
Die Aussparung 61 in 10 kann wegen ihrer Form bevorzugt durch die für die Bearbeitung vorgesehene landwirtschaftliche Maschine ohne Wendevorgang passiert werden, wohingegen dies bei der Aussparung 71 nicht möglich ist und ein Wendevorgang entsprechend durchgeführt werden muss.
Da der bei der Bearbeitung mit der landwirtschaftlichen Maschine minimal befahrbare Kurvenradius von der Art der landwirtschaftlichen Maschine abhängig ist, werden ein oder mehrere der drei Grenzwinkel bevorzugt in Abhängigkeit der für die Bearbeitung der betrachteten landwirtschaftlichen Fläche vorgesehenen landwirtschaftlichen Maschine gewählt. So ist beispielsweise der minimal befahrbare Kurvenradius eines bearbeitenden Pfluges sehr viel größer, als der eines Grubbers, so dass entsprechend die drei Grenzwinkel beim Pflug kleiner gewählt werden, als beim Grubber. Dies führt dazu, dass beispielsweise beim Pflug im Vergleich zum Grubber Abschnitte bevorzugt als Vorgewendeabschnitte klassifiziert werden und somit ggf. vergleichsweise viele Wendemanöver durchgeführt werden müssen.
Die in der vorliegenden Anmeldung jeweils betrachteten Winkel sind im Allgemeinen als minimale Winkel zu verstehen. Es wird also jeweils der Winkel zwischen zwei Geraden betrachtet, der den niedrigeren Wert besitzt. Genauso gut könnte jedoch auch bei Bedarf der größere Winkel betrachtet werden ohne dabei von der Lehre der Erfindung abzuweichen. Anders verhält sich dies lediglich, wenn die Richtungsinformation der jeweiligen Abschnitte bzw. der Bezugsachse explizit berücksichtigt wird. Die Bezugsachse ist lediglich zur Festlegung einer bevorzugten Fahrtrichtung notwendig. Ihre Position relativ zu der landwirtschaftlichen Fläche ist somit beliebig, so dass sich bei den Ausführungsbeispielen hieraus keine Einschränkung ergibt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2257889 B1 [0006]

Claims

Verfahren zur Klassifizierung von Grenzabschnitten einer landwirtschaftlichen Fläche (1, 31, 41) in Bezug auf eine ausgezeichnete Bezugsachse (2, 32, 42) der landwirtschaftlichen Fläche (1, 31, 41) als Seitenabschnitt und/oder Vorgewendeabschnitt, wobei die Bezugsachse (2, 32, 42) eine bevorzugte Bearbeitungsrichtung auszeichnet, wobei ein Vorgewendeabschnitt einen Teil einer landwirtschaftlichen Fläche (1, 31, 41) oder deren Grenze markiert, welcher besonders geeignet zur Durchführung eines Wendevorganges während der Bearbeitung der Fläche mit einer landwirtschaftlichen Maschine (102) ist, wobei das Verfahren anhand einer digital erfassten Karte der landwirtschaftlichen Fläche (1, 31, 41) auf einem PC oder Terminal einer landwirtschaftlichen Maschine oder einem mobilen Endgerät durchführbar ist, wobei die äußere Begrenzung der landwirtschaftlichen Fläche (1, 31, 41) durch einen geschlossenen Polygonzug angenähert wird, wobei eine Bezugsachse (2, 32, 42) zur Definition einer bevorzugten Bearbeitungsrichtung der landwirtschaftlichen Fläche in dem PC, Terminal oder mobilen Endgerät hinterlegt ist, gekennzeichnet durch, das Bestimmen der minimalen Winkel, welche die Abschnitte des Polygonzuges und die Bezugsachse einschließen, Festlegen eines ersten Grenzwinkels (3, 33, 43) und Klassifizieren derjenigen Abschnitte des Polygonzuges als Seitenabschnitt, welche einen Winkel mit der Bezugsachse einschließen, die kleiner als der Grenzwinkel (3, 33, 43) sind.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Festlegen eines zweiten und eines dritten Grenzwinkels (14) und Klassifizieren derjenigen Abschnitte des Polygonzuges, welche an zumindest einen Seitenabschnitt angrenzen, als Seitenabschnitt, welche mit allen benachbarten Seitenabschnitte einen minimalen Winkel (16, 18) einschließen, der kleiner als der zweite Grenzwinkel ist und/oder mit der Bezugsachse (2) einen minimalen Winkel einschließen, der kleiner als der dritte Grenzwinkel (15, 17) ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren nach Anspruch 2 für alle neu klassifizierten Seitenabschnitte wiederholt wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch das Klassifizieren aller nicht als Seitenabschnitt klassifizierter Abschnitte als Vorgewendeabschnitt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bezugsachse (2, 32, 42) eine vektorielle Richtungsinformation zugeordnet ist, dass den jeweiligen Abschnitten des Polygonzuges ebenfalls eine vektorielle Richtungsinformation derart zugeordnet wird, dass der Endpunkt eines Abschnittes jeweils der Startpunkt des benachbarten Abschnittes ist und diejenigen Seitenabschnitte als rechte Seite klassifiziert werden, welche mit der Bezugsachse einen Winkel größer oder gleich 90° und kleiner als 270° einschließen und die übrigen Seitenabschnitte als linke Seite klassifiziert werden.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bezugsachse (2, 32, 42) eine vektorielle Richtungsinformation zugeordnet ist, dass den jeweiligen Abschnitten des Polygonzuges ebenfalls eine vektorielle Richtungsinformation derart zugeordnet wird, dass der Endpunkt eines Abschnittes jeweils der Startpunkt des benachbarten Abschnittes ist und diejenigen Vorgewendeabschnitte als oberes Vorgewende klassifiziert werden, welche mit der Bezugsachse einen Winkel größer oder gleich 0° und kleiner als 180° einschließen und die übrigen Vorgewendeabschnitte als unteres Vorgewende klassifiziert werden.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei benachbarten Abschnitten (36, 37), welche durch einen Wechsel der Klassifikation von rechte Seite auf linke Seite oder umgekehrt und außerdem einen dem inneren der Fläche zugewandten Winkel zwischen den Abschnitte von weniger als 180° gekennzeichnet sind, zumindest bei einem der beiden Abschnitte (36, 37) die Klassifikation in oberes Vorgewende oder unteres Vorgewende geändert wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eines oder mehrere der folgenden Kriterien herangezogen wird, um zu bestimmen welcher der beiden Abschnitte umklassifiziert wird: - Größe des jeweiligen Winkels der Abschnitte zur Bezugsachse (32) - Länge der betreffenden Abschnitte (36, 37) - Größe der Längenkomponente des jeweiligen Abschnittes (36, 37) quer zur Bezugsachse (32).
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1-5, angewendet auf eine zweite Fläche (61, 71) innerhalb der landwirtschaftlichen Fläche (1), welche eine Aussparung, insbesondere ein Hindernis, innerhalb der landwirtschaftlichen Fläche markiert, wobei die zweite Fläche (61, 71) ebenfalls als geschlossener Polygonzug angenähert wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Bezugsachse eine vektorielle Richtungsinformation zugeordnet ist, dass den jeweiligen Abschnitten des Polygonzuges ebenfalls eine vektorielle Richtungsinformation derart zugeordnet wird, dass der Endpunkt eines Abschnittes jeweils der Startpunkt des benachbarten Abschnittes ist, dass diejenigen Abschnitte der zweiten Fläche (61, 71), die nicht als Seitenbereich, somit also vorzugsweise als Vorgewendebereich, klassifiziert wurden, deren Winkel zur Bezugsachse unter Berücksichtigung der dem Abschnitt zugewiesenen Richtung größer oder gleich 0° und kleiner als 180° ist, als unteres Vorgewende klassifiziert werden und die übrigen nicht als Seitenbereich klassifizierten Abschnitte als oberes Vorgewende klassifiziert werden.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei benachbarten Abschnitten, welche durch einen Wechsel der Klassifikation von rechte Seite auf linke Seite oder umgekehrt und außerdem einen dem inneren der zweiten Fläche zugewandten Winkel zwischen den Abschnitte von mehr als 180° gekennzeichnet sind, zumindest bei einem der beiden Abschnitte die Klassifikation in oberes Vorgewende oder unteres Vorgewende geändert wird, wobei eines oder mehrere der folgenden Kriterien herangezogen werden kann, um zu bestimmen welcher der beiden Abschnitte umklassifiziert wird: - Größe des jeweiligen Winkels der Abschnitte zur Bezugsachse - Länge der betreffenden Abschnitte - Größe der Längenkomponente des jeweiligen Abschnittes quer zur Bezugsachse.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Fahrspur (39) zur Bearbeitung der landwirtschaftlichen Fläche (31) mittels einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine (102) geplant wird, wobei die zumindest eine Fahrspur (39) zumindest annähernd zwischen zwei einander zumindest annähernd gegenüberliegenden Vorgewendeabschnitten (36, 38) der landwirtschaftlichen Fläche und/oder zumindest annähernd parallel zu zumindest einem der Seitenabschnitte (34, 35, 37) der landwirtschaftlichen Fläche verläuft.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Grenzwert für das minimale Verhältnis der Summen der Längen der oberen und unteren Vorgewendeabschnitte und/oder für das minimale Verhältnis der Summen der Längen der oberen und unteren Vorgewendeabschnitte quer zur Bezugsachse festgelegt wird und dass bei unterschreiten dieses Grenzwertes die Länge des längeren Vorgewendes durch Umklassifizieren von Vorgewendeabschnitten in Seitenabschnitte verkürzt oder umgekehrt die Länge des kürzen Vorgewendes durch Umklassifizieren von Seitenabschnitten in Vorgewendeabschnitte vergrößert wird.
Terminal für eine landwirtschaftliche Maschine (102) zur Durchführung zumindest eines der Verfahren 1 - 12.
Terminal nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die geographischen Daten der landwirtschaftlichen Fläche in dem Terminal (103) hinterlegt sind.
Terminal nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine zu bearbeitende Fahrspur (39) zusammen mit der derzeitigen Position der landwirtschaftlichen Maschine (102) auf einem Display des Terminals (103) angezeigt wird.
Terminal nach zumindest einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Terminal (103) ausgebildet ist, ein Fahrspursystem in Abhängigkeit der klassifizierten Abschnitte zu ermitteln und die Arbeitsbreite der landwirtschaftlichen Maschine (102) in Abhängigkeit der aktuellen Position der landwirtschaftlichen Maschine und der bearbeiteten Fahrspur und/oder der nachfolgend zu bearbeitenden Fahrspur anzupassen.
Terminal nach zumindest einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die landwirtschaftliche Maschine durch das Terminal (103) in autonomer Weise entlang der bestimmten Fahrspuren (39) gelenkt wird.