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Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung von Kornverlusten an einem Mähdrescher gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1 sowie einen Mähdrescher zur Verwendung in einem solchen Verfahren.
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Im Erntebetrieb eines Mähdreschers fallen als Kornverluste diejenigen Könner des aufgenommenen Ernteguts an, welche entweder gar nicht erst wirksam aus dem Erntegut ausgedroschen wurden oder trotz Ausdruck nicht - wie eigentlich gewünscht - in den Korntank gefördert wurden, sondern, wie das ausgedroschene Erntegut, von dem Mähdrescher auf der zu bearbeitenden landwirtschaftlichen Fläche hinterlassen werden. Dabei hängen diese nach Möglichkeit klein zuhaltenden Kornverluste einerseits von eingestellten Maschinenparametern des Mähdreschers und andererseits von Umgebungsbedingungen ab, wie der Beschaffenheit des Ernteguts und der landwirtschaftlichen Fläche, beispielsweise hinsichtlich Feuchtigkeit, Temperatur und Bestandsdichte. Es gibt also keine unveränderlichen und optimalen Einstellungen für die relevanten Maschinenparameter, die stets für alle Randbedingungen gelten. Vielmehr müssen die Maschinenparameter zur Verringerung oder Minimierung der Kornverluste in Abhängigkeit der Randbedingungen kontinuierlich angepasst werden.
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Gleichzeitig existieren regelmäßig wirtschaftliche Vorgaben bezüglich eines maximalen Kornverlustes, der bei der Ernte einer landwirtschaftlichen Fläche nicht überschritten werden sollte. Eine weitere wirtschaftliche Vorgabe kann darin bestehen bei Einhaltung des maximalen Kornverlusts die Erntedauer zu minimieren, den Erntegutdurchsatz zu maximieren und/oder den Energieverbrauch des Mähdreschers zu verringern, wobei diese wirtschaftlichen Vorgaben in einem gewissen Zielkonflikt zu den Kornverlusten stehen.
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Die für die für die Erzielung eines optimalen Einklangs der wirtschaftlichen Vorgaben relevante Bestimmung der Kornverluste bei dem Erntevorgang geht mithin mit einigen Herausforderungen einher. Einerseits kann ein Fahrer des Mähdreschers oder eine Hilfsperson auf der landwirtschaftlichen Fläche zwischen dem vom Mähdrescher hinterlassenen Erntegut die Menge der dort noch enthaltenen Körner (d.h., die Kornverluste) erfassen. Es ist offensichtlich, dass diese Vorgehensweise sowohl umständlich als auch ungenau und eine Einstellung der Maschinenparameter des Mähdreschers basierend auf dieser Vorgehensweise sehr zeitaufwendig ist.
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Eine Alternative hierzu stellt die Bestimmung der Kornverluste mittels sogenannter Kornverlustsensoren dar, welche beispielsweise im Bereich der Abscheideeinrichtung des Mähdreschers und/oder im Bereich einer Auswurfeinrichtung des Mähdreschers angeordnet sind. Derartige Kornverlustsensoren erfassen die Kornverluste beispielsweise anhand des Aufprallverhaltens herunterfallender Körner auf die Sensoren.
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Weiterhin ist der Einsatz sogenannter Prüfschalen bekannt, die zwischen die Hinterräder eines Mähdreschers abgelegt werden können, um das mittels der Auswurfeinrichtung ausgeworfene Erntegut anteilig aufzufangen. Mittels der Prüfschale können dann anhand der in der aufgefangenen Probe des Erntegut enthaltenen Menge an Körnern die Kornverluste bestimmt werden.
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Eine solche Prüfschale ist beispielsweise aus der
DE 198 20 819 C2 bekannt. Die dort beschriebene Prüfschale zur Bestimmung von Kornverlusten weist eine Anordnung von Kästchen definierten Fassungsvermögens auf, die bestimmten Druschfrüchten zugeordnet sind. Je Druschfrucht sind drei Kästchen unterschiedlichen Fassungsvermögens vorgesehen, so dass die in der Erntegutprobe enthaltenen Körner zu Bestimmung der Kornverluste in die Kästchen geschoben werden können, wobei die Anzahl der mit Körnern gefüllten Kästchen die Höhe der Kornverluste angibt.
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Die Bestimmung der Kornverluste mittels einer Prüfschale ist demnach relativ zeitaufwendig, da eine Vielzahl von verschiedenen Schritten manuell durch einen Bediener des Mähdreschers oder eine Hilfsperson ausgeführt werden müssen. So muss beispielsweise zunächst die Prüfschale auf der landwirtschaftlichen Fläche platziert werden, anschließend eine Zuordnung der Körner in die Kästchen erfolgen und abschließend anhand des abgelesenen Kornverlustes ein oder mehrere Maschinenparameter des Mähdreschers manuell eingestellt werden. Das Ergebnis einer solchen Bestimmung ist somit erheblich vom Bediener bzw. der Hilfsperson, die die Bestimmung durchführt, abhängig und kann einem wirtschaftlichen Betrieb des Mähdreschers somit entgegenstehen.
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Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es demnach die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mittels dem die Bestimmung von Kornverlusten in erheblichen Maße vereinfacht und die Zuverlässigkeit bei der Bestimmung verbessert wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst, wobei vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens Gegenstand der entsprechenden abhängigen Patentansprüche 2 bis 14 sind.
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Demnach betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung von Kornverlusten an einem Mähdrescher mittels eines Mobilgeräts, insbesondere eines Smartphones oder Tabletts, und einer Verarbeitungseinrichtung. Das Mobilgerät weist eine Sensoreinrichtung auf. Die Sensoreinrichtung und die Verarbeitungseinrichtung sind zur Übertragung von Daten miteinander verbunden. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Sensoreinrichtung Bilddaten eines über eine Auswurfeinrichtung des Mähdreschers ausgeworfenen Ernteguts erzeugt werden, die an die Verarbeitungseinrichtung übermittelt werden. Mittels der Verarbeitungseinrichtung werden die Bilddaten in einer Analyseroutine unter Anwendung eines Objekterkennungsalgorithmus analysiert, um eine im durch die Bilddaten repräsentierten Erntegut enthaltene Anzahl an Körnern zu ermitteln. Mittels der Verarbeitungseinrichtung wird ferner ein Verlustkornanteil basierend auf der ermittelten Anzahl an Körnern bestimmt.
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Der hierin verwendete Begriff „Verlustkornanteil“ ist im Rahmen dieser Anmeldung als Absolutbetrag an Kornverlusten, beispielsweise ausgedrückt in Kornvolumen oder Kornmasse pro Feldflächeneinheit, oder als ein relativer Betrag, der auf eine andere Größe bezogen ist, zu verstehen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren hat eine Vielzahl von Vorteilen. Einerseits ist die Bestimmung der Kornverluste anhand von Bilddaten, die anhand einer in einer Verarbeitungseinrichtung ausgeführten Analyseroutine analysiert werden, zuverlässiger als eine manuell durchgeführte Bestimmung der Kornverluste. Weiterhin ist die Durchführung der Bestimmung von Kornverlusten deutlich weniger zeitintensiv, da ein Großteil der Verfahrensschritte ohne Eingriff einer Person durchgeführt werden kann. So kann lediglich die Erzeugung von Bilddaten mittels der Sensoreinrichtung an eine Interaktion zwischen der Person und dem Mobilgerät geknüpft sein. Ein Bediener des Mähdreschers kann sich somit verstärkt auf die Fahrtätigkeiten konzentrieren. Genauso gut wäre es möglich, dass die Erzeugung der Bilddaten mittels der Sensoreinrichtung von einer Person durchgeführt wird, die nicht mit der Bedienung des Mähdreschers beauftragt ist.
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Weiterhin wird durch das erfindungsgemäße Verfahren die Möglichkeit geschaffen auch weniger erfahrene Personen in den Erntevorgang zu involvieren, da die Bestimmung der Kornverluste nicht manuell durchgeführt werden muss, entsprechendes spezielles Wissen hierfür somit nicht erforderlich ist.
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Auch können auch etwaige Gefahrensituationen vermieden werden, die beispielsweise bei einem Ablegen einer Prüfschale entstehen können.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der von der Verarbeitungseinrichtung bestimmte Kornverlustanteil einer Person, insbesondere einem Bediener des Mähdreschers, mittels einer Anzeigeeinrichtung angezeigt wird, vorzugsweise gemeinsam mit einer Einstellempfehlung für zumindest einen Maschinenparameter des Mähdreschers. Die Person stellt den zumindest einen Maschinenparameter des Mähdreschers basierend auf dem ihm angezeigten Verlustkornanteil ein, vorzugsweise gemäß der ihm angezeigten Einstellempfehlung, oder die Person löst eine Einstellung des zumindest einen Maschinenparameters gemäß der Einstellempfehlung aus.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verarbeitungseinrichtung zumindest einen Maschinenparameter des Mähdreschers basierend auf dem bestimmten Verlustkornanteil automatisch einstellt.
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Eine Einstellung zumindest eines Maschinenparameters des Mähdreschers basierend auf dem mittels der Verarbeitungseinrichtung bestimmten Kornverlustanteil erlaubt einen optimierten Betrieb des Mähdreschers während der Ernte. Weniger erfahrene aber auch erfahrene Bediener des Mähdreschers können den Mähdrescher so optimal im Hinblick auf den Zielkonflikt von Kornverlusten und Wirtschaftlichkeit während der Ernte betreiben, wobei sie sich nahezu vollständig auf die Fahrtätigkeit des Mähdreschers konzentrieren können.
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Vorzugsweise umfasst der zumindest eine Maschinenparameter zumindest einen Parameter eines Arbeitsorgans des Mähdreschers, insbesondere zumindest ein Parameter eines Fahrantriebs, eines Vorsatzgerätes, eines Dreschwerks, einer Abscheideeinrichtung, einer Siebeinrichtung und/oder einer Reinigungseinrichtung.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Analyse der Bilddaten mittels der Verarbeitungseinrichtung automatisch erfolgt und zwar sobald die Bilddaten mittels der Sensoreinrichtung erzeugt worden sind.
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Hierdurch wird eine Anzahl an Interaktionen zwischen der Person und dem Mobilgerät zur Durchführung des Verfahrens auf ein Minimum reduziert. Eine automatische Analyse der Bilddaten nach Erzeugung derselben mittels der Sensoreinrichtung sorgt für eine effiziente Verfahrensdurchführung.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verarbeitungseinrichtung eine Server-Recheneinheit, insbesondere eine cloudbasierte Server-Recheneinheit, aufweist, wobei die Analyse der Bilddaten und/oder die Bestimmung des Kornverlustanteils in der Server-Recheneinheit durchgeführt wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Mobilgerät eine Mobilgerät-Recheneinheit aufweist, die Teil der Verarbeitungseinrichtung ist, wobei die Analyse der Bilddaten und/oder die Bestimmung des Kornverlustanteils in der Mobilgerät-Recheneinheit durchgeführt wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Mähdrescher eine Mähdrescher-Recheneinheit aufweist, die Teil der Verarbeitungseinrichtung ist, wobei die Analyse der Bilddaten und/oder die Bestimmung des Kornverlustanteils in der Mähdrescher-Recheneinheit durchgeführt wird.
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Je nachdem wie viel Leistung für die Durchführung der Analyse der Bilddaten und die Bestimmung des Kornverlustanteils benötigt wird, kann eine geeignete Recheneinheit gewählt werden, die zur Durchführung der entsprechenden Verfahrensschritte geeignet ist. Durch die Verwendung einer leistungsstarken externen Server-Recheneinheit können beispielsweise die Mähdrescher-Recheneinheit und die Mobilgerät-Recheneinheit weniger leistungsstark und somit kostengünstiger ausgebildet werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Verlustkornanteil unter Berücksichtigung eines Erntegutdurchsatzes des Mähdreschers bestimmt wird, wobei die Verarbeitungseinrichtung, insbesondere die Mähdrescher-Recheneinheit, den Erntegutdurchsatz basierend auf Messwerten eines Durchsatzsensors am Mähdrescher bestimmt.
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Vorzugsweise erfolgt die Bestimmung des Erntegutdurchsatzes mittels eines im Bereich eines Schrägförderers des Mähdreschers angeordneten Durchsatzsensors.
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Durch die Berücksichtigung des Erntegutdurchsatzes des Mähdreschers kann ein auf den Durchsatz bezogener Verlustkornanteil ermittelt werden. Hierdurch kann unmittelbar auf einen Zusammenhang zwischen Erntegutdurchsatz und Kornverlusten geschlossen werden, wodurch Maschinenparameter des Mähdreschers im Hinblick auf ein Optimum aus Erntegutdurchsatz und Kornverlusten eingestellt werden können.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der in der Analyseroutine verwendete Objekterkennungsalgorithmus ein lernfähiger Objekterkennungsalgorithmus ist.
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Mit anderen Worten, die in der Analyseroutine durchgeführte Analyse der Bilddaten basiert in einem solchen Fall auf einer künstlichen Intelligenz.
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Vorzugsweise basiert der lernfähige Objekterkennungsalgorithmus auf einem künstlichen neuronalen Netz.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die mittels der Sensoreinrichtung erzeugten Bilddaten und/oder die mittels der Verarbeitungseinrichtung erzeugten Daten der Analyseroutine zum Trainieren des lernfähigen Objekterkennungsalgorithmus verwendet werden.
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Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, dass der lernfähige Objekterkennungsalgorithmus vor der Durchführung einer ersten Analyseroutine mittels eines Initialdatensatzes, der auf Bilddaten eines Körner enthaltenen Ernteguts basiert, in denen Körner mittels einer manuellen Annotation kenntlich gemacht bzw. identifiziert wurden, trainiert wird/wurde.
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Durch die Verwendung eines lernfähigen Objekterkennungsalgorithmus kann die Genauigkeit bei der Bestimmung der Anzahl der Körner im ausgeworfenen Erntegut und somit die Genauigkeit bei der Bestimmung des Kornverlustanteils gesteigert werden. Dies wiederum führt auch zu einem verbesserten Betrieb des Mähdreschers während der Ernte.
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Es ist ebenso vorstellbar, dass der in der Analyseroutine verwendete Objekterkennungsalgorithmus auf klassischen Objekterkennungsmethoden basiert, wie beispielsweise eine Wasserscheidentransformation, eine Kantendetektion, Histogramm-Methoden oder Eigenspace-Methoden.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung eine bildgebende Sensorik aufweist.
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Vorzugsweise weist die Sensoreinrichtung zumindest eine Kamera auf.
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Ergänzend oder alternativ hierzu ist es vorstellbar, dass die Sensoreinrichtung zumindest eine Stereokamera und/oder zumindest einen LiDAR-Sensor aufweist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das mittels der Sensoreinrichtung zu erfassen Erntegut auf einer landwirtschaftlichen Fläche oder auf einer Schale liegt.
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Die Verwendung einer Schale mit einem definierten Hintergrund sorgt dafür, dass eine Objekterkennung in der Analyseroutine einfacher und schneller erfolgen kann. Der in der Analyseroutine angewendete an Objekterkennungsalgorithmus ist jedoch in gleichem Maße dazu geeignet, Bilddaten eines auf der landwirtschaftlichen Fläche liegenden ausgeworfenen Erntegut zu analysieren. Im Vergleich zur Verwendung einer Schale kann eine Analyse solcher Bilddaten jedoch mit einem erhöhten Verarbeitungsaufwand für die Verarbeitungseinrichtung einhergehen.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ferner durch einen Mähdrescher gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 15 gelöst.
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Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand der in den Figuren abgebildeten Ausführungsformen näher beschrieben.
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Es zeigen:
- 1: eine schematische und exemplarische Ansicht des erfindungsgemäßen Mähdreschers; und
- 2: den erfindungsgemäßen Mähdrescher und ein Mobilgerät in einer Anwendungssituation gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung von Kornverlusten an einem Mähdrescher 1 wird anhand der 1 und 2 näher erläutert. Die Bestimmung der Kornverluste kann bei jedwedem von dem Mähdrescher 1 abgeernteten Erntegut erfolgen. Beispielhaft und nicht erschöpfend sei an dieser Stelle als Erntegut Weizen, Roggen, Mais, Reis oder Soja genannt. Naturgemäß umfasst das Erntegut Kornbestandteile und Nichtkornbestandteile. Bei den Kornbestandteilen handelt es sich um die im Erntegut enthaltenen Körner, einschließlich etwaiger enthaltener Bruchkörner. Als NichtKornbestandteile werden alle restlichen Teile der abgeernteten Pflanze, wie Spreu, Halmteile, etc., bezeichnet.
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1 zeigt eine schematische und exemplarische Ansicht der verschiedenen Arbeitsorgane 2 des erfindungsgemäßen Mähdreschers 1, der eine selbstfahrende landwirtschaftliche Arbeitsmaschine darstellt. Der Mähdrescher 1 weist eine Vielzahl solcher Arbeitsorgane 2 auf, die dem Antrieb des Mähdreschers 1, der Förderung und/oder Verarbeitung des Ernteguts dienen.
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Das Erntegut wird mittels eines Vorsatzgerätes 3 des Mähdreschers 1 aufgenommen und in Form eines ersten Erntegutstroms 100 mittels eines Schrägförderers 4 des Mähdreschers 1 zu einem Dreschwerk 5 des Mähdreschers 1 gefördert. Das Dreschwerk 5, das eine Vielzahl von Dreschorganen aufweist, die von einem Dreschkorb umgeben sind, sorgt dafür, dass eine erste Abscheidung von Körnern aus dem ersten Erntegutstrom 100 in Form eines zweiten Erntegutstroms 200 erfolgt. Der zweite Erntegutstrom 200 wird auf einen Vorbereitungsboden 6 abgeschieden.
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Nach Durchlaufen des Dreschwerks 5 wird ein aus diesem austretender dritter Erntegutstrom 300 einer Abscheideeinrichtung 7 zugeführt. Die im dritten Erntegutstrom 300 noch enthaltenen, freibeweglichen Körner werden mittels der Abscheideeinrichtung 7 in Form eines vierten Erntegutstroms 400 auf einen Rücklaufboden 8 abgeschieden und anschließend dem Vorbereitungsboden 6 zugeführt. Die Abscheideeinrichtung 7 kann als ein nach dem Axialflussprinzip arbeitendes Abscheideaggregat, wie in 1 dargestellt, oder als sogenannter Hordenschüttler, wie in 2 dargestellt, ausgebildet sein. Ein verbleibender fünfter Erntegutstrom 500, der hauptsächlich aus Nichtkornbestandteilen besteht, jedoch auch eine gewisse Anzahl an verbleibenden Körnern 9 enthält, die die sogenannten Kornverluste repräsentieren, wird aus dem Mähdrescher 1 mittels einer Auswurfeinrichtung 10 herausgefördert, wobei dieser vorher eine Zerkleinerungseinrichtung 11 durchlaufen kann. Der von der Auswurfeinrichtung 10 des Mähdreschers 1 herausgeförderte Erntegutstrom 500 wird im Rahmen der Erfindung auch als über die Auswurfeinrichtung 10 des Mähdreschers 1 ausgeworfenes Erntegut bezeichnet.
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Der zweite Erntegutstrom 200 und der vierte Erntegutstrom 400 werden über den Vorbereitungsboden 6 und den Rücklaufboden 8 zu einem sechsten Erntegutstrom 600 zusammengeführt, der einer aus mehreren Siebenebenen bestehenden Siebeinrichtung 12 sowie einer ein Gebläse umfassenden Reinigungseinrichtung 13 zugeführt wird. Der sechste Erntegutstrom 600 wird in diesen Einrichtungen 12, 13 gereinigt, indem noch im Erntegutstrom 600 enthaltenen Nichtkornbestandteile aus dem Erntegutstrom 600 entfernt werden. Diese entfernten Nichtkornbestandteile werden in Form eines siebten Erntegutstroms 700 aus dem Mähdrescher 1 herausgefördert.
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Der Mähdrescher 1 weist ferner eine Überkehrschnecke 14 auf, die dazu eingerichtet ist, einen mittels der Siebeinrichtung 12 und der Reinigungseinrichtung 13 erzeugten achten Erntegutstrom, der in 1 nicht explizit dargestellt ist und der noch nicht ausgedroschene Körner enthalten kann, erneut dem Dreschwerk 5 zuzuführen.
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Ein ebenfalls mittels der Siebeinrichtung 12 und der Reinigungseinrichtung 13 erzeugter neunter Erntegutstrom 900, auch als gereinigter Körnerstrom bezeichnet, wird einem Korntank 15 des Mähdreschers 1 zugeführt. Die in 1 abgebildeten und zuvor beschriebenen Erntegutströme 100 bis 900 sind nicht abschließend zu verstehen und hängen von der technischen Ausgestaltung des Mähdreschers 1 ab.
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Anhand der 2 wird im Folgenden das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung von Kornverlusten an dem Mähdrescher 1 mittels eines Mobilgeräts 16 im Detail beschrieben.
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Das Mobilgerät 16 kann beispielsweise ein Smartphone oder ein Tablett sein. Es zeichnet sich dadurch aus, dass es von einer Person 17 mitgeführt und einfach verwendet werden kann. Vorzugsweise ist das Mobilgerät 16 kein dediziertes Gerät, sondern lässt sich allgemein auch in Lebenssituation verwenden, die mit einer landwirtschaftlichen Tätigkeit nicht zusammenhängen. Die Person 17 kann beispielsweise ein Bediener des Mähdreschers 1 sein oder aber eine andere Person, die nicht mit der Bedienung des Mähdreschers 1 betraut ist, beispielsweise ein Landwirt, der den Bediener des Mähdreschers 1 mit dem Erntevorgang betraut hat.
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Zur Durchführung des Verfahrens ist eine Verarbeitungseinrichtung 18 vorgesehen. Das Mobilgerät 16 weist zumindest eine Sensoreinrichtung 19 auf. Neben der Sensoreinrichtung 19 kann das Mobilgerät 16 eine Mobilgerät-Recheneinheit 18a aufweisen. Der Mähdrescher 1 weist eine Mähdrescher-Recheneinheit 18b auf. Die Mobilgerät-Recheneinheit 18a und die Mähdrescher-Recheneinheit 18b können jeweils allein oder gemeinsam die Verarbeitungseinrichtung 18 bilden. Die Sensoreinrichtung 19 des Mobilgeräts 16 und die Verarbeitungseinrichtung 18 sind zur Übertragung von Daten miteinander verbunden. Miteinander verbunden umfasst in diesem Zusammenhang sowohl eine drahtlose Kommunikation der einzelnen Einheiten 18, 19 miteinander, beispielsweise via Bluetooth und/oder einer anderen bekannten drahtlosen Übertragungstechnik, als auch eine physische Verbindung der einzelnen Einheiten 18, 19 miteinander, beispielsweise kabelgebunden. Neben der Mobilgerät-Recheneinheit 18a und der Mähdrescher-Recheneinheit 18b kann eine weitere Recheneinheit vorgesehen sein, die allein oder gemeinsam mit der Mobilgerät-Recheneinheit 18a und/oder der Mähdrescher-Recheneinheit 18b die Verarbeitungseinrichtung 18 bildet. Eine solche Recheneinheit kann eine externe Recheneinheit darstellen, die weder dem Mähdrescher 1 noch dem Mobilgerät 16 zugeordnet ist. Insbesondere ist eine solche weitere Recheneinheit eine Server-Recheneinheit 18c, die vorzugsweise cloudbasiert arbeitet. Je nach Ausgestaltung der Verarbeitungseinrichtung 18 ist jede der Recheneinheiten 18a, 18b, 18c zur Übertragung von Daten mit der Sensoreinrichtung 19 des Mobilgeräts 16 verbunden. Die Verarbeitungseinrichtung 18 kann weiterhin eine Speichereinheit zur Sicherung von Daten umfassen.
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Wesentlich ist nun, dass mittels der Sensoreinrichtung 19 des Mobilgeräts 16 Bilddaten 20 des über/mittels der Auswurfeinrichtung 10 des Mähdreschers 1 ausgeworfenen Ernteguts erzeugt bzw. generiert werden, die an die Verarbeitungseinrichtung 18 übermittelt werden.
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Die Erzeugung der Bilddaten 20 erfolgt durch eine Interaktion zwischen der Person 17 und dem Mobilgerät 16. Die Person 17 richtet hierzu zunächst das Mobilgerät 16 derart aus, dass zumindest ein Teil des über die Auswurfeinrichtung 9 des Mähdreschers 1 ausgeworfenen Ernteguts in einem Detektionsbereich 21 der Sensoreinrichtung 19 des Mobilgeräts 16 liegt. Daran anschließend initiiert die Person 17 die Erzeugung der Bilddaten 20 mittels der Sensoreinrichtung 19. Sobald die Bilddaten 20 mittels der Sensoreinrichtung 19 erzeugt worden sind, werden diese von der Sensoreinrichtung 19 an die Verarbeitungseinrichtung 18 übermittelt. Die Übermittlung der Bilddaten 20 von der Sensoreinrichtung 19 an die Verarbeitungseinrichtung 18 kann von der Person 17 ausgelöst werden oder aber automatisch erfolgen, sobald die Bilddaten 20 erzeugt wurden.
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Die Sensoreinrichtung 19 weist eine bildgebende Sensorik auf. Die Sensoreinrichtung 19 umfasst vorzugsweise zumindest eine herkömmliche Kamera, insbesondere eine Digitalkamera, mittels der zweidimensionale Bilddaten 20 erzeugt werden können. Es ist ebenfalls möglich, dass die Sensoreinrichtung 19 zumindest eine Stereokamera oder zumindest einen LiDAR-Sensor aufweist, mittels derer dreidimensionale Bilddaten 20 erzeugt werden können. Genauso gut ist es möglich, dass die Sensoreinrichtung 19 eine Kombination der zuvor genannten Sensoren aufweist, um die Bilddaten 20 zu erzeugen.
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Das von der Sensoreinrichtung 19 erfasste Erntegut kann während der Erzeugung der Bilddaten 20 wahlweise auf der landwirtschaftlichen Fläche oder aber auf einer Schale liegen, die von der Person 17 auf der landwirtschaftlichen Fläche abgelegt worden ist.
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Weiterhin ist es wesentlich, dass die Verarbeitungseinrichtung 18 die mittels der Sensoreinrichtung 19 des Mobilgeräts 16 erzeugten Bilddaten 20 in einer Analyseroutine unter Anwendung eines Objekterkennungsalgorithmus analysiert, um eine im durch die Bilddaten 20 repräsentierten Erntegut enthaltene Anzahl an Körnern 9 zu ermitteln. Basierend auf der ermittelten Anzahl an Körnern 9 wird mittels der Verarbeitungseinrichtung 18 ein Verlustkornanteil bestimmt, der die Kornverluste am Mähdrescher 1 repräsentiert.
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Der Verlustkornanteil kann entweder als Absolutbetrag an Kornverlusten, beispielsweise ausgedrückt in Kornvolumen oder Kornmasse pro erfasster Feldflächeneinheit, oder als ein relativer Betrag, der auf eine andere Größe bezogen ist, bestimmt werden. So kann beispielsweise der Verlustkornanteil unter Berücksichtigung eines Erntegutdurchsatzes des Mähdreschers 1 bestimmt werden. Hierzu wird mittels eines Durchsatzsensors 22 am Mähdrescher 1, insbesondere mittels eines im Bereich des Schrägförderers 4 des Mähdreschers 1 angeordneten Durchsatzsensors 22, der Erntegutdurchsatz des Mähdreschers 1 bestimmt. Die durch den Durchsatzsensor 22 generierten Messwerte werden an die Verarbeitungseinrichtung 18, vorzugsweise an die Mähdrescher-Recheneinheit 18b, übermittelt, die basierend auf dem detektieren Erntegutdurchsatz und der bestimmten Anzahl an Körnern 9 im durch die Bilddaten 20 repräsentierten Erntegut den Kornverlustanteil bestimmt.
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Die mittels der Verarbeitungseinrichtung 18 durchgeführte Analyse der Bilddaten 20 erfolgt vorzugsweise automatisch und zwar sobald die Bilddaten 20 mittels der Sensoreinrichtung 19 erzeugt und an die Verarbeitungseinrichtung 18 übermittelt worden sind. Alternativ hierzu ist es ebenfalls vorstellbar, dass die Person 17 die Analyse der Bilddaten 20 mittels der Verarbeitungseinrichtung 18 manuell über einer Interaktion mit dem Mobilgerät 16 initiiert bzw. auslöst.
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Die mittels der Verarbeitungseinrichtung 18 durchgeführte Analyse der Bilddaten 20 zur Bestimmung der Anzahl an Körnern 9 im erfassten ausgeworfenen Erntegut und/oder die Bestimmung des Kornverlustanteils kann von jeder der zuvor erwähnten Recheneinheiten 18a, 18b, 18c der Verarbeitungseinrichtung 18 durchgeführt werden. Vorzugsweise erfolgt die Analyse der Bilddaten 20 zur Bestimmung der Anzahl an Körnern 9 im erfassten ausgeworfenen Erntegut und/oder die Bestimmung des Kornverlustanteils in der Server-Recheneinheit 18c. Genauso gut ist es vorstellbar, dass die beiden Verfahrensschritte Analyse der Bilddaten 20 und Bestimmung des Kornverlustanteils von verschiedenen der zuvor erwähnten Recheneinheiten 18a, 18b, 18c durchgeführt werden. Weiterhin ist es vorstellbar, dass einzelne Verarbeitungsschritte, die in den Verfahrensschritten Analyse der Bilddaten 20 und Bestimmung des Kornverlustanteils abgearbeitet werden, von verschiedenen der zuvor erwähnten Recheneinheiten 18a, 18b, 18c durchgeführt werden.
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Der in der Analyseroutine verwendete Objekterkennungsalgorithmus kann auf klassischen Objekterkennungsmethoden basieren. Hier sind beispielsweise Methoden wie eine Wasserscheidentransformation, eine Kantendetektion, Histogramm-Methoden oder Eigenspace-Methoden zu nennen.
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Vorzugsweise handelt es sich bei dem in der Analyseroutine verwendeten Objekterkennungsalgorithmus um einen lernfähigen Objekterkennungsalgorithmus. Mit anderen Worten, die in der Analyseroutine durchgeführte Analyse der Bilddaten 20 basiert in einem solchen Fall auf einer künstlichen Intelligenz Kl. Die Verarbeitungseinrichtung 18 wendet hierbei ein Maschinenlernmodell an, um zumindest einen Verarbeitungsschritt im Ablauf der Analyseroutine zur Analyse der Bilddaten 20 durchzuführen. Das Maschinenlernmodell wird in einem vor der ersten Durchführung der verfahrensgemäßen Analyse der Bilddaten 20 vorgenommenen Trainingsverfahren auf den Anwendungsfall, hier die Ermittlung einer im ausgeworfenen Erntegut enthaltenen Anzahl an Körnern 9, trainiert. Hierzu wird beispielsweise auf einen Initialdatensatz zurückgegriffen, der auf Bilddaten eines Körner enthaltenen geernteten Ernteguts, das von seiner Zusammensetzung her dem aus dem Mähdrescher 1 mittels der Auswurfeinrichtung 10 ausgeworfenen Erntegut entspricht, basiert, in denen die Körner mittels einer manuellen Annotation kenntlich gemacht bzw. identifiziert wurden. Die während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erzeugten Bilddaten 20 und/oder die mittels der Verarbeitungseinrichtung 18 durch die Analyse der Bilddaten 20 erzeugten Daten betreffend die bestimmte Anzahl an Körnern 9 im Erntegut kann dazu genutzt werden, das Maschinenlernmodell stetig weiter zu trainieren, um somit die Genauigkeit der Ermittlung zu steigern.
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Bei dem Maschinenlernmodell kann es sich beispielsweise um ein trainiertes künstliches neuronales Netz handeln. Auch andere trainierbare Architekturen sind gleichermaßen als Maschinenlernmodell vorstellbar. Der Objekterkennungsalgorithmus ist dazu eingerichtet, Körner 9 in jedem von dem Mähdrescher 1 geernteten und von der Auswurfeinrichtung ausgeworfenen Erntegut, d.h. Weizen, Roggen, Mais, Reis, Soja, etc., zu ermitteln. Hierzu kann ein Klassifikationsschritt beim Ablauf der Analyseroutine durchgeführt werden.
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Der von der Verarbeitungseinrichtung 18 anhand der mittels der Durchführung der Analyseroutine bestimmten Anzahl an Körnern 9 bestimmte Verlustkornanteil kann der Person 17, vorzugsweise dem Bediener des Mähdreschers 1, mittels einer Anzeigeeinrichtung 23 angezeigt werden. Die Anzeigeeinrichtung 23 kann Teil des Mobilgeräts 16 und/oder eine in einer Kabine 24 des Mähdreschers 1 ausgebildete Anzeigeeinrichtung 23 sein. Die Anzeigeeinrichtung 23 ist zur Übertragung von Daten mit der Verarbeitungseinrichtung 18, insbesondere mit jeder der Recheneinheiten 18a, 18b, 18c, verbunden. Der von der Anzeigeeinrichtung 23 der Person 17 angezeigte Verlustkornanteil kann von der Person 17 dahingehend genutzt werden zumindest einen Maschinenparameter des Mähdreschers 1 einzustellen.
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Als Maschinenparameter des Mähdreschers 1 im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Parameter eines Arbeitsorgans 2 des Mähdreschers 1, insbesondere Parameter eines Fahrantriebs, Parameter des Vorsatzgerätes 3, Parameter des Dreschwerks 5, Parameter der Abscheideeinrichtung 7, Parameter der Siebeinrichtung 12 und/oder Parameter der Reinigungseinrichtung 13 des Mähdreschers 1, anzusehen, wobei diese Aufzählung von Maschinenparameter keinesfalls als erschöpfend anzusehen ist.
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Vorzugsweise wird der Person 17 auf der Anzeigeeinrichtung 23 der Verlustkornanteil gemeinsam mit einer Einstellempfehlung für den zumindest einen Maschinenparameter des Mähdreschers 1 angezeigt. Die Person 17 kann basierend auf dem ihr angezeigten Verlustkornanteil und der ihr angezeigten Einstellempfehlung für den zumindest einen Maschinenparameter des Mähdreschers 1 den zumindest einen Maschinenparameter des Mähdreschers 1 einstellen. Auch ist es möglich, dass die Person 17 basierend auf dem ihr angezeigten Verlustkornanteil und der ihr angezeigten Einstellempfehlung für den zumindest einen Maschinenparameter des Mähdreschers 1 eine Einstellung des zumindest einen Maschinenparameters durch die Verarbeitungseinrichtung 18 gemäß der angezeigten Einstellempfehlung auslöst bzw. initiiert.
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Besonders bevorzugt kann basierend auf dem bestimmten Kornverlustanteil eine automatische Einstellung des zumindest eines Maschinenparameters des Mähdreschers 1 mittels der Verarbeitungseinrichtung 18 vorgenommen werden. Ist eine Bestimmung des Verlustkornanteils mittels der Verarbeitungseinrichtung 18 erfolgt, so kann eine Einstellung des zumindest einen Maschinenparameters des Mähdreschers 1 mittels der Verarbeitungseinrichtung 18 basierend auf dem bestimmten Kornverlustanteil automatisch erfolgen. Der Einstellung des zumindest einen Maschinenparameters des Mähdreschers 1 kann ferner ein Optimierungsziel zugrunde gelegt werden.
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Gemäß der vorzunehmenden Einstellung des zumindest einen Maschinenparameters erzeugt bzw. generiert die Verarbeitungseinrichtung 18 zumindest ein Steuersignal A zur Ansteuerung zumindest eines Arbeitsorgans 2 des Mähdreschers 1, insbesondere zur Ansteuerung zumindest eines Aktors zumindest eines Arbeitsorgans 2 des Mähdreschers 1. Die Erzeugung des zumindest einen Steuersignals A kann grundsätzlich von jeder der Recheneinheiten 18a, 18b, 18c der Verarbeitungseinrichtung 18 vorgenommen werden. Auch ist es möglich, dass verschiedene Steuersignale A für verschiedene Arbeitsorgane 2 des Mähdreschers 1 von verschiedenen Recheneinheiten 18a, 18b, 18c erzeugt werden. Bevorzugt erfolgt die Erzeugung des zumindest einen Steuersignals A mittels der Mähdrescher-Recheneinheit 18b.
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Zusammengefasst erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren demnach eine sehr einfache, zeiteffiziente und genaue Bestimmung der Kornverluste an dem Mähdrescher 1, indem die Analyse der Bilddaten 20 in der Analyseroutine unter Anwendung des Objekterkennungsalgorithmus erfolgt. Die Person 17 kann durch das Verfahren entlastet werden und sich auf andere wesentliche Aufgaben während des Erntevorgangs konzentrieren. Weiterhin kann auf Grundlage der Bestimmung eine optimierte Ansteuerung des Mähdreschers 1 erfolgen, so dass verschiedenste Zielsetzungen beim Erntevorgang erfüllt werden können und der eingangs erwähnte Zielkonflikt zwischen Kornverlusten und Wirtschaftlichkeit optimal gelöst wird.
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Abschließend sei angemerkt, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen lediglich zur Beschreibung der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch keinesfalls als einschränkend oder erschöpfend anzusehen sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Mähdrescher
- 2
- Arbeitsorgan
- 3
- Vorsatzgerät
- 4
- Schrägförderer
- 5
- Dreschwerk
- 6
- Vorbereitungsboden
- 7
- Abscheideeinrichtung
- 8
- Rücklaufboden
- 9
- Körner im ausgeworfenen Erntegut
- 10
- Auswurfeinrichtung
- 11
- Zerkleinerungseinrichtung
- 12
- Siebeinrichtung
- 13
- Reinigungseinrichtung
- 14
- Überkehrschnecke
- 15
- Korntank
- 16
- Mobilgerät
- 17
- Person
- 18
- Verarbeitungseinrichtung
- 18a
- Mobilgerät-Recheneinheit
- 18b
- Mähdrescher-Recheneinheit
- 18c
- Server-Recheneinheit
- 19
- Sensoreinrichtung
- 20
- Bilddaten
- 21
- Detektionsbereich der Sensoreinrichtung
- 22
- Durchsatzsensor
- 23
- Anzeigeeinrichtung
- 24
- Kabine
- 100
- erster Erntegutstrom
- 200
- zweiter Erntegutstrom
- 300
- dritter Erntegutstrom
- 400
- vierter Erntegutstrom
- 500
- fünfter Erntegutstrom
- 600
- sechster Erntegutstrom
- 700
- siebter Erntegutstrom
- 900
- neunter Erntegutstrom
- A
- Steuersignal
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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