-
Bei
der vorliegenden Erfindung handelt es sich um System, mit dem Gehölze, insbesondere Obstbäume, identifiziert
und in Abhängigkeit
von Vorgaben aus einer zentralen Datenbank und/oder aus einem in
Echtzeit ermittelten Zustand Arbeitsvorgänge ausgelöst und gesteuert werden können. Die
ermittelten Zustandsgrößen bzw.
die Arbeitsvorgänge sollen
wiederum an eine zentrale Datenbank übermittelt werden.
-
Bei
dem System sollen adressierte Bäume und
ihre in Rastern kartierte Raumausdehnung maschinell erkannt und
selektiv bearbeitet werden. Die Gehölze können bspw. maschinell und kontaktlos über Funktransponder
oder Funkresponder erkannt werden, wobei ein Sende-Modul, welches
mit dem Erkennungsobjekt fest verbunden ist, dessen einmalige Identifikationsnummer
ausgibt, damit sie durch ein mobiles Lesegerät innerhalb einer vorgegebenen Entfernung
drahtlos empfangen werden kann. Auf diese Weise ist jeder Baum zu
jedem Zeitpunkt eindeutig identifizierbar.
-
Weiterhin
können über Sensoren
zusätzliche Information
zur Verfügung
gestellt werden, bspw. ein Nährstoffgehalt
im Boden, eine Wasserversorgung etc.
-
Um
für die
Sendemodule keine separate Energieversorgung zur Verfügung stellen
zu müssen, kann
es sinnvoll sein, wenn das Sendemodul im Gehölz seine erforderliche Energie
zur Übertragung
seiner Antwort ganz oder teilweise aus einer Solarzelle bezieht.
-
Sinnvoll
kann es zudem sein, wenn die Funkerkennung der Signale der verschiedenen
Sensoren getriggert werden kann.
-
Eine
optische Erkennung der einzelnen Gehölze kann bspw. dadurch realisiert
werden, dass eine optische Lichtschranke vorgesehen ist, die als Reflextaster
ausgeführt
ist. So kann bspw. ein Tastsensor auf der vorbeifahrenden Maschine
und eine Spiegelfläche
auf dem Erkennungspunkt des gesuchten Gehölzes vorgesehen sein. Die Trigger-Position
kann dann auf den Schnittpunkt von Schrankenlichtstrahl und Pflegefahrtrasse
fallen.
-
Zudem
kann vorgesehen sein, dass die Erkennung auf die Triggerposition
räumlich
referenziert wird, damit das Erkennungssystem rechnerisch eine über prozessverfügbare Daten
eine interne Abbildung vom Erkennungsobjekt konstruieren und Vektoren
für die
Werkzeugsteuerung auf die externen Ziele im erkannten Objekt richten
kann.
-
Soll
auf die erfassten Daten jederzeit zugegriffen und die Daten einer
Weiterverarbeitung zugänglich
gemacht werden, werden die erkannten und kartierten Objekte in einer
raum- und zeitreferenzierten Datenbank gespeichert. In dieser Datenbank können vorzugsweise
alle bonitierten Eigenschaften ihrer Objekte und alle an ihnen ausgeführten Pflegearbeiten
verwaltet werden.
-
Es
können
sowohl die unmittelbaren Echtzeit-Signale aus der aktuellen Erkennung
als auch ihre abgeleiten Informationen aus der Datenbank verwendet
werden, um die Personen- und die Maschinenpflegearbeit zu steuern
oder zumindest zu beeinflussen.
-
Die
Datenbankinformationen können
in Paketen auf körperlichen
Datenträgern
außerhalb
der Steuerungszeit als auch drahtlos während der Arbeit in die Steuerung
einfließen.
-
Wahlweise
kann die Maschinenpflegesteuerung als Zusatzinformation arbeitsbegleitend
die beobachtete Arbeitswegstrecke aufnehmen und darauf alle gesteuerten
und protokollierten Ereignisse projizieren und auf diese Weise lokalisieren.
-
Die
Arbeitswegstrecke kann über
eine Impulsfrequenz aus dem Antriebsstrang der Maschine als numerische
Abwicklung der vorgegebenen und aktuell befahrenen Pflegfahrtrasse
oder über
Positionsmeldungen eines GPS-Empfängers beobachtet werden.
-
Eine
weitere Ausgestaltung des Systems kann vorsehen, dass nach jeder
Transponder- und Schranken-Erkennung ein Offsetabgleich der Arbeitsstreckenerkennung
durchgeführt
wird.
-
Werden
Vernebelungswerkzeuge eingesetzt, so kann der Materialdurchsatz
des oder der Vernebelungswerkzeuge, insbesondere Gebläsezerstäuber einer
Baumspritze, in vorteilhafter Weise nach Strommenge, Stromrichtung
und Strominhaltsstoffspektrum gesteuert werden.
-
Weiterhin
kann vorgesehen sein, dass kardanisch aufgehängte Werkzeugen über alle
drei Achsen gesteuert werden.
-
Ein
Steuerungsrechner kann in die Bestimmung des Werkzeug-Wirkungsvektors
die aktuelle Position des Werkzeugs auf der Wegstrecke in Relation
zum Pflegeziel einkalkulieren. So kann vorgesehen sein, dass der
Steuerungsprozess die Werkzeugaktorbewegungen und die Maschinenarbeitsgeschwindigkeit
koordiniert und dabei letztere drosselt oder unterbricht, um die
notwendige Aktorreaktionszeit herzustellen.
-
Weiterhin
kann vorgesehen sein, dass alle gesteuerten Aktionen rücklesbar
sind und die zurückgelesenen
Informationen in Regelkreise einfließen. Zusätzlich können in die Regelkreise Zusatzinformationen,
insbesondere aktuelle optische Beobachtungen aus bildverarbeitender
Sensorik einfließen.
-
Alle
automatisch geführten
Aktionen können vom
Maschinenbediener situationsbedingt übersteuert werden, sollte dies
notwendig sein. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die manuelle Übersteuerung
als Korrekturgröße in die
anschließende
automatische Regelung einfließt.
-
Es
können
Informationen aus der Datenbank verwendet werden, um die Bewertung
der Gehölze
in Echtzeit zu unterstützen,
insbesondere durch visualisierte Erkennungs- bzw. Vergleichsvorgänge. Diese Boniturunterstützung kann
vom System kontextsensitiv auf die konkrete Situation spezifiziert
durch die automatisch erkannte Position des Boniteurs ohne zusätzliche
Eingaben von seiner Seite angeboten werden.
-
Eine
Transponderverwaltung des erfindungsgemäßen Systems ist dadurch gekennzeichnet,
dass ein Identifierlesegerät
ohne Bedieneroberfläche
und ein Terminal mit Bedieneroberfläche aber ohne Identifierleser
als zwei Stationen mit verteilten Rollen in einer gemeinsamen Anwendung
drahtlos kommunizieren. Wahlweise kann die verteilte Transponderverwaltung
auf zwei Geräten
vorsehen, dass der Anwender beide Geräte hintereinander bedienen kann
und immer nur ein Gerät
in Händen
halten muss.
-
Eine
weitere Variante der verteilten Transponderverwaltung auf zwei Geräten kann
vorsehen, dass die Gesamtverwaltung synchronisiert und verteilt
aber gleichzeitig auf beiden Geräten
arbeitet, auch wenn der Anwender immer nur eines bedient. So kann
das Terminal bspw. in einer Kleidungstasche vom Transponder-Lesegerät in den
Händen
des Anwenders zum Download der mit der ausgelesenen Nummer korrelierten
Daten aus einer entfernten Datenbank angestoßen werden, damit der Bediener, wenn
er das Lesegerät
zurücklegt
und das Terminal hervorholt auf letzterem schon die fertig ausgefüllte Editiermaske
für die
eben gelesene Objektnummer vorfindet.
-
Eine
weitere Ausführungsvariante
der verteilten Transponderverwaltung auf zwei Geräten sieht
vor, dass das Lesegerät
bereits vom Terminal den entsprechenden Befehl erhalten hat, wenn
Anwender letzteres gegen ersteres austauscht, um den RFID-Tag zu
beschreiben.
-
Der
Nutzen und die Motive des Systems lassen sich wie folgt charakterisieren:
Ein einheitliches spezifisches Gerät mit der gesamten Funktionalität für die Transponderverwaltung
wird unwirtschaftlich teuer. Ökonomisch
empfiehlt es sich ein Massenprodukt, zweckmäßig einen Pocket-PC neben einem
Lesegerät
einzusetzen. Die Prozessverteilung zwischen beiden Geräten muss
so organisiert werden, dass der Anwender unnötige Korrespondenzbefehle auf
beiden Geräten
spart, und dass diese Kommunikationsautomatisierung entsprechend
synchronisiert wird, damit sich das jeweilige Gerät nach Austausch gegen
das andere immer und automatisch in dem Zustand befindet, für dessen
Bearbeitung es der Anwender in die Hand genommen hat.
-
Weiterhin
umfasst die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Gehölz-, insbesondere
zur Baum- und/oder Obstbaumpflege, bei dem einzelne Gehölze bzw.
Bäume eindeutig
adressiert und die adressierten Bäume und ihre in Rastern kartierte
Raumausdehnung maschinell erkannt und auf Basis dieser Daten eine
selektive Bearbeitung gesteuert wird. Dabei können einzelne oder eine Mehrzahl
der Gehölze maschinell
kontaktlos erkannt werden. Die Erfassung der Gehölze kann insbesondere über Funktransponder
und/oder Funkresponder erfolgen, wobei ein Sende-Modul, welches
mit dem Erkennungsobjekt fest verbunden ist, dessen einmalige Identifikationsnummer
ausgibt, damit sie durch ein mobiles Lesegerät innerhalb einer vorgegebenen
Entfernung drahtlos empfangen werden kann.
-
Zudem
kann vorgesehen sein, dass über weitere
Sensoren zusätzliche
Information erfasst und einem Empfänger zur Verfügung gestellt
werden. Die Funkerkennung kann in einer vorteilhaften Variante getriggert
werden. Auch können
eine optische Erfassung der Gehölze
und/oder deren Sensordaten vorgesehen sein. Hierbei kann es von
Vorteil sein, wenn die optische Erfassung mittels einer als Reflextaster ausgeführten Lichtschranke
erfolgt, mit einem Tastsensor auf einer das Gehölz passierenden Maschine und
einer Spiegelfläche
auf dem Erkennungspunkt des gesuchten Gehölzes. Die Trigger-Position
kann insbesondere auf den Schnittpunkt von Schrankenlichtstrahl
und Pflegefahrtrasse fallen.
-
Weiterhin
kann vorgesehen sein, dass die Erkennung auf die Triggerposition
räumlich
referenziert wird, damit das Erkennungssystem rechnerisch eine über prozessverfügbare Daten
eine interne Abbildung vom Erkennungsobjekt konstruieren und Vektoren
für die
Werkzeugsteuerung auf die externen Ziele im erkannten Objekt richten
kann. Zusätzlich können die
erkannten und kartierten Objekte in einer raum- und zeitreferenzierten
Datenbank gespeichert werden. Diese Datenbank kann bspw. alle bonitierten Eigenschaften
ihrer Objekte und alle an ihnen ausgeführten Pflegearbeiten verwalten.
-
In
einer weiteren Ausführungsvariante
kann vorgesehen sein, dass sowohl die unmittelbaren, Echtzeit-Signale
aus der aktuellen Erkennung als auch ihre abgeleiten Informationen
aus der Datenbank zur Steuerung einer Personen- und/oder Maschinenpflegearbeit
verwendet werden. Die Datenbankinformationen können in Paketen auf körperlichen
Datenträgern
außerhalb
der Steuerungszeit als auch drahtlos während der Arbeit in die Steuerung einfließen.
-
Die
Maschinenpflegesteuerung kann als Zusatzinformation arbeitsbegleitend
die beobachtete Arbeitswegstrecke aufnehmen und darauf alle gesteuerten
und protokollierten Ereignisse projiziert und so lokalisiert. Zudem
kann die Arbeitswegstrecke über
eine Impulsfrequenz aus dem Antriebsstrang der Maschine als numerische
Abwicklung der vorgegebenen und aktuell befahrenen Pflegfahrtrasse oder über Positionsmeldungen
eines GPS-Empfängers
beobachtet werden.
-
Wahlweise
kann nach jeder Transponder- und Schranken-Erkennung ein Offsetabgleich
der Arbeitsstreckenerkennung durchgeführt werden.
-
Der
Materialdurchsatz wenigstens eines Vernebelungswerkzeugs, insbesondere
eines Gebläsezerstäuber oder
einer Baumspritze kann in vorteilhafter Weise nach Strommenge, Stromrichtung
und Strominhaltsstoffspektrum gesteuert werden. Ein Steuerungsrechner
kann dabei in die Bestimmung des Werkzeug-Wirkungsvektors die aktuelle
Position des Werkzeugs auf der Wegstrecke in Relation zum Pflegeziel
einkalkulieren. Zudem kann der Steuerungsprozess die Werkzeugaktorbewegungen
und die Maschinenarbeitsgeschwindigkeit koordinieren und dabei letztere
drosseln oder unterbrechen, um die notwendige Aktorreaktionszeit
herzustellen. Alle gesteuerten Aktionen können rücklesbar gestaltet werden,
so dass die zurückgelesenen
Informationen in Regelkreise einfließen können bzw. dort eingespeist
werden können.
Ggf. können
in die Regelkreise Zusatzinformationen, insbesondere aktuelle optische
Beobachtungen aus bildverarbeitender Sensorik einfließen.
-
Alle
automatisch geführten
Aktionen vom Maschinenbediener können
situationsbedingt übersteuert
werden. Eine manuelle Übersteuerung
kann dabei ggf. als Korrekturgröße in die
anschließende automatische
Regelung einfließen.
-
In
vorteilhafter Weise können
Informationen aus der Datenbank die Bewertung der Gehölze in Echtzeit
unterstützen,
insbesondere durch visualisierte Erkennungs- bzw. Vergleichsvorgänge. Diese Boniturunterstützung kann
vom System kontextsensitiv auf die konkrete Situation spezifiziert
durch die automatisch erkannte Position des Boniteurs ohne zusätzliche
Eingaben von seiner Seite angeboten werden.
-
Weitere
Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus
der nun folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung hervor, die als nicht einschränkendes Beispiel dient und
auf die beigefügte Zeichnung
Bezug nimmt.
-
Die
einzige Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Systems
zur Gehölz-,
insbesondere zur Baum- und/oder Obstbaumpflege.
-
Das
System dient zur Erfassung einzelner, mehrerer oder einer Vielzahl
von Gehölzen
bzw. Bäumen,
die jeweils eindeutige Identifikationscodes und/oder Identifikationseinrichtungen
in Gestalt von RFID's
aufweisen. Weiterhin sind Personen- oder maschinengeführte und
Einrichtungen zur maschinellen Erkennung von in Rastern kartierten
Raumausdehnungen der Gehölze
und zur Steuerung einer selektiven Bearbeitung der Gehölze auf
Basis dieser Daten vorgesehen. Diese Einrichtungen umfassen zumindest
ein Lesegerät,
bspw. ein sog. Identifierlesegerät
ohne Bedieneroberfläche
und ein Terminal mit Bedieneroberfläche, aber ohne Identifierleser,
die als zwei Stationen mit verteilten Rollen in einer gemeinsamen
Anwendung drahtlos kommunizieren, wie dies in der Figur angedeutet
ist. Der Anwender kann beide Geräte
hintereinander bedienen und muss dabei immer nur ein Gerät in Händen halten. Die
Gesamtverwaltung arbeitet vorzugsweise synchronisiert und verteilt
aber gleichzeitig auf beiden Geräten,
auch wenn der Anwender immer nur eines bedient.
-
In
einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann
sich das Terminal bspw. in einer Kleidungstasche vom Benutzer befinden,
während
das Transponder-Lesegerät
in den Händen
des Anwenders zum Download der mit der ausgelesenen Nummer korrelierten
Daten aus einer entfernten Datenbank angestoßen wird, damit der Bediener,
wenn er das Lesegerät
zurücklegt
und das Terminal hervorholt, auf letzterem schon die fertig ausgefüllte Editiermaske
für die
eben gelesene Objektnummer vorfindet. Das Lesegerät und das
Terminal können
bspw. auf Basis der sog. Bluetooth-Datenübertragung kommunizieren. So
kann das Lesegerät
bereits vom Terminal den entsprechenden Befehl erhalten haben, wenn
der Anwender letzteres gegen ersteres austauscht, um den am Gehölz angeordneten
RFID-Tag zu beschreiben.
-
Das
Terminal wiederum kann auf geeignete Weise, bspw. über eine
GPRS-Datenübertragung
mit einer externen Datenbank, bspw. mit einer Internet-Datenbank
o. dgl. kommunizieren und mit dieser Daten austauschen und Daten
an diese liefern.
-
Der
besondere Nutzen des beschriebenen Systems besteht darin, dass ein
einheitliches spezifisches Gerät
mit der gesamten Funktionalität
für die Transponderverwaltung
zu teuer und damit unwirtschaftlich wäre. Ökonomisch und im Sinne der
vorliegenden Erfindung empfiehlt es sich, ein Massenprodukt, zweckmäßig einen
Pocket-PC neben einem Lesegerät
einzusetzen. Die Prozessverteilung zwischen beiden Geräten muss
so organisiert werden, dass der Anwender unnötige Korrespondenzbefehle auf
beiden Geräten
spart, und dass diese Kommunikationsautomatisierung entsprechend
synchronisiert wird, damit sich das jeweilige Gerät nach Austausch gegen
das andere immer und automatisch in dem Zustand befindet, für dessen
Bearbeitung es der Anwender in die Hand genommen hat.