DE102019204237A1 - Method and control device for controlling an agricultural vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zum Steuern eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche. Entlang eines zu befahrenden Pfads wird Wegpunktinformation bestimmt und basierend darauf eine geometrische Abstraktion von einem zu befahrenden Abschnitt des Pfads bestimmt. Basierend auf der geometrischen Abstraktion wird zumindest eine Fahrdynamikkomponente des landwirtschaftlichen Fahrzeugs angesteuert. Die Erfindung beschreibt zudem eine Steuereinrichtung zum Durchführen eines derartigen Verfahrens, ein Steuerungssystem mit einer solchen Steuereinrichtung und ein landwirtschaftliches Fahrzeug mit diesem Steuerungssystem.The invention describes a method for controlling an agricultural vehicle on an agricultural area. Waypoint information is determined along a path to be traveled and, based on this, a geometric abstraction of a section of the path to be traveled is determined. Based on the geometric abstraction, at least one driving dynamics component of the agricultural vehicle is activated. The invention also describes a control device for carrying out such a method, a control system with such a control device and an agricultural vehicle with this control system.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Steuereinrichtung und ein Steuerungssystem zum Steuern eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche. Die Erfindung betrifft zudem ein landwirtschaftliches Fahrzeug mit einem derartigen Steuerungssystem.The invention relates to a method, a control device and a control system for controlling an agricultural vehicle on an agricultural area. The invention also relates to an agricultural vehicle with such a control system.
Es ist bekannt, dass ein landwirtschaftliches Fahrzeug automatisiert auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche fahren kann. Dabei kann zumindest eine Fahrdynamikkomponente des landwirtschaftlichen Fahrzeugs automatisiert gesteuert werden.It is known that an agricultural vehicle can drive automatically on an agricultural area. At least one driving dynamics component of the agricultural vehicle can be controlled automatically.
Die Erfindung bezieht sich in einem Aspekt auf ein Verfahren zum Steuern eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche. Ein oder mehrere Schritt des Verfahrens können automatisiert durchgeführt werden.In one aspect, the invention relates to a method for controlling an agricultural vehicle on an agricultural area. One or more steps of the method can be carried out automatically.
Das Steuern des landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche kann eine Spurführung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs aufweisen. Die Spurführung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs kann ein Folgen beziehungsweise Abfahren von einer Fahrspur oder einer Trajektorie mit dem landwirtschaftlichen Fahrzeug aufweisen oder darauf basieren. Bei der Fahrspur kann es sich um eine vorbestimmte Fahrspur handeln. Bei der Trajektorie kann es sich um eine vorbestimmte Trajektorie handeln. Das landwirtschaftliche Fahrzeug kann so entlang der Fahrspur oder der Trajektorie automatisiert geführt beziehungsweise gesteuert werden. Für das Steuern des landwirtschaftlichen Fahrzeugs kann beispielsweise ein lateraler Abstand beziehungsweise ein Versatz zur Fahrspur beziehungsweise zur Trajektorie bestimmt und korrigiert werden. Für das Steuern des landwirtschaftlichen Fahrzeugs kann auch beispielsweise eine Orientierungsabweichung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs zur Fahrspur oder zur Trajektorie bestimmt und korrigiert werden. Das landwirtschaftliche Fahrzeug kann so in vorteilhafter Weise automatisch auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche gesteuert werden. Bei dem Steuern des landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche ist es somit nicht erforderlich, dass das landwirtschaftliche Fahrzeug aktiv von einem Fahrer gesteuert wird.The control of the agricultural vehicle on the agricultural area can include tracking of the agricultural vehicle. The lane guidance of the agricultural vehicle can be based on following or driving off a lane or a trajectory with the agricultural vehicle. The lane can be a predetermined lane. The trajectory can be a predetermined trajectory. The agricultural vehicle can thus be automatically guided or controlled along the lane or the trajectory. For controlling the agricultural vehicle, for example, a lateral distance or an offset to the lane or to the trajectory can be determined and corrected. For controlling the agricultural vehicle, it is also possible, for example, to determine and correct an orientation deviation of the agricultural vehicle from the lane or from the trajectory. The agricultural vehicle can thus be controlled automatically on the agricultural area in an advantageous manner. When controlling the agricultural vehicle on the agricultural area, it is therefore not necessary for the agricultural vehicle to be actively controlled by a driver.
Das Steuern des landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche kann ein Steuern der Fahrdynamik des landwirtschaftlichen Fahrzeugs aufweisen. Das Steuern der Fahrdynamik kann ein Steuern der Querdynamik des landwirtschaftlichen Fahrzeugs aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann das Steuern des landwirtschaftlichen Fahrzeugs ein Steuern der Längsdynamik des landwirtschaftlichen Fahrzeugs aufweisen. Das Steuern des landwirtschaftlichen Fahrzeugs kann ein Lenken des landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche aufweisen. Dabei kann das landwirtschaftliche Fahrzeug querdynamisch gesteuert werden. Das Steuern des landwirtschaftlichen Fahrzeugs kann ein Beschleunigen beziehungsweise Antreiben des landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche aufweisen. Dabei kann das landwirtschaftliche Fahrzeug längsdynamisch gesteuert werden.Controlling the agricultural vehicle on the agricultural area can include controlling the driving dynamics of the agricultural vehicle. Controlling the driving dynamics can include controlling the transverse dynamics of the agricultural vehicle. As an alternative or in addition, controlling the agricultural vehicle can include controlling the longitudinal dynamics of the agricultural vehicle. Controlling the agricultural vehicle can include steering the agricultural vehicle on the agricultural area. The agricultural vehicle can be controlled transversely dynamically. Controlling the agricultural vehicle can include accelerating or driving the agricultural vehicle on the agricultural area. The agricultural vehicle can be controlled longitudinally dynamically.
Bei dem landwirtschaftlichen Fahrzeug kann es sich um eine landwirtschaftliche oder forstwirtschaftliche Maschine, ein landwirtschaftliches oder forstwirtschaftliches Gerät oder ein landwirtschaftliches oder forstwirtschaftliches Nutzfahrzeug handeln. Es kann sich bei dem landwirtschaftlichen Fahrzeug um ein landwirtschaftliches Zugfahrzeug handeln, beispielsweise um einen Traktor. Es kann sich bei dem landwirtschaftlichen Fahrzeug auch um ein landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug handeln, beispielsweise um eine Erntemaschine. Bei der landwirtschaftlichen Nutzfläche kann es sich um eine zu bewirtschaftende landwirtschaftliche oder forstwirtschaftliche Fläche handeln. Beispielsweise kann die landwirtschaftliche Nutzfläche ein Acker, ein Feld mit angepflanzten oder abgeernteten Nutzpflanzen, eine Wiese oder einen Wald aufweisen.The agricultural vehicle can be an agricultural or forestry machine, an agricultural or forestry device or an agricultural or forestry utility vehicle. The agricultural vehicle can be an agricultural tractor, for example a tractor. The agricultural vehicle can also be an agricultural work vehicle, for example a harvesting machine. The usable agricultural area can be an agricultural or forestry area to be cultivated. For example, the agricultural area can have a field, a field with planted or harvested useful plants, a meadow or a forest.
In einem Schritt des Verfahrens wird ein Bestimmen von Wegpunktinformation entlang eines Pfads zum Befahren der landwirtschaftlichen Nutzfläche mit dem landwirtschaftlichen Fahrzeug durchgeführt. Bei dem Pfad kann es sich um die Fahrspur oder um die Trajektorie handeln.In one step of the method, waypoint information is determined along a path for driving the agricultural area with the agricultural vehicle. The path can be the lane or the trajectory.
Die Wegpunktinformation entlang des Pfads kann eine Vielzahl von Wegpunkten entlang des Pfads aufweisen. Die Vielzahl von Wegpunkten kann mindestens zwei Wegpunkte aufweisen. Bei den Wegpunkten kann es sich um entlang des Pfads äquidistant angeordnete Wegpunkte handeln. Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei den Wegpunkten um Wegpunkte mit einem krümmungsbasierten Punktabstand entlang des Pfads handeln. So können beispielsweise in einem kreisbogenförmigen Abschnitt des Pfads Wegpunkte mit einem Punktabstand bestimmt werden, welcher kleiner ist als ein Punktabstand von Wegpunkten in einem geradlinigen Abschnitt des Pfads. Die Wegpunktinformation entlang des Pfads kann in einem Koordinatensystem bestimmt werden. Bei dem Koordinatensystem kann es sich um ein fahrzeugbezogenes oder um nutzflächenbezogenes Koordinatensystem handeln.The waypoint information along the path may include a plurality of waypoints along the path. The plurality of waypoints can have at least two waypoints. The waypoints can be waypoints arranged equidistantly along the path. Alternatively or additionally, the waypoints can be waypoints with a curvature-based point spacing along the path. For example, in an arcuate section of the path, waypoints with a point spacing can be determined which is smaller than a point spacing of waypoints in a straight section of the path. The waypoint information along the path can be determined in a coordinate system. The coordinate system can be a vehicle-related or a usable area-related coordinate system.
In einem weiteren Schritt des Verfahrens wird ein Bestimmen von mindestens einer geometrischen Abstraktion von mindestens einem in Fahrtrichtung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs vorausliegenden Abschnitt des Pfads basierend auf der bestimmten Wegpunktinformation durchgeführt.In a further step of the method, at least one geometric abstraction of at least one section of the path lying ahead in the direction of travel of the agricultural vehicle is determined based on the determined waypoint information.
Bei der geometrischen Abstraktion von dem mindestens einen vorausliegenden Abschnitt des Pfads kann es sich um eine Auswahl der bestimmten Wegpunktinformation handeln. Bei der geometrischen Abstraktion von dem mindestens einen vorausliegenden Abschnitt des Pfads kann es sich ferner um eine geometrische Vereinfachung beziehungsweise Parametrisierung der bestimmten Wegpunktinformation handeln. Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei der geometrischen Abstraktion von dem mindestens einen vorausliegenden Abschnitt des Pfads um eine mathematische beziehungsweise geometrische Funktion oder Kurve zur Approximation der bestimmten Wegpunktinformation handeln. Die Wegpunktinformation kann hierfür mathematische Stützpunkte aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei der geometrischen Abstraktion von dem mindestens einen vorausliegenden Abschnitt des Pfads um ein Trassierungselement beziehungsweise um einen Trassierungsparameter basierend auf dem bestimmten Wegpunktinformation handeln.The geometric abstraction from the at least one section of the path lying ahead can be a selection of the determined waypoint information. The geometric abstraction from the at least one section of the path lying ahead can also be a geometric simplification or parameterization of the determined waypoint information. Alternatively or additionally, the geometric abstraction from the at least one section of the path lying ahead can be a mathematical or geometric function or curve for approximating the determined waypoint information. The waypoint information can have mathematical support points for this purpose. Alternatively or additionally, the geometric abstraction from the at least one section of the path lying ahead can be a route element or a route parameter based on the determined waypoint information.
Der Abschnitt des Pfads kann einen Teil beziehungsweise Bereich des Pfads aufweisen. Bei dem Abschnitt des Pfads kann es sich um einen geradlinigen oder gekrümmten Abschnitt des Pfads handeln. Handelt es sich bei dem Abschnitt des Pfads um einen geradlinigen Abschnitt, kann als geometrische Abstraktion beispielsweise eine Gerade bestimmt werden. Handelt es sich bei dem Abschnitt des Pfads um einen gekrümmten Abschnitt, kann als geometrische Abstraktion beispielsweise ein Kreisbogen oder eine Klothoide bestimmt werden.The section of the path can comprise a part or area of the path. The section of the path can be a straight or curved section of the path. If the section of the path is a rectilinear section, a straight line, for example, can be determined as a geometric abstraction. If the section of the path is a curved section, an arc of a circle or a clothoid, for example, can be determined as the geometric abstraction.
In einem weiteren Schritt des Verfahrens wird ein Ansteuern von zumindest einer Fahrdynamikkomponente des landwirtschaftlichen Fahrzeugs basierend auf der bestimmten mindestens einen geometrischen Abstraktion zum Abfahren des Pfads mit dem landwirtschaftlichen Fahrzeug durchgeführt. Die geometrische Abstraktion kann hierfür von einer Fahrdynamiksteuerung angefordert werden, um die zumindest eine Fahrdynamikkomponente anzusteuern. Alternativ dazu kann die geometrische Abstraktion als Steuerbefehl an eine Fahrdynamiksteuerung übertragen werden, um die zumindest eine Fahrdynamikkomponente anzusteuern.In a further step of the method, at least one driving dynamics component of the agricultural vehicle is actuated based on the determined at least one geometric abstraction for following the path with the agricultural vehicle. For this purpose, the geometric abstraction can be requested from a driving dynamics control in order to control the at least one driving dynamics component. Alternatively, the geometric abstraction can be transmitted as a control command to a driving dynamics controller in order to control the at least one driving dynamics component.
Bei der Fahrdynamikkomponente des landwirtschaftlichen Fahrzeugs kann es sich um eine Längsdynamikkomponente oder um eine Querdynamikkomponente des landwirtschaftlichen Fahrzeugs handeln. Die Querdynamikkomponente kann mindestens ein Bauteil einer Lenkung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs aufweisen. Die Längsdynamikkomponente kann mindestens ein Bauteil von einem Antrieb oder von einer Bremsanlage des landwirtschaftlichen Fahrzeugs aufweisen. Die Fahrdynamikkomponente kann ferner mindestens ein Bauteil von einem Antriebsstrang des landwirtschaftlichen Fahrzeugs aufweisen.The driving dynamics component of the agricultural vehicle can be a longitudinal dynamics component or a transverse dynamics component of the agricultural vehicle. The lateral dynamics component can have at least one component of a steering system of the agricultural vehicle. The longitudinal dynamics component can have at least one component from a drive or from a brake system of the agricultural vehicle. The driving dynamics component can furthermore have at least one component from a drive train of the agricultural vehicle.
Im Rahmen der Erfindung kann Wegpunktinformation zum Befahren der landwirtschaftlichen Nutzfläche an eine Steuereinrichtung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs zum Ansteuern von der zumindest einen Fahrdynamikkomponente des landwirtschaftlichen Fahrzeugs übertragen werden. Basierend auf der bestimmten mindestens einen geometrischen Abstraktion, welche auf der Wegpunktinformation basiert, kann Wegpunktinformation mit der Erfindung variabel und flexibel übertragen werden. Die Wegpunktinformation und die geometrische Abstraktion können kontinuierlich beziehungsweise zyklisch, beispielsweise in einem vordefinierten zeitlichen Abstand, bestimmt werden. Auch die zumindest eine Fahrdynamikkomponente kann basierend auf derart kontinuierlich beziehungsweise zyklisch durchgeführten Bestimmungsschritten kontinuierlich beziehungsweise zyklisch angesteuert werden.Within the scope of the invention, waypoint information for driving on the agricultural area can be transmitted to a control device of the agricultural vehicle for controlling the at least one driving dynamics component of the agricultural vehicle. Based on the determined at least one geometric abstraction, which is based on the waypoint information, waypoint information can be transmitted variably and flexibly with the invention. The waypoint information and the geometric abstraction can be determined continuously or cyclically, for example at a predefined time interval. The at least one driving dynamics component can also be activated continuously or cyclically based on such determination steps carried out continuously or cyclically.
Beispielhafte Vorteile der Erfindungen beziehen sich auf ein Datenmanagement zum automatisierten Ansteuern eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs. Mit der geometrischen Abstraktion kann ein (Zwischen-)Speichern von Wegpunktinformation zum Ansteuern von der zumindest einen Fahrdynamikkomponente einen geringeren Speicherbedarf benötigen. Mit der geometrischen Abstraktion kann zudem ein Puffern von Wegpunktinformation zum Ansteuern von der zumindest einen Fahrdynamikkomponente einen geringeren Pufferbedarf benötigen. Mit der geometrischen Abstraktion kann ferner ein Kommunizieren von Wegpunktinformation zum Ansteuern von der zumindest einen Fahrdynamikkomponente eine geringere Kommunikationslast in einem Kommunikationskanal zum Übertragen der geometrischen Abstraktion zur Folge haben. Beispielsweise kann so beim Übertragen von der geometrischen Abstraktion über einen CAN-Bus an die Steuereinrichtung beziehungsweise an die Fahrdynamikkomponente des landwirtschaftlichen Fahrzeugs eine Bus-Last in dem CAN-Bus verringert werden.Exemplary advantages of the inventions relate to data management for the automated control of an agricultural vehicle. With the geometric abstraction, an (intermediate) storage of waypoint information for controlling the at least one driving dynamics component can require less memory. With the geometric abstraction, buffering of waypoint information for controlling the at least one driving dynamics component can also require a lower buffer requirement. With the geometric abstraction, communication of waypoint information for controlling the at least one driving dynamics component can also result in a lower communication load in a communication channel for transmitting the geometric abstraction. For example, when the geometric abstraction is transmitted via a CAN bus to the control device or to the driving dynamics component of the agricultural vehicle, a bus load in the CAN bus can be reduced.
Im Rahmen der Erfindung kann Wegpunktinformation durch das Bestimmen der mindestens einen geometrischen Abstraktion in Abhängigkeit von einer geometrischen Komplexität des abzufahrenden Pfads des landwirtschaftlichen Fahrzeugs übertragen werden. Die Komplexität des abzufahrenden Pfads kann beispielsweise einen Krümmungsverlauf des abzufahrenden Pfads aufweisen. Mit der Erfindung kann ein durch einzelne Wegpunkte diskret definierter Pfad zum Befahren der landwirtschaftlichen Nutzfläche durch das Bestimmen der geometrischen Abstraktion parametrisiert werden. So kann einerseits eine Bestimmungsgenauigkeit des Pfads erhöht werden und andererseits ein Bestimmungsdatenvolumen des Pfads verringert werden. Die Wegpunktinformation entlang des Pfads kann beim Bestimmen von der mindestens einen geometrischen Abstraktion ferner interpoliert oder extrapoliert werden. So muss zum automatisierten Steuern des landwirtschaftlichen Fahrzeugs zum Abfahren des Pfads in vorteilhafter Weise nicht die gesamte vorbestimmte Wegpunktinformation des abzufahrenden Pfads verwendet werden.Within the scope of the invention, waypoint information can be transmitted by determining the at least one geometric abstraction as a function of a geometric complexity of the path to be followed by the agricultural vehicle. The complexity of the path to be traveled can, for example, have a curvature of the path to be traveled. With the invention, a path, which is discretely defined by individual waypoints, for driving on the agricultural area can be parameterized by determining the geometric abstraction. Thus, on the one hand, a determination accuracy of the path can be increased and, on the other hand, a determination data volume of the path can be reduced. The Waypoint information along the path can furthermore be interpolated or extrapolated when determining the at least one geometric abstraction. Thus, for the automated control of the agricultural vehicle in order to travel along the path, it is advantageous not to use all of the predetermined waypoint information of the path to be traveled.
Das Ansteuern von der zumindest einen Fahrdynamikkomponente des landwirtschaftlichen Fahrzeugs kann ein Vergleichen von der geometrischen Abstraktion des Abschnitts des Pfads mit einer aktuellen Lage des landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche aufweisen. Die Lage kann eine Position beziehungsweise eine Orientierung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche aufweisen. Zum Ansteuern der zumindest einen Fahrdynamikkomponente des landwirtschaftlichen Fahrzeugs kann basierend auf einem derartigen Vergleich ein lateraler Abstand des landwirtschaftlichen Fahrzeugs zum abzufahrenden Pfad bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich kann basierend auf einem derartigen Vergleich eine Orientierungsabweichung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs zum abzufahrenden Pfad bestimmt werden. Das Ansteuern von der zumindest einen Fahrdynamikkomponente des landwirtschaftlichen Fahrzeugs kann ein Korrigieren des lateralen Abstands beziehungsweise der Orientierungsabweichung aufweisen.The activation of the at least one driving dynamics component of the agricultural vehicle can include a comparison of the geometric abstraction of the section of the path with a current position of the agricultural vehicle on the agricultural area. The location can have a position or an orientation of the agricultural vehicle on the agricultural area. To control the at least one driving dynamics component of the agricultural vehicle, a lateral distance between the agricultural vehicle and the path to be traveled can be determined based on such a comparison. Alternatively or additionally, an orientation deviation of the agricultural vehicle from the path to be traveled can be determined based on such a comparison. The activation of the at least one driving dynamics component of the agricultural vehicle can include correcting the lateral distance or the orientation deviation.
Die zumindest eine Fahrdynamikkomponente des landwirtschaftlichen Fahrzeugs kann basierend auf einer Krümmung von dem mindestens einen in Fahrtrichtung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs vorausliegenden Abschnitts des Pfads, welche aus der bestimmten mindestens einen geometrischen Abstraktion abgeleitet werden kann, angesteuert werden. Die zumindest eine Fahrdynamikkomponente des landwirtschaftlichen Fahrzeugs kann basierend auf einem aus der Krümmung berechneten Lenkwinkel zum Lenken des landwirtschaftlichen Fahrzeugs angesteuert werden.The at least one driving dynamics component of the agricultural vehicle can be controlled based on a curvature of the at least one section of the path lying ahead in the direction of travel of the agricultural vehicle, which can be derived from the determined at least one geometric abstraction. The at least one driving dynamics component of the agricultural vehicle can be activated based on a steering angle calculated from the curvature for steering the agricultural vehicle.
Eine Ausführungsform des Verfahrens weist als einen weiteren Schritt ein Erfassen von zumindest einem Abschnitt einer Linie auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche auf. Zumindest einer der Schritte des Bestimmens kann so in Abhängigkeit von dem zumindest einen erfassten Abschnitt der Linie durchgeführt werden. Die Wegpunktinformation kann entlang dem zumindest einen erfassten Abschnitt der Linie bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Wegpunktinformation parallel beziehungsweise versetzt zu dem zumindest einen erfassten Abschnitt der Linie bestimmt werden. Der Pfad kann dem zumindest einen erfassten Abschnitt der Linie entsprechen, wobei der Pfad zumindest abschnittsweise entlang dem zumindest einen erfassten Abschnitt der Linie verlaufen kann. Alternativ oder zusätzlich kann der Pfad parallel beziehungsweise versetzt zu dem zumindest einen erfassten Abschnitt der Linie verlaufen.One embodiment of the method has as a further step the detection of at least one section of a line on the agricultural area. At least one of the determining steps can thus be carried out as a function of the at least one detected section of the line. The waypoint information can be determined along the at least one detected section of the line. Alternatively or additionally, the waypoint information can be determined parallel or offset to the at least one recorded section of the line. The path can correspond to the at least one detected section of the line, wherein the path can run at least in sections along the at least one detected section of the line. Alternatively or additionally, the path can run parallel or offset to the at least one recorded section of the line.
Die mindestens eine geometrische Abstraktion kann auf zumindest einem erfassten Abschnitt einer Linie basieren. Es kann mindestens eine geometrische Abstraktion von mindestens einem in Fahrtrichtung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs vorausliegenden, zumindest einen erfassten Abschnitts einer Linie bestimmt werden. Der Schritt des Ansteuerns kann basierend auf der bestimmten mindestens einen geometrischen Abstraktion von dem mindestens einen in Fahrtrichtung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs vorausliegenden zumindest einen erfassten Abschnitts der Linie durchgeführt werden.The at least one geometric abstraction can be based on at least one recorded section of a line. At least one geometric abstraction of at least one detected section of a line lying ahead in the direction of travel of the agricultural vehicle can be determined. The actuation step can be carried out based on the determined at least one geometric abstraction of the at least one detected section of the line lying ahead in the direction of travel of the agricultural vehicle.
Der zumindest eine Abschnitt einer Linie auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche kann mit einer Umfelderfassungssensorik erfasst werden. Die Umfelderfassungssensorik kann auf dem landwirtschaftlichen Fahrzeug angebracht sein. Die Wegpunktinformation kann mit der Umfelderfassungssensorik erfasst werden. Die Wegpunktinformation kann auch aus Messdaten der Umfelderfassungssensorik abgeleitet werden.The at least one section of a line on the agricultural area can be detected with a surroundings detection sensor system. The environment detection sensor system can be mounted on the agricultural vehicle. The waypoint information can be recorded with the surroundings detection sensors. The waypoint information can also be derived from measurement data from the surroundings detection sensors.
Die Umfelderfassungssensorik kann einen distanzmessenden Sensor aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Umfelderfassungssensorik eine Kamera aufweisen. Der distanzmessende Sensor kann auch als ein scannender Sensor ausgebildet sein. Bei dem distanzmessenden Sensor kann es sich beispielsweise um einen Laserscanner, ein Radarmessgerät oder um ein Ultraschallmessgerät handeln. Der Laserscanner, das Radarmessgerät oder das Ultraschallmessgerät kann als ein zweidimensional oder dreidimensional scannender Sensor ausgebildet sein. Die Kamera kann als eine RGB-Kamera oder als eine Multispektralkamera ausgebildet sein. Die Wegpunktinformation kann aus einer mit dem Laserscanner oder mit dem Radarmessgerät erfassten Punktwolke der landwirtschaftlichen Nutzfläche, beispielsweise mit Methoden der Mustererkennung, abgeleitet werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Wegpunktinformation aus einem mit der Kamera erfassten Bild, beispielsweise mit Methoden der Bildverarbeitung, abgeleitet werden. Das Verfahren kann somit basierend auf dem Schritt des Erfassens von dem zumindest einen Abschnitt der Linie auch ein Erkennen von dem zumindest einen Abschnitt der Linie in den von der Umfelderfassungssensorik erfassten Messdaten aufweisen.The environment detection sensor system can have a distance-measuring sensor. Alternatively or additionally, the surroundings detection sensor system can have a camera. The distance-measuring sensor can also be designed as a scanning sensor. The distance-measuring sensor can be, for example, a laser scanner, a radar measuring device or an ultrasonic measuring device. The laser scanner, the radar measuring device or the ultrasonic measuring device can be designed as a two-dimensional or three-dimensional scanning sensor. The camera can be designed as an RGB camera or as a multispectral camera. The waypoint information can be derived from a point cloud of the agricultural area recorded with the laser scanner or with the radar measuring device, for example with methods of pattern recognition. Alternatively or additionally, the waypoint information can be derived from an image captured with the camera, for example using image processing methods. The method can thus, based on the step of acquiring the at least one section of the line, also have a recognition of the at least one section of the line in the measurement data acquired by the surroundings acquisition sensor system.
Der zumindest eine Abschnitt der Linie kann einen geradlinigen Verlaufsabschnitt oder einen gekrümmten Verlaufsabschnitt aufweisen. Bei dem zu erfassenden zumindest einen Abschnitt der Linie auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche kann es sich um eine linienförmige Erhöhung oder Vertiefung auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche handeln. Bei der zu erfassenden Linie beziehungsweise bei dem zu erfassenden zumindest einen Abschnitt der Linie auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche kann es sich ferner um eine Kante, einen (erhöhten oder vertieften) Verlauf, eine Grenze oder um eine Rinne auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche handeln. Bei der Rinne kann es sich beispielsweise um eine Fahrzeugspur in einem Bewuchs oder auf einer Geländeoberfläche der landwirtschaftlichen Nutzfläche handeln. Bei einem erhöhten Verlauf kann es sich beispielsweise um einen Schwad handeln. Bei dem zu erfassenden zumindest einen Abschnitt der Linie kann es sich ferner um eine Vegetationslinie oder um eine Geländelinie handeln. Bei der Vegetationslinie kann es sich beispielsweise um eine Mähkante oder um eine Schnittkante auf einem Feld handeln. Bei der Geländelinie kann es sich beispielsweise um eine Grubberkante auf einem Acker handeln.The at least one section of the line can have a straight course section or a curved course section. The at least one section of the line to be recorded on the agricultural area can be act as a linear elevation or depression on the agricultural area. The line to be detected or the at least one section of the line on the agricultural area to be detected can also be an edge, a (raised or recessed) course, a border or a channel on the agricultural area. The channel can be, for example, a vehicle lane in vegetation or on a surface of the agricultural area. An elevated course can be a swath, for example. The at least one section of the line to be detected can also be a vegetation line or a terrain line. The vegetation line can be a mowing edge or a cutting edge on a field, for example. The terrain line can, for example, be the edge of a cultivator in a field.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens weist als einen weiteren Schritt ein Erfassen von einer Position des landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche mit zumindest einer Komponente eines Satellitenpositionierungssystems auf. Bei der Komponente des Satellitenpositionierungssystems kann es sich beispielsweise um einen GNSS-Empfänger handeln. Zumindest einer der Schritte des Bestimmens kann so in Abhängigkeit von einem vordefinierten Pfad zum Befahren der landwirtschaftlichen Nutzfläche und der erfassten Position des landwirtschaftlichen Fahrzeugs durchgeführt werden. Die Wegpunktinformation kann abzufahrende Fahrzeugpositionen in einem Koordinatensystem des Satellitenpositionierungssystems aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Wegpunktinformation versetzt zu den abzufahrenden Fahrzeugpositionen bestimmt werden. Der Pfad kann die Fahrzeugpositionen aufweisen, wobei der Pfad zumindest abschnittsweise entlang den Fahrzeugpositionen verlaufen kann. Alternativ oder zusätzlich kann der Pfad versetzt zu den Fahrzeugpositionen verlaufen.A further embodiment of the method has, as a further step, the detection of a position of the agricultural vehicle on the agricultural area with at least one component of a satellite positioning system. The component of the satellite positioning system can, for example, be a GNSS receiver. At least one of the determination steps can thus be carried out as a function of a predefined path for driving on the agricultural area and the detected position of the agricultural vehicle. The waypoint information can include vehicle positions to be traveled in a coordinate system of the satellite positioning system. Alternatively or additionally, the waypoint information can be determined offset from the vehicle positions to be traveled. The path can have the vehicle positions, wherein the path can run at least in sections along the vehicle positions. Alternatively or additionally, the path can run offset to the vehicle positions.
Die mindestens eine geometrische Abstraktion kann auf den abzufahrenden Fahrzeugpositionen basieren. Es kann mindestens eine geometrische Abstraktion von mindestens einer in Fahrtrichtung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs vorausliegenden Fahrzeugposition bestimmt werden. Der Schritt des Ansteuerns kann basierend auf der bestimmten mindestens einen geometrischen Abstraktion von der mindestens einen in Fahrtrichtung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs vorausliegenden Fahrzeugposition durchgeführt werden.The at least one geometric abstraction can be based on the vehicle positions to be traveled. At least one geometric abstraction of at least one vehicle position lying ahead in the direction of travel of the agricultural vehicle can be determined. The actuation step can be carried out based on the determined at least one geometric abstraction from the at least one vehicle position lying ahead in the direction of travel of the agricultural vehicle.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist der Schritt des Bestimmens von Wegpunktinformation ein Bestimmen von mindestens einer Koordinate eines zu befahrenden Wegpunkts entlang des Pfads auf. Die Wegpunktinformation kann Wegpunktkoordinaten aufweisen. Die Wegpunktinformation kann in einem Fahrzeugkoordinatensystem beziehungsweise in einem fahrzeugbezogenen Koordinatensystem bestimmt werden. Bei dem Fahrzeugkoordinatensystem kann es sich um ein mit dem landwirtschaftlichen Fahrzeug mitfahrendes Koordinatensystem handeln. Die Wegpunktinformation kann ferner in einem Nutzflächenkoordinatensystem beziehungsweise in einem nutzflächenbezogenen Koordinatensystem bestimmt werden. Bei dem Nutzflächenkoordinatensystem kann es sich um ein räumlich festes Koordinatensystem, beispielsweise um ein Koordinatensystem eines Satellitenpositionierungssystems, handeln.In a further embodiment of the method, the step of determining waypoint information includes determining at least one coordinate of a waypoint to be traveled along the path. The waypoint information can include waypoint coordinates. The waypoint information can be determined in a vehicle coordinate system or in a vehicle-related coordinate system. The vehicle coordinate system can be a coordinate system that travels with the agricultural vehicle. The waypoint information can also be determined in a usable area coordinate system or in a usable area-related coordinate system. The usable area coordinate system can be a spatially fixed coordinate system, for example a coordinate system of a satellite positioning system.
Die Wegpunktinformation kann Lageinformation von mindestens einem zu befahrenden Wegpunkt aufweisen. Zusätzlich kann die Wegpunktinformation Höheninformation von mindestens einem zu befahrenden Wegpunkt aufweisen. Ein zu befahrender Wegpunkt entlang des Pfads kann zweidimensionale beziehungsweise lagemäßige Koordinaten in einem der beschriebenen Koordinatensysteme aufweisen. Alternativ kann ein zu befahrender Wegpunkt entlang des Pfads dreidimensionale Koordinaten in einem der beschriebenen Koordinatensysteme aufweisen. Die dreidimensionalen Koordinaten können die zweidimensionalen beziehungsweise lagemäßigen Koordinaten und Höheninformation aufweisen.The waypoint information can include location information of at least one waypoint to be traveled. In addition, the waypoint information can have height information from at least one waypoint to be traveled. A waypoint to be traveled along the path can have two-dimensional or positional coordinates in one of the described coordinate systems. Alternatively, a waypoint to be traveled along the path can have three-dimensional coordinates in one of the described coordinate systems. The three-dimensional coordinates can have the two-dimensional or positional coordinates and height information.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist der Schritt des Bestimmens von Wegpunktinformation ein Bestimmen von mindestens einer Fahrtgeschwindigkeit des landwirtschaftlichen Fahrzeugs zum Befahren des Pfads auf. Die Wegpunktinformation kann zusätzlich zu einer Lageinformation von einem zu befahrenden Wegpunkt auch Metainformation zu dem zu befahrenden Wegpunkt aufweisen. Bei der Metainformation kann es sich um Information handeln, welche nicht die Lage oder Höhe eines Wegpunkts definiert. Bei der Metainformation kann es sich um Information handeln, wie dieser Wegpunkt mit dem landwirtschaftlichen Fahrzeug befahren werden soll. Die Fahrtgeschwindigkeit des landwirtschaftlichen Fahrzeugs zum Befahren eines Wegpunkts ist ein Beispiel für eine derartige Metainformation. Weitere Beispiele können eine Beschleunigung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs beim Befahren des Wegpunkts oder eine Lenkungskonfiguration beim Befahren des Wegpunkts sein.In a further embodiment of the method, the step of determining waypoint information includes determining at least one travel speed of the agricultural vehicle for traveling on the path. In addition to location information about a waypoint to be traveled, the waypoint information can also have meta information about the waypoint to be traveled. The meta information can be information that does not define the position or height of a waypoint. The meta information can be information on how this waypoint is to be traveled by the agricultural vehicle. The travel speed of the agricultural vehicle for traveling on a waypoint is an example of such meta information. Further examples can be an acceleration of the agricultural vehicle when driving on the waypoint or a steering configuration when driving on the waypoint.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist der Schritt des Bestimmens von Wegpunktinformation ein Bestimmen der Wegpunktinformation in einem fahrzeugbezogenen Koordinatensystem auf. Die Wegpunktinformation und die geometrische Abstraktion können somit in einem lokalen Koordinatensystem bestimmt werden. Somit kann in vorteilhafter Weise beim Durchführen des Verfahrens auf eine Koordinatentransformation verzichtet werden.In a further embodiment of the method, the step of determining waypoint information includes determining the waypoint information in a vehicle-related coordinate system. The waypoint information and the geometric abstraction can thus be determined in a local coordinate system. Thus, in an advantageous manner when performing the Process on a coordinate transformation can be dispensed with.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist der Schritt des Bestimmens von der mindestens einen geometrischen Abstraktion ein Auswählen von Wegpunktinformation aus der entlang des Pfads bestimmten Wegpunktinformation entlang des mindestens einen Abschnitts des Pfads auf. Gemäß einer derartigen Auswahl kann mindestens ein Wegpunkt aus der bestimmten Wegpunktinformation ausgewählt werden. Es können mindestens zwei Wegpunkte, beispielsweise drei oder vier Wegpunkte, ausgewählt werden, um die geometrische Abstraktion, zu bestimmen. Entsprechend der Anzahl an ausgewählten Wegpunkte können diese mit einem Polynom entsprechender Ordnung approximiert werden. Die geometrische Abstraktion kann mindestens einen ausgewählten Wegpunkt aufweisen, basierend auf welchem die zumindest eine Fahrdynamikkomponente des landwirtschaftlichen Fahrzeugs angesteuert werden kann. Somit kann zum Ansteuern von der zumindest einen Fahrdynamikkomponente des landwirtschaftlichen Fahrzeugs ein punktweises Übertragen von Wegpunktinformation durchgeführt werden. Somit kann in vorteilhafter Weise nicht die gesamte Wegpunktinformation beziehungsweise alle Wegpunkte eines Pfads zum Steuern des landwirtschaftlichen Fahrzeugs übertragen werden, sondern lediglich mindestens ein ausgewählter Punkt, welcher zum Ansteuern von der zumindest einen Fahrdynamikkomponente verwendet werden kann.In a further embodiment of the method, the step of determining the at least one geometric abstraction comprises selecting waypoint information from the waypoint information along the at least one section of the path determined along the path. According to such a selection, at least one waypoint can be selected from the determined waypoint information. At least two waypoints, for example three or four waypoints, can be selected in order to determine the geometric abstraction. Depending on the number of selected waypoints, these can be approximated with a polynomial of the appropriate order. The geometric abstraction can have at least one selected waypoint, based on which the at least one driving dynamics component of the agricultural vehicle can be controlled. Thus, for controlling the at least one driving dynamics component of the agricultural vehicle, point-by-point transfer of waypoint information can be carried out. Thus, in an advantageous manner, not all of the waypoint information or all of the waypoints of a path for controlling the agricultural vehicle can be transmitted, but rather only at least one selected point which can be used for controlling the at least one driving dynamics component.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist der Schritt des Bestimmens von der mindestens einen geometrischen Abstraktion ein Berechnen von einer mathematischen Wegpunktverlaufsfunktion für den mindestens einen Abschnitt des Pfads auf. Der mindestens eine Abschnitt des Pfads kann so basierend auf der Wegpunktinformation entlang des Abschnitts des Pfads mathematisch approximiert werden. Die mathematische Wegpunktverlaufsfunktion kann eine Interpolation beziehungsweise Extrapolation der bestimmten Wegpunktinformation, welche in dem mindestens einen Abschnitt des Pfads liegt, aufweisen. Die mathematische Wegpunktverlaufsfunktion kann ein Polynom oder einen Spline aufweisen, welche basierend auf der Wegpunktinformation als mathematische Stützstellen abgeleitet werden können. Somit kann das Ansteuern von der zumindest einen Fahrdynamikkomponente des landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf mathematischen Parametern beziehungsweise Koeffizienten von der Wegpunktverlaufsfunktion basieren.In a further embodiment of the method, the step of determining the at least one geometric abstraction includes calculating a mathematical waypoint curve function for the at least one section of the path. The at least one section of the path can thus be mathematically approximated based on the waypoint information along the section of the path. The mathematical waypoint course function can have an interpolation or extrapolation of the determined waypoint information which is in the at least one section of the path. The mathematical waypoint curve function can have a polynomial or a spline, which can be derived as mathematical support points based on the waypoint information. The actuation of the at least one driving dynamics component of the agricultural vehicle can thus be based on mathematical parameters or coefficients of the waypoint curve function.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist der Schritt des Bestimmens von der mindestens einen geometrischen Abstraktion ein Berechnen von einer Krümmungsinformation zu dem mindestens einen Abschnitt des Pfads auf. Die Krümmungsinformation kann eine Krümmung beziehungsweise einen Radius des mindestens einen Abschnitts des Pfads aufweisen. Basierend auf der Krümmung beziehungsweise dem Radius kann ein Lenkwinkel zum Ansteuern von der zumindest einen Fahrdynamikkomponente berechnet werden. Bei dem Lenkwinkel kann es sich um einen aktuellen oder zukünftigen Lenkwinkel handeln. Das Ansteuern von der zumindest einen Fahrdynamikkomponente kann somit auch krümmungsbasiert erfolgen.In a further embodiment of the method, the step of determining the at least one geometric abstraction includes calculating curvature information relating to the at least one section of the path. The curvature information can have a curvature or a radius of the at least one section of the path. A steering angle for controlling the at least one driving dynamics component can be calculated based on the curvature or the radius. The steering angle can be a current or future steering angle. The activation of the at least one driving dynamics component can thus also take place based on curvature.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist der Schritt des Bestimmens von der mindestens einen geometrischen Abstraktion ein Bestimmen von mindestens einer geometrischen Abstraktion von mindestens einem in Fahrtrichtung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs vorausliegenden und zum landwirtschaftlichen Fahrzeug beabstandeten Abschnitt des Pfads auf. Der vorausliegende und beabstandete Abschnitt des Pfads kann einen Vorausschaubereich entlang des abzufahrenden Pfads definieren. Der beabstandete Abschnitt des Pfads kann durch eine Entfernung von dem landwirtschaftlichen Fahrzeug zu dem beabstandeten Abschnitt definiert werden. Bei der Entfernung kann es sich um einen Vorausschauhorizont handeln, ab welchem die geometrische Abstraktion bestimmt wird. Der vorausliegende und beabstandete Abschnitt kann ferner durch eine weitere Entfernung vom landwirtschaftlichen Fahrzeug bis zu einem Abschnittsende des vorausliegenden und beabstandeten Abschnitt des Pfads definiert werden. Bei der weiteren Entfernung kann es sich um eine Vorausschaugrenze handein, bis zu welcher der vorausliegende beabstandete Abschnitt des Pfads entlang des Pfads definiert werden kann. Bei der geometrischen Abstraktion kann es sich somit um eine entlang des Pfads vorauseilende bereichsweise geometrische Abstraktion handeln. Bis zu dem beabstandeten Abschnitt des Pfads kann Information zu einem abzufahrenden Pfad bereits gepuffert werden.In a further embodiment of the method, the step of determining the at least one geometric abstraction includes determining at least one geometric abstraction from at least one section of the path that is ahead in the direction of travel of the agricultural vehicle and is spaced apart from the agricultural vehicle. The forward and spaced portion of the path may define a look-ahead area along the path to be traveled. The spaced portion of the path may be defined by a distance from the agricultural vehicle to the spaced portion. The distance can be a forecast horizon from which the geometric abstraction is determined. The ahead and spaced portion can be further defined by a further distance from the agricultural vehicle to a portion end of the ahead and spaced portion of the path. The further distance can be a look-ahead limit up to which the spaced-apart portion of the path along the path that is ahead can be defined. The geometrical abstraction can thus be a geometrical abstraction in areas running ahead along the path. Information on a path to be traveled can already be buffered up to the distant section of the path.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens weist als einen weiteren Schritt ein Bestimmen von dem mindestens einen in Fahrtrichtung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs vorausliegenden und zum landwirtschaftlichen Fahrzeug beabstandeten Abschnitt des Pfads in Abhängigkeit von einer aktuellen Fahrtgeschwindigkeit des landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf. Zumindest eine der beiden beschriebenen Entfernungen zum Definieren des vorausliegenden beabstandeten Abschnitts kann so in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrtgeschwindigkeit des landwirtschaftlichen Fahrzeugs definiert werden. Der vorausliegende beabstandete Abschnitt des Pfads kann, je größer die Fahrtgeschwindigkeit des landwirtschaftlichen Fahrzeugs ist, in einer umso größeren Entfernung zum landwirtschaftlichen Fahrzeug entlang des Pfads in Fahrtrichtung vor diesem definiert werden.A further embodiment of the method has, as a further step, determining the at least one section of the path which is ahead in the direction of travel of the agricultural vehicle and is spaced apart from the agricultural vehicle as a function of a current travel speed of the agricultural vehicle. At least one of the two described distances for defining the distant section ahead can thus be defined as a function of the current travel speed of the agricultural vehicle. The spaced-apart section of the path ahead, the greater the travel speed of the agricultural vehicle, the greater the distance from the agricultural vehicle along the path in the direction of travel in front of it.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist der Schritt des Bestimmens von der mindestens einen geometrischen Abstraktion ein Bestimmen von zwei geometrischen Abstraktionen von zwei in Fahrtrichtung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs vorausliegenden, verschiedenen Abschnitten des Pfads auf. Ein Abschnitt der beiden Abschnitte kann so zum Ansteuern einer Querdynamikkomponente des landwirtschaftlichen Fahrzeugs im Schritt des Ansteuerns berücksichtigt werden. Der andere Abschnitt der beiden Abschnitte kann so ferner zum Ansteuern von einer Längsdynamikkomponente des landwirtschaftlichen Fahrzeugs im Schritt des Ansteuerns berücksichtigt werden.In a further embodiment of the method, the step of determining the at least one geometric abstraction includes determining two geometric abstractions of two different sections of the path lying ahead in the direction of travel of the agricultural vehicle. A section of the two sections can thus be taken into account for controlling a transverse dynamic component of the agricultural vehicle in the step of controlling. The other section of the two sections can thus also be taken into account for controlling a longitudinal dynamic component of the agricultural vehicle in the controlling step.
Eine erste geometrische Abstraktion in dem einen Abschnitt der beiden Abschnitte kann zum Lenken des landwirtschaftlichen Fahrzeugs beim Ansteuern von einer Lenkung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs berücksichtigt werden. Der andere Abschnitt der beiden Abschnitte kann ferner zum Ansteuern von einem Antrieb des landwirtschaftlichen Fahrzeugs berücksichtigt werden. Das jeweilige Ansteuern kann ein aktuelles oder zukünftiges Ansteuern für ein entsprechendes Lenken oder Antreiben des Fahrzeugs sein.A first geometric abstraction in one section of the two sections can be taken into account for steering the agricultural vehicle when driving a steering system for the agricultural vehicle. The other section of the two sections can also be taken into account for controlling a drive of the agricultural vehicle. The respective activation can be a current or future activation for a corresponding steering or driving of the vehicle.
Mindestens einer der beiden vorausliegenden, verschiedenen Abschnitte des Pfads kann beabstandet zum Fahrzeug in Fahrtrichtung des Fahrzeugs vor diesem definiert werden. Die beiden vorausliegenden, verschiedenen Abschnitte können sich ferner überlappen oder zueinander beabstandet sein. Der eine Abschnitt der beiden Abschnitte zum Ansteuern der Querdynamikkomponente des landwirtschaftlichen Fahrzeugs kann weniger beabstandet zum landwirtschaftlichen Fahrzeug definiert werden als der andere Abschnitt der beiden Abschnitte zum Ansteuern von der Längsdynamikkomponente des landwirtschaftlichen Fahrzeugs. Somit kann basierend auf einem näher an dem landwirtschaftlichen Fahrzeug liegenden, ersten Vorausschaubereich beziehungsweise in einem Nahbereich eine Lenkung gesteuert beziehungsweise geregelt werden. Zudem kann basierend auf einem weiter entfernteren, zweiten Vorausschaubereich beziehungsweise Fernbereich dagegen eine Fahrtgeschwindigkeit beziehungsweise Beschleunigung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs gesteuert beziehungsweise geregelt werden. Mindestens einer der beiden Abschnitte kann in Abhängigkeit einer aktuellen Fahrdynamikgröße, beispielsweise einer aktuellen Fahrtgeschwindigkeit, festgelegt werden. Es kann auch der Abstand von mindestens einem der beiden Abschnitt derart festgelegt werden.At least one of the two different sections of the path lying ahead can be defined at a distance from the vehicle in the direction of travel of the vehicle in front of it. The two different sections lying ahead can also overlap or be spaced from one another. One section of the two sections for controlling the transverse dynamic component of the agricultural vehicle can be defined less at a distance from the agricultural vehicle than the other section of the two sections for controlling the longitudinal dynamic component of the agricultural vehicle. A steering can thus be controlled or regulated on the basis of a first forecast area that is closer to the agricultural vehicle or in a near area. In addition, a travel speed or acceleration of the agricultural vehicle can be controlled or regulated based on a more distant, second forecast area or long-range area. At least one of the two sections can be defined as a function of a current driving dynamics variable, for example a current driving speed. The distance between at least one of the two sections can also be determined in this way.
Die Erfindung bezieht sich in einem weiteren Aspekt auf eine Steuereinrichtung zum Durchführen der Schritte des Verfahrens nach dem vorhergehenden Aspekt. Bei der Steuereinrichtung kann es sich um die Steuereinrichtung zum Ansteuern von der zumindest einen Fahrdynamikkomponente des landwirtschaftlichen Fahrzeugs handeln.In a further aspect, the invention relates to a control device for performing the steps of the method according to the preceding aspect. The control device can be the control device for controlling the at least one driving dynamics component of the agricultural vehicle.
Die Steuereinrichtung weist eine Bestimmungseinheit zum Bestimmen von Wegpunktinformation entlang eines Pfads zum Befahren einer landwirtschaftlichen Nutzfläche auf. Die Steuereinrichtung weist zudem eine Abstraktionseinheit zum Bestimmen von mindestens einer geometrischen Abstraktion von mindestens einem in Fahrtrichtung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs vorausliegenden Abschnitt des Pfads basierend auf der bestimmten Wegpunktinformation auf. Eine Bestimmungseinheit zum Bestimmen von der mindestens einen geometrischen Abstraktion kann die Bestimmungseinheit zum Bestimmen von der Wegpunktinformation und die Abstraktionseinheit zum Bestimmen von der mindestens einen geometrischen Abstraktion aufweisen. Die beschriebenen Einheiten können ein integraler Bestandteil der Steuereinrichtung sein.The control device has a determination unit for determining waypoint information along a path for driving on an agricultural area. The control device also has an abstraction unit for determining at least one geometric abstraction of at least one section of the path ahead in the direction of travel of the agricultural vehicle based on the determined waypoint information. A determination unit for determining the at least one geometric abstraction can have the determination unit for determining the waypoint information and the abstraction unit for determining the at least one geometric abstraction. The units described can be an integral part of the control device.
Die Steuereinrichtung weist zudem eine Schnittstelle zum Ausgeben eines Steuerbefehls zum Ansteuern von zumindest einer Fahrdynamikkomponente des landwirtschaftlichen Fahrzeugs basierend auf der bestimmten mindestens einen geometrischen Abstraktion zum Abfahren des Pfads auf. Die Schnittstelle zum Ausgeben des Steuerbefehls kann mit mindestens einer von einer Querdynamikkomponente und einer Längsdynamikkomponente des landwirtschaftlichen Fahrzeugs verbunden sein. Beispielsweise kann die Schnittstelle mit einer Lenkung beziehungsweise mit einer Lenkungssteuereinrichtung oder mit einem Antrieb beziehungsweise mit einer Antriebssteuereinrichtung verbunden sein.The control device also has an interface for outputting a control command for controlling at least one driving dynamics component of the agricultural vehicle based on the determined at least one geometric abstraction for following the path. The interface for outputting the control command can be connected to at least one of a transverse dynamic component and a longitudinal dynamic component of the agricultural vehicle. For example, the interface can be connected to a steering system or to a steering control device or to a drive or to a drive control device.
Die Erfindung bezieht sich in einem weiteren Aspekt auf ein Steuerungssystem mit einer Steuereinrichtung nach dem vorhergehenden Aspekt. Das Steuerungssystem weist mindestens eine Fahrdynamiksteuereinrichtung zum Empfangen von einem von der Steuereinrichtung ausgegebenen Steuerbefehl auf. Bei dem Steuerbefehl handelt es sich um einen der beschriebenen Steuerbefehle.In a further aspect, the invention relates to a control system with a control device according to the preceding aspect. The control system has at least one driving dynamics control device for receiving a control command output by the control device. The control command is one of the control commands described.
Bei der Fahrdynamiksteuereinrichtung kann es sich um eine Querdynamiksteuereinrichtung zum Steuern einer Querdynamik des landwirtschaftlichen Fahrzeugs handeln. Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei der Fahrdynamiksteuereinrichtung um eine Längsdynamiksteuereinrichtung zum Steuern von einer Längsdynamik des landwirtschaftlichen Fahrzeugs handeln. Bei der Querdynamiksteuereinrichtung kann es sich um eine Steuereinrichtung zum Steuern der Lenkung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs beziehungsweise um eine Lenkungssteuerung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs handeln. Bei der Längsdynamiksteuereinrichtung kann es sich um eine Steuereinrichtung zum Steuern des Antriebs des landwirtschaftlichen Fahrzeugs beziehungsweise um eine Antriebssteuerung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs handeln.The driving dynamics control device can be a transverse dynamics control device for controlling transverse dynamics of the agricultural vehicle. Alternatively or additionally, the driving dynamics control device can be a longitudinal dynamics control device for controlling the longitudinal dynamics of the agricultural vehicle. The lateral dynamics control device can be a control device for controlling the steering of the agricultural Acting vehicle or a steering control of the agricultural vehicle. The longitudinal dynamics control device can be a control device for controlling the drive of the agricultural vehicle or a drive control of the agricultural vehicle.
Die Erfindung betrifft in einem weiteren Aspekt ein landwirtschaftliches Fahrzeug mit einem Steuerungssystem nach dem vorhergehenden Aspekt zum Steuern des landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche. Bei dem landwirtschaftlichen Fahrzeug kann es sich um eines der beschriebenen landwirtschaftlichen Fahrzeuge handeln.In a further aspect, the invention relates to an agricultural vehicle with a control system according to the preceding aspect for controlling the agricultural vehicle on an agricultural area. The agricultural vehicle can be one of the agricultural vehicles described.
Das landwirtschaftliche Fahrzeug kann als ein automatisiertes landwirtschaftliches Fahrzeug ausgebildet sein. Das landwirtschaftliche Fahrzeug kann auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche in einem automatisierten Betrieb beziehungsweise autonom betrieben werden.
-
1 zeigt in einer Draufsicht ein landwirtschaftliches Fahrzeug mit einem Steuerungssystem und einer Steuereinrichtung nach einer jeweiligen Ausführungsform der Erfindung auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche zum Erläutern eines Verfahrens zum Steuern des landwirtschaftlichen Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. -
2 zeigt ein Ablaufdiagramm von Verfahrensschritten zum Durchführen des Verfahrens zum Steuern des landwirtschaftlichen Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
-
1 shows in a plan view an agricultural vehicle with a control system and a control device according to a respective embodiment of the invention on an agricultural area to explain a method for controlling the agricultural vehicle according to an embodiment of the invention. -
2 shows a flowchart of method steps for performing the method for controlling the agricultural vehicle according to one embodiment of the invention.
Der Pfad
Die geometrische Abstraktion
Zum Ansteuern von einer Lenkung
Zum Ansteuern von einem Antrieb
Die Steuereinrichtung
In einem ersten Schritt
In einem zweiten Schritt
In einem weiteren dritten Schritt
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 22
- landwirtschaftliche Nutzflächeagricultural land
- 33
- VersatzOffset
- 6, 86, 8
- vorausliegender Abschnittprevious section
- 1010
- landwirtschaftliches Fahrzeugagricultural vehicle
- 1111
- FahrtrichtungDirection of travel
- 1212th
- Lenkungsteering
- 1313
- LenkungssteuerungSteering control
- 1515th
- Pfadpath
- 15'15 '
- WegpunktWaypoint
- 1616
- Antriebdrive
- 1717th
- AntriebssteuerungDrive control
- 1818th
- gepufferte Wegpunktebuffered waypoints
- 1919th
- FahrzeugkoordinatensystemVehicle coordinate system
- 3030th
- geometrische Abstraktiongeometric abstraction
- 3232
- WegpunktkoordinatenWaypoint coordinates
- 3434
- Krümmungcurvature
- 4040
- SteuereinrichtungControl device
- 4242
- AusgabeschnittstelleOutput interface
- 5050
- Steuerungssystem Control system
- S1S1
- LinienerfassungLine acquisition
- S2S2
- PfadbestimmungPath determination
- S2aS2a
- WegpunktinformationsbestimmungWaypoint information determination
- S2bS2b
- AbstraktionsbestimmungDetermination of abstraction
- S3S3
- FahrdynamikansteuerungDriving dynamics control
- S4S4
- NutzflächenbefahrungUsable area inspection
Claims (15)
Priority Applications (2)
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