DE102017211839A1

DE102017211839A1 - Steuersystem für ein Agrararbeitssystem, Arbeitssystem, Verwendung

Info

Publication number: DE102017211839A1
Application number: DE102017211839.3A
Authority: DE
Inventors: Jochen Fassnacht; Steffen Rose; Gernot Becker; Jochen Fehse
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-07-11
Filing date: 2017-07-11
Publication date: 2019-01-17
Also published as: US20190014715A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steuersystem (1) für ein Agrararbeitssystem (2), das zumindest eine mobile Arbeitsmaschine (3) aufweist, die dazu ausgebildet ist, eine vorbestimmte Arbeitsaufgabe selbstständig durchzuführen, mit Mitteln (4), die zur Orientierung und/oder Kollisionsvermeidung für die Arbeitsmaschine (3) vorhanden sind. Es ist vorgesehen, dass die Mittel (4) eine Vielzahl von Markern (5,6) aufweisen, die an Gegenständen (7,8;28) in einem Arbeitsbereich (9) anordenbar/angeordnet sind, und zumindest eine an der Arbeitsmaschine (3) anordenbare/angeordnete Einrichtung (10), die dazu ausgebildet ist, die Marker (5,6) zu erfassen und in Abhängigkeit eines erfassten Markers (5,6) eine Information an die Arbeitsmaschine (3) auszugeben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuersystem für ein Agrararbeitssystem, das zumindest eine mobile Arbeitsmaschine aufweist, die dazu ausgebildet ist, eine vorbestimmte Arbeitsaufgabe selbstständig durchzuführen, mit Mitteln, die zur Orientierung und/oder Kollisionsvermeidung für die Arbeitsmaschine vorhanden sind.
Ferner betrifft die Erfindung ein Arbeitssystem sowie eine Verwendung des Steuersystems.
Stand der Technik
Steuersysteme für Agrararbeitssysteme der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. So beschreibt die Offenlegungsschrift DE 100 27 133 A1 ein Randstreifen-Mähgerät zur Montage an einer mobilen Arbeitsmaschine beziehungsweise einem Arbeitsfahrzeug. Das Randstreifen-Mähgerät weist dabei zwei jeweils automatisch steuerbare Mähköpfe auf, wobei einer der Mähköpfe eine Taststange aufweist, welche dazu ausgebildet ist, zur Kollisionsvermeidung eine Umgebung der Arbeitsmaschine auf Hindernisse zu ertasten.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Mittel eine Vielzahl von Markern aufweisen, die an Gegenständen in einem Arbeitsbereich anordenbar/angeordnet sind, und zumindest eine an der Arbeitsmaschine anordenbare/angeordnete Einrichtung, die dazu ausgebildet ist, die Marker zu erfassen und in Abhängigkeit eines erfassten Markers eine Information an die Arbeitsmaschine auszugeben. Der Vorteil hierbei ist zum einen, dass die Gegenstände, insbesondere beliebige Gegenstände, besonders einfach, genau und kostengünstig markierbar sind. Damit ist insbesondere noch vor einer Durchführung der Arbeitsaufgabe der Arbeitsbereich markier- oder vorgebbar, so dass anschließend eine besonders effiziente, insbesondere schnelle und gründliche, Durchführbarkeit der Arbeitsaufgabe möglich ist. Weiterhin ergibt sich der Vorteil, dass die Gegenstände, an welchen die Marker angeordnet sind, besonders einfach erfassbar sind, insbesondere weil hierbei eine Erfassung der Marker durch die Einrichtung erfolgt. Eine Erfassung der Gegenstände selbst, beispielsweise mittels eines Ertastens der Gegenstände, ist somit nicht notwendig.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Marker visuelle Marker, insbesondere Reflektoren, sind. Der Vorteil hierbei ist, dass die Marker optisch oder visuell, und damit besonders einfach, erfassbar sind. Zudem sind insbesondere die als visuelle Marker ausgebildeten Marker besonders kostengünstig erwerbbar. Die Marker sind vorzugsweise als mit einem vorgebbaren Lack lackierte oder mit einer vorgebbaren Farbe versehene Marker ausgebildet. Zusätzlich oder alternativ sind die visuellen Marker als lesbare Codes, beispielsweise als QR-Code, ausgebildet. Alternativ sind die Marker als elektromagnetische Wellen emittierende Marker, beispielsweise als Dioden oder als RFID-Chips, ausgebildet. Vorzugsweise sind die Marker stoffschlüssig, beispielsweise mittels eines Klebemittels, kraftschlüssig, beispielsweise mittels eines Magneten, und/oder formschlüssig an einem Gegenstand anordenbar ausgebildet.
Vorzugsweise weist die Einrichtung zumindest einen Kamerasensor zum Erfassen der Marker auf. Der Vorteil hierbei ist, dass der Marker berührungslos erfassbar ist. Dies gewährleistet, dass die Marker keinem Verschleiß durch die Einrichtung zur Erfassung der Marker ausgesetzt sind und somit eine hohe Lebensdauer aufweisen. Der Kamerasensor ist vorzugsweise ein CCD- oder CMOS-Sensor, welcher insbesondere zur Erfassung von Licht im sichtbaren, infraroten und/oder ultravioletten Spektralbereich ausgebildet ist.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Einrichtung zumindest einen Strahler zum Anleuchten der Marker aufweist. Der Vorteil hierbei ist, dass die Marker besonders deutlich, insbesondere unabhängig von einer Helligkeit des Arbeitsbereiches, erfassbar sind. Der Strahler ist vorzugsweise eine lichtemittierende Diode, welche insbesondere zur Emittierung von Licht im sichtbaren, infraroten und/oder ultravioletten Spektralbereich ausgebildet ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Marker gleiche oder unterschiedliche Identifikationsmerkmale aufweisen. Der Vorteil hierbei ist, dass Gegenstände auf einfache Art und Weise erfassbar sind. Die Erfassung des Gegenstandes ist somit lediglich abhängig von dem Identifikationsmerkmal und damit unabhängig von einer Beschaffenheit des Gegenstandes selbst. Identifikationsmerkmale sind beispielsweise die Informationen lesbarer Codes, insbesondere QR-Codes, von RFID-Chips oder die spektralen Informationen der vorbestimmter Lacke oder Lackfarben.
Vorzugsweise ist ein Steuergerät vorhanden, das signaltechnisch mit der Einrichtung verbunden und mit der Arbeitsmaschine verbindbar/verbunden ist. Der Vorteil hierbei ist, dass ein automatischer oder autonomer Betrieb der Arbeitsmaschine ausbildbar ist. Insbesondere sind somit die in Abhängigkeit eines erfassten Markers an die Arbeitsmaschine ausgegebenen Informationen für eine Ausbildung eines autonomen Betriebs der Arbeitsmaschine nutzbar. Der Betrieb kann hierbei ein Fahrbetrieb und/oder ein weiterer Betrieb zur Durchführung einer Arbeitsaufgabe sein. Insbesondere durch eine automatische oder autonome Durchführung einer Arbeitsaufgabe durch die Arbeitsmaschine verringert sich ein Arbeitsaufwand für einen Benutzer der Arbeitsmaschine. Vorzugsweise ist das Steuergerät elektrisch mit der Einrichtung und der Arbeitsmaschine, insbesondere einer Antriebseinheit und/oder Lenkvorrichtung der Arbeitsmaschine, zu deren Ansteuerung verbunden oder verbindbar. Vorzugsweise weist das Steuergerät zusätzlich eine Datenspeichereinheit auf. In dem Steuergerät oder der Datenspeichereinheit ist vorzugweise eine Software und/oder ein Algorithmus zur Auswertung der durch die Einrichtung erfassten Signale oder Identifikationsmerkmalen abgespeichert. Dies ermöglicht es, beispielsweise Positions- oder Abstandsdaten der Marker und/oder Daten bezüglich des Arbeitsbereichs zu erfassen und auszuwerten und/oder abzuspeichern.
Das Arbeitssystem, insbesondere Agrararbeitssystem, mit zumindest einer Arbeitsmaschine, wobei die Arbeitsmaschine dazu ausgebildet ist, eine vorbestimmte Arbeitsaufgabe selbstständig durchzuführen, und mit einem Steuersystem für die Arbeitsmaschine zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Steuersystems aus. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile. Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale ergeben sich insbesondere aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Arbeitssystem als Hopfenanbausystem ausgebildet ist. Der Vorteil hierbei ist, dass durch die Arbeitsmaschine ein Hopfenanbau und/oder -abbau besonders effizient durchführbar ist. Die Marker sind hierbei bevorzugt an Hopfenpflanzen und/oder an zwischen zwei Hopfenpflanzen angeordneten Hopfengerüsten angeordnet. Ein Hopfenanbaugebiet, in welchem die Hopfenpflanzen und/oder die Hopfengerüste angeordnet sind, bildet hierbei den Arbeitsbereich. Vorzugsweise ist das Hopfenanbaugebiet, insbesondere die Anordnung der Hopfenpflanzen und/oder der Hopfengerüste, mittels des Algorithmus, welcher in dem Steuergerät hinterlegt ist, erlernbar und abspeicherbar. Alternativ ist das Arbeitssystem als Obst- oder Weinbausystem ausgebildet.
Vorzugsweise ist die Arbeitsmaschine ein Kraftfahrzeug, an welchem zumindest eine in Abhängigkeit von der Information bewegbare und/oder betreibbare Werkzeugeinrichtung angeordnet ist. Der Vorteil hierbei ist, dass eine besonders effiziente Nutzung der Arbeitsmaschine in dem Arbeitsbereich möglich ist. Vorzugweise ist die Werkzeugeinrichtung als Mähwerkzeug oder Schneidwerkzeug, insbesondere zum Schneiden von Hopfenpflanzen, ausgebildet. Vorzugsweise ist zur automatischen Ansteuerung der Werkzeugeinrichtung die Werkzeugeinrichtung mit dem oder einem weiteren Steuergerät signaltechnisch oder elektrisch verbunden. Dies gewährleistet, dass einerseits mittels Ansteuerung der Antriebseinheit und/oder Lenkvorrichtung die Arbeitsmaschine sowohl durch Marker markierten Gegenständen automatisch ausweichen oder diese umfahren kann und andererseits, dass durch Ansteuerung der Werkzeugeinrichtung die erfassten Gegenstände automatisch bearbeitet, insbesondere geschnitten, werden können. Dadurch ist ein Arbeitsaufwand für einen Benutzer der Arbeitsmaschine minimierbar.
Vorzugsweise ist die Einrichtung zum Erfassen der Marker in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs oder der Arbeitsmaschine vor der Werkzeugeinrichtung an dem Kraftfahrzeug angeordnet. Dies gewährleistet, dass die Werkzeugeinrichtung besonders genau ansteuerbar ist, insbesondere dann, wenn die Position der Werkzeugeinrichtung mit der Position des erfassten Markers übereinstimmt. Vorzugsweise ist ein Abstand zwischen der Einrichtung und der Werkzeugmaschine bekannt und beispielsweise in dem Steuergerät abgespeichert. Vorzugsweise wird während eines Fahrvorganges oder Arbeitsvorganges eine Position des Markers, beispielsweise durch Erfassen eines Signals durch die Einrichtung, ermittelt. Zusätzlich wird während des Fahrvorganges vorzugsweise die Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine überwacht und aus der Geschwindigkeit eine zurückgelegte Wegstrecke ermittelt. Entspricht die ermittelte Wegstrecke dem Abstand zwischen Einrichtung und Werkzeugeinrichtung, entspricht also die Position der Werkzeugeinrichtung der Position des Markers, so wird vorzugsweise die Werkzeugeinrichtung bewegt und/oder betrieben, um beispielsweise einen automatischen Schneidvorgang durchzuführen. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, die Position des Markers und/oder der Arbeitsmaschine mittels eines satellitengestützten Navigationssystems, beispielsweise mittels eines GPS-Systems, zu ermitteln.
Die Verwendung eines Steuersystems zum Betreiben eines Arbeitssystems, insbesondere Hopfenanbausystems, mit mehreren gleichen und/oder unterschiedlich ausgebildeten Arbeitsmaschinen, wobei die jeweilige Arbeitsmaschine dazu ausgebildet ist, eine vorbestimmte Arbeitsaufgabe selbstständig durchzuführen, zeichnet sich durch die Merkmale des Anspruchs 12 aus. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile. Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale ergeben sich insbesondere aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Dazu zeigen

1 ein Steuersystem für ein Agrararbeitssystem, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel und
2 ein Steuersystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

1 zeigt ein Steuersystem 1 für ein Arbeitssystem 2, insbesondere Agrararbeitssystem, wobei das Steuersystem 1 eine mobile Arbeitsmaschine 3 aufweist, die dazu ausgebildet ist, eine vorbestimmte Arbeitsaufgabe selbstständig durchzuführen. „Agrararbeitssystem“ bedeutet hierbei, dass durch die Arbeitsmaschine 3 Arbeitsaufgaben durchführbar sind, die im Zusammenhang mit Pflanzen, insbesondere im Zusammenhang mit Landwirtschaft oder landwirtschaftlichem Anbau, stehen.
Das Steuersystem 1 umfasst Mittel 4, die zur Orientierung und/oder Kollisionsvermeidung für die Arbeitsmaschine 3 vorhanden sind. Dazu weisen die Mittel 4 eine Vielzahl von Markern 5,6 auf, die vorliegend an unterschiedlichen Gegenständen 7,8 in einem Arbeitsbereich 9 der Arbeitsmaschine 3 angeordnet sind. Vorliegend sind die einen der Marker 5 an ersten Gegenständen 7 und die anderen der Marker 6 an zweiten Gegenständen 8 angeordnet.
Zudem weist das Steuersystem 1 vorliegend zwei an der Arbeitsmaschine 3 anordenbare/angeordnete Einrichtungen 10 auf, die dazu ausgebildet sind, die Marker 5,6 zu erfassen und in Abhängigkeit zumindest eines erfassten Markers 5,6 eine Information oder ein elektrisches Signal an die Arbeitsmaschine 3 auszugeben.
Vorliegend sind die Marker 5,6 als visuelle Marker 5,6 ausgebildet. Die visuellen Marker 5,6 sind somit optisch und damit besonders einfach erfassbar. Die Marker 5,6 sind beispielsweise als lesbare Codes, insbesondere QR-Codes, als RFID-Chips oder als vorbestimmte Lacke ausbildbar.
Die Marker 5,6 weisen vorliegend jeweils unterschiedliche Identifikationsmerkmale auf, ein erster der Marker 5 also ein erstes und ein zweiter der Marker 6 ein zweites Identifikationsmerkmal. Das erste Identifikationsmerkmal ist beispielsweise ein erster lesbarer Code, insbesondere ein erster QR-Code, oder ein erster RFID-Code, das zweite Identifikationsmerkmal ein zweiter lesbarer Code, insbesondere ein zweiter QR-Code, oder ein zweiter RFID-Code. Dies gewährleistet, dass die ersten und die zweiten Gegenstände 7,8 jeweils individuell markierbar und erfassbar, damit also insbesondere voneinander unterscheidbar, sind. Die Arbeitsmaschine 3 ist somit vorzugsweise in der Lage, in Abhängigkeit des erfassten Identifikationsmerkmals oder des jeweiligen erfassten Markers 5,6 eine insbesondere in Bezug auf den erfassten Gegenstand 7,8 vorbestimmte oder vorbestimmbare Arbeitsaufgabe durchzuführen.
Zum Erfassen der vorliegend als visuelle Marker 5,6 ausgebildeten Marker 5,6, welche jeweils einen lesbaren Code aufweisen, weist die Einrichtung 10 zumindest einen Kamerasensor 11 auf. Der Kamerasensor 11 ist vorzugsweise als CCD- oder CMOS-Sensor ausgebildet. Um eine besonders zuverlässige Ausleuchtung und damit besonders vorteilhafte Erfassbarkeit der Marker 5,6 zu gewährleisten, weist die Einrichtung 10 zumindest einen Strahler 12 auf. Der Strahler 12 ist vorzugsweise als Leuchtdiode ausgebildet, welche insbesondere zur Emission von Licht im infraroten, sichtbaren und/oder ultravioletten Spektralbereich ausgebildet ist.
Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass zum Erfassen der als RFID-Chips ausgebildeten Marker 5,6 die Einrichtung 10 vorzugsweise als Empfängersystem zum Empfangen der von den RFID-Chips ausgesandten elektromagnetischen Wellen ausgebildet ist.
Vorliegend ist ein Steuergerät 13 vorhanden, das signaltechnisch mit der Einrichtung 10 und mit der Arbeitsmaschine 3 verbunden ist. Das Steuergerät 13 ist vorzugsweise ein Steuergerät 13 des Steuersystems 1, insbesondere der Einrichtung 10, so dass das Steuersystem 1 insbesondere als mobiles Steuersystem 1 ausbildbar und mit der Arbeitsmaschine 3 signaltechnisch verbindbar ist. Alternativ ist das Steuergerät 13 ein Steuergerät 13 der Arbeitsmaschine 3 und mit der Einrichtung 10 verbindbar. Das Steuergerät 13 ist vorzugsweise dazu ausgebildet, die von der Einrichtung 10 oder dem Kamerasensor 11 erfassten Signale oder Informationen zu empfangen und auszuwerten. Insbesondere weist das Steuergerät 13 dazu eine Datenspeichereinheit 14 auf, in welcher ein Algorithmus und/oder ein vorgebbarer Signal-Marker-Zusammenhang, beispielsweise in Form einer Kennlinie, abgespeichert ist. Dabei ist vorgesehen, dass das Steuergerät 13 oder die Datenspeichereinheit 14 die erfassten Signale oder Informationen der Einrichtung 10 mit dem Signal-Marker-Zusammenhang vergleicht, so dass genau bestimmbar ist, ob ein erfasstes Signal einem jeweiligen Marker 5,6 zuordenbar ist.
Bevorzugt vorgesehen, dass das Steuergerät 13 signaltechnisch mit einer Antriebseinheit 15 und/oder Lenkvorrichtung 16 der Arbeitsmaschine 3 zu deren Ansteuerung verbunden ist. Dies gewährleistet, dass die Arbeitsmaschine 3 automatisch oder autonom betreibbar ist. Beispielsweise können damit Fahrvorgänge und/oder Lenkmanöver beziehungsweise Ausweichmanöver zum Ausweichen eines Hindernisses oder eines Gegenstandes 9,10 automatisch durchgeführt werden. In Abhängigkeit eines erfassten Markers 5,6 kann somit durch das Steuergerät 13 eine Information an die Arbeitsmaschine 3, insbesondere an die Antriebseinheit 15 und/oder Lenkvorrichtung 16, ausgegeben werden.
Vorliegend ist das Arbeitssystem 2 oder Agrararbeitssystem als Hopfenanbausystem 17 ausgebildet. Das Arbeitssystem 2 oder Hopfenanbausystem 17 umfasst hierbei die Arbeitsmaschine 3 und das Steuersystem 1 für die Arbeitsmaschine 3. Der erste Gegenstand 7 ist dabei vorliegend eine Hopfenpflanze 18 und der zweite Gegenstand 8 ein Hopfengerüst 19.
Die Arbeitsmaschine 3 ist ein Kraftfahrzeug 20, insbesondere ein Traktor, an welchem vorliegend zwei in Abhängigkeit von der Information oder dem Signal der Einrichtung 10 bewegbare und betreibbare Werkzeugeinrichtungen 21,22 angeordnet sind. Die Werkzeugeinrichtungen 21,22 sind vorliegend als Schneidwerkzeug zum Schneiden der Hopfenpflanzen 18 ausgebildet. Die Werkzeugeinrichtungen 21,22 sind vorzugsweise jeweils in einem an der Arbeitsmaschine 3 anordenbaren oder angeordneten Gehäuse 23 insbesondere seitlich zu einer Fahrtrichtung 24 ausfahrbar und/oder einfahrbar beziehungsweise bewegbar angeordnet. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass eine erste der Werkzeugeinrichtungen 21 zu einer Seite und eine zweite der Werkzeugeinrichtungen 22 zu einer anderen Seite relativ zu der Fahrtrichtung 24 seitlich bewegbar sind. So können insbesondere beidseitig der Arbeitsmaschine 3 angeordnete Hopfenpflanzen 18 gleichzeitig bearbeitet oder geschnitten werden.
Vorliegend ist das Steuergerät 13 signaltechnisch mit den Werkzeugeinrichtungen 21,22, insbesondere mit einem die erste Werkzeugeinrichtung 21 antreibenden ersten Aktuator 25 und mit einem die zweite Werkzeugeinrichtung 22 antreibenden zweiten Aktuator 23, signaltechnisch verbunden. Erfasst die Einrichtung 10 beispielsweise einen Marker 5, welcher vorliegend eine Hopfenpflanze 18 markiert, so übermittelt das Steuergerät 13 vorzugsweise ein Ansteuersignal an zumindest einen der Aktuatoren 25,26 zum Bewegen beziehungsweise seitlichen Ausfahren und vorzugsweise zum Aktivieren einer Schneidbewegung zumindest einer der Werkzeugeinrichtungen 21,22. Erfasst die Einrichtung 10 einen Marker 6, welcher einen Hopfengerüst 19 markiert, so übermittelt das Steuergerät 13 vorzugsweise ein Ansteuersignal an zumindest einen der Aktuatoren 25,26 zum Bewegen beziehungsweise seitlichen Einfahren und vorzugsweise zum Deaktivieren einer Schneidbewegung zumindest einer der Werkzeugeinrichtungen 21,22. Für einen hier nicht dargestellten Benutzer der Arbeitsmaschine 3 ergibt sich dadurch der Vorteil, dass die Arbeitsaufgabe, vorliegend ein Schneiden der Hopfenpflanzen 18, besonders effizient, insbesondere automatisch, durch die Arbeitsmaschine 3 selbstständig durchführbar ist. Der Benutzer kann sich somit auf eine Fahraufgabe konzentrieren, so dass sich ein Zeit- und Arbeitsaufwand für den Benutzer verringert.
Vorliegend ist die Einrichtung 10 zum Erfassen der Marker 5,6 in Fahrtrichtung 24 des Kraftfahrzeugs 20 oder der Arbeitsmaschine 3 vor der Werkzeugeinrichtung 21,22 an dem Kraftfahrzeug 20 oder der Arbeitsmaschine 3 angeordnet. Vorzugsweise ist ein Abstand D zwischen der Einrichtung 10 und der Werkzeugeinrichtung 21,22 bekannt und vorzugsweise im Steuergerät 13 abgespeichert. Es ist vorgesehen, dass die Einrichtung 10 oder der Kamerasensor 11 zunächst ein Signal des Markers 5,6 erfasst und das Signal an das Steuergerät 13 übermittelt, sodass durch das Steuergerät 13 die Position des Markers 5,6 oder Gegenstandes 7,8 bestimmbar ist. Während eines Fahrvorganges wird zusätzlich vorzugsweise die Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine 3 überwacht und aus der Geschwindigkeit eine zurückgelegte Wegstrecke ermittelt. Entspricht die ermittelte zurückgelegte Wegstrecke dem Abstand D zwischen Einrichtung 1 und Werkzeugeinrichtung 21,22, so wird vorzugsweise die Werkzeugeinrichtung 21,22 angesteuert, beispielsweise um einen automatischen Schneidvorgang durchzuführen. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, den Marker 5,6 durch die Einrichtung 10 zu erfassen und das erfasste Signal der Einrichtung 10 in dem Steuergerät 13 oder der Datenspeichereinheit 14 als Positionsinformation oder Koordinate abzuspeichern. Vorzugsweise weist das Steuergerät 13 oder die Datenspeichereinheit 14 eine Kommunikationsverbindung zu einem satellitengestützten Navigationssystem, beispielsweise einem GPS-System, auf. Dadurch ist gewährleistet, dass die abgespeicherte Koordinate mit einer GPS-Koordinate oder GPS-Information vergleichbar ist, um somit zu bestimmen, ob die Position der Werkzeugeinrichtung 21,22 mit der Position des Markers 5,6 übereinstimmt. Entspricht die ermittelte Position der erfassten Position, so wird vorzugsweise die Werkzeugeinrichtung 21,22 angesteuert, beispielsweise um einen automatischen Schneidvorgang durchzuführen.
Um eine Beschädigung einer Hopfenpflanze 18 zu vermeiden, beispielsweise weil deren Marker 5 fehlt oder unkenntlich geworden ist, ist vorzugsweise vorgesehen, in dem Steuergerät 13 oder der Datenspeichereinheit 14 einen Abstand zwischen zwei Hopfenpflanzen 18 oder eine Position einer Hopfenpflanze 18 vorzugeben und abzuspeichern. Wird durch den Kamerasensor 11 beispielsweise an einer Position, an welcher eine Hopfenpflanze 18 beispielsweise aufgrund der abgespeicherten Position erwartet wird, kein Marker 5 und damit keine Hopfenpflanze 18 erfasst, ist vorgesehen, dass die Werkzeugeinrichtung 21,22 dann zumindest für diese Position automatisch eingefahren und/oder deaktiviert wird. Weil der Kamerasensor 11 in Fahrtrichtung 24 vor der Werkzeugeinrichtung 21,22 an der Arbeitsmaschine 3 angeordnet ist, kann dieser vorgebbare und abgespeicherte Abstand D als Toleranzabstand genutzt werden, in welchem ein in Fahrtrichtung 24 nächster oder folgender Marker 5,6 beziehungsweise Gegenstand 7,8 erfasst werden muss.
Zusätzlich oder alternativ ist vorgesehen, dass dann, wenn kein Marker 5,6 an der abgespeicherten, erwarteten Position erfasst wird, dem Benutzer der Arbeitsmaschine 3 vorzugsweise mittels einer vorzugsweise durch das Steuergerät 13 ansteuerbaren Signaleinrichtung 27 der Arbeitsmaschine 3 ein Warnsignal ausgegeben wird, beispielsweise akustisch oder optisch. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Signaleinrichtung 27, beispielsweise durch das Steuergerät 13, auf eine Reaktion des Benutzers auf das Warnsignal überwacht wird. Erfolgt nach Ausgabe des Warnsignals eine Bestätigung durch den Benutzer, dass tatsächlich kein Marker 5,6 oder Gegenstand 7,8 vorhanden ist, so verbleibt die Werkzeugeinrichtung 21,22 insbesondere in ihrer Schneidposition. Erfolgt die Bestätigung nicht, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Werkzeugeinrichtung 21,22 automatisch eingezogen beziehungsweise in das Gehäuse 23 eingefahren wird.
Um einen Abstand zwischen zwei Hopfenpflanzen 18 oder eine Position einer Hopfenpflanze 18 vorzugeben und/oder abzuspeichern ist vorgesehen, dass bei einem Fahrvorgang der Arbeitsmaschine 3 durch das Hopfenanbaugebiet 17 durch den Algorithmus des Steuergeräts 13 auf Basis der erfassten Signale der Einrichtung 10 ein Muster der wiederkehrenden Ereignisse, insbesondere der erfassten Signale, und damit des Hopfenanbaugebiets 17 erzeugt oder angelernt wird. Vorliegend ist das Muster eine Gerade, auf der die Marker 5,6 beziehungsweise Gegenstände 7,8 in regelmäßigen Abständen angeordnet sind. Dadurch ergibt sich auf Basis der erfassten Signale eine entsprechende Ausbildung des Musters. Ein Abstand der Hopfenpflanzen 18 kann dabei durch die zurückgelegte Fahrstrecke und die Position der Hopfenpflanzen 18 durch die erfassten Signale der Einrichtung 10 beziehungsweise des Kamerasensors 11 bestimmt werden. Ein Zusammenfügen oder Komplettieren des Musters kann zusätzlich durch weitere Größen wie beispielsweise einem Lenkwinkel erfolgen. Dadurch ist es möglich, für das vorliegend angelernte Hopfenanbaugebiet 17 das entsprechende Muster immer wieder einzusetzen. Durch das gelernte Muster kann ein fehlertolerantes Steuersystem 1 realisiert werden, das dem Benutzer auch bei zumindest einem fehlenden Marker 5,6 noch sicher bei der Arbeit unterstützen und Kollisionen der Arbeitsmaschine 3 vermeiden kann.
2 zeigt das aus 1 bekannte Arbeitssystem 2 sowie das bekannte Steuersystem 1. Aus der 1 bekannte Merkmale sind in der 2 mit denselben Bezugszeichen versehen. Im Unterschied zu 1 ist nunmehr das Arbeitssystem 2 ein Straßenrand-Mähsystem, wobei nunmehr Marker 5 mit gleichen Identifikationsmerkmalen an Gegenständen 28, die als Straßenrand-Leitpfosten ausgebildet sind, angeordnet sind. Vorliegend ist nur eine Werkzeugeinrichtung 22 vorgesehen, welche vorliegend in Richtung des Straßenrandes ausgefahren ist. Zudem ist die Werkzeugeinrichtung 22 nunmehr als Mähwerkzeug ausgebildet.
Durch die einheitliche Markierung von Gegenständen 7,8,28 durch Marker 5,6 ist das Steuersystem 1 durch eine geringe Anzahl von einstellbaren Parametern, insbesondere lediglich durch eine Signalauswertung der von der Einrichtung 10 erfassten Signale, ohne weiteren Aufwand für verschiedene Einsatzzwecke universell einsetzbar. Eine spezifische Applikation für einen bestimmten Einsatzzweck entfällt somit. Der Aufwand der Gegenstandserkennung kann somit auf ein einheitliches Merkmal oder Identifikationsmerkmal reduziert werden, so dass ein Entwicklungsaufwand einer Arbeitsmaschine 3 oder eines Steuersystems 1 deutlich reduzierbar ist. Damit kann ein universell einsetzbares Steuersystem 1 oder Arbeitssystem 2 ausgebildet und/oder angeboten werden, das auch für Nischenanwendungen einsetzbar ist. Zudem erfolgt die Erfassung des Gegenstandes7, 8, 28 berührungslos, sodass eine Arbeitsgeschwindigkeit hoch ist und die Erfassung wartungsfrei erfolgt. Das Ansteuern der Werkzeugeinrichtung 21, 22 gewährleistet zudem, dass insbesondere zum Schneiden der Hopfenpflanze 18 das Hopfengerüst 19 nicht umfahren werden muss. Dies vereinfacht und beschleunigt die Durchführung der Arbeitsaufgabe.
Zudem ist eine Verwendung des Steuersystems zum Betreiben des Arbeitssystems, insbesondere Hopfenabbausystems 17, vorgesehen, mit mehreren gleich und/oder unterschiedlich ausgebildeten Arbeitsmaschinen 3, wobei die jeweilige Arbeitsmaschine 3 dazu ausgebildet ist, eine vorbestimmte Arbeitsaufgabe selbstständig durchzuführen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10027133 A1 [0003]

Claims

Steuersystem (1) für ein Agrararbeitssystem (2), das zumindest eine mobile Arbeitsmaschine (3) aufweist, die dazu ausgebildet ist, eine vorbestimmte Arbeitsaufgabe selbstständig durchzuführen, mit Mitteln (4), die zur Orientierung und/oder Kollisionsvermeidung für die Arbeitsmaschine (3) vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (4) eine Vielzahl von Markern (5,6) aufweisen, die an Gegenständen (7,8;28) in einem Arbeitsbereich (9) anordenbar/angeordnet sind, und zumindest eine an der Arbeitsmaschine (3) anordenbare/angeordnete Einrichtung (10), die dazu ausgebildet ist, die Marker (5,6) zu erfassen und in Abhängigkeit eines erfassten Markers (5,6) eine Information an die Arbeitsmaschine (3) auszugeben.
Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Marker (5,6) visuelle Marker (5,6), insbesondere Reflektoren sind.
Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (10) zumindest ein Kamerasensor (11) zum Erfassen der Marker (5,6) aufweist.
Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (10) zumindest einen Strahler (12) zum Anleuchten der Marker (5,6) aufweist.
Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Marker (5,6) gleiche oder unterschiedliche Identifikationsmerkmale aufweisen.
Steuersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Identifikationsmerkmale lesbare Codes, insbesondere QR-Codes, RFID-Chips oder vorbestimmte Lacke sind.
Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuergerät (13) vorhanden ist, das signaltechnisch mit der Einrichtung (10) verbunden und mit der Arbeitsmaschine (3) verbindbar/verbunden ist.
Arbeitssystem, insbesondere Agrararbeitssystem (2), mit zumindest einer Arbeitsmaschine (3), wobei die Arbeitsmaschine (3) dazu ausgebildet ist, eine vorbestimmte Arbeitsaufgabe selbstständig durchzuführen, und mit einem Steuersystem (1) für die Arbeitsmaschine (3), gekennzeichnet durch die Ausbildung des Steuersystems (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
Arbeitssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitssystem (2) als Hopfenanbausystem (17) ausgebildet ist.
Arbeitssystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsmaschine (3) ein Kraftfahrzeug (20) ist, an welchem zumindest eine in Abhängigkeit von der Information bewegbare und/oder betreibbare Werkzeugeinrichtung (21,22) angeordnet ist.
Arbeitssystem nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (10) zum Erfassen der Marker (5,6) in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs (20) vor der Werkzeugeinrichtung (21,22) an dem Kraftfahrzeug (20) angeordnet ist.
Verwendung eines Steuersystems nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zum Betreiben eines Arbeitssystems, insbesondere Hopfenabbausystems (17), mit mehreren gleich und/oder unterschiedlich ausgebildeten Arbeitsmaschinen (3), wobei die jeweilige Arbeitsmaschine (3) dazu ausgebildet ist, eine vorbestimmte Arbeitsaufgabe selbstständig durchzuführen.