DE102019201827A1 - Device and method for the safe operation of an adjustable tool mounted on an autonomously operable agricultural machine - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (12) zum sicheren Betreiben eines einstellbar an einer autonom betreibbaren landwirtschaftlichen Maschine (10) gelagerten Werkzeugs (14), mit: einer Eingangsschnittstelle (34) zum Empfangen (S10) von Umgebungssensordaten von einer Umgebungssensoreinheit (18) an der landwirtschaftlichen Maschine mit Informationen über Objekte (20) in der Umgebung der landwirtschaftlichen Maschine; einer Verarbeitungseinheit (36) zum Erkennen (S12) eines Objekts in einem voraussichtlichen Überfahrtbereich der landwirtschaftlichen Maschine und des Werkzeugs basierend auf den Umgebungssensordaten; und einer Steuerungseinheit (38) zum Ansteuern (S14) einer Selbstfahreinheit (16) der landwirtschaftlichen Maschine, um eine Geschwindigkeit und/oder Bewegungsrichtung der landwirtschaftlichen Maschine zu ändern, sowie einer Einstelleinheit (30) des Werkzeugs, um eine Ausrichtung des Werkzeugs zu ändern, basierend auf dem erkannten Objekt, sodass eine Kollision der landwirtschaftlichen Maschine und des Werkzeugs mit dem erkannten Objekt verhindert wird. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum sicheren Betreiben eines einstellbar an einer autonom betreibbaren landwirtschaftlichen Maschine (10) gelagerten Werkzeugs (14) sowie eine autonom betreibbare landwirtschaftliche Maschine (10).The present invention relates to a device (12) for the safe operation of a tool (14) adjustable on an autonomously operable agricultural machine (10), with: an input interface (34) for receiving (S10) environmental sensor data from an environmental sensor unit (18) the agricultural machine with information about objects (20) in the vicinity of the agricultural machine; a processing unit (36) for recognizing (S12) an object in a probable passage area of the agricultural machine and the tool based on the environment sensor data; and a control unit (38) for controlling (S14) a self-propelled unit (16) of the agricultural machine in order to change a speed and / or direction of movement of the agricultural machine, and an adjustment unit (30) of the implement in order to change an orientation of the implement, based on the detected object, so that a collision of the agricultural machine and the tool with the detected object is prevented. The present invention also relates to a method for the safe operation of a tool (14) which is adjustably mounted on an agricultural machine (10) that can be operated autonomously and an agricultural machine (10) that can be operated autonomously.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum sicheren Betreiben eines einstellbar an einer autonom betreibbaren landwirtschaftlichen Maschine gelagerten Werkzeugs. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein entsprechend ausgebildetes Verfahren sowie eine autonom betreibbare landwirtschaftliche Maschine.The present invention relates to a device for the safe operation of a tool which is adjustably mounted on an agricultural machine that can be operated autonomously. The present invention further relates to a correspondingly designed method and an agricultural machine that can be operated autonomously.
Immer mehr moderne landwirtschaftliche Maschinen (Bodenbearbeitungsmaschinen, Feldspritzen, Transporter, Sämaschinen, Zugmaschinen etc.) bieten Möglichkeiten für einen autonomen oder teilautonomen Betrieb. Gerade dadurch, dass Landmaschinen überwiegend auf Äckern bzw. außerhalb von verkehrsreichen Bereichen eingesetzt werden und die durchzuführenden Arbeiten oft wiederkehrend sind, können autonome Ansätze mit vergleichsweise geringem Aufwand implementiert werden. Insbesondere können selbstfahrende Fahrzeuge mit weitgehend oder vollständig autonom operierenden Werkzeugen eingesetzt werden. Es ergibt sich ein hohes Kostenreduktionspotential durch eine solche Automatisierung.More and more modern agricultural machines (tillage machines, field sprayers, transporters, seed drills, tractors etc.) offer possibilities for autonomous or semi-autonomous operation. The fact that agricultural machines are mainly used in fields or outside of busy areas and the work to be carried out is often recurring means that autonomous approaches can be implemented with comparatively little effort. In particular, self-driving vehicles can be used with tools that operate largely or completely autonomously. There is a high potential for cost reduction through such automation.
Eine wichtige Voraussetzung ist hierbei die Erfassung und Erkennung der Umgebung der landwirtschaftlichen Maschine. Mittels Umgebungssensoren, wie beispielsweise Radar-, Lidar-, Kamera- oder Ultraschallsensoren, werden Sensordaten mit Informationen zu der Umgebung erfasst. Basierend auf diesen Daten können Objekte in der Umgebung der landwirtschaftlichen Maschine identifiziert und klassifiziert werden. Ausgehend hiervon kann ein Verhalten der landwirtschaftlichen Maschine bezüglich des Fahrens und des Einsatzes eines Werkzeugs an eine aktuelle Situation angepasst werden.An important prerequisite here is the detection and recognition of the surroundings of the agricultural machine. Environment sensors, such as radar, lidar, camera or ultrasonic sensors, are used to record sensor data with information on the environment. Based on this data, objects in the vicinity of the agricultural machine can be identified and classified. Based on this, a behavior of the agricultural machine with regard to driving and using a tool can be adapted to a current situation.
In diesem Zusammenhang betrifft die
Eine Herausforderung besteht in diesem Zusammenhang darin, dass eine derartige automatisierte Einstellung des Auslegers aufgrund von Reaktionszeiten der entsprechenden Aktuatoren nicht schnell genug möglich sein kann. Es ist dann erforderlich, dass der Fahrer des Fahrzeugs die Geschwindigkeit reduziert, um eine Beschädigung des Auslegers zu vermeiden. Gerade im Bereich der vollständig autonomen landwirtschaftlichen Maschinen ist ein derartiger Eingriff eines Bedieners jedoch regelmäßig nicht möglich.One challenge in this context is that such an automated setting of the boom cannot be possible quickly enough due to the reaction times of the corresponding actuators. It is then necessary for the driver of the vehicle to reduce the speed in order to avoid damage to the boom. However, such an intervention by an operator is usually not possible, particularly in the field of fully autonomous agricultural machines.
Ausgehend hiervon stellt sich der vorliegenden Erfindung die Aufgabe, einen Ansatz zum sicheren Betreiben eines einstellbar an einer autonom betreibbaren landwirtschaftlichen Maschine gelagerten Werkzeugs bereitzustellen. Insbesondere soll die Sicherheit der landwirtschaftlichen Maschine und des daran gelagerten Werkzeugs sowie von Objekten in der Umgebung der landwirtschaftlichen Maschine gewährleistet werden. Weiterhin soll ein möglichst unterbrechungsfreier und effizienter Betrieb der autonomen landwirtschaftlichen Maschine sichergestellt werden.On the basis of this, the present invention has the object of providing an approach for the safe operation of a tool that is adjustably mounted on an agricultural machine that can be operated autonomously. In particular, the safety of the agricultural machine and of the tool mounted on it and of objects in the vicinity of the agricultural machine should be ensured. Furthermore, the most uninterrupted and efficient operation of the autonomous agricultural machine should be ensured.
Zum Lösen dieser Aufgabe betrifft die vorliegende Erfindung in einem ersten Aspekt eine Vorrichtung zum sicheren Betreiben eines einstellbar an einer autonom betreibbaren landwirtschaftlichen Maschine gelagerten Werkzeugs, mit:
- einer Eingangsschnittstelle zum Empfangen von Umgebungssensordaten von einer Umgebungssensoreinheit an der landwirtschaftlichen Maschine mit Informationen über Objekte in der Umgebung der landwirtschaftlichen Maschine;
- einer Verarbeitungseinheit zum Erkennen eines Objekts in einem voraussichtlichen Überfahrtbereich der landwirtschaftlichen Maschine und des Werkzeugs basierend auf den Umgebungssensordaten; und
- einer Steuerungseinheit zum Ansteuern einer Selbstfahreinheit der landwirtschaftlichen Maschine, um eine Geschwindigkeit und/oder Bewegungsrichtung der landwirtschaftlichen Maschine zu ändern, sowie einer Einstelleinheit des Werkzeugs, um eine Ausrichtung des Werkzeugs zu ändern, basierend auf dem erkannten Objekt, sodass eine Kollision der landwirtschaftlichen Maschine und des Werkzeugs mit dem erkannten Objekt verhindert wird.
- an input interface for receiving environment sensor data from an environment sensor unit on the agricultural machine with information about objects in the environment of the agricultural machine;
- a processing unit for recognizing an object in a probable passage area of the agricultural machine and the tool based on the environment sensor data; and
- a control unit for controlling a self-propelled unit of the agricultural machine in order to change a speed and / or direction of movement of the agricultural machine, and an adjustment unit of the tool to change an orientation of the tool, based on the detected object, so that a collision of the agricultural machine and of the tool with the detected object is prevented.
In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine autonom betreibbare landwirtschaftliche Maschine, mit:
- einem einstellbar gelagerten Werkzeug zum Ausführen einer landwirtschaftlichen Funktion mit einer Einstelleinheit zum Ausrichten des Werkzeugs;
- einer Selbstfahreinheit zum autonomen Bewegen der landwirtschaftlichen Maschine;
- einer Umgebungssensoreinheit zum Detektieren von Objekten in der Umgebung der landwirtschaftlichen Maschine; und
- einer Vorrichtung wie zuvor beschrieben.
- an adjustably mounted tool for performing an agricultural function with an adjustment unit for aligning the tool;
- a self-propelled unit for autonomously moving the agricultural machine;
- an environment sensor unit for detecting objects in the vicinity of the agricultural machine; and
- a device as described above.
Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein der Vorrichtung entsprechendes Verfahren und ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode zum Durchführen der Schritte des Verfahrens, wenn der Programmcode auf einer Steuerungseinheit ausgeführt wird, sowie ein Speichermedium, auf dem ein Computerprogramm gespeichert ist, das, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird, eine Ausführung des hierin beschriebenen Verfahrens bewirkt.Further aspects of the invention relate to a method corresponding to the device and a computer program product with program code for performing the steps of the method when the program code is executed on a control unit, as well as a storage medium on which a computer program is stored that, when executed on a computer is effected, an execution of the method described herein.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.Preferred embodiments of the invention are described in the dependent claims.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße autonom betreibbare landwirtschaftliche Maschine reduzieren die Gefahr einer Kollision mit einem Hindernis (Objekt). Hierdurch wird die Sicherheit beim Betrieb verbessert. Über eine Eingangsschnittstelle werden Umgebungssensordaten empfangen. Die Sensordaten werden ausgewertet, um Objekte zu erkennen, die sich in einem Bereich befinden, der in unmittelbarer Zukunft von der landwirtschaftlichen Maschine und dem daran gelagerten Werkzeug durchquert bzw. überfahren wird (Überfahrtbereich). Es erfolgt dann eine Ansteuerung der Selbstfahreinheit sowie des Werkzeugs, um eine Kollision zu verhindern. Sobald ein Objekt erkannt wird, mit dem es voraussichtlich zu einer Kollision kommen wird, wird also das Verhalten der landwirtschaftlichen Maschine entsprechend angepasst, um die Kollision zu vermeiden.The device according to the invention or the method according to the invention and the autonomously operable agricultural machine according to the invention reduce the risk of a collision with an obstacle (object). This improves operational safety. Environmental sensor data are received via an input interface. The sensor data are evaluated in order to identify objects that are located in an area that the agricultural machine and the tool mounted on it will cross or drive over in the immediate future (crossing area). The self-propelled unit and the tool are then controlled in order to prevent a collision. As soon as an object is detected with which a collision is likely to occur, the behavior of the agricultural machine is adapted accordingly in order to avoid the collision.
Im Vergleich zu bisherigen Ansätzen, bei denen lediglich eine Position bzw. Ausrichtung des Werkzeugs angepasst wird, bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil, dass auch ein Fahrverhalten der Maschine (Geschwindigkeit und/oder Bewegungsrichtung) gesteuert wird. Hierdurch wird es ermöglicht, Kollisionen mit Objekten zu verhindern, die durch eine alleinige Anpassung der Werkzeugposition nicht verhindert werden können. Im Vergleich zu bisherigen Ansätzen, bei denen ein Fahrverhalten angepasst wird, kann durch die zusätzliche Anpassung einer Werkzeugposition eine Effizienzsteigerung erreicht werden. Es wird vermieden, dass aufgrund von kleineren Hindernissen ein Ausweichmanöver durchgeführt wird, wenn eine Änderung der Ausrichtung des Werkzeugs ausreichend ist. Hierdurch kann die Effizienz verbessert werden.In comparison to previous approaches in which only a position or orientation of the tool is adjusted, the device according to the invention offers the advantage that the driving behavior of the machine (speed and / or direction of movement) is also controlled. This makes it possible to prevent collisions with objects that cannot be prevented by simply adjusting the tool position. Compared to previous approaches in which a driving behavior is adapted, an additional adaptation of a tool position can increase efficiency. It is avoided that an evasive maneuver is carried out due to smaller obstacles if a change in the orientation of the tool is sufficient. This can improve efficiency.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Eingangsschnittstelle zum Empfangen von Umgebungssensordaten einer Umgebungssensoreinheit mit zwei Einzelsensoren ausgebildet. Vorzugsweise umfasst die Umgebungssensoreinheit zwei Einzelsensoren mit unterschiedlichen Sensorprinzipien. Die Verarbeitungseinheit ist zum Erkennen eines Objekts basierend auf einer Datenfusion der Umgebungssensordaten ausgebildet. Es werden Daten mehrerer einzelner Sensoren fusioniert. Durch die Fusionierung kann eine Genauigkeit bei der Objekterkennung verbessert werden. Die Anpassung des Verhaltens der landwirtschaftlichen Maschine und ihres Werkzeugs kann mit erhöhter Genauigkeit erfolgen. Die Sicherheit beim Betrieb wird weiter erhöht. Die Umgebungssensoreinheit kann einen Radarsensor, einen Lidarsensor und/oder einen Kamerasensor umfassen. Durch die Verwendung mehrerer Sensoren mit unterschiedlichen Sensorprinzipien kann eine verbesserte Genauigkeit bei der Detektion von Objekten sowie bei der darauf basierenden Reaktion der landwirtschaftlichen Maschine erfolgen.In a preferred embodiment, the input interface for receiving environmental sensor data from an environmental sensor unit is designed with two individual sensors. The environmental sensor unit preferably comprises two individual sensors with different sensor principles. The processing unit is designed to recognize an object based on a data fusion of the environment sensor data. Data from several individual sensors are merged. The merging can improve the accuracy of the object recognition. The adaptation of the behavior of the agricultural machine and its tool can be done with increased accuracy. The safety during operation is further increased. The environment sensor unit can comprise a radar sensor, a lidar sensor and / or a camera sensor. The use of several sensors with different sensor principles can result in improved accuracy in the detection of objects and in the reaction of the agricultural machine based thereon.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Steuerungseinheit zum Einleiten eines Ausweichvorgangs, bei dem die Geschwindigkeit und/oder Bewegungsrichtung der landwirtschaftlichen Maschine und/oder die Ausrichtung des Werkzeugs vorübergehend geändert wird, ausgebildet. Beim Ausweichen kann einerseits die Trajektorie der landwirtschaftlichen Maschine verändert werden. Andererseits ist es möglich, dass die Positionierung des Werkzeugs angepasst wird. Vorzugsweise erfolgt eine kombinierte Anpassung der Trajektorie (Geschwindigkeit und/oder Bewegungsrichtung) der landwirtschaftlichen Maschine und der Ausrichtung des Werkzeugs. Insoweit ist es möglich, einen der aktuellen Situation bzw. dem aktuellen Objekt angepassten Ausweichvorgang durchzuführen.In an advantageous embodiment, the control unit is designed to initiate an evasive action in which the speed and / or direction of movement of the agricultural machine and / or the orientation of the tool is temporarily changed. When giving way, on the one hand the trajectory of the agricultural machine can be changed. On the other hand, it is possible to adjust the positioning of the tool. A combined adaptation of the trajectory (speed and / or direction of movement) of the agricultural machine and the alignment of the tool is preferably carried out. In this respect it is possible to carry out an evasive process adapted to the current situation or the current object.
In einer Ausgestaltung ist die Steuerungseinheit zum Aufstellen einer Kostenfunktion und zum Bewerten der Kostenfunktion basierend auf vordefinierten Kriterien ausgebildet. Die Selbstfahreinheit sowie die Einstelleinheit werden ausgehend hiervon so angesteuert, dass ein optimierter Ausgleich zwischen einer unzureichenden Funktionserfüllung des Werkzeugs und einem Zeitverlust aufgrund der Änderung der Ausrichtung des Werkzeugs und der Änderung der Geschwindigkeit und/oder Bewegungsrichtung der landwirtschaftlichen Maschine vorgenommen wird. Es erfolgt eine Optimierung der Ansteuerung der Selbstfahreinheit und der Einstelleinheit insoweit, als die Sicherheit gewährleistet werden soll bei gleichzeitiger Erfüllung der Funktion des Werkzeugs und minimalem Zeitverlust. In anderen Worten wird ausgehend von vordefinierten Kriterien ein Optimum ermittelt. Beispielsweise sollen die Pflanzen im Falle einer landwirtschaftlichen Feldspritze als landwirtschaftliche Maschine mit einer Spritzvorrichtung als Werkzeug eine ausreichende Menge an Pflanzenschutzmittel erhalten. Gleichzeitig soll sichergestellt werden, dass möglichst wenige Abweichungen von einer idealen Fahrbahn in Kauf genommen werden müssen, um den Zeitverlust zu minimieren. Die Effizienz kann verbessert werden bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung eines sicheren Betriebs.In one embodiment, the control unit is designed to set up a cost function and to evaluate the cost function based on predefined criteria. Based on this, the self-propelled unit and the setting unit are controlled in such a way that an optimized compensation is made between insufficient function fulfillment of the tool and a loss of time due to the change in the orientation of the tool and the change in the speed and / or direction of movement of the agricultural machine. The control of the self-propelled unit and the setting unit is optimized to the extent that safety is to be guaranteed while the tool fulfills its function and with minimal loss of time. In other words, an optimum is determined on the basis of predefined criteria. For example, in the case of an agricultural field sprayer, the plants are intended as an agricultural machine with a spray device receive a sufficient amount of pesticides as a tool. At the same time, it should be ensured that as few deviations as possible from an ideal lane have to be accepted in order to minimize the loss of time. The efficiency can be improved while maintaining safe operation.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Eingangsschnittstelle zum Empfangen eines Bewegungssignals von der Selbstfahreinheit mit Informationen über einen voraussichtlichen Verlauf einer Trajektorie der landwirtschaftlichen Maschine ausgebildet. Die Verarbeitungseinheit ist zum Ermitteln des voraussichtlichen Überfahrbereichs basierend auf dem Bewegungssignal ausgebildet. Zusätzlich kann die Verarbeitungseinheit auch den voraussichtlichen Überfahrbereich selbst ermitteln. Hierzu sind Informationen über den Verlauf einer Trajektorie der landwirtschaftlichen Maschine notwendig. Dieser Verlauf kann beispielsweise basierend auf Sensordaten ermittelt oder auch von einer Routenplanungseinheit empfangen werden. Die landwirtschaftliche Maschine stellt fest, wohin sie sich bewegt und detektiert, ob es in diesem Bereich Objekte gibt, die möglicherweise zu einer Kollision mit der landwirtschaftlichen Maschine oder ihrem Werkzeug führen werden. Die Sicherheit wird erhöht.In a preferred embodiment, the input interface is designed to receive a movement signal from the self-propelled unit with information about a probable course of a trajectory of the agricultural machine. The processing unit is designed to determine the probable overrun area based on the movement signal. In addition, the processing unit can itself determine the likely overrun area. For this purpose, information about the course of a trajectory of the agricultural machine is necessary. This course can, for example, be determined based on sensor data or can also be received by a route planning unit. The agricultural machine determines where it is moving and detects whether there are any objects in this area that will possibly lead to a collision with the agricultural machine or its tool. Security is increased.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Eingangsschnittstelle zum Empfangen von Kartendaten mit Informationen über Objekte in der Umgebung der landwirtschaftlichen Maschine ausgebildet. Die Steuerungseinheit ist zum Ansteuern der Selbstfahreinheit sowie der Einstelleinheit basierend auf den Kartendaten ausgebildet. Zusätzlich ist es möglich, dass Kartendaten berücksichtigt werden, in denen stationäre Hindernisse (Objekte) eingezeichnet sein können. Durch die zusätzliche Berücksichtigung von Kartendaten kann eine weitere Verbesserung der Sicherheit erreicht werden. Es wird eine Redundanz geschaffen. Stationäre Objekte werden mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit erkannt. Eine geeignete Berücksichtigung kann erfolgen.In a preferred embodiment, the input interface is designed to receive map data with information about objects in the vicinity of the agricultural machine. The control unit is designed to control the self-propelled unit and the setting unit based on the map data. In addition, it is possible to take into account map data in which stationary obstacles (objects) can be drawn. The additional consideration of map data can further improve security. A redundancy is created. Stationary objects are recognized with a probability bordering on certainty. Appropriate consideration can be given.
In einer Ausgestaltung ist die Eingangsschnittstelle zum Empfangen von Positionsdaten von einem Positionssensor an der landwirtschaftlichen Maschine mit Informationen über eine aktuelle Position der landwirtschaftlichen Maschine ausgebildet. Die Steuerungseinheit ist zum Ansteuern der Selbstfahreinheit sowie der Einstelleinheit basierend auf den Positionsdaten ausgebildet. Zusätzlich ist es möglich, dass Positionsdaten, also eine eigene Position der landwirtschaftlichen Maschine, berücksichtigt werden. Dies ist vorteilhaft, wenn eine Festlegung einer Trajektorie der landwirtschaftlichen Maschine vorgegeben ist. Die landwirtschaftliche Maschine folgt also einer vorgegebenen Trajektorie, und es ist mittels der Positionsdaten möglich, eine Abweichung von dieser Trajektorie zu planen. Durch die zusätzliche Berücksichtigung der Positionsdaten kann damit eine verbesserte Effizienz bei der Anpassung der Geschwindigkeit und/oder Bewegungsrichtung der landwirtschaftlichen Maschine bzw. der Ausrichtung des Werkzeugs erreicht werden. Die Anpassung erfolgt derart, dass ein möglichst effizienter Betrieb erhalten bleibt.In one embodiment, the input interface is designed to receive position data from a position sensor on the agricultural machine with information about a current position of the agricultural machine. The control unit is designed to control the self-propelled unit and the setting unit based on the position data. In addition, it is possible for position data, that is to say the agricultural machine's own position, to be taken into account. This is advantageous when a trajectory of the agricultural machine is specified. The agricultural machine thus follows a predetermined trajectory, and it is possible to plan a deviation from this trajectory by means of the position data. By additionally taking the position data into account, improved efficiency in the adaptation of the speed and / or direction of movement of the agricultural machine or the alignment of the tool can be achieved. The adjustment is made in such a way that the most efficient operation possible is maintained.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Eingangsschnittstelle zum Empfangen von Geschwindigkeitssensordaten eines Geschwindigkeitssensors mit Informationen über eine Geschwindigkeit der landwirtschaftlichen Maschine ausgebildet. Die Steuerungseinheit ist zum Ansteuern der Selbstfahreinheit sowie der Einstelleinheit basierend auf den Geschwindigkeitssensordaten ausgebildet. Es ist möglich, dass zusätzlich auch die Geschwindigkeit der landwirtschaftlichen Maschine berücksichtigt wird. Hierdurch kann die Anpassung der Geschwindigkeit und/oder Bewegungsrichtung bzw. der Ausrichtung des Werkzeugs weiter optimiert werden. Die durchgeführten Änderungen werden minimiert. Die Belastung der landwirtschaftlichen Maschine und des Werkzeugs werden geringgehalten. Die Sicherheit der landwirtschaftlichen Maschine, des Werkzeugs sowie der Objekte in der Umgebung bleiben gewährleistet.In an advantageous embodiment, the input interface is designed to receive speed sensor data from a speed sensor with information about a speed of the agricultural machine. The control unit is designed to control the self-propelled unit and the setting unit based on the speed sensor data. It is possible that the speed of the agricultural machine is also taken into account. In this way, the adaptation of the speed and / or direction of movement or the alignment of the tool can be further optimized. The changes made are minimized. The load on the agricultural machine and the tool is kept to a minimum. The safety of the agricultural machine, the tool and the objects in the vicinity are guaranteed.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der autonom betreibbaren landwirtschaftlichen Maschine umfasst das Werkzeug ein Gestänge mit mehreren Gestängeabschnitten. Die Einstelleinheit umfasst mehrere Stellelemente, über die die Gestängeabschnitte miteinander beweglich verbunden sind. Dabei sind die Stellelemente vorzugsweise zum Einstellen einer Höhe der einzelnen Gestängeabschnitte über einem Untergrund und zum Bewegen der Gestängeabschnitte zwischen einer eingeklappten Position, in der die Gestängeabschnitte einen kleinen Überstand über die landwirtschaftliche Maschine haben, und einer ausgefahrenen Position, in der die Gestängeabschnitte einen großen Überstand über die landwirtschaftliche Maschine haben, ausgebildet. Gerade im Bereich der Feldspritzen gibt es oft variable Gestängekonstruktionen, die einen Ausleger bilden, an dem die einzelnen Düsen zum Ausbringen einer Flüssigkeit befestigt sind. Um in diesem Fall einen optimalen Abstand zum Untergrund bzw. zu den auf dem Untergrund wachsenden Pflanzen herzustellen, ist es erforderlich, dass eine Korrektur der Höhe einzelner Abschnitte vorgenommen werden kann. Hierdurch kann eine gute Funktionserfüllung des Werkzeugs im Sinne eines gleichmäßigen Ausbringens der Flüssigkeit auf die Pflanzen bzw. den Untergrund erreicht werden.In an advantageous embodiment of the agricultural machine that can be operated autonomously, the tool comprises a linkage with several linkage sections. The adjustment unit comprises several adjustment elements via which the linkage sections are movably connected to one another. The adjusting elements are preferably used to adjust the height of the individual rod sections above a ground and to move the rod sections between a folded position in which the rod sections protrude slightly over the agricultural machine and an extended position in which the rod sections protrude significantly have trained on the agricultural machine. In the field of field sprayers in particular, there are often variable boom constructions that form a boom to which the individual nozzles for applying a liquid are attached. In order to produce an optimal distance from the ground or from the plants growing on the ground in this case, it is necessary that the height of individual sections can be corrected. In this way, the tool can perform well in the sense of a uniform application of the liquid to the plants or the ground.
In einer weiteren Ausgestaltung der landwirtschaftlichen Maschine umfasst das Werkzeug eine Spritzvorrichtung zum Ausbringen einer Flüssigkeit auf einem Untergrund.In a further embodiment of the agricultural machine, the tool comprises a Spray device for applying a liquid on a substrate.
Eine Umgebung der landwirtschaftlichen Maschine umfasst z. B. einen von einem an der landwirtschaftlichen Maschine angebrachten Umgebungssensor aus sichtbaren Bereich im Umfeld der landwirtschaftlichen Maschine. Eine Umgebungssensoreinheit kann mehrere Sensoren umfassen, die beispielsweise eine 360°-Rundumsicht ermöglichen und somit ein vollständiges Umgebungsabbild aufzeichnen können. Ein Objekt kann hierin ein statisches oder ein dynamisches Objekt sein. Beispielsweise stellen Bäume, Steine, Fußgänger, Personen, Tiere und andere Maschinen Objekte dar. Ein Überfahrtbereich ist ein Gebiet, das voraussichtlich in naher Zukunft von der landwirtschaftlichen Maschine und ihrem Werkzeug überquert wird. Die Angabe eines Überfahrtbereichs kann dabei eine Unsicherheit umfassen. Beispielsweise ist es möglich, dass diese Unsicherheit mit steigendem Abstand zur landwirtschaftlichen Maschine größer wird bzw. als größer werdend definiert ist.An environment of the agricultural machine includes e.g. B. an area in the vicinity of the agricultural machine that is visible from an environmental sensor attached to the agricultural machine. An environmental sensor unit can comprise several sensors which, for example, enable a 360 ° all-round view and can thus record a complete image of the surroundings. An object here can be a static or a dynamic object. For example, trees, stones, pedestrians, people, animals and other machines represent objects. A crossing area is an area which is expected to be crossed by the agricultural machine and its tools in the near future. The specification of a passage area can include an uncertainty. For example, it is possible that this uncertainty increases with increasing distance from the agricultural machine or is defined as increasing.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer landwirtschaftlichen Maschine mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; -
2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; -
3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen landwirtschaftlichen Maschine in einer Draufsicht; und -
4 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
1 a schematic representation of an agricultural machine with a device according to the invention; -
2 a schematic representation of a device according to the invention; -
3 a schematic representation of an agricultural machine according to the invention in a plan view; and -
4th a schematic representation of a method according to the invention.
Im dargestellten Beispiel ist eine autonom fahrende Feldspritze als landwirtschaftliche Maschine
Die landwirtschaftliche Maschine
Im dargestellten Beispiel ist die Spritzvorrichtung als langer und ausklappbarer Ausleger mit einem Gestänge
In der
Über die Eingangsschnittstelle
In der Verarbeitungseinheit
In der Steuerungseinheit
In der
Zudem umfasst die landwirtschaftliche Maschine
Zusätzlich ist es möglich, dass über eine entsprechende Kommunikationsschnittstelle (nicht dargestellt) oder auch basierend auf einer Datenbank der landwirtschaftlichen Maschine Kartendaten empfangen werden. Auf derartigen Kartendaten können beispielsweise stationäre Hindernisse eingezeichnet sein, sodass deren Position bereits bekannt ist. Eine adäquate Reaktion der landwirtschaftlichen Maschine kann erfolgen.In addition, it is possible for map data to be received via a corresponding communication interface (not shown) or also based on a database of the agricultural machine. For example, stationary obstacles can be drawn in on such map data so that their position is already known. An adequate response from the agricultural machine can take place.
In der
Die Erfindung wurde anhand der Zeichnungen und der Beschreibung umfassend beschrieben und erklärt. Die Beschreibung und Erklärung sind als Beispiel und nicht einschränkend zu verstehen. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt. Andere Ausführungsformen oder Variationen ergeben sich für den Fachmann bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung sowie bei einer genauen Analyse der Zeichnungen, der Offenbarung und der nachfolgenden Patentansprüche.The invention has been comprehensively described and explained with reference to the drawings and the description. The description and explanation are to be understood as examples and not restrictive. The invention is not limited to the disclosed embodiments. Other embodiments or variations will become apparent to those skilled in the art after using the present invention and after carefully analyzing the drawings, the disclosure and the following claims.
Ein Element, eine Einheit, eine Schnittstelle, eine Vorrichtung und ein System können teilweise oder vollständig in Hard- und/oder in Software umgesetzt sein. Ein Computerprogramm kann auf einem nichtflüchtigen Datenträger gespeichert/vertrieben werden, beispielsweise auf einem optischen Speicher oder auf einem Halbleiterlaufwerk (SSD). Ein Computerprogramm kann zusammen mit Hardware und/oder als Teil einer Hardware vertrieben werden, beispielsweise mittels des Internets oder mittels drahtgebundener oder drahtloser Kommunikationssysteme.An element, a unit, an interface, a device and a system can be implemented partially or completely in hardware and / or in software. A computer program can be stored / distributed on a non-volatile data carrier, for example on an optical memory or on a semiconductor drive (SSD). A computer program can be distributed together with hardware and / or as part of hardware, for example by means of the Internet or by means of wired or wireless communication systems.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- landwirtschaftliche Maschineagricultural machine
- 1212th
- Vorrichtungcontraption
- 1414th
- WerkzeugTool
- 1616
- SelbstfahreinheitSelf-propelled unit
- 1818th
- UmgebungssensoreinheitEnvironmental sensor unit
- 18a18a
- Fisheye-KamerasensorFisheye camera sensor
- 18b18b
- LidarsensorLidar sensor
- 18c18c
- Kurzstrecken-RadarsensorShort range radar sensor
- 18d18d
- 100°Field-of-View-Kamerasensor100 ° field-of-view camera sensor
- 2020th
- Objektobject
- 2222nd
- FlüssigkeitstankLiquid tank
- 2424
- GestängeLinkage
- 2626th
- GestängeabschnittLinkage section
- 2828
- Düsejet
- 3030th
- EinstelleinheitSetting unit
- 3232
- StellelementControl element
- 3434
- EingangsschnittstelleInput interface
- 3636
- VerarbeitungseinheitProcessing unit
- 3838
- SteuerungseinheitControl unit
- 4040
- PositionssensorPosition sensor
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- GB 2521343 A [0004]GB 2521343 A [0004]
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