DE102019207242A1 - Landwirtschaftliche Fahrzeuglokalisation - Google Patents

Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren und ein System (200) zum Lokalisieren eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs (10) auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche (2). Flächeninformation (6, 8) zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche (2) wird mit einer auf dem landwirtschaftlichen Fahrzeug (10) angebrachten Flächenerfassungssensorik (12) fahrzeuggestützt erfasst. Die fahrzeuggestützt erfasste Flächeninformation (6, 8) wird mit dem trainierten Klassifikator (K) zu mindestens einer Flächeninformationsklasse zugeordnet, wobei das landwirtschaftliche Fahrzeug (10) auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche (2) basierend auf der mit dem Klassifikator (K) zugeordneten fahrzeuggestützt erfassten Flächeninformation (6, 8) lokalisiert wird.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Lokalisieren eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche.
• Es ist bekannt, auf einem landwirtschaftlichen Fahrzeug einen Positionierungssensor anzuordnen, mit welchem eine aktuelle Position des landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche erfasst werden kann. Zudem ist es bekannt, dass ein landwirtschaftliches Fahrzeug basierend auf einer derartigen Positionserfassung zumindest teilautomatisiert auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche navigiert werden kann. Bei einer derartigen Navigationslösung kann eine Erfassungslücke in der Positionserfassung auftreten, in welcher das landwirtschaftliche Fahrzeug nicht mehr basierend auf der Positionserfassung navigiert werden kann.
• Die Erfindung bezieht sich in einem Aspekt auf ein Verfahren zum Lokalisieren eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche. Das Verfahren kann ein Bereitstellen eines Klassifikators für die landwirtschaftliche Nutzfläche aufweisen. Der Klassifikator kann zum Lokalisieren des landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche bereitgestellt werden.
• Der Klassifikator kann mindestens eines von einer Zuordnungslogik, einer Zuordnungsfunktion und einer Zuordnungsvorschrift zum Zuordnen von erfasster Flächeninformation zu mindestens einer Flächeninformationsklasse aufweisen. Der Klassifikator kann daher zum Klassifizieren beziehungsweise zum Klassieren von erfasster Flächeninformation in mindestens eine Flächeninformationsklasse fungieren. Bei dem Klassifikator kann es sich um einen generischen beziehungsweise universellen Flächeninformationsklassifikator zum Zuordnen von landwirtschaftlicher Nutzflächeninformation handeln. Der Klassifikator kann so zum nutzflächenübergreifenden Zuordnen von Flächeninformation fungieren. Der Klassifikator kann so auch zum Zuordnen von Flächeninformation von mehreren beziehungsweise verschiedenen landwirtschaftlichen Nutzflächen fungieren.
• Das Verfahren weist als einen Schritt ein fahrzeuggestütztes Erfassen von Flächeninformation zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche mit einer auf dem landwirtschaftlichen Fahrzeug angebrachten Flächenerfassungssensorik auf. Bei der Flächenerfassungssensorik kann es sich um eine fahrzeuggestützte Flächenerfassungssensorik handeln. Bei der Flächeninformation kann es sich um fahrzeuggestützt erfasste Flächeninformation handeln.
• 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 mindestens eines von einem Acker, einem Feld mit angepflanzten oder abgeernteten Nutzpflanzen, einer Wiese und einem Wald aufweisen. Das landwirtschaftliche Fahrzeug kann als ein automatisiert betreibbares Fahrzeug ausgebildet sein. Das landwirtschaftliche Fahrzeug kann ein autonom fahrendes beziehungsweise arbeitendes landwirtschaftliches Fahrzeug sein.
• Das landwirtschaftliche Fahrzeug kann zum fahrzeuggestützten Erfassen von Flächeninformation von einem Bediener des landwirtschaftlichen Fahrzeugs zumindest teilweise manuell geführt oder ferngesteuert werden. Das landwirtschaftliche Fahrzeug kann so auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche teilautomatisiert fahren. Das landwirtschaftliche Fahrzeug kann auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche auch (voll-)automatisiert fahren, um Flächeninformation zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche fahrzeuggestützt zu erfassen.
• Ein Erfassen von Flächeninformation zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche kann ein Erfassen von Messdaten zu mindestens einem von einer Geländeoberfläche der landwirtschaftlichen Nutzfläche, einer Vegetation auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche, einem Bauwerk auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche, einem Infrastrukturobjekt auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche oder einem Fahrzeug auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche aufweisen. Flächeninformation zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche kann im Rahmen der Erfindung auch luftgestützt erfasst werden. Flächeninformation zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche kann im Rahmen der Erfindung daher auch luftgestützt und fahrzeuggestützt erfasst werden.
• Die Flächenerfassungssensorik kann einen distanzmessenden Sensor aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Sensorik einen bilderfassenden Sensor aufweisen. Bei der Flächenerfassungssensorik kann es sich im Rahmen der Erfindung um fahrzeuggestützt oder luftgestützt eingesetzte Sensorik handeln.
• 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. Bei dem distanzmessenden Sensor kann es sich auch um eine distanzmessende 3D-Kamera handeln. Weist die Sensorik einen distanzmessenden Sensor auf, kann die landwirtschaftliche Nutzfläche punktuell erfasst beziehungsweise diskret abgetastet werden. Mit dem distanzmessenden Sensor kann eine Punktwolke mit Messpunkten auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche erfasst werden. Bei der Punktwolke kann es sich um eine zweidimensionale oder dreidimensionale Punktwolke handeln.
• Der bilderfassende Sensor kann als eine Kamera ausgebildet sein. Die Kamera kann eine RGB-Kamera oder eine Multispektralkamera sein. Die RGB-Kamera und die Multispektralkamera kann jeweils eine Kamera sein, welche Licht in mehreren Spektralkanälen erfassen kann. Mit der Multispektralkamera kann ferner ein Normierter Differenzierter Vegetationsindex (NDVI-Index) von einem Bereich der landwirtschaftlichen Nutzfläche bestimmt werden, wobei basierend darauf ein Flächenobjekt oder eine Nutzflächenbegrenzung erkannt werden kann. Die Spektralkanäle der Multispektralkamera können mindestens einen Spektralkanal aufweisen, in welchem Licht in einem für den Menschen unsichtbaren Spektralband erfasst werden kann. Bei dem für den Menschen unsichtbaren Spektralband kann es sich um Licht außerhalb eines Wellenlängenbereichs von 400 nm bis 750 nm handeln. Ein für den Menschen nicht sichtbares Spektralband kann Infrarotstrahlung, beispielsweise nahes infrarotes Licht, mittelinfrarotes Licht und/oder thermalinfrarotes Licht, zumindest teilweise umfassen. Weist die Sensorik alternativ oder zusätzlich zu einem distanzmessenden Sensor einen bilderfassenden Sensor auf, kann ein Bild der landwirtschaftlichen Nutzfläche erfasst beziehungsweise aufgenommen werden. Das Bild kann Bildinformation in mindestens einem sichtbaren Spektralbereich aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann das Bild Bildinformation in mindestens einem nicht sichtbaren Spektralbereich, beispielsweise in einem Infrarot-Spektralbereich, aufweisen.
• Das fahrzeuggestützte Erfassen von Flächeninformation kann ausgehend von dem landwirtschaftlichen Fahrzeug durchgeführt werden. Die Flächenerfassungssensorik kann hierfür auf dem landwirtschaftlichen Fahrzeug angeordnet beziehungsweise in diesem integriert sein. Die Flächenerfassungssensorik kann hierfür auf dem landwirtschaftlichen Fahrzeug mitfahren. Das fahrzeuggestütze Erfassen von Flächeninformation kann daher ein Erfassen von Flächeninformation aus der Fahrt aufweisen. Das landwirtschaftliche Fahrzeug kann hierfür als eine fahrende Erfassungsplattform zum fahrzeuggestützten Erfassen von Flächeninformation fungieren. Bei dem fahrzeuggestützten Erfassen handelt es sich somit nicht um ein luftgestütztes, erdgestütztes oder um ein satellitengestütztes Erfassen von Flächeninformation.
• Das fahrzeuggestützte Erfassen von Flächeninformation kann ein Georeferenzieren der fahrzeuggestützt erfassten Flächeninformation aufweisen. Die fahrzeuggestützt erfasste Flächeninformation kann hierfür in ein vorbestimmtes Koordinatensystem transformiert werden. Bei dem Koordinatensystem kann es sich um ein globales beziehungsweise übergeordnetes Koordinatensystem handeln. Bei dem Koordinatensystem kann es sich auch um ein nutzflächenbezogenes oder fahrzeugbezogenes Koordinatensystem handeln.
• Das landwirtschaftliche Fahrzeug kann eine Positionserfassungssensorik zum Erfassen von einer Position des landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche aufweisen. Die Positionserfassungssensorik kann eine GNSS-Antenne aufweisen, mit welcher die Position des landwirtschaftlichen Fahrzeugs erfasst werden kann.
• Die fahrzeuggestützt erfasste Flächeninformation beziehungsweise entsprechende Rohmessdaten können basierend auf einer derartigen Positionserfassung in das Koordinatensystem transformiert werden. Die fahrzeuggestützt erfasste Flächeninformation beziehungsweise entsprechende Rohmessdaten können ferner basierend auf einer Orientierungserfassung beziehungsweise basierend auf extrinsischen Parametern des landwirtschaftlichen Fahrzeugs in das Koordinatensystem transformiert werden. Ferner kann die fahrzeuggestützt erfasste Flächeninformation so in ein Geoinformationsystem (GIS) oder in eine Karte transformiert werden. Das Verfahren kann auch bei einem Ausfall der Positionserfassungssensorik durchgeführt werden. Das Georeferenzieren beziehungsweise das Transformieren kann auf dem landwirtschaftlichen Fahrzeug (online) oder in einem Rechenzentrum (offline) durchgeführt werden.
• Das Verfahren weist als einen weiteren Schritt ein Zuordnen von der fahrzeuggestützt erfassten Flächeninformation zu mindestens einer Flächeninformationsklasse mit einem trainierten Klassifikator zum Zuordnen von Flächeninformation zu der mindestens einen Flächeninformationsklasse auf. Der Klassifikator ist mit luftstützt erfasster Flächeninformation trainiert. Das Verfahren kann als weiteren Schritt ein Trainieren des Klassifikators mit der luftgestützt erfassten Flächeninformation aufweisen.
• Bei dem Klassifikator kann es sich um ein neuronales Netz handeln. Bei dem Klassifikator kann es sich ferner auch um einen binären oder um einen linearen Klassifikator handeln. Der Klassifikator kann zum binären oder linearen Zuordnen von Flächeninformation zu mindestens einer Flächeninformationsklasse fungieren. Bei dem Klassifikator kann es sich somit um einen entsprechenden landwirtschaftlichen Nutzflächenklassifikator handeln.
• Das Zuordnen von Flächeninformation kann ein Klassifizieren von Flächeninformation in die mindestens eine Flächeninformationsklasse aufweisen, wobei das Klassifizieren ein Festlegen von Klassengrenzen von der mindestens einen Flächeninformationsklasse aufweisen kann. Das Zuordnen von Flächeninformation kann ein Klassieren von Flächeninformation in die mindestens eine Flächeninformationsklasse sein oder aufweisen, wobei das Klassieren ein (Ein-)Sortieren oder ein (Ein-)Teilen der mindestens einen Flächeninformationsklasse in die mindestens eine Flächeninformationsklasse aufweisen kann. Das Zuordnen, das Klassifizieren, das Klassieren, das (Ein-)Sortieren oder das (Ein-)Teilen kann in eindeutiger Weise oder in mehrdeutiger Weise durchgeführt werden beziehungsweise wahlweise durchgeführt werden.
• Nach einer weiterbildenden Ausführungsform des Verfahrens bildet sich auf die landwirtschaftliche Nutzfläche beziehende Flächeninformation eine Flächeninformationsklasse. Die sich auf die landwirtschaftliche Nutzfläche beziehende Flächeninformation kann sich auf ein Inneres der landwirtschaftlichen Nutzfläche beziehende Flächeninformation aufweisen. Das Innere kann eine Fläche innerhalb der landwirtschaftlichen Nutzfläche beziehungsweise innerhalb einer landwirtschaftlichen Nutzflächengrenze aufweisen. Die sich auf die landwirtschaftliche Nutzfläche beziehende Flächeninformation kann sich auf eine landwirtschaftliche Nutzflächengrenze beziehende Flächeninformation aufweisen.
• Nach einer weiterbildenden Ausführungsform des Verfahrens bildet sich nicht auf die landwirtschaftliche Nutzfläche beziehende Flächeninformation eine Flächeninformationsklasse. Die sich nicht auf die landwirtschaftliche Nutzfläche beziehende Flächeninformation kann alternativ oder ergänzend zu der sich auf die landwirtschaftliche Nutzfläche beziehende Flächeninformation eine Flächeninformationsklasse bilden. Die sich nicht auf die landwirtschaftliche Nutzfläche beziehende Flächeninformation kann eine sich auf ein Äußeres der landwirtschaftlichen Nutzfläche beziehende Flächeninformation aufweisen. Das Äußere kann eine Fläche außerhalb der landwirtschaftlichen Nutzfläche beziehungsweise außerhalb einer landwirtschaftlichen Nutzflächengrenze aufweisen. Die sich nicht auf die landwirtschaftliche Nutzfläche beziehende Flächeninformation kann sich auf eine landwirtschaftliche Nutzflächengrenze beziehende Flächeninformation aufweisen.
• Nach einer weiterbildenden Ausführungsform des Verfahrens bildet sich auf eine landwirtschaftliche Nutzflächengrenze beziehende Flächeninformation eine Flächeninformationsklasse. Die sich auf die landwirtschaftliche Nutzflächengrenze beziehende Flächeninformation kann alternativ oder ergänzend zu den weiter beschriebenen Flächeninformationsklassen eine Flächeninformationsklasse bilden. Ein erkanntes Flächenobjekt beziehungsweise mindestens ein Merkmal von diesem kann, wie beschrieben, auch der sich auf die landwirtschaftliche Nutzflächengrenze beziehenden Flächeninformation zugeordnet werden. Das landwirtschaftliche Fahrzeug kann so in vorteilhafter Weise innerhalb oder außerhalb von einer landwirtschaftlichen Nutzflächengrenze lokalisiert werden, um das landwirtschaftliche Fahrzeug beim automatisierten Navigieren desselben beispielsweise zu hindern die landwirtschaftliche Nutzfläche zu verlassen.
• Die sich auf die landwirtschaftliche Nutzflächengrenze beziehende Flächeninformation kann einen Höhenunterschied, beispielsweise gebildet durch einen Graben, eine Mauer, oder einen Zaun auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche, aufweisen. Die sich auf die landwirtschaftliche Nutzflächengrenze beziehende Flächeninformation kann auch eine Vegetationsgrenze oder unterschiedliche Vegetation aufweisen. Die sich auf die landwirtschaftliche Nutzflächengrenze beziehende Flächeninformation kann ferner Bewuchs, beispielsweise eine Hecke, oder mindestens einen Baum aufweisen. Bei der landwirtschaftlichen Nutzflächengrenze kann es sich daher um eine natürliche beziehungsweise tatsächliche Nutzungsgrenze und daher nicht um eine amtliche Flurstücksgrenze handeln. Die Nutzflächengrenze kann einen geradlinigen Grenzabschnitt aufweisen. Die Nutzflächengrenze kann alternativ oder zusätzlich dazu einen gekrümmten Grenzabschnitt aufweisen.
• Der Schritt des Zuordnens von der fahrzeuggestützt erfassten Flächeninformation kann als einen Unterschritt ein Erkennen eines Flächenobjekts in der fahrzeuggestützt erfassten Flächeninformation aufweisen. Das Erkennen des Flächenobjekts kann automatisch ausgeführt werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Erkennen des Flächenobjekts manuell ausgeführt werden. Ein erkanntes Flächenobjekt kann mindestens einer Flächeninformationsklasse zugeordnet werden. Ein erkanntes Flächenobjekt kann so beispielsweise auch Flächeninformation, welche sich auf eine landwirtschaftliche Nutzflächengrenze bezieht, zugeordnet werden.
• Das Zuordnen von der fahrzeuggestützt erfassten Flächeninformation kann als einen weiteren Unterschritt ein Zuweisen beziehungsweise Verknüpfen von mindestens einem Merkmal eines erkannten Flächenobjekts zu mindestens einer Flächeninformationsklasse aufweisen. Bei dem Zuweisen beziehungsweise Verknüpfen kann es sich um ein automatisches Zuweisen beziehungsweise um ein automatisches Verknüpfen handeln.
• Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei dem Zuweisen beziehungsweise Verknüpfen um ein manuelles Zuweisen beziehungsweise um ein manuelles Verknüpfen handeln.
• Ein Erkennen eines Flächenobjekts kann mittels Methoden der Mustererkennung durchgeführt werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein Erkennen eines Flächenobjekts mittels Methoden des Template-Matchings durchgeführt werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein Erkennen eines Flächenobjekts mittels Methoden des semantischen Segmentierens durchgeführt werden. Bei den Methoden kann es sich um entsprechende zweidimensionale oder dreidimensionale Methoden handeln. Dabei kann es sich für ein automatisches Erkennen eines Flächenobjekts um automatische Methoden der Mustererkennung beziehungsweise automatische Methoden des Template-Matchings handeln.
• Bei einem Flächenobjekt kann es sich beispielsweise um einen Geländeoberflächenbereich, einen Vegetationsbereich, ein Bauwerk, ein Infrastrukturobjekt oder um ein Fahrzeug auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche handeln. Der Geländeoberflächenbereich kann mindestens eines von einer Topologie, einer Welligkeit, einer Geländekontur und einer Oberflächenbeschaffenheit der landwirtschaftlichen Nutzfläche aufweisen. Bei der Geländekontur kann es sich beispielsweise um einen Graben handeln. Der Vegetationsbereich kann beispielsweise eine Nutzflächenbepflanzung aufweisen. Bei dem Bauwerk kann es sich beispielsweise um eine Straße, einen Weg, eine Mauer oder einen Zaun handeln. Die Straße, der Weg, die Mauer oder der Zaun können die landwirtschaftliche Nutzfläche begrenzen. Das Bauwerk kann daher eine erfassbare beziehungsweise erkennbare Nutzflächenbegrenzung darstellen. Bei dem Infrastrukturobjekt kann es sich beispielsweise um einen Mast oder um ein Verkehrszeichen handeln.
• Ein Merkmal eines erkannten Flächenobjekts kann manuell oder automatisch aus der fahrzeuggestützt erfassten Flächeninformation abgeleitet werden. Hierbei kann eine Teilmenge der erfassten Flächeninformation dem erkannten Flächenobjekt zugeordnet werden. Das Merkmal kann eine Geometrie, ein Muster, ein Cluster, eine Farbe, eine Reflektivität oder eine Intensität in mit der Flächenerfassungssensorik erfassten Messdaten aufweisen. Bei dem Merkmal kann es sich um ein entsprechendes zweidimensionales oder dreidimensionales Merkmal handeln. Ein erkanntes Flächenobjekt kann so einer Flächeninformationsklasse zugeordnet werden, wenn ein Merkmal vorliegt beziehungsweise wenn ein erkanntes Merkmal einem vordefinierten Merkmal entspricht. Zum Trainieren des Klassifikators kann ein vordefiniertes Merkmal durch ein erkanntes Merkmal abgeändert beziehungsweise ergänzt werden. Ein derart trainierter Klassifikator kann ein Zuweisen von erfasster Flächeninformation zu mindestens einer Flächeninformationsklasse für einen Anwender des Klassifikators zuverlässiger machen.
• Das Zuordnen der fahrzeuggestützt erfassten Flächeninformation kann als einen weiteren Unterschritt auch ein Zuweisen beziehungsweise Verknüpfen von mindestens zwei Merkmalen eines erkannten Flächenobjekts zu mindestens einer Flächeninformationsklassen aufweisen.
• Das Verfahren weist als einen weiteren Schritt ein Lokalisieren des landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche basierend auf der mit dem Klassifikator zugeordneten fahrzeuggestützt erfassten Flächeninformation auf.
• Das Lokalisieren des landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche kann ein Positionieren des landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche aufweisen. Das Lokalisieren des landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche kann ein Bestimmen einer Lage des landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche aufweisen. Eine bestimmte Lage kann eine Position des landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann eine bestimmte Lage eine Orientierung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche aufweisen. Das Lokalisieren des landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche kann auch das Bestimmen einer Pose des landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche aufweisen. Bei der Lage, der Position, der Orientierung oder der Pose kann es sich um eine relative Lage, eine relative Position, eine relative Orientierung oder eine relative Pose des landwirtschaftlichen Fahrzeugs zu einer Fläche beziehungsweise einer Flächenbegrenzung der landwirtschaftlichen Nutzfläche handeln.
• Das Verfahren kann als einen weiteren Schritt ein Navigieren des landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche basierend auf dem Schritt des Lokalisierens des landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche aufweisen. Das Navigieren des landwirtschaftlichen Fahrzeugs kann ein Abfahren einer vorbestimmten Trajektorie mit dem landwirtschaftlichen Fahrzeug ferner basierend auf dem Schritt des Zuordnens von der fahrzeuggestützt erfassten Flächeninformation mit dem mit der luftgestützt erfassten Flächeninformation trainierten Klassifikator aufweisen. Mit dem trainierten Klassifikator ist es somit in vorteilhafter Weise nicht erforderlich eine landwirtschaftliche Nutzfläche künstlich einzugrenzen oder zu markieren, um das landwirtschaftliche Fahrzeug basierend auf dem trainierten Klassifikator der landwirtschaftlichen Nutzfläche bei einem Ausfall eines Positionierungssystems zu lokalisieren und zu navigieren. Die Zuverlässigkeit und Sicherheit eines automatisierten Betriebs eines landwirtschaftlichen Nutzfahrzeugs auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche kann so verbessert werden.
• Das landwirtschaftliche Fahrzeug kann mit der Erfindung in vorteilhafter Weise auch bei einem Ausfall eines Positionierungssystems, beispielsweise einer Komponente eines GNSS-Positionierungssystems, auch weiterhin entlang der vorbestimmten Trajektorie automatisiert geführt werden. Bei der Komponente des GNSS-Positionierungssystems kann es sich um eine sendeseitige GNSS-Komponente oder um eine empfangsseitige GNSS-Komponente handeln. Das landwirtschaftliche Fahrzeug kann so auch in vorteilhafter Weise basierend auf der mit dem Klassifikator zugeordneten Flächeninformation gelenkt werden. Somit ist es nicht erforderlich, dass das landwirtschaftliche Fahrzeug bei einem Ausfall eines Positionierungssystems zwangsläufig aktiv von einem Fahrer des landwirtschaftlichen Fahrzeugs gelenkt werden muss. Bei einem derartigen Ausfall muss eine automatisierte Lenkung daher nicht zwangsläufig an den Fahrer übergeben werden.
• Zum Lokalisieren beziehungsweise Navigieren des landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche kann mit der Flächenerfassungssensorik auch eine Entfernung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs zu einem erkannten Flächenobjekt bestimmt werden. Hierfür kann auch eine Orientierung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs zu dem erkannten Flächenobjekt bestimmt werden. Bei dem erkannten Flächenobjekt kann es sich hierbei auch um Flächeninformation handeln, welche sich auf eine Nutzflächengrenze bezieht.
• Der Klassifikator kann derart trainiert sein, um erfasste Flächeninformation zu mindestens einer Flächeninformationsklasse automatisch zuzuordnen. Dabei kann das Erkennen von Objekten in der fahrzeuggestützt erfassten Flächeninformation automatisiert werden. Ferner kann das Zuordnen von Merkmalen zu den erkannten Objekten automatisiert werden. Durch eine Zuordnung von Objekten beziehungsweise deren Merkmale zu einer Flächeninformationsklasse können Bereiche der Flächeninformation zu mindestens einer Flächeninformationsklasse automatisiert zugeordnet werden.
• Nach einer weiterbildenden Ausführungsform des Verfahrens weist der Schritt des fahrzeuggestützten Erfassens mindestens eines von einem fahrzeuggestützten Erfassen von Topografieinformation zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche und einem fahrzeuggestützten Erfassen von Bildinformation zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche auf. Das fahrzeuggestützte Erfassen von Topografieinformation und das fahrzeuggestützte Erfassen von Bildinformation kann mit der auf dem landwirtschaftlichen Fahrzeug angebrachten Flächenerfassungssensorik durchgeführt werden.
• Das fahrzeuggestützte Erfassen von Topografieinformation kann ein fahrzeuggestütztes Erfassen von Höheninformation zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche aufweisen. Höheninformation kann profilartig, fächerartig oder flächenhaft erfasst werden. Das fahrzeuggestützte Erfassen von Topografieinformation kann beispielsweise mit einem Laserscanner, einem Radargerät oder einem Ultraschallgerät durchgeführt werden. Das fahrzeuggestützte Erfassen von Bildinformation kann ein fahrzeuggestütztes Erfassen von Texturinformation zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche aufweisen. Das fahrzeuggestützte Erfassen von Bildinformation kann beispielsweise mit mindestens einer auf dem landwirtschaftlichen Fahrzeug angeordneten Kamera durchgeführt werden. Das fahrzeuggestützte Erfassen von Bildinformation kann in einem weiteren Beispiel mit einem auf dem landwirtschaftlichen Fahrzeug kalibrierten Kamerasystem durchgeführt werden, welches mindestens eine auf dem landwirtschaftlichen Fahrzeug angeordnete Kamera aufweisen kann.
• Fahrzeuggestützt erfasste Topografieinformation kann mit fahrzeuggestützt erfasster Bildinformation fusioniert werden. Alternativ oder zusätzlich kann fahrzeuggestützt erfasste Topografieinformation mit nicht fahrzeuggestützt, satellitengestützt, erdgestützt oder luftgestützt erfasster Bildinformation fusioniert werden. Beispielsweise kann eine fahrzeuggestützt erfasste Punktwolke zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche mit einem aktuellen Bild der landwirtschaftlichen Nutzfläche zu einer eingefärbten Punktwolke zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche fusioniert werden. Der Schritt des fahrzeuggestützten Erfassens kann ferner auch ein fahrzeuggestütztes Erfassen eines 3D-Geländemodells von zumindest einem Flächenbereich der landwirtschaftlichen Nutzfläche aufweisen.
• In einer weiterbildenden Ausführungsform des Verfahrens weist dieses als einen weiteren Schritt ein Filtern von zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche erfasster Flächeninformation mit einem Filter zum Vorverarbeiten von erfasster Flächeninformation auf. Bei der erfassten Flächeninformation kann es sich um die fahrzeuggestützt erfasste Flächeninformation handeln. Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei der erfassten Flächeninformation um luftgestützt erfasste Flächeninformation handeln. Bei dem Filtern kann es sich beispielsweise um ein Durchführen eines Occupancy-Grid-Mappings handeln. Durch ein Clustering beziehungsweise Ansammeln von Flächeninformation mit einem Occupancy-Grid kann das Verfahren in vorteilhafter Weise robuster durchgeführt werden. Das Filtern kann mit einer Flächenerfassungssensorik erfasste Rohmessdaten vorverarbeiten. Beispielsweise können so aus polaren Messdaten eines distanzmessenden Sensors kartesische Koordinaten erzeugt werden. Ferner können mittels einer First-Pulse Methode Bodenpunkte einer Punktwolke gefiltert werden, so dass diese Vegetationspunkte aufweist. Alternativ oder zusätzlich können mittels einer Last-Pulse Methode Vegetationspunkte einer Punktwolke gefiltert werden, so dass diese Bodenpunkte aufweist.
• Nach einer weiterbildenden Ausführungsform des Verfahrens weist der Klassifikator ein neuronales Netz zum Zuordnen von Flächeninformation zu mindestens einer Flächeninformationsklasse auf. Bei dem neuronalen Netz kann es sich in einem Beispiel um ein einschichtiges oder zweischichtiges Netz handeln. Das neuronale Netz kann auch auf einem Deep Learning basieren und zwischen einer Ausgabeschicht und einer Eingabeschicht mindestens eine Zwischenlage beziehungsweise eine innere Netzstruktur aufweisen. Das neuronale Netz kann mindestens eine Eingabe aufweisen, welche auf mindestens einem Merkmal eines erkannten Flächenobjekts basieren kann. Die mindestens eine Eingabe kann eine jeweilige Gewichtung aufweisen. Das neuronale Netz kann mindestens eine Ausgabe aufweisen, welche mindestens eine Flächeninformationsklasse repräsentieren kann. Das neuronale Netz kann mindestens eine Verbindung zwischen der mindestens einen Eingabe und der mindestens einen Ausgabe aufweisen, welche zum automatisierten Zuordnen fungieren kann. Hierfür kann das neuronale Netz auch mindestens einen Knoten zwischen der mindestens einen Eingabe und der mindestens einen Ausgabe aufweisen.
• Das Verfahren kann als einen weiteren Schritt ein fahrzeuggestütztes Erfassen von einer durch ein Befahren der landwirtschaftlichen Nutzfläche auf das landwirtschaftliche Fahrzeug wirkenden Beschleunigung aufweisen. Das fahrzeuggestützte Erfassen von der Beschleunigung kann mit einem Beschleunigungsaufnehmer beziehungsweise einem Akzelerometer, welcher auf dem landwirtschaftlichen Fahrzeug angebracht ist, durchgeführt werden. Beispielsweise kann zum Erfassen der Beschleunigung eine inertiale Messeinheit (IMU), ein MEMS-Sensor oder ein Gyroskop auf dem landwirtschaftlichen Fahrzeug angebracht sein. Zusätzlich zur Lokalisation des landwirtschaftlichen Fahrzeugs basierend auf einer Zuordnung von fahrzeuggestützt erfasster Flächeninformation kann so ein Aufenthaltsort des landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche detektiert werden. Beispielsweise kann das Überfahren eines Grabens durch eine vertikale Beschleunigung detektiert werden, um so auf ein Verlassen der landwirtschaftlichen Nutzfläche zu schließen.
• In einer weiterbildenden Ausführungsform des Verfahrens weist dieses als einen weiteren Schritt ein luftgestütztes Erfassen von Flächeninformation zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche mit einer auf einem unbemannten Flugkörper angebrachten Flächenerfassungssensorik auf. Bei der Flächeninformation kann es sich somit um luftgestützt erfasste Flächeninformation handeln.
• Bei dem unbemannten Flugkörper kann es sich um ein unbemanntes Luftfahrzeug (UAV) handeln. Der unbemannte Flugkörper kann zum luftgestützten Erfassen von Flächeninformation von einem Bediener des unbemannten Flugkörpers ferngesteuert werden. Der unbemannte Flugkörper kann über der landwirtschaftlichen Nutzfläche autark fliegen, um Flächeninformation zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche luftgestützt zu erfassen. Bei dem unbemannten Flugkörper kann es sich ferner um eine sogenannte „Drohne“ handeln. Bei dem unbemannten Flugkörper kann es sich um einen Multicopter handeln, welcher beispielsweise ein Quadrocopter sein kann.
• Das luftgestützte Erfassen von Flächeninformation kann ausgehend von dem unbemannten Flugkörper durchgeführt werden. Die Flächenerfassungssensorik kann hierfür auf dem unbemannten Flugkörper angeordnet beziehungsweise in diesem integriert sein. Bei der Flächenerfassungssensorik kann es sich um eine luftgestützte Flächenerfassungssensorik handeln. Die Flächenerfassungssensorik kann auch von dem unbemannten Flugkörper getragen werden. Das luftgestützte Erfassen von Flächeninformation kann daher ein Erfassen von Flächeninformation aus der Luft aufweisen. Der unbemannte Flugkörper kann hierfür als eine fliegende Erfassungsplattform zum luftgestützten Erfassen von Flächeninformation fungieren. Bei dem luftgestützten Erfassen handelt es sich somit nicht um ein erdgestütztes oder um ein satellitengestütztes Erfassen von Flächeninformation .
• Das luftgestützte Erfassen von Flächeninformation kann ein Georeferenzieren der luftgestützt erfassten Flächeninformation aufweisen. Die luftgestützt erfasste Flächeninformation kann hierfür in das vorbestimmtes Koordinatensystem transformiert werden.
• Der unbemannte Flugkörper kann eine Positionserfassungssensorik zum Erfassen von einer Position des unbemannten Flugkörpers beim luftgestützten Erfassen von Flächeninformation aufweisen. Die Positionserfassungssensorik kann eine GNSS-Antenne aufweisen, mit welcher eine Position des unbemannten Flugkörpers erfasst werden kann. Die luftgestützt erfasste Flächeninformation beziehungsweise entsprechende Rohmessdaten können basierend auf einer derartigen Positionserfassung in ein Koordinatensystem transformiert werden. Die luftgestützt erfasste Flächeninformation beziehungsweise entsprechende Rohmessdaten können ferner basierend auf einer Orientierungserfassung beziehungsweise basierend auf extrinsischen Parametern des unbemannten Flugkörpers in das Koordinatensystem transformiert werden. Ferner kann die luftgestützt erfasste Flächeninformation so in ein Geoinformationsystem (GIS) oder in eine Karte transformiert werden. Das Georeferenzieren beziehungsweise das Transformieren kann auf dem unbemannten Flugkörper (online) oder in einem Rechenzentrum (offline) durchgeführt werden.
• Die auf dem unbemannten Flugkörper angebrachte Flächenerfassungssensorik kann wie die auf dem landwirtschaftlichen Fahrzeug angebrachten Flächenerfassungssensorik ausgebildet sein. Die auf dem unbemannten Flugkörper angebrachte Flächenerfassungssensorik kann auch den beschriebenen distanzmessenden Sensor aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die auf dem unbemannten Flugkörper angebrachte Flächenerfassungssensorik auch den beschriebenen bilderfassenden Sensor aufweisen. Die auf dem unbemannten Flugkörper angebrachte Flächenerfassungssensorik und die auf dem landwirtschaftlichen Fahrzeug angebrachte Flächenerfassungssensorik können sensorisch gleich ausgebildet sein, können die gleichen Sensoren aufweisen oder können die gleichen Messdaten zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche erzeugen.
• Gemäß dieser weiterbildenden Ausführungsform kann das Verfahren als weitere Schritte ein Definieren und ein Trainieren des Klassifikators mit der luftgestützt erfassten Flächeninformation aufweisen.
• Das Verfahren kann als einen weiteren Schritt ein Definieren des Klassifikators zum Zuordnen von Flächeninformation zu mindestens einer Flächeninformationsklasse aufweisen.
• Das Verfahren kann als einen weiteren Schritt ein Trainieren des Klassifikators mit der luftgestützt erfassten Flächeninformation aufweisen. Das Trainieren des Klassifikators kann auf dem luftgestützten Erfassen von Flächeninformation zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche basieren oder von diesem abhängen. Der Schritt des Trainierens kann zumindest teilweise automatisch durchgeführt werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Schritt des Trainierens zumindest teilweise manuell durchgeführt werden. Ein automatisches Trainieren des Klassifikators kann auch manuell oder automatisch überprüft werden. Zusätzlich dazu kann das Trainieren des Klassifikators auch auf einem fahrzeuggestützten Erfassen von Flächeninformation zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche basieren oder von diesem abhängen. Das Verfahren kann als einen weiteren Schritt ein Trainieren des Klassifikators mit fahrzeuggestützt erfasster Flächeninformation aufweisen. Das Trainieren kann ferner auf fusionierten luftgestützt und fahrzeuggestützt erfassten Messdaten basieren.
• Das Trainieren des Klassifikators kann ein Trainieren des neuronalen Netzes aufweisen. Das Trainieren des neuronalen Netzes kann ein Hinzufügen, ein Abändern oder ein Entfernen von der mindestens einen Verbindung basierend auf erfasster Flächeninformation aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann das Trainieren des neuronalen Netzes ein Hinzufügen, ein Abändern oder ein Entfernen von der mindestens einen Gewichtung basierend auf erfasster Flächeninformation aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann das Trainieren des neuronalen Netzes ein Hinzufügen, ein Abändern oder ein Entfernen von der mindestens einen Eingabe oder Ausgabe basierend auf erfasster Flächeninformation aufweisen. Ferner kann das weiter beschriebene Trainieren des Klassifikators so auch zum Trainieren des neuronalen Netzes ausgeführt werden.
• Der Schritt des Trainierens des Klassifikators kann als einen Unterschritt den Schritt des luftgestützten Erfassens von Flächeninformation zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche mit der auf dem unbemannten Flugkörper angebrachten Flächenerfassungssensorik aufweisen. Das Verfahren kann daher als ein Verfahren zum Trainieren eines Klassifikators für eine landwirtschaftliche Nutzfläche durchgeführt werden. Der Schritt des Trainierens des Klassifikators kann als einen weiteren Unterschritt den Schritt des Definierens des Klassifikators zum Zuordnen von Flächeninformation zu mindestens einer Flächeninformationsklasse aufweisen. Mindestens einer der Unterschritte kann automatisch durchgeführt werden. Alternativ oder zusätzlich kann mindestens einer der Unterschritte manuell durchgeführt werden.
• Der Schritt des Trainierens des Klassifikators kann als einen Unterschritt ein Erkennen eines Flächenobjekts in der luftgestützt erfassten Flächeninformation aufweisen. Das Erkennen des Flächenobjekts kann wie zum Schritt des Zuordnens von der fahrzeuggestützt erfassten Flächeninformation beschrieben durchgeführt werden. Es kann sich auch um ein manuelles Erkennen durch ein manuelles Markieren beziehungsweise durch ein Labeling von einem Flächenobjekt handeln. Das Trainieren des Klassifikators beziehungsweise das Erkennen des Flächenobjekts kann ein Matchen oder Labeln von einem Flächenobjekt in der luftgestützt erfassten Flächeninformation aufweisen. Der Schritt des Trainierens beziehungsweise mindestens einer seiner manuell ausführbaren Unterschritte kann von einem Bediener des unbemannten Flugkörpers oder einem Operateur ausgeführt werden. Das Trainieren des Klassifikators kann ferner als einen weiteren Unterschritt ein manuelles Verifizieren von einem automatisch erkannten Flächenobjekt durch einen Bediener oder Operateur aufweisen.
• Der Schritt des Trainierens des Klassifikators kann als einen weiteren Unterschritt ein Zuweisen beziehungsweise Verknüpfen von mindestens einem Merkmal eines erkannten Flächenobjekts zu mindestens einer der beschriebenen Flächeninformationsklassen aufweisen. Bei dem Zuweisen beziehungsweise Verknüpfen kann es sich um ein wie zum Schritt des Zuordnens von der fahrzeuggestützt erfassten Flächeninformation beschriebenes Zuweisen beziehungsweise Verknüpfen handeln.
• Der Schritt des Trainierens des Klassifikators kann als einen weiteren Unterschritt auch ein Zuweisen beziehungsweise Verknüpfen von mindestens zwei Merkmalen eines erkannten Flächenobjekts zu mindestens einer der beschriebenen Flächeninformationsklassen aufweisen. Hierfür kann ein vordefiniertes Merkmal durch ein erkanntes Merkmal abgeändert beziehungsweise ergänzt werden. Die mindestens zwei Merkmale können in einem Merkmalsvektor oder in einer Merkmalsmatrix gruppiert werden. Die mindestens zwei Merkmale können in dem Merkmalsvektor oder in der Merkmalsmatrix miteinander verknüpft beziehungsweise korreliert werden. Ein erkanntes Flächenobjekt kann so einer Flächeninformationsklasse zugeordnet werden, wenn mindestens zwei miteinander korrelierte Merkmale vorliegen beziehungsweise, wenn mindestens zwei erkannte und miteinander korrelierte Merkmale einem vordefinierten Merkmalsvektor oder einer vordefinierten Merkmalsmatrix entsprechen. Hierfür kann ein erkannter Merkmalsvektor oder eine erkannte Merkmalsmatrix mit einem vordefinierten Merkmalsvektor oder einer vordefinierten Merkmalsmatrix verglichen werden.
• Bei dem Flächenobjekt kann es sich um eines der zum Schritt des Zuordnens von der fahrzeuggestützt erfassten Flächeninformation beschriebenen Flächenobjekte auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche handeln. Ein Merkmal eines erkannten Flächenobjekts kann manuell oder automatisch aus der luftgestützt erfassten Flächeninformation, wie zum Schritt des Zuordnens von der fahrzeuggestützt erfassten Flächeninformation beschrieben, abgeleitet werden.
• Trainingsdaten zum Trainieren des Klassifikators für eine landwirtschaftliche Nutzfläche können luftgestützt erfasst werden. Aus den luftgestützt erfassten Trainingsdaten, welche Vermessungsdaten beziehungsweise Luftbilder der landwirtschaftlichen Nutzfläche aufweisen können, kann Flächeninformation zu Flächeninformationsklassen basierend auf einem in der Flächeninformation erkannten Flächenobjekt zugeordnet werden. Die Trainingsdaten können georeferenzierte beziehungsweise transformierte luftgestützt erfasste Flächeninformation aufweisen. Das Zuordnen der erfassten Flächeninformation beziehungsweise der in ihr erkannten Flächenobjekte kann dann basierend auf Objektmerkmalen durchgeführt werden. Die Trainingsdaten können ferner Ground Truth Daten aufweisen, welche manuell erfasst sind. Bei den Ground Truth Daten kann es sich um ein Polygon handeln, welches eine vermessene Nutzflächengrenze darstellen kann.
• Der Klassifikator kann ferner durch einen End-to-End-Trainingsprozess beziehungsweise einen End-to-End-Lernprozess trainiert sein. „End-to-End“ kann einen entsprechend automatisierten Prozess bezeichnen. „End-to-End“ kann auch ein adaptives Trainieren beziehungsweise Bereitstellen des Klassifikators bezeichnen, wobei das Verfahren angepasst an eine aktuelle Geländeoberfläche oder Nutzflächengrenze der landwirtschaftlichen Nutzfläche durchgeführt werden kann. „End-to-End“ kann auch ein zyklisches Trainieren beziehungsweise Bereitstellen des Klassifikators bezeichnen, wobei das Verfahren als Schleife durchgeführt werden kann. Der Klassifikator kann so mit dem Verfahren beispielsweise jahresweise oder saisonal oder arbeitsschrittweise trainiert und bereitgestellt werden. „End-to-End“ kann auch ein nutzflächenspezifisches oder kundenspezifisches Trainieren beziehungsweise Bereitstellen des Klassifikators bezeichnen, wobei das Verfahren für eine einzelne Nutzfläche oder für einen einzelnen Landwirt durchgeführt werden kann.
• Die luftgestützt erfasste Flächeninformation kann für mindestens eine weitere landwirtschaftliche Anwendung verwendet werden. Bei der weiteren landwirtschaftlichen Anwendung kann es sich um eine Smart Farming Anwendung oder um eine e-Farming Anwendung handeln.
• In einer weiterbildenden Ausführungsform des Verfahrens weist der Schritt des luftgestützten Erfassens mindestens eines von einem luftgestützten Erfassen von Topografieinformation zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche und einem luftgestützten Erfassen von Bildinformation zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche auf. Das luftgestützte Erfassen von Topografieinformation und das luftgestützte Erfassen von Bildinformation kann mit der auf dem unbemannten Flugkörper angebrachten Flächenerfassungssensorik durchgeführt werden.
• Das luftgestützte Erfassen von Topografieinformation kann ein luftgestütztes Erfassen von Höheninformation zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche aufweisen. Das luftgestützte Erfassen von Topografieinformation kann beispielsweise mit einem Laserscanner durchgeführt werden. Das luftgestützte Erfassen von Bildinformation kann ein luftgestütztes Erfassen von Texturinformation zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche aufweisen. Das luftgestützte Erfassen von Bildinformation kann beispielsweise mit einer Kamera durchgeführt werden.
• Luftgestützt erfasste Topografieinformation kann mit luftgestützt erfasster Bildinformation fusioniert werden. Bei fusionierter Information kann es sich um kombinierte Information handeln. Alternativ oder zusätzlich kann luftgestützt erfasste Topografieinformation mit nicht luftgestützt, satellitengestützt, erdgestützt oder fahrzeuggestützt erfasster Bildinformation fusioniert werden. Beispielsweise kann eine luftgestützt erfasste Punktwolke zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche mit einem aktuellen Bild der landwirtschaftlichen Nutzfläche zu einer eingefärbten Punktwolke zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche fusioniert werden. Der Schritt des luftgestützten Erfassens kann ferner auch ein luftgestütztes Erfassen eines 3D-Geländemodells von zumindest einem Flächenbereich der landwirtschaftlichen Nutzfläche aufweisen. Bei dem 3D-Geländemodell kann es sich um ein texturiertes 3D-Geländemodell handeln, welches eine mit einem Bild texturierte Topographie der landwirtschaftlichen Nutzfläche aufweisen kann.
• In einer weiterbildenden Ausführungsform des Verfahrens weist dieses als einen weiteren Schritt ein Transformieren der luftgestützte erfassten Flächeninformation in ein fahrzeugbezogenes Koordinatensystem des landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf. Der Schritt des Transformierens kann vor dem Schritt des Trainierens des Klassifikators durchgeführt werden. Der Klassifikator kann basierend auf derart transformierter luftgestützt erfasster Flächeninformation trainiert werden. In einem weiteren Schritt kann in dem fahrzeugbezogenen Koordinatensystem erfasste Flächeninformation zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche mit dem trainierten Klassifikator zu mindestens einer Flächeninformationsklasse zugeordnet werden. Ein Erfassen und Zuordnen von fahrzeuggestützt erfasster Flächeninformation kann so in vorteilhafter Weise ohne eine weitere (Koordinaten-)Transformation direkt in dem fahrzeugbezogenen Koordinatensystem beziehungsweise bezogen auf eine Erfassungsperspektive oder eine Erfassungsposition einer fahrzeuggestützten Flächenerfassung durchgeführt werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Verfahren als einen weiteren Schritt ein Transformieren von fahrzeuggestützt erfasster Flächeninformation und luftgestützt erfasster Flächeninformation in ein nutzflächenbezogenes Koordinatensystem von der landwirtschaftlichen Nutzfläche aufweisen.
• In einer weiterbildenden Ausführungsform des Verfahrens ist der Klassifikator basierend auf mindestens einem von in einer Trainingsdatenbank gespeicherten Trainingsdaten und einem vortrainierten Klassifikator trainiert. Bei den in der Trainingsdatenbank gespeicherten Trainingsdaten kann es sich um luftgestützt erfasste Flächeninformation zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche handeln. Die luftgestützt erfasste Flächeninformation kann mit der auf dem unbemannten Flugkörper angebrachten Flächenerfassungssensorik erfasst werden. Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei den in der Trainingsdatenbank gespeicherten Trainingsdaten um fahrzeuggestützt, satellitengestützt oder erdgestützt erfasste Flächeninformation zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche handeln. Fahrzeuggestützt erfasste Flächeninformation kann mit der auf einem landwirtschaftlichen Fahrzeug angebrachten Flächenerfassungssensorik erfasst werden. Satellitengestützt erfasste Flächeninformation kann mit einer auf einem Satelliten angebrachten Flächenerfassungssensorik erfasst werden. Erdgestützt erfasste Flächeninformation kann mit einer von einem Operateur getragenen Flächenerfassungssensorik erfasst werden. Die gespeicherten Trainingsdaten können ferner mit der luftgestützt erfassten Flächeninformation ergänzt beziehungsweise fusioniert werden.
• Der vortrainierte Klassifikator kann wie der beschriebene Klassifikator ausgebildet sein. Der vortrainierte Klassifikator kann mit luftgestützt erfasster Flächeninformation gemäß den Schritten des Verfahrens vortrainiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann der vortrainierte Klassifikator mit luftgestützt oder satellitengestützt erfasster Flächeninformation vortrainiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann der vortrainierte Klassifikator mit fahrzeuggestützt oder erdgestützt erfasster Flächeninformation vortrainiert werden.
• Mit dem Verfahren können Trainingsdaten in einer Trainingsdatenbank ergänzt beziehungsweise abgeändert werden. Mit dem Verfahren kann ferner ein vortrainierter Klassifikator ergänzt beziehungsweise abgeändert werden. Somit kann in vorteilhafter Weise ein vortrainierter Klassifikator an zu einer landwirtschaftlichen Nutzfläche erfassbare Flächeninformation angepasst werden, welche in den gespeicherten Trainingsdaten noch nicht vorhanden ist. Mit dem Verfahren kann der Klassifikator so an eine noch nicht erfasste landwirtschaftliche Nutzfläche adaptiert werden. Bei dem Klassifikator kann es sich daher um einen adaptiven Klassifikator handeln, welcher an eine zu einer landwirtschaftlichen Nutzfläche aktuell erfassbaren Flächeninformation adaptiert werden kann.
• Der vortrainierte Klassifikator kann basierend auf den in der Trainingsdatenbank gespeicherten Trainingsdaten vortrainiert sein. Die gespeicherten Trainingsdaten können hierfür die vorerfasste Flächeninformation zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche aufweisen. Bei der Trainingsdatenbank kann es sich daher um eine landwirtschaftliche Trainingsdatenbank mit Flächeninformationen von verschiedenen landwirtschaftlichen Nutzflächen handeln. Bei dem vortrainierten Klassifikator kann es sich daher auch um einen Klassifikator zum Zuordnen von Flächeninformationen von verschiedenen landwirtschaftlichen Nutzflächen handeln. Der Klassifikator kann daher als nutzflächenübergreifender Klassifikator fungieren. Die Trainingsdatenbank kann in einem Rechenzentrum vorliegen. Die Trainingsdaten können so offline vorliegen.
• In einer weiterbildenden Ausführungsform des Verfahrens weist dieses als einen weiteren Schritt ein Übertragen des trainierten Klassifikators als ein Over-the-Air Update (OTA-Update) an das landwirtschaftliche Fahrzeug auf. Das Übertragen kann ein Senden und Empfangen des Over-the-Air Updates aufweisen. Bei dem Over-the-Air Update kann es sich um ein funkbasiertes Update für das landwirtschaftliche Fahrzeug handeln. Das Over-the-Air Update kann über ein Mobilfunknetz oder über ein WLAN-Netz an das landwirtschaftliche Fahrzeug übertragen werden. Der unbemannte Flugkörper kann eine entsprechende Schnittstelle zum Senden des Over-the-Air Updates aufweisen. Das landwirtschaftliche Fahrzeug kann eine entsprechende Schnittstelle zum Empfangen des Over-the-Air Updates aufweisen. Mit dem an das landwirtschaftliche Fahrzeug übertragenen und zumindest basierend auf der luftgestützt erfassten Flächeninformation trainierten Klassifikator kann später von dem landwirtschaftlichen Fahrzeug erfasste Flächeninformation mit dem übertragenen Klassifikator mindestens einer Flächeninformationsklasse zugeordnet werden. Betriebszeiten des landwirtschaftlichen Fahrzeugs können so verlängert und ein Fahrzeugservice kann so verbessert werden.
• Die Erfindung bezieht sich in einem weiteren Aspekt auf ein System zum Lokalisieren eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche. Das System kann zum Durchführen des Verfahrens nach dem vorhergehenden Aspekt ausgebildet und eingerichtet sein. Das System kann auch zum Bereitstellen eines Klassifikators für die landwirtschaftliche Nutzfläche fungieren.
• Das System weist eine fahrzeuggestützte Flächenerfassungssensorik zum fahrzeuggestützten Erfassen von Flächeninformation zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche auf. Die fahrzeuggestützte Flächenerfassungssensorik kann wie zum vorhergehenden Aspekt beschrieben ausgebildet, eingerichtet und geeignet sein.
• Das System weist eine Systemkomponente zum Zuordnen von fahrzeuggestützt erfasster Flächeninformation zu mindestens einer Flächeninformationsklasse mit einem trainierten Klassifikator zum Zuordnen von Flächeninformation zu der mindestens einen Flächeninformationsklasse auf. Bei der mindestens einen Flächeninformationsklasse kann es sich um mindestens eine der zum vorhergehenden Aspekt beschriebenen Flächeninformationsklassen handeln. Der Klassifikator ist ein in der Systemkomponente hinterlegter und mit luftstützt erfasster Flächeninformation trainierter Klassifikator. Die Systemkomponente weist eine Eingangsschnittstelle zum Einlesen von fahrzeuggestützt erfasster Flächeninformation auf.
• Der trainierte Klassifikator kann in der Systemkomponente basierend auf einem Update hinterlegt sein, welches ein Over-the-Air Update sein kann. Die Systemkomponente kann eine Eingangsschnittstelle zum Einlesen von fahrzeuggestützt erfasster Flächeninformation aufweisen. Die Systemkomponente kann ein Speichermedium zum Vorhalten des trainierten Klassifikators auf dem landwirtschaftlichen Fahrzeug aufweisen.
• Das System weist eine Systemkomponente zum Lokalisieren des landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche basierend auf mit dem Klassifikator zugeordneter fahrzeuggestützt erfasster Flächeninformation auf. Die Systemkomponente weist eine Eingangsschnittstelle zum Einlesen von mit dem Klassifikator zugeordneter fahrzeuggestützt erfasster Flächeninformation auf. Bei der Systemkomponente kann es sich um eine Komponente eines Navigationssystems auf dem landwirtschaftlichen Fahrzeug handeln.
• Nach einer weiterbildenden Ausführungsform des Systems weist dieses eine luftgestützte Flächenerfassungssensorik zum luftgestützten Erfassen von Flächeninformation zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche auf. Die luftgestützte Flächenerfassungssensorik kann wie zum vorhergehenden Aspekt beschrieben ausgebildet, eingerichtet und geeignet sein.
• Gemäß dieser weiterbildenden Ausführungsform kann das System eine Systemkomponente zum Trainieren des Klassifikators mit luftgestützt erfasster Flächeninformation aufweisen. Bei dieser und jeder weiteren beschriebenen Systemkomponente kann es sich um eine entsprechende Komponente einer Steuereinrichtung handeln. Der Klassifikator wird in der Systemkomponente hinterlegt. Die Systemkomponente kann eine Eingangsschnittstelle zum Einlesen von luftgestützt erfasster Flächeninformation aufweisen. Bei dieser und jeder weiteren beschriebenen Systemkomponente kann es sich um eine entsprechende computerimplementierte Systemkomponente handeln.
• Nach einer weiterbildenden Ausführungsform des Systems weist die Systemkomponente zum Zuordnen von fahrzeuggestützt erfasster Flächeninformation eine Update-Eingangsschnittstelle zum Empfangen eines Over-the-Air Updates (OTA-Update) auf, welches den trainierten Klassifikator aufweist. Das Over-the-Air Update kann wie zum vorhergehenden Aspekt beschrieben gestaltet sein und kommuniziert werden.
• 1 zeigt schematisch Systeme zum Bereitstellen eines Klassifikators und zum Lokalisieren eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs in Ausführungsformen der Erfindung.
• 2 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung von Verfahren zum Bereitstellen eines Klassifikators und zum Lokalisieren eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs in einer zeitlichen Abfolge nach Ausführungsformen der Erfindung.
• 1 zeigt schematisch einen Bereich von einer landwirtschaftlichen Nutzfläche 2 mit einer landwirtschaftlichen Nutzflächengrenze 4. Die landwirtschaftliche Nutzflächengrenze 4 bildet einen Rand der landwirtschaftlichen Nutzfläche 2. Die landwirtschaftliche Nutzflächengrenze 4 umrandet den schematisch gezeigten Bereich der landwirtschaftlichen Nutzfläche 2 an einem Eckbereich der landwirtschaftlichen Nutzfläche 2. Bei den beiden in 1 oben und unten gezeigten landwirtschaftlichen Nutzflächen 2 handelt es sich um die gleiche landwirtschaftliche Nutzfläche 2.
• Oberhalb der in 1 oben gezeigten landwirtschaftlichen Nutzfläche 2 fliegt ein unbemannter Flugkörper 20. An einer Unterseite des unbemannten Flugkörpers 20 ist eine luftgestützte Flächenerfassungssensorik 22 angebracht. Der unbemannte Flugkörper 20 stützt somit die luftgestützte Flächenerfassungssensorik 22 in der Luft. Die luftgestützte Flächenerfassungssensorik 22 weist einen luftgestützten Erfassungsbereich 23 auf, in welchem die luftgestützte Flächenerfassungssensorik 22 Flächeninformation 6, 8 zur landwirtschaftlichen Nutzfläche 2 erfasst.
• Bei der luftgestützten Flächenerfassungssensorik 22 handelt es sich in einer Ausführungsform um ein luftgestütztes Flächenerfassungssystem, welches einen nicht gezeigten Laserscanner und eine nicht gezeigte Kamera umfasst. Der unbemannte Flugkörper 20 und die luftgestützte Flächenerfassungssensorik 22 befinden sich in einer Ausführungsform während dem Erfassen der Flächeninformation 6, 8 in Ruhe oberhalb der landwirtschaftlichen Nutzfläche 2. In einer weiteren Ausführungsform befindet sich der unbemannte Flugkörper 20 und die luftgestützte Flächenerfassungssensorik 22 oberhalb der landwirtschaftlichen Nutzfläche 2 während dem Erfassen der Flächeninformation 6, 8 in Bewegung. Flächeninformation 6, 8 wird somit statisch oder dynamisch von der luftgestützten Flächenerfassungssensorik 22 erfasst. Die erfasste Flächeninformation 6, 8 weist sich auf die landwirtschaftliche Nutzfläche 2 beziehende Flächeninformation 6 und sich nicht auf die landwirtschaftliche Nutzfläche 2 beziehende Flächeninformation 8 auf.
• In 1 ist eine Systemkomponente 110 gezeigt, welche mit der luftgestützten Flächenerfassungssensorik 22 des unbemannten Flugkörpers 20 verbunden ist. In einer Ausführungsform ist die Systemkomponente 110 auf dem unbemannten Flugkörper 20 angeordnet. Gemäß dieser Ausführungsform ist die Systemkomponente 110 mit der luftgestützten Flächenerfassungssensorik 22 kabelverbunden. In einer weiteren Ausführungsform ist die Systemkomponente 110 nicht auf dem unbemannten Flugkörper 20 angeordnet. Gemäß dieser Ausführungsform ist die Systemkomponente 110 eine Komponente eines Rechenzentrums. Gemäß dieser Ausführungsform ist die luftgestützte Flächenerfassungssensorik 22 mit der Systemkomponente 110 über eine drahtlose Verbindung verbunden. Die drahtlose Verbindung ist eine funkbasierte Verbindung. Das Rechenzentrum ist in einer Ausführungsform ein mobiles Rechenzentrum, welches auf oder neben der landwirtschaftlichen Nutzfläche 2 während einem Flug des unbemannten Flugkörpers 20 installiert ist. In einer weiteren Ausführungsform ist das Rechenzentrum ein stationäres Rechenzentrum, welches in einem Bedienzentrum zum ferngesteuerten Fliegen des unbemannten Flugkörpers 20 installiert ist.
• Die Systemkomponente 110 weist einen Klassifikator K auf. Der Klassifikator K ist über eine der beschriebenen Verbindungen mit dem unbemannten Flugkörper 20 und der luftgestützten Flächenerfassungssensorik 22 verbunden.
• Die luftgestützte Flächenerfassungssensorik 22 des unbemannten Flugkörpers 20, die Systemkomponente 110 und der Klassifikator K bilden ein System 100 zum Bereitstellen des Klassifikators K für die landwirtschaftliche Nutzfläche 2. Die Systemkomponente 110 ist eine Komponente des Systems 100. Eine in 1 nicht gezeigte Steuereinrichtung des unbemannten Flugkörpers 20 weist die Systemkomponente 110 auf.
• Die Systemkomponente 110 ist in 1 oben und rechts neben der dargestellten landwirtschaftlichen Nutzfläche 2 detaillierter gezeigt. Die Systemkomponente 110 weist eine Eingangsschnittstelle 112 auf, mit welcher die von der luftgestützten Flächenerfassungssensorik 22 erfasste Flächeninformation 6, 8 zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche 2 in die Systemkomponente 110 eingelesen wird. Eine der beschriebenen Verbindungen der luftgestützten Flächenerfassungssensorik 22 und dem Klassifikator K weist die Eingangsschnittstelle 112 auf. Die Eingangsschnittstelle 112 ist in der Systemkomponente 110 mit einem Filter F verbunden. Die eingelesene luftgestützt erfasste Flächeninformation 6, 8 wird dem Filter F zum Filtern beziehungsweise Vorverarbeiten der luftgestützt erfassten Flächeninformation 6, 8 zugeführt. Die gefilterte luftgestützt erfasste Flächeninformation 6, 8 wird dem Klassifikator K zum Trainieren des Klassifikators K zugeführt. Der Klassifikator K wird automatisch oder manuell trainiert. Das automatische oder manuelle Trainieren des Klassifikators K basiert auf einer Trainingsdatenbank T und einem vortrainierten Klassifikator K'. Die Trainingsdatenbank T und der vortrainierte Klassifikator K' sind jeweils mit dem Klassifikator K in der Systemkomponente 110 verbunden. Der Klassifikator K wird derart trainiert, dass die luftgestützt erfasste Flächeninformation 6, 8 zu mindestens einer Flächeninformationsklasse zuordbar ist.
• Eine Flächeninformationsklasse bildet die sich auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche 2 beziehende Flächeninformation 6. Eine andere Flächeninformationsklasse bildet die sich nicht auf die landwirtschaftliche Nutzfläche 2 beziehende Flächeninformation 8. Noch eine andere Flächeninformationsklasse bildet die landwirtschaftliche Nutzflächengrenze 4, welche eine natürliche Grenze zwischen den beiden vorherigen Flächeninformationsklassen ist. Der trainierte Klassifikator K ist in der Systemkomponente 110 mit einer Update-Ausgangsschnittstelle 114 der Systemkomponente 110 verbunden.
• Bei der Systemkomponente 110 handelt es sich in einer Ausführungsform um eine computerimplementierte Komponente. Die Systemkomponente 110 ist eine Komponente einer Datenverarbeitungsanlage zum Bereitstellen des trainierten Klassifikators K und zum Steuern des unbemannten Flugkörpers 20. Der Filter F, der Klassifikator K, die Trainingsdatenbank T und der vortrainierte Klassifikator K' bilden entsprechende computerimplementierte Elemente der Systemkomponente 110. Die Verbindungen in der Systemkomponente 110 sind gemäß dieser Ausführungsform als computerimplementierte Verbindungen eingerichtet.
• Über die Update-Ausgangsschnittstelle 114 des Systems 100 wird in der gezeigten Ausführungsform ein Over-the-Air Update OTA bereitgestellt. Das Over-the-Air Update OTA ist ein funkbasiertes Update. Das Over-the-Air Update OTA ist ein Bindeglied zwischen dem in 1 oben gezeigten System 100 und dem weiteren in 1 unten gezeigten System 200. Das Over-the-Air Update OTA ist somit eine Verknüpfung zwischen dem System 100 zum Bereitstellen des Klassifikators K und dem System 200 zum Lokalisieren und Navigieren eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs 10. In einer Ausführungsform weist das in 1 unten gezeigte System 200 das in 1 oben gezeigte System 100 auf.
• Das landwirtschaftliche Fahrzeug 10 wird auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche 2 in dem Bereich betrieben, in welchem die Flächeninformation 6, 8 zuvor mit der luftgestützten Flächenerfassungssensorik 22 erfasst worden ist. An dem landwirtschaftlichen Fahrzeug 10 ist eine fahrzeuggestützte Flächenerfassungssensorik 12 angebracht. In der gezeigten Ausführungsform ist die fahrzeuggestützte Flächenerfassungssensorik 12 in einem Frontbericht des landwirtschaftlichen Fahrzeugs 10 angeordnet. Die fahrzeuggestützte Flächenerfassungssensorik 12 weist einen fahrzeuggestützten Erfassungsbereich 13 auf. Die fahrzeuggestützte Flächenerfassungssensorik 12 erfasst Flächeninformation 6, 8 zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche 2. In einer Ausführungsform weist die fahrzeuggestützte Flächenerfassungssensorik 12 ein Flächenerfassungssystem auf, welches einen Laserscanner und eine Kamera umfasst. Der luftgestützte Erfassungsbereich 23 der luftgestützten Flächenerfassungssensorik 22 und der fahrzeuggestützte Erfassungsbereich 13 der fahrzeuggestützten Flächenerfassungssensorik 12 sind in einer Ausführungsform jeweils kegelförmig. Eine Kegelachse des luftgestützten Erfassungsbereichs 23 ist vertikal ausgerichtet. Eine Kegelachse des fahrzeuggestützten Erfassungsbereichs 13 ist horizontal ausgerichtet.
• Das in 1 unten gezeigte System 200 weist neben der fahrzeuggestützten Flächenerfassungssensorik 12 zwei Systemkomponenten 210, 220 auf. Eine erste Systemkomponente 210 weist den trainierten Klassifikator K auf. Mit der ersten Systemkomponente 210 wird die fahrzeuggestützt erfasste Flächeninformation 6, 8 mit dem trainierten Klassifikator K mindestens einer der Flächeninformationsklassen zugeordnet. Mit der zweiten Systemkomponente 220 wird das landwirtschaftliche Fahrzeug 10 basierend auf der zugeordneten Flächeninformation 6, 8 auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche 2 lokalisiert und navigiert.
• Das System 200 ist in 1 unten und rechts neben der schematisch gezeigten landwirtschaftlichen Nutzfläche 2 detaillierter zusammen mit dem landwirtschaftlichen Fahrzeug 10 gezeigt. Die erste Systemkomponente 210 zum Zuordnen der fahrzeuggestützt erfassten Flächeninformation 6, 8 weist eine Update-Eingangsschnittstelle 214 zum Empfangen des Over-the-Air Updates OTA auf.
• In einer Ausführungsform wird das Over-the-Air Update OTA vor dem Betrieb des landwirtschaftlichen Fahrzeugs 10 auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche 2 und der Systemkomponente 110 des Systems 100 auf die erste Systemkomponente 210 des Systems 200 übertragen. Der trainierte Klassifikator K wird über die Update-Eingangsschnittstelle 214 in der ersten Systemkomponente 210 hinterlegt.
• Die erste Systemkomponente 210 weist eine Eingangsschnittstelle 212 auf. Mit der fahrzeuggestützten Flächenerfassungssensorik 12 erfasste Flächeninformation 6, 8 wird über die Eingangsschnittstelle 212 in die erste Systemkomponente 210 eingelesen. Die Eingangsschnittstelle 212 ist mit einem in der ersten Systemkomponente 210 hinterlegten Filter F verbunden. Der Filter F filtert die eingelesene Flächeninformation 6, 8. In einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Filter F der ersten Systemkomponente 210 und dem Filter F der Systemkomponente 110 des Systems 100 um denselben Messdatenfilter zum Vorverarbeiten von mit der fahrzeuggestützten Flächenerfassungssensorik 12 und mit der luftgestützten Flächenerfassungssensorik 22 jeweils erfassten Rohmessdaten.
• Die gefilterten Flächeninformationen 6, 8 werden dem hinterlegten Klassifikator K in der ersten Systemkomponente 210 zugeführt. Hierfür ist der Filter F in der ersten Systemkomponente 210 mit dem Klassifikator K in der ersten Systemkomponente 210 verbunden. Der Klassifikator K ordnet die fahrzeuggestützt erfasste Flächeninformation 6, 8 mindestens einer der Flächeninformationsklassen zu. Die erste Systemkomponente 210 weist eine Ausgangsschnittstelle 216 zum Ausgeben derart mit dem Klassifikator K zugeordneter fahrzeuggestützt erfasster Flächeninformation 6, 8 auf. Über die Ausgangsschnittstelle 216 wird die derart zugeordnete, fahrzeuggestützt erfasste Flächeninformation 6, 8 der zweiten Systemkomponente 220 zugeführt. Das landwirtschaftliche Fahrzeug 10 wird basierend auf der mit dem Klassifikator K zugeordneten fahrzeuggestützt erfassten Flächeninformation lokalisiert.
• Zum Einlesen der mit dem Klassifikator K zugeordneten, fahrzeuggestützt erfassten Flächeninformation 6, 8 in die zweiten Systemkomponente 220 weist diese eine Eingangsschnittstelle 222 auf. In der zweiten Systemkomponente 220 wird die Position des landwirtschaftlichen Fahrzeugs 10 auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche 2 berechnet. In einer Ausführungsform wird neben der Position auch eine Orientierung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs 10 zur landwirtschaftlichen Nutzfläche 2 berechnet. Die zweite Systemkomponente 220 ist eingerichtet, um Transformationsparameter zwischen einem fahrzeugbezogenen Koordinatensystem 11 und einem nutzflächenbezogenen Koordinatensystem 3 der landwirtschaftlichen Nutzfläche 2 zu berechnen. Die Transformationsparameter können entsprechende Translationsparameter und Rotationsparameter aufweisen.
• Die fahrzeuggestützt erfasste Flächeninformation 6, 8 wird basierend auf dem in der ersten Systemkomponente 210 hinterlegten und trainierten Klassifikator K mindestens einer der Flächeninformationsklassen zugeordnet. Basierend auf der Klassifikation der Flächeninformationen 6, 8 wird die Position, die Orientierung beziehungsweise die Transformationsparameter räumlich berechnet. Das landwirtschaftliche Fahrzeug 10 orientiert sich in einer Ausführungsform so an der landwirtschaftlichen Nutzflächengrenze 4 bei einem Befahren der landwirtschaftlichen Nutzfläche 2.
• 2 zeigt ein Ablaufdiagram von Verfahrensschritten zum Durchführen eines Verfahrens zum Bereitstellen des Klassifikators K für die landwirtschaftliche Nutzfläche 2. In einer Ausführungsform wird das Verfahren auch zum Lokalisieren des landwirtschaftlichen Fahrzeugs 10 auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche 2 durchgeführt.
• In einem Schritt S1 erfolgt eine luftgestützte Flächeninformationserfassung S1. Flächeninformation 6, 8 zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche 2 wird in diesem Schritt S1 luftgestützt mit der luftgestützten Flächenerfassungssensorik 22 erfasst. In einem weiteren Schritt S1a erfolgt eine Georeferenzierung S1a. In diesem Schritt S1a wird die luftgestützt erfasste Flächeninformation 6, 8 bezogen auf das nutzflächenbezogene Koordinatensystem 3 der landwirtschaftlichen Nutzfläche 2 georeferenziert. Die georeferenzierte luftgestützt erfasste Flächeninformation 6, 8 wird der Trainingsdatenbank T der Systemkomponente 110 zugeführt.
• In einem weiteren Schritt S2 erfolgt ein Klassifikatortraining S2. Hierfür erfolgt in einem Zwischenschritt S1b eine Transformation S1b. In dem Zwischenschritt S1b wird die georeferenzierte luftgestützt erfasste Flächeninformation 6, 8 in das fahrzeugbezogene Koordinatensystem 11 transformiert. Neben der transformierten luftgestützt erfassten Flächeninformation 6, 8 wird für das Klassifikatortraining S2 weitere Flächeninformation, welche in der Trainingsdatenbank T bereits hinterlegt ist, herangezogen. Zum Bereitstellen des trainierten Klassifikators K wird auf einen vortrainierten Klassifikator K' zurückgegriffen. In einer Ausführungsform ist der vortrainierte Klassifikator K' auch in der Trainingsdatenbank T hinterlegt. In dem Schritt S2 des Klassifikatortrainings S2 wird die Flächeninformation 6, 8 automatisch oder manuell mindestens einer der Flächeninformationsklassen zugeordnet. Somit stellt der trainierte Klassifikator K eine Zuordnungsvorschrift zum Zuordnen von erfasster Flächeninformation 6, 8 dar.
• Der trainierte Klassifikator K wird in einem weiteren Schritt S4 über das zu 1 beschriebene Over-the-Air Update OTA zum Lokalisieren des landwirtschaftlichen Fahrzeugs 10 auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche 2 auf das landwirtschaftliche Fahrzeug übertragen. In Schritt S4 erfolgt somit eine Übertragung S4 des trainierten Klassifikators K zwischen den Systemen 100, 200. Damit wir der trainierte Klassifikator K in einen Verfahrensablauf zum Lokalisieren des landwirtschaftlichen Fahrzeugs 10 auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche 2 eingebunden. Dieser Verfahrensablauf weist die weiteren Verfahrensschritte S3 bis S7 auf.
• In einem weiteren Schritt S3 erfolgt eine fahrzeuggestützte Flächeninformationserfassung S3 von Flächeninformation 6, 8 mit der auf dem landwirtschaftlichen Fahrzeug 10 angebrachten fahrzeuggestützten Flächenerfassungssensorik 12. In einer Ausführungsform erfolgt in einem weiteren Schritt S3a eine Georeferenzierung S3a. In diesem Schritt S3a wird die fahrzeuggestützt erfasste Flächeninformation 6, 8 analog zur Georeferenzierung S1a in Schritt S1a georeferenziert. Während der Klassifikator K bezogen auf das fahrzeuggestützte Koordinatensystem 11 trainiert wird, wird das landwirtschaftliche Fahrzeug 10 in dem nutzflächenbezogenen Koordinatensystem 3 lokalisiert und navigiert.
• In einem weiteren Schritt S5 erfolgt eine Klassenzuordnung S5 der fahrzeuggestützt erfassten Flächeninformation 6, 8 mit dem auf das landwirtschaftliche Fahrzeug 10 übertragenen Klassifikator K, beispielsweise zu Flächeninformation 6, 8, welche sich auf die landwirtschaftliche Nutzflächengrenze 4 bezieht und welche in einer Ausführungsform eine Flächeninformationsklasse bildet. Basierend auf der erfassten und mit dem Klassifikator K zugeordneten Flächeninformation 6, 8 positioniert und orientiert sich das landwirtschaftliche Fahrzeug 10 in einer Ausführungsform automatisch und relativ zu der landwirtschaftlichen Nutzflächengrenze 4. Das Positionieren und Orientieren wird in einem weiteren Schritt S6 durchgeführt, wobei in diesem Schritt S6 eine Fahrzeuglokalisation S6 auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche 2 durchgeführt wird.
• In einem weiteren Schritt S7 erfolgt eine Navigation S7 des landwirtschaftlichen Fahrzeugs 10 auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche 2 basierend auf dem vorhergehenden Schritt S6 der Fahrzeuglokalisation S6. Das landwirtschaftliche Fahrzeug 10 vergleicht hierfür in einer Ausführungsform die erfasste und mit dem Klassifikator K zu der landwirtschaftlichen Nutzflächengrenze 4 zugeordnete Flächeninformation 6, 8 mit einer koordinatenmäßig bekannten und auf dem landwirtschaftlichen Fahrzeug 10 hinterlegten landwirtschaftlichen Nutzflächengrenze 4. So orientiert sich das landwirtschaftliche Fahrzeug 10 an der landwirtschaftlichen Nutzfläche 2 und setzt eine Routenplanung unabhängig von einer Positionserfassung mit einem Positionserfassungssystem fort.
• Bezugszeichenliste

2

landwirtschaftliche Nutzfläche

3

nutzflächenbezogenes Koordinatensystem

4

landwirtschaftliche Nutzflächengrenze

6, 8

Flächeninformation

10

landwirtschaftliches Fahrzeug

11

fahrzeugbezogenes Koordinatensystem

12

fahrzeuggestützte Flächenerfassungssensorik

13

fahrzeuggestützter Erfassungsbereich

20

unbemannter Flugkörper

22

luftgestützte Flächenerfassungssensorik

23

luftgestützter Erfassungsbereich

100

System zur Klassifikatorbereitstellung

110

Systemkomponente

112

Eingangsschnittstelle

114

Update-Ausgangsschnittstelle

200

System zur Fahrzeuglokalisation

210

erste Systemkomponente

220

zweite Systemkomponente

212, 222

Eingangsschnittstelle

214

Update-Eingangsschnittstelle

216

Ausgangsschnittstelle

F

Filter

K

Klassifikator

K'

vortrainierter Klassifikator

OTA

Over-the-Air Update

S1

luftgestützte Flächeninformationserfassung

S1a

Georeferenzierung

S1b

Transformation

S2

Klassifikatortraining

S3

fahrzeuggestützte Flächeninformationserfassung

S3a

Georeferenzierung

S4

Übertragung

S5

Klassenzuordnung

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Claims (15)

1. Verfahren zum Lokalisieren eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs (10) auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche (2), mit den Schritten: fahrzeuggestütztes Erfassen (S3) von Flächeninformation (6, 8) zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche (2) mit einer auf dem landwirtschaftlichen Fahrzeug (10) angebrachten Flächenerfassungssensorik (12), Zuordnen (S5) von der fahrzeuggestützt erfassten Flächeninformation (6, 8) zu mindestens einer Flächeninformationsklasse mit einem trainierten Klassifikator (K) zum Zuordnen von Flächeninformation (6, 8) zu der mindestens einen Flächeninformationsklasse, wobei der Klassifikator (K) mit luftstützt erfasster Flächeninformation (6, 8) trainiert ist, und Lokalisieren (S6) des landwirtschaftlichen Fahrzeugs (10) auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche (2) basierend auf der mit dem Klassifikator (K) zugeordneten fahrzeuggestützt erfassten Flächeninformation (6, 8).
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei sich auf die landwirtschaftliche Nutzfläche (2) beziehende Flächeninformation (6) eine Flächeninformationsklasse bildet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich nicht auf die landwirtschaftliche Nutzfläche (2) beziehende Flächeninformation (8) eine Flächeninformationsklasse bildet.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich auf eine landwirtschaftliche Nutzflächengrenze (4) beziehende Flächeninformation eine Flächeninformationsklasse bildet.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des fahrzeuggestützten Erfassens (S3) mindestens eines von einem fahrzeuggestützten Erfassen von Topografieinformation zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche (2) und einem fahrzeuggestützten Erfassen von Bildinformation zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche (2) aufweist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem weiteren Schritt eines Filterns von zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche (2) erfasster Flächeninformation (6, 8) mit einem Filter (F) zum Vorverarbeiten von erfasster Flächeninformation (6, 8).
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Klassifikator (K) ein neuronales Netz zum Zuordnen von Flächeninformation (6, 8) zu mindestens einer Flächeninformationsklasse aufweist.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den weiteren Schritten: luftgestütztes Erfassen (S1) von Flächeninformation (6, 8) zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche (2) mit einer auf einem unbemannten Flugkörper (20) angebrachten Flächenerfassungssensorik (22), und Definieren und Trainieren (S2) des Klassifikators (K) mit der luftgestützt erfassten Flächeninformation (6, 8).
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt des luftgestützten Erfassens (S1) mindestens eines von einem luftgestützten Erfassen von Topografieinformation zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche (2) und einem luftgestützten Erfassen von Bildinformation zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche (2) aufweist.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, mit dem weiteren Schritt eines Transformierens (S1b) der luftgestützt erfassten Flächeninformation (6, 8) in ein fahrzeugbezogenes Koordinatensystem (11) des landwirtschaftlichen Fahrzeugs (10).
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Klassifikator (K) basierend auf mindestens einem von in einer Trainingsdatenbank (T) gespeicherten Trainingsdaten und einem vortrainierten Klassifikator (K') trainiert ist.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem weiteren Schritt eines Übertragens (S4) des trainierten Klassifikator (K) als ein Over-the-Air Update (OTA) an das landwirtschaftliche Fahrzeug (10).
13. System (200) zum Lokalisieren eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs (10) auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche (2), welches eine Flächenerfassungssensorik (12) zum fahrzeuggestützten Erfassen von Flächeninformation (6, 8) zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche (2), eine Systemkomponente (210) zum Zuordnen von fahrzeuggestützt erfasster Flächeninformation (6, 8) zu mindestens einer Flächeninformationsklasse mit einem trainierten Klassifikator (K) zum Zuordnen von Flächeninformation (6, 8) zu der mindestens einen Flächeninformationsklasse, wobei der Klassifikator (K) ein in der Systemkomponente (210) hinterlegter und mit luftstützt erfasster Flächeninformation (6, 8) trainierter Klassifikator (K) ist, und eine Systemkomponente (220) zum Lokalisieren des landwirtschaftlichen Fahrzeugs (10) auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche (2) basierend auf mit dem Klassifikator (K) zugeordneter fahrzeuggestützt erfasster Flächeninformation (6, 8) aufweist, wobei die Systemkomponente (210) zum Zuordnen eine Eingangsschnittstelle (212) zum Einlesen von fahrzeuggestützt erfasster Flächeninformation (6, 8) aufweist, und wobei die Systemkomponente (220) zum Lokalisieren eine Eingangsschnittstelle (222) zum Einlesen von mit dem Klassifikator (K) zugeordneter fahrzeuggestützt erfasster Flächeninformation (6, 8) aufweist.
14. System (200, 100) nach Anspruch 13, welches eine Flächenerfassungssensorik (22) zum luftgestützten Erfassen von Flächeninformation (6, 8) zu der landwirtschaftlichen Nutzfläche (2) und eine Systemkomponente (110) zum Trainieren des Klassifikators (K) mit luftgestützt erfasster Flächeninformation (6, 8) aufweist, wobei der Klassifikator (K) in der Systemkomponente (110) hinterlegt wird, und wobei die Systemkomponente (110) eine Eingangsschnittstelle (112) zum Einlesen von luftgestützt erfasster Flächeninformation (6, 8) aufweist.
15. System (200, 100) nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Systemkomponente (210) zum Zuordnen von fahrzeuggestützt erfasster Flächeninformation (6, 8) eine Update-Eingangsschnittstelle (214) zum Empfangen eines Over-the-Air Updates (OTA) aufweist, welches den trainierten Klassifikator (K) aufweist.

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