DE102019214486B4

DE102019214486B4 - Header monitoring based on harvest quantity deviations

Info

Publication number: DE102019214486B4
Application number: DE102019214486.1A
Authority: DE
Inventors: Noel W Anderson; Cristian S Dima; Dohn W Pfeiffer
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2018-09-27
Filing date: 2019-09-23
Publication date: 2023-07-27
Anticipated expiration: 2039-09-24
Also published as: DE102019214486A1

Abstract

Erntevorsatzüberwachungssystem zur Erkennung einer möglichen Fehlfunktion eines an einer Erntemaschine (100) angebrachten Erntevorsatzes (102) zum Ernten von Erntegut von einem Feld, wobei das System Folgendes umfasst:eine erste Erfassungsanordnung, die konfiguriert ist, um einen Wert zu erfassen, der eine erwartete Erntegutmenge innerhalb verschiedener Zonen (Z01-Z08) über die Breite des Erntevorsatzes (102) darstellt;eine zweite Erfassungsanordnung, die konfiguriert ist, einen Wert zu erfassen, der Erntegutmengen, die in den verschiedenen Zonen (Z01-Z08) über die Breite des Erntevorsatzes (102) aufgenommen werden, und/oder Erntegutmengen, die in den verschiedenen Zonen (Z01-Z08) über die Breite des Erntevorsatzes (102) enthalten sind, darstellt, wobei die zweite Erfassungsanordnung einen Sensor (300) zum Erfassen mindestens eines Gewichts von Erntegut auf einem Förderer (116) und/oder einen Sensor zum Erfassen eines Drehmoments zum Antreiben eines Förderers (116), der Erntegut in dem Erntevorsatz (102) fördert, umfasst; undeine elektronische Steuereinheit (204), die mit der ersten Erfassungsanordnung undmit der zweiten Erfassungsanordnung verbunden ist, wobei die elektronische Steuereinheit (204) konfiguriert ist, um:eine erwartete Menge an Erntegut innerhalb einer Zone (Z01-Z08) für eine Vielzahl von verschiedenen Zonen (Z01-Z08) des Erntevorsatzes (102) des Erntevorsatzes (102) auf Grundlage eines Signals zu berechnen, das von der ersten Erfassungsanordnung empfangen wird;eine erfasste Menge an Erntegut innerhalb einer Zone (Z01-Z08) für eine Vielzahl von verschiedenen Zonen (Z01-Z08) des Erntevorsatzes (102) des Erntevorsatzes (102) auf Grundlage eines Signals zu berechnen, das von der zweiten Erfassungsanordnung empfangen wird;die Erntegutmengen, die in den verschiedenen Zonen (Z01-Z08) über die Breite des Erntevorsatzes (102) erwartet werden und die von der ersten Erfassungsanordnung erfasst werden, mit den Erntegutmengen zu vergleichen, die in den verschiedenen Zonen (Z01-Z08) über die Breite des Erntevorsatzes (102) aufgenommen werden und die von der zweiten Erfassungsanordnung erfasst werden;ein Ausgangssignal bereitzustellen, das eine Fehlfunktion des Erntevorsatzes (102) anzeigt, wenn die erwartete Menge an Erntegut innerhalb mindestens einer Zone (Z01-Z08) entlang des Erntevorsatzes (102) um mehr als einen Schwellenwert von der erfassten Menge an Erntegut innerhalb dieser Zone (Z01-Z08) abweicht.Header monitoring system for detecting a potential malfunction of a header (102) attached to a harvester (100) for harvesting crop from a field, the system comprising:a first sensing arrangement configured to sense a value indicative of an expected crop amount within different zones (Z01-Z08) across the width of the header (102);a second sensing arrangement configured to sense a value of the amounts of crop harvested in the different zones (Z01-Z08) across the width of the header ( 102) are recorded, and/or crop quantities contained in the various zones (Z01-Z08) across the width of the header (102), the second detection arrangement having a sensor (300) for detecting at least one weight of crop a conveyor (116) and/or a sensor for detecting a torque for driving a conveyor (116) which conveys crop in the header (102); and an electronic control unit (204) connected to the first sensing assembly and to the second sensing assembly, the electronic control unit (204) being configured to: an expected amount of crop within a zone (Z01-Z08) for a plurality of different zones (Z01-Z08) of the header (102) of the header (102) based on a signal received from the first sensing arrangement;a sensed amount of crop within a zone (Z01-Z08) for a plurality of different zones ( Z01-Z08) of the header (102) of the header (102) based on a signal received from the second detection arrangement;the amounts of crop grown in the different zones (Z01-Z08) across the width of the header (102) are expected and which are detected by the first detection arrangement to be compared with the crop quantities which are picked up in the various zones (Z01-Z08) across the width of the header (102) and which are detected by the second detection arrangement;to provide an output signal, which indicates a malfunction of the header (102) if the expected amount of crop within at least one zone (Z01-Z08) along the header (102) by more than a threshold value from the detected amount of crop within this zone (Z01-Z08) deviates.

Description

Gebiet der Erfindungfield of invention

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Bewerten der Leistung eines Erntevorsatzes zum Ernten von Erntegut von einem Feld.The present invention relates to a system for evaluating the performance of a header for harvesting crop from a field.

Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention

Erntevorsätze werden in der Landwirtschaft zum Ernten von Erntegut verwendet. Das Erntegut wird gesammelt und gegebenenfalls der Erntemaschine zur Weiterverarbeitung zugeführt. Je nach Erntegutart können unterschiedliche Erntevorsätze verwendet werden. Für die Getreideernte werden Erntevorsätze verwendet, die einen Mähbalken zum Schneiden des Ernteguts und einen Querförderer wie eine Querschnecke oder ein Förderband zum Zuführen des Ernteguts zur Mitte des Erntevorsatzes aufweisen, von wo es in einen Schrägförderer eines Mähdreschers zugeführt wird. Solche Erntevorsätze können auch zum Schneiden und Schwaden von Getreide oder anderem Erntegut wie Gras für eine spätere Aufnahme verwendet werden. Schwadgut wird mit einer Aufnahme gesammelt und Maiskolben werden von einem Maisvorsatz mit Pflückwalzen oder einem Ganzpflanzenmäher geerntet. Dies sind nur einige Beispiele für Erntevorsätze, die in der Landwirtschaft verwendet werden.Headers are used in agriculture to harvest crops. The crop is collected and, if necessary, fed to the harvesting machine for further processing. Depending on the type of crop, different harvesting attachments can be used. For grain harvesting, headers are used that have a cutter bar for cutting the crop and a cross conveyor, such as a cross auger or conveyor belt, for feeding the crop to the center of the header, from where it is fed into a feeder house of a combine harvester. Such headers can also be used to cut and rake grain or other crop such as grass for later collection. Windrows are collected with one pickup and cobs are harvested by a corn header with stalk rolls or a whole crop mower. These are just a few examples of headers used in agriculture.

Während die Automatisierung von Erntemaschinen, insbesondere bei Mähdreschern, relativ ausgereift ist, bleibt der Betrieb des Erntevorsatzes derzeit dem Bediener der Erntemaschine überlassen. Der Bediener muss ständig beobachten, ob das Erntegut richtig aufgenommen oder geschnitten wird und ob die Querförderung auch wie gewünscht erfolgt. Störungen bei der Erntegutaufnahme und Förderung können aus zahlreichen Gründen auftreten, beispielsweise durch Überschreiten einer nutzbaren Vorwärtsgeschwindigkeit und damit Überlastung des Querförderers durch Erntegutansammlung, durch Unkrautumschlingung von Erntevorsatzteilen oder dadurch, dass der Mähbalken zu hoch über dem Boden ist oder in das Erdreich eindringt. Die Aufgabe, den Erntegutfluss in den und innerhalb des Erntevorsatzes zu beobachten, ist für den Bediener ziemlich aufwendig.While the automation of harvesting machines, particularly combine harvesters, is relatively mature, the operation of the header is currently left to the operator of the harvesting machine. The operator must constantly monitor whether the harvested crop is picked up or cut correctly and whether the lateral conveyance is also taking place as desired. Disturbances in crop pick-up and conveying can occur for a number of reasons, for example exceeding a usable forward speed and thus overloading the cross conveyor due to crop accumulation, weeds ensnaring header parts or the cutter bar being too high above the ground or penetrating the soil. The task of observing the crop flow into and within the header is quite burdensome for the operator.

Im Stand der Technik sind einige Vorschläge für eine elektronische Wahrnehmung von Problemen bei der Erntegutzufuhr in einem Erntevorsatz gemacht worden, in der Regel unter Verwendung einer Kamera und eines Bildverarbeitungssystems zur Erfassung von Störungen in einem Erntegutaufnahmesystem und Überwachung des Erntegutflusses in einer Erntegutaufnahmevorrichtung ( DE 10 2008 032 191 A1 , DE 10 2016 202 627 A1 , US 9 928 606 B2 , US 2018/0084719 A1 ). Die optische Überwachung des Erntegutflusses in einem Erntevorsatz kann eine Herausforderung darstellen, da die Kamera vor dem Erntevorsatz angebracht werden müsste, was eine Drohne oder ein Stabsystem zum Halten der Kamera erfordern würde, um brauchbare Bilder zu erhalten. Die vorliegende Erfindung beabsichtigt, dieses und andere Probleme zu überwinden.Some proposals have been made in the prior art for electronic sensing of crop feeding problems in a header, typically using a camera and vision system to detect faults in a crop intake system and monitor crop flow in a crop intake device ( DE 10 2008 032 191 A1 , DE 10 2016 202 627 A1 , U.S. 9,928,606 B2 , U.S. 2018/0084719 A1 ). Visually monitoring crop flow in a header can be challenging as the camera would need to be mounted in front of the header, requiring a drone or pole system to hold the camera to get usable images. The present invention intends to overcome this and other problems.

Eine vorausschauende Messung von Erntegutmengen vor dem Erntevorsatz mit optischen Mitteln (Kamera oder Laser) wird in der DE 101 30 665 A1 beschrieben. Der Gutdurchsatz wird auch in der Erntemaschine gemessen und dient zur Überprüfung des vorausschauenden Sensors und ggf. zur Abgabe eines Fehlersignals, um einem Bediener zur Überprüfung des Sensors zu veranlassen.A predictive measurement of crop quantities in front of the header with optical means (camera or laser) is in the DE 101 30 665 A1 described. The crop throughput is also measured in the harvesting machine and is used to check the anticipatory sensor and, if necessary, to emit an error signal in order to prompt an operator to check the sensor.

Kurzfassung der ErfindungSummary of the Invention

Die vorliegende Erfindung wird durch die Ansprüche definiert.The present invention is defined by the claims.

Ein System zum Bewerten der Leistung eines Erntevorsatzes zum Ernten von Erntegut von einem Feld umfasst eine erste Erfassungsanordnung, die konfiguriert ist, um einen Wert zu erfassen, der eine erwartete Erntegutmenge innerhalb des Erntevorsatzes darstellt, eine zweite Erfassungsanordnung, die konfiguriert ist, um einen Wert zu erfassen, der eine Erntegutmenge innerhalb des Erntevorsatzes darstellt, und eine elektronische Steuereinheit, die mit der ersten Erfassungsanordnung und der zweiten Erfassungsanordnung verbunden und konfiguriert ist, um einen Wert bezüglich einer erwarteten Erntegutmenge innerhalb des Erntevorsatzes, wobei die erwartete Menge auf Grundlage des Signals von der ersten Erfassungsanordnung berechnet wird, mit einer erfassten Erntegutmenge innerhalb des Erntevorsatzes, wobei die erfasste Menge auf Grundlage des Signals von der zweiten Erfassungsanordnung berechnet wird, zu vergleichen, und um ein Ausgangssignal bereitzustellen, das eine Fehlfunktion des Erntevorsatzes angibt, falls die erwartete Erntegutmenge innerhalb des Erntevorsatzes von der erfassten Erntegutmenge innerhalb des Erntevorsatzes um mehr als einen Schwellenwert abweicht.A system for evaluating the performance of a header for harvesting crop from a field comprises a first sensing arrangement configured to sense a value representing an expected crop amount within the header, a second sensing arrangement configured to sense a value representing an amount of crop within the header, and an electronic control unit connected to the first sensing arrangement and the second sensing arrangement and configured to sense a value related to an expected crop amount within the header, wherein the expected amount is calculated based on the signal from the first sensing arrangement, to compare with a sensed crop amount within the header, the sensed amount being calculated based on the signal from the second sensing arrangement, and to provide an output signal indicative of a malfunction of the header if the expected crop amount within the header differs from the sensed crop amount within the header by more than a threshold.

Mit anderen Worten erfasst das System einerseits mit einer ersten Erfassungsanordnung prädiktiv die Menge, insbesondere zumindest eines Volumens oder Gewichts, das zu einem bestimmten Zeitpunkt (der zum Zeitpunkt der Gewinnung und Speicherung des Signals von der ersten Erfassungsanordnung in der Zukunft liegt) innerhalb des Erntevorsatzes erwartet wird. Sobald dieser bestimmte Zeitpunkt erreicht ist, wird die (erfasste) Erntegutmenge innerhalb des Erntevorsatzes mit einer zweiten Erfassungsanordnung erfasst und von einer elektronischen Steuereinheit mit der erwarteten Erntegutmenge verglichen. Falls diese beiden Werte zumindest annähernd oder innerhalb eines vorgegebenen Schwellenbereiches gleich sind, kann davon ausgegangen werden, dass der Erntevorsatz ordnungsgemäß arbeitet. Unterscheiden sich die beiden Werte hingegen mehr als der vorgegebene Schwellenbereich, kann von einer Fehlfunktion des Vorsatzes ausgegangen werden. Dies kann beispielsweise im Falle, dass die erwartete Menge größer als die erfasste Menge ist, auf einen Schneidanordnungsfehler des Erntevorsatzes (Schnitthöhe zu groß oder Mähbalken mit Erntegut blockiert oder überhaupt nicht in Bewegung) zurückzuführen sein und im Falle, dass die erwartete Menge geringer als die erfasste Menge ist, auf einen Zuführungsfehler innerhalb des Erntevorsatzes (Erntegutansammlung in einem Förderer) zurückzuführen sein. In beiden Fällen wird von der elektronischen Steuereinheit ein Ausgangssignal ausgegeben, das eine Fehlfunktion des Erntevorsatzes anzeigt. Dieses Ausgangssignal kann einfach über eine Benutzerschnittstelle an einen Bediener gegeben werden, damit dieser das Problem auf seiner Seite beheben kann, oder es kann zur automatischen Behebung des Problems verwendet werden, indem ein Arbeitsparameter der Erntemaschine automatisch geändert wird, wie beispielsweise eine Änderung der Schnitthöhe oder eine Verringerung der Vorwärtsgeschwindigkeit.In other words, on the one hand, the system uses a first detection arrangement to predictively detect the quantity, in particular at least one volume or weight, that is expected within the header at a specific point in time (which is in the future at the time the signal is obtained and stored by the first detection arrangement). As soon as this specific point in time is reached, the (detected) quantity of crop material within the header is marked with a two th detection arrangement detected and compared by an electronic control unit with the expected amount of harvested crop. If these two values are at least approximately the same or within a predetermined threshold range, it can be assumed that the front harvesting attachment is working properly. On the other hand, if the two values differ more than the specified threshold range, it can be assumed that the attachment is malfunctioning. This can be due, for example, to a header cutting arrangement error (height of cut too high or cutter bar blocked with crop or not moving at all) in the event that the expected amount is greater than the amount detected, and to a feeding error within the header (crop accumulation in a conveyor) in the event that the expected amount is less than the amount detected. In both cases, the electronic control unit issues an output signal which indicates a malfunction of the header. This output signal can simply be given to an operator via a user interface to enable them to fix the problem on their side, or it can be used to automatically fix the problem by automatically changing an operating parameter of the harvester, such as changing the height of cut or reducing the forward speed.

Die erste Erfassungsanordnung ist konfiguriert, um Erntegutmengen zu erfassen, die verschiedenen Zonen über die Breite des Erntevorsatzes zugeordnet sind, und die zweite Erfassungsanordnung ist konfiguriert, um Erntegutmengen zu erfassen, die verschiedenen Zonen über die Breite des Erntevorsatzes zugeordnet sind, und die elektronische Steuereinheit ist konfiguriert, um erwartete Erntegutmengen innerhalb des Erntevorsatzes für die verschiedenen Zonen zu berechnen und die erwarteten Mengen mit den erfassten Mengen für die jeweiligen unterschiedlichen Zonen zu vergleichen und ein Ausgangssignal bereitzustellen, das eine Fehlfunktion des Erntevorsatzes anzeigt, falls die erwartete Erntegutmenge innerhalb mindestens einer Zone entlang des Erntevorsatzes mehr als einen Schwellenwert von der erfassten Erntegutmenge innerhalb mindestens einer Zone des Erntevorsatzes abweicht. Somit wird die erwartete und erfasste Erntegutmenge durch die erste und die zweite Erfassungsanordnung in getrennter Weise für mehrere Zonen über die Breite des Erntevorsatzes bereitgestellt. Dies verbessert die Genauigkeit und Zuverlässigkeit des Systems.The first sensing arrangement is configured to sense crop amounts associated with different zones across the width of the header, and the second sensing arrangement is configured to sense crop amounts associated with different zones across the width of the header, and the electronic control unit is configured to calculate expected crop amounts within the header for the different zones and to compare the expected amounts with the sensed amounts for the respective different zones and to provide an output signal indicating a malfunction of the header if the expected Crop quantity deviates within at least one zone along the header more than a threshold value of the detected crop quantity within at least one zone of the header. Thus, the expected and detected crop quantity is provided by the first and the second detection arrangement in a separate manner for a number of zones across the width of the header. This improves the accuracy and reliability of the system.

Die elektronische Steuereinheit kann konfiguriert sein, um ein Bodengeschwindigkeitssignal bezüglich der Bodengeschwindigkeit des Erntevorsatzes in einer Vorwärtsrichtung und ein Zuführgeschwindigkeitssignal bezüglich der Geschwindigkeit, mit der Erntegut durch den und/oder aus dem Erntevorsatz zugeführt wird, zu empfangen und den Wert bezüglich der erwarteten Erntegutmenge innerhalb des Erntevorsatzes basierend auf dem ersten Sensorwert, dem Bodengeschwindigkeitssignal und dem Zuführgeschwindigkeitssignal zu berechnen.The electronic control unit may be configured to receive a ground speed signal relating to the ground speed of the header in a forward direction and a feed speed signal relating to the speed at which crop is fed through and/or out of the header and to calculate the value related to the expected amount of crop within the header based on the first sensor value, the ground speed signal and the feed speed signal.

Die erste Erfassungsanordnung kann mindestens eine Kamera und/oder ein Bildverarbeitungssystem und/oder ein Lidarsystem umfassen.The first detection arrangement can include at least one camera and/or an image processing system and/or a lidar system.

Die zweite Erfassungsanordnung umfasst einen Sensor zum Erfassen des Gewichts und/oder Volumens des Ernteguts innerhalb des Erntevorsatzes. Die erste Erfassungsanordnung kann auch das Gewicht oder das Volumen des zu erntenden Ernteguts erfassen.The second detection arrangement comprises a sensor for detecting the weight and/or volume of the crop within the header. The first detection arrangement can also detect the weight or the volume of the crop to be harvested.

Die elektronische Verarbeitungseinheit kann konfiguriert sein, um das Gewicht des Ernteguts oder das Volumen des Ernteguts in Abhängigkeit von einem von der zweiten Erfassungsanordnung erfassten Wert des Ernteguts und in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter zu berechnen, wobei der mindestens eine Parameter in einem Speicher gespeichert oder von einem Sensor erfasst wird. Wenn die erste Erfassungsanordnung das Gewicht oder das Volumen des zu erntenden Ernteguts erfasst, kann die elektronische Verarbeitungseinheit in analoger Weise ausgebildet sein, eines von dem Volumen des Ernteguts und dem Gewicht des Ernteguts auf der Grundlage eines von der ersten Erfassungsanordnung erfassten Werts des Ernteguts und auf der Grundlage eines Parameters zu berechnen, wobei der mindestens eine Parameter in einem Speicher gespeichert oder von einem Sensor erfasst wird.The electronic processing unit can be configured to calculate the weight of the harvested crop or the volume of the harvested crop as a function of a value of the harvested crop detected by the second detection arrangement and as a function of at least one parameter, the at least one parameter being stored in a memory or detected by a sensor. If the first detection arrangement detects the weight or the volume of the crop to be harvested, the electronic processing unit can be configured in an analogous manner to calculate one of the volume of the crop and the weight of the crop based on a value of the crop detected by the first detection arrangement and on the basis of a parameter, with the at least one parameter being stored in a memory or detected by a sensor.

Die zweite Erfassungsanordnung umfasst einen Sensor zum Erfassen eines Gewichts von Erntegut auf einem Förderer und einen Sensor zum Erfassen eines Drehmoments zum Antreiben eines Förderers, der Erntegut in dem Erntevorsatz fördert.The second detection arrangement comprises a sensor for detecting a weight of crop on a conveyor and a sensor for detecting a torque for driving a conveyor that conveys crop in the header.

Die zweite Erfassungsanordnung ist konfiguriert, um Erntegutmengen, die in den verschiedenen Zonen über die Breite des Erntevorsatzes aufgenommen werden (von dem Feld aufgenommen), und/oder Erntegutmengen, die in den verschiedenen Zonen über die Breite des Erntevorsatzes enthalten sind (von dem Feld aufgenommenes plus von der Seite aufgenommenes Erntegut), zu erfassen.The second sensing arrangement is configured to sense crop amounts contained in the different zones across the width of the header (picked up from the field) and/or amounts of crop contained in the different zones across the width of the header (crop picked up from the field plus crop picked up from the side).

Die elektronische Steuereinheit ist konfiguriert, um die Erntegutmengen, die in den verschiedenen Zonen über die Breite des Erntevorsatzes erwartet werden und die von der ersten Erfassungsanordnung erfasst werden, mit den Erntegutmengen zu vergleichen, die in den verschiedenen Zonen über die Breite des Erntevorsatzes aufgenommen werden und die von der zweiten Erfassungsanordnung erfasst werden. Beide Erfassungsanordnungen erfassen somit das in den verschiedenen Zonen ankommende Erntegut und ihre Signale werden direkt verglichen.The electronic control unit is configured to compare the crop quantities that are expected in the different zones across the width of the header and that are detected by the first detection arrangement with the crop quantities that are in the different Zones are recorded across the width of the header and are detected by the second detection arrangement. Both detection arrangements thus detect the harvested crop arriving in the different zones and their signals are directly compared.

Die elektronische Steuereinheit kann in einer anderen Ausführungsform konfiguriert sein, um die erwarteten Erntegutmengen in den verschiedenen Zonen über die Breite des Erntevorsatzes, die von der ersten Erfassungsanordnung über die Breite des Erntevorsatzes erfasst werden, zu integrieren und die integrierten Erntegutmengen mit den Erntegutmengen zu vergleichen, die in den verschiedenen Zonen über die Breite des Erntevorsatzes enthalten sind und die von der zweiten Erfassungsvorrichtung erfasst werden. In dieser Ausführungsform wird berechnet, wie viel Erntegut in jeder Zone enthalten sein soll, basierend auf den Signalen der ersten Erfassungsvorrichtung, indem die eingehenden Erntegutmengen über die Breite des Erntevorsatzes integriert werden und die jeweilige Vorwärtsgeschwindigkeit des Erntevorsatzes und Querfördergeschwindigkeiten und Ausgabegeschwindigkeiten des Erntevorsatzes berücksichtigt werden, wie oben beschrieben. Diese Mengen werden mit den von der zweiten Erfassungsanordnung signalisierten Mengen verglichen, die vergleichbare Werte darstellen.In another embodiment, the electronic control unit may be configured to integrate the expected crop quantities in the different header-width zones detected by the first header-width detection arrangement and to compare the integrated crop quantities with the crop quantities contained in the different header-width zones and detected by the second detection device. In this embodiment, it is calculated how much crop should be contained in each zone, based on the signals from the first sensing device, by integrating the incoming crop amounts over the width of the header and taking into account the respective forward speed of the header and cross conveyor speeds and output speeds of the header, as described above. These amounts are compared to the amounts signaled by the second sensing arrangement, which represent comparable values.

In einer weiteren Ausführungsform ist die elektronische Steuereinheit konfiguriert, um die Erntegutmengen, die voraussichtlich in verschiedenen Zonen über die Breite des Erntevorsatzes aufgenommen werden und die von der ersten Erfassungsanordnung erfasst werden, mit jeweiligen Teilen der Erntegutmengen zu vergleichen, die in den verschiedenen Zonen über die Breite des Erntevorsatzes enthalten sind und die von der zweiten Erfassungsanordnung erfasst werden, die den jeweiligen Zonen zugeordnet ist. In diesem Ausführungsbeispiel wird basierend auf den Signalen der ersten Erfassungsanordnung erfasst, wie viel Erntegut in jeder Zone aufgenommen wird. Die Signale der zweiten Erfassungsanordnung, die integrierte Werte für die Breite des Erntevorsatzes darstellen, werden differenziert, um die aufgenommenen Mengen zu berechnen, und dieser Wert wird mit den von der ersten Erfassungsanordnung signalisierten Mengen verglichen, die vergleichbare Werte darstellen.In a further embodiment, the electronic control unit is configured to compare the crop quantities that are expected to be picked up in different zones across the width of the header and that are detected by the first detection arrangement with respective parts of the crop quantities that are contained in the different zones across the width of the header and that are detected by the second detection arrangement that is associated with the respective zones. In this exemplary embodiment, based on the signals from the first detection arrangement, it is detected how much harvested crop is picked up in each zone. The signals from the second sensing arrangement, representing integrated values for the width of the header, are differentiated to calculate the amounts picked up, and this value is compared to the amounts signaled from the first sensing arrangement, which represent comparable values.

In einer möglichen Ausführungsform teilen sich die erste Erfassungsanordnung und die zweite Erfassungsanordnung mindestens einen Sensor. Dabei kann es sich insbesondere um eine oder mehrere Kameras mit einem Bildverarbeitungssystem handeln, die auf das Feld vor dem Erntevorsatz gerichtet sind, um die erwartete aufzunehmende Erntegutmenge zu ermitteln, und auch in den Erntevorsatz gerichtet sind, um die darin vorhandene Erntegutmenge zu ermitteln. In einer weiteren Ausführungsform werden von der ersten und zweiten Erfassungsanordnung unterschiedliche Sensoren verwendet.In a possible embodiment, the first detection arrangement and the second detection arrangement share at least one sensor. This can in particular be one or more cameras with an image processing system, which are aimed at the field in front of the header to determine the expected crop quantity to be picked up, and are also directed into the header to determine the crop quantity present therein. In a further embodiment, different sensors are used by the first and second detection arrangement.

Figurenlistecharacter list

1 Figure 12 is a top view of a combine and header with a system for evaluating header performance.
2 Figure 12 is a top plan view of the combine and header with the endless conveyors on the left and right sides of the header removed.
3 Figure 3 is a schematic representation of the header performance evaluation system in combination with a fragmentary front view of the endless belt conveyors, rollers and front header roller mounts taken at section line 3-3 in 2 .
4 Figure 12 is a schematic plan view of the header and feederhouse.
5 Figure 12 is a flow chart by which the electronic control unit of the system operates during harvest.

Ausführliche BeschreibungDetailed description

Unter Bezugnahme auf 1 trägt eine landwirtschaftliche Erntemaschine 100 (hier als Mähdrescher gezeigt) einen reihenunabhängigen Erntevorsatz 102 (hier als Förderbandplattform gezeigt) an einem Schrägförderer 104, wobei der Schrägförderer 104 an einem vorderen Ende der landwirtschaftlichen Erntemaschine 100 befestigt ist und sich davon nach vorne erstreckt. Der Erntevorsatz 102 umfasst einen Rahmen 106, der sich seitlich und senkrecht zur Fahrtrichtung „V“ der landwirtschaftlichen Erntemaschine 100 erstreckt, wenn sie durch das Feld fährt und Erntegut erntet. Der Rahmen 106 umfasst ein hinteres Querrahmenelement 108 und ein vorderes Querrahmenelement 110. Jedes dieser Rahmenelemente erstreckt sich im Wesentlichen über die gesamte Breite des Erntevorsatzes 102. Der Erntevorsatz 102 umfasst ferner ein sich hin- und herbewegendes Messer 112, das sich seitlich und senkrecht zur Fahrtrichtung „V“ erstreckt und an einer vorderen Kante des Rahmens 106, insbesondere an einem vorderen Querträger 110, befestigt ist. Das sich hin- und herbewegende Messer 112 erstreckt sich im Wesentlichen über die gesamte Breite des Erntevorsatzes 102.With reference to 1 For example, an agricultural harvesting machine 100 (shown here as a combine) carries a row-independent header 102 (shown here as a conveyor platform) on a feederhouse 104, the feederhouse 104 being attached to a front end of the agricultural harvesting machine 100 and extending forwardly therefrom. The header 102 includes a frame 106 that extends laterally and perpendicularly to the direction of travel "V" of the agricultural harvester 100 as it travels through the field and harvests crops. The frame 106 includes a rear cross frame member 108 and a front cross frame member 110. Each of these frame members extends across substantially the entire width of the header 102. The header 102 further includes a reciprocating blade 112 that extends laterally and perpendicular to the direction of travel "V" and is attached to a front edge of the frame 106, specifically to a front cross member 110. The reciprocating blade 112 extends across substantially the entire width of the header 102.

Der Erntevorsatz 102 umfasst ferner drei Endlosbandförderer, einen linksseitigen Endlosbandförderer 114, einen rechtsseitigen Endlosbandförderer 116 und einen mittleren Endlosbandförderer 118. Der linksseitige Endlosbandförderer 114 besteht aus einem Endlosband 120 und fünf Rollen 122, um die das Endlosband 120 umläuft. Wenigstens eine dieser Rollen 122 wird von einem Motor (nicht gezeigt) angetrieben, um zu bewirken, dass sich die Oberseite des Endlosbandes 120 nach innen zu einem zentralen Bereich des Erntevorsatzes 102 bewegt. Dies ist in 1 durch den der Oberfläche des Endlosbandes 120 überlagerten Pfeil angedeutet. Der rechtsseitige Endlosbandförderer 116 besteht aus einem Endlosband 124 und fünf Rollen 126, um die das Endlosband 124 umläuft. Wenigstens eine der Rollen 126 wird von einem Motor (nicht gezeigt) angetrieben, um zu bewirken, dass sich die Oberseite des Endlosbandes 124 nach innen zu einem zentralen Bereich des Erntevorsatzes 102 bewegt. Dies ist in 1 durch die auf der Oberfläche des Endlosbandes 124 überlagerten Pfeile angedeutet. Der mittlere Endlosbandförderer 118 umfasst ein Endlosband 128, das auf Rollen (nicht gezeigt) für eine Umlaufbewegung in einer Rückwärtsrichtung, d. h. in einer Richtung entgegen der Bewegungsrichtung „V“, und wie durch den auf dem Endlosband 128 in 1 angeordneten Pfeil angegeben, gelagert ist.The header 102 also includes three endless belt conveyors, a left-hand endless belt conveyor 114, a right-hand endless belt conveyor 116, and a middle endless belt conveyor 118. The left-side endless belt conveyor 114 consists of an endless belt 120 and five rollers 122 around which the endless belt 120 rotates. At least one of these rollers 122 is driven by a motor (not shown) to cause the top of the endless belt 120 to move inward toward a central portion of the header 102 . this is in 1 indicated by the arrow superimposed on the surface of the endless belt 120. The right side endless belt conveyor 116 consists of an endless belt 124 and five rollers 126 around which the endless belt 124 rotates. At least one of the rollers 126 is driven by a motor (not shown) to cause the top of the endless belt 124 to move inward toward a central portion of the header 102 . this is in 1 indicated by the arrows superimposed on the surface of the endless belt 124. The middle endless belt conveyor 118 includes an endless belt 128 mounted on rollers (not shown) for revolving movement in a reverse direction, i.e., in a direction opposite to the direction of travel "V", and as indicated by the endless belt 128 shown in FIG 1 Arranged arrow indicated, is stored.

In 2 sind die Endlosbänder 120, 124 zur Verdeutlichung entfernt. Jede der Rollen 122 und 126 ist an ihren vorderen Enden an einer entsprechenden vorderen Rollenhalterung 200 gelagert. Jede der Rollen 122, 126 ist an ihren hinteren Enden an einer entsprechenden hinteren Rollenhalterung 202 gelagert. Die vorderen Rollenhalterungen 200 sind an dem vorderen Querrahmenelement 110 befestigt. Die hinteren Rollenhalterungen 202 sind an dem hinteren Querrahmenelement 108 befestigt. Sowohl die vorderen Rollenhalterungen 200 als auch die hinteren Rollenhalterungen 202 tragen die Rollen 122, 126, an die sie gekoppelt sind, und ermöglichen es den Rollen 122, 126, sich in Bezug auf die Rollenhalterungen 200, 202 zu drehen. Ferner umfasst jede der zehn vorderen Rollenhalterungen 200 einen eingebauten Lastsensor (3), der ein Signal erzeugt, das eine vertikale Last anzeigt, die auf jede der jeweiligen Rollen 122, 126 aufgebracht wird. Durch diese Anordnung kann das Erntegutgewicht auf jeder der Rollen gemessen werden.In 2 12, endless belts 120, 124 are removed for clarity. Each of the rollers 122 and 126 is journaled at its front end to a respective front roller mount 200 . Each of the rollers 122, 126 is journaled at its rearward end to a respective rear roller mount 202. As shown in FIG. The front roller mounts 200 are attached to the front cross frame member 110 . The rear roller mounts 202 are attached to the rear cross frame member 108 . Both the front roller mounts 200 and the rear roller mounts 202 support the rollers 122,126 to which they are coupled and allow the rollers 122,126 to rotate with respect to the roller mounts 200,202. Furthermore, each of the ten front roller mounts 200 includes a built-in load sensor ( 3 ) which generates a signal indicative of a vertical load being applied to each of the respective rollers 122,126. With this arrangement, the crop weight can be measured on each of the rollers.

In 3 ist das vordere Ende des linksseitigen Endlosbandförderers 114 und des rechtsseitigen Endlosbandförderers 116 gezeigt, wobei die zehn vorderen Rollenhalterungen 200 an dem vorderen Querrahmenelement 110 montiert sind. Die fünf Rollen 122 tragen das Endlosband 120 für eine Umlaufbewegung um die Rollen 122. Die fünf Rollen 126 tragen das Endlosband 124 für eine Umlaufbewegung um die Rollen 126. Die Lastsensoren 300 (einzeln als Lastsensoren 300a-300j gezeigt), die in die vorderen Rollenhalterungen 200 integriert sind, sind an eine elektronische Steuereinheit (ECU) 204 gekoppelt, die konfiguriert ist, um Signale von den Lastsensoren zu empfangen und zu verarbeiten. Die ECU umfasst einen digitalen Mikroprozessor und eine Speicherschaltung. Die Speicherschaltung enthält digitale Befehle. Die digitalen Befehle werden von dem digitalen Mikroprozessor ausgeführt. Die digitalen Befehle konfigurieren den digitalen Mikroprozessor, um alle hier beschriebenen Vorgänge durchzuführen.In 3 1 is shown the front end of the left side endless belt conveyor 114 and the right side endless belt conveyor 116 with the ten front roller mounts 200 mounted to the front cross frame member 110. FIG. The five rollers 122 support the endless belt 120 for orbital movement around the rollers 122. The five rollers 126 support the endless belt 124 for orbital movement around the rollers 126. The load sensors 300 (individually shown as load sensors 300a-300j), which are integrated into the front roller mounts 200, are coupled to an electronic control unit (ECU) 204 that is configured to receive signals from the load to receive and process sensors. The ECU includes a digital microprocessor and memory circuitry. The memory circuit contains digital commands. The digital commands are executed by the digital microprocessor. The digital commands configure the digital microprocessor to perform all of the operations described here.

Die ECU 204 ist konfiguriert, um die Erntegutmenge in jeder von acht Zonen (in 3 als Zonen Z01 bis Z08 identifiziert) im Wesentlichen über die gesamte Breite des Erntevorsatzes 102 zu bestimmen. Die ECU 204 erledigt dies durch Bestimmen des Gewichts des geschnittenen Ernteguts, das auf dem Endlosband 120 und dem Endlosband 124 in jeder der acht Zonen abgelegt wird.The ECU 204 is configured to measure the amount of crop in each of eight zones (in 3 identified as zones Z01 to Z08) essentially over the entire width of the header 102 to be determined. The ECU 204 does this by determining the weight of the cut crop deposited on the endless belt 120 and the endless belt 124 in each of the eight zones.

Jeder der zehn Lastsensoren 300 ist zur Erläuterung mit individuellen Bezeichnungen versehen. Der Lastsensor 300 an der äußersten rechten vorderen Rollenhalterung 200 wird als Lastsensor 300a identifiziert. Der nächstinnerste Lastsensor 300 ist der Lastsensor 300b. Der nächstinnerste Lastsensor 300 ist der Lastsensor 300c, der nächstinnerste Lastsensor 300 ist der Lastsensor 300d und der nächstinnerste Lastsensor 300 ist der Lastsensor 300e. Der Lastsensor 300 an der äußersten linken vorderen Rollenhalterung 200 ist der Lastsensor 300f. Der nächstinnerste Lastsensor 300 ist der Lastsensor 300g. Der nächstinnerste Lastsensor 300 ist der Lastsensor 300h. Der nächstinnerste Lastsensor 300 ist der Lastsensor 300i, und der nächstinnerste Lastsensor 300 ist der Lastsensor 300j.Each of the ten load sensors 300 is individually labeled for explanation. The load sensor 300 on the rightmost front roller mount 200 is identified as load sensor 300a. The next innermost load sensor 300 is load sensor 300b. The next innermost load sensor 300 is load sensor 300c, the next innermost load sensor 300 is load sensor 300d, and the next innermost load sensor 300 is load sensor 300e. The load sensor 300 on the leftmost front roller mount 200 is the load sensor 300f. The next innermost load sensor 300 is load sensor 300g. The next innermost load sensor 300 is load sensor 300h. The next innermost load sensor 300 is load sensor 300i, and the next innermost load sensor 300 is load sensor 300j.

Die ECU 204 ist konfiguriert, um periodisch die Signale von allen zehn Lastsensoren 300 zu lesen und die Signalpegel von jedem der zehn Lastsensoren in seinem Direktzugriffsspeicher (RAM) 206 zu speichern. Diese Probenahme wird während der Ernte in regelmäßigen Abständen in der Größenordnung von jeweils 100 ms wiederholt.The ECU 204 is configured to periodically read the signals from all ten load sensors 300 and store the signal levels from each of the ten load sensors in its random access memory (RAM) 206 . This sampling is repeated at regular intervals of the order of 100 ms each during harvest.

Die Lastsignale von den zehn Lastsensoren zeigen vertikale Lasten an, die gleich dem Gewicht des Förderbandes (das konstant ist) plus dem Gewicht des geschnittenen Ernteguts sind, das auf den Endlosbändern 120, 124 aufliegt (und von diesen getragen wird). Das Erntegut wird auf den Endlosbändern 120, 124 im Wesentlichen über deren gesamte Breite abgelegt, da sich das sich hin- und herbewegende Messer im Wesentlichen über die gesamte Breite des Erntevorsatzes 102 erstreckt.The load signals from the ten load sensors are indicative of vertical loads equal to the weight of the conveyor belt (which is constant) plus the weight of the cut crop resting on (and supported by) the endless belts 120,124. The crop is deposited on the endless belts 120, 124 across substantially the entire width thereof since the reciprocating knife extends across substantially the entire width of the header 102.

Schließlich ist es offensichtlich, dass die ECU 204 mit einer Anzahl von Lastsensoren 300 verbunden ist, die es ermöglichen, die Menge (d. h. das Gewicht) des Ernteguts auf den Förderbändern 120, 124 in den acht Zonen Z01-Z08 zu bestimmen. Die Lastsensoren 300 bilden somit eine Erfassungsanordnung, die konfiguriert ist, um einen Wert zu erfassen, der eine Erntegutmenge innerhalb des Erntevorsatzes 102 darstellt.Finally, it is evident that the ECU 204 is connected to a number of load sensors 300, which make it possible to determine the quantity (ie the weight) of the crop on the conveyor belts 120, 124 in the eight zones Z01-Z08. The load sensors 300 thus form a sensing arrangement configured to sense a value representing an amount of crop within the header 102 .

Es ist zu beachten, dass die Anzahl der Zonen von der Anzahl der in den 1 bis 3 gezeigten acht Zonen abweichen kann. Beispielsweise könnten zusätzliche Lastsensoren an den Rollen vorgesehen sein, die das Endlosband 128 des mittleren Förderers 118 tragen, um ein Erntegutmengensignal zu erhalten, das auch die zusätzliche Erntegutmenge berücksichtigt oder erfasst, die vor dem mittleren Förderer 118 eintritt. Außerdem könnte die Anzahl der Rollen 122 und Sensoren 300 erhöht oder verringert werden.It should be noted that the number of zones depends on the number of in the 1 until 3 eight zones shown may vary. For example, additional load sensors could be provided on the rollers that support the endless belt 128 of the center conveyor 118 to obtain a crop rate signal that also accounts for or senses the additional crop rate entering ahead of the center conveyor 118 . In addition, the number of rollers 122 and sensors 300 could be increased or decreased.

Für andere Arten von Erntevorsätzen 102 können verschiedene Erfassungsanordnungen verwendet werden, die konfiguriert sind, um den Wert zu erfassen, der die Erntegutmenge innerhalb des Ernteborsatzes 102 darstellt. Beispielsweise könnte bei einem Maisvorsatz mit Pflückwalzen das Antriebsmoment von Förderketten, die die Maiskolben einem Querförderer zuführen, zu diesem Zweck erfasst werden, oder jede andere Eigenschaft, die den Durchsatz der jeweiligen Reiheneinheit angibt (vgl. US 2016/0084813 A1 , US 2016/0084987 A1 und US 2018/0164471 A1 .) Bei Maisvorsätzen zum Schneiden ganzer Pflanzen könnte das Antriebsmoment der jeweiligen Mäh- und Fördertrommeln sowie der Querfördertrommeln und der das Erntegut in den Einzugskanal eines Feldhäckslers fördernden Trommeln erfasst werden, und bei einem Erntevorsatz mit einer Querschnecke könnte die Schnecke unter Zwischenschaltung von Drehmomentsensoren in separate Abschnitte aufgeteilt werden. Die Erntegutmenge innerhalb des Erntevorsatzes 102 könnte auch von einem Kamerasystem erfasst werden, das in den Erntevorsatz schaut, wie die Kameras 130 mit dem Bildverarbeitungssystem 132, das unten beschrieben wird. Das Bildverarbeitungssystem 132 könnte somit der ECU 204 ein Signal über die Menge (das Volumen) an geerntetem Erntegut innerhalb des Erntevorsatzes 102 über dessen Breite bereitstellen.For other types of headers 102, various sensing arrangements configured to sense the value representing the amount of crop within the header 102 may be used. For example, in the case of a corn header with snapping rollers, the drive torque of conveyor chains that feed the corn cobs to a cross conveyor could be recorded for this purpose, or any other characteristic that indicates the throughput of the respective row unit (cf. US 2016/0084813 A1 , US 2016/0084987 A1 and US 2018/0164471 A1 .) In the case of corn headers for cutting whole plants, the drive torque of the respective mower and conveyor drums as well as the cross conveyor drums and the drums conveying the crop into the feed channel of a forage harvester could be recorded, and in the case of a header with a transverse auger, the auger could be divided into separate sections with the interposition of torque sensors. The amount of crop within the header 102 could also be captured by a camera system looking into the header, such as the cameras 130 with the vision system 132 described below. The vision system 132 could thus provide the ECU 204 with a signal of the amount (volume) of harvested crop within the header 102 across its width.

Ferner ist die ECU 204 mit einer (ersten) Erfassungsanordnung verbunden, die konfiguriert ist, um einen Wert, der eine erwartete Menge an Erntegut innerhalb des Erntevorsatzes 102 darstellt, auf vorhersagende Weise zu erfassen. Diese Erfassungsanordnung umfasst zwei Kameras 130, die mit einem Bildverarbeitungssystem 132 verbunden sind, das an seinem Ende mit der ECU 204 verbunden ist. Die Kameras 130 sind auf dem Dach der Kabine der Erntemaschine 100 montiert und blicken nach vorne. Basierend auf dem Bild der Kameras 130 leitet das Bildverarbeitungssystem 132 ein Signal bezüglich der Menge an Erntegut ab, die vor dem Erntevorsatz 102 auf dem Feld steht oder liegt. Die Signale des Bildverarbeitungssystems können durch einen Lidarsensor ergänzt oder ersetzt werden, wie dies in der DE 10 2008 043 716 A1 und der US 9 301 446 B2 beschrieben ist, deren Inhalt hier durch Bezugnahme einbezogen wird. Die Erfassung muss nicht notwendigerweise an der Vorderseite des Erntevorsatzes 102 erfolgen, sondern könnte an der Seite der Erntemaschine erfolgen (vgl. US 2015/0305238 A1 ).Furthermore, the ECU 204 is connected to a (first) sensing arrangement configured to predictively sense a value representing an expected amount of crop within the header 102 . This detection arrangement comprises two cameras 130 connected to an image processing system 132 which is connected to the ECU 204 at its end. The cameras 130 are mounted on the roof of the cab of the harvester 100 and face forward. Based on the image from the cameras 130, the image processing system 132 derives a signal relating to the amount of harvested crop that is or is lying in front of the header 102 in the field. The signals of the image processing system can be supplemented or replaced by a lidar sensor, as shown in the DE 10 2008 043 716 A1 and the U.S. 9,301,446 B2 is described, the contents of which are incorporated herein by reference. The detection does not necessarily have to take place at the front of the header 102, but could take place at the side of the harvesting machine (cf. U.S. 2015/0305238 A1 ).

Somit hat die ECU 204 einerseits Informationen über die erwartete Menge an Erntegut von der (ersten) Erfassungsanordnung und andererseits Informationen über die erfasste, tatsächliche Menge an Erntegut innerhalb des Erntevorsatzes 102 von der (zweiten) Erfassungsanordnung, die konfiguriert ist, um einen Wert zu erfassen, der eine Menge an Erntegut innerhalb des Erntevorsatzes 102 darstellt. In einer einfachen Ausführungsform kann die ECU 204 die integrierten jeweiligen Erntegutmengen für die gesamte Breite des Erntevorsatzes 102 vergleichen (eine solche Ausführungsform würde nicht erfordern, dass die zweite Erfassungsanordnung in der Lage ist, separate Werte für die Messbereiche Z01-Z08 zu messen, sondern würde auch mit einem einzigen Sensor für den gesamten Durchsatz des Erntevorsatzes 102 arbeiten, wobei ein solcher Sensor beispielsweise das Antriebsmoment eines Querförderers erfassen könnte). Wenn diese Werte übereinstimmen, kann davon ausgegangen werden, dass der Erntevorsatz 102 wie gewünscht arbeitet, und im anderen Fall gibt die ECU 204 eine Fehlermeldung aus, die auf einer Benutzerschnittstelle 134 angezeigt wird. In einer weiter unten beschriebenen, anspruchsvolleren Ausführungsform wird dieser Vergleich für die Zonen Z01-Z08 separat durchgeführt.Thus, on the one hand, the ECU 204 has information about the expected amount of crop from the (first) detection arrangement and, on the other hand, information about the detected, actual amount of crop within the header 102 from the (second) detection arrangement, which is configured to detect a value representing an amount of crop within the header 102. In a simple embodiment, the ECU 204 can compare the integrated respective crop quantities for the entire width of the header 102 (such an embodiment would not require the second detection arrangement to be able to measure separate values for the measuring ranges Z01-Z08, but would also work with a single sensor for the total throughput of the header 102, such a sensor could detect the drive torque of a cross conveyor, for example). If these values match, it can be assumed that the header 102 is operating as desired, otherwise the ECU 204 issues an error message which is displayed on a user interface 134 . In a more sophisticated embodiment described below, this comparison is performed separately for zones Z01-Z08.

4 ist eine schematische Draufsicht des Erntevorsatzes 202 der 1 bis 3, wobei die Vorwärtsrichtung nach oben und der Erntevorsatz 102 durch die dritte kastenförmige Reihe dargestellt ist, während Erntegut vor dem Erntevorsatz 102 in Fahrtrichtung durch die erste und zweite kastenförmige Reihe dargestellt ist. Aus den Messzonen Z04 und Z05 tritt Erntegut aus dem Erntevorsatz 102 in den Schrägförderer 104 (vierte Kastenreihe) aus. Zwei Förderer 114, 116 bewegen Erntegut mit einer Zielgeschwindigkeit zum Schrägförderer 104: $Z 01 \to Z 02 \to Z 03 \to Z 04 und Z 08 \to Z 07 \to Z 06 \to Z 05.$

4 FIG. 12 is a schematic plan view of header 202 of FIG 1 until 3 , wherein the forward direction is upward and the header 102 is represented by the third box-shaped row, while crop forward of the header 102 is represented by the first and second box-shaped rows in the direction of travel. Harvested crop emerges from the measuring zones Z04 and Z05 from the header 102 into the inclined conveyor 104 (fourth row of boxes). Two

conveyors

114, 116 move crop to the feeder house 104 at a target speed:

Z 01 \to Z 02 \to Z 03 \to Z 04 and Z 08 \to Z 07 \to Z 06 \to Z 05

Im Laufe der Zeit weist bei normalem Betrieb jede der Messzonen Z01-Z08 im Verhältnis zur Erhaltung von Biomasse (Volumen oder wie in diesem Beispiel Masse) keine dauerhaften großen oder kleinen Mengen an Erntegut auf. Das heißt, die Menge an Erntegut (VOn) in einer Messzone (Z0n) sollte in der nächsten Messperiode t+1 gleich der Menge an Erntegut (V0adj) sein, die durch den Förderer 114 oder 116 in die Messzone gebracht wird, plus Erntegut (V1n), das durch Ernten der jeweiligen Messzone gebracht wird, abzüglich Erntegut (V0nout), das durch den Förderer 114, 116 gefördert wird. Das bedeutet: $V 0 n (t + 1) = V 0 n (t) + (V 0 adj (t) + V 1 n (t)) - V 0 nout (t)$

Over time, in normal operation, each of the measurement zones Z01-Z08 does not exhibit persistent large or small amounts of crop relative to the conservation of biomass (volume or as in this example mass). That is, the amount of crop (VOn) in a measurement zone (Z0n) should be equal to t+1 in the next measurement period the amount of crop (V0adj) brought into the measurement zone by

conveyor

114 or 116, plus crop (V1n) brought by harvesting the respective measurement zone, minus crop (V0nout) conveyed by

conveyor

114, 116. That means:

V 0 n (t + 1) = V 0 n (t) + (V 0 adj (t) + V 1 n (t)) - V 0 nope (t)

Durch die Definition von Messzonen und Messperioden, so dass demgemäß V0n(t) = V0nout(t) ist, sollte das gesamte aktuelle Material die Messzone in der jeweiligen Messperiode verlassen. Die prädiktive Gleichung wird zu: $V 0 n (t + 1) = V 0 adj (t) + V 1 n (t) .$

By defining measurement zones and measurement periods such that V0n(t) = V0nout(t) accordingly, all current material should leave the measurement zone in the respective measurement period. The predictive equation becomes:

V 0 n (t + 1) = V 0 adj (t) + V 1 n (t) .

Hier ein spezielles Beispiel für Z02: V02(t+1) = V01(t) + V12(t). Wenn die Annahme V0n(t) = V0nout(t) nicht gehalten wird, wird V0n(t+1) erheblich von dem abweichen, was erwartet wird. Eine Differenzabweichung oder ein Verhältnis von gemessenen zu vorhergesagten Werten kann verwendet werden, um eine Materialanhäufung oder einen Materialverlust zu signalisieren, der möglicherweise gemindert werden muss. Maßnahmen können auf Grundlage eines einzelnen Schwellenwerts oder Werts oder eines Musters ergriffen werden.Here is a special example for Z02: V02(t+1) = V01(t) + V12(t). If the assumption V0n(t) = V0nout(t) is not held, V0n(t+1) will deviate significantly from what is expected. A differential deviation, or ratio of measured to predicted values, can be used to signal material build-up or loss that may need to be mitigated. Actions can be taken based on a single threshold or value, or a pattern.

Es sollte erwähnt werden, dass die zuvor beschriebene Vorgehensweise in einer anderen Ausführungsform lediglich die Erntegutmenge in jeder der Messzonen basierend auf den Signalen der ersten Erfassungseinrichtung unter Berücksichtigung der Vorwärtsgeschwindigkeit des Erntevorsatzes 102 (wobei die Vorwärtsgeschwindigkeit mit einem beliebigen geeigneten Sensor erfasst werden kann, beispielsweise einem Sensor, der die Drehzahl der Erntemaschine 100 erfasst, oder einem Radarsensor, der mit dem Boden interagiert, oder wobei die Vorwärtsgeschwindigkeit des Erntevorsatzes 102 aus Antriebssignalen abgeleitet wird, die die Geschwindigkeit der Vorderräder der Erntemaschine 100 steuern) und der Querfördergeschwindigkeit der Förderer 114, 116 (wobei die Querfördergeschwindigkeit mit einem beliebigen geeigneten Sensor erfasst werden kann, beispielsweise einem Encoder Hallsensor, der die Drehzahl der Rollen 126 erfasst, oder einem Radarsensor, der mit der Oberfläche der Förderer 114, 166 interagiert, oder wobei die Querfördergeschwindigkeit aus Antriebssignalen abgeleitet wird, die die Geschwindigkeit der rollen 126 steuern) und gegebenenfalls der Rückwärtsfördergeschwindigkeit des Förderers 118 und des Schrägförderers 104 (die in einer der Querfördergeschwindigkeit entsprechenden Weise bestimmt werden kann), berechnen kann. Somit werden die erwarteten Erntegutmengen für die Messzonen Z01-Z08 berechnet und mit den entsprechenden Werten der zweiten Erfassungsanordnung verglichen. Die ECU 204 könnte auch die eingehende Erntegutmenge in jeder der Messzonen Z01 bis Z08 ableiten (wie in US 9 668 406 B2 beschrieben, deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird) und sie mit den erwarteten Erntegutmengen vergleichen, die von den ersten Erfassungsanordnungen für jede Messzone Z01-Z08 erfasst werden.It should be mentioned that the procedure described above, in another embodiment, only calculates the crop quantity in each of the measuring zones based on the signals from the first detection device taking into account the forward speed of the header 102 (where the forward speed can be detected with any suitable sensor, for example a sensor that detects the speed of the harvesting machine 100, or a radar sensor that interacts with the ground, or where the forward speed of the header 102 is derived from drive signals that indicate the speed of the front wheels of the crop machine 100) and the cross conveyor speed of the conveyors 114, 116 (where the cross conveyor speed can be detected with any suitable sensor, for example an encoder Hall sensor that detects the speed of the rollers 126, or a radar sensor that interacts with the surface of the conveyors 114, 166, or where the cross conveyor speed is derived from drive signals that control the speed of the rollers 126) and, if necessary, the reverse conveyor speed of the conveyor 118 and the incline conveyor 104 (which can be determined in a manner corresponding to the cross conveyor speed). Thus, the expected harvested crop quantities for the measuring zones Z01-Z08 are calculated and compared with the corresponding values of the second detection arrangement. The ECU 204 could also derive the incoming crop quantity in each of the measuring zones Z01 to Z08 (as in U.S. 9,668,406 B2 described, the contents of which are hereby incorporated by reference) and compare them with the expected crop quantities detected by the first detection arrangements for each measuring zone Z01-Z08.

5 ist ein Flussdiagramm für eine beispielhafte Ausführungsform eines Verfahrens, nach dem die ECU 204 arbeiten kann. Nach dem Start in Schritt 500 wird in Schritt 505 das in jeder Messzone vorhandene aktuelle Material durch die zweite Erfassungsanordnung zu einem Zeitpunkt t erfasst. Im nächsten Schritt 510 wird zur gleichen Zeit t die Menge an stehendem (oder im Falle von gelagertem Getreide, liegendem) Erntegut in einem Bereich vor dem Erntevorsatz 102 erfasst. Im nächsten Schritt 515 wird eine geschätzte zukünftige Erntegutmenge für jede Messzone auf Grundlage des Ergebnisses der Schritte 505 und 510 berechnet. Im folgenden Schritt 520 wird das in jeder Messzone vorhandene aktuelle Material durch die zweite Erfassungsanordnung zu einem Zeitpunkt t+1 erfasst. Im folgenden Schritt 525 wird eine Verteilungsmetrik auf Grundlage der Ergebnisse der Schritte 515 und 520 berechnet. Somit stellt diese Verteilungsmetrik mögliche Abweichungen zwischen erwarteten Erntegutmengen und erfassten Erntegutmengen über die Breite des Erntevorsatzes 102 dar. Beispiele für Verteilungsmetriken sind ohne Einschränkung ein Verhältnis wie erwartet/gemessen, differenziell erwartet - gemessen oder eine Klassifizierung mit Schwellenwerten wie hoch, ok, niedrig. Die Verteilungsmetrik wird beispielsweise im Schritt 530 analysiert, ob sie ein bestimmtes Fehlfunktionsmuster des Erntevorsatzes zu einem aktuellen Zeitpunkt oder über einen längeren Zeitraum darstellt, und im Schritt 535 wird überprüft, ob sie einem vorgegebenen Muster entspricht (das den normalerweise erwarteten Erntegutfluss im Erntevorsatz 102 einschließlich einer vorgegebenen Hysterese darstellt). Wenn dies zutrifft, wird Schritt 505 erneut ausgeführt und andernfalls Schritt 540, in dem der Bediener über die Benutzerschnittstelle 134 alarmiert wird und/oder ein entsprechendes Signal durch einen drahtlosen Kommunikationskanal an einen Maschinenführer gesendet wird und/oder eine georeferenzierte Protokollierung der Verteilungsmetriken stattfindet, die ein oder mehrere Bilder beinhalten kann. 5 1 is a flowchart for an example embodiment of a method by which the ECU 204 may operate. After starting in step 500, in step 505 the current material present in each measurement zone is detected by the second detection arrangement at a time t. In the next step 510, at the same time t, the amount of standing (or in the case of stored grain, lying) crop in an area in front of the header 102 is detected. In the next step 515, an estimated future crop quantity for each measurement zone is calculated based on the result of steps 505 and 510. In the following step 520, the current material present in each measurement zone is detected by the second detection arrangement at a time t+1. In the following step 525, a distribution metric is calculated based on the results of steps 515 and 520. Thus, this distribution metric represents possible deviations between expected crop amounts and sensed crop amounts across the width of the header 102. Examples of distribution metrics include, without limitation, a ratio as expected/measured, differential expected - measured, or a classification with thresholds such as high, ok, low. For example, the distribution metric is analyzed at step 530 to determine whether it represents a specific header malfunction pattern at a current time or over an extended period of time, and at step 535 it is checked whether it corresponds to a predetermined pattern (representing the normally expected crop flow in the header 102 including a predetermined hysteresis). If so, step 505 is executed again and otherwise step 540 in which the operator is alerted via the user interface 134 and/or a corresponding signal is sent through a wireless communication channel to an operator and/or a geo-referenced logging of the distribution metrics takes place, which may include one or more images.

Die Größen und Positionen der Messzonen Z01-Z08 können statisch in Anzahl und Größe oder dynamisch sein, insbesondere wenn die zweite Erfassungsbaugruppe eine Variation der Größe der Messzonen ermöglicht, was der Fall ist, wenn die zweite Erfassungsbaugruppe einen berührungslosen Sensor für das Erntegutvolumen im Erntevorsatz 102 beinhaltet, wie die Kameras 130 mit dem Bildverarbeitungssystem 132. Die Anzahl und Größe können aus verschiedenen Gründen variieren, die nicht auf die Art des Ernteguts, den Zustand des Erntegutstands (z. B. liegend oder nicht), das Vorhandensein von Erntegut über den gesamten Erntevorsatz oder die geschätzte Biomasse oder den geschätzten Ertrag des Ernteguts beschränkt sind.The sizes and positions of the measurement zones Z01-Z08 can be static in number and size or dynamic, especially if the second detection assembly allows the size of the measurement zones to be varied, which is the case when the second detection assembly includes a non-contact sensor for the crop volume in the header 102, such as the cameras 130 with the image processing system 132. The number and size can may vary for a variety of reasons not limited to crop type, crop condition (e.g., prone or not), presence of crop throughout the header, or estimated crop biomass or yield.

Das Intervall zwischen den Zeitpunkten t und t+1 kann fest sein oder variieren, basierend auf Bedingungen, die nicht auf die Erntegutart, den Zustand des Ernteguts (z. B. liegend oder nicht), die Vorwärtsgeschwindigkeit der Erntemaschine, das Erntegutvolumen oder die Massendurchsatz beschränkt sind.The interval between times t and t+1 may be fixed or may vary based on conditions not limited to crop type, crop condition (e.g., lying or not), forward speed of the harvester, crop volume, or mass throughput.

Die einfachste Abschätzung der Erntegutmenge in der jeweiligen Messzone ist die Summe von Erntegut aus der benachbarten Erntevorsatzmesszone und einer Erntegutzone vor der jeweiligen Messzone, was der Fall ist, wenn die Vorwärtslänge der Erntegutzone gleich der Breite der Messzone (die gleich der Breite der Erntegutzone ist) multipliziert mit der Vorwärtsgeschwindigkeit und dividiert durch die Fördergeschwindigkeit ist.The simplest estimate of the amount of crop in each measurement zone is the sum of crop from the adjacent header measurement zone and a crop zone in front of the respective measurement zone, which is the case when the forward length of the crop zone equals the width of the measurement zone (which is equal to the width of the crop zone) multiplied by the forward speed and divided by the conveyor speed.

In der Praxis kann Erntegut beim Ernten oder Fördern verdichtet werden. Somit können ein oder mehrere Koeffizienten, die die Kompressibilität des Ernteguts (wie Feuchtigkeit) darstellen, verwendet werden, um zu kompensieren, wenn das Materialvolumen in den Schritten 505 und 510 gemessen wird. Dieser eine oder diese mehreren Koeffizienten können durch einen geeigneten Sensor erfasst werden, wie etwa einen Feuchtigkeitssensor für das Erntegut im Schrägförderer 104, oder in dem RAM 206 in einer positionsbezogenen Weise gespeichert werden (gesammelt während einer vorherigen Ernte) und auf Grundlage der tatsächlichen Position der Erntemaschine 100 auf dem Feld abgerufen werden.In practice, crops can be compacted during harvesting or conveying. Thus, one or more coefficients representing the compressibility of the crop (such as moisture) may be used to compensate when measuring the material volume in steps 505 and 510. These one or more coefficients may be sensed by a suitable sensor, such as a crop moisture sensor in elevator 104, or stored in RAM 206 in a position-related manner (collected during a previous harvest) and retrieved based on the actual position of harvester 100 in the field.

In Schritt 540 kann die ECU 204 zusätzlich oder alternativ zu einer Warnung an den Bediener oder eine Aufsichtsperson konfiguriert sein, um automatisch Maßnahmen zu ergreifen, um das erkannte Problem zu beheben, indem ein Arbeitsparameter von mindestens einer von der Erntemaschine 100 und dem Erntevorsatz 102 geändert wird, einschließlich durch Ändern der Vorwärtsgeschwindigkeit der Erntemaschine, durch Ändern der Quergeschwindigkeit (Schnecke oder Förderband) des Erntevorsatzes, durch Ändern der Position der Haspel und durch Ändern des Haspelzinkeneingriffs des Erntevorsatzes im Falle eines erkannten Staus. Wenn sich beispielsweise Erntegut an der Vorderseite des Messers 112 ansammelt und nach unten fällt, wird die Haspel möglicherweise nicht in einer ausreichenden Höhe eingestellt, um Erntegut an den Querförderer abzugeben, und die Haspel sollte abgesenkt werden, oder das Messer 112 muss (im Falle eines ausfahrbaren Messers 112) ausgefahren werden, oder der Erntevorsatz 102 kann abgesenkt werden. In einigen Ausführungsbeispielen werden andere Sensoreingaben verwendet, um Ursachen und Lösungen zu vereindeutigen. In der Praxis kann das Erfassen und Reagieren als ein regelbasiertes System, Formeln, neuronales Netzwerk oder eine beliebige andere geeignete Art und Weise zum Analysieren von Sensordaten und zum Erzeugen eines oder mehrerer Signale, die ein oder mehrere Stellglieder steuern, implementiert sein. In diesem Zusammenhang wird auf die Offenbarungen der DE 10 2018 206 507 A1 und der indischen Patentanmeldung 201821013464 verwiesen, die beide hiermit durch Bezugnahme einbezogen werden.At step 540, in addition to or as an alternative to warning the operator or a supervisor, the ECU 204 may be configured to automatically take action to correct the detected problem by changing an operating parameter of at least one of the harvester 100 and the header 102, including changing the forward speed of the harvester, changing the transverse speed (auger or conveyor) of the header, changing the position of the reel, and changing the reel tine engagement of the header it in case of a detected jam. For example, if crop builds up on the front of blade 112 and falls down, the reel may not be adjusted at a sufficient height to discharge crop to the cross conveyor and the reel should be lowered, or (in the case of an extendable blade 112) the blade 112 must be extended, or the header 102 may be lowered. In some embodiments, other sensor inputs are used to clarify causes and solutions. In practice, sensing and reacting can be implemented as a rule-based system, formulas, neural network, or any other suitable way of analyzing sensor data and generating one or more signals that control one or more actuators. In this context, reference is made to the revelations of DE 10 2018 206 507 A1 and the Indian patent application 201821013464 referenced, both of which are hereby incorporated by reference.

Claims

A header monitoring system for detecting a potential malfunction of a header (102) attached to a harvester (100) for harvesting crop from a field, the system comprising: a first sensing arrangement configured to sense a value representing an expected amount of crop within various zones (Z01-Z08) across the width of the header (102); a second detection arrangement configured to detect a value representing crop quantities collected in the different zones (Z01-Z08) across the width of the header (102) and/or crop quantities contained in the different zones (Z01-Z08) across the width of the header (102), the second detection arrangement comprising a sensor (300) for detecting at least one weight of crop on a conveyor (116) and/or or a sensor for detecting a torque for driving a conveyor (116) which conveys crop in the header (102); and an electronic control unit (204) connected to the first sensing assembly and to the second sensing assembly, wherein the electronic control unit (204) is configured to: calculate an expected amount of crop within a zone (Z01-Z08) for a plurality of different zones (Z01-Z08) of the header (102) of the header (102) based on a signal received from the first sensing assembly; calculate a detected amount of crop within a zone (Z01-Z08) for a plurality of different zones (Z01-Z08) of the header (102) of the header (102) based on a signal received from the second detection arrangement; the crop quantities that are expected in the various zones (Z01-Z08) across the width of the header (102) and from the first detection be detected solution arrangement to compare with the harvested crop quantities, which are recorded in the different zones (Z01-Z08) across the width of the header (102) and which are detected by the second detection arrangement; to provide an output signal that indicates a malfunction of the header (102) if the expected amount of crop within at least one zone (Z01-Z08) along the header (102) deviates by more than a threshold value from the detected amount of crop within that zone (Z01-Z08).

Header Monitoring System claim 1 , wherein the electronic control unit (204) is further configured to receive a ground speed signal relating to the ground speed of the header (102) in a forward direction and a feed speed signal relating to the speed at which crop is fed through the header (102) and/or out of the header (102), and to receive the expected amount of crop within the header (102) based on the signal received from the first sensing arrangement of the ground speed ssignal and the feed speed signal.

Header Monitoring System claim 1 , wherein the first detection arrangement comprises at least one camera (130) with an image processing system (132) and/or a lidar system.

Header Monitoring System claim 1 , wherein the electronic control unit (204) is configured to integrate the expected crop quantities in the different zones (Z01-Z08) across the width of the header (102) detected by the first detection arrangement across the width of the header (102) and to compare the integrated crop quantities with the crop quantities contained in the different zones (Z01-Z08) across the width of the header (102) and those from the second detection device are recorded.

Header Monitoring System claim 1 , wherein the electronic control unit (204) is configured to compare the crop quantities that are expected to be picked up in different zones (Z01-Z08) across the width of the header (102) and that are detected by the first detection arrangement with respective parts of the crop quantities that are contained in the different zones (Z01-Z08) across the width of the header (102) and that are detected by the second detection arrangement that correspond to the respective zones (Z01-Z08 ) is assigned.

Header Monitoring System claim 1 , wherein the first sensing arrangement and the second sensing arrangement share at least one sensor.

Header Monitoring System claim 1 , wherein the electronic control unit (204) is connected to a user interface (134) and/or an actuator for setting an operating parameter of the header (102) and/or a harvesting machine carrying the header (102).

Header Monitoring System claim 1 , the system being incorporated into a harvester (100).