DE102019114872A1

DE102019114872A1 - System und Verfahren zur Simulation und/oder Konfiguration eines mittels einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine durchzuführenden Arbeitsprozesses und landwirtschaftliche Arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE102019114872A1
Application number: DE102019114872.3A
Authority: DE
Inventors: Florian Zink; Lena Fraundorfer
Original assignee: Horsch Leeb Application Systems GmbH
Current assignee: Horsch Leeb Application Systems GmbH
Priority date: 2019-06-03
Filing date: 2019-06-03
Publication date: 2020-12-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Simulations- und/oder Konfigurationssystem eines mittels einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine (10) durchzuführenden Arbeitsprozesses, wobei die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (10) zumindest ein, in Abhängigkeit maschinenspezifischer Parameter Arbeitsprozesse ortsbezogen mittel- und/oder unmittelbar durchführendes, Arbeitsaggregat (12) aufweist und wobei das System ein Planungsmodul (50) zur Eingabe ortsbezogener Soll-Vorgaben des Arbeitsprozesses und zur Definition ortsbezogener umgebungsspezifischer Parameter aufweist, gekennzeichnet durch eine Simulation und/oder Konfiguration ortsbezogener maschinenspezifischer Parameter mittels des Planungsmoduls (50) in Abhängigkeit ortsbezogener Soll-Vorgaben und umgebungsspezifischer Parameter.Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Simulation und/oder Konfiguration landwirtschaftlicher Arbeitsprozesse sowie eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (10).

Description

Die Erfindung betrifft ein Simulations- und/oder Konfigurationssystem eines mittels einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine durchzuführenden Arbeitsprozesses. Die Erfindung betrifft zudem eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine, insbesondere eine autonome landwirtschaftliche Arbeitsmaschine. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Simulation und/oder Konfiguration eines mittels einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine durchzuführenden Arbeitsprozesses.
Landwirtschaftliche Arbeitsmaschinen dienen zur Durchführung landwirtschaftlicher Arbeitsprozesse. Wobei hierfür an den Arbeitsmaschinen verschiedenste Arbeitsaggregate zur mittelbaren und/oder unmittelbaren Durchführung der Arbeitsprozesse angebracht sein können und wobei die Arbeitsaggregate insbesondere ortsbezogen in Abhängigkeit maschinenspezifischer Parameter steuer-, regel- und/oder parametrisierbar sind.
In der Landtechnik halten zudem zunehmend auch teilautonome oder vollautonome landwirtschaftliche Arbeitsmaschinen bzw. Fahrzeuge Einzug. Ein derartiges Fahrzeug wurde bspw. in der deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2018 108 024 angemeldet.
Um optimale Prozessergebnisse mittels der Arbeitsmaschinen zu erzielen, ist es in der Regel üblich, Arbeitsprozesse mittels eines Planungssystems vorab zu planen, d.h. vorab, insbesondere Ortsbezogen zu definieren welche Bewegungen die, die Arbeitsprozesse durchführenden Arbeitsaggregate durchführen sollen und welche Fahrtrouten die Arbeitsmaschinen befahren sollen.
Die EP 1 847 897 B1 offenbart ein Verfahren zur Steuerung eines landwirtschaftlichen Maschinensystems bei dem mittels eines Planungssystems eine Route für das Maschinensystem erstellt wird, wobei die Route Nutzfahrspuren umfasst und wobei den Nutzfahrspuren jeweils Arbeitsschrittsequenzen zugeordnet sind welche Positionsabhängig abgearbeitet werden, so dass bei Erreichung einer definierten Position ein definierter Arbeitsprozess durchgeführt werden kann.
Die EP 1 602 267 A2 beschriebt eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine, wobei der Arbeitsmaschine ein Arbeitsaggregat und ein Routenplanungssystem zur Generierung von Fahrtrouten bzw. Nutzfahrspuren auf einer landwirtschaftlichen Fläche zugeordnet sind und wobei das Routenplanungssystem zur dynamischen Anpassung von Fahrtrouten ausgebildet ist. Wobei die dynamische Anpassung auf Basis von Optimierungskriterien wie bspw. kürzeste Fahrstrecke / Bearbeitungszeit oder geringer Anteil unproduktiver Hilfszeiten erfolgt.
Aus dem Stand Technik sind somit landwirtschaftliche Arbeitsmaschinen bekannt bei welchen mittels Planungssystemen wie bspw. Routenplanungssystemen jeweils optimierte Fahrtrouten Konfiguriert und die Arbeitsaggregate jeweils ortsbezogen in Abhängigkeit vordefinierter Parameter angesteuert werden. Wobei zudem auch Simulationssysteme bekannt sind, mittels derer die vorab konfigurierten maschinenspezifischen Parameter simuliert, d.h. insbesondere graphisch simuliert werden können. Wobei bislang eine Simulation und/oder Konfiguration maschinenspezifischer Parameter nicht unter Berücksichtigung Umgebungsspezifischer Parameter erfolgte, sondern lediglich auf Basis von durch einen Bediener definierten Soll-Vorgaben.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein System bereitzustellen, mit welchem Nachteile herkömmlicher Techniken vermieden werden können. Aufgabe der Erfindung ist es insbesondere, ein System bereitzustellen bei welchem eine Simulation und/oder Konfiguration ortsbezogener maschinenspezifischer Parameter unter Berücksichtigung Umgebungsspezifischer Parameter durchgeführt wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Simulations- und/oder Konfigurationssystem mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruch 1, durch eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 13, sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 15. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen und der folgenden Beschreibung unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren offenbart.
Die Erfindung betrifft ein Simulations- und/oder Konfigurationssystem eines, mittels einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine durchzuführenden oder durchführbaren Arbeitsprozesses. Wobei die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine zumindest ein, in Abhängigkeit maschinenspezifischer Parameter Arbeitsprozesse ortsbezogen mittel- und/oder unmittelbar durchführendes Arbeitsaggregat aufweist.
Zudem umfasst das System ein Planungsmodul zur Eingabe Ortsbezogener Soll-Vorgaben des Arbeitsprozesses und zur Definition Ortsbezogener Umgebungsspezifischer Parameter.
Die Erfindung sieht vor, dass eine Simulation und/oder Konfiguration Ortsbezogener maschinenspezifischer Parameter mittels des Planungsmoduls in Abhängigkeit ortsbezogener Soll-Vorgaben und Umgebungsspezifischer Parameter erfolgt.
In Folge der Erfindungsgemäßen Maßnahmen wird demnach ein Simulationssystem und/oder ein Konfigurationssystem bereitgestellt mittels welchem eine Planung von Arbeitsprozessen zusätzlich zu maschinenspezifischen Parametern auch unter Berücksichtigung Umgebungsspezifischer Parameter erfolgt, so dass Fehlfunktionen der Arbeitsmaschine bereits während der Planung der Prozesse verhindert werden können. Insbesondere wird mittels der Erfindung erreicht, dass eine Konfiguration von mittels der Arbeitsmaschine nicht durchführbaren Arbeitsprozessen nicht möglich ist oder verhindert werden kann, wobei dies bereits während der Simulation und/oder Konfiguration angezeigt wird und nicht erst bei der Durchführung der Arbeitsprozesse.
Gemäß einer Ausführungsvariante kann das Planungsmodul zur Simulation und/oder Konfiguration eine Bedienvorrichtung umfassen, welche Bestandteil der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine sein kann oder welche Beabstandet zur landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine sein kann. Die Bedienvorrichtung kann zudem signalverbunden und/oder signalverbindbar mit einem Maschinen-Managementsystem der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine sein.
Die Simulation kann mittels einer graphischen Darstellung erfolgen, insbesondere derartig, dass jegliche durch die Arbeitsmaschine durchgeführten Bewegungen (z.B. Fahrtrouten) angezeigt werden. Erfindungsgemäß kann hierbei vorgesehen sein, dass eine Simulation Ortsbezogener maschinenspezifischer Parameter mittels des Planungsmoduls in Abhängigkeit ortsbezogener Soll-Vorgaben und Umgebungsspezifischer Parameter derartig erfolgt, dass bspw. während der Simulation von maschinenspezifischen Parametern diesen Umgebungsspezifische Parameter überlagert werden. Dies kann bspw. bedeuten, ist als maschinenspezifischer Parameter bspw. ein Kurvenradius definiert, der derartig ist, dass der Umgebungsspezifische Parameter einer Kurve (z.B. definiert durch eine Feldgrenze) somit nicht eingehalten werden kann, wird der Simulation, d.h. wird dem maschinenspezifischen Parameter dieser Umgebungsspezifische Parameter überlagert, d.h. insbesondere zweckmäßig entsprechend angezeigt. Dies kann ebenso in umgekehrter Weise erfolgen, d.h. wird bspw. zur Einhaltung eines Umgebungsspezifischen Parameter, d.h. zur Einhaltung bspw. des Kurvenradius, ein maschinenspezifischer Parameter definiert, welcher mittels der Arbeitsaggregate nicht durchgeführt werden kann, kann dies wiederum mittels des Simulations- und/oder Konfigurationssystems entsprechend angezeigt werden.
Gemäß einer alternativen oder ergänzenden Ausführungsvariante kann zudem vorgesehen sein, dass Maschinenspezifische Parameter nur unter Berücksichtigung Umgebungsspezifischer Parameter konfiguriert werden können, d.h. es kann vorgesehen sein, dass das Planungsmodul derartig ausgeführt ist, dass Maschinenspezifische Parameter nur derartig konfiguriert werden können, dass Umgebungsspezifische Parameter mittels der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine eingehalten werden können, insbesondere zweckmäßig während der Durchführung landwirtschaftlicher Arbeitsprozesse eingehalten werden können. Als Beispiele hierfür können bspw. eine Konfiguration einer zu Verteilenden Menge an Verteilgut (z.B. Spritzmittel, Saatgut), eine Fahrgeschwindigkeit, eine Fahrt in einer Hanglage und/oder eine Arbeitstiefe genannt werden.
Insbesondere kann gemäß einer Ausführungsvariante vorgesehen sein, dass Ortsbezogene Maschinenspezifische Parameter nur derartig in Abhängigkeit Ortsbezogener Soll-Vorgaben und Umgebungsspezifischer Parameter konfiguriert werden können, dass keine Fehlfunktionen der Arbeitsmaschine bei der Durchführung der Arbeitsprozesse auftreten können. Dies kann z. B. bedeuten, dass als maschinenspezifischer Parameter ein Kurvenradius nur derartig konfiguriert werden kann, dass der Tatsächliche, als Umgebungsspezifischer Parameter vorhandene, Kurvenradius eingehalten werden kann.
Die Simulation kann insbesondere während einer Konfiguration maschinenspezifischer Parameter kontinuierlich erfolgen. Wobei dies vorzugsweise kontinuierlich und im Hintergrund erfolgen kann, insbesondere derartig, dass eine graphische Anzeige nur dann erfolgt, wenn nicht einhaltbare Maschinespezifische Parameter aufgrund Umweltspezifischer Parameter konfiguriert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist es möglich, dass das Simulationssystem und/oder das Konfigurationssystem ausgebildet sind, während der Konfiguration maschinenspezifischer Parameter, der graphischen Anzeige dieser, auf Basis Umweltspezifischer Parameter, alternative Maschinenspezifische Parameter anzuzeigen. Wobei die insbesondere graphische Anzeige wiederum derartig erfolgen kann, dass eine Bedienperson diese alternativen maschinenspezifischen Parameter übernehmen kann, d.h. durch Rückkoppelung (z.B. Freigabe und/oder Bestätigung) übernehmen kann.
Wobei Alternativ oder Ergänzend zudem vorgesehen sein kann, dass eine Konfiguration direkt, d.h. ohne Rückkoppelung durch eine Bedienperson erfolgt. Dies kann insbesondere bedeuten, dass das Planungsmodul derartig ausgebildet ist, das Maschinenspezifische Parameter automatisiert in Abhängigkeit Umweltspezifischer Parameter konfiguriert werden, ohne das eine Bedienperson hier insbesondere aktiv eingreifen muss.
Zur Umsetzung der mittels des Planungsmodul definierten Arbeitsprozesse, kann die landwirtschaftliche ein, mit dem Planungsmodul verbindbares Maschinen-Managementsystem aufweisen und/oder umfassen.
Das Maschinen-Managementsystem kann eine Steuereinrichtung sein oder umfassen, welche Steuereinrichtung zur elektrischen, hydraulischen und/oder pneumatischen Signal- und Befehlsübertragung ausgebildet ist. Das Maschinen-Managementsystem kann alternativ oder ergänzend eine Rechnereinheit umfassen und/oder mit einer derartigen verbunden oder verbindbar sein, wobei wiederum in der Rechnereinheit ein Steuerungs- und/oder Regelungsprogramm zur Steuerung, Regelung und/oder Parametrisierung der Arbeitsaggregate hinterlegt sein kann.
Das Planungsmodul und/oder das Maschinen-Managementsystem kann zur Bestimmung und Definition des jeweiligen Standorts der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine ein Standortbestimmungsmodul umfassen, zweckmäßig insbesondere mit einem derartigen verbunden werden. Das Standortbestimmungsmodul kann satellitengestützt sein und bspw. eine GPS-Standortbestimmungseinrichtung, eine Galileo-Standortbestimmungseinrichtung, eine Glonass-Standortbestimmungseinrichtung oder eine Beidou-Standortbestimmungseinrichtung sein.
Alternativ oder ergänzend kann das Standortbestimmungsmodul eine Umfelderfassungssensorik aufweisen. Die Umfelderfassungssensorik kann eine Radarvorrichtung, eine Laserscanner-Vorrichtung, eine Lidarvorrichtung und/oder eine Kameravorrichtung aufweisen. Die Umfelderfassungssensorik kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform insbesondere ein Geofencing-System ausbilden.
Um eine autonome (z.B. Teilautonom oder Vollautonom) landwirtschaftliche Arbeitsmaschine zur Verfügung zu stellen, kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante vorgesehen sein, dass die mittels dieser auszuführenden Arbeitsprozesse, insbesondere ortsbezogen mittels eines Planungsmoduls planbar sind und an das Maschinen-Managementsystem übertragbar sind bzw. von einem Speicher des Maschinen-Managementsystems abrufbar sind und entsprechend durchführbar sind.
Das Planungsmodul kann bspw. zunächst losgelöst, d.h. insbesondere nicht unmittelbarer Bestandteil von der Arbeitsmaschine sein. Wobei die mittels des Planungsmoduls definierten Soll-Vorgaben mittels des Planungsmoduls in Maschinenspezifische Parameter (z.B. Steuer-, Regel- und/oder Parametrisierungsbefehle) umgewandelt und an das Maschinen-Managementsystem übertragen werden können.
Zur Definition der maschinenspezifischen Parameter kann im Planungsmodul eine Konfiguration der jeweiligen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine hinterlegt sein. Wobei die Konfiguration Maschinendaten wie bspw. Arbeitsbreite, Fahrgeschwindigkeit, Art der Arbeitsmaschine oder dergl. umfassen kann.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann die Konfiguration der Arbeitsmaschine auch mittels Datenübertragung in das Planungsmodul eingelesen und/oder übertragen werden.
Wobei wiederum verschiedene Konfigurationen der Arbeitsmaschine unterschiedliche Auswirkungen auf die Umweltspezifischen Parameter haben können, so können bspw. in Abhängigkeit einer Arbeitsbreite wiederum andere Fahrtrouten der Arbeitsmaschine und somit andere Maschinenspezifische Parameter konfiguriert werden als bei einer Arbeitsmaschine mit einer geringeren Arbeitsbreite.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante ist das Planungsmodul insbesondere derartig ausgebildet, dass mittels diesem verschiedenste landwirtschaftliche Arbeitsprozesse und/oder landwirtschaftliche Arbeitsmaschinen Simuliert und/oder Konfiguriert werden können.
Die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine kann zweckmäßig insbesondere als autonome Arbeitsmaschine ausgebildet sein, bspw. als Teilautonome Arbeitsmaschine oder als Vollautonome Arbeitsmaschine ausgebildet sein. Die Arbeitsmaschine kann eine Verteil- und/oder Bodenbearbeitungsmaschine sein, bei welcher das Arbeitsaggregat ein Verteilgestänge mit daran angebrachten Verteilelementen oder Verteildüsen und/oder eine Scharschiene mit daran angebrachten Säscharen und/oder eine Rahmenkonstruktion mit daran angebrachten Bodenbearbeitungswerkzeugen ist. Die Arbeitsmaschine kann aber auch eine Erntemaschine (z.B. Mähdrescher, Feldhäcksler) sein, bei welcher das Arbeitsaggregat bspw. ein Erntevorsatz sein kann. Die Arbeitsmaschine kann alternativ auch eine landwirtschaftliche Zugmaschine (z.B. Traktor) sein. Die Arbeitsmaschine kann als selbstfahrende Arbeitsmaschine ausgebildet sein. Die Arbeitsmaschine kann aber auch eine mittels eines Zugfahrzeugs gezogene Arbeitsmaschine sein oder eine an einem Zugfahrzeug angebaute Arbeitsmaschine sein, wobei das Planungsmodul ausgebildet sein kann jeweils Maschinenspezifische Parameter, insbesondere an das Maschinen-Managementsystem zu übertragen. Die Arbeitsmaschine kann somit jegliche Art von Arbeitsmaschine sein, welche für den landwirtschaftlichen Einsatz geeignet ist.
An der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine sind, in Abhängigkeit der mittels dieser auszuführenden Arbeitsprozesse ein oder mehrere, vorzugsweise mittels motorischen Stellelementen hervorgerufene Bewegungen durchführende Arbeitsaggregate angebracht. Welche motorischen Stellelemente insbesondere auf Basis von mittels des Planungsmoduls geplanten ortsbezogenen maschinenspezifischer Parameter mittels des Maschinen-Managementsystems steuer-, regel- und/oder parametrisierbar sind.
Die Arbeitsprozesse können mittels zumindest einem Arbeitsaggregat ortsbezogen mittel- und/oder unmittelbar durchgeführt werden. Wobei eine mittelbare Durchführung insbesondere bedeutet, dass der Arbeitsprozess mittels des Arbeitsaggregats direkt, ohne weiteres Arbeitswerkzeug durchgeführt wird. Dementsprechend bedeutet eine unmittelbare Durchführung insbesondere, dass der Arbeitsprozess mittels eines, mit dem Arbeitsaggregat in Wirkverbindung stehenden Arbeitswerkzeug durchgeführt wird.
Mittels der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine können verschiedenste Arbeitsprozesse durchgeführt werden, wobei an der Arbeitsmaschine hierfür zumindest ein Arbeitsaggregat angebracht sein kann. Beispiele für Arbeitsprozesse sind bspw. die Verteilung von Pflanzenschutzmittel, die Verteilung von Saatgut, die Verteilung von Dünger, eine Bodenbearbeitung, eine Ernte von Erntegut, ein Transport von landwirtschaftlichem Gut, eine Fahrt entlang einer insbesondere mittels des Planungsmoduls vorabgeplanten Fahrtroute mit insbesondere einer definierten Fahrgeschwindigkeit oder das Ziehen eines Arbeitsgerätes mittels eines landwirtschaftlichen Zugfahrzeuges.
Wobei in Abhängigkeit des jeweiligen Arbeitsprozesses wiederum an der Arbeitsmaschine verschiedenste Arbeitsaggregate angebracht sein können, insbesondere auch verschiedene Arbeitsprozesse ausführende Arbeitsaggregate angebracht sein können. Wobei die jeweiligen mittels der Arbeitsaggregate mittelbar und/oder unmittelbar durchgeführten Arbeitsprozesse wiederum aufeinander abgestimmt sein können, und jeweils Steuer-, Regel- und/oder Parametrisierungsbefehle eines Arbeitsaggregates in Abhängigkeit der Steuer-, Regel- und/oder Parametrisierungsbefehle zumindest eines weiteren Arbeitsaggregates mittels des Planungsmoduls definiert werden können.
Als Soll-Vorgaben können bspw. eine Arbeitstiefe, eine Verteilgutmenge, eine Verteilgutsorte, eine Leistungsangabe, eine Arbeitsbreite, eine Art der Verteilelemente oder ein Fahrgeschwindigkeit vorgegeben werden.
Mittels des Planungsmoduls können somit Maschinenspezifische Parameter konfiguriert werden, vorzugsweise Maschinenspezifische Steuerungs-, Regelungs- und/oder Parametrisierungsparameter konfiguriert werden.
In einer weiteren Ausführungsform kann das Planungsmodul derartig rechnergestützt und ausgebildet sein, dass dieses durch Vorgabe von Soll-Vorgaben eines landwirtschaftlichen Arbeitsprozesses und/oder durch Vorgabe von Arbeitsergebnissen landwirtschaftlicher Arbeitsprozesse entsprechende Maschinenspezifische Parameter wie bspw. Steuer-, Regel- und/oder Parametrisierungsbefehle konfigurieren kann, wobei die Konfiguration vorzugsweise zweckmäßig unter Berücksichtigung Umweltspezifischen Parameter erfolgt.
Als Arbeitsaggregate können jegliche Baugruppen, Komponenten, Elemente oder dergl. dienen, mittels derer landwirtschaftliche Arbeitsprozesse mittelbar und/oder unmittelbar durchgeführt werden können. Beispiele für derartige Arbeitsaggregate sind Antriebseinheiten, Verteileinheiten, Bodenbearbeitungswerkzeuge, Verteilgestänge oder dergl.
Die motorischen Stellelemente können bspw. durch einen oder mehrere elektrische und/oder hydraulische und/oder pneumatisch Aktoren, Zylinder, Stellantriebe, Motoren oder dergl. gebildet sein, welche zudem Bestandteil des Maschinen-Managementsystem sein können und/oder mit dem Maschinen-Managementsystem in Signal und/oder Datenübertragung stehen können.
Die Umweltspezifischen Parameter können als fest definierte Parameter im Planungsmodul hinterlegt sein. Die Umweltspezifischen Parameter können jedoch auch von einer Speichereinrichtung (z.B. Daten-Cloud) abgerufen werden.
Das Planungsmodul kann zudem mit einer Standortbestimmungseinrichtung (z.B. GPS basierte Standortbestimmungseinrichtung bzw. GPS-System) verbunden bzw. verbindbar sein, wodurch wiederum die mittels der Standortbestimmungseinrichtung übertragenen Daten als Umweltspezifische Parameter in das Planungsmodul eingelesen werden können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante wäre es zudem denkbar, das Umweltspezifische Parameter manuell durch eine Bedienperson vorgegeben werden können.
Umweltspezifische Parameter sind bspw. Feldgrenzen, Hindernisse wie Bäume, Strommasten und/oder dergl., aber auch geographische Angaben (z.B. Steigungen) können als Umweltspezifische Parameter definiert sein.
Gemäß einer alternativen oder ergänzenden Ausführungsvariante kann ein Umweltspezifischer Parameter auch durch eine Soll-Vorgabe des Arbeitsprozesses definiert sein, so dass bspw. eine Ausbringmenge eines Pflanzenschutzmittels als Umweltspezifischer Parameter definiert werden kann.
Gemäß einer Weiterbildung kann das Planungsmodul auch derartig ausgeführt sein, dass eine Simulation und/oder Konfiguration in Abhängigkeit von mehreren landwirtschaftlichen Arbeitsmaschinen erfolgen kann. Insbesondere auch in Abhängigkeit von mehreren unterschiedlichen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschinen erfolgen kann. So ist es bspw. möglich, dass die Arbeitsergebnisse bzw. Prozessergebnisse einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine wiederum die Umweltspezifischen Parameter der darauf folgenden Arbeitsmaschine definieren. So kann bspw. ein mittels einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine durchgeführter Ernteprozess bspw. definieren wie ein darauf folgender mit einer insbesondere anderen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine durchgeführter Bodenbearbeitungsprozess durchgeführt werden soll.
Es sei noch darauf hingewiesen, dass die Begriffe „Steuern“ und „Regeln“ bzw. „Steuereinrichtung“ sich auf elektronische und/oder pneumatische und/oder hydraulische Steuerungen beziehen können, die je nach Ausbildung Steuerungsaufgaben und/oder Regelungsaufgaben übernehmen können. Auch wenn hierin der Begriff „Steuern“ verwendet wird, kann damit gleichsam zweckmäßig auch „Regeln“ umfasst sein. Ebenso kann bei Verwendung des Begriffs „Regeln“ gleichsam auch ein „Steuern“ damit umfasst sein.
Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen im Zusammenhang mit dem Simulations- und/oder Konfigurationssystem offenbarte Merkmale auch Verfahrensgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein und ebenso für die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine offenbart gelten und beanspruchbar sein. Die vorgenannten Aspekte und erfindungsgemäßen Merkmale und Ausführungsvarianten, insbesondere im Hinblick auf das Simulations- und/oder Konfigurationssystem gelten somit auch für das Verfahren und die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine. In umgekehrter Weise gilt das gleiche, so dass auch alle Aspekte, erfindungsgemäße Merkmale und Ausführungsvarianten die im Zusammenhang mit dem Verfahren und der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine erläutert werden, demnach auch für das Simulations- und/oder Konfigurationssystem offenbart und entsprechend beanspruchbar sind.
Die Erfindung betrifft zudem eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine. Die Arbeitsmaschine weißt insbesondere ein Maschinen-Managementsystem wie hierin beschrieben auf.
Erfindungsgemäß ist das Maschinen-Managementsystem derartig ausgebildet, dass dieses mit einem Simulations- und/oder Konfigurationssystem wie hierin offenbart signalverbunden und/oder signalverbindbar ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante ist die Arbeitsmaschine zudem eine autonome (z.B. Teilautonom oder Vollautonom) landwirtschaftliche Arbeitsmaschine, insbesondere eine autonome Bodenbearbeitungs- und/oder Verteilmaschine.
Zur Durchführung landwirtschaftlicher Arbeitsprozesse ist das Maschinen-Managementsystem mit zumindest einem landwirtschaftliche Arbeitsprozesse Ortsbezogen mittel- und/oder unmittelbar durchführendem, Arbeitsaggregat signalverbunden und/oder signalverbindbar.
Wobei das Arbeitsaggregat vorzugsweise ein Verteilgestänge mit daran angebrachten Verteildüsen, und/oder eine Scharschiene mit daran angebrachten Säscharen, und/oder eine Rahmenkonstruktion mit daran angebrachten Bodenbearbeitungswerkzeugen ist.
Zur Lösung der Aufgaben umfasst die Erfindung zudem ein Verfahren zur Simulation und/oder Konfiguration eines, mittels einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine durchzuführenden landwirtschaftlichen Arbeitsprozesses.
Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine, mit zumindest einem, in Abhängigkeit maschinenspezifischer Parameter Arbeitsprozesse Ortsbezogen mittel- und/oder unmittelbar durchführenden Arbeitsaggregat.
Zudem umfasst das Verfahren ein Bereitstellen eines Planungsmoduls, zur Eingabe Ortsbezogener Soll-Vorgaben des Arbeitsprozesses.
Zudem umfasst das Verfahren eine Definition Ortsbezogener Umgebungsspezifischer Parameter, insbesondere mittels des Planungsmoduls.
Des Weiteren umfasst das Verfahren eine Simulation und/oder Konfiguration Ortsbezogener maschinenspezifischer Parameter mittels des Planungsmoduls in Abhängigkeit ortsbezogener Soll-Vorgaben und Umgebungsspezifischer Parameter.
Ferner umfasst das Verfahren eine Simulation und/oder Konfiguration Ortsbezogener maschinenspezifischer Parameter mittels des Planungsmoduls in Abhängigkeit ortsbezogener Soll-Vorgaben und Umgebungsspezifischer Parameter.
Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind. Es zeigen:

1 eine Seitenansicht einer Ausführungsvariante einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine,
2A eine graphische Ansicht eines Planungsmoduls zur Simulation und/oder Konfiguration eines landwirtschaftlichen Arbeitsprozesses, mit einer landwirtschaftliche Nutzfläche über die eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine bewegt wird, wobei eine Anzeige bzgl. eines nicht einhaltbaren maschinenspezifischen Parameter erfolgt.
2B eine graphische Ansicht eines Planungsmoduls zur Simulation und/oder Konfiguration eines landwirtschaftlichen Arbeitsprozesses, mit einer landwirtschaftliche Nutzfläche über die eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine bewegt wird, wobei eine Anzeige mit Vorschlägen zur Einhaltung maschinenspezifischer Parameter erfolgt.
3 einen beispielhaften Verfahrensablauf eines erfindungsgemäßen Verfahren zur Simulation und/oder Konfiguration eines, mittels einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine durchführbaren landwirtschaftlichen Arbeitsprozesses.

Die in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsformen stimmen zumindest teilweise überein, so dass ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsformen bzw. Figuren verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie das erfindungsgemäße Simulations- und/oder Konfigurationssystem, das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße landwirtschaftliche Arbeitsmaschine ausgestaltet und ausgeführt sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
Eine Ausführungsvariante einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 10 geht aus der Seitenansicht der 1 hervor. Die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 10 ist als autonome landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 10 in Form einer selbstfahrenden autonomen Verteilmaschine (bspw. Feldspritze) ausgeführt.
Die Feldspritze dient zur Durchführung landwirtschaftlicher Arbeitsprozesse, zweckmäßig insbesondere zur Verteilung von insbesondere flüssigen Medien, z.B. Dünger, Pflanzenschutzmittel oder dergl. mittels eines Arbeitsaggregats 12 in Form eines Verteilgestänges (Spritzgestänge) mit daran angebrachten Verteilelementen (z.B. Verteildüsen) über einer landwirtschaftlichen Nutzfläche.
Es ist möglich, dass die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 10 nicht selbstfahrend ausgeführt ist, sondern bspw. von einem angetriebenen Zugfahrzeug, z. B. einem Traktor, bewegt, vorzugsweise gezogen, wird. Es ist auch möglich, dass die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 10 alternativ oder ergänzend als Arbeitsaggregat 12 Bodenbearbeitungswerkzeuge und/oder Säschare aufweist.
Zum Beispiel kann die Arbeitsmaschine 10 alternativ als ein Düngerstreuer oder eine Saatmaschine ausgeführt sein. Die Arbeitsmaschine 10 kann gemäß einer alternativen Ausführungsvariante auch eine Maschine zur Bodenbearbeitung und/oder zur Aussaat sein und bspw. ein Arbeitsaggregat 12 zur Bodenbearbeitung und/oder zur Aussaat von landwirtschaftlichem Saatgut, Dünger oder dergl. umfassen. Die Arbeitsmaschine 10 kann auch ein autonomes Trägerfahrzeug sein, an welchem wiederum Bodenbearbeitungswerkzeuge, Säschare oder Verteilgestänge (z.B. Spritzgestänge) oder dergl. angebaut werden können. Die Arbeitsmaschine 10 kann auch ein für die Landwirtschaft geeignetes Zugfahrzeug (z. B. Traktor) sein oder aufweisen. An das Zugfahrzeug kann wiederum eine Maschine zur Bodenbearbeitung und/oder zur Aussaat oder zur Verteilung von Pflanzenschutzmittel angebaut werden oder mittels diesem über eine Ackerfläche gezogen werden. Auch könnte die Arbeitsmaschine 10 eine Erntemaschine wie bspw. ein Feldhäcksler oder Mähdrescher oder dergl. sein. Generell kann die Arbeitsmaschine 10 somit jegliche Arbeitsmaschine sein, welche für den landwirtschaftlichen Einsatz geeignet ist.
Die Arbeitsmaschine 10 umfasst ein Maschinen-Managementsystem 14 mittels welchem die an der Arbeitsmaschine 10 angebrachten, die jeweiligen Arbeitsprozesse ortsbezogen mittelbar und/oder unmittelbar durchführenden Arbeitsaggregate 12 (z.B. Verteilgestänge), in Abhängigkeit von mittels eines Planungsmodul vorgegebenen Maschinenspezifischen Parameter, steuer-, regel- und/oder parametrisierbar sind. Wobei die Arbeitsaggregate 12 mittels motorischer Stellelemente (z. B. Motor, Zylinder, Aktor, Stellantrieb oder dergl.) hervorgerufene Bewegungen durchführen, welche Stellelemente zweckmäßig mittels des Maschinen-Managementsystem 14 steuer-, regel- und/oder parametrisierbar, zweckmäßig insbesondere Standortspezifisch (z.B. Ortsbezogen) steuer-, regel- und/oder parametrisierbar sind.
Zur Standortdefinition bzw. zur Bestimmung des aktuellen Standorts der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 10 umfasst dieses zudem ein Standortbestimmungseinrichtung 16, insbesondere eine Satellitengestützte Standortbestimmungseinrichtung 16 (z.B. GPS-Standortbestimmungseinrichtung, eine Galileo-Standortbestimmungseinrichtung, eine Glonass-Standortbestimmungseinrichtung oder eine Beidou-Standortbestimmungseinrichtung).
Die 2A und 2B zeigen jeweils eine graphische Ansicht eine Planungsmoduls 50 zur Simulation und/oder Konfiguration eines landwirtschaftlichen Arbeitsprozesses. Gezeigt ist jeweils eine Draufsicht auf eine landwirtschaftliche Nutzfläche über die eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 10, insbesondere eine autonome landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 10 gemäß der 1 bewegt wird.
Die Arbeitsmaschine 10 wird innerhalb einer Grenze 20 der Nutzfläche, entlang mittels des Planungsmoduls 50 definierter und/oder definierbarer Fahrtrouten 22 bewegt. Darüber hinaus können mittels des Planungsmoduls 50 Arbeitsprozesse der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine ortsbezogen geplant und an das Maschinen-Managementsystems 14 der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine übertragen werden.
Ebenso kann mittels des Planungsmoduls bspw. die Position eines Versorgungsfahrzeuges 24 für die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 10 definiert werden, so dass jeweils die Position definiert wird, welche die Arbeitsmaschine 10 anfahren soll wenn bspw. deren Füllstand ein definiertes Minimum erreicht hat.
Angrenzend an die landwirtschaftliche Nutzfläche ist eine Sperrfläche 26 (z.B. See, Fluss, Straße, oder dergl.) welche Sperrfläche bspw. einen Umweltspezifischen Parameter definierten kann. Wobei die Sperrfläche 26 bzw. die Umweltspezifischen Parameter derartig sind, dass über dieser bzw. bis zu einem definierten Mindestabstand zu dieser bspw. kein Pflanzenschutzmittel ausgebracht werden darf. Wobei das Planungsmodul 50 wiederum eine Simulation und/oder Konfiguration Ortsbezogener Maschinenspezifischer Parameter mittels des Planungsmoduls in Abhängigkeit ortsbezogener Soll-Vorgaben und Umgebungsspezifischer Parameter vorsieht.
Das Simulations- und/oder Konfigurationssystem sieht gemäß 2A eine Anzeige bzgl. eines nicht einhaltbaren maschinenspezifischen Parameters vor. Zudem sieht das Simulations- und/oder Konfigurationssystem gemäß der 2B eine Anzeige mit Vorschlägen zur Einhaltung Maschinenspezifischen Parameter vor.
Einen beispielhaften Verfahrensablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Simulation und/oder Konfiguration eines, mittels einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine durchführbaren landwirtschaftlichen Arbeitsprozesses zeigt die 3.
In einem Schritt S1 umfasst das Verfahren ein Bereitstellen einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine, mit zumindest einem, in Abhängigkeit maschinenspezifischer Parameter Arbeitsprozesse Ortsbezogen mittel- und/oder unmittelbar durchführenden Arbeitsaggregat.
In einem Schritt S2 umfasst das Verfahren ein Bereitstellen eines Planungsmoduls, zur Eingabe Ortsbezogener Soll-Vorgaben des Arbeitsprozesses.
In einem Schritt S3 umfasst das Verfahren eine Definition Ortsbezogener Umgebungsspezifischer Parameter, insbesondere mittels des Planungsmoduls.
In einem Schritt S4 umfasst das Verfahren eine Simulation und/oder Konfiguration Ortsbezogener maschinenspezifischer Parameter mittels des Planungsmoduls in Abhängigkeit ortsbezogener Soll-Vorgaben und Umgebungsspezifischer Parameter.
In einem Schritt S5 umfasst das Verfahren eine Simulation und/oder Konfiguration Ortsbezogener maschinenspezifischer Parameter mittels des Planungsmoduls in Abhängigkeit ortsbezogener Soll-Vorgaben und Umgebungsspezifischer Parameter.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist es für einen Fachmann ersichtlich, dass verschiedene Änderungen ausgeführt werden können und Äquivalente als Ersatz verwendet werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Zusätzlich können viele Modifikationen ausgeführt werden, ohne den zugehörigen Bereich zu verlassen. Folglich soll die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele begrenzt sein, sondern soll alle Ausführungsbeispiele umfassen, die in den Bereich der beigefügten Patentansprüche fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen.
Bezugszeichenliste

10: landwirtschaftliche Arbeitsmaschine
12: Arbeitsaggregat
14: Maschinen-Managementsystem
16: Standortbestimmungseinrichtung
20: Grenze
22: Fahrtroute
24: Versorgungsfahrzeug
26: Sperrfläche
50: Planungsmodul
S1-S5: Verfahrensschritte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102018108024 [0003]
EP 1847897 B1 [0005]
EP 1602267 A2 [0006]

Claims

Simulations- und/oder Konfigurationssystem eines mittels einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine (10) durchzuführenden Arbeitsprozesses, wobei die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (10) zumindest ein, in Abhängigkeit Maschinenspezifischer Parameter Arbeitsprozesse Ortsbezogen mittel- und/oder unmittelbar durchführendes, Arbeitsaggregat (12) aufweist und wobei das System ein Planungsmodul (50) zur Eingabe Ortsbezogener Soll-Vorgaben des Arbeitsprozesses und zur Definition Ortsbezogener Umgebungsspezifischer Parameter aufweist, gekennzeichnet durch, eine Simulation und/oder Konfiguration Ortsbezogener Maschinenspezifischer Parameter mittels des Planungsmoduls (50) in Abhängigkeit ortsbezogener Soll-Vorgaben und Umgebungsspezifischer Parameter.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Planungsmodul (50) zur Simulation und/oder Konfiguration eine Bedienvorrichtung umfasst, welche Bestandteil der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine (10) ist oder welche Beabstandet zur landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine (10) ist.
System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Maschinenspezifische Parameter nur unter Berücksichtigung Umgebungsspezifischer Parameter konfigurierbar sind, insbesondere nur derartig konfiguriert werden können, das Umgebungsspezifische Parameter mittels der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine (10) eingehalten werden können.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Simulation während einer Konfiguration Maschinenspezifischer Parameter kontinuierlich erfolgt, insbesondere derartig, dass eine Anzeige nur dann erfolgt, wenn nicht einhaltbare Maschinespezifische Parameter aufgrund Umweltspezifischer Parameter konfiguriert werden.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Simulationssystem und/oder das Konfigurationssystem ausgebildet sind, während der Konfiguration Maschinenspezifischer Parameter, auf Basis Umweltspezifischer Parameter, alternative Maschinenspezifische Parameter anzuzeigen.
System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Übernahme alternativer Maschinenspezifischer Parameter ohne Rückkoppelung erfolgt.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Definition Maschinenspezifischer Parameter im Planungsmodul (50) eine Konfiguration der jeweiligen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine (10) hinterlegt ist und/oder dass die Konfiguration der Arbeitsmaschine (10) mittels Datenübertragung in das Planungsmodul (50) eingelesen werden kann, wobei die Konfiguration insbesondere Maschinendaten wie Arbeitsbreite und/oder Fahrgeschwindigkeit umfasst.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Planungsmodul (50) Maschinenspezifische Parameter konfiguriert werden können, vorzugsweise Maschinenspezifische Steuerungs-, Regelungs- und/oder Parametrisierungsparameter.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umweltspezifischen Parameter als fest definierte Parameter im Planungsmodul (50) hinterlegt sind und/oder dass die Umweltspezifischen Parameter von einer Speichereinrichtung abgerufen werden.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Planungsmodul (50) mit einer Standortbestimmungseinrichtung verbunden oder verbindbar ist, und die der Standortbestimmungseinrichtung übertragenen Daten als Umweltspezifische Parameter in das Planungsmodul (50) eingelesen werden.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Umweltspezifische Parameter Feldgrenzen, Hindernisse, Strommasten und/oder geographische Angaben definiert sind.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Umweltspezifische Parameter durch eine Soll-Vorgabe eines Arbeitsprozesses definiert sind.
Landwirtschaftliche Arbeitsmaschine, mit einem Maschinen Managementsystem (14), dadurch gekennzeichnet, dass das Maschinen Managementsystem (14) mit einem Simulations- und/oder Konfigurationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12 signalverbunden und/oder signalverbindbar ist, wobei die Arbeitsmaschine (10) eine autonome landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (10) ist, insbesondere eine autonome Bodenbearbeitungs- und/oder Verteilmaschine ist.
Arbeitsmaschine (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Maschinen Managementsystem (14) mit einem landwirtschaftliche Arbeitsprozesse Ortsbezogen mittel- und/oder unmittelbar durchführendes, Arbeitsaggregat (12) signalverbunden und/oder signalverbindbar ist, wobei das Arbeitsaggregat (12) - ein Verteilgestänge mit daran angebrachten Verteildüsen, und/oder - eine Scharschiene mit daran angebrachten Säscharen, und/oder - eine Rahmenkonstruktion mit daran angebrachten Bodenbearbeitungswerkzeugen ist.
Verfahren zur Simulation und/oder Konfiguration eines, mittels einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine (10) durchzuführenden landwirtschaftlichen Arbeitsprozesses, aufweisend: Bereitstellen einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine (10), mit zumindest einem, in Abhängigkeit Maschinenspezifischer Parameter Arbeitsprozesse Ortsbezogen mittel- und/oder unmittelbar durchführenden Arbeitsaggregat (12), Bereitstellen eines Planungsmoduls (50), zur Eingabe Ortsbezogener Soll-Vorgaben des Arbeitsprozesses, Definition Ortsbezogener Umgebungsspezifischer Parameter, insbesondere mittels des Planungsmoduls (50), Simulation und/oder Konfiguration Ortsbezogener Maschinenspezifischer Parameter mittels des Planungsmoduls (50) in Abhängigkeit ortsbezogener Soll-Vorgaben und Umgebungsspezifischer Parameter.