DE102022120893A1

DE102022120893A1 - Verbesserte Lagebestimmung für landwirtschaftliche Geräte

Info

Publication number: DE102022120893A1
Application number: DE102022120893.1A
Authority: DE
Inventors: Frank Große Prues
Original assignee: Amazonen Werke H Dreyer SE and Co KG
Current assignee: Amazonen Werke H Dreyer SE and Co KG
Priority date: 2022-08-18
Filing date: 2022-08-18
Publication date: 2024-02-29
Also published as: WO2024037740A1

Abstract

Landwirtschaftliches Gerät (1) zum Ausbringen von Material, wie Düngemittel, Pflanzenschutzmittel oder Saatgut, umfassend ein Trägerteil (11), ein am Trägerteil (11) angeordnetes Verteilergestänge (12), wobei das Verteilergestänge (12) zumindest teilweise um eine in Fahrtrichtung des landwirtschaftlichen Geräts weisende Achse drehbar ist, eine erste Sensoranordnung (100a) zur Erfassung eines Drehwinkels des Trägerteils (11), eine zweite Sensoranordnung (100b) zur Erfassung einer Drehgeschwindigkeit und/oder Drehbeschleunigung des Trägerteils (11), eine dritte Sensoranordnung (101) zur Erfassung eines relativen Winkels zwischen dem Trägerteil (11) und dem Verteilergestänge (12), und eine elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung (200), die dazu konfiguriert ist, einen Neigungswinkel des Verteilergestänges (12) bezüglich einer Referenzebene (20a, 20b) auf Grundlage von Sensordaten der ersten Sensoranordnung (100a), der zweiten Sensoranordnung (100b) und der dritten Sensoranordnung (101) zu bestimmen.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein landwirtschaftliches Gerät zum Ausbringen von Material, wie Düngemittel, Pflanzenschutzmittel oder Saatgut sowie ein Verfahren zur Bestimmung des Neigungswinkels eines Verteilergestänges eines landwirtschaftlichen Geräts.
Hintergrund
Derartige landwirtschaftliche Geräte sind generell bekannt, beispielsweise als Feldspritzen. Um das Material großflächig und effizient auf dem zu bearbeitenden Feldboden auszubringen, weisen die landwirtschaftlichen Geräte ein Verteilergestänge mit mehreren Ausbringungselementen, etwa Sprühdüsen auf. Das Verteilergestänge erstreckt sich quer zur Fahrtrichtung und kann Arbeitsbreiten von bis zu 50m oder mehr aufweisen. Dabei soll der Abstand zwischen dem Verteilergestänge und dem Boden über die gesamte Arbeitsbreite des Verteilergestänges möglichst konstant bleiben. Das bedeutet, dass das Verteilergestänge möglichst parallel zum zu bearbeitenden Boden gehalten wird. Daher ist es notwendig, den Abstand des Verteilergestänges zum Boden während der Fahrt möglichst genau zu erfassen.
Aus der EP 3 007 553 B1 ist eine Vorrichtung zum Ausbringen von flüssigen und/oder festen Wirkstoffen mit einem Gestänge bekannt, bei dem mittels einer ersten Sensoranordnung eine Drehgeschwindigkeit des Gestänges bezüglich einer Referenzebene und mittels einer zweiten Sensoranordnung eine Drehlage des Gestänges bezüglich der Referenzebene erfasst werden. Diese Sensoren sind häufig direkt an den Auslegern des Gestänges angeordnet. Durch zeitliche Integration der Drehgeschwindigkeit wird die Drehlage des Gestänges in Bezug auf die Referenzebene berechnet, und durch eine Fusionierung der berechneten und der gemessenen Drehlage des Gestänges wird die momentane Drehlage des Gestänges in Bezug auf die Referenzebene bestimmt.
Die Sensorik dieses aus dem Stand der Technik bekannten Systems ist jedoch aufwändig und anfällig. Beispielsweise sind die an den Auslegern angeordneten Sensoren bei einer Fahrt über das Feld gefährdet. So können die Ausleger bei hohem Pflanzenwuchs Pflanzen auf dem Feld streifen, und die Sensoren können beschädigt werden. Auch ist eine Verkabelung der Sensoren kompliziert, da die Kabel entlang der einklappbaren Ausleger geführt werden müssen. Bei der Bewegung der Ausleger können daher Schäden an den Kabeln auftreten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes landwirtschaftliches Gerät anzugeben, bei dem eine Neigung eines Verteilergestänges präzise bestimmt werden kann.
Zusammenfassung
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein landwirtschaftliches Gerät zum Ausbringen von Material, wie Düngemittel, Pflanzenschutzmittel oder Saatgut gemäß Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Das landwirtschaftliche Gerät, umfasst ein Trägerteil, ein am Trägerteil angeordnetes Verteilergestänge, wobei das Verteilergestänge zumindest teilweise um eine in Fahrtrichtung des landwirtschaftlichen Geräts weisende Achse drehbar ist, eine erste Sensoranordnung zur Erfassung eines Drehwinkels des Trägerteils, eine zweite Sensoranordnung zur Erfassung einer Drehgeschwindigkeit und/oder Drehbeschleunigung des Trägerteils, eine dritte Sensoranordnung zur Erfassung eines relativen Winkels zwischen dem Trägerteil und dem Verteilergestänge, und eine elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung, die dazu konfiguriert ist, einen Neigungswinkel des Verteilergestänges bezüglich einer Referenzebene auf Grundlage von Sensordaten der ersten Sensoranordnung, der zweiten Sensoranordnung und der dritten Sensoranordnung zu bestimmen. Insbesondere umfasst die zweite Sensoranordnung mindestens einen Sensor, der auf einem anderen Messprinzip basiert als ein Sensor der ersten Sensoranordnung.
Das landwirtschaftliche Gerät kann insbesondere eine Feldspritze sein. Es kann sich um eine selbstfahrende Feldspritze, eine gezogene Feldspritze oder eine getragene Feldspritze handeln.
Das Trägerteil kann ein Teil eines Fahrwerks des landwirtschaftlichen Geräts sein. Es kann sich bei dem Trägerteil auch um einen Trägerrahmen handeln, beispielsweise, wenn es sich bei dem landwirtschaftlichen Gerät um eine getragene Feldspritze handelt.
Es ist möglich, dass das gesamte Verteilergestänge um die in Fahrtrichtung des landwirtschaftlichen Geräts weisende Achse drehbar ist. Es ist auch möglich, dass das Verteilergestänge seitliche Ausleger aufweist, die jeweils um eine in Fahrtrichtung des landwirtschaftlichen Geräts weisende Achse dreh- und/oder schwenkbar sind. Dabei können die Ausleger um eine gemeinsame Achse dreh- und/oder schwenkbar sein. Es ist ebenfalls möglich, dass die Ausleger jeweils um eine separate Achse dreh- und/oder schwenkbar sind.
Die Referenzebene kann je nach Anwendungsfall und/oder Bedarf die landwirtschaftliche Nutzfläche, insbesondere ein gemitteltes Bodenprofil des Ackerbodens auf dem das landwirtschaftliche Gerät sich bewegt, ein künstlicher Horizont, d.h. eine errechnete Ebene, oder ein Höhenprofil des Pflanzenbestandes darstellen. Alternativ oder zusätzlich kann die Referenzebene eine beliebig vorgegebene, insbesondere in einer Speichervorrichtung der elektronischen Datenverarbeitungsvorrichtung hinterlegte, Ebene im Raum sein. Darüber hinaus kann die Referenzebene alternativ durch mehrere Punkte entlang einer beliebigen, insbesondere gekrümmten, Kontur festgelegt sein.
Die Bestimmung des Neigungswinkels des Verteilergestänges erfolgt somit auf Grundlage der ermittelten Neigung des Trägerteils und des relativen Winkels zwischen dem Trägerteil und dem Verteilergestänge. Da der Trägerteil im Vergleich zu dem Verteilergestänge kompakter und näher am Massenschwerpunkt des landwirtschaftlichen Geräts angeordnet ist, ist er unempfindlicher gegenüber Schwingungen, insbesondere um eine in Fahrtrichtung zeigenden Achse. Somit kann die Neigungslage des Trägerteils, und damit die des Verteilergestänges, auf robuste und verbesserte Art und Weise bestimmt werden. Beispielsweise ist es möglich, dass eine Tiefpassfilterung der Sensorsignale zum Herausfiltern von Schwingungsbewegungen vereinfacht oder sogar überflüssig wird.
Die erste Sensoranordnung kann einen oder mehrere Sensoren umfassen, die die Drehlage des Trägerteils direkt bestimmen. Solche Sensoren können beispielsweise als Neigungsmesser oder Inklinometer ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die erste Sensoranordnung einen oder mehrere Sensoren umfassen, die eine Beschleunigung des Trägerteils, insbesondere eine lineare Beschleunigung des Trägerteils, erfassen können. Es ist bekannt, dass die Drehwinkel (die Euler- oder Kardanwinkel) eines Körpers in einem erdfesten Bezugssystem auf Grundlage der Beziehungen zwischen den Beschleunigungen im körperfesten System und der Gravitationsbeschleunigung bestimmt werden können. Beispielsweise kann sich das landwirtschaftliche Gerät in x-Richtung bewegen, wobei die x-Richtung des körperfesten Systems mit der x-Richtung des erdfesten Bezugssystems zusammenfällt. Das Verteilergestänge erstreckt sich in diesem Fall in y-Richtung, und die z-Richtung entspricht der vertikalen Hochachse. In diesem beispielhaften Fall kann der Drehwinkel α des Trägerteils um die x-Achse mittels der folgenden Formel bestimmt werden: $α = arcsin (- \frac{a_{y}}{g})$
Hierbei bezeichnet g die Erdbeschleunigung und a_y die im körperfesten System bestimmte Beschleunigung in y-Richtung. Es ist anzumerken, dass dies lediglich eine beispielhafte Möglichkeit zur Bestimmung des Drehwinkels aufgrund der ermittelten Beschleunigungen ist.
Es ist weiterhin möglich, dass die erste Sensoranordnung einen oder mehrere Sensoren umfasst, die dazu ausgebildet sind, einen Abstand des Trägerteils vom Boden bestimmen. Insbesondere kann die erste Sensoranordnung dazu ausgebildet sein, den jeweiligen Abstand des Trägerteils vom Boden an zwei Punkten zu bestimmen, die einen unterschiedlichen radialen Abstand zu einer in Fahrtrichtung des landwirtschaftlichen Geräts weisenden Drehachse aufweisen.
Aufgrund der jeweiligen Abstände kann es möglich sein, einen Drehwinkel des Trägerteils um die Drehachse zu bestimmen.
Die zweite Sensoranordnung kann insbesondere einen oder mehrere Sensoren umfassen, die eine Drehgeschwindigkeit des Trägerteils bestimmen. Durch eine zeitliche Integration der Drehgeschwindigkeit kann aus der Drehgeschwindigkeit der Drehwinkel errechnet werden.
Durch die Verwendung der Signale der ersten und der zweiten Sensoranordnung ist es möglich, die Drehlage des Trägerteils je nach Situation korrekt zu bestimmen. So sind üblicherweise die Signale der zweiten Sensoranordnung empfindlicher gegenüber zeitlich kurzen Lageänderungen, die beispielsweise beim Überfahren eines Steins oder Ähnlichem auftreten. Demgegenüber können die Signale der ersten Sensoranordnung besser geeignet sein, um eine konstante Neigung, beispielsweise bei einer Hangfahrt, festzustellen.
Die erste Sensoranordnung und/oder die zweite Sensoranordnung kann bzw. können direkt an dem Trägerteil angeordnet sein. Es ist auch möglich, dass die erste Sensoranordnung und/oder die zweite Sensoranordnung an einem Teil des Verteilergestänges angeordnet ist bzw. sind, welches drehfest mit dem Trägerteil verbunden ist, beispielsweise an einem Mittelteil des Verteilergestänges. Die dritte Sensoranordnung kann an einem Drehpunkt des Verteilergestänges bzw. eines Auslegers des Verteilergestänges angeordnet sein. Es ist weiterhin möglich, dass die erste, zweite und/oder dritte Sensoranordnung an einem Trägerfahrzeug angeordnet ist bzw. sind, wenn das Trägerteil drehfest mit dem Trägerfahrzeug verbunden ist.
Durch die Anordnung der Sensoren an dem Trägerteil kann die Notwendigkeit einer aufwändigen Verkabelung entfallen. Weiterhin können die Sensoren besser vor einer Beschädigung, beispielsweise durch Kollisionen mit Pflanzenbewuchs, geschützt sein.
Das landwirtschaftliche Gerät kann weiterhin eine oder mehrere Stellvorrichtungen umfassen, mit denen die Neigung des Verteilergestänges beeinflusst werden kann. Die Stellvorrichtungen können insbesondere als hydraulisch und/oder pneumatisch betreibbare Stellzylinder ausgebildet sein. Die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung kann dazu konfiguriert sein, die eine oder mehreren Stellvorrichtungen auf Grundlage des bestimmten Neigungswinkels des Verteilergestänges bezüglich der Referenzebene anzusteuern. Insbesondere kann die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung dazu konfiguriert sein, die eine oder mehreren Stellvorrichtungen so anzusteuern, dass der Neigungswinkel des Verteilergestänges zu der Referenzebene konstant gehalten oder auf einen gewünschten Wert eingestellt wird.
Die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung kann dazu konfiguriert sein, eine Sensordatenfusion der Sensordaten der ersten Sensoranordnung und der zweiten Sensoranordnung vorzunehmen. Bei einer solche Sensordatenfusion ergänzen sich die Sensordaten der ersten und der zweiten Sensoranordnung komplementär, so dass die Neigung des Trägerteils sehr präzise bestimmt werden kann. Insbesondere ist es möglich, dass die erste Sensoranordnung Messungenauigkeiten und/oder -schwankungen der zweiten Sensoranordnung ausgleichen kann und umgekehrt. Besonders effektiv kann eine solche Sensordatenfusion sein, wenn Sensoren der ersten Sensoranordnung ein unterschiedliches Messprinzip von Sensoren der zweiten Sensoranordnung aufweisen.
Beispielsweise kann eine Bestimmung des Drehwinkels mittels der ersten Sensoranordnung aufgrund der gemessenen Beschleunigungen, wie oben beschrieben, zwar rechnerisch einfach sein, sie kann aber auch störanfällig gegenüber kurzzeitigen Schwankungen sein. Demgegenüber kann die Bestimmung des Drehwinkels über die zeitliche Integration der Sensordaten der zweiten Sensoranordnung weniger anfällig gegenüber kurzzeitigen Schwankungen sein, allerdings kann sie mit einer Unsicherheit aufgrund der auftretende Integrationskonstanten behaftet sein. Durch eine Sensordatenfusion kann somit erreicht werden, dass die Nachteile der einen Methode durch die andere Methode ausgeglichen werden können.
Eine solche Sensordatenfusion kann beispielsweise derart ausgebildet sein, dass ein Schätzalgorithmus verwendet wird, um aus dem Drehwinkel, der aufgrund der Sensordaten der ersten Sensoranordnung bestimmt wird, und dem Drehwinkel, der der aufgrund der Sensordaten der zweiten Sensoranordnung bestimmt wird, eine Schätzung des wahren Drehwinkels zu erhalten. Solche Schätzalgorithmen sind an sich bekannt. Beispielsweise kann in Kalman-Filter verwendet werden.
Die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung kann weiterhin dazu konfiguriert sein, einen Neigungswinkel des Trägerteils bezüglich der Referenzebene auf Grundlage der Sensordaten der ersten und der zweiten Sensoranordnung, insbesondere auf Grundlage der fusionierten Sensordaten, zu bestimmen, und den Neigungswinkel des Verteilergestänges auf Grundlage des bestimmten Neigungswinkels des Trägerteils und der Sensordaten der dritten Sensoranordnung zu bestimmen. Mit anderen Worten kann zunächst ein Neigungswinkel des Trägerteils zur Referenzebene wie oben angegeben mit hoher Präzision bestimmt werden, bevor anschließend der Neigungswinkel des Verteilergestänges ermittelt wird. Somit kann auch der Neigungswinkel des Verteilergestänges mit entsprechend hoher Präzision bestimmt werden.
Die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung kann insbesondere dazu konfiguriert sein, eine zeitliche Integration der Sensordaten der zweiten Sensoranordnung vorzunehmen. Dabei kann es sich bei der Integration der Sensordaten der zweiten Sensoranordnung um eine einfache zeitliche Integration handeln, falls die zweite Sensoranordnung eine Drehrate des Trägerteils erfasst. Durch die Integration der Sensordaten der zweiten Sensoranordnung kann ein Drehwinkel des Trägerteils errechnet werden. Es kann sich bei der Integration der Sensordaten der zweiten Sensoranordnung um eine zweifache zeitliche Integration handeln, falls die zweite Sensoranordnung eine Drehbeschleunigung des Trägerteils erfasst. Weiterhin kann die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung dazu konfiguriert sein, eine Sensordatenfusion der Sensordaten der ersten Sensoranordnung und der integrierten Sensordaten der zweiten Sensoranordnung vorzunehmen, und eine Addition oder Subtraktion der fusionierten Sensordaten und der Sensordaten der dritten Sensoranordnung vorzunehmen.
Mit anderen Worten kann die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung dazu ausgebildet sein, einen Neigungswinkel α des Gestänges zu einer Referenzebene basierend auf den Sensordaten der ersten Sensoranordnung, den Sensordaten der zweiten Sensoranordnung und den Sensordaten der dritten Sensoranordnung folgendermaßen zu bestimmen: $α = α_{0} + α_{r} = 〈 ƒ (S_{1}) | g (S_{2}) 〉 + h (S_{3})$
Hierbei bezeichnet α₀ den Neigungswinkel des Trägerteils zu der Referenzebene und α_r den relativen Winkel zwischen dem Gestänge und dem Trägerteil. S₁, S₂ und S₃ bezeichnen jeweils die Sensordaten der ersten, zweiten und dritten Sensoranordnung. f(S₁) bezeichnet eine Funktion, die den Neigungswinkel des Trägerteils in Abhängigkeit der Sensordaten S₁ angibt. Analog bezeichnet g(S₂) eine Funktion, die den Neigungswinkel des Trägerteils in Abhängigkeit der Sensordaten S₂ angibt. Die Funktion g(S₂) umfasst dabei mindestens eine zeitliche Integration der Sensordaten S₂. Die Notation 〈(f(S₁)|g(S₂)〉 zeigt an, dass eine Sensordatenfusion der Sensordaten S₁ und S₂ durchgeführt wird. Die Funktion h(S₃) bezeichnet eine Funktion, die den relativen Neigungswinkel des Verteilergestänges relativ zu dem Trägerteil in Abhängigkeit der Sensordaten S₃ angibt.
Die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung kann weiterhin dazu konfiguriert sein, bei der Bestimmung des Neigungswinkels des Verteilergestänges Kalibrationsdaten der ersten und/oder zweiten Sensoranordnung zu berücksichtigen. Die Daten können, beispielsweise als Kalibrationskurve, in einer Speichereinrichtung der elektronischen Datenverarbeitungsvorrichtung hinterlegt sein. Dabei können die Kalibrationsdaten Daten sein, die den Neigungswinkel des Trägerteils mit Ausgabewerten der ersten und/oder zweiten Sensoranordnung verknüpfen. Die Kalibrationsdaten können durch eine Kalibrationsmessung, beispielsweise während oder nach der Montage der ersten und/oder zweiten Sensoranordnung, ermittelt werden. Durch die Berücksichtigung der Kalibrationsdaten ist es beispielsweise möglich, Messfehler des Neigungswinkels aufgrund von Ungenauigkeiten bei der Montage der Sensoren zu vermeiden und/oder zu korrigieren. Auf diese Weise kann eine besonders präzise Bestimmung des Neigungswinkels des Trägerteils erreicht werden.
Die dritte Sensoranordnung kann ein Potentiometer, insbesondere ein Dreh- oder Winkelpotentiometer, umfassen. Potentiometer sind für die Messung des relativen Winkels vorteilhaft, da sie mit hoher Präzision ausgelesen werden können. Weiterhin sind Potentiometer sehr robuste Messinstrumente. Die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung kann weiterhin dazu konfiguriert sein, bei der Bestimmung des Neigungswinkels des Verteilergestänges Kalibrationsdaten des Potentiometers zu berücksichtigen. Dabei können die Kalibrationsdaten Daten sein, die den relativen Winkel des Verteilergestänges bzw. eines Auslegers des Verteilergestänges mit Ausgabewerten des Potentiometers verknüpfen. Die Daten können, beispielsweise als Kalibrationskurve, in einer Speichereinrichtung der elektronischen Datenverarbeitungsvorrichtung hinterlegt sein. Auf diese Weise kann eine besonders präzise Bestimmung des relativen Winkels zwischen dem Verteilergestänge und dem Trägerteil erreicht werden.
Es ist weiterhin möglich, dass die dritte Sensoranordnung einen oder mehrere Beschleunigungssensoren umfasst. Insbesondere kann die dritte Sensoranordnung einen an dem Verteilergestänge angeordneten und einen an dem Trägerteil angeordneten Beschleunigungssensor umfassen. Durch einen Vergleich der von diesen Sensoren ermittelten Beschleunigungen kann ein relativer Winkel zwischen dem Trägerteil und dem Verteilergestänge ermittelt werden. Es ist möglich, dass die dritte Sensoranordnung einen Beschleunigungssensor der ersten Sensoranordnung und einen für andere Zwecke vorgesehenen an dem Verteilergestänge angeordneten Beschleunigungssensor umfasst. So kann eine Reduzierung der nötigen Sensoren erreicht werden.
Die erste und die zweite Sensoranordnung können dazu ausgebildet sein, den Drehwinkel und/oder die Drehgeschwindigkeit des Trägerteils bezüglich einer ersten Referenzebene zu erfassen, und die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung kann dazu konfiguriert sein, den Neigungswinkel des Verteilergestänges bezüglich einer zweiten Referenzebene zu bestimmen. Insbesondere können die erste und die zweite Referenzebene unterschiedliche Ebenen sein. Beispielsweise kann für das Trägerteil ein Neigungswinkel zum Boden, und ein Neigungswinkel des Verteilergestänges zum künstlichen Horizont bestimmt werden. Dies kann beispielswiese vorteilhaft sein, wenn es messtechnisch einfach ist, die Neigung des Trägerteils zum Boden zu bestimmen, es aber gewünscht ist, dass das Verteilergestänge in einem konstanten Abstand zum künstlichen Horizont geführt wird.
Es ist möglich, dass in diesem Fall zusätzliche Daten, die die erste und die zweite Referenzebene miteinander verknüpfen, in einer Speichereinrichtung der elektronischen Datenverarbeitungsvorrichtung hinterlegt sind.
Die erste Sensoranordnung und/oder die zweite Sensoranordnung können Teil einer inertialen Messeinheit, IMU, sein. Solche IMUs sind robuste und kompakte Messeinheiten, die die Möglichkeit bieten, mittels Inertialsensoren, beispielsweise Beschleunigungs- und/oder Drehratensensoren, verschiedene kinematische Daten, insbesondere Drehraten und Beschleunigungen, in mehreren Freiheitsgraden zu erfassen. Insbesondere können die erste Sensoranordnung und die zweite Sensoranordnung Teil einer einzigen IMU sein, so dass eine kompakte Ausbildung des Sensorsystems möglich ist. Es ist aber auch möglich, dass die erste Sensoranordnung und die zweite Sensoranordnung Teile unterschiedlicher IMUs sind. So ist es möglich, die Beschleunigungssensoren einer IMU zu verwenden, um wie oben beschrieben den Drehwinkel des Trägerteils über eine Beziehung der gemessenen Beschleunigung mit der Erdbeschleunigung zu bestimmten. Die Drehratensensoren können verwendet werden, um den Drehwinkel über eine zeitliche Integration zu bestimmen.
In einer alternativen Ausführungsform ist es möglich, dass die erste Sensoranordnung und/oder die zweite Sensoranordnung jeweils eine oder mehrere IMUs umfassen. Beispielsweise ist es möglich, dass die erste Sensoranordnung eine erste IMU, die an einer ersten Stelle des Trägerteils angeordnet ist, und eine zweite IMU, die an einer zweiten Stelle des Trägerteils angeordnet ist, umfasst. Durch die Auswertung, insbesondere Fusionierung, der Sensordaten der ersten und der zweiten IMU kann der Drehwinkel des Trägerteils mit hoher Präzision ermittelt werden. Analog kann die zweite Sensoranordnung mehrere IMUs umfassen. Es ist auch möglich, dass mehrere IMUs Teil sowohl der ersten als auch der zweiten Sensoranordnung sind. Dabei können beispielsweise die Beschleunigungssensoren der IMUs zur Bestimmung des Drehwinkels und die Drehratensensoren der IMUs zur Bestimmung der Drehgeschwindigkeit verwendet werden.
In dem Fall, dass die erste Sensoranordnung jeweils eine Beschleunigung entlang mindestens zweier zueinander orthogonaler Achsen und die zweite Sensoranordnung jeweils eine Drehrate um mindestens zwei zueinander orthogonale Achsen erfassen kann, ist es möglich, dass die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung dazu konfiguriert ist, aufgrund der bestimmten Beschleunigungen und Drehraten eine Drehrate um eine beliebige weitere Drehachse zu bestimmen. Dies ist möglich, solange jeweils eine Drehachse der zweiten Sensoranordnung im Wesentlichen parallel zu jeweils einer Beschleunigungsachse der ersten Sensoranordnung verläuft. Die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung kann dabei auf an sich bekannte trigonometrische Umformungen und Koordinatentransformationen zurückgreifen. Dies kann die Berechnung der Drehrate um die beliebige Achse vereinfachen.
Insbesondere kann die erste Sensoranordnung jeweils eine Beschleunigung entlang mindestens dreier zueinander orthogonaler Achsen erfassen und die zweite Sensoranordnung jeweils eine Drehrate um drei zueinander orthogonale Achsen erfassen, wobei jeweils eine Drehachse der zweiten Sensoranordnung im Wesentlichen parallel zu jeweils einer Beschleunigungsachse der ersten Sensoranordnung verläuft. Eine solche Konfiguration ermöglicht eine genaue Bestimmung der Drehrate um eine beliebige Achse unabhängig von der Orientierung der ersten und der zweiten Sensoranordnung relativ zu dem Trägerteil.
Das Verteilergestänge kann einen Mittelrahmen, der drehfest mit dem landwirtschaftlichen Gerät, insbesondere dem Trägerteil, verbunden ist, und zwei mit dem Mittelrahmen verbundene seitliche Ausleger umfassen. Hierbei können die Ausleger jeweils um eine in Fahrtrichtung des landwirtschaftlichen Geräts weisende Achse schwenkbar sein.
In diesem Fall kann die dritte Sensoranordnung dazu ausgebildet sein, einen relativen Winkel zwischen einem ersten der seitlichen Ausleger und dem Trägerteil zu bestimmen, einen relativen Winkel zwischen dem zweiten der seitlichen Ausleger und dem Trägerteil zu bestimmen, und einen Neigungswinkel des ersten Auslegers bezüglich einer Referenzebene und/oder einen Neigungswinkel des zweiten Auslegers bezüglich einer Referenzebene auf Grundlage von Sensordaten der ersten Sensoranordnung, der zweiten Sensoranordnung und der dritten Sensoranordnung zu bestimmen. Somit kann auch für ein Verteilergestänge, bei dem beide Ausleger unabhängig voneinander verschwenkt und/oder angewinkelt werden können, der jeweilige Neigungswinkel der Ausleger auf präzise und robuste Art und Weise bestimmt werden.
Insbesondere kann die dritte Sensoranordnung für beide Ausleger jeweils einen Sensor, insbesondere ein Potentiometer, umfassen. Diese Sensoren können insbesondere an den jeweiligen Drehpunkten der Ausleger angeordnet sein. Auch hier können entsprechende Kalibrationsdaten der Potentiometer hinterlegt sein, beispielweise in einer Speichereinheit einer elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine.
Analog zu dem oben Gesagten kann die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung dazu ausgebildet sein, den Neigungswinkel α₁ des ersten Auslegers und α₄ des zweiten Auslegers zu der Referenzebene basierend auf den Sensordaten der ersten Sensoranordnung, den Sensordaten der zweiten Sensoranordnung, und den Sensordaten der dritten Sensoranordnung folgendermaßen zu bestimmen: $α_{1} = α_{0} + α_{2} = 〈 ƒ (S_{1}) | g (S_{2}) 〉 + h_{1} (S_{3})$
$α_{4} = α_{0} + α_{3} = 〈 ƒ (S_{1}) | g (S_{2}) 〉 + h_{2} (S_{4})$
Hierbei bezeichnet α₀ wiederum den Neigungswinkel des Trägerteils zu der Referenzebene. S₁ und S₂ bezeichnen jeweils die Sensordaten der ersten und zweiten Sensoranordnung. S₃ und S₄ bezeichnen jeweils die Sensordaten der dritten Sensoranordnung, die sich auf den relativen Winkel zwischen dem ersten Ausleger und dem Trägerteil und den relativen Winkel zwischen dem zweiten Ausleger und dem Trägerteil beziehen. f(S₁) bezeichnet eine Funktion, die den Neigungswinkel des Trägerteils in Abhängigkeit der Sensordaten S₁ angibt. Analog bezeichnet g(S₂) eine Funktion, die den Neigungswinkel des Trägerteils in Abhängigkeit der Sensordaten S₂ angibt. Die Funktion g(S₂) umfasst dabei mindestens eine zeitliche Integration der Sensordaten S₂. Die Notation 〈(f(S₁)|g(S₂)〉 zeigt an, dass eine Sensordatenfusion der Sensordaten S₁ und S₂ durchgeführt wird. Die Funktion h₁(S₃) bezeichnet eine Funktion, die den relativen Neigungswinkel des ersten Auslegers relativ zu dem Trägerteil in Abhängigkeit der Sensordaten S₃ angibt. Analog bezeichnet die Funktion h₂(S₄) eine Funktion, die den relativen Neigungswinkel des zweiten Auslegers relativ zu dem Trägerteil in Abhängigkeit der Sensordaten S₄ angibt.
Die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung kann dazu konfiguriert sein, einen Neigungswinkel des ersten Auslegers bezüglich einer dritten Referenzebene zu bestimmen und den Neigungswinkel des zweiten Auslegers bezüglich einer vierten Referenzebene zu bestimmen wobei die dritte und die vierte Referenzebene unterschiedliche Ebenen sind. So ist es möglich, dass der Neigungswinkel des ersten Auslegers bezüglich des Boden bestimmt wird, während der der Neigungswinkel des zweiten Auslegers bezüglich eines künstlichen Horizonts bestimmt wird. Dies kann vorteilhaft sein, wenn beispielsweise der eine Ausleger entlang eines Hangs geführt wird, während der andere Ausleger über eine ebene Fläche geführt wird.
Die Erfindung stellt weiterhin ein Verfahren zur Bestimmung des Neigungswinkels eines Verteilergestänges eines landwirtschaftlichen Geräts bezüglich einer Referenzebene zur Verfügung, wobei das landwirtschaftlichen Gerät insbesondere eines oder mehrere der oben genannten Merkmale aufweisen kann. Das Verfahren umfasst:

• Bestimmen eines Drehwinkels eines Trägerteils des landwirtschaftlichen Geräts;
• Bestimmen einer Drehgeschwindigkeit und/oder Drehbeschleunigung des Trägerteils;
• Bestimmen eines relativen Winkels zwischen dem Verteilergestänge und dem Trägerteil; und
• Bestimmen des Neigungswinkels des Verteilergestänges bezüglich einer Referenzebene auf Grundlage des bestimmten Drehwinkels des Trägerteils, der bestimmten Drehgeschwindigkeit des Trägerteils und des bestimmten relativen Winkels, und/oder
• Bestimmen des Neigungswinkels des Verteilergestänges auf Grundlage des bestimmten Drehwinkels des Trägerteils, der bestimmten Drehbeschleunigung des Trägerteils und des bestimmten relativen Winkels.

Wie weiter oben bereits erwähnt, kann durch die Verwendung des Drehwinkels des Trägerteils, der Drehgeschwindigkeit und/oder -beschleunigung und des relativen Winkels zwischen dem Trägerteil und dem Verteilergestänge der Neigungswinkel des Verteilergestänges auf präzise und robuste Art bestimmt werden.
Das Verfahren kann weiterhin das Durchführen einer Sensordatenfusion von Sensordaten umfassen, die dem Drehwinkel des Trägerteils entsprechen und von Sensordaten, die der bestimmten Drehgeschwindigkeit und/oder der bestimmten Drehbeschleunigung entsprechen. Dabei können die Sensordaten jeweils von einer ersten und zweiten Sensoranordnung des landwirtschaftlichen Geräts erfasst werden.
Das Verfahren kann weiterhin umfassen:

• Bestimmen eines Neigungswinkels des Trägerteils auf Grundlage des bestimmten Drehwinkels des Trägerteils und der bestimmten Drehgeschwindigkeit und/oder der bestimmten Drehbeschleunigung, insbesondere auf Grundlage von fusionierten Sensordaten; und
• Bestimmen des Neigungswinkels des Verteilergestänges auf Grundlage des bestimmten Neigungswinkels des Trägerteils und des bestimmten relativen Winkels.

Es ist möglich, dass der Drehwinkel und/oder die Drehgeschwindigkeit des Trägerteils bezüglich einer ersten Referenzebene erfassen werden und der Neigungswinkel des Verteilergestänges bezüglich einer zweiten Referenzebene bestimmt wird, wobei die erste und die zweite Referenzebene unterschiedliche Ebenen sind.
Das Verfahren kann weiterhin umfassen:

• Zeitliche Integration von Sensordaten die der bestimmten Drehgeschwindigkeit und/oder der bestimmten Drehbeschleunigung entsprechen;
• Sensordatenfusion von Sensordaten, die dem Drehwinkels des Trägerteils entsprechen und den integrierten Sensordaten; und
• Addition oder Subtraktion der fusionierten Sensordaten mit Sensordaten, die dem relativen Winkel zwischen dem Trägerteil und dem Verteilergestänge entsprechen.

Das Verteilergestänge kann einen Mittelrahmen, der drehfest mit dem landwirtschaftlichen Gerät, insbesondere dem Trägerteil, verbunden ist und zwei mit dem Mittelrahmen verbundene seitliche Ausleger umfassen. In diesem Fall kann das Verfahren weiterhin umfassen:

• Bestimmen eines relativen Winkels zwischen einem ersten der seitlichen Ausleger und dem Trägerteil;
• Bestimmen eines relativen Winkels zwischen dem zweiten der seitlichen Ausleger und dem Trägerteil; und
• Bestimmen eines Neigungswinkels des ersten Auslegers bezüglich einer Referenzebene und/oder eines Neigungswinkels des zweiten Auslegers bezüglich einer Referenzebene auf Grundlage des bestimmten Drehwinkels des Trägerteils, der bestimmten Drehgeschwindigkeit des Trägerteils und der jeweiligen bestimmten relativen Winkel, und/oder
• Bestimmen eines Neigungswinkels des ersten Auslegers bezüglich einer Referenzebene und/oder eines Neigungswinkels des zweiten Auslegers bezüglich einer Referenzebene auf Grundlage des bestimmten Drehwinkels des Trägerteils, der bestimmten Drehbeschleunigung des Trägerteils und der jeweiligen bestimmten relativen Winkel.

Dabei kann der Neigungswinkel des ersten Auslegers bezüglich einer dritten Referenzebene bestimmt werden und der Neigungswinkel des zweiten Auslegers bezüglich einer vierten Referenzebene bestimmt werden, wobei die dritte und die vierte Referenzebene unterschiedliche Ebenen sind.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der beispielhaften Figuren erläutert. Dabei zeigt:

1 schematisch eine perspektivische Ansicht eines landwirtschaftlichen Geräts;
2 schematisch eine Detailansicht eines Gestänges eines landwirtschaftlichen Geräts; und
3 schematisch eine Detailansicht eines Gestänges eines landwirtschaftlichen Geräts.

Detaillierte Beschreibung
1 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht eines landwirtschaftlichen Geräts 1, welches als Feldspritze zum Ausbringen von Material, insbesondere Spritzmittel, auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche N und/oder deren Pflanzenbestand 51 ausgebildet ist. In der gezeigten Ausführungsform umfasst das landwirtschaftliche Gerät 1 eine Zugmaschine Z, die sich in einer Fahrtrichtung F bewegt. Es ist zu erkennen, dass das landwirtschaftliche Gerät 1 ein Gestänge 12, einen Vorratsbehälter 10, und ein als Fahrwerk ausgebildetes Trägerteil 11 umfasst. Das auszubringende Material, insbesondere Pflanzenschutzmittel und/oder Düngemittel, ist in dem Vorratsbehälter 10 bevorratet und ist über ein nicht gezeigtes Fördersystem mehreren als Spritzdüsen 14 ausgebildeten Ausbringelementen, die nebeneinander an dem Gestänge 12 angeordnet sind, verteil- und über diese ausbringbar.
Das Gestänge 12 umfasst jeweils einen sich von einem Mittelteil 13 nach links und nach rechts erstreckenden linken Ausleger 12a und rechten Ausleger 12b. Das Gestänge 12 ist um eine Drehachse D verschwenk- und/oder an- bzw. abwinkelbar. Insbesondere ist es möglich, dass die Ausleger 12a und 12b jeweils um die Drehachse D verschwenk- und/oder an- bzw. abwinkelbar. 1 zeigt einen Zustand, bei dem die Ausleger 12a und 12b vollständig ausgeklappt sind.
Das landwirtschaftliche Gerät 1 umfasst außerdem eine elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung 200, die dazu eingerichtet ist, eine Neigung des Gestänges 12, insbesondere eine Neigung des Auslegers 12a und/oder des Auslegers 12b, bezüglich einer Referenzebene 20a, 20b zu bestimmen. Die Referenzebene 20a, 20b kann eine entlang eines künstlichen Horizonts, eines Bodenprofils und/oder einer beliebig festgelegten Ebene im Raum verlaufende Ebene sein. Es ist möglich, dass die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung 200 für die Ausleger 12a, 12b die Neigung bezüglich unterschiedlicher Referenzebenen 20a, 20b bestimmt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird für den linken Ausleger 12a die Neigung bezüglich des Bodenprofils N der landwirtschaftlichen Nutzfläche als erste Referenzebene 20a und für den rechten Ausleger 12b die Neigung bezüglich eines künstlichen Horizonts als zweite Referenzebene 20b bestimmt. Alternativ oder zusätzlich zum dargestellten Ausführungsbeispiel 20 kann der Neigungswinkel der Ausleger 12a, 12b zu der gleichen Referenzebene 20a, 20b bestimmt werden.
2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Gestänges 12 eines landwirtschaftlichen Geräts in einer Detailansicht. Bei dem landwirtschaftlichen Gerät kann es sich insbesondere um das in 1 gezeigte Gerät handeln. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Ausleger 12a, 12b um eine gemeinsame Drehachse D verschwenkbar am Mittelteil 13 angeordnet. Der Mittelteil 13 ist drehfest mit einem in 2 nicht gezeigten Trägerteil des landwirtschaftlichen Geräts verbunden.
An dem Mittelteil 13 ist eine erste Sensoranordnung 100a angeordnet, die dazu ausgebildet ist, einen Neigungswinkel des Mittelteils 13 zu erfassen. Die erste Sensoranordnung 100a umfasst in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Inklinometer. Weiterhin ist an dem Mittelteil 13 eine zweite Sensoranordnung 100b angeordnet, die dazu ausgebildet ist, eine Drehgeschwindigkeit und/oder Drehbeschleunigung des Mittelteils 13 zu erfassen. Die zweite Sensoranordnung 100b umfasst in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine IMU.
Die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung 200 ist dazu ausgebildet, Sensordaten der ersten Sensoranordnung 100a und der zweiten Sensoranordnung 100b zu empfangen, und aufgrund der empfangenen Sensordaten einen Neigungswinkel des Mittelteils 13 zu der Referenzebene 20a und/oder der Referenzebene 20b zu bestimmen. Insbesondere ist die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung 200 dazu ausgebildet, eine Sensordatenfusion der Sensordaten der ersten Sensoranordnung 100a und der zweiten Sensoranordnung 100b vorzunehmen und den Neigungswinkel des Mittelteils 13, und damit des Trägerteils 11, zu der Referenzebene 20a und/oder der Referenzebene 20b auf Grundlage der fusionierten Sensordaten zu bestimmen. Hierbei ist die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung 200 dazu ausgebildet, eine einfache oder doppelte zeitliche Integration der Daten der zweiten Sensoranordnung 100b durchzuführen, je nachdem, ob eine Drehgeschwindigkeit oder eine Drehbeschleunigung des Mittelteils 13 erfasst wird. Es ist auch möglich, dass mit der der zweiten Sensoranordnung 100b sowohl eine Drehgeschwindigkeit und eine Drehbeschleunigung des Mittelteils 13 erfasst wird. In diesem Fall kann die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung 200 dazu ausgebildet sein, eine einfache zeitliche Integration der Drehgeschwindigkeit und eine doppelte zeitliche Integration der Drehbeschleunigung durchzuführen.
Alternativ zu dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, dass sowohl die erste Sensoranordnung 100a als auch die zweite Sensoranordnung 100b eine, insbesondere dieselbe, IMU umfassen. In diesem Fall kann die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung 200 beispielsweise dazu ausgebildet sein, einen Neigungswinkel aufgrund von Beschleunigungsdaten der ersten Sensoranordnung 100a zu bestimmen, eine einfache zeitliche Integration von Drehgeschwindigkeitsdaten der zweiten Sensoranordnung 100b vorzunehmen, und diese Daten anschließend zu fusionieren.
Weiterhin ist in 2 zu sehen, dass das landwirtschaftliche Gerät 1 eine dritte Sensoranordnung 101 umfasst, die an der Drehachse D angeordnet ist. Die dritte Sensoranordnung 101 umfasst einen winkelerfassenden Sensor, insbesondere ein Potentiometer, der dazu eingerichtet sind, eine durch eine Verschwenkung des Gestänges 12 hervorgerufene Neigung zu erfassen. Die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung 200 ist dazu ausgebildet, aufgrund der Daten der dritten Sensoranordnung 101 und der fusionierten Daten der ersten Sensoranordnung 100a und der zweiten Sensoranordnung 100b eine Neigung des Gestänges 12 zu der Referenzebene 20a und/oder der Referenzebene 20b zu bestimmen. Hierbei ist es möglich, dass die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung 200 auf Kalibrierungsdaten zurückgreift, die Messwerte der dritten Sensoranordnung 101 mit einer Neigung des Gestänges 12 bezüglich des Trägerteils 11 verknüpfen. Diese Kalibrierungsdaten können in einer Speichereinheit (nicht gezeigt) der elektronischen Datenverarbeitungsvorrichtung 200 hinterlegt sein.
Mit anderen Worten ist die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung 200 dazu ausgebildet, einen Neigungswinkel α des Gestänges 12 zu der Referenzebene 20a und/oder der Referenzebene 20b basierend auf den Sensordaten S₁ der ersten Sensoranordnung 100a, den Sensordaten S₂ der zweiten Sensoranordnung 100b und den Sensordaten S₃ der dritten Sensoranordnung 101 folgendermaßen zu bestimmen: $α = α_{0} + α_{r} = 〈 ƒ (S_{1}) | g (S_{2}) 〉 + h (S_{3})$
Hierbei bezeichnet α₀ den Neigungswinkel des Trägerteils 11 zu der Referenzebene 20a und/oder der Referenzebene 20b und α_r den relativen Winkel zwischen dem Gestänge 12 und dem Trägerteil 11. f(S₁) bezeichnet eine Funktion, die den Neigungswinkel des Trägerteils 11 in Abhängigkeit der Sensordaten S₁ angibt. Analog bezeichnet g(S₂) eine Funktion, die den Neigungswinkel des Trägerteils 11 in Abhängigkeit der Sensordaten S₂ angibt. Die Funktion g(S₂) umfasst dabei mindestens eine zeitliche Integration der Sensordaten S₂. Die Notation 〈(f(S₁)|g(S₂)〉 zeigt an, dass eine Sensordatenfusion der Sensordaten S₁ und S₂ durchgeführt wird. Die Funktion h(S₃) bezeichnet eine Funktion, die den relativen Neigungswinkel des Gestänges 12 relativ zu dem Trägerteil 11 in Abhängigkeit der Sensordaten S₃ angibt.
In 2 ist weiterhin zu erkennen, dass der Ausleger 12a mittels einer ersten Stellvorrichtung 102 mit dem Mittelteil 13 verbunden ist. Zudem verbindet eine zweite Stellvorrichtung 103 den Ausleger 12a mit dem Ausleger 12b. Die erste Stellvorrichtung 102 und/oder zweite Stellvorrichtung 103 können insbesondere als hydraulisch und/oder pneumatisch betreibbare Stellzylinder ausgebildet sein. Durch eine entsprechende Ansteuerung der Stellvorrichtungen 102 und 103 ist es möglich, die Stellung der Ausleger 12a und 12b individuell einzustellen.
Ist das Ein- oder Ausfahren der zweiten Stellvorrichtung 103 gesperrt, können die Ausleger 12a und 12b gemeinsam und/oder abhängig voneinander, über die erste Stellvorrichtung 102 verschwenkt werden. Hierbei ist eine Verschwenkung und/oder Winkeländerung der jeweiligen Ausleger 12a, 12b zueinander hin oder voneinander weg durch zweite Stellvorrichtung 103 gesperrt. Mit anderen Worten erfolgt in diesem Fall eine gleichsinnige Drehung des gesamten Gestänges um die Drehachse D.
Soll hingegen nur der Ausleger 12a angewinkelt werden, so kann bei dieser Ausführungsform die erste Stellvorrichtung 102 eingefahren werden. Um zu verhindern, dass die resultierende Bewegung des ersten Auslegers 12a auf den zweiten Ausleger 12b übertragen wird, kann die zweite Stellvorrichtung 103 ebenfalls eingefahren werden. Dies kann beispielsweise durch eine aktive Ansteuerung der zweiten Stellvorrichtung 103 geschehen. Mit anderen Worten erfolgt in diesem Fall lediglich eine Drehung des ersten Auslegers 12a um die Drehachse D.
Soll nur der zweite Ausleger 12b angewinkelt werden, so kann bei dieser Ausführungsform die zweite Stellvorrichtung 103 eingefahren werden. Die Länge der ersten Stellvorrichtung 102 kann hingegen beibehalten werden. Dies kann beispielsweise durch aktive Ansteuerung der ersten Stellvorrichtung 102 erfolgen, aber auch durch ein Verriegeln der ersten Stellvorrichtung 102, beispielsweise. In diesem Fall wird also der linke Ausleger 12a mittels der ersten Stellvorrichtung 102 fixiert, und es erfolgt lediglich eine Drehung des zweiten Auslegers 12b um die Drehachse D.
Alternativ oder zusätzlich zur beschriebenen Ausführungsform können die erste Stellvorrichtung 102 und/oder die zweite Stellvorrichtung 103 auch als zumindest ein elektrischer Antrieb, insbesondere Motor mit oder ohne mechanisches Getriebe, ausgeführt sein.
3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Gestänges 12 eines landwirtschaftlichen Geräts in einer Detailansicht. Bei dem landwirtschaftlichen Gerät kann es sich insbesondere um das in 1 gezeigte Gerät handeln.
Das in 3 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Ausleger 12a, 12b jeweils um eine eigene Drehachse Da, Db verschwenkbar am Mittelteil 13 angeordnet sind. Weiterhin umfasst die dritte Sensoranordnung 101 einen ersten winkelerfassenden Sensor 101a, insbesondere ein Potentiometer, der an der Drehachse Da angeordnet ist, und einen zweiten winkelerfassenden Sensor 101b, insbesondere ein Potentiometer, der an der Drehachse Db angeordnet ist. In 3 ist zu erkennen, dass der Ausleger 12a um einen relativen Winkel α₂ gegenüber dem Mittelteil 13 geneigt ist. Der Ausleger 12b ist gegenüber dem Mittelteil 13 um den relativen Winkel α₃ geneigt.
Analog zu dem oben Gesagten können die Neigungswinkel α₁ und α₄ der Ausleger 12a und 12b zu der Referenzebene 20a und/oder der Referenzebene 20b durch die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung basierend auf den Sensordaten S₁ der ersten Sensoranordnung 100a, den Sensordaten S₂ der zweiten Sensoranordnung 100b, den Sensordaten S₃ des Sensors 101a und den Sensordaten S₄ der des Sensors 101b folgendermaßen bestimmt werden: $α_{1} = α_{0} + α_{2} = 〈 ƒ (S_{1}) | g (S_{2}) 〉 + h_{1} (S_{3})$
$α_{4} = α_{0} + α_{3} = 〈 ƒ (S_{1}) | g (S_{2}) 〉 + h_{2} (S_{4})$
Hierbei bezeichnet α₀ wiederum den Neigungswinkel des Trägerteils 11 zu der Referenzebene 20a und/oder der Referenzebene 20b. f(S₁) bezeichnet eine Funktion, die den Neigungswinkel des Trägerteils 11 in Abhängigkeit der Sensordaten S₁ angibt. Analog bezeichnet g(S₂) eine Funktion, die den Neigungswinkel des Trägerteils 11 in Abhängigkeit der Sensordaten S₂ angibt. Die Funktion g(S₂) umfasst dabei mindestens eine zeitliche Integration der Sensordaten S₂. Die Notation 〈(f(S₁)|g(S₂)〉 zeigt an, dass eine Sensordatenfusion der Sensordaten S₁ und S₂ durchgeführt wird. Die Funktion h₁(S₃) bezeichnet eine Funktion, die den relativen Neigungswinkel des Auslegers 12a relativ zu dem Trägerteil 11 in Abhängigkeit der Sensordaten S₃ angibt. Analog bezeichnet die Funktion h₂(S₄) eine Funktion, die den relativen Neigungswinkel des Auslegers 12b relativ zu dem Trägerteil 11 in Abhängigkeit der Sensordaten S₄ angibt.
Es versteht sich, dass in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen genannte Merkmale, nicht auf diese speziellen Kombinationen beschränkt und auch in beliebigen anderen Kombinationen möglich sind. Weiterhin versteht es sich, dass in den Figuren gezeigte Geometrien nur beispielhaft sind und auch in beliebigen anderen Ausgestaltungen möglich sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 3007553 B1 [0003]

Claims

Landwirtschaftliches Gerät (1) zum Ausbringen von Material, wie Düngemittel, Pflanzenschutzmittel oder Saatgut, umfassend ein Trägerteil (11); ein am Trägerteil (11) angeordnetes Verteilergestänge (12), wobei das Verteilergestänge (12) zumindest teilweise um eine in Fahrtrichtung des landwirtschaftlichen Geräts weisende Achse drehbar ist; eine erste Sensoranordnung (100a) zur Erfassung eines Drehwinkels des Trägerteils (11); eine zweite Sensoranordnung (100b) zur Erfassung einer Drehgeschwindigkeit und/oder Drehbeschleunigung des Trägerteils (11); eine dritte Sensoranordnung (101) zur Erfassung eines relativen Winkels zwischen dem Trägerteil (11) und dem Verteilergestänge (12); und eine elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung (200), die dazu konfiguriert ist, einen Neigungswinkel des Verteilergestänges (12) bezüglich einer Referenzebene (20a, 20b) auf Grundlage von Sensordaten der ersten Sensoranordnung (100a), der zweiten Sensoranordnung (100b) und der dritten Sensoranordnung (101) zu bestimmen.
Landwirtschaftliches Gerät (1) gemäß Anspruch 1, wobei die erste Sensoranordnung (100a) und/oder die zweite Sensoranordnung (100b) und/oder die die dritte Sensoranordnung (101) an dem Trägerteil (11) angeordnet ist.
Landwirtschaftliches Gerät (1) gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung (200) dazu konfiguriert ist, eine Sensordatenfusion der Sensordaten der ersten Sensoranordnung (100a) und der zweiten Sensoranordnung (100b) vorzunehmen.
Landwirtschaftliches Gerät (1) gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung (200) dazu konfiguriert ist, einen Neigungswinkel des Trägerteils (11) bezüglich der Referenzebene (20a, 20b) auf Grundlage der Sensordaten der ersten (100a) und der zweiten Sensoranordnung (100b), insbesondere auf Grundlage der fusionierten Sensordaten, zu bestimmen; und den Neigungswinkel des Verteilergestänges (12) auf Grundlage des bestimmten Neigungswinkels des Trägerteils (11) und der Sensordaten der dritten Sensoranordnung (101) zu bestimmen.
Landwirtschaftliches Gerät (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung (200) dazu konfiguriert ist, eine zeitliche Integration der Sensordaten der zweiten Sensoranordnung (100b) vorzunehmen; eine Sensordatenfusion der Sensordaten der ersten Sensoranordnung (100a) und der integrierten Sensordaten der zweiten Sensoranordnung (100b) vorzunehmen; und eine Addition oder Subtraktion der fusionierten Sensordaten und der Sensordaten der dritten Sensoranordnung (101) vorzunehmen.
Landwirtschaftliches Gerät (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die dritte Sensoranordnung (101) ein Potentiometer umfasst, insbesondere wobei die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung (200) dazu konfiguriert ist, bei der Bestimmung des Neigungswinkels des Verteilergestänges (12) Kalibrationsdaten des Potentiometers zu berücksichtigen.
Landwirtschaftliches Gerät (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Sensoranordnung (100a) und/oder die zweite Sensoranordnung (100b) Teil einer inertialen Messeinheit, IMU, ist.
Landwirtschaftliches Gerät (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verteilergestänge (12) umfasst: einen Mittelrahmen (13), der drehfest mit dem landwirtschaftlichen Gerät (1), insbesondere dem Trägerteil (11), verbunden ist; und zwei mit dem Mittelrahmen (13) verbundene seitliche Ausleger (12a, 12b), wobei die Ausleger (12a, 12b) um jeweils um in Fahrtrichtung des landwirtschaftlichen Geräts (1) weisende Achse schwenkbar sind.
Landwirtschaftliches Gerät (1) gemäß Anspruch 8, wobei die dritte Sensoranordnung (101) dazu ausgebildet ist einen relativen Winkel zwischen einem ersten der seitlichen Ausleger (12a, 12b) und dem Trägerteil (11) zu bestimmen; einen relativen Winkel zwischen dem zweiten der seitlichen Ausleger (12a, 12b) und dem Trägerteil (11) zu bestimmen; und einen Neigungswinkel des ersten Auslegers (12a, 12b) bezüglich einer Referenzebene (20a, 20b) und/oder einen Neigungswinkel des zweiten Auslegers (12a, 12b) bezüglich einer Referenzebene (20a, 20b) auf Grundlage von Sensordaten der ersten Sensoranordnung (100a), der zweiten Sensoranordnung (100b) und der dritten Sensoranordnung (101) zu bestimmen.
Verfahren zur Bestimmung des Neigungswinkels eines Verteilergestänges (12) eines landwirtschaftlichen Geräts (1) bezüglich einer Referenzebene (20a, 20b), insbesondere eines landwirtschaftlichen Geräts (1) gemäß den Ansprüchen 1 bis 9, umfassend: Bestimmen eines Drehwinkels eines Trägerteils (11) des landwirtschaftlichen Geräts (1); Bestimmen einer Drehgeschwindigkeit und/oder Drehbeschleunigung des Trägerteils (11); Bestimmen eines relativen Winkels zwischen dem Verteilergestänge (12) und dem Trägerteil (11); und Bestimmen des Neigungswinkels des Verteilergestänges (12) bezüglich einer Referenzebene (20a, 20b) auf Grundlage des bestimmten Drehwinkels des Trägerteils (11), der bestimmten Drehgeschwindigkeit des Trägerteils (11) und des bestimmten relativen Winkels, und/oder Bestimmen des Neigungswinkels des Verteilergestänges (12) auf Grundlage des bestimmten Drehwinkels des Trägerteils (11), der bestimmten Drehbeschleunigung des Trägerteils (11) und des bestimmten relativen Winkels.
Verfahren gemäß Anspruch 10, weiterhin umfassend: Durchführen einer Sensordatenfusion von Sensordaten, die dem Drehwinkels des Trägerteils (11) entsprechen und von Sensordaten, die der bestimmten Drehgeschwindigkeit und/oder der bestimmten Drehbeschleunigung entsprechen.
Verfahren gemäß Anspruch 10 oder Anspruch 11, weiterhin umfassend: Bestimmen eines Neigungswinkels des Trägerteils (11) auf Grundlage des bestimmten Drehwinkels des Trägerteils (11) und der bestimmten Drehgeschwindigkeit und/oder der bestimmten Drehbeschleunigung, insbesondere auf Grundlage von fusionierten Sensordaten; und Bestimmen des Neigungswinkels des Verteilergestänges (12) auf Grundlage des bestimmten Neigungswinkels des Trägerteils (11) und des bestimmten relativen Winkels.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das Verfahren weiterhin umfasst: Integration von Sensordaten die der bestimmten Drehgeschwindigkeit und/oder der bestimmten Drehbeschleunigung entsprechen; Sensordatenfusion von Sensordaten, die dem Drehwinkels des Trägerteils (11) entsprechen und den integrierten Sensordaten; und Addition oder Subtraktion der fusionierten Sensordaten mit Sensordaten, die dem relativen Winkel zwischen dem Trägerteil (11) und dem Verteilergestänge (12) entsprechen.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei das das Verteilergestänge (12) einen Mittelrahmen (13), der drehfest mit dem landwirtschaftlichen Gerät (1), insbesondere dem Trägerteil (11), verbunden ist und zwei mit dem Mittelrahmen (13) verbundene seitliche Ausleger (12a, 12b) umfasst, wobei das Verfahren weiterhin umfasst: Bestimmen eines relativen Winkels zwischen einem ersten der seitlichen Ausleger (12a, 12b) und dem Trägerteil (11); Bestimmen eines relativen Winkels zwischen dem zweiten der seitlichen Ausleger (12a, 12b) und dem Trägerteil (11); und Bestimmen eines Neigungswinkels des ersten Auslegers (12a, 12b) bezüglich einer Referenzebene (20a, 20b) und/oder eines Neigungswinkels des zweiten Auslegers (12a, 12b) bezüglich einer Referenzebene (20a, 20b) auf Grundlage des bestimmten Drehwinkels des Trägerteils (11), der bestimmten Drehgeschwindigkeit des Trägerteils (11) und der jeweiligen bestimmten relativen Winkel, und/oder Bestimmen eines Neigungswinkels des ersten Auslegers (12a, 12b) bezüglich einer Referenzebene (20a, 20b) und/oder eines Neigungswinkels des zweiten Auslegers (12a, 12b) bezüglich einer Referenzebene (20a, 20b) auf Grundlage des bestimmten Drehwinkels des Trägerteils (11), der bestimmten Drehbeschleunigung des Trägerteils (11) und der jeweiligen bestimmten relativen Winkel.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei der Neigungswinkel des ersten Auslegers (12a, 12b) bezüglich einer dritten Referenzebene bestimmt wird, wobei der Neigungswinkel des zweiten Auslegers (12a, 12b) bezüglich einer vierten Referenzebene bestimmt wird, und wobei die dritte und die vierte Referenzebene unterschiedliche Ebenen sind.