DE102017219201A1

DE102017219201A1 - Verfahren und Steuergerät zum Betreiben einer Landmaschine

Info

Publication number: DE102017219201A1
Application number: DE102017219201.1A
Authority: DE
Inventors: Markus Birk; Luis Fernando Guerreiro; Diogo Guilherme Garcia de Freitas; Tiago Kazunori Nagy; Mauro Cesar Zanella
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2017-10-26
Filing date: 2017-10-26
Publication date: 2019-05-02
Also published as: WO2019081205A1; US20210195822A1; CN111278272A; RU2020116532A; BR112020007700A2

Abstract

Offenbart sind ein Verfahren und ein Steuergerät zum Betreiben einer Landmaschine, bei denen zum autonomen Betrieb der Landmaschine bereitgestellte Maschinendaten eines Arbeitsablaufes entlang einer Arbeitsroute angewendet werden, wobei die bereitgestellten Maschinendaten eine Vielzahl von Datensätzen aufweisen. Im autonomen Betrieb der Landmaschine wird eine Arbeitsposition der Landmaschine erfasst und in Abhängigkeit der erfassten Arbeitsposition wird ein Datensatz aus den bereitgestellten Maschinendaten ausgewählt und angewendet.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Landmaschine oder andere selbstfahrende Arbeitsmaschinen mit dem Schritt des Anwendens bereitgestellter Maschinendaten eines Arbeitsablaufes entlang einer Arbeitsroute zum autonomen Betrieb der Landmaschine, wobei die bereitgestellten Maschinendaten eine Vielzahl von Datensätzen aufweisen.
Die Erfindung betrifft ferner ein Steuergerät zum Betreiben einer Landmaschine in einem autonomen Betrieb, welches die Landmaschine mit bereitgestellten Maschinendaten eines Arbeitsablaufes steuert, wobei die bereitgestellten Maschinendaten eine Vielzahl von Datensätzen aufweisen.
Stand der Technik
Eine Landmaschine kann eine im Agrarsektor eingesetzte land- oder forsttechnische Maschine, Fahrzeug oder Gerät, insbesondere eine mobile Landmaschine sein. Beispielsweise kann es sich bei der Landmaschine um einen Traktor handeln.
Eine in einem autonomen Betrieb arbeitende Landmaschine kann auch als eine selbstfahrende Landmaschine, das heißt eine nicht aktiv von einem Menschen geführte Landmaschine, bezeichnet werden. Eine in einem autonomen Betrieb arbeitende Landmaschine kann auch eine ferngesteuerte Landmaschine sein.
Aus dem Stand der Technik sind autonom arbeitende oder selbstfahrende Landmaschinen bekannt, welche ausgehend von einem Startpunkt entlang einer vorgegebenen Strecke bestimmte Arbeiten nacheinander ausführen. Beispielsweise sind derart arbeitende Traktoren oder Mähmaschinen bekannt, welche einen programmierten Ablauf von Arbeitsaufgaben beispielsweise mit einem angebauten Mähwerk einzeln der Reihe nach abarbeiten.
Zusammenfassung
Offenbart sind Lösungen zum autonomen Betreiben einer Landmaschine, welche insbesondere die Effizienz, Flexibilität und Automatisierung des Betriebs erhöhen beziehungsweise verbessern.
Bei dem offenbarten Verfahren wird im autonomen Betrieb der Landmaschine ein Erfassen einer Arbeitsposition der Landmaschine und ein Auswählen und Anwenden eines Datensatzes aus den bereitgestellten Maschinendaten in Abhängigkeit der erfassten Arbeitsposition ausgeführt.
Beim Anwenden eines Datensatzes im autonomen Betrieb kann ein automatisches Regeln einer Längsdynamik und/oder einer Querdynamik der Landmaschine durchgeführt werden. Beim Anwenden eines Datensatzes im autonomen Betrieb kann auch ein Ansteuern eines Anbaugerätes durchgeführt werden.
Maschinendaten können grundsätzlich beliebige Daten zum Führen, Steuern oder Regeln des Betriebs einer Landmaschine sein. Die Maschinendaten zum Betreiben der Landmaschinen können insbesondere Fahrzeugsteuerungsdaten, Fahrdynamikdaten, Nebenantriebsdaten (PTO-Daten), Anbaugerätedaten oder ortsbezogene Daten aufweisen.
Fahrdynamikdaten oder Fahrzeugsteuerungsdaten können beispielsweise Fahrzeugpositionen, Fahrzeuggeschwindigkeiten oder Fahrzeugbeschleunigungen aufweisen. Die Fahrdynamikdaten oder die Fahrzeugsteuerungsdaten können auch Daten bezogen auf einen Arbeitsweg oder eine Trajektorie, eine Arbeitszeit, einen Energieaufwand, Antriebskräfte, Arbeitsleistungen, beispielsweise eine Motordrehzahl, oder Bewegungswiderstände aufweisen. Die Daten können orts- oder zeitabhängig sein.
Nebenantriebsdaten können Daten für eine zuschaltbare mechanische Antriebsquelle oder Zapfwelle an einem Nebenausgang des Getriebes sein. Grundsätzlich können Daten für ein beliebiges Anbaugerät vorgehalten sein. Die Nebenantriebsdaten können beispielsweise Daten für den Antrieb eines an der Landmaschine angebauten Mähbalkens aufweisen.
Anbaugerätedaten können Daten zum Ansteuern eines Anbaugerätes sein, mit denen beispielsweise der Zustand oder die Ausrichtung eines Front- oder Heckhebers beschrieben sein kann. Die Anbaugerätedaten können auch direkt zum Ansteuern des Anbaugerätes verwendet werden.
Ortsbezogene Daten können Maschinenkoordinaten, Maschinenorientierungen, vektorielle Daten oder Koordinaten einer Trajektorie sein. Die ortsbezogenen Daten können auf ein lokales Koordinatensystem oder auf ein globales Koordinatensystem, beispielsweise auf geographische Längen- und Breitengrade, bezogen sein.
Als Arbeitsablauf kann eine zeitliche oder örtliche Abfolge von Arbeitsaufgaben verstanden werden. Der Arbeitsablauf kann entlang einer Arbeitsroute, das heißt einer bekannten Streckenführung im Gelände, abgearbeitet werden. Eine Arbeitsroute kann eine dreidimensionale oder eine zweidimensionale Streckenführung sein. Arbeitsaufgaben können an bestimmten Arbeitspositionen als entsprechende Geländepunkte oder Geländekoordinaten durchgeführt werden.
Als Datensatz kann eine Gruppe oder Ansammlung von inhaltlich zusammenhängenden Datenfeldern verstanden werden.
Der vorgeschlagenen Lösung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es zum automatisierten Betrieb einer Landmaschine nicht ausreichend sein kann, einen Arbeitsablauf entlang einer Arbeitsroute lediglich in einem benutzergeführten Betrieb aufzuzeichnen und den aufgezeichneten Arbeitsablauf dann in einem autonomen Betrieb einfach abzuspielen.
Vielmehr besteht eine Grundidee darin, bezogen auf eine tatsächliche Position der Landmaschine zu Beginn oder während des autonomen Betriebs, positionsgenau und insbesondere auch unabhängig von der Datenreihenfolge in den Maschinendaten hinterlegte Arbeitsaufgaben zu erledigen. Dies kann vorteilhaft sein, da die Arbeitsmaschine beispielsweise so an einer beliebigen Position entlang der Arbeitsroute gestartet werden kann. Ein weiterer Vorteil kann darin bestehen, dass ein örtliches Abdriften der Landmaschine von Ihrer Arbeitsroute oder ein Umfahren eines Hindernisses fortlaufend korrigiert beziehungsweise bewältigt werden kann.
Eine Ausführungsform besteht darin, dass ein Erfassen der bereitgestellten Maschinendaten in einem benutzergeführten Betrieb der Landmaschine vorgesehen ist. Der benutzergeführte Betrieb kann auch als eine Lernphase für eine Automatisierung des von der Landmaschine auszuführenden Arbeitsablaufes definiert werden. In dem benutzergeführten Betrieb kann eine Fahrt der Landmaschine oder ein Verhalten eines Fahrers oder Maschinenführers, insbesondere dessen Steuern oder Regeln der Landmaschine, auf einen Datenträger aufgezeichnet oder kopiert werden. Im benutzergeführten Betrieb können auch Betriebsdaten der Landmaschine oder Steuerungsdaten von Geräten zur Feldbearbeitung auf einen Datenträger gespeichert werden. Das Erfassen von Maschinendaten in einem benutzergeführten Betrieb hat den Vorteil, dass der vorangehende tatsächliche Einsatz einer Landmaschine durch einen Landwirt in einem nachfolgenden autonomen Betrieb der Landmaschine, ohne dass sich der Landwirt in diesem auf der Landmaschine befindet, positionsgenau wiederholt oder abgespielt werden kann.
Die Maschinendaten können im benutzergeführten Betrieb von einem Bussystem gelesen und anschließen auf einen Datenträger abgespeichert werden. Die abgespeicherten Daten können im autonomen Betrieb wieder an das Bussystem kommuniziert werden um die Landmaschine automatisch arbeiten zu lassen.
Mit dem Erfassen eines Arbeitsablaufes in einem benutzergeführten Betrieb und dem Wiederholen desselben Arbeitsablaufes in einem autonomen Betrieb können beispielsweise sich stündlich oder wöchentlich wiederholende Arbeitsvorgänge mit einer Landmaschine von einem Landwirt automatisiert durchgeführt werden. Beispielsweise kann so der wiederholte Vorgang des Zettens oder des Mähens von einer Landmaschine selbst ausgeführt werden.
Alternativ oder zusätzlich können die bereitgestellten Maschinendaten auch durch eine Simulation des Arbeitsablaufes an einem digitalen Geländemodell oder auch von einem benutzergeführten parallelen Betrieb einer anderen Landmaschine bereitgestellt werden. Ferner besteht die Möglichkeit, die Maschinendaten in einer Simulationsplattform bereitzustellen.
Eine weitere Ausführungsform besteht darin, dass die bereitgestellten Maschinendaten Positionsdaten aufweisen und ein Vergleichen der erfassten Arbeitsposition mit den Positionsdaten zum Auswählen des Datensatzes im autonomen Betrieb vorgesehen ist. Bei den Positionsdaten kann es sich um zweidimensionale oder dreidimensionale Koordinaten in einem lokalen oder globalen Koordinatensystem handeln. Eine Position kann beispielsweise durch eine geographische Länge und Breite definiert sein. Eine Position kann zusätzlich auch eine Höheninformation aufweisen. Die Positionsdaten können einzelne Positionen sein, bei denen jeweilige Betriebsdaten oder Feldbearbeitungsdaten im benutzergeführten Betrieb örtlich angefallen oder zu erledigen sind.
Im autonomen Betrieb der Landmaschine kann ein solcher Datensatz aus den bereitgestellten Maschinendaten ausgewählt und angewendet werden, dessen Positionsdaten eine Position enthalten, die mit der im autonomen Betrieb erfassten Arbeitsposition den kleinsten Abstand hat. Aus den Maschinendaten kann so der Datensatz ausgewählt werden, der zur tatsächlichen Ist-Fahrzeugposition im Betrieb der Landmaschine räumlich am nächsten liegt. Es kann die euklidische Distanz zwischen einer Arbeitsposition und den Positionsdaten berechnet werden.
Eine weitere Ausführungsform besteht darin, dass ein kontinuierliches Erfassen einer Arbeitsposition der Landmaschine im autonomen Betrieb und ein Auswählen und ein Anwenden eines jeweiligen Datensatzes aus den bereitgestellten Maschinendaten in Abhängigkeit der jeweils erfassten Arbeitsposition vorgesehen ist. Der jeweilige Datensatz kann unabhängig von der Reihenfolge der Datensätze in den bereitgestellten Maschinendaten ausgewählt und angewendet werden. Ein jeweiliger Datensatz kann alternativ auch in Abhängigkeit der jeweils erfassten Arbeitsposition und in Abhängigkeit der Reihenfolge der Datensätze in den bereitgestellten Maschinendaten ausgewählt und angewendet werden. Im autonomen Betrieb der Landmaschine kann so kontinuierlich in einer fortlaufenden Schleife ein jeweiliger Datensatz aus den bereitgestellten Maschinendaten ausgewählt und angewendet werden, der eine Position enthält, die mit der im autonomen Betrieb aktuell erfassten Arbeitsposition den kleinsten Abstand hat. Ein kontinuierliches Erfassen oder Bestimmen der Arbeitsposition ist vorteilhaft, da basierend hierauf in den Maschinendaten beschriebene ortsabhängige Arbeitsaufgaben fortlaufend positionsgenau ausgewählt und von der Landmaschine ausgeführt werden können.
Eine weitere Ausführungsform besteht in einem Vorsehen eines Zeitgebers zum Erfassen der Arbeitsposition, zum Auswählen des Datensatzes und/oder zum Anwenden des Datensatzes. Der Zeitgeber gibt dabei vor, in welchem Zeitabstand das Erfassen der Arbeitsposition, das Auswählen des Datensatzes und/oder das Anwenden des Datensatzes ausgeführt wird. Der Zeitgeber kann auch als Timer bezeichnet werden. Das Erfassen, das Auswählen oder das Anwenden von Daten in einem benutzergeführten oder autonomen Betrieb kann in konstantem zeitlichen Abstand, beispielsweise in einem Abstand von 100 Millisekunden, erfolgen. Der Abstand kann einen Zyklus oder eine Zykluszeit zum Erledigen einzelner in einem Datensatz beschriebener Arbeitsaufgaben oder Maschinensteuerungsinformationen definieren. Ein konstanter Zyklus ist insbesondere vorteilhaft für ein Kommunizieren mit einem Bussystem.
Es kann ein weiterer Zeitgeber oder Timer vorgesehen sein, welcher in einem weiteren zeitlich konstanten Abstand, insbesondere in einem zeitlich kürzeren Abstand als der Abstand für das Erfassen der Arbeitsposition, das Auswählen des Datensatzes und das Anwenden des Datensatzes, eine Nachricht an eine Fahrdynamikregelung der Landmaschine sendet, um ihre aktuelle Geschwindigkeit und Drehzahl zu steuern.
Eine weitere Ausführungsform besteht darin, dass die bereitgestellten Maschinendaten Geschwindigkeitsdaten aufweisen und basierend auf dem in Abhängigkeit der erfassten Arbeitsposition ausgewählten Datensatzes Auswählen und Anwenden von einem der in den bereitgestellten Maschinendaten nachfolgenden Datensätzen für einen Ruhezustand der Landmaschine im autonomen Betrieb vorgesehen ist. Es kann der darauffolgende Datensatz ausgewählt werden. Der Ruhezustand kann auch ein Stillstand der Landmaschine sein. Die Geschwindigkeitsdaten können in einem benutzergeführten Betrieb realisierte Geschwindigkeiten der Landmaschine entlang der Arbeitsroute darstellen. Die Geschwindigkeitsdaten können Sollgeschwindigkeiten für ein Bewegen der Landmaschine im autonomen Betrieb definieren. Alternativ oder zusätzlich zu Geschwindigkeitsdaten können auch die Positionsdaten oder Beschleunigungsdaten in den bereitgestellten Maschinendaten berücksichtigt werden, um Geschwindigkeitsdaten abzuleiten.
Ausgehend von den in den Maschinendaten vorhandenen Geschwindigkeitsdaten können zwei verschiedene Bewegungszustände der Landmaschine im autonomen Betrieb unterschieden werden. Ein erster Bewegungszustand kann als ein fahrender Zustand und ein zweiter Bewegungszustand kann als ein ruhender oder stehender Zustand definiert werden. Als Unterscheidungskriterium kann eine Geschwindigkeit als ein Schwellwert zur Abgrenzung des ersten und zweiten Zustands in den Geschwindigkeitsdaten dienen. Dem stehenden Zustand können auch Geschwindigkeiten größer als Null zugeordnet werden. Der Schwellwert kann beispielsweise 3 km/h oder 1,5 km/h betragen.
Wird eine angewandte oder ausgewählte Geschwindigkeit in den Geschwindigkeitsdaten dem ersten Bewegungszustand zugeordnet, das heißt befindet sie sich oberhalb des Schwellwerts, kann ein Datensatz ausgewählt und angewendet werden, dessen Position der erfassten Arbeitsposition am nächsten kommt.
Wird eine angewandte oder ausgewählte Geschwindigkeit in den Geschwindigkeitsdaten dem zweiten Bewegungszustand zugeordnet, das heißt befindet sie sich unterhalb des Schwellwerts, kann der dem zuletzt angewendeten Datensatz in den bereitgestellten Maschinendaten nachfolgende Datensatz ausgewählt und angewendet werden. Ein nachfolgender Datensatz kann ein in der Datenstruktur strukturell nachfolgender, alterativ auch ein örtlich oder zeitlich nachfolgender Datensatz sein.
Befindet sich die Landmaschine im zweiten Bewegungszustand können aufeinanderfolgende Datensätze zyklisch, zum Beispiel alle 100 Millisekunden, von einer Datei, welche die Maschinendaten enthalten kann, an ein Bussystem kommuniziert werden. Aus einer Textdatei kann beispielsweise immer die nächste Zeile auf einen CAN-Bussystem gelegt werden.
Alternativ oder zusätzlich kann ein weiterer Bewegungszustand zwischen dem ersten und zweiten Bewegungszustand definiert werden. Dieser Bewegungszustand kann vorliegen, wenn Geschwindigkeiten in den Geschwindigkeitsdaten in einem bestimmen Bereich liegen. In diesem Bewegungszustand kann geprüft werden, ob eine Position eines ausgewählten Datensatzes mit der Position des nachfolgenden Datensatzes übereinstimmt oder dieser ähnlich ist. Im Falle einer Übereinstimmung oder Ähnlichkeit kann wie im ersten Bewegungszustand verfahren werden und im Falle keiner Übereinstimmung oder Ähnlichkeit kann wie im zweiten Bewegungszustand verfahren werden.
Insbesondere in Bereichen von geringen Geschwindigkeiten, beispielsweise zwischen 1,5 km/h und 3 km/h, können Positionsdaten sehr ähnlich sein. Hier kann es bei einem Vergleich der aktuellen Arbeitsposition mit den Positionsdaten zu einem Deadlock kommen, da in den Maschinendaten eine einzelne Position der Arbeitsposition stets am nächsten ist. Ein Deadlock oder eine Verklemmung bezeichnet einen Zustand, bei dem eine zyklische Wartesituation auftritt, wobei einer neuer anzuwendender Datensatz auf die Freigabe von Betriebsmitteln zur Steuerung der Landmaschine wartet, die ein derzeit angewendeter Datensatz exklusiv belegt hat.
Ein Unterscheiden von derartigen Zuständen hat den Vorteil, dass eine Landmaschine auch in einem Ruhezustand oder bei sehr geringen Geschwindigkeiten in einem autonomen Betrieb betreibbar ist. Dies führt auch dazu, dass zum Beispiel eine Aktivierungsprozedur während eines Stillstands der Landmaschine ausführbar ist.
Eine weitere Ausführungsform besteht in einem Puffern der bereitgestellten Maschinendaten vor dem Auswählen des Datensatzes. Eine Vielzahl von Datensätzen kann von einem Datenträger in einen Puffer geladen werden. Als Beispiel können 50 Datensätze gepuffert werden. Aus den in dem Puffer befindlichen Datensätzen kann dann ein Datensatz ausgewählt und angewendet werden. Der Puffer kann nach einer Analyse zumindest eines Teils der geladenen Datensätze mit einer weiteren Vielzahl von Datensätzen überschrieben werden. Ein derartiges Puffern von Daten ist vorteilhaft, da die Lesegeschwindigkeit von einem Datenträger limitiert ist und so das Lesen der Daten effizient gestaltet ist.
Eine weitere Ausführungsform besteht darin, dass ein Auswählen des Datensatzes aus einer Teildatenmenge der bereitgestellten Maschinendaten vorgesehen ist. Die Teildatenmenge kann aus den bereitgestellten Maschinendaten oder aus einer Vielzahl von gepufferten Datensätzen gebildet werden. Die Teildatenmenge kann eine Vielzahl von Datensätzen, beispielsweise zehn Datensätze, aufweisen Die Vielzahl von Datensätzen kann insbesondere eine geringe Anzahl an Datensätzen aufweisen als eine Vielzahl von gepufferten Datensätzen. Es kann ein Vergleichen der Arbeitsposition mit Positionsdaten in einer Teildatenmenge erfolgen und der Datensatz mit der geringsten Positionsabweichung ausgewählt und angewendet werden. Ein derartiges Suchen und Finden eines Datensatzes in einer Teildatenmenge kann den Vorteil einer erhöhten Rechengeschwindigkeit oder Reaktionsgeschwindigkeit haben.
Eine weitere Ausführungsform besteht darin, dass ein Erfassen von Positionsdaten und/oder der Arbeitsposition mittels eines Satellitennavigationssystems vorgesehen ist. Das Satellitennavigationssystem kann insbesondere GPS, GLONASS und/oder GALILEO Satelliten nutzen. Ein Empfänger für entsprechende Satellitensignale kann auf der Landmaschine vorgesehen sein und Positionsdaten oder Arbeitspositionen erzeugen. Die Genauigkeit der Positionsdaten oder Arbeitspositionen kann durch Verwenden einer Referenzstation erhöht werden, beispielsweise kann differentielles GPS verwendet werden. Das Verwenden eines Satellitennavigationssystems zum Positionserfassen hat den Vorteil eines schnellen und hochfrequenten Verfügbarmachens von Positionsinformation einer Landmaschine die sich in Bewegung befindet.
Eine weitere Ausführungsform besteht darin, dass die bereitgestellten Maschinendaten Zeitdaten aufweisen und zum Auswählen des Datensatzes ein Vergleichen der im autonomen Betrieb erfassten Arbeitsposition mit den Positionsdaten und/oder ein Vergleichen einer im autonomen Betrieb erfassten Zeitinformation mit den Zeitdaten vorgesehen ist. Eine zeitliche Abfolge der Datensätze in den bereitgestellten Maschinendaten kann so berücksichtigt werden. Ein vorteilhafter Effekt dieser Ausführungsform ist es, dass auch redundante oder nicht eindeutige Positionsinformationen in den Maschinendaten durch eine Berücksichtigung der Zeitinformation angewendet werden können. So können bei einem positionsabhängigen Vergleich zum Auswählen eines Datensatzes redundante Streckenabschnitte mit unterschiedlichen Arbeitsaufgaben, auch sich kreuzende Strecken oder sich überlappende Strecken in der Arbeitsroute berücksichtigt werden.
Zeitdaten können auch aus Positionsdaten, insbesondere aus mit einem Satellitensystem gewonnen Positionsdaten, gewonnen werden. Beispielsweise kann der Zeitstempel einer GPS-Position, die GPS-Zeit, zum Gewinnen oder Auslesen von Zeitdaten herangezogen werden.
Eine weitere Ausführungsform besteht darin, dass die bereitgestellten Maschinendaten Landbearbeitungsdaten aufweisen. Mit Landbearbeitungsdaten kann ein an der Landmaschine vorgesehenes oder angebautes Gerät oder Werkzeug angesteuert werden. Ein ausgewählter Datensatz kann so zur Steuerung eines Anbaugerätes angewendet werden. Die Ansteuerung des Geräts oder des Werkzeugs kann positionsabhängig und/oder zeitabhängig im autonomen Betrieb der Landmaschine erfolgen. Es können auch mehrere Geräte zeitgleich mit den Landbearbeitungsdaten angesteuert werden.
Beispielsweise kann mit einem autonom betriebenen Traktor in der Landwirtschaft ein Wender beim Zetten oder ein Mähwerk beim Mähen automatisiert eingesetzt werden. Als Landbearbeitungsdaten können zum Beispiel Sollwerte eines Heckhebers oder eines Fronthebers sowie die Nebenantriebsdaten (PTO-Daten) des jeweiligen Hebers vorgesehen sein. Dies kann es ermöglichen mehrere Arbeitsaufgaben simultan und automatisiert auszuführen.
Eine weitere Ausführungsform besteht darin, dass ein Verwenden der bereitgestellten Maschinendaten von einer Fahrdynamikregelung im autonomen Betrieb vorgesehen ist. Die Fahrdynamikregelung kann eine Längsdynamik und/oder eine Querdynamik der Landmaschine regeln. Die Längsdynamik kann insbesondere die Geschwindigkeit oder die Beschleunigung entlang der Arbeitsroute aufweisen. Die Querdynamik kann Positionen oder eine Trajektorie umfassen. Im autonomen Betrieb der Landmaschine kann so die Längsdynamik, die Querdynamik und/oder ein Arbeitsprozess entlang einer Arbeitsroute flexibel geregelt werden.
Bei dem Steuergerät zum Betreiben einer Landmaschine in einem autonomen Betrieb ist eine Schnittstelle für einen Positionsaufnehmer zum Erfassen einer Arbeitsposition der Landmaschine vorgesehen, wobei das Steuergerät in Abhängigkeit der erfassten Arbeitsposition einen Datensatz aus den bereitgestellten Maschinendaten auswählt und anwendet. Die Landmaschine ist mit einem derartigen Steuergerät in einem autonomen Betrieb betreibbar.
Eine Schnittstelle kann auch als ein Interface verstanden werden, welches als ein Teil des Steuergeräts zur Kommunikation mit anderen Geräten oder Einrichtungen dient.
Ferner kann eine Schnittstelle für ein Bussystem zur Anwendung des ausgewählten Datensatzes vorgesehen sein. Geräte können über das Bussystem an die Landmaschine angeschlossen werden. Eine Steuerung der Geräte kann einheitlich über das in der Landmaschine integrierte Bussystem erfolgen. Entsprechenden Steuergeräte, beispielsweise TCU-Geräte oder ECU-Geräte empfangen die Nachricht vom Bussystem und setzten sie um. Ein Bussystem hat den Vorteil, dass nicht für jedes Gerät ein gesondertes Steuergerät vorhanden sein muss.
Eine weitere Ausführungsform besteht darin, dass eine Schnittstelle für einen Datenträger vorgesehen ist, wobei die bereitgestellten Maschinendaten auf dem Datenträger, insbesondere eine von einem Benutzer wechselbaren Speicherkarte, vorgehalten werden. Es kann beispielsweise ein SD-Karte vorgesehen sein, auf welche bereitgestellten Maschinendaten gespeichert sein können. Ein portabler oder von einem Benutzer wechselbarer Datenträger hat den Vorteil, dass Maschinendaten von oder auf mehreren Landmaschinen zu ihrem jeweiligen autonomen Betrieb verwendet werden können.
Eine Landmaschine kann das beschriebene Steuergerät aufweisen oder wird mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren betrieben.
Figurenliste
Die vorgeschlagene Lösung wird nachfolgend anhand von schematischen Figuren weiter erläutert. In den Figuren sind Ausführungsformen dargestellt. Dabei zeigen

1: Ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben einer Landmaschine;
2: Eine Datenstruktur von bereitgestellten Maschinendaten für das Verfahren zum Betreiben einer Landmaschine in 1.
3: Eine Darstellung von Komponenten einer Ausführungsform des Steuergeräts zum Betreiben einer Landmaschine.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
In 1 sind einzelne Verfahrensschritte eines Verfahrens zum Betreiben einer Landmaschine (nicht gezeigt) in einem autonomen Betrieb schematisch dargestellt. In einem ersten, vorangestellten Schritt S1 werden Maschinendaten 100 in einem benutzergeführten Betrieb erfasst. In einem zweiten, nachfolgenden Schritt S2 werden bereitgestellte Maschinendaten 100 von der Landmaschine in autonomem Betrieb angewendet. Schritt S1 ist optional, da Maschinendaten 100 auch ohne ein Erfassen gemäß Schritt S1 bereitgestellt werden können. Schritt S2 kann auch der erste Schritt sein.
Schritt S2 weist Unterschritte S21, S22, S23 und S24. Beim Anwenden von Maschinendaten 100 im autonomen Betrieb der Landmaschine wird in einem ersten Unterschritt S21 die Arbeitsposition der Landmaschine erfasst, in einem zweiten Unterschritt S22 ein Datensatz 10 aus den bereitgestellten Maschinendaten 100 ausgewählt und in einem dritten Unterschritt S23 der ausgewählte Datensatz 10 angewendet, wobei die Landmaschine oder ein Anbaugerät (nicht gezeigt) eine konkrete Arbeitsaufgabe ausführt.
Das Auswählen eines Datensatzes in Unterschritt S22 weist wiederum Unterschritte S22a, S22b auf. In einem ersten Unterschritt S22a werden Maschinendaten 100 beziehungsweise eine Vielzahl von Datensätzen 10 als Teildatenmenge in einem Datenpuffer gepuffert und in einem weiteren Unterschritt S22b wird ein Datensatz 10 aus der Teildatenmenge der in Schritt S22a gepufferten Maschinendaten 100 ausgewählt. Die Unterschritte S22a und S22b können den Unterschritt S22 ersetzen.
Die Schritte S21, S22, S23 oder S21, S22a, S22b, S23 werden in einer kontinuierlichen Schleife S24 wiederholt, um eine Arbeitsposition in Unterschritt S21 kontinuierlich zu erfassen, um einen Datensatz in Unterschritt S22 oder in den Unterschritten S22a und S22b kontinuierlich auszuwählen und um einen ausgewählten Datensatz kontinuierlich in Unterschritt S23 anzuwenden. Arbeitsaufgaben werden so basierend auf den bereitgestellten Maschinendaten 100 positionsabhängig und kontinuierlich von der Landmaschine autonom abgearbeitet.
In 2 ist schematisch eine Datenstruktur der bereitgestellten Maschinendaten 100 dargestellt, wobei die Datenstruktur eine Datenstruktur einer Textdatei ist. Die Maschinendaten 100 weisen Datensätze 10 auf, welche in der Textdatei als eine jeweilige Zeile ausgebildet sind.
Ein einzelner Datensatz 10 der Maschinendaten 100 weisen eine Vielzahl von einzelnen Daten 11, 12, 13, 14 auf. Ein Datensatz 10 weist in der dargestellten Ausführungsform Zeitdaten 11, Positionsdaten 12, Geschwindigkeitsdaten 13 und Landbearbeitungsdaten 14 bezüglich der Landmaschine auf. Die Zeitdaten 11 umfassen eine Vielzahl von einzelnen Zeitinformationen (nicht gezeigt). Die Positionsdaten 12 umfassen eine Vielzahl von einzelnen Positionsinformationen (nicht gezeigt). Die Geschwindigkeitsdaten 13 umfassen eine Vielzahl von einzelnen Geschwindigkeitsinformationen (nicht gezeigt). Die Landbearbeitungsdaten 14 umfassen eine Vielzahl von einzelnen Landbearbeitungsinformation (nicht gezeigt), wobei diese zur Ansteuerung mindestens eines Anbaugerätes dienen.
In 3 sind mit dem Steuergerät 200 verbundene Komponenten 210, 220, 230 zum Betreiben einer Landmaschine schematisch dargestellt. Als Komponenten sind insbesondere ein Positionsaufnehmer 210, ein Bussystem 220 und ein Datenträger 230 vorgesehen, welche über entsprechende Schnittstellen 211, 221, 231 mit dem Steuergerät 200 kommunizieren. Es ist ferner eine Schnittstelle 211 für den Positionsaufnehmer 210 vorgesehen. Ebenso ist eine Schnittstelle 221 für das Bussystem 220 vorgesehen. Außerdem ist eine Schnittstelle 231 für den Datenträger 230 vorgesehen. Das Steuergerät 200 kommuniziert so über die Schnittstellen 211, 221, 231 jeweils mit den Komponenten 210, 220, 230.
Bezugszeichenliste

S1: Erfassen von Maschinendaten in benutzergeführtem Betrieb
S2: Anwenden von Maschinendaten in autonomem Betrieb
S21: Erfassen einer Arbeitsposition
S22: Auswählen eines Datensatzes
S22a: Puffern von Maschinendaten
S22b: Auswählen eines Datensatzes aus einer Teildatenmenge
S23: Anwenden eines Datensatzes
S24: Kontinuierliches Erfassen einer Arbeitsposition
100: Maschinendaten
10: Datensatz
11: Zeitdaten
12: Positionsdaten
13: Geschwindigkeitsdaten
14: Landbearbeitungsdaten
200: Steuergerät
210: Positionsaufnehmer
211: Schnittstelle für Positionsaufnehmer
220: Bussystem
221: Schnittstelle für Bussystem
230: Datenträger
231: Schnittstelle für Datenträger

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Landmaschine, aufweisend Anwenden (S2) bereitgestellter Maschinendaten (100) eines Arbeitsablaufes entlang einer Arbeitsroute zum autonomen Betrieb der Landmaschine, wobei die bereitgestellten Maschinendaten (100) eine Vielzahl von Datensätzen (10) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass im autonomen Betrieb der Landmaschine die Schritte Erfassen (S21) einer Arbeitsposition der Landmaschine und Auswählen (S22) und Anwenden (S23) eines Datensatzes (10) aus den bereitgestellten Maschinendaten (100) in Abhängigkeit der erfassten Arbeitsposition ausgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Erfassen (S1) der bereitgestellten Maschinendaten (100) in einem benutzergeführten Betrieb der Landmaschine.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die bereitgestellten Maschinendaten (100) Positionsdaten (12) aufweisen, und ferner gekennzeichnet durch Vergleichen der erfassten Arbeitsposition mit den Positionsdaten (12) zum Auswählen (S22) des Datensatzes (10) im autonomen Betrieb.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch kontinuierliches Erfassen (S24, S21) einer Arbeitsposition der Landmaschine im autonomen Betrieb und Auswählen (S22) und Anwenden (S23) eines jeweiligen Datensatzes (10) aus den bereitgestellten Maschinendaten (100) in Abhängigkeit der jeweils erfassten Arbeitsposition.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Vorsehen eines Zeitgebers zum Erfassen (S21) der Arbeitsposition, zum Auswählen (S22) des Datensatzes und/oder zum Anwenden (S23) des Datensatzes, wobei der Zeitgeber vorgibt in welchem Zeitabstand das Erfassen (S21) der Arbeitsposition, das Auswählen (S22) des Datensatzes und/oder das Anwenden (S23) des Datensatzes ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die bereitgestellten Maschinendaten (100) Geschwindigkeitsdaten (13) aufweisen und dass das Auswählen (S22) und Anwenden (S23) von einem der in den bereitgestellten Maschinendaten (100) nachfolgenden Datensätzen (10) für einen Ruhezustand der Landmaschine im autonomen Betrieb basierend auf dem in Abhängigkeit der erfassten Arbeitsposition ausgewählten Datensatz (10) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch Puffern (S22a) der bereitgestellten Maschinendaten (100) vor dem Auswählen (S22) des Datensatzes (10).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch Auswählen (S22b) des Datensatzes (10) aus einer Teildatenmenge der bereitgestellten Maschinendaten (100).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch Erfassen von Positionsdaten (12) und/oder der Arbeitsposition mittels eines Satellitennavigationssystems.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die bereitgestellten Maschinendaten (100) Zeitdaten (11) aufweisen und zum Auswählen (S22) des Datensatzes ein Vergleichen der im autonomen Betrieb erfassten Arbeitsposition (S21) mit den Positionsdaten (12) und/oder Vergleichen einer im autonomen Betrieb erfassten Zeitinformation mit den Zeitdaten (11) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die bereitgestellten Maschinendaten (100) Landbearbeitungsdaten (14) aufweisen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch Verwenden der bereitgestellten Maschinendaten (100) von einer Fahrdynamikregelung im autonomen Betrieb.
Steuergerät (200) zum Betreiben einer Landmaschine in einem autonomen Betrieb, welches eingerichtet ist, um die Landmaschine mit bereitgestellte Maschinendaten (100) eines Arbeitsablaufes zu steuern, wobei die bereitgestellten Maschinendaten (100) eine Vielzahl von Datensätzen (10) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schnittstelle (211) für einen Positionsaufnehmer (210) zum Erfassen einer Arbeitsposition der Landmaschine vorgesehen ist und das Steuergerät (200) eingerichtet ist, in Abhängigkeit der erfassten Arbeitsposition einen Datensatz (10) aus den bereitgestellten Maschinendaten (100) auszuwählen und anzuwenden.
Steuergerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schnittstelle (231) für einen Datenträger (230), insbesondere einer Speicherkarte, vorgesehen ist, wobei die bereitgestellten Maschinendaten (100) auf dem Datenträger (230) vorgehalten werden.
Landmaschine, welche mit einem Steuergerät (200) nach einem der Ansprüche 13 oder 14 in einem autonomen Betrieb betreibbar ist.