DE102022129197A1

DE102022129197A1 - Verfahren und Lenksystem zum Lenken eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs entlang von Pfaden auf einer landwirtschaftlichen Fläche sowie landwirtschaftliches Fahrzeug

Info

Publication number: DE102022129197A1
Application number: DE102022129197.9A
Authority: DE
Inventors: Theodor Leeb
Original assignee: Horsch Leeb Application Systems GmbH
Current assignee: Horsch Leeb Application Systems GmbH
Priority date: 2022-11-04
Filing date: 2022-11-04
Publication date: 2024-05-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lenken eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs (200) entlang von Pflanzenreihen (10a-10n) auf einer landwirtschaftlichen Fläche (300), wobei das Fahrzeug (200) zumindest zwei lenkbare Achsen (A1; A2) umfasst. Im Rahmen des Verfahrens wird zumindest ein, eine Lage des Fahrzeugs (200) gegenüber zumindest eines Pfads (10a-10n) definierender, Referenzwert (Z) mittels zumindest eines Überwachungssystems (20) erfasst, sowie eine Vorgabe von zumindest zwei sich voneinander unterscheidenden Lenkprogrammen durch zumindest eine Steuereinrichtung ausgeführt, wobei die Lenkprogramme durch sich voneinander unterscheidende Wirkzusammenhänge der Lenksignale der zumindest zwei lenkbaren Achsen (A1; A2) definiert sind. Das Verfahren weist ein Auswählen eines der Lenkprogramme basierend auf dem zumindest einen erfassten Referenzwert (Z) und ein Erzeugen von Lenksignalen basierend auf dem ausgewählten Lenkprogramm durch die Steuereinrichtung zum Lenken des Fahrzeugs (200) entlang von zumindest einem Pfad (10a-10n) und zum Verändern oder konstant halten des zumindest einen Referenzwerts (Z) auf.Die Erfindung betrifft zudem ein Lenksystem, sowie ein landwirtschaftliches Fahrzeug (200).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lenken eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs entlang von zumindest einem Pfad auf einer landwirtschaftlichen Fläche. Die Erfindung betrifft zudem ein Lenksystem zum Lenken eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs entlang von zumindest einem Pfad auf einer landwirtschaftlichen Fläche. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein landwirtschaftliches Fahrzeug.
Immer mehr moderne landwirtschaftliche Fahrzeuge (Bodenbearbeitungsmaschinen, Feldspritzen, Transportmaschinen, Sämaschinen, Zugfahrzeuge etc.) bieten Möglichkeiten für einen autonomen oder teilautonomen Betrieb. Gerade dadurch, dass landwirtschaftliche Fahrzeuge überwiegend auf landwirtschaftlichen Flächen, außerhalb von verkehrsreichen Bereichen eingesetzt werden und die durchzuführenden Arbeiten oft wiederkehrend sind, kann ein autonomer Betrieb entsprechend implementiert werden.
Um ein Fahrzeug möglichst genau entlang einer gewünschten Fahrtroute zu lenken, werden häufig Positionsbestimmungssysteme wie etwa GPS-Systeme eingesetzt, welche die aktuelle Position eines Fahrzeugs exakt bestimmen können. Zusätzlich kommen häufig auch Sensoren oder Kameras zum Einsatz, welche in der Lage sind, Hindernisse zu erkennen. Durch die Kombination aus Positionsbestimmungssystem, Sensoren und Kameras lässt sich ein Fahrzeug mittels eines Lenksystems entlang einer gewünschten Fahrtroute, d.h. entlang von gewünschten Pfaden, lenken.
Die DE 10 2005 041 550 A1 zeigt ein Lenksystem eines Fahrzeugs mit einem Spurführungssystem, welches zum autonomen oder teilautonomen Betrieb verwendet werden kann. Eine Datenverarbeitungseinrichtung bewirkt eine automatische Lenkung des Fahrzeugs, wobei zwischen zwei Fahrtroutendetektionssystemen umgeschaltet werden kann. Die Fahrtroutendetektionssysteme können ein GPS basiertes System und ein Kamera basiertes System umfassen. Das Fahrzeug kann über die erfassten Daten automatisch gelenkt werden.
Bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Lenksystem kann ein autonomer oder teilautonomer Betrieb basierend auf GPS-Daten oder Kameradaten bereitgestellt werden. Je nach Bedarf werden die entsprechenden Daten verwendet, sodass das Fahrzeug entlang einer gewünschten Fahrtroute bewegt werden kann. Allerdings werden für den Betrieb der bekannten Lenksysteme jeweils GPS-Daten oder Kameradaten für jede Achse des Fahrzeuges benötigt, wodurch die aus dem Stand der Technik bekannten Lenksysteme entsprechend teuer werden und wodurch zudem Rechnersysteme mit einer hohen Rechenleistung benötigt werden. Darüber hinaus ist durch die Verarbeitung der Vielzahl an Daten eine schnelle und somit exakte Anpassung an gewünschte Pfade nicht dauerhaft gewährleistet.
Aufgabe der Erfindung ist es somit, die beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen. Insbesondere soll ein landwirtschaftliches Fahrzeug bereitgestellt werden, mit welchem eine exakte Bewegung entlang von Pfaden auf einer landwirtschaftlichen Fläche erreicht werden kann.
Diese Aufgaben werden gelöst durch ein Verfahren zum Lenken eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs entlang von Pfaden auf einer landwirtschaftlichen Fläche mit den Merkmalen des Verfahrensanspruchs 1, durch ein Lenksystem für ein landwirtschaftliches Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 14, sowie durch ein landwirtschaftliches Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 15. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren offenbart.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Lenken eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs bereitgestellt.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Lenken eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs entlang von zumindest einem Pfad auf einer landwirtschaftlichen Fläche, wobei das Fahrzeug zumindest zwei lenkbare Achsen umfasst. Das Fahrzeug kann vorzugsweise als eine selbstfahrende Maschine (z.B. Feldspritze, Verteilmaschine, Sämaschine, Düngerstreuer, Erntemaschine, Bodenbearbeitungsmaschine usw.) oder als Zugfahrzeug (z.B. Traktor, Wide-Span Tractor, Gantry) ausgebildet sein. Das Fahrzeug kann zudem als autonomes Fahrzeug (z.B. vollautonom oder teilautonom) ausgebildet sein. Insbesondere ist das Fahrzeug für den landwirtschaftlichen Einsatz ausgebildet.
Gemäß einem Schritt des Verfahrens erfolgt ein Erfassen zumindest eines, eine Lage des Fahrzeugs gegenüber zumindest eines Pfades, definierenden Referenzwerts, vorzugsweise mittels zumindest einem Überwachungssystem. Das Überwachungssystem ist vorzugsweise für den Onlinebetrieb eingerichtet und vorzugsweise am Fahrzeug (z.B. am Fahrzeugdach) angebracht. Das Überwachungssystem könnte alternativ oder ergänzend jedoch auch für den Offlinebetrieb eingerichtet sein und bspw. an einer Drohne oder dergl. angebracht sein. Es ist auch möglich, dass mehrere Überwachungssysteme vorhanden sind. Vorzugsweise ist das Überwachungssystem mit der Steuereinrichtung signalverbunden und/oder verbindbar.
Bevorzugt ist es möglich, dass der zumindest eine Pfad durch eine Pflanzenreihe definiert ist und/oder durch in einer Steuereinrichtung hinterlegte und/oder durch die Steuereinrichtung vorgebare Leitlinien (z.B. mittels GPS definierte A-B-Linien, Leitspuren oder dergl.) definiert ist. Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass ein Wechsel der Auswahl des Pfades zwischen bspw. einer Pflanzenreihe und Leitlinien möglich ist, so dass bspw. eine Bedienperson manuell und/oder die Steuereinrichtung automatisiert zwischen einem durch zumindest eine Pflanzenreihe oder durch Leitlinien definiertem Pfad wechseln kann. Die Leitlinien können bspw. mit einem Spurplanungssystem definiert werden, bevorzugt vorab definiert werden.
In einem weiteren Schritt des Verfahrens erfolgt eine Vorgabe von zumindest zwei sich voneinander unterscheidenden Lenkprogrammen durch zumindest eine Steuereinrichtung, wobei die Lenkprogramme durch sich voneinander unterscheidende Wirkzusammenhänge der Lenksignale der zumindest zwei lenkbaren Achsen definiert sind. Die unterschiedlichen Wirkzusammenhänge der Lenksignale umfassen bspw. verschiedene Lenkwinkel und/oder Lenkgeschwindigkeiten der einzelnen Achsen und/oder Bodenabstützungen.
Vorzugsweise können beim Auswählen eines Lenkprogramms auch Fahrgeschwindigkeiten des Fahrzeugs berücksichtigt werden. Insbesondere kann ein Zusammenhang zwischen einer aktuellen Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs und zumindest einem Lenkwinkel (bspw. zum Erreichen eines bestimmten Referenzwertes und/oder zum Folgen eines im bspw. Spurplanungssystem hinterlegten Pfads) durch die Steuereinrichtung berücksichtigt werden. Es ist auch denkbar, dass die Lenkprogramme Belastungsgrenzwerte berücksichtigen, welche Belastungsgrenzwerte bspw. aus einem Zusammenhang einer Fahrgeschwindigkeit und zumindest einem Lenkwinkel durch die Steuereinrichtung berechnet werden können. Es ist möglich, dass die Belastungsgrenzwerte z.B. maschinenspezifische Belastungsgrenzwerte (z.B. mechanische Belastungen) oder etwa umweltspezifische Belastungen (z.B. Bodenbedingungen, Abstandsgrenzwerte) umfassen.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Lenkprogramme gemäß der vorliegenden Erfindung insbesondere durch eine sich voneinander unterscheidende Berechnung von entsprechenden Lenksignalen definiert sind und bspw. auch durch ein einzelnes Programm, respektive durch sich voneinander unterscheidende Regelalgorithmen eines einzelnen Programms oder von mehreren Programmen abgebildet sein können.
Die Wirkzusammenhänge können durch ein automatisiertes Lenken gekennzeichnet sein, respektive die automatisierte Auswahl eines Lenkprogrammes kann auch eine Auswahl eines Lenkprogrammes umfassen, welches durch ein automatisches Aktivieren oder Deaktivieren der Fahrzeuglenkung gekennzeichnet ist. Das Lenkprogramm kann durch ein automatisches Aktivieren oder Deaktivieren von Lenkbewegungen von mindestens einer der mindestens zwei lenkbaren Achsen beziehungsweise einzelner Bodenabstützungen zum Lenken des landwirtschaftlichen Fahrzeugs gekennzeichnet sein.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst ein Auswählen eines der Lenkprogramme basierend auf dem zumindest einen erfassten Referenzwert und ein Erzeugen von Lenksignalen basierend auf dem ausgewählten Lenkprogramm durch die Steuereinrichtung zum Lenken des Fahrzeugs entlang des zumindest einem Pfads und zum Verändern oder konstant halten des zumindest einen Referenzwerts. Das Auswählen eines der Lenkprogramme erfolgt vorzugsweise automatisiert durch die Steuereinrichtung oder alternativ manuell durch einen Bediener mittels einer mit der Steuereinrichtung signalverbundenen und/oder signalverbindbaren Bedieneinrichtung. Vorzugsweise werden die Lenksignale der Steuereinrichtung an eine Lenkeinrichtung übertragen. Die Lenksignale umfassen vorzugsweise Lenkwinkel beeinflussende Signale und/oder beispielsweise Lenkgeschwindigkeiten beeinflussende Signale (Geschwindigkeit, mit welcher der Lenkwinkel geändert wird).
Das Fahrzeug kann jegliche Art von Lenkung umfassen wie beispielsweise eine Einzelradlenkung, um die Bodenabstützungen beispielsweise unabhängig voneinander lenken zu können.
Vorzugsweise umfasst der Referenzwert einen Abstand des Fahrzeugs (bspw. zumindest einer Bodenabstützung) zu zumindest einem Pfad (bspw. einer Mitte der Pflanzenreihe und/oder einer Außenkante einer Pflanzenreihe), wobei der Abstand vorzugsweise an einen Abstand einer Vielzahl von Pfaden zueinander angepasst ist. Es ist auch denkbar, dass der Referenzwert bspw. zumindest einen Winkel umfasst, vorzugsweise einen Winkel des Fahrzeugs gegenüber dem zumindest einen Pfad.
Auf vorteilhafte Weise wird durch das erfindungsgemäße Verfahren eine Lösung bereitgestellt, mittels der ein landwirtschaftliches Fahrzeug entlang von Pfaden gelenkt werden kann, was entsprechend durch ein Auswählen eines der Lenkprogramme basierend auf zumindest einen erfassten Referenzwert und ein Erzeugen von Lenksignalen basierend auf dem ausgewählten Lenkprogramm durch die Steuereinrichtung erreicht wird. Demnach wird ein Verfahren bereitgestellt, mit welchem es möglich ist, abhängig von einer Lage des Fahrzeugs gegenüber zumindest einem Pfad passende Lenksignale für die einzelnen Achsen des Fahrzeugs zu erzeugen, wobei dies bevorzugt, jeweils unter Berücksichtigung von Wirkzusammenhängen der Lenksignale der zumindest zwei lenkbaren Achsen erfolgt.
Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens erfolgt eine Erfassung zumindest eines Neigungswerts des Fahrzeugs gegenüber der landwirtschaftlichen Fläche mittels zumindest einem Neigungserfassungssystem. Vorzugsweise kann das Neigungserfassungssystem durch zumindest einen Sensor (z.B. Neigungssensor, Drehratensensor, Winkelbeschleunigungssensor oder dergl.) gebildet sein. Es ist möglich, dass das Neigungserfassungssystem Teil des Überwachungssystems ist oder dass das Überwachungssystem Teil des Neigungserfassungssystems ist. Es ist auch denkbar, dass das Neigungserfassungssystem bspw. Neigungen erfasst, respektive verarbeitet, die in einer digitalen Karte hinterlegt sind, wobei ein Standort des Fahrzeugs mit der digitalen Karte abgeglichen werden kann.
Es ist möglich, dass ein Definieren der Wirkzusammenhänge der Lenkprogramme anhand des zumindest einen erfassten Neigungswert des Fahrzeugs erfolgt. Insbesondere ist es möglich, dass das Definieren der Wirkzusammenhänge der Lenksignale der zumindest zwei Lenkbaren Achsen basierend auf dem erfassten Neigungswert des Fahrzeugs erfolgt. Bspw. kann es vorteilhaft sein, während einer Fahrt am Hang mit dem landwirtschaftlichen Fahrzeug z.B. alle Bodenabstützungen der Achsen gleichzeitig zu lenken (z.B. die erste Achse mit Lenkwinkel Hangaufwärts und die zweite Achse mit Lenkwinkel Hangabwärts oder umgekehrt einzulenken oder z.B. die erste Achse und die zweite Achse in eine Richtung mit unterschiedlichen Lenkwinkel einzulenken, oder alle Achsen mit einem gleichen Lenkwinkel Hangaufwärts zu lenken). Es könnte allerdings auch von Vorteil sein, bei einem bestimmten erfassten Neigungswert nur die Bodenabstützungen einer Achse einzulenken. Es ist ebenso denkbar, dass durch einen sich ändernden Neigungswert andere dem Neigungswert entsprechende Lenkprogramme und/oder andere dem Neigungswert entsprechende Lenksignale durch die Steuereinrichtung automatisiert ausgewählt werden. Vorzugsweise können verschiedene Neigungswerte mit Lenksignalen verknüpft werden und in der Steuereinrichtung hinterlegt werden und/oder von der Steuereinrichtung abgerufen werden.
Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens ist es möglich dass die Vorgabe von zumindest zwei sich voneinander unterscheidenden Lenkprogrammen durch zumindest eine Steuereinrichtung eine Vorgabe zumindest eines ersten Lenkprogramms und/oder zumindest eines zweiten Lenkprogramms durch die Steuereinrichtung umfasst, wobei das erste Lenkprogramm durch Wirkzusammenhänge zum voneinander unabhängigen Erzeugen der Lenksignale für die erste Achse und für die zweite Achse definiert ist und wobei das zweite Lenkprogramm durch Wirkzusammenhänge zum Erzeugen der Lenksignale für die zweite Achse abhängig von den Lenksignalen der ersten Achse definiert ist. Vorzugsweise kann mittels dem ersten Lenkprogramm durch bspw. ein erstes Überwachungssystem (z.B. erstes Positionsbestimmungssystem) ein erster Referenzwert erfasst werden anhand welchem Lenksignale für die erste Achse erzeugt werden, sowie mittels dem ersten Lenkprogramm durch bspw. ein zweites Überwachungssystem (z.B. zweites Positionsbestimmungssystem) ein zweiter Referenzwert erfasst werden, anhand welchem Lenksignale für die zweite Achse erzeugt werden. Das zweite Lenkprogramm kann bspw. nur ein Überwachungssystem (z.B. Reihenerfassungssystem) umfassen anhand welchem Lenksignale für eine erste Achse erzeugt werden, wobei die Lenksignale für die zweite Achse basierend auf Lenksignalen der ersten Achse (z.B. gleiche Lenksignale und/oder definierte sich voneinander unterscheidende Lenksignale) erzeugt werden.
Es ist möglich, dass ein derartiges Erzeugen der Lenksignale durch die Steuereinrichtung erfolgt, dass der Referenzwert innerhalb eines definierten und/oder definierbaren Bereiches liegt, wobei der Bereich durch in der Steuereinrichtung hinterlegte und/oder hinterlegbare Abstandswerte definiert wird. Es ist möglich, bestimmte Abstandswerte oder Bereiche für Abstandswerte wie z.B. Abstand 5cm bis 10 cm zum Pfad (z.B. zu einer Pflanzenreihe) manuell in der Steuereinrichtung zu hinterlegen. Beim Erzeugen der Lenksignale werden diese Abstandswerte oder Bereiche für Abstandwerte entsprechend berücksichtigt, insbesondere derartig, dass der Referenzwert und somit der Abstand des Fahrzeugs zum Pfad innerhalb dieser Vorgaben liegt.
Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens erfolgt ein derartiges Erzeugen der Lenksignale (d.h. für die erste Achse und/oder die zweite Achse) durch die Steuereinrichtung, dass der Referenzwert innerhalb eines definierten und/oder definierbaren Bereiches liegt, wobei jede Achse (d.h. zumindest die erste Achse und die zweite Achse) des landwirtschaftlichen Fahrzeugs durch zumindest zwei Bodenabstützungen gebildet ist und wobei der Bereich derartig definiert und/oder definierbar ist, dass jede der Bodenabstützungen im Wesentlichen mittig zwischen zwei Pfaden entlang einer Fahrtrichtung bewegt wird oder in einen bestimmten Abstand (Referenzwert) quer zur Fahrtrichtung zu zumindest einem Pfad entlang der Fahrtrichtung bewegt wird. Der Bereich kann derartig definiert werden, dass bspw. ein Abstand (z.B. 5-10cm) zu einem Pfad eingehalten wird, wobei die Steuereinrichtung ein Unterschreiten oder Überschreiten des Referenzwertes dadurch unterbindet, indem dementsprechende Lenksignale für die erste Achse und/oder für die zweite Achse erzeugt werden. Ebenso ist es möglich, dass die Bodenabstützungen im Wesentlichen mittig zwischen zwei Pfaden entlang der Fahrtrichtung angeordnet sind, d.h. bewegt werden, bspw. bei einem Abstand zwischen zwei Pfaden von 50cm mit einem Abstand von je 25cm zum Pfad (z.B. zur Pflanzenreihe).
Es sei angemerkt, dass sich gemäß der vorliegenden Beschreibung die Abstandsangaben der Bodenabstützungen gegenüber dem Pfad vorzugsweise jeweils auf eine Mittelachse der Bodenabstützungen beziehen.
Es ist möglich, dass bspw. ein Referenzwert in Form eines Abstands des Fahrzeugs zu einem Pfad erfasst wird (bspw. ein Abstand einer Bodenabstützung des Fahrzeugs zu z.B. einer Pflanzenreihe). Anhand dieses Abstands kann die Steuereinrichtung Lenksignale erzeugen, um bspw. einen in der Steuereinrichtung hinterlegten Abstandswert zu erreichen oder um die jeweiligen Bodenabstützungen mittig zwischen zwei Pfaden zu lenken. Dafür wird vorzugsweise eine hinterlegte Fahrzeuggeometrie durch die Steuereinrichtung berücksichtigt, um einen korrekten Abstand zu berechnen. Es kann bspw. auch ergänzend noch eine Breite (z.B. Reifenbreite) der Bodenabstützungen des Fahrzeugs berücksichtigt werden, um zu gewährleisten, dass die Bodenabstützungen bspw. mittig zwischen zwei Pfaden während der Fahrt bewegt werden. Auch ist es denkbar, dass bspw. zwei oder mehrere Referenzwerte in Form von Abständen und/oder Winkeln mittels des Überwachungssystems erfasst werden, bspw. der jeweilige Abstand rechts und links von einer Bodenabstützung bzw. einem Reifen. Dadurch kann automatisch die Mitte zwischen zwei Pfaden durch die Steuereinrichtung definiert werden (z.B. rechts und links gleicher Abstand zum Pfad). Vorzugsweise wird der Referenzwert innerhalb eines bestimmten Zeitintervall erneut erfasst z.B. jede Sekunde oder bspw. nach jedem zurückgelegten Meter des Fahrzeugs.
Zur manuellen Eingabe z.B. eines Referenzwertes kann das Fahrzeug, d.h. insbesondere die Steuereinrichtung, eine Bedieneinrichtung umfassen und/oder mit einer Bedieneinrichtung signalverbunden und/oder verbindbar sein. Die Bedieneinrichtung (z.B. Terminal, mobiles Endgerät und/oder dergl.) kann z.B. auch zur Eingabe oder zum Einlesen von verschiedenen Werten (bspw. manuell Fahrtrouten hinterlegen, Abstandswerte, Leitlinien etc.) eingerichtet sein. Die Bedieneinrichtung, kann zudem eingerichtet sein, eine graphische, optische und/oder haptische Ausgabe durchzuführen, bspw. bei einem Überschreiten des Referenzwertes. Im Kontext der Erfindung ist es auch möglich, bspw. gespeicherte Referenzwerte des Fahrzeugs gegenüber Pfaden aus einer Speichereinrichtung mittels der Bedieneinrichtung aufzurufen.
Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens kann ein Berechnen eines Mittelwerts aus zumindest zwei erfassten Referenzwerten, vorzugsweise aus einer Vielzahl von erfassten Referenzwerten, insbesondere durch die Steuereinrichtung, vorgesehen sein, wobei ein Verändern oder Konstant halten des zumindest einen Referenzwerts anhand des berechneten Mittelwerts erfolgt. Beispielsweise ist es möglich, dass aus einer Vielzahl an gemessenen Referenzwerten vorzugsweise innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls der Mittelwert gebildet wird. Wobei der so ermittelte Mittelwert zum Erzeugen der Lenksignale für die erste Achse und/oder für die zweite Achse berücksichtigt werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann zudem eine Bestimmung zumindest eines Lenkwinkels der ersten Achse durch zumindest eine Erfassungseinrichtung und/oder Bestimmung zumindest eines Lenkwinkels der zweiten Achse durch zumindest eine Erfassungseinrichtung umfassen, wobei ein Auswählen eines der Lenkprogramme Anhand des Referenzwert und/oder des jeweiligen Lenkwinkels erfolgt. Vorzugsweise umfasst die Erfassungseinrichtung zumindest einen Sensor und/oder eine Kamera, es ist aber auch möglich, dass bspw. mehrere Sensoren und/oder Kameras vorzugsweise an dem Fahrzeug zur Bestimmung der Lenkwinkel angebracht sind. Beispielsweise kann dafür zumindest ein Lenkwinkelsensor oder Lenkmomentsensor vorhanden sein. Es ist auch möglich, dass beispielsweise zumindest ein Sensor (z.B. Lenkwinkelsensor) und/oder eine Kamera je lenkbarer Achse oder je lenkbarer Bodenabstützung (z.B. Rad und/oder Raupenlaufwerk) vorhanden ist.
Im Kontext der Erfindung kann die zumindest eine Erfassungseinrichtung Teil des Überwachungssystems sein (z.B. durch zumindest eine Kamera und/oder zumindest einen Sensor gebildet sein). Es ist ebenso möglich, dass das Überwachungssystem Teil der Erfassungseinrichtung ist.
Vorzugsweise umfasst das Fahrzeug eine Allradlenkung, respektive eine Einzelradlenkung, bei welcher alle Bodenabstützungen gelenkt werden können. Es ist möglich, dass bspw. gemäß einem Lenkprogramm alle Bodenabstützungen in die gleiche Richtung mit einem gleichen Lenkwinkel eingelenkt werden können (z.B. Hundegang). Vorzugsweise können aber auch gemäß einem alternativen Lenkprogramm bspw. die Bodenabstützungen einer ersten Achse in eine andere Richtung als die Bodenabstützungen einer zweiten Achse eingelenkt werden. Darüber hinaus ist es ebenfalls möglich, dass gemäß einem alternativen Lenkprogramm bspw. nur Bodenabstützungen einer Achse eingelenkt werden. Es ist auch denkbar, dass die Bodenabstützungen jeweils eine Einzelradlenkung aufweisen und demnach unabhängig von voneinander lenkbar sind. Wobei jeweils die unterschiedlichen oder identischen Lenkwinkel entsprechend die Wirkzusammenhänge definieren, respektive vorgeben können.
Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens kann ein Hinterlegen von zumindest einer Fahrzeuggeometrie in der Steuereinrichtung und ein Verarbeiten der hinterlegten Fahrzeuggeometrie durch die Steuereinrichtung vorgesehen sein. Die Fahrzeuggeometrie umfasst vorzugsweise Abmessungen des Fahrzeugs wie bspw. Breite, Länge, und/oder Winkelmaße einzelner Baugruppen (z.B. Werkzeugeinheit zu Fahrzeugchassis) zueinander. Es ist möglich, dass bspw. bestimmte Ausstattungsvarianten eines Fahrzeugs wie z.B. die Breite eines Verteilgestänges umfasst sind. Es ist auch möglich, dass das Hinterlegen der zumindest einen Fahrzeuggeometrie automatisiert durchgeführt wird. Zum Beispiel kennt die Steuereinrichtung die Fahrzeuggeometrie und/oder auch bspw. Geometrien von Werkzeugeinheiten oder ähnlichem, welche am Fahrzeug angebracht sind. Es ist auch möglich, dass Fahrzeuggeometrien manuell durch eine Bedienperson bspw. mittels einer Bedieneinrichtung hinterlegt werden.
Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens kann ein Ermitteln zumindest eines Abstands und/oder zumindest eines Winkels von dem Überwachungssystem gegenüber zumindest einen Referenzpunkt der Fahrzeuggeometrie durch die Steuereinrichtung vorgesehen sein, wobei der Abstand und/oder der Winkel zur Auswahl eines der Lenkprogramme und zum Erzeugen der Lenksignale berücksichtigt wird. Demnach ist es möglich, zu berücksichtigen, an welcher Stelle bspw. das Überwachungssystem am Fahrzeug angebracht ist. Soll bspw. ein Referenzwert einer Bodenabstützung zu einem Pfad erfasst werden, ist das auch möglich, wenn das Überwachungssystem bspw. am Dach des Fahrzeugs (Referenzpunkt) montiert ist. Es ist auch möglich, mehr als ein Überwachungssystem am Fahrzeug zu montieren und bspw. die erfassten Referenzwerte der Überwachungssysteme abzugleichen. Durch die Fahrzeuggeometrie kann der tatsächliche Referenzwert zwischen Bodenabstützung und Pfad durch Heranziehen des Abstands zwischen Überwachungssystem (Referenzpunkt) und Bodenabstützung durch die Steuereinrichtung berechnet werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Fahrzeuggeometrie zumindest eine Spurweite des Fahrzeugs und/oder einen Achsabstand des Fahrzeugs und/oder eine Winkellage einer Werkzeugeinheit zu einem Fahrzeugchassis und/oder einen Abstand von Werkzeugen der Werkzeugeinheit zueinander und/oder eine Breite der Werkzeugeinheit und/oder einen Relativabstand der Bodenabstützungen gegenüber dem Fahrzeugchassis umfasst. Bspw. ist es möglich, dass die Spurweite des Fahrzeugs zumindest einen oder alternativ mehrere Referenzpunkte umfasst, anhand welches Referenzpunktes (oder anhand welcher Referenzpunkte) der Abstand zum Überwachungssystem ermittelt wird. Es ist auch möglich, dass bspw. die Winkellage der Werkzeugeinheit zum Fahrzeugchassis bspw. zusätzlich zum Abstand berücksichtigt wird.
Es sei darauf hingewiesen, dass es möglich ist, zum Erzeugen von Lenksignalen der ersten Achse und/oder zum Erzeugen von Lenksignalen der zweiten Achse, die Fahrzeuggeometrie und/oder bspw. einen im Spurplanungstool hinterlegten oder sensorisch erfassten Kurvenradius (z.B. Vorgewende) zu verwenden. Bspw. können mittels eines Zusammenhangs der Fahrzeuggeometrie und/oder eines Kurvenradius und/oder eines Referenzwerts des Fahrzeugs gegenüber zumindest einem Pfad erzeugt werden.
Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens kann eine Anordnung einer Werkzeugeinheit am Fahrzeug vorgesehen sein, welche Werkzeugeinheit eine Vielzahl von Werkzeugen umfasst, wobei eine Lage der Werkzeuge quer zur Fahrtrichtung basierend auf dem erfassten Referenzwert durch die Steuereinrichtung gesteuert werden kann. Vorzugsweise umfasst die Werkzeugeinheit (z.B. Verteilgestänge) eine Vielzahl an Werkzeugen wie bspw. Verteilelemente (z.B. Spritzdüsen) eines Verteilgestänges (Feldspritze), Säschare einer Sämaschine oder Bodenbearbeitungswerkzeuge einer Bodenbearbeitungsmaschine. Das Einstellen der Werkzeugeinheit umfasst vorzugsweise ein Anpassen eines Abstandes zumindest eines Werkzeugs, vorzugsweise aller Werkzeuge quer zur Fahrtrichtung gegenüber dem Pfad. Bevorzugt kann der Abstand der Werkzeuge quer zur Fahrtrichtung durch ein Steuern und/oder Regeln einer Verstelleinrichtung durch die Steuereinrichtung, oder durch ein manuelles Verstellen angepasst werden. Die Verstelleinrichtung kann bspw. zumindest ein, vorzugsweise mehrere motorische Stellelemente umfassen. Es ist auch möglich, dass das Einstellen der Werkzeugeinheit auch ein Einschalten und Ausschalten oder ein Steuern und/oder Regeln von Werkzeugen umfasst. Bspw. ist es möglich, jeweilige Werkzeuge (z.B. Spritzdüsen einer Feldspritze) abhängig von der Lage des Fahrzeugs gegenüber zumindest einem Pfad und/oder abhängig von einer Lage der Pfade zueinander, anzusteuern (z.B. ein- oder auszuschalten). Vorzugsweise kann das Einstellen der Werkzeugeinheit automatisch durch die Steuereinheit basierend auf dem Referenzwert gegenüber zumindest einem Pfad durchgeführt werden. Es ist auch möglich, dass das Einstellen manuell durch eine Bedienperson durchgeführt wird. Es ist möglich, dass die Werkzeugeinheit mittelbar (bspw. durch ein Anbaugerät) oder unmittelbar an der Maschine angebracht ist. Es ist auch möglich, dass eine Lage eines Trägers, an welchem die Werkzeuge angebaut sind, gegenüber einem Chassis des Fahrzeugs, d.h. gegenüber den Bodenabstützungen, insbesondere quer zur Fahrtrichtung verstellt werden kann. Bevorzugt kann eine Lage der Werkzeuge quer zur Fahrtrichtung durch entsprechende Lenksignale gesteuert werden.
Gemäß einer Ausführungsvariante des Verfahrens kann ein, aus zumindest einem Reihenerfassungssystem und/oder zumindest einem Positionsbestimmungssystem und/oder einem mit zumindest einem Positionsbestimmungssystem signalverbundenes und/oder signalverbindbares Spurplanungssystem gebildetes Überwachungssystem vorgesehen sein. Es ist bspw. möglich, dass ein Reihenerfassungssystem in Kombination mit einem Positionsbestimmungssystem als Überwachungssystem verwendet wird. Bspw. kann im Bereich des Vorgewendes ein Positionsbestimmungssystem zum Einsatz kommen, wohingegen bei der Überfahrt über die landwirtschaftliche Fläche ein Reihenerfassungssystem verwendet wird. Es ist auch möglich, dass bspw. zwei Positionsbestimmungssysteme vorzugsweise am Fahrzeug angebracht sind, welche vorzugsweise gleichzeitig verwendet werden. Das Reihenerfassungssystem umfasst bspw. zumindest einen Sensor und/oder zumindest eine Kamera. Es ist auch möglich, dass eine Vielzahl an Kameras und/oder Sensoren vom Reihenerfassungssystem umfasst sind. Es ist möglich, dass durch das Reihenerfassungssystem eine oder mehrere gesamte Pfade (z.B. Verlauf eines Pfades) erkannt werden (bspw. erste Pflanzenreihe, zweite Pflanzenreihe usw.), aus welchen wiederum ein Pfad gebildet wird. Es ist aber auch denkbar, dass einzelne Pflanzen erkannt werden (bspw. Nutzpflanze oder Schadbewuchs wie Unkraut). Es ist auch denkbar, dass entlang einer Arbeitsbreite des Fahrzeugs eine Vielzahl an Kameras und/oder Sensoren angebracht ist, bspw. derartig, dass jedem Pfad eine Kamera und/oder ein Sensor zugeordnet ist. Es ist auch möglich, dass Koordinaten von Pflanzen und/oder Pfaden in einem Positionsbestimmungssystem hinterlegt werden. Es ist beispielsweise möglich, dass Positionen von Pflanzen und/oder Pfaden, vorab erfasst werden, bspw. durch eine Fahrt über die landwirtschaftliche Fläche mittels des Fahrzeugs selbst, einer Drohne oder einer anderen Maschine. Es ist auch denkbar, dass Positionen der Pflanzen und/oder Positionen der Pfade durch eine Bedienperson mittels einer Bedieneinrichtung, respektive einem Spurplanungssysatem definiert werden. Somit ist es möglich, anhand dieser hinterlegten Positionen und bspw. einer Position des Fahrzeugs auf der landwirtschaftlichen Fläche, die Lage des Fahrzeugs gegenüber zumindest einem Pfad zu bestimmen. Vorzugsweise sind in der Steuereinrichtung diese Positionen hinterlegt. Es ist auch möglich, dass das Überwachungssystem zumindest ein Positionsbestimmungssystem umfasst, mittels welchem Positionen des Fahrzeugs auf der landwirtschaftlichen Fläche erfasst werden können. Vorzugsweise kann das Positionsbestimmungssystem zum Abgleich bspw. mit dem Reihenerfassungssystem zum Einsatz kommen. Es ist aber auch möglich, dass das Positionsbestimmungssystem verwendet wird, wenn bspw. eine Kamera des Reihenerfassungssystems keine ausreichende Signal-Qualität zur Erfassung des Pfades liefert. Vorzugsweise kann das Positionsbestimmungssystem satellitengestützt sein und bspw. ein GPS-Positionsbestimmungssystem, ein Galileo-Positionsbestimmungssystem, ein Glonass-Positionsbestimmungssystem oder ein Beidou-Positionsbestimmungssystem sein.
Es ist möglich, dass das Spurplanungssystem bspw. losgelöst vom Fahrzeug ist, wobei Steuer-, Regel-, und Parametrisierungsbefehle an die Steuereinrichtung oder in einen Speicher der Steuereinrichtung des Fahrzeugs übertragen werden können. Es ist auch möglich, dass das Spurplanungssystem als Onboardsystem des landwirtschaftlichen Fahrzeugs ausgebildet ist, und insbesondere Bestandteil der Steuereinrichtung ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann bevorzugt ein Erfassen eines Hindernisses auf der landwirtschaftlichen Fläche mittels des Überwachungssystems umfassen, wobei die Steuereinrichtung eingerichtet sein kann, basierend auf dem erfassten Hindernis, Signale zum Stoppen des Fahrzeugs zu erzeugen und/oder ein Lenkprogramm auszuwählen, dass zum Umfahren des Hindernisses eingerichtet ist. Vorzugsweise können Hindernisse auch Vorab mittels dem Spurplanungssystem definiert, d.h. hinterlegt werden (z.B. Feldgrenze, Baum etc.). Es ist aber auch möglich, dass unvorhergesehene Hindernisse durch das Überwachungssystem erkannt werden (z.B. Lebewesen auf der landwirtschaftlichen Fläche).
Die Steuereinrichtung weist bspw. eine Rechnereinheit, einen Bordcomputer und/oder dergl. auf und umfasst zudem einen Steuer- und/oder Regelkreis, insbesondere einen hydraulischen und/oder pneumatischen und/oder elektrischen Steuer- und/oder Regelkreis, wobei der Steuer- und/oder Regelkreis zweckmäßig zur hydraulischen und/oder pneumatischen und/oder elektrischen Signal- und/oder Befehlsübertragung ausgebildet ist. Welche Signal- und/oder Befehlsübertragung auch drahtlos (z.B. mittels WLAN) erfolgen kann.
Im Kontext der Erfindung sind von der Steuereinrichtung, insbesondere die Gesamtheit der Bauteile zur Signal- und/oder Befehlsübertragung umfasst. Dementsprechend auch Rechnereinheiten, CPU's, und/oder dergl. Ebenso umfasst sind entsprechend auch in den jeweiligen Sensoren oder Sensoreinheiten oder Sensoranordnungen integrierte Steuereinrichtungen. Ebenso sei darauf hingewiesen, dass die Signale und/oder Daten der Sensoren / Überwachungssysteme / Erfassungseinrichtungen und/oder dergl. jeweils als Rückkoppelung für eine Steuer- und/oder Regelgröße herangezogen werden können.
Es sei noch darauf hingewiesen, dass die Begriffe „Steuern“ und „Regeln“ und „Steuereinrichtung“ sich auf elektronische und/oder pneumatische und/oder hydraulische Steuerungen oder Regelungen beziehen können, die je nach Ausbildung Steuerungsaufgaben und/oder Regelungsaufgaben übernehmen können. Auch wenn hierin der Begriff „Steuern“ verwendet wird, kann damit gleichsam zweckmäßig auch „Regeln“ umfasst sein. Ebenso kann bei Verwendung des Begriffs „Regeln“ gleichsam auch ein „Steuern“ damit umfasst sein.
Zur Vermeidung von Wiederholungen sei darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäßen Ausführungsformen und Merkmale in beliebiger Weise und Frei mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, dem Lenksystem und/oder dem landwirtschaftlichen Fahrzeug kombinierbar sind. Dementsprechend sind alle Ausführungsformen und erfindungsgemäßen Merkmale sowohl für das Verfahren, als auch für das Lenksystem, als auch für das landwirtschaftliche Fahrzeug offenbart und beanspruchbar.
Die Erfindung umfasst zur Lösung der Aufgaben zudem ein Lenksystem, welches zum Lenken eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs entlang von zumindest einem Pfad auf einer landwirtschaftlichen Fläche eingerichtet ist, wobei das Fahrzeug zumindest zwei lenkbare Achsen umfasst.
Das Lenksystem umfasst zudem zumindest ein Überwachungssystem, welches zum Erfassen zumindest eines, eine Lage des Fahrzeugs gegenüber zumindest einem Pfad definierenden Referenzwerts eingerichtet ist.
Das Lenksystem umfasst zudem zumindest eine Steuereinrichtung, die zur Vorgabe von zumindest zwei sich voneinander unterscheidenden Lenkprogrammen eingerichtet ist, wobei die Lenkprogramme durch sich voneinander unterscheidende Wirkzusammenhänge der Lenksignale der zumindest zwei lenkbaren Achsen definiert sind.
Erfindungsgemäß ist die Steuereinrichtung zudem eingerichtet, basierend auf dem zumindest einen erfassten Referenzwert eines der Lenkprogramme auszuwählen und basierend auf dem ausgewählten Lenkprogramm Lenksignale zum Lenken des Fahrzeugs entlang des zumindest einen Pfades und zum Verändern oder konstant halten des zumindest einen Referenzwerts mittels der Steuereinrichtung zu erzeugen.
Die Erfindung beansprucht nicht nur Schutz für das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße Lenksystem. Vielmehr beansprucht die Erfindung auch Schutz für ein landwirtschaftliches Fahrzeug, welches dazu eingerichtet ist, ein Verfahren gemäß den vorgenannten Ausführungsbeispielen auszuführen und/oder welches ein Lenksystem gemäß der der vorgenannten Ausführungsbeispiele aufweist.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind. Es zeigen:

1a eine Draufsicht auf ein landwirtschaftliches Fahrzeug, welches über eine landwirtschaftliche Fläche bewegt wird,
1b eine Seitenansicht auf ein landwirtschaftliches Fahrzeug, welches über eine landwirtschaftliche Fläche bewegt wird,
2a & 2b eine schematische Draufsicht auf ein landwirtschaftliches Fahrzeug, welches entlang von Pfaden auf der landwirtschaftlichen Fläche bewegt wird,
3 ein Ablaufdiagramm zur Illustration eines Verfahrens zum Lenken eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs entlang von zumindest einem Pfad auf einer landwirtschaftlichen Fläche.

Die in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsformen stimmen zumindest teilweise überein, so dass ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsformen bzw. Figuren verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.
1a zeigt eine Draufsicht auf ein landwirtschaftliches Fahrzeug 200, welches Fahrzeug 200 über eine landwirtschaftliche Fläche 300 bewegt wird.
Das landwirtschaftliche Fahrzeug 200 ist gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel als selbstfahrende Feldspritze ausgebildet, welche zur Verteilung von verschiedenen Verteilgütern (z.B. Pflanzenschutzmittel, Dünger etc.) eingerichtet ist. Das Fahrzeug 200 kann aber auch gemäß nicht gezeigten Ausführungsbeispielen beispielsweise als Verteilmaschine, Sämaschine, Düngerstreuer, Erntemaschine, Bodenbearbeitungsmaschine oder bspw. als Zugfahrzeug (z.B. Traktor, Wide-Span Tractor, Gantry) ausgebildet sein.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist eine Werkzeugeinheit 60 am Fahrzeug 200 vorgesehen, die eine Vielzahl von Werkzeugen 61 umfasst, wobei eine Lage der Werkzeuge 61 quer zur Fahrtrichtung FR basierend auf den erfassten Referenzwert Z (siehe bspw. 2a) durch die Steuereinrichtung gesteuert werden kann, wobei hierfür bspw. das Fahrzeug 200 entsprechend lenkbar sein kann. Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist die Werkzeugeinheit 60 als Verteilgestänge ausgebildet das sich in einer großen Arbeitsbreite quer zur Fahrtrichtung FR erstreckt. Die Werkzeuge 61 umfassen gemäß der 1 Spritzdüsen zum Ausbringen zumindest eines Verteilguts und können vorzugsweise je nach Lage des Fahrzeugs 200 gegenüber der Pfade 10a-10n gesteuert (z.B. aktiviert oder deaktiviert) werden.
Das landwirtschaftliche Fahrzeug 200 wird entlang von Pfaden 10a-10n in Form von Pflanzenreihen gelenkt. Gemäß dem Ausführungsbeispiel befindet sich eine Vielzahl von Pfaden 10a-10n auf der landwirtschaftlichen Fläche 300, wobei das Fahrzeug 200 entlang der Pfade 10a-10n, vorzugsweise zwischen den Pfaden 10a-10n bewegt wird. Die Pfade 10a-10n können ebenso Leitlinien bspw. in Form von AB-Linien umfassen.
Mittels zumindest einem Überwachungssystem 20 erfolgt ein Erfassen zumindest eines, eine Lage des Fahrzeugs 200 gegenüber zumindest eines Pfades 10a-10n, definierenden Referenzwerts Z, bspw. kann das Überwachungssystem 20 zumindest ein Reihenerfassungssystem mit zumindest einen Sensor (z.B. Radarsensor, Laser) umfassen, mittels welchem bspw. eine Reflexion der Pflanzen 10 von Pflanzenreihen durch das Reihenerfassungssystem 20 erfasst wird. Vorzugsweise kann ein Spurplanungssystem verwendet werden, um bspw. Positionen der Pfade 10a-10n oder Positionen der Pflanzen 10 der Pflanzenreihen zu hinterlegen (z.B. Ort der Aussaat). Es ist auch möglich, dass zumindest ein Positionsbestimmungssystem vorzugsweise am Fahrzeug 200 angeordnet ist. Das Überwachungssystem 20 umfasst gemäß dem Ausführungsbeispiel zwei Sensoren und zwei Kameras, wobei je ein Sensor und eine Kamera an einem Ausleger der Werkzeugeinheit 60 angebracht sind. Es ist ebenfalls möglich, dass durch das Überwachungssystem 20 bspw. Schadbewuchs 50 in Form von Unkraut oder ähnlichem erkannt wird.
Durch zumindest eine Steuereinrichtung erfolgt eine Vorgabe von zumindest zwei sich voneinander unterscheidenden Lenkprogrammen, wobei die Lenkprogramme durch sich voneinander unterscheidende Wirkzusammenhänge der Lenksignale der zumindest zwei lenkbaren Achsen A1; A2 definiert sind.
Ein Auswählen eines der Lenkprogramme erfolgt basierend auf dem zumindest einen erfassten Referenzwert Z. Durch die zumindest eine Steuereinrichtung erfolgt außerdem ein Erzeugen von Lenksignalen basierend auf dem ausgewählten Lenkprogramm zum Lenken des Fahrzeugs 200 entlang von zumindest einem Pfades 10a-10n (oder von mehreren Pfaden) und zum Verändern oder konstant halten des zumindest einen Referenzwerts Z. Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise Teil des Fahrzeugs 200 oder bspw. mit einer Bedieneinrichtung (z.B. mobilem Endgerät) verbindbar.
Mittels einer Erfassungseinrichtung kann zumindest ein Lenkwinkel L der ersten Achse A1 und/oder zumindest ein Lenkwinkel L der zweiten Achse A2, zum Auswählen eines der Lenkprogramme und zum Erzeugen von Lenkprogrammen, anhand des jeweiligen Lenkwinkels L bestimmt werden. Das gezeigte Fahrzeug 200 kann bspw. Lenkwinkelsensoren an der ersten Achse A1 und/oder an der zweiten Achse A2 umfassen, welche bspw. an der jeweiligen Bodenabstützung 40 (z.B. Räder) zum Erfassen des jeweiligen Lenkwinkels L angeordnet sind. Die erfassten Lenkwinkel L werden vorzugsweise zur Auswahl des Lenkprogramm an die Steuereinrichtung übermittelt.
Die Lenksignale werden durch die Steuereinrichtung derartig erzeugt, dass der Referenzwert Z innerhalb eines definierten und/oder definierbaren Bereiches liegt, wobei der Bereich durch in der Steuereinrichtung hinterlegte Abstandswerte definiert wird. Gemäß dem Ausführungsbeispiel wurde ein Bereich von 5-10cm gewählt, innerhalb welches Bereiches der Referenzwert Z liegt.
1b zeigt eine Seitenansicht des landwirtschaftlichen Fahrzeugs, welches über die landwirtschaftliche Fläche bewegt wird.
Zumindest eine Fahrzeuggeometrie ist in der Steuereinrichtung hinterlegbar und durch die Steuereinrichtung verarbeitbar.
Zumindest ein Abstand B; B1; B2 und/oder zumindest ein Winkel von dem Überwachungssystem 20 gegenüber zumindest einen Referenzpunkt der Fahrzeuggeometrie wird durch die Steuereinrichtung ermittelt, wobei der Abstand B; B1; B2 und/oder der Winkel zur Auswahl eines der Lenkprogramme und zum Erzeugen der Lenkprogramme berücksichtigt wird. Gemäß 1b werden die Abstände B1; B2 zwischen dem Überwachungssystem 20 und den Bodenabstützungen 40 entlang der Fahrtrichtung FR ermittelt. Es ist auch möglich das Abstände B; B1; B2 und/oder Winkel zwischen dem Überwachungssystem 20 und bspw. den Bodenabstützungen 40 quer und/oder senkrecht zur Fahrtrichtung FR ermittelt werden.
Die 2a und 2b zeigen eine schematische Draufsicht auf das landwirtschaftliche Fahrzeug 200, welches entlang von Pfaden 10f-10i auf der landwirtschaftlichen Fläche 300 bewegt wird.
Die Fahrzeuggeometrie umfasst zumindest eine Spurweite D des Fahrzeugs 200 und/oder einen Achsabstand C des Fahrzeugs 200 und/oder eine Winkellage einer Werkzeugeinheit 60 zu einem Fahrzeugchassis 70 und/oder einen Abstand von Werkzeugen 61 der Werkzeugeinheit 60 zueinander und/oder eine Breite der Werkzeugeinheit 60 und/oder einen Relativabstand der Bodenabstützungen 40 gegenüber dem Fahrzeugchassis 70.
Das Fahrzeug 200 umfasst zumindest zwei lenkbare Achsen A1 und A2. Es ist auch möglich, dass das Fahrzeug 200 bspw. mehr als zwei lenkbare Achse A1; A2 umfasst. Gemäß der 2a ist die erste Achse A1 entlang der Fahrtrichtung FR im hinteren Bereich des Fahrzeugs 200 entlang der Fahrtrichtung FR und die Achse A2 im vorderen Bereich des Fahrzeugs 200 angeordnet. 2b zeigt hingegen, dass die erste Achse A1 im vorderen Bereich des Fahrzeugs 200 entlang der Fahrtrichtung FR und die zweite Achse A2 im hinteren Bereich des Fahrzeugs angeordnet ist.
Gemäß der 2a wird das Fahrzeug 200 entlang der Pfade 10f; 10g; 10h; 10i bewegt. Die beiden Bodenabstützungen 40 der zweiten Achse A2 sind entlang der Fahrtrichtung FR nach links eingelenkt und erzeugen jeweils einen Lenkwinkel L. Vorzugsweise werden die Lenksignale der Steuereinrichtung an eine Lenkeinrichtung zum Lenken der Bodenabstützungen 40 übertragen.
Die Lenksignale werden mittels eines Lenkprogramms derartig erzeugt, dass mittels eines ersten Lenkprogramms Lenksignale für die erste Achse A1 voneinander unabhängig von den Lenksignalen der zweiten Achse A2 erzeugt werden, so dass bspw. kein unmittelbarer Wirkzusammenhang vorliegt und dass mittels einer zweiten Lenkprogramms Lenksignale für eine zweite Achse A2 abhängig von den Lenksignalen für die erste Achse A1 erzeugt werden, so dass bspw. ein unmittelbarer Wirkzusammenhang vorliegt. Gemäß der 2a wird die zweite Achse A2 unabhängig von der ersten Achse A1 gelenkt. Die 2b zeigt hingegen ein Ausführungsbeispiel, bei welchem die Achse A1 und die Achse A2 abhängig voneinander gelenkt werden, wobei alle Bodenabstützungen 40 der beiden Achsen A1; A2 in dieselbe Richtung mit demselben Lenkwinkel L eingelenkt sind.
Die Lenksignale werden durch die Steuereinrichtung derartig erzeugt, dass der Referenzwert Z innerhalb eines definierten und/oder definierbaren Bereiches liegt, wobei jede Achse A1; A2 des landwirtschaftlichen Fahrzeugs 200 durch zumindest zwei Bodenabstützungen 40 gebildet ist und wobei jede der Bodenabstützungen 40 im Wesentlichen mittig zwischen zwei Pfaden 10a-10n entlang einer Fahrtrichtung FR oder in einem bestimmten Abstand zu den Pfaden 10-10n quer zur Fahrtrichtung FR bewegt wird. Gemäß dem Ausführungsbeispiel werden die Bodenabstützungen 40 derartig gelenkt, um eine im Wesentlichen mittige Anordnung der linken Bodenabstützungen 40 zwischen den Pfaden 10f und 10g und der rechten Bodenabstützungen 40 zwischen den Pfaden 10h und 10i zu erreichen.
Gemäß 2a werden die Bodenabstützungen 40 der zweiten Achse A2 nach links (in Fahrtrichtung FR nach links) eingelenkt, um dem Hindernis 30 ausweichen zu können und um den Referenzwert Z anzupassen, da dieser entlang der Fahrtrichtung FR auf der rechten Seite des Fahrzeugs 200 geringer ist als auf der linken Seite des Fahrzeugs 200.
Gemäß der 2b wird das Fahrzeug 200 ebenfalls entlang der Pfade 10f; 10g; 10h; 10i bewegt, wobei hierbei die Bodenabstützungen 40 der ersten Achse A1 und zweiten Achse A2 entlang der Fahrtrichtung FR nach rechts eingelenkt sind. Der Referenzwert Z in Form eines Abstandes des Fahrzeugs 200 zum Pfad 10f, 10g ist auf der rechten Seite entlang der Fahrtrichtung FR des Fahrzeugs 200 größer als der Referenzwert Z der linken Seite entlang der Fahrtrichtung FR des Fahrzeugs 200, weshalb die Bodenabstützungen 40 in einem Lenkwinkel L in Fahrtrichtung FR nach rechts eingelenkt wurden, um diese Differenz zu beseitigen. Es ist auch möglich, dass die Bodenabstützungen 40 in unterschiedlichen Lenkwinkeln gleichzeitig eingelenkt werden. Der Referenzwert Z definiert gemäß dem Ausführungsbeispielen einen Abstand zwischen einer Mitte des jeweiligen Pfads 10a-10n und einer Mitte der jeweiligen Bodenabstützung 40.
Mittels dem Überwachungssystem 20 können Hindernisse 30 auf der landwirtschaftlichen Fläche 300 erfasst werden, wobei die Steuereinrichtung eingerichtet ist, basierend auf den erfassten Hindernissen 30, Signale zum Stoppen des Fahrzeugs 200 zu erzeugen und/oder Lenkprogramme zum Umfahren der Hindernisse 30 auszuwählen. Gemäß 2a erkennt das Fahrzeug 200 das Hindernis 30 (z.B. Strommasten) und entscheidet sich für ein Stoppen des Fahrzeugs 200 oder wie hier gezeigt, für eine Umfahrung des Hindernisses 30.
Die 3 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Illustration eines Verfahrens zum Lenken eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs 200 entlang von Pfaden 10a-10n auf einer landwirtschaftlichen Fläche 300.
In einem Schritt S1 umfasst das Verfahren ein Erfassen zumindest eines, eine Lage des Fahrzeugs 200 gegenüber zumindest einem Pfad 10a-10n, definierenden Referenzwerts mittels zumindest einem Überwachungssystem 20.
In einem Schritt S2 umfasst das Verfahren eine Vorgabe von zumindest zwei sich voneinander unterscheidenden Lenkprogrammen durch zumindest eine Steuereinrichtung, wobei die Lenkprogramme durch sich voneinander unterscheidende Wirkzusammenhänge der Lenksignale der zumindest zwei lenkbaren Achsen definiert sind.
In einem Schritt S3 umfasst das Verfahren ein Auswählen eines der Lenkprogramme basierend auf dem zumindest einen erfassten Referenzwert Z und ein Erzeugen von Lenksignalen basierend auf dem ausgewählten Lenkprogramm durch die Steuereinrichtung zum Lenken des Fahrzeugs 200 entlang von Pfaden 10a-10n und zum Verändern oder konstant halten des zumindest einen Referenzwerts Z.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist es für einen Fachmann ersichtlich, dass verschiedene Änderungen ausgeführt werden können und Äquivalente als Ersatz verwendet werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Zusätzlich können viele Modifikationen ausgeführt werden, ohne den zugehörigen Bereich zu verlassen. Folglich soll die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele begrenzt sein, sondern soll alle Ausführungsbeispiele umfassen, die in den Bereich der beigefügten Patentansprüche fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen.
Bezugszeichenliste:

10: Pflanzen
10a-10n: Pfade
20: Überwachungssystem
30: Hindernis
40: Bodenabstützung
50: Schadbewuchs
60: Werkzeugeinheit
61: Werkzeuge
70: Fahrzeugchassis
200: Landwirtschaftliches Fahrzeug
300: Landwirtschaftliche Fläche
A1: Erste Achse
A2: Zweite Achse
B; B1; B2: Abstände
C: Achsabstand
D: Spurweite
S1; S2; S3: Schritt
Z: Referenzwert

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005041550 A1 [0004]

Claims

Verfahren zum Lenken eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs (200) entlang von zumindest einem Pfad (10a-10n) auf einer landwirtschaftlichen Fläche (300), wobei das Fahrzeug (200) zumindest zwei lenkbare Achsen (A1; A2) umfasst, aufweisend: - ein Erfassen zumindest eines, eine Lage des Fahrzeugs (200) gegenüber zumindest eines Pfades (10a-10n), definierenden Referenzwerts (Z), vorzugsweise mittels zumindest einem Überwachungssystem (20), - eine Vorgabe von zumindest zwei sich voneinander unterscheidenden Lenkprogrammen durch zumindest eine Steuereinrichtung, wobei die Lenkprogramme durch sich voneinander unterscheidende Wirkzusammenhänge der Lenksignale der zumindest zwei lenkbaren Achsen (A1; A2) definiert sind, gekennzeichnet durch, - ein Auswählen eines der Lenkprogramme basierend auf dem zumindest einen erfassten Referenzwert (Z) und - ein Erzeugen von Lenksignalen basierend auf dem ausgewählten Lenkprogramm durch die Steuereinrichtung zum Lenken des Fahrzeugs (200) entlang des zumindest einem Pfads (10a-10n) und zum Verändern oder konstant halten des zumindest einen Referenzwerts (Z).
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch, eine Erfassung zumindest eines Neigungswerts des Fahrzeugs (200) gegenüber der landwirtschaftlichen Fläche (300) mittels zumindest einem Neigungserfassungssystem.
Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch, ein Definieren der Wirkzusammenhänge der Lenksignale der zumindest zwei lenkbaren Achsen (A1; A2) basierend auf dem erfassten Neigungswert des Fahrzeugs (200).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorgabe von zumindest zwei sich voneinander unterscheidenden Lenkprogrammen durch zumindest eine Steuereinrichtung eine Vorgabe zumindest eines ersten Lenkprogramms und/oder zumindest eines zweiten Lenkprogramms durch die Steuereinrichtung umfasst, wobei das erste Lenkprogramm durch Wirkzusammenhänge zum voneinander unabhängigen Erzeugen der Lenksignale für die erste Achse (A1) und für die zweite Achse (A2) definiert ist und wobei das zweite Lenkprogramm durch Wirkzusammenhänge zum Erzeugen der Lenksignale für die zweite Achse (A2) abhängig von den Lenksignalen der ersten Achse (A1) definiert ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch, ein derartiges Erzeugen der Lenksignale durch die Steuereinrichtung, dass der Referenzwert (Z) innerhalb eines definierten und/oder definierbaren Bereiches liegt, wobei der Bereich durch in der Steuereinrichtung hinterlegte und/oder hinterlegbare Abstandswerte definiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch, ein derartiges Erzeugen der Lenksignale durch die Steuereinrichtung, dass der Referenzwert (Z) innerhalb eines definierten und/oder definierbaren Bereiches liegt, wobei jede Achse (A1; A2) des landwirtschaftlichen Fahrzeugs (200) durch zumindest zwei Bodenabstützungen (40) gebildet ist und wobei der Bereich derartig definiert und/oder definierbar ist, dass jede der Bodenabstützungen (40) im Wesentlichen mittig zwischen zwei Pfaden (10a-10n) entlang einer Fahrtrichtung (FR) bewegt wird oder in einen bestimmten Abstand quer zur Fahrtrichtung (FR) zu zumindest einem Pfad (10a-10n) entlang der Fahrtrichtung (FR) bewegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch, ein Berechnen eines Mittelwerts aus zumindest zwei erfassten Referenzwerten (Z), vorzugsweise aus einer Vielzahl von erfassten Referenzwerten (Z), insbesondere durch die Steuereinrichtung, wobei ein Verändern oder Konstant halten des zumindest einen Referenzwerts (Z) anhand des berechneten Mittelwerts erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch, eine Bestimmung zumindest eines Lenkwinkels (L) der ersten Achse (A1) durch zumindest eine Erfassungseinrichtung und/oder eine Bestimmung zumindest eines Lenkwinkels (L) der zweiten Achse (A2) durch zumindest eine Erfassungseinrichtung, wobei ein Auswählen eines der Lenkprogramme Anhand des Referenzwert und/oder des jeweiligen Lenkwinkels (L) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch, ein Hinterlegen von zumindest einer Fahrzeuggeometrie in der Steuereinrichtung und ein Verarbeiten der hinterlegten Fahrzeuggeometrie durch die Steuereinrichtung.
Verfahren nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch, ein Ermitteln zumindest eines Abstands (B; B1; B2) und/oder zumindest eines Winkels von dem Überwachungssystem (20) gegenüber zumindest einen Referenzpunkt der Fahrzeuggeometrie durch die Steuereinrichtung, wobei der Abstand (B; B1; B2) und/oder der Winkel zur Auswahl eines der Lenkprogramme und zum Erzeugen der Lenksignale berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch, eine Anordnung einer Werkzeugeinheit (60) am Fahrzeug (200), welche Werkzeugeinheit (60) eine Vielzahl von Werkzeugen (61) umfasst, wobei eine Lage der Werkzeuge (61) quer zur Fahrtrichtung (FR) basierend auf dem erfassten Referenzwert (Z) durch die Steuereinrichtung gesteuert werden kann.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch, ein aus zumindest einem Reihenerfassungssystem und/oder zumindest einem Positionsbestimmungssystem und/oder einem mit zumindest einem Positionsbestimmungssystem signalverbundenem und/oder signalverbindbarem Spurplanungssystem gebildetes Überwachungssystem (20).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch, ein Erfassen eines Hindernisses (30) auf der landwirtschaftlichen Fläche (300) mittels des Überwachungssystems (20), wobei die Steuereinrichtung eingerichtet ist, basierend auf dem erfassten Hindernis (30), Signale zum Stoppen des Fahrzeugs (200) zu erzeugen und/oder ein Lenkprogramm auszuwählen, dass zum Umfahren des Hindernisses (30) eingerichtet ist.
Lenksystem welches zum Lenken eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs (200) entlang von zumindest einem Pfad (10a-10n) auf einer landwirtschaftlichen Fläche (300) eingerichtet ist, wobei das Fahrzeug (200) zumindest zwei lenkbare Achsen (A1; A2) umfasst, und wobei das Lenksystem zumindest ein Überwachungssystem (20) welches zum Erfassen zumindest eines, eine Lage des Fahrzeugs (200) gegenüber zumindest einem Pfad (10a-10n) definierenden Referenzwerts (Z) eingerichtet ist umfasst und zumindest eine Steuereinrichtung die zur Vorgabe von zumindest zwei sich voneinander unterscheidenden Lenkprogrammen eingerichtet ist umfasst, wobei die Lenkprogramme durch sich voneinander unterscheidende Wirkzusammenhänge der Lenksignale der zumindest zwei lenkbaren Achsen definiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung zudem eingerichtet ist, basierend auf dem zumindest einen erfassten Referenzwert (Z) eines der Lenkprogramme auszuwählen und basierend auf dem ausgewählten Lenkprogramm Lenksignale zum Lenken des Fahrzeugs (200) entlang des zumindest einen Pfades (10a-10n) und zum Verändern oder konstant halten des zumindest einen Referenzwerts (Z) zu erzeugen.
Landwirtschaftliches Fahrzeug (200), dadurch gekennzeichnet, dass dieses dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 13 auszuführen und/oder dass dieses ein Lenksystem nach Anspruch 14 aufweist.