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Die Erfindung betrifft eine landwirtschaftliche Flugdrohne, ein landwirtschaftliches Erntesystem mit einer solchen Flugdrohne und ein Verfahren zum Betreiben desselben.
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Bei der Bearbeitung eines Feldes oder einer Wiese mit einer landwirtschaftlichen Erntemaschine, wie zum Beispiel einem Feldhäcksler, einer selbstfahrenden Mähmaschine oder einem von einem landwirtschaftlichen Zug- oder Trägerfahrzeug gezogenen bzw. getragenen Mähwerk können Tiere, insbesondere Rehkitze, die sich auf dem zu bearbeitenden Feld befinden, beim Erntevorgang verletzt oder getötet werden und so ins Erntegut gelangen. Gelangen Kadaver getöteter Tiere in das Erntegut, welches zum Beispiel als Futtermittel eingesetzt wird, kann dies bei Nutztieren, die das Erntegut fressen, zu Vergiftungen, wie zum Beispiel zu Botulismus, führen.
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Aus der
EP 3 414 982 B1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen von Tieren in der Fahrgasse einer landwirtschaftlichen Erntemaschine bekannt. So ist es bekannt, mithilfe einer Flugdrohne Positionsdaten von Tieren, die sich auf dem zu bearbeitenden Feld oder der Wiese befinden, zu ermitteln, und diese Daten der landwirtschaftlichen Erntemaschine zur Verfügung zu stellen. Die landwirtschaftliche Erntemaschine kann dann auf Grundlage dieser zur Verfügung gestellten Positionsdaten von - auf dem zu bearbeitenden Untergrund befindlichen - Tieren betrieben werden, indem zum Beispiel die landwirtschaftliche Erntemaschine angehalten wird, um das Tier manuell zu entfernen, oder indem die landwirtschaftliche Erntemaschine ihre Fahrstrecke ändert, um dem Tier auszuweichen.
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Diese aus dem Stand der Technik bekannte Vorgehensweise hat den Nachteil, dass zum Entfernen eines lokalisierten Tieres die landwirtschaftliche Erntemaschine anhalten oder ihre Fahrstrecke ändern muss, und dass das lokalisierte Tier manuell vom Untergrund, wie Feld oder Wiese, entfernt werden muss.
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Hierdurch wird nicht nur die Effektivität in der Bearbeitung des zu bearbeitenden Untergrunds beschränkt, vielmehr besteht für das Tier die Gefahr, dass bei Kontakt des Tieres mit einem Menschen dieses den menschlichen Geruch annimmt und dann von anderen Tieren wahrgenommen und bedroht werden kann. Unter der Bezeichnung Untergrund soll im Zusammenhang mit diesem Dokument ein Boden bzw. eine Fläche wie eine Wiese oder ein Feld verstanden werden.
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Es besteht daher Bedarf an einer neuartigen landwirtschaftlichen Flugdrohne, an einem neuartigen landwirtschaftlichen Erntesystem mit einer solchen Flugdrohne und einem Verfahren zum Betreiben desselben, mithilfe dessen die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermieden werden können.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine neuartige landwirtschaftliche Flugdrohne, ein landwirtschaftliches Erntesystem mit einer solchen Flugdrohne und ein Verfahren zum Betreiben desselben zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch eine landwirtschaftliche Flugdrohne nach Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß weist die landwirtschaftliche Flugdrohne eine Greifeinrichtung auf, die ausgebildet ist, um ein lebendes Tier auf einem zu bearbeitenden Untergrund zu ergreifen und zum Wegbewegen von dem zu bearbeitenden Untergrund im ergriffenen Zustand bei fliegender Flugdrohne zu halten, ohne das lebende Tier dabei zu verletzen.
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Mit der Erfindung wird erstmals eine landwirtschaftliche Flugdrohne vorgeschlagen, die über eine Greifeinrichtung für ein Tier verfügt. Diese Greifeinrichtung ist ausgebildet, ein Tier auf dem zu bearbeitenden Untergrund zu ergreifen und zum Wegbewegen von dem zu bearbeitenden Untergrund im Flug der Flugdrohne im ergriffenen Zustand zu halten. Mit der Flugdrohne kann das ergriffene Tier an einen definierten Zielort geflogen und dort abgesetzt werden.
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Die Erfindung verfügt über den Vorteil, dass das Tier nicht nur auf dem zu bearbeitenden Untergrund erkannt und lokalisiert werden kann, sondern dass das Tier auch ohne manuellen Eingriff vom Untergrund entfernt werden kann. Es ist dann nicht mehr nötig, die landwirtschaftliche Erntemaschine anzuhalten oder die Fahrstrecke derselben zu ändern. Auch kommt das Tier nicht mehr in Kontakt mit einem Menschen, sodass keine Gefahr besteht, dass das Tier den menschlichen Geruch annimmt.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Flugdrohne weist dieselbe eine Einrichtung zur Bestimmung von Positionsdaten des Tieres auf dem zu bearbeitenden Untergrund auf. Diese Weiterbildung der Erfindung ist von Vorteil, um mit ein und derselben landwirtschaftlichen Flugdrohne einerseits die Positionsdaten des jeweiligen Tieres auf dem zu bearbeitenden Untergrund zu ermitteln und andererseits das Tier zu ergreifen und vom zu bearbeitenden Untergrund zu entfernen, nämlich wegzufliegen.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Flugdrohne weist dieselbe eine Datenschnittstelle auf, die eingerichtet ist, um mit einer anderen landwirtschaftlichen Einrichtung Zustandsdaten über das Greifen und das Wegbewegen des Tieres auszutauschen. Diese Weiterbildung ist von Vorteil, um abhängig vom Erfolg des Ergreifens und Wegbewegens, nämlich Wegfliegens, des Tieres mit Hilfe der landwirtschaftlichen Flugdrohne den Betrieb einer anderen landwirtschaftlichen Einrichtung, insbesondere landwirtschaftlichen Erntemaschine, die der Bearbeitung des Untergrunds dient, zu beeinflussen.
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Das landwirtschaftliche Erntesystem ist in Anspruch 6 definiert.
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Das Verfahren zum Betreiben des landwirtschaftlichen Erntesystems ist in Anspruch 9 definiert.
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Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
- 1 eine schematische Draufsicht auf einen zu bearbeitenden Untergrund zusammen mit einer landwirtschaftlichen Erntemaschine und einer landwirtschaftlichen Flugdrohne eines landwirtschaftlichen Erntesystems;
- 2 ein Detail der 1 in schematischer Seitenansicht;
- 3 eine schematisierte Darstellung einer Ausführungsform einer landwirtschaftlichen Flugdrohne.
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1 zeigt eine Draufsicht auf einen zu bearbeitenden Untergrund 1 bzw. ein zu bearbeitendes Feld. So zeigt 1, dass der zu bearbeitende Untergrund 1 mithilfe einer landwirtschaftlichen Erntemaschine 2 bearbeitet wird, wobei hierbei Erntegut geerntet wird.
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Die landwirtschaftliche Erntemaschine 2 verfügt in 1 über ein landwirtschaftliches Zug- oder Trägerfahrzeug 3, an welches vorne und hinten jeweils mindestens ein Mähwerk 4 gekoppelt ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist an das landwirtschaftliche Trägerfahrzeug 3 vorne ein einziges Mähwerk 4 gekoppelt, hinten sind an das landwirtschaftliche Trägerfahrzeug 3 zwei Mähwerke 4 gekoppelt.
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Über die Mähwerke 4 kann auf dem Untergrund 1 Erntegut, wie beispielsweise Gras, gemäht werden, wobei sich hierzu die landwirtschaftliche Erntemaschine 2 entlang einer Fahrgasse 5 auf dem zu bearbeitenden Untergrund bewegt. In durchgezogener Linienführung ist eine bereits abgefahrene Fahrgasse 5 gezeigt. In gestrichelter Linienführung ist die vor der landwirtschaftlichen Erntemaschine 2 liegende, noch nicht befahrene Fahrgasse 5 gezeigt.
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Die noch nicht befahrene Fahrgasse 5 kann vorteilhafterweise von einem sogenannten GPS-Lenksystem geplant sein und mit dessen Unterstützung von der Erntemaschine ab- bzw. nachgefahren werden.
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Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Ausgestaltung der Erntemaschine 2 als Zug- oder Trägerfahrzeug 3 mit an das Zug- oder Trägerfahrzeug 3 gekoppelten Mähwerken 4 rein exemplarischer Natur ist. Bei der landwirtschaftlichen Erntemaschine 2 kann es sich auch um eine selbstfahrende Mähmaschine, um einen Feldhäcksler, einem Mähdrescher oder dergleichen handeln.
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1 zeigt weiterhin eine landwirtschaftliche Flugdrohne 6. Mithilfe der landwirtschaftlichen Flugdrohne 6 kann der zu bearbeitende Untergrund 1 überflogen werden, insbesondere zur Bestimmung von Positionsdaten von auf dem zu bearbeitenden Untergrund befindlichen Tieren. 2 zeigt ein Detail der 1 in Seitenansicht, wobei sich auf dem zu bearbeitenden Untergrund 1 entlang der Fahrgasse 5 der landwirtschaftlichen Erntemaschine 2 ein Tier 7, insbesondere ein Rehkitz, befindet. Die Flugdrohne 6 kann das Tier 7 auf dem zu bearbeitenden Untergrund 1 automatisch erkennen, die Positionsdaten des Tieres 7 ermitteln und diese Positionsdaten über eine Datenschnittstelle 8 insbesondere an die landwirtschaftliche Erntemaschine 2 übermitteln.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel verfügt das landwirtschaftliche Zug- oder Trägerfahrzeug 3 über eine entsprechende Datenschnittstelle 9 um Daten von der Flugdrohne 6 zu empfangen.
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3 zeigt eine Detaildarstellung einer erfindungsgemäßen Flugdrohne 6. Die Flugdrohne 6 verfügt über einen Grundkörper 10 mit Füßen 11, über welche die Flugdrohne 10 auf einem Untergrund landen kann. Ferner sind Propeller 12 gezeigt, die Antriebsleistung für den Flugbetrieb der Flugdrohne 6 bereitstellen.
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Eine erfindungsgemäße Flugdrohne 6 verfügt über eine Greifeinrichtung 13, die im gezeigten Ausführungsbeispiel mehrere Greifarme 14 aufweist.
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Die Greifeinrichtung 13 ist ausgebildet, um ein lebendes Tier 7 auf einem zu bearbeitenden Untergrund zu ergreifen und zum Wegbewegen des Tieres von dem zu bearbeitenden Untergrund 1 im ergriffenen Zustand bei fliegender Flugdrohne, also im Flug derselben, zu halten sowie nach dem Wegbewegen des Tieres an eine vorbestimmte Position das Tier 7 abzusetzen bzw. wieder freizugeben, ohne das Tier dabei zu verletzen. Vorzugsweise wird das Tier an einer Position abgesetzt bzw. wieder freigegeben, von der es nicht wieder zurück auf die Wiese bzw. auf das Feld laufen kann. Dies kann beispielsweise ein eingezäuntes Gehege neben der Wiese oder dem Feld sein. Nach Abschluss des Erntevorgangs kann das Tier wieder freigelassen werden.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel (siehe 3) verfügt jeder Greifarm 14 über Greifarmsegmente 15, die über Gelenke 16 gelenkig miteinander verbunden sind. An einem ersten Ende ist der Greifarm 14 über ein Gelenk 16 am Grundkörper 10 der Flugdrohne 6 angelenkt. An einem gegenüberliegenden Ende weist der jeweilige Greifarm 14 ein jeweiliges angelenktes Greifwerkzeug 17 auf.
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Die Greifeinrichtung 13 wird vorzugsweise mit einer Software gesteuert, welche unter Einsatz von künstlicher Intelligenz (KI) in Verbindung mit Kameras und weiteren Sensoren, ein situationsgerechtes und eigenständiges Ergreifen, Halten sowie Freigeben/Absetzen eines Tieres ermöglicht. Dementsprechend werden die Greifwerkzeuge 17 mit einer angemessen dosierten Kraft zum Ergreifen und zum Halten eines Tieres beaufschlagt. Die Greifwerkzeuge 17 sind vorzugsweise mit einer weichen wattierten Oberfläche versehen, damit die Tiere beim Ergreifen nicht verletzt werden können. Beim Ergreifen eines Tieres auf dem Feld kann sowohl die Greifeinrichtung 13 verdreht werden als auch die Positionierung der Flugdrohne 6 verändert werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der landwirtschaftlichen Flugdrohne 6 weist die Flugdrohne 6 einerseits die Greifeinrichtung 13 für das Tier und andererseits eine Einrichtung 18 zur Bestimmung der Positionsdaten des Tieres 7 auf dem zu bearbeitenden Untergrund 1 auf. In diesem Fall übernimmt demnach ein und dieselbe landwirtschaftliche Flugdrohne 6 einerseits die Positionsbestimmung von Tieren 7 und andererseits das Ergreifen und Wegbewegen der Tiere 7. Die Einrichtung 18 zur Bestimmung der Positionsdaten kann eine Wärmebildkamera oder eine andere Sensorik umfassen.
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Im Unterschied hierzu ist es auch möglich, dass die Bestimmung von Positionsdaten von Tieren 7 auf dem zu bearbeitenden Untergrund 1 und das Ergreifen und Wegbewegen solcher Tiere 7 über separate Flugdrohnen erfolgt.
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In diesem Fall weist dann die erfindungsgemäße Flugdrohne 6 die Greifeinrichtung 13 auf, ebenso eine Datenschnittstelle, um Positionsdaten des zu ergreifenden und wegzubewegenden Tieres 7 von einer anderen landwirtschaftlichen Einrichtung zu empfangen. Hierbei kann es sich um die Datenschnittstelle 8 handeln, die bereits oben beschrieben wurde. So kann in diesem Fall die erfindungsgemäße Flugdrohne 6 die Positionsdaten eines zu ergreifenden und wegzubewegenden Tieres 7 entweder von der landwirtschaftliche Erntemaschine 2 oder von einer der Positionsdatenbestimmung dienenden anderen Flugdrohne 19 empfangen.
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Dann, wenn die Bestimmung der Positionsdaten des Tieres 7 auf dem zu bearbeitenden Untergrund 1 von einer anderen Flugdrohne erfolgt, umfasst die erfindungsgemäße Flugdrohne 6 zumindest eine Einrichtung zur optischen Erfassung der Lage und Abmessungen des Tieres auf dem zu bearbeitenden Untergrund, sodass das Tier 7 über die Greifeinrichtung 13 automatisch ergriffen werden kann.
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In 2 ist zusätzlich zur landwirtschaftlichen Erntemaschine 2 und zur Flugdrohne 6 eine weitere Flugdrohne 19 gezeigt, mithilfe derer Positionsdaten von Tieren 7 auf dem zu bearbeitenden Untergrund 1 erfasst werden können, um diese Positionsdaten der landwirtschaftlichen Erntemaschine 2 und/oder einer erfindungsgemäßen Flugdrohne 6 bereitzustellen.
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Die Erfindung betrifft nicht nur eine landwirtschaftliche Flugdrohne 6 als solche, sondern vielmehr auch ein landwirtschaftliches Erntesystem, welches mindestens eine landwirtschaftliche Erntemaschine 2 zum Ernten von Erntegut auf einem zu bearbeitenden Untergrund 1 und mindestens eine erfindungsgemäße landwirtschaftliche Flugdrohne 6 umfasst. So ist es möglich, den zu bearbeitenden Untergrund 1 mit einer oder mehreren landwirtschaftlichen Erntemaschinen 2 zu bearbeiten und auf dem Untergrund 1 erkannte Tiere mit einer oder mehreren erfindungsgemäßen Flugdrohnen 6 zu ergreifen und weg zu transportieren. Auch kann mindestens eine weitere Flugdrohne 19 zum Einsatz kommen, um Positionsdaten der Tiere auf dem zu bearbeitenden Untergrund 1 zu bestimmen, und zwar insbesondere dann, wenn die erfindungsgemäße Flugdrohne 6 keine Einrichtung zur Ermittlung der Positionsdaten der Tiere 7 aufweist.
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Die landwirtschaftliche Erntemaschine 2 verfügt über die Datenschnittstelle 9, um mit der mindestens einen erfindungsgemäßen Flugdrohne 6 und ggf. der weiteren Flugdrohne 19 Daten auszutauschen.
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Insbesondere kann eine erfindungsgemäße Flugdrohne 6 der landwirtschaftlichen Erntemaschine 2 Zustandsdaten über das Ergreifen und Wegbewegen des Tieres 7 übermitteln, um dann, wenn das Tier 7 nicht ergriffen und wegbewegt werden konnte, den Fahrer der landwirtschaftlichen Erntemaschine 2 zu warnen und ein Anhalten der landwirtschaftlichen Erntemaschine 2 oder eine Änderung der Fahrgasse 5 der landwirtschaftlichen Erntemaschine 2 auszulösen.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines landwirtschaftlichen Erntesystems, welches mindestens eine landwirtschaftliche Erntemaschine 2 und mindestens eine erfindungsgemäße Flugdrohne 6 umfasst.
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Über die jeweilige landwirtschaftliche Erntemaschine 2 wird auf einem zu bearbeitenden Untergrund 1 Erntegut geerntet.
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Es werden Positionsdaten über mindestens ein auf dem zu bearbeitenden Untergrund befindlichen Tieres 7 ermittelt, und zwar entweder direkt über eine erfindungsgemäße Flugdrohne 6 oder indirekt über eine weitere Flugdrohne 19.
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Auf Basis dieser Positionsdaten kann die erfindungsgemäße Flugdrohne 6 zu dem erkannten Tier 7 fliegen, dasselbe über die Greifeinrichtung 13 ergreifen und im ergriffenen Zustand vom zu bearbeitenden Untergrund 1 wegfliegen.
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Das weggeflogene Tier 7 kann dabei entweder in einem vorbestimmten Gehege oder in einer bereitgestellten Box automatisch abgesetzt werden. Der Ort, an welchem das weggeflogene Tier 7 abgesetzt wird, kann der Drohne über ihre Datenschnittstelle 8 von einer anderen Einrichtung bereitgestellt werden, so z.B. über ein Farmmanagementsystem.
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Mit der Erfindung wird demnach eine landwirtschaftliche Flugdrohne 6 mit einer Greifeinrichtung 13 zum Ergreifen und Wegfliegen eines Tieres 7, insbesondere eines Rehkitzes oder auch eines Hasen oder eines Rebhuhns, von einem zu bearbeitenden Untergrund 1 vorgeschlagen.
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In einer besonders bevorzugten Ausführung ermittelt die landwirtschaftliche Flugdrohne 6 auch die Positionsdaten solcher wegzubewegenden Tiere.
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Die erfindungsgemäße Flugdrohne 6 kann manuell oder vollautomatisch ferngesteuert sein. Auch kann das Ergreifen des Tieres manuell oder vollautomatisch ferngesteuert erfolgen. Dies kann unabhängig vom Ernteprozess erfolgen - beispielsweise einige Stunden vor Beginn des Ernteprozesses.
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Bevorzugt ist der Betrieb der Flugdrohne 6 in den Ernteprozess integriert, indem die landwirtschaftliche Flugdrohne 6 mit der landwirtschaftlichen Erntemaschine 2 während des Erntevorgangs Daten austauscht. So kann der Betrieb der landwirtschaftlichen Erntemaschine 2, abhängig vom Erfolg des Ergreifens und Wegbewegens eines erkannten Tieres 7, automatisch angepasst werden.
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Besonders vorteilhaft ist es, die Flugdrohne 6 in ein GPS-Lenksystem einzubinden, welches eine Fahrstrategie der Erntemaschine 2 plant. Die Flugdrohne 6 kann die von der geplanten Fahrstrategie vorgesehenen Fahrgassen zeitlich vor der Erntemaschine 2 abfliegen und die Positionsdaten von gefährdeten Tiere 7 rechtzeitig bestimmen und/oder ergreifen sowie wegbewegen. Dabei kann eine einzige Flugdrohne 6 sowohl die Bestimmung der Positionsdaten als auch das Wegbewegen des Tieres 7 übernehmen. Ebenso können mehrere Flugdrohnen 6 in das GPS-Lenksystem eingebunden werden, welche die Bestimmung der Positionsdaten und das Wegbewegen des Tieres 7 getrennt voneinander vornehmen.
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Es ist jedoch auch möglich, den Betrieb der Flugdrohne 6 unabhängig vom Erntevorgang zu gestalten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Untergrund
- 2
- Erntemaschine
- 3
- Zugfahrzeug/Trägerfahrzeug
- 4
- Mähwerk
- 5
- Fahrgasse
- 6
- Flugdrohne
- 7
- Tier
- 8
- Datenschnittstelle
- 9
- Datenschnittstelle
- 10
- Grundkörper
- 11
- Fuß
- 12
- Propeller
- 13
- Greifeinrichtung
- 14
- Greifarm
- 15
- Greifarmsegment
- 16
- Gelenk
- 17
- Greifwerkzeug
- 18
- Einrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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