DE102021125362A1

DE102021125362A1 - Device and method for determining a position of a row of plants and/or a grid of rows of plants

Info

Publication number: DE102021125362A1
Application number: DE102021125362.4A
Authority: DE
Inventors: Daniel Halbmann
Original assignee: Horsch Leeb Application Systems GmbH
Current assignee: Horsch Leeb Application Systems GmbH
Priority date: 2021-09-30
Filing date: 2021-09-30
Publication date: 2023-03-30

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung einer Lage einer Pflanzenreihe und/oder eines Pflanzenreihenrasters. Die Erfindung betrifft ferner eine landwirtschaftliche Maschine mit einer solchen Vorrichtung. Die Bestimmung der Lage der Pflanzenreihe und/oder des Pflanzenreihenrasters wird verbessert durch die Berücksichtigung des Einflusses von Windstärke und/oder Windrichtung. Die Vorrichtung umfasst hierzu eine an der landwirtschaftlichen Maschine anbringbare Sensoreinrichtung (2) zur Erfassung der Pflanzenreihe (21) und/oder des durch Pflanzenreihen (21) gebildeten Pflanzenreihenrasters (20). Die Vorrichtung umfasst ferner eine Windermittlungseinrichtung (3) zur Ermittlung einer Windrichtung und/oder Windstärke. Hierbei ist die Vorrichtung (1) ausgebildet, aus den von der Sensoreinrichtung ermittelten Daten eine Lage der Pflanzenreihe (21) und/oder des Pflanzenreihenrasters (20) zu bestimmen und die Lage in Abhängigkeit von der ermittelten Windstärke (3a) und/oder Windrichtung (3b) zu korrigieren.The invention relates to a device and a method for determining the position of a row of plants and/or a grid of rows of plants. The invention also relates to an agricultural machine with such a device. The determination of the position of the row of plants and/or the grid of rows of plants is improved by taking into account the influence of wind speed and/or wind direction. For this purpose, the device comprises a sensor device (2) that can be attached to the agricultural machine for detecting the row of plants (21) and/or the grid of rows of plants (20) formed by the rows of plants (21). The device also includes a wind determination device (3) for determining a wind direction and/or wind speed. The device (1) is designed to determine a position of the row of plants (21) and/or the grid of rows of plants (20) from the data determined by the sensor device and to determine the position as a function of the determined wind strength (3a) and/or wind direction ( 3b) to correct.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung einer Lage einer Pflanzenreihe und/oder eines Pflanzenreihenrasters. Die Erfindung betrifft ferner eine landwirtschaftliche Maschine mit einer solchen Vorrichtung.The invention relates to a device and a method for determining the position of a row of plants and/or a grid of rows of plants. The invention also relates to an agricultural machine with such a device.

Da die Aussaat einer Vielzahl von landwirtschaftlichen Nutzpflanzen entlang von Saatreihen erfolgt, bilden sich auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche während der Wachstumsphase der Nutzpflanzen Pflanzenreihen bzw. Reihenkulturen aus. Aus dem Stand der Technik sind daher unterschiedlichste landwirtschaftliche Maschinen bekannt, die zur reihenbezogenen Bearbeitung von landwirtschaftlichen Flächen verwendet werden. Beispielsweise werden landwirtschaftliche Feldspritzen zum Ausbringen bzw. zur Applikation von flüssigen Wirkstoffen, z. B. Pflanzenschutz- und/oder Düngemittel, verwendet. Eine besonders effektive und wirksame Ausbringung von Spritzflüssigkeit kann optional durch eine reihenbezogene Spritzflüssigkeitsausbringung realisiert werden, sog. Bandapplikation. Hierbei wird die Spritzflüssigkeit im Wesentlichen entlang von Ausbringstreifen ausgebracht, wobei die Ausbringstreifen entlang von Pflanzenreihen verlaufen oder auch zwischen Pflanzenreihen verlaufen können, z. B. zur Unkrautbekämpfung. Ein weiteres Beispiel einer landwirtschaftlichen Maschine, die zur reihenbezogenen Bearbeitung von landwirtschaftlichen Flächen verwendet werden kann, sind Bodenbearbeitungsmaschinen. Beispielsweise solche, die Hackscharen zur Bearbeitung von Zwischenräumen zwischen zwei Pflanzenreihen einer Reihenkultur aufweisen.Since a large number of agricultural crops are sown along seed rows, rows of plants or row crops form on the agricultural land during the growth phase of the crops. A wide variety of agricultural machines are therefore known from the prior art, which are used for the row-related processing of agricultural areas. For example, agricultural field sprayers for spreading or for the application of liquid active ingredients such. As crop protection and / or fertilizers used. A particularly effective application of spray liquid can optionally be realized by a row-related application of spray liquid, so-called band application. In this case, the spray liquid is applied essentially along application strips, with the application strips running along rows of plants or between rows of plants, e.g. B. for weed control. Another example of an agricultural machine that can be used for processing agricultural land in rows is a tillage machine. For example, those that have hoe shares for processing spaces between two rows of plants in a row crop.

Hierbei ist es wünschenswert, ein Arbeitsgerät der landwirtschaftlichen Maschine möglichst exakt an der Pflanzenreihe und/oder am Pflanzenreihenraster auszurichten, um die gewünschte reihenbezogene Bearbeitung der landwirtschaftlichen Fläche durchzuführen. Aus der Praxis ist hierzu bekannt, dass landwirtschaftliche Maschinen mit einer Sensoreinrichtung zur Erfassung der Pflanzenreihe und/oder des durch Pflanzenreihen gebildeten Pflanzenreihenrasters (auch kurz als Pflanzenreihenraster bezeichnet) ausgestattet werden können, z. B. in Form einer Kamera. Anhand der mittels der Kamera detektieren Lage der Pflanzenreihe kann eine Positionierung des Arbeitsgeräts der landwirtschaftlichen Maschine entsprechend angepasst werden, falls eine Abweichung zur gewünschten Ausrichtung in Bezug auf die Pflanzenreihe bzw. das Pflanzenreihenraster erkannt wird. So ist es beispielsweise bei Feldspritzen bekannt, eine Ausrichtung und/oder Lage von Spritzdüsen am Verteilgestänge zu verändern, falls anhand von Kameradaten eine nicht-optimale Lage in Bezug auf eine zu behandelnde Pflanzenreihenstruktur erkannt wurde.It is desirable here to align an implement of the agricultural machine as precisely as possible with the row of plants and/or with the grid of rows of plants in order to carry out the desired row-related processing of the agricultural area. It is known from practice that agricultural machines can be equipped with a sensor device for detecting the row of plants and/or the row of plants grid formed by rows of plants (also referred to as plant row grid for short), e.g. B. in the form of a camera. Based on the position of the row of plants detected by the camera, a positioning of the implement of the agricultural machine can be adjusted accordingly if a deviation from the desired orientation in relation to the row of plants or the grid of rows of plants is detected. For example, in the case of field sprayers, it is known to change the orientation and/or position of spray nozzles on the distribution linkage if a non-optimal position in relation to a plant row structure to be treated has been identified using camera data.

Die aus der Praxis bekannten Vorrichtungen zur Bestimmung einer Lage einer Pflanzenreihe und/oder eines Pflanzenreihenrasters ermöglichen jedoch nicht immer eine zuverlässige Bestimmung der Lage der Pflanzenreihe und/oder des Pflanzenreihenrasters.However, the devices known from practice for determining the position of a row of plants and/or a grid of rows of plants do not always enable the position of the row of plants and/or the grid of plants to be reliably determined.

Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Technik zur Bestimmung einer Lage einer Pflanzenreihe und/oder eines Pflanzenreihenrasters bereitzustellen, mit der Nachteile herkömmlicher Techniken vermieden werden können.It is therefore an object of the invention to provide an improved technique for determining a position of a row of plants and/or a grid of rows of plants, with which disadvantages of conventional techniques can be avoided.

Diese Aufgabe wird durch Vorrichtungen und Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung angegeben.This object is achieved by devices and methods having the features of the independent claims. Advantageous developments are specified in the dependent claims and the description.

Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die Windrichtung und/oder Windstärke bei der Bestimmung der Lage von einer Pflanzenreihe und/oder eines Pflanzenreihenraster zu berücksichtigen. Dies ist besonders vorteilhaft, falls ein Wurzelbereich einer Pflanze oder ein Zwischenbereich zwischen Pflanzenreihen von der landwirtschaftlichen Maschine bearbeitet werden soll. Je nach Windstärke und/oder Windrichtung kann sich die Lage des oberen Teils der Pflanzen von Pflanzenreihen, der in der Regel sensorisch, z. B. mittels einer Kamera erfasst wird, stark von der Lage des Wurzel- bzw. Bodenbereichs der Pflanzen unterscheiden. Dieser Effekt ist umso ausgeprägter, je höher das Wachstum der Pflanze ist. Mit der Berücksichtigung von Windrichtung und/oder Windstärke bei der Bestimmung der Lage von Pflanzenreihen und/oder Pflanzenreihenstrukturen kann dies vorteilhaft berücksichtigt werden, um Fehlbearbeitungen der landwirtschaftlichen Fläche zu vermeiden.A basic idea of the invention is to take into account the wind direction and/or wind speed when determining the position of a row of plants and/or a grid of rows of plants. This is particularly advantageous if a root area of a plant or an intermediate area between rows of plants is to be processed by the agricultural machine. Depending on the wind speed and/or wind direction, the position of the upper part of the plants in rows of plants, which is usually sensory, e.g. B. is detected by a camera, differ greatly from the position of the root or soil area of the plants. This effect is more pronounced the higher the growth of the plant. With the consideration of wind direction and/or wind speed when determining the position of rows of plants and/or rows of plants, this can advantageously be taken into account in order to avoid incorrect processing of the agricultural area.

Ein erster allgemeiner Gesichtspunkt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Lage einer Pflanzenreihe und/oder eines durch Pflanzenreihen gebildeten Pflanzenreihenrasters, vorzugsweise auf einem durch eine landwirtschaftliche Maschine zu behandelnden Bereich einer landwirtschaftlichen Fläche.A first general aspect of the invention relates to a device for determining a position of a row of plants and/or a grid of rows of plants formed by rows of plants, preferably on an area of an agricultural area to be treated by an agricultural machine.

Die Vorrichtung umfasst eine an der landwirtschaftlichen Maschine anbringbare Sensoreinrichtung zur Erfassung der Pflanzenreihe und/oder des durch Pflanzenreihen gebildeten Pflanzenreihenrasters. Die Vorrichtung kann somit an der landwirtschaftlichen Maschine befestigt (montiert) werden und ausgebildet sein, um im an der landwirtschaftlichen Maschine montierten Zustand eine Pflanzenreihe und/oder ein Pflanzenreihenraster zu erfassen, wenn sich die landwirtschaftliche Maschine auf dem zu behandelnden Bereich mit der Pflanzenreihe und/oder dem Pflanzenreihenraster befindet und/oder bewegt wird und entsprechende Ausgangssignale auszugeben, die Informationen zu der Pflanzenreihe und/oder dem Pflanzenreihenraster enthalten, insbesondere zu deren Lage.The device comprises a sensor device that can be attached to the agricultural machine for detecting the row of plants and/or the grid of rows of plants formed by rows of plants. The device can thus be fastened (installed) on the agricultural machine and be designed to detect a row of plants and/or a grid of rows of plants when the agricultural machine is in the area to be treated with the row of plants and/or or the plant row grid is located and/o which is moved and output corresponding output signals containing information about the row of plants and/or the row of plants grid, in particular their position.

Die Vorrichtung umfasst ferner eine Windermittlungseinrichtung zur Ermittlung einer Windrichtung und/oder Windstärke, vorzugsweise zur Ermittlung einer Windrichtung und/oder Windstärke auf dem durch eine landwirtschaftliche Maschine zu behandelnden Bereich der landwirtschaftlichen Fläche. Die Windermittlungseinrichtung kann ausgebildet sein, die Windrichtung und/oder Windstärke selbst sensorisch zu erfassen, d. h. selbst zu messen. Alternativ oder zusätzlich kann die Windermittlungseinrichtung ausgebildet sein, entsprechende Informationen zur Windrichtung und/oder Windstärke von einer anderen Informationsquelle zu empfangen, z. B. von einer Wetterstation oder Wetterdatenbank. Der Ausdruck „Windstärke“ soll vorliegend auch die Windgeschwindigkeit umfassen.The device also includes a wind determination device for determining a wind direction and/or wind speed, preferably for determining a wind direction and/or wind speed on the area of the agricultural area to be treated by an agricultural machine. The wind determination device can be designed to detect the wind direction and/or wind speed itself using sensors, i. H. to measure yourself. Alternatively or additionally, the wind determination device can be designed to receive corresponding information on the wind direction and/or wind speed from another information source, e.g. B. from a weather station or weather database. The term "wind force" is also intended to include wind speed.

Die Vorrichtung ist ferner ausgebildet, aus den von der Sensoreinrichtung ermittelten Daten eine Lage der Pflanzenreihe und/oder des Pflanzenreihenrasters zu bestimmen und die Lage in Abhängigkeit von der ermittelten Windstärke und/oder Windrichtung zu korrigieren, insbesondere zur Korrektur von windbedingten Fehlerfassungen der Sensoreinrichtung.The device is also designed to determine a position of the row of plants and/or the grid of rows of plants from the data determined by the sensor device and to correct the position depending on the determined wind speed and/or wind direction, in particular to correct wind-related incorrect readings by the sensor device.

Dies bietet den Vorzug, dass eine genauere Bestimmung der Lage von der Pflanzenreihe und/oder des Pflanzenreihenrasters ermöglicht wird, um windbedingte Veränderungen der Lage der Pflanzenreihe, die bei Erfassung durch die Sensoreinrichtung zur Fehleinschätzungen der Lage führen, entsprechend korrigieren zu können und/oder zu korrigieren, wie es vorstehend bereits erläutert wurde.This offers the advantage that a more precise determination of the position of the row of plants and/or the grid of rows of plants is made possible in order to be able to correct and/or correct wind-related changes in the position of the row of plants, which lead to incorrect assessments of the position when detected by the sensor device correct as explained above.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die Sensoreinrichtung mindestens eine Kamera. Eine oder mehrere Kameras sind besonders gut geeignet, um anhand der gewonnenen Bilddaten eine Pflanzenreihe und/oder Pflanzenreihenstruktur, insbesondere deren Lage, zu bestimmen. Eine vorteilhafte Ausführungsvariante dieser Ausführungsform sieht vor, dass die Vorrichtung ausgebildet ist, aus den von der Sensoreinrichtung ermittelten Kameradaten eine Lage der Pflanzenreihe und/oder des Pflanzenreihenrasters mittels Bildverarbeitung zu bestimmen und die erfasste Lage in Abhängigkeit von der ermittelten Windstärke und/oder Windrichtung zu korrigieren.In a particularly preferred embodiment, the sensor device includes at least one camera. One or more cameras are particularly well suited to determining a row of plants and/or structure of a row of plants, in particular their position, based on the image data obtained. An advantageous variant of this embodiment provides that the device is designed to determine a position of the row of plants and/or the grid of rows of plants from the camera data determined by the sensor device by means of image processing and to correct the recorded position depending on the determined wind speed and/or wind direction .

In einer weiteren Ausführungsform ist die Sensoreinrichtung ausgebildet, die Pflanzenreihe und/oder das Pflanzenreihenraster anhand eines oberen Bereichs der Pflanzenreihe oder der Pflanzenreihenstruktur zu erfassen, z. B. mittels einer Kamera, die von oben auf den Pflanzenbestand gerichtet ist. Gemäß dieser Ausführungsform ist die Vorrichtung ausgebildet, die Lage eines Bodenbereichs und/oder Wurzelbereichs der Pflanzenreihe und/oder des Pflanzenreihenrasters in Abhängigkeit von der ermittelten Windstärke und/oder Windrichtung zu korrigieren. Dies ist besonders vorteilhaft, falls der Bodenbereich bzw. Wurzelbereich der Pflanzenreihe (des Pflanzenreihenrasters) bearbeitet und oder behandelt werden soll, z. B. mittels Bodenbearbeitungswerkzeugen einer Bodenbearbeitungsmaschine oder Schleppschläuchen einer Feldspritze und hierzu ein Arbeitswerkzeug relativ zum Wurzelbereich positioniert werden soll.In a further embodiment, the sensor device is designed to detect the row of plants and/or the grid of rows of plants using an upper region of the row of plants or the structure of the row of plants, e.g. B. by means of a camera, which is aimed at the crop from above. According to this embodiment, the device is designed to correct the position of a bottom area and/or root area of the row of plants and/or the grid of rows of plants depending on the determined wind strength and/or wind direction. This is particularly advantageous if the bottom area or root area of the row of plants (of the row of plants grid) is to be processed and/or treated, e.g. B. by means of tillage tools of a tillage machine or drag hoses of a field sprayer and for this purpose a working tool is to be positioned relative to the root area.

In einer alternativen Ausführungsform ist die Sensoreinrichtung ausgebildet, die Pflanzenreihe und/oder das Pflanzenreihenraster anhand eines unteren Bereichs der Pflanzenreihe oder der Pflanzenreihenstruktur zu erfassen, z. B. mittels einer in Bodennähe angeordneten Kamera, z. B. einer am Fahrwerk der landwirtschaftlichen Maschine anordenbare Kamera. Gemäß dieser Ausführungsform ist die Vorrichtung ausgebildet, die Lage eines oberen Bereichs der Pflanzenreihe und/oder des Pflanzenreihenrasters zu korrigieren. Dies ist besonders vorteilhaft, falls der obere Bereich der Pflanzenreihe und/oder des Pflanzenreihenrasters bearbeitet und oder behandelt werden soll, z. B. mittels am Spritzgestänge gehalterten Spritzdüsen einer Feldspritze.In an alternative embodiment, the sensor device is designed to detect the row of plants and/or the grid of rows of plants using a lower region of the row of plants or the structure of the row of plants, e.g. B. by means of a camera arranged near the ground, z. B. a camera that can be arranged on the chassis of the agricultural machine. According to this embodiment, the device is designed to correct the position of an upper area of the row of plants and/or the grid of rows of plants. This is particularly advantageous if the upper area of the row of plants and/or the grid of rows of plants is to be processed and/or treated, e.g. B. by means of spray nozzles mounted on the spray boom of a field sprayer.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Vorrichtung zur Korrektur der Lage der Pflanzenreihe und/oder des Pflanzenreihenrasters ausgebildet, in Abhängigkeit von der ermittelten Windstärke und/oder Windrichtung einen Offset-Wert zu bestimmen, der eine durch die ermittelte Windstärke und/oder Windrichtung erzeugte Verschiebung eines durch die Sensoreinrichtung erfassbaren oberen Pflanzenbereichs relativ zu einem Wurzelbereich der Pflanze angibt. Hiermit wird eine ressourcenschonende und schnelle Korrektur ermöglicht.In a further embodiment, the device for correcting the position of the row of plants and/or the grid of rows of plants is designed to determine an offset value as a function of the determined wind speed and/or wind direction, which offsets a displacement generated by the determined wind speed and/or wind direction indicates the upper plant area that can be detected by the sensor device relative to a root area of the plant. This enables a resource-saving and fast correction.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Vorrichtung zur Korrektur der Lage der Pflanzenreihe und/oder des Pflanzenreihenrasters ausgebildet, den Offset-Wert in Abhängigkeit von einer in der Pflanzenreihe angepflanzten Pflanzensorte, deren Wachstumsstadium, der ermittelten Windstärke und/oder Windrichtung zu bestimmen, z. B. mittels einer Berechnungsvorschrift zu berechnen, welche die Pflanzensorte, das Wachstumsstadium, die Windstärke und die Windrichtung als Parameter enthält. Alternativ oder zusätzlich können in der Vorrichtung mehrere Offset-Werte hinterlegt sein, vorzugsweise für unterschiedliche Wachstumsstadien unterschiedlicher Pflanzensorten jeweils für unterschiedliche Windstärken und/oder Windgeschwindigkeiten. Hierdurch kann vorteilhaft berücksichtigt werden, dass es auch von der Pflanzensorte und deren aktuelle Höhe abhängen kann, wie stark sich deren Ausrichtung bei einer bestimmten Windstärke (Windgeschwindigkeit) im Vergleich zur Normalposition (bei Windstille) verändert.In a further embodiment, the device for correcting the position of the row of plants and/or the grid of rows of plants is designed to determine the offset value as a function of a plant variety planted in the row of plants, its growth stage, the determined wind strength and/or wind direction, e.g. B. by means of a calculation rule that contains the plant variety, the growth stage, the wind speed and the wind direction as parameters. Alternatively or additionally, several offset values can be stored in the device, preferably for different growth stages of different types of plants, each for different wind strengths and/or wind speeds. This can be advantageously taken into account that it also depends on the plant variety and whose current height can depend on how much their orientation changes at a certain wind strength (wind speed) compared to the normal position (when there is no wind).

Vorstehend wurde bereits festgestellt, dass eine bevorzugte Ausführungsform der Sensoreinrichtung eine oder mehrere Kameras umfasst. Alternativ oder zusätzlich kann die Sensoreinrichtung einen nicht-kamerabasierten Sensor umfassen und/oder einen LIDAR-Sensor, einen Radar-Sensor oder einen Ultraschall-Sensor umfassen, der oder welche zur Erfassung der Pflanzenreihe und/oder Pflanzenreihenraster verwendet werden.It has already been established above that a preferred embodiment of the sensor device comprises one or more cameras. Alternatively or additionally, the sensor device can include a non-camera-based sensor and/or include a LIDAR sensor, a radar sensor or an ultrasonic sensor, which is/are used to detect the plant row and/or plant row grid.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Windermittlungseinrichtung eine an der landwirtschaftlichen Maschine anbringbare (montierbare) Windermittlungseinrichtung. Diese kann beispielsweise einen Windrichtungsdetektor und/oder einen Windstärke- oder Windgeschwindigkeitsdetektor aufweisen. Dies bietet den Vorteil, dass diese Windermittlungseinrichtung, in einem an der landwirtschaftlichen Maschine angebrachten Zustand besonders genau die lokale Windstärke und/oder Windrichtung messen kann.In a further embodiment, the wind determination device is a wind determination device that can be attached (installed) to the agricultural machine. This can have, for example, a wind direction detector and/or a wind strength or wind speed detector. This offers the advantage that this wind determination device can measure the local wind strength and/or wind direction particularly precisely when it is attached to the agricultural machine.

Alternativ oder zusätzlich kann die Windermittlungseinrichtung jedoch ausgebildet sein, Informationen betreffend einer auf dem durch eine landwirtschaftliche Maschine zu behandelnden Bereich einer landwirtschaftlichen Fläche herrschenden Windrichtung und/oder Windstärke von einer externen Quelle zu empfangen, beispielsweise von einer am Feldrand der landwirtschaftlichen Fläche aufgestellten Wetterstation oder von einem Datenserver, z. B. einer Wetterdatenbank, der entsprechende Daten bereitstellt. Eine Möglichkeit ist z. B. das Empfangen von entsprechenden Daten aus einer Internet-Wetterdatenbank. Hierzu kann die Winderfassungseinrichtung ein entsprechendes Kommunikationsmodul aufweisen, das ausgebildet ist, mit der externen Quelle zu kommunizieren, um Daten zum aktuellen Standort zu übertragen und Informationen zur Windrichtung und/oder Windstärke für den aktuellen Standort zu empfangen.Alternatively or additionally, however, the wind determination device can be designed to receive information relating to the wind direction and/or wind strength prevailing in the area of an agricultural area to be treated by an agricultural machine from an external source, for example from a weather station set up at the field edge of the agricultural area or from a data server, e.g. B. a weather database that provides the appropriate data. One possibility is e.g. B. receiving corresponding data from an Internet weather database. For this purpose, the wind detection device can have a corresponding communication module, which is designed to communicate with the external source in order to transmit data on the current location and to receive information on the wind direction and/or wind speed for the current location.

Die erfindungsgemäße Funktion der Vorrichtung, aus den von der Sensoreinrichtung ermittelten Daten eine Lage der Pflanzenreihe und/oder des Pflanzenreihenrasters zu bestimmen und die Lage in Abhängigkeit von der ermittelten Windstärke und/oder Windrichtung zu korrigieren, kann programmtechnisch als Software-Routine implementiert sein, z. B. in einem Steuergerät. Die Vorrichtung kann hierzu entsprechend programmtechnisch eingerichtete Hardware, wie eine CPU mit Datenspeicher, aufweisen oder hierauf zugreifen.The function of the device according to the invention, to determine a position of the row of plants and/or the grid of rows of plants from the data determined by the sensor device and to correct the position depending on the determined wind speed and/or wind direction, can be implemented as a software routine in terms of programming, e.g . B. in a control unit. For this purpose, the device can have or access hardware that is correspondingly set up by programming, such as a CPU with a data memory.

Die Erfindung betrifft ferner eine landwirtschaftliche Maschine, die eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Lage einer Pflanzenreihe und/oder eines Pflanzenreihenrasters, wie sie in diesem Dokument beschrieben ist, umfasst.The invention also relates to an agricultural machine that includes a device for determining a position of a row of plants and/or a grid of rows of plants, as is described in this document.

In einer Ausführungsform umfasst die landwirtschaftliche Maschine ein Arbeitsgerät zur Bearbeitung einer Pflanzenreihe und/oder eines durch Pflanzenreihen gebildeten Pflanzenreihenrasters auf einem durch die landwirtschaftliche Maschine zu behandelnden Bereich einer landwirtschaftlichen Fläche. Hierbei ist die landwirtschaftliche Maschine ausgebildet, anhand der von der Vorrichtung bestimmten Lage der Pflanzenreihe und/oder des Pflanzenreihenrasters eine Abweichung des Arbeitsgeräts von einer Sollposition relativ zu einer Pflanzenreihe und/oder zu einem durch Pflanzenreihen gebildeten Pflanzenreihenraster zu bestimmen. Die Ist-Position des Arbeitsgeräts kann entweder auch anhand der von der Sensoreinrichtung ermittelten Daten ermittelt werden oder anderweitig, z. B. abgeleitet von einer aktuellen Position der landwirtschaftlichen Maschine.In one embodiment, the agricultural machine comprises an implement for processing a row of plants and/or a grid of rows of plants formed by rows of plants on an area of an agricultural area to be treated by the agricultural machine. The agricultural machine is designed to use the position of the plant row and/or plant row grid determined by the device to determine a deviation of the implement from a target position relative to a plant row and/or to a plant row grid formed by plant rows. The actual position of the implement can either be determined using the data determined by the sensor device or in some other way, e.g. B. derived from a current position of the agricultural machine.

Erkannte Fehllagen des Arbeitsgeräts können somit zuverlässig korrigiert werden.Detected incorrect positions of the implement can thus be reliably corrected.

In einer Ausführungsvariante dieser Ausführungsform ist die landwirtschaftliche Maschine eine lenkbare landwirtschaftliche Maschine, aufweisend eine Lenkeinrichtung, die gemäß einer Lenkvorgabe in einem automatisierten oder halbautomatisierten Betrieb betreibbar ist. Hierbei ist die landwirtschaftliche Maschine ausgebildet, in Abhängigkeit der bestimmten Abweichung von der Sollposition des Arbeitsgeräts eine Lenkvorgabe für die Lenkeinrichtung zur Korrektur der Abweichung zu erzeugen. Entsprechend kann die erkannte Fehllage des Arbeitsgeräts relativ zur Pflanzenreihe (Pflanzenreihenstruktur) durch Steuerung eines Lenkeingriffs der landwirtschaftlichen Maschine korrigiert werden.In an embodiment variant of this embodiment, the agricultural machine is a steerable agricultural machine, having a steering device that can be operated in an automated or semi-automated mode according to a steering specification. Here, the agricultural machine is designed to generate a steering specification for the steering device to correct the deviation as a function of the determined deviation from the target position of the implement. Accordingly, the detected incorrect position of the implement relative to the row of plants (row structure of plants) can be corrected by controlling a steering intervention of the agricultural machine.

In einer alternativen oder zusätzlichen Ausführungsvariante kann das Arbeitsgerät der landwirtschaftlichen Maschine quer zur Fahrtrichtung und/oder zur Pflanzenreihe verschieblich gelagert sein. Hierbei kann die landwirtschaftliche Maschine ausgebildet sein, in Abhängigkeit der bestimmten Abweichung von der Sollposition des Arbeitsgeräts eine Verschiebung des Arbeitsgeräts quer zur Fahrtrichtung und/oder zur Pflanzenreihe zur Korrektur der Abweichung zu erzeugen. Entsprechend kann direkt eine Korrektur der Fehllage des Arbeitsgeräts relativ zur Pflanzenreihe (Pflanzenreihenstruktur) vorgenommen werden.In an alternative or additional embodiment variant, the implement of the agricultural machine can be mounted so that it can be displaced transversely to the direction of travel and/or to the row of plants. Here, the agricultural machine can be designed to generate a displacement of the implement transversely to the direction of travel and/or to the row of plants to correct the deviation, depending on the determined deviation from the desired position of the implement. Correspondingly, the incorrect position of the implement relative to the row of plants (structure of the row of plants) can be corrected directly.

Um das Arbeitsgerät quer zur Fahrrichtung und/oder zur Pflanzenreihe verschieben zu können, kann das Arbeitsgerät mittels eines Schieberahmens quer zur Fahrtrichtung verschieblich an einem Chassis der landwirtschaftlichen Maschine gehaltert sein oder z. B. mittels einer mit einem Aktor gekoppelten Linearführung oder einer Viergelenkanordnung, die insbesondere durch ein Parallelogramm gebildet ist, verschieblich an einer Halterung an der landwirtschaftlichen Maschine gehaltert sein.In order to be able to move the implement transversely to the direction of travel and/or to the row of plants, the implement can be mounted on a chassis of the agricultural machine so that it can be displaced transversely to the direction of travel by means of a sliding frame or z. B. by means of a coupled to an actuator linear guide or a four-bar arrangement, which is formed in particular by a parallelogram, be slidably supported on a bracket on the agricultural machine.

In einer weiteren Ausführungsform ist die landwirtschaftliche Maschine eine Verteilmaschine, umfassend ein Verteilgestänge zur Ausbringung eines Verteilguts, beispielsweise eine Feldspritze oder ein pneumatischer Düngerstreuer. In einer weiteren Ausführungsform ist die landwirtschaftliche Maschine eine Bodenbearbeitungsmaschine, aufweisend ein Bodenbearbeitungswerkzeug. Das Bodenbearbeitungswerkzeug kann optional an einem Montagebalken angeordnet sein, der mittels eines Schieberahmens quer zur Fahrtrichtung verschieblich an einem Chassis der landwirtschaftlichen Maschine gehaltert ist. Das Bodenbearbeitungswerkzeug kann beispielsweise ein Hack- oder Striegelwerkzeug seinIn a further embodiment, the agricultural machine is a distribution machine, comprising a distribution linkage for distributing a material to be distributed, for example a field sprayer or a pneumatic fertilizer spreader. In a further embodiment, the agricultural machine is a soil cultivation machine, having a soil cultivation tool. The soil cultivation tool can optionally be arranged on a mounting beam, which is mounted on a chassis of the agricultural machine so that it can be displaced transversely to the direction of travel by means of a sliding frame. The tillage tool can be a chopping or combing tool, for example

In einer weiteren Ausführungsform ist die landwirtschaftliche Maschine als selbstfahrende, von einem Zugfahrzeug gezogene oder an einem Zugfahrzeug anbaubare Maschine ausgeführt.In a further embodiment, the agricultural machine is designed as a self-propelled machine that is pulled by a towing vehicle or can be attached to a towing vehicle.

Ein zweiter allgemeiner Gesichtspunkt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Lage einer Pflanzenreihe und/oder eines durch Pflanzenreihen gebildeten Pflanzenreihenrasters auf einem durch eine landwirtschaftliche Maschine zu behandelnden Bereich einer landwirtschaftlichen Fläche. Das Verfahren umfasst hierbei die Erfassung der Pflanzenreihe und/oder des durch Pflanzenreihen gebildeten Pflanzenreihenrasters mittels einer an der landwirtschaftlichen Maschine angebrachten Sensoreinrichtung, die Erfassung einer Windrichtung und/oder Windstärke mittels einer Windermittlungseinrichtung, sowie das Bestimmen einer Lage der Pflanzenreihe und/oder des Pflanzenreihenrasters anhand der ermittelten Daten der Pflanzenreihe und/oder des Pflanzenreihenrasters, wobei die Lage in Abhängigkeit von der ermittelten Windrichtung und/oder Windstärke korrigiert wird.A second general aspect of the invention relates to a method for determining a position of a row of plants and/or a grid of rows of plants formed by rows of plants on an area of an agricultural area to be treated by an agricultural machine. The method includes the detection of the row of plants and/or the row of plants grid formed by rows of plants by means of a sensor device attached to the agricultural machine, the detection of a wind direction and/or wind speed by means of a wind determination device, and the determination of a position of the row of plants and/or the grid of plants rows the determined data of the row of plants and/or the grid of rows of plants, the position being corrected depending on the determined wind direction and/or wind speed.

Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen rein vorrichtungsgemäß offenbarte Merkmale auch als verfahrensgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein und umgekehrt. Die vorgenannten Aspekte und erfindungsgemäßen Merkmale, die in Zusammenhang mit der Vorrichtung beschrieben sind, gelten somit auch für das Verfahren.To avoid repetition, features disclosed purely in terms of the device should also apply and be claimable as disclosed in terms of the method and vice versa. The aforementioned aspects and features according to the invention, which are described in connection with the device, therefore also apply to the method.

Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

1 ein schematisches Blockdiagramm einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 eine Draufsicht auf eine landwirtschaftliche Maschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bei Windstille;
3 eine Vorderansicht auf eine landwirtschaftliche Maschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bei Windstille; und
4 eine Draufsicht auf eine landwirtschaftliche Maschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bei Wind;
5 eine Vorderansicht auf eine landwirtschaftliche Maschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bei Wind; und
6 eine Perspektivansicht der landwirtschaftlichen Maschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bei Wind; und
7 ein Ablaufdiagramm zur Illustration eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

The preferred embodiments and features of the invention described above can be combined with one another as desired. Further details and advantages of the invention are described below with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 a schematic block diagram of an apparatus according to an embodiment of the invention;
2 a plan view of an agricultural machine according to an embodiment of the invention with no wind;
3 a front view of an agricultural machine according to an embodiment of the invention with no wind; and
4 a plan view of an agricultural machine according to an embodiment of the invention in wind;
5 a front view of an agricultural machine according to an embodiment of the invention in the wind; and
6 a perspective view of the agricultural machine according to an embodiment of the invention in wind; and
7 a flow chart illustrating a method according to an embodiment of the invention.

Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in den Figuren zum Teil mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und zum Teil nicht gesondert beschrieben.Identical or functionally equivalent elements are partially denoted by the same reference symbols in the figures and partially not separately described.

1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Vorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die Vorrichtung 1 dient zur Bestimmung einer Lage 2b einer Pflanzenreihe und/oder eines durch Pflanzenreihen gebildeten Pflanzenreihenrasters (hier auch kurz als Pflanzenreihenraster bezeichnet) auf einem durch eine landwirtschaftliche Maschine zu behandelnden Bereich einer landwirtschaftlichen Fläche. Die Vorrichtung 1 wird in der landwirtschaftlichen Maschine verbaut, was in den nachfolgenden Figuren noch näher erläutert wird. 1 shows a schematic block diagram of a device 1 according to an embodiment of the invention. The device 1 is used to determine a position 2b of a plant row and/or a plant row grid formed by plant rows (here also referred to as a plant row grid for short) on an area of an agricultural area to be treated by an agricultural machine. The device 1 is installed in the agricultural machine, which is explained in more detail in the following figures.

Die Vorrichtung 1 umfasst eine an der landwirtschaftlichen Maschine anbringbare Sensoreinrichtung 2 zur Erfassung der Pflanzenreihe und/oder des Pflanzenreihenrasters. Die Vorrichtung ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch eine Kamera gebildet, die an der landwirtschaftlichen Maschine, in der die Vorrichtung 1 verbaut wird, angebracht ist (was in den nachfolgenden Figuren ersichtlich ist). Die Kamera 2 gibt Kameradaten 2a aus, die Daten zu der/den erfassten Pflanzenreihe(n) und/oder zu der Pflanzenreihenstruktur enthalten, die durch die Kamera im Umfeld, vorzugsweise im Nahfeld, der landwirtschaftlichen Maschine erfasst wurden.The device 1 comprises a sensor device 2 that can be attached to the agricultural machine for detecting the row of plants and/or the grid of rows of plants. In the present exemplary embodiment, the device is formed by a camera that is attached to the agricultural machine in which the device 1 is installed (which can be seen in the following figures). The camera 2 outputs camera data 2a, which contains data on the detected row(s) of plants and/or the row structure of plants, which is/are captured by the camera in the area, preferably in the Near field, the agricultural machine were captured.

Die Vorrichtung 1 umfasst ferner eine Windermittlungseinrichtung 3 zur Ermittlung einer Windrichtung 3b und/oder Windstärke 3a, die aktuell auf dem durch die landwirtschaftliche Maschine zu behandelnden Bereich der landwirtschaftlichen Fläche herrscht. Auf den nachfolgenden Figuren ist eines Ausführungsform der Windermittlungseinrichtung gezeigt, die an der landwirtschaftlichen Maschine montierbar ist bzw. montiert wird, um die Windrichtung und/oder Windstärke selbst sensorisch zu erfassen, d. h. selbst zu messen, mittels eines Windrichtungsdetektors und/oder eines Windstärke- oder Windgeschwindigkeitsdetektors. Alternativ könnte jedoch auch eine Windermittlungseinrichtung verwendet werden, die lediglich entsprechende Informationen zu der lokalen aktuellen Windrichtung und/oder Windstärke von einer anderen Informationsquelle empfängt, wie z. B. einer am Feldrand aufgestellten Wetterstation. Die Windermittlungseinrichtung 3 gibt somit Messwerte und/oder Daten betreffend eine ermittelte Windrichtung 3b und/oder Windstärke 3a aus.The device 1 also includes a wind determination device 3 for determining a wind direction 3b and/or wind force 3a that currently prevails in the area of the agricultural area to be treated by the agricultural machine. The following figures show an embodiment of the wind determination device which can be mounted or is mounted on the agricultural machine in order to detect the wind direction and/or wind speed itself by sensors, i. H. measure it yourself, using a wind direction detector and/or a wind strength or wind speed detector. Alternatively, however, a wind determination device could also be used, which only receives corresponding information on the local current wind direction and/or wind speed from another information source, such as e.g. B. a weather station set up at the edge of the field. The wind determination device 3 thus outputs measured values and/or data relating to a determined wind direction 3b and/or wind speed 3a.

Die Vorrichtung 1 ist ausgebildet, aus den von der Kamera ermittelten Daten 2a eine Lage der Pflanzenreihe und/oder des Pflanzenreihenrasters zu bestimmen und die Lage in Abhängigkeit von der mittels der Winderfassungseinrichtung 3 ermittelten Windstärke 3a und/oder Windrichtung 3b zu korrigieren. Die Vorrichtung 1 umfasst hierzu eine Berechnungseinheit 4, die die ausgegebenen Daten der Kamera 2 und der Windermittlungseinrichtung 3 eingangsseitig empfängt. Die Berechnungseinheit 4 ist zunächst ausgebildet, aus den Kameradaten 2a eine Lage der Pflanzenreihe 21 und/oder des Pflanzenreihenrasters 20 mittels Bildverarbeitung zu bestimmen. Hierzu können an sich bekannte Bildverarbeitungsalgorithmen verwendet werden, um kamerabasiert Pflanzenreihen in Bilddaten zu erkennen. Hierbei können Pflanzenreihen beispielsweise anhand deren Farbe, Formgebung und repetitiven Struktur, bedingt durch die lineare Aneinanderreihung einzelner Pflanzen, zuverlässig in Bilddaten erkannt und deren Lage ermittelt werden.The device 1 is designed to determine a position of the row of plants and/or the grid of rows of plants from the data 2a determined by the camera and to correct the position depending on the wind strength 3a and/or wind direction 3b determined by the wind detection device 3 . For this purpose, the device 1 comprises a calculation unit 4 which receives the output data from the camera 2 and the wind determination device 3 on the input side. The calculation unit 4 is initially designed to determine a position of the row of plants 21 and/or the grid of rows of plants 20 from the camera data 2a by means of image processing. For this purpose, image processing algorithms known per se can be used in order to recognize camera-based rows of plants in image data. Here, rows of plants can be reliably recognized in image data and their position can be determined, for example, based on their color, shape and repetitive structure, caused by the linear juxtaposition of individual plants.

Die Berechnungseinheit 4 ist ferner ausgebildet, unter Berücksichtigung der empfangenen Windstärke 3a und/oder Windrichtung 3b die aus den Bilddaten extrahierte Lage der Pflanzenreihe und/oder des Pflanzenreihenrasters zu korrigieren, beispielsweise mittels hinterlegter Offset-Werte 5, die anschließend die korrigierten Werte als (korrigierte) Lage 2b der Pflanzenreihe und/oder des Pflanzenreihenrasters auszugeben.The calculation unit 4 is also designed to correct the position of the row of plants and/or the grid of rows of plants extracted from the image data, taking into account the received wind force 3a and/or wind direction 3b, for example by means of stored offset values 5, which then use the corrected values as (corrected ) Position 2b of the row of plants and/or the grid of rows of plants.

Die von der Berechnungseinheit 4 ausgegebene korrigierte Lage 2b der Pflanzenreihe und/oder des Pflanzenreihenrasters kann z. B. zur Steuerung einer Lenkeinrichtung 6 der landwirtschaftlichen Maschine verwendet werden, wobei die Lenkeinrichtung 6 in Abhängigkeit der empfangenen korrigierten Lage 2b eine Lenkvorgabe 6b an einen Lenkaktuator ausgeben kann, z. B. an einen Lenkzylinder einer Achsschenkellenkung und/oder eine Deichsellenkung der landwirtschaftlichen Maschine.The corrected position 2b of the row of plants and/or the grid of rows of plants output by the calculation unit 4 can e.g. B. can be used to control a steering device 6 of the agricultural machine, wherein the steering device 6 can output a steering input 6b to a steering actuator depending on the corrected position 2b received, e.g. B. to a steering cylinder of an Ackermann steering and / or a drawbar steering of the agricultural machine.

Die Korrektur der Lage der Pflanzenreihe und/oder des Pflanzenreihenrasters im Hinblick auf die vorherrschenden Windverhältnisse wird nachfolgend anhand der 2 bis 6 näher erläutert.The correction of the position of the plant row and / or the plant row grid with regard to the prevailing wind conditions is based on the 2 until 6 explained in more detail.

2 zeigt eine Draufsicht auf eine landwirtschaftliche Maschine 10 gemäß einer Ausführungsform, wobei Windstille herrscht. Die 3 zeigt hierzu eine Vorderansicht. Die landwirtschaftliche Maschine 10 ist hier beispielhaft als gezogene Bodenbearbeitungsmaschine ausgebildet, die zur Bodenbearbeitung ein Hackgerät als Arbeitsgerät 11 aufweist, mittels welchem Zwischenräume zwischen Pflanzenreihen 21 einer Reihenkultur bearbeitet werden können. Das Arbeitsgerät 11 weist eine große Arbeitsbreite auf und erstreckt sich horizontal quer zur Fahrtrichtung. Die Richtung quer zur Fahrtrichtung und die Längserstreckungsrichtung des Arbeitsgeräts 11 ist mit B gekennzeichnet. Zur Bearbeitung der Zwischenräume sind an einem Montagebalken 14 des Arbeitsgeräts 11 Arbeitswerkzeuge 12 bzw. Hackwerkzeuge in Form von Hackscharen angebracht. Der Montagebalken 14 kann mittels eines Schieberahmens 13 quer zur Fahrtrichtung, d. h. quer zu den Pflanzenreihen 21, in Richtung B, verschoben werden. Der Schieberahmen 13 ist hierzu verschieblich an einem Chassis der landwirtschaftlichen Maschine 10 gehaltert und umfasst hierzu bspw. eine Linearführung. Der Schieberahmen könnte auch mittels eines 4-Gelenk-Parallelogramms quer zur Fahrrichtung oder mittels eines anderen geeigneten Verschiebemechanismus verschieblich gelagert sein. 2 FIG. 12 shows a plan view of an agricultural machine 10 according to an embodiment in the absence of wind. The 3 shows a front view. The agricultural machine 10 is embodied here, for example, as a towed soil cultivation machine that has a cultivator as a working device 11 for soil cultivation, by means of which spaces between plant rows 21 of a row crop can be cultivated. The implement 11 has a large working width and extends horizontally transverse to the direction of travel. The direction transverse to the direction of travel and the longitudinal direction of the implement 11 is marked with B. In order to process the gaps, working tools 12 or hoeing tools in the form of hoeing shares are attached to a mounting beam 14 of the implement 11 . The mounting beam 14 can be moved transversely to the direction of travel, ie transversely to the rows of plants 21, in direction B by means of a sliding frame 13. For this purpose, the sliding frame 13 is movably mounted on a chassis of the agricultural machine 10 and for this purpose comprises a linear guide, for example. The sliding frame could also be slidably mounted transversely to the direction of travel by means of a 4-joint parallelogram or by means of another suitable displacement mechanism.

Zur Detektion der Pflanzenreihen 21 bzw. zur Erfassung der Lage der Hackwerkzeuge 12 gegenüber den Pflanzenreihen 21 ist bspw. ein Kamera 2 oder ein Kamerasystem der Vorrichtung 1 vorgesehen. Die Kamera 2 ist hier lediglich beispielhaft am oberen Ende eines Tragmastes befestigt, der an einem äußeren Endbereich des Montagebalkens 14 der landwirtschaftliche Maschine 10 befestigt ist und in Vertikalrichtung V in die Höhe ragt. An dem Tragmast ist ferner die Winderfassungseinrichtung 3 der Vorrichtung 1 befestigt, die eine Windrichtung und eine Windstärke messen kann. Derartige Winderfassungseinrichtungen sind an sich aus dem Stand der Technik zur Anwendung bei ortsfesten Wetterstationen oder aus der Schifffahrt bekannt und müssen daher hier nicht näher beschrieben werden.A camera 2 or a camera system of the device 1 is provided, for example, to detect the rows of plants 21 or to record the position of the hoeing tools 12 relative to the rows of plants 21 . Here, the camera 2 is attached to the upper end of a support mast, which is attached to an outer end region of the mounting beam 14 of the agricultural machine 10 and protrudes upwards in the vertical direction V, just as an example. The wind detection device 3 of the device 1, which can measure a wind direction and a wind speed, is also attached to the support mast. Wind detection devices of this type are known per se from the prior art for use in stationary weather stations or from shipping and therefore do not need to be described in more detail here.

Die Blickrichtung der Kamera 2 ist von oben nach unten auf das Feld. Entsprechend kann die Kamera 2 Pflanzenreihen 21 erfassen, sowie das durch die Pflanzenreihen 21 gebildete Pflanzenreihenraster 20. Die Kamera kann ferner die Position des Arbeitsgeräts 11 erfassen. Das Pflanzenreihenraster 20 ist gekennzeichnet durch den Abstand 24 der einzelnen Pflanzenreihen 21 voneinander. Wenn nun der Blickwinkel der Kamera 2 von oben auf den Pflanzenbestand gerichtet ist, erfasst die Kamera 2 den oberen Teil 21 der Pflanze. Bei Windstille befindet dieser sich vertikal gerade über dem unteren Bereich bzw. dem Wurzelbereich 23 der Pflanze, was durch die gestrichelte vertikale Linie in 3 illustriert ist. Der Wurzelbereich 23 kann von der Kamera 2 in der Regel nicht erfasst werden. In Situationen, in denen anhand der Winderfassungseinrichtung 3 festgestellt wird, dass Windstille vorliegt oder nur eine geringe Windstärke 3a, ist keine Korrektur der mittels der Kamera 2 erfassten Lage der Pflanzenreihe 21 notwendig. Die landwirtschaftliche Maschine 10 bzw. deren Hackwerkzeuge 12 können korrekt basierend auf der anhand der Kameradaten erfassten Lage der Pflanzenreihen 21 zwischen den Pflanzenreihen 21 positioniert werden, um den Zwischenbereich zwischen den Pflanzenreihen 21 zu bearbeiten, z. B. zur mechanischen Unkrautbekämpfung.The direction of view of camera 2 is from top to bottom on the field. Accordingly, the camera 2 can capture rows of plants 21, as well as the grid of rows of plants 20 formed by the rows of plants 21. The camera can also capture the position of the implement 11. The plant row grid 20 is characterized by the distance 24 of the individual plant rows 21 from each other. If the viewing angle of the camera 2 is directed onto the crop from above, the camera 2 captures the upper part 21 of the crop. When there is no wind, this is vertically just above the lower area or the root area 23 of the plant, which is indicated by the dashed vertical line in 3 is illustrated. As a rule, the root area 23 cannot be captured by the camera 2 . In situations in which the wind detection device 3 establishes that there is no wind or only a low wind force 3a, no correction of the position of the row of plants 21 detected by the camera 2 is necessary. The agricultural machine 10 or its hoeing tools 12 can be correctly positioned between the plant rows 21 based on the position of the plant rows 21 detected using the camera data, in order to process the intermediate area between the plant rows 21, e.g. B. for mechanical weed control.

Anders verhält es sich jedoch, wenn der Pflanzenbestand durch Wind verbogen wird. Dies ist in den 4, 5 und 6 illustriert. 4 zeigt wiederum eine Draufsicht auf die landwirtschaftliche Maschine 10 wie in 2, jedoch herrscht nun ein Seitenwind von links nach rechts, so dass sich der obere Pflanzenbereich 22 windbedingt nach rechts neigt, und in der Ebene der Pflanzenreihenstruktur relativ zum Wurzelbereich 23 um einen Wert K (vgl. 5) verschiebt. Die Wert von K hängt von der Windstärke 3a, die Richtung der Verschiebung von der Windrichtung 3b.The situation is different, however, when the plant stand is bent by the wind. This is in the 4 , 5 and 6 illustrated. 4 again shows a plan view of the agricultural machine 10 as in FIG 2 , but there is now a side wind from left to right, so that the upper plant area 22 inclines to the right due to the wind, and in the plane of the plant row structure relative to the root area 23 by a value K (cf. 5 ) moves. The value of K depends on the wind force 3a, the direction of displacement on the wind direction 3b.

Ein Problem bei Kamerasystemen besteht daher darin, dass durch bspw. Seitenwinde die Pflanzen der Pflanzenreihe 21 in eine Richtung bewegt werden und somit ggf. die exakte Position der Pflanzenreihe, insbesondere von deren Wurzelbereichen, nicht detektiert werden kann oder ggf. nur unzureichend genau detektiert werden kann, was wiederum zur Folge haben kann, dass die Arbeitswerkzeuge 12, z. B. die Hackwerkzeuge 12, nicht exakt entlang der gewünschten Pflanzenreihen geführt werden können. Dies ist in 4 illustriert, wobei eine Positionierung der landwirtschaftlichen Maschine 4 gezeigt ist, ohne Berücksichtigung der Windverhältnisse. Da anhand des anhand der Kameradaten erfassten oberen Pflanzenbereichs 22 auf die Lage des Wurzelbereichs 22 geschlossen wird, da der Wurzelbereich nicht detektiert werden kann, wird die Lage des Wurzelbereichs 22 falsch ermittelt und das Arbeitswerkzeug 12, z. B. Hackschare, zu nahe an dem Wurzelbereich positioniert. Dies birgt die Gefahr, dass anstatt nur der Zwischenbereich zwischen den Pflanzenreihen 21 auch die Pflanzenreihen 21 selbst bearbeitet und dadurch beschädigt werden. In 4 weicht das Hackwerkzeug beispielsweise um den Betrag A von der gewünschten Solllage S ab.A problem with camera systems is that the plants in the row of plants 21 are moved in one direction by side winds, for example, and the exact position of the row of plants, in particular of their root areas, may not be detected or may only be detected with insufficient accuracy can, which in turn can have the result that the work tools 12, z. B. the chopping tools 12, can not be performed exactly along the desired rows of plants. this is in 4 illustrated, wherein a positioning of the agricultural machine 4 is shown, without taking into account the wind conditions. Since the position of the root area 22 is inferred from the upper plant area 22 detected using the camera data, since the root area cannot be detected, the position of the root area 22 is determined incorrectly and the working tool 12, e.g. B. hoe shares, positioned too close to the root area. This entails the risk that, instead of just the intermediate area between the rows of plants 21, the rows of plants 21 themselves are also processed and thereby damaged. In 4 the chopping tool deviates from the desired target position S by the amount A, for example.

Wenn jedoch anhand der erfassten Windverhältnisse die anhand der Kameradaten erfasste Lage als Fehllage erkannt wird, kann diese durch Abgleich der erfassten Windrichtung und/ oder Windstärke mit den Signalen bzw. Daten der Kamera korrigiert werden, um Fehllagen des Arbeitswerkzeugs zu vermeiden.However, if the position detected using the camera data is identified as incorrect based on the wind conditions detected, this can be corrected by comparing the detected wind direction and/or wind speed with the signals or data from the camera in order to avoid incorrect positions of the working tool.

Hierzu sind in der Berechnungseinheit 4 mehrere Offset-Werte 5 hinterlegt, vorzugsweise unterschiedliche Offset-Werte 5 für unterschiedliche Wachstumsstadien unterschiedlicher Pflanzensorten jeweils für unterschiedliche Windstärken 3a oder Windgeschwindigkeiten. Die Pflanzensorte und ihr jeweiliges Wachstumsstadium kann für den jeweiligen Arbeitsvorgang der landwirtschaftlichen Maschine 10 eingegeben werden, um hierfür das Arbeitsgerät mit angepassten Betriebsparametern anzusteuern. Alternativ ist es auch möglich, dass in der Berechnungseinheit ein Berechnungsprogramm hinterlegt ist, mittels welchem, basierend auf dem Wachstumsstadium einer jeweiligen Pflanzensorte und/oder Windgeschwindigkeit, ein Offset-Wert der Kamera bzw. ein Offset-Wert zur Korrektur der anhand der Kameradaten erfassten Reihenlage berechnet werden kann.For this purpose, several offset values 5 are stored in the calculation unit 4, preferably different offset values 5 for different growth stages of different types of plants, each for different wind strengths 3a or wind speeds. The type of plant and its respective growth stage can be entered for the respective work process of the agricultural machine 10 in order to control the work device with adapted operating parameters for this purpose. Alternatively, it is also possible that a calculation program is stored in the calculation unit, by means of which, based on the growth stage of a respective plant variety and/or wind speed, an offset value of the camera or an offset value for correcting the row position recorded using the camera data can be calculated.

Die Berechnungseinheit 4 wählt somit gemäß einer hinterlegten Korrekturfunktion einen geeigneten Offset-Wert aus oder berechnet diesen, um die anhand der Kameradaten 2a erfasste Lage der Pflanzenreihe 21 zu korrigieren, d. h. hier um einen Betrag S nach links zu verschieben. Die Richtung der Verschiebung kann anhand der Windrichtung festgelegt werden. Die Berechnungseinheit 4 kann z. B. programmtechnisch als Software-Routine in einem Steuergerät zur Steuerung der Positionierung des Arbeitsgeräts 11 implementiert sein. Entsprechend können dann die Arbeitswerkzeuge (Hackwerkzeuge) 12 basierend auf dieser mittels des Offsets-Werts angepassten Lage korrekt relativ zur Pflanzenreihe positioniert werden, was in 5 illustriert ist. Das Hackwerkzeug befindet sich nun in Solllage S mit ausreichendem Abstand zum Wurzelbereich 23.The calculation unit 4 thus selects a suitable offset value according to a stored correction function or calculates it in order to correct the position of the row of plants 21 detected using the camera data 2a, ie to shift it by an amount S to the left here. The direction of the shift can be set based on the wind direction. The calculation unit 4 can e.g. B. be implemented programmatically as a software routine in a control unit for controlling the positioning of the implement 11. Accordingly, the working tools (hoeing tools) 12 can then be positioned correctly relative to the row of plants based on this position adjusted by means of the offset value, which in 5 is illustrated. The chopping tool is now in the target position S with a sufficient distance to the root area 23.

Die Positionierung der Hackwerkzeuge 12 basierend auf der korrigierten Lage kann entweder durch einen Lenkeingriff erfolgen, wie es im Rahmen von 1 beschrieben wurde. In diesem Fall wird die Querführung der ganzen landwirtschaftlichen Maschine zur Korrektur der erkannten Fehllage gezielt verändert. Alternativ oder zusätzlich kann die Berechnungseinheit 4 in Abhängigkeit der bestimmten Abweichung von der Sollposition des Arbeitsgeräts ein Steuersignal zur Ansteuerung eines Aktors, z. B. eines Pneumatik- oder Hydraulikzylinders, erzeugen, mittels dessen ein quer zur Fahrtrichtung und/oder zur Pflanzenreihe verschieblich gelagertes Arbeitsgerät 11 quer zur Fahrtrichtung zur Korrektur der Fehllage bzw. der Abweichung A von der Solllage S verschoben wird. Im vorliegenden Fall könnte somit der Montagebalken 14 mittels des Schieberahmens 13 zur Einstellung der Solllage S quer zur Fahrtrichtung verschoben werden.The positioning of the chopping tools 12 based on the corrected location can be done either by a steering intervention, as in the context of 1 was described. In this case, the transverse guide of the whole agricultural Machine specifically modified to correct the detected misalignment. Alternatively or additionally, the calculation unit 4 can send a control signal for controlling an actuator, e.g. B. a pneumatic or hydraulic cylinder, by means of which a transverse to the direction of travel and / or to the row of plants displaceably mounted implement 11 is moved transversely to the direction of travel to correct the incorrect position or the deviation A from the target position S. In the present case, the mounting beam 14 could thus be moved transversely to the direction of travel by means of the sliding frame 13 to set the desired position S.

Es wird betont, dass der vorliegend beschriebene Ansatz zur Korrektur einer erfassten Lage einer Pflanzenreihe oder Pflanzenreihenstruktur basierend auf den erfassten Windverhältnisse und deren Einflüssen auf die Genauigkeit der Reihenerfassung für unterschiedlichste landwirtschaftliche Maschinen anwendbar ist, die an einer Pflanzenreihenstruktur zur Durchführung von Arbeitsvorgängen ausgerichtet werden müssen. Das vorliegend beschriebene Problem kann z. B. auch bei Feldspritzen oder Düngerstreuern auftreten, nur, dass hierbei nicht die Hackschare falsch geführt wird, sondern die Spritzdüsen (z.B. deren Sprühkegel) ggf. einen falschen Auftreffbereich aufweisen.It is emphasized that the approach described here for correcting a detected position of a crop row or crop row structure based on the detected wind conditions and their influence on the accuracy of the row detection for a wide variety of agricultural machines that must be aligned with a crop row structure to carry out work processes. The problem described here can e.g. B. also occur with field sprayers or fertilizer spreaders, only that the hoe shares are not guided incorrectly, but the spray nozzles (e.g. their spray cone) may have the wrong impact area.

Ferner können anstelle einer Kamera oder eines Kamerasystems zusätzlich andere Sensoren bzw. Erfassungssysteme zur Erfassung der Pflanzenreihen bzw. Pflanzenreihenstruktur zum Einsatz kommen, z. B. ein LIDAR-Sensor, ein Radar-Sensor oder ein Ultraschall-Sensor. Hierbei ist wiederum zu berücksichtigen, wie eine Windstärke und/oder Windrichtung eine sensorisch erfasste Lage der Pflanzenreihe bzw. Pflanzenreihenstruktur verfälschen kann und dies entsprechend mit einer Korrekturberechnung, z. B. mittels geeigneter Korrekturfunktionen oder Offset-Werte, zu korrigieren, um Fehlpositionierungen des Arbeitswerkzeugs relativ zur Pflanzenreihe bzw. Pflanzenreihenstruktur zu vermeiden.Furthermore, instead of a camera or a camera system, other sensors or detection systems can also be used to detect the rows of plants or the structure of the rows of plants, e.g. B. a LIDAR sensor, a radar sensor or an ultrasonic sensor. Here again, it must be taken into account how a wind strength and/or wind direction can falsify a sensor-detected position of the row of plants or plant row structure and this correspondingly with a correction calculation, e.g. B. by means of suitable correction functions or offset values, in order to avoid incorrect positioning of the working tool relative to the row of plants or plant row structure.

7 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Illustration eines Verfahrens zur Bestimmung einer Lage einer Pflanzenreihe und/oder eines durch Pflanzenreihen gebildeten Pflanzenreihenrasters auf einem durch eine landwirtschaftliche Maschine zu behandelnden Bereich einer landwirtschaftlichen Fläche. Das Verfahren umfasst einen Schritt S1, wobei die Pflanzenreihe und/oder das durch Pflanzenreihen gebildeten Pflanzenreihenraster mittels einer Sensoreinrichtung erfasst wird. Das Verfahren umfasst ferner einen Schritt S2, wobei eine Windrichtung und/oder Windstärke mittels einer Windermittlungseinrichtung 3 ermittelt wird. Das Verfahren umfasst ferner einen Schritt S3, wobei eine Lage der Pflanzenreihe und/oder des Pflanzenreihenrasters anhand der ermittelten Daten der Pflanzenreihe und/oder des Pflanzenreihenrasters bestimmt wird, wobei die Lage in Abhängigkeit von der ermittelten Windrichtung und/oder Windstärke korrigiert wird. Das Verfahren kann durch eine Vorrichtung 1, wie vorstehend beschrieben, durchgeführt werden. 7 shows a flow chart to illustrate a method for determining a position of a row of plants and/or a grid of rows of plants formed by rows of plants on an area of an agricultural area to be treated by an agricultural machine. The method includes a step S1, wherein the row of plants and/or the grid of rows of plants formed by rows of plants is detected by means of a sensor device. The method also includes a step S2, wherein a wind direction and/or wind speed is determined using a wind determination device 3. The method also includes a step S3, wherein a position of the row of plants and/or the grid of rows of plants is determined using the determined data of the row of plants and/or the grid of plants rows, the position being corrected as a function of the determined wind direction and/or wind speed. The method can be carried out by an apparatus 1 as described above.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen.The invention is not limited to the preferred embodiments described above. Rather, a large number of variants and modifications are possible, which also make use of the idea of the invention and therefore fall within the scope of protection. In particular, the invention also claims protection for the subject matter and the features of the subclaims independently of the claims referred to.

BezugszeichenlisteReference List

11: Vorrichtung zur Bestimmung einer Lage einer Pflanzenreihe bzw. PflanzenreihenrastersDevice for determining the position of a row of plants or grid of rows of plants
22: Sensoreinrichtung, z. B. Kamerasensor device, e.g. B. Camera
2a2a: Kameradatencamera data
2b2 B: Bestimmte Lage der Pflanzenreihe bzw. des PflanzenreihenrastersSpecific position of the row of plants or the grid of rows of plants
33: Windermittlungseinrichtungwind detection device
3a3a: Windstärkewind force
3b3b: Windrichtungwind direction
44: Steuerung oder Berechnungseinheitcontroller or unit of calculation
55: Hinterlegte Offset-WerteStored offset values
66: Lenkvorgabeeinrichtungsteering input device
6a6a: Lenkvorgabesteering input
77: Lenkaktuatorsteering actuator
1010: Landwirtschaftliche Maschineagricultural machine
1111: Arbeitsgerätimplement
1212: Arbeitswerkzeug, z. B. Hackwerkzeugwork tool, e.g. B. Chopping tool
1313: Schieberahmensliding frame
1414: Montagebalkenmounting beam
2020: Pflanzenreihenrasterplant row grid
2121: Pflanzenreiherow of plants
2222: Oberer PflanzenbereichUpper plant area
2323: Wurzelbereichroot area
2424: Abstand der PflanzenreihenDistance between the rows of plants
KK: Verschiebungshift
SS: Solllagetarget position
AA: Abweichungdeviation
BB: Längserstreckungsrichtung des ArbeitsgerätsLongitudinal direction of the implement
VV: Vertikalrichtungvertical direction

Claims

Device (1) for determining a position (2b) of a row of plants (21) and/or a grid of rows of plants (20) formed by rows of plants (21) on an area of an agricultural area to be treated by an agricultural machine (10), comprising a) a sensor device (2) which can be attached to the agricultural machine for detecting the row of plants (21) and/or the grid of rows of plants (20) formed by rows of plants (21); b) a wind determination device (3) for determining a wind direction (3b) and/or wind speed (3a), c) the device (1) being designed to determine a position of the row of plants (21) and/or the grid of rows of plants (20) from the data determined by the sensor device and the position as a function of the determined wind force (3a) and/or to correct the wind direction (3b).

Device (1) after claim 1 , wherein the sensor device (2) comprises at least one camera (2).

Device (1) after claim 2 , wherein the device is designed to determine a position of the row of plants (21) and/or the grid of rows of plants (20) from the camera data (2a) determined by the sensor device (2) by means of image processing and to determine the position detected as a function of the determined wind speed ( 3a) and/or wind direction (3b) to correct.

Device (1) according to one of the preceding claims, wherein the device is designed to correct the position of the row of plants (21) and/or the grid of rows of plants (20) depending on the determined wind strength (3a) and/or wind direction (3b). to determine an offset value (5) which represents a displacement (K) generated by the determined wind strength (3a) and/or wind direction (3b) of an upper plant area (22) that can be detected by the sensor device (2) relative to a root area (23) indicates to the plant.

Device (1) according to one of the preceding claims, wherein to correct the position of the row of plants (21) and/or the grid of rows of plants (20) a) the device (1) is designed to determine an offset value (5) as a function of a plant variety planted in the row of plants, its growth stage, the determined wind strength (3a) and/or wind direction (3b); and or b) multiple offset values (5) are stored in the device (1), namely for different growth stages of different plant varieties, each for different wind strengths (3a) or wind speeds.

Device (1) according to one of the preceding claims, wherein the sensor device comprises a non-camera-based sensor, preferably a LIDAR sensor, a radar sensor or an ultrasonic sensor.

Device according to one of the preceding claims, wherein the wind determination device (3) a) is a wind determination device that can be attached to the agricultural machine and has a wind direction detector and/or a wind strength or wind speed detector; and or b) is designed to receive information relating to a wind direction and/or wind strength prevailing in the area of an agricultural area to be treated by an agricultural machine, for example from a weather station arranged at the field edge of the agricultural area.

Device according to one of the preceding claims, a1) wherein the sensor device is designed to detect the row of plants and/or the grid of rows of plants using an upper region of the row of plants or the structure of the row of plants; and a2) wherein the device is designed to correct the position of a bottom area and/or root area of the row of plants and/or the grid of rows of plants; or b1) wherein the sensor device is designed to detect the row of plants and/or the grid of rows of plants using a lower region of the row of plants or the grid of rows of plants; and b2) the device being designed to correct the position of an upper region of the row of plants and/or the grid of rows of plants.

Agricultural machine (10) comprising a device according to any one of the preceding claims.

Agricultural machine (10) after claim 9 , Further comprising a working device (11) for processing a row of plants (21) and / or a plant rows (21) formed by plant rows grid (20) on an area to be treated by the agricultural machine of an agricultural area, wherein the land economical machine, based on the position of the row of plants (21) and/or the grid of rows of plants (20) determined by the device (1), a deviation of the implement (11) from a target position relative to a row of plants (21) and/or to a to determine plant row grid (20) formed by plant rows.

Agricultural machine (10) after claim 10 which is a steerable agricultural machine, having a steering device (7) which can be operated in automated or semi-automated operation according to a steering specification (6a), the agricultural machine (10) being designed as a function of the determined deviation (A) from the target position (s) of the implement (11) to generate a steering specification (6a) for the steering device (7) to correct the deviation (A).

Agricultural machine (10) after claim 10 or 11 , wherein the implement (11) is mounted so that it can be displaced transversely to the direction of travel and/or to the row of plants, wherein the agricultural machine is designed, depending on the determined deviation from the target position of the implement, to shift the implement transversely to the direction of travel and/or to the row of plants for correction to generate the deviation.

Agricultural machine (10) according to one of claims 9 until 12 , wherein the agricultural machine is a) a distribution machine, comprising a distribution linkage for spreading a distribution material, for example a field sprayer or a pneumatic fertilizer spreader; or b) a soil cultivating machine (10), preferably having a hoeing or weeding tool (12), which are more preferably arranged on a mounting beam, the mounting beam (14) being displaceable on a chassis, preferably by means of a sliding frame (13) transversely to the direction of travel is held.

Agricultural machine after one of claims 9 until 12 , wherein the agricultural machine is designed as a self-propelled machine that is pulled by a towing vehicle or can be attached to a towing vehicle.

Method for determining a position of a row of plants and/or a grid of rows of plants formed by rows of plants on an area of an agricultural area to be treated by an agricultural machine, comprising a) detecting (S1) the row of plants and/or the grid of rows of plants formed by rows of plants by means of a sensor device attached to the agricultural machine; b) detection (S2) of a wind direction and/or wind speed by means of a wind determination device (3), c) Determining (S3) a position of the row of plants and/or the grid of rows of plants using the determined data of the row of plants and/or the grid of plant rows, the position being corrected as a function of the determined wind direction and/or wind speed.