DE4446867C2

DE4446867C2 - Vorrichtung zur Erfassung von Grenzen eines gemähten Feldes und Verfahren zum Steuern eines Mähfahrzeugs

Info

Publication number: DE4446867C2
Application number: DE4446867A
Authority: DE
Inventors: Yasuhiko Miyamoto; Toshihiro Nagano
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1993-12-27
Filing date: 1994-12-27
Publication date: 1999-03-04
Anticipated expiration: 2014-12-28
Also published as: GB2285905A; GB2285905B; GB9426126D0; DE4446867A1; US5528888A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung von Grenzen zwischen von einem Messermechanismus gemähten und nichtgemähten Rasenfeldern zum autonomen Steuern eines Mähfahrzeugs gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 11.

Die JP-OS 1-312 610 schlägt ein System zur Erfassung eines Standorts eines autonomen Mähfahrzeugs vor, wobei ein magne tischer Sensor verwendet wird, der ein Magnetfeld erfaßt, das von einem erdverlegten Kabel erzeugt wird. Es ist aber schwierig, Erdkabel in einem großflächigen Gebiet, wie etwa einem Golfplatz, einem Flußbett oder einem Park zum autonomen Fahren eines unbemannten Mähfahrzeugs zu verlegen; und selbst wenn es möglich ist, ist es mit hohen Kosten verbunden.

Zur Lösung dieses Problems wurden mehrere Systeme entwickelt, die eine Grenze zwischen einem gemähten Feld und einem unge mähten Feld, der das autonome Mähfahrzeug folgen soll, erfas sen.

Als erstes Beispiel solcher Systeme gibt die JP-OS 61-139 304 ein System an, das eine Grenze zwischen einem gemähten und einem ungemähten Feld, der ein autonomes Mähfahrzeug folgen soll, dadurch erfaßt, daß ein die Grenze enthaltendes Bild, das von einer Kamera aufgenommen wird, in bezug auf eine ge mittelte Helligkeit binär dargestellt und dann das binär dar gestellte Bild analysiert wird.

Dieses System ist jedoch wegen des Vorsehens einer Kamera und einer Bildverarbeitungseinheit zwangsläufig teuer. Außerdem wird ein häufiges Reinigen und Warten der Kamera erforder lich, weil Schmutzspritzer oder Staub, die an einer Kamera linse haften, die Aufnahme eines deutlichen Bildes erschwe ren. Außerdem ist es nachteilig, daß die Kamera feuchtig keitsempfindlich ist.

Die veröffentlichte JP-Patentanmeldung 4-39286 zeigt ein zweites Beispiel, wobei eine Vielzahl von optischen Sensoren vom Lichtunterbrechertyp an einem vorderen Rahmen und einem hinteren Rahmen eines Mähfahrzeugs befestigt und in einer Querrichtung des Fahrzeugs ausgefluchtet sind. Jeder Sensor besteht aus einem Lichtabgabeelement und einem Lichtempfangs element, die einander durch einen Schlitz in der Querrichtung des Mähfahrzeugs zugewandt sind, um die An- oder Abwesenheit von Rasen zwischeneinander zu erfassen. Das System stellt fest, daß das Mähfahrzeug einer Grenze zwischen einem gemäh ten und einem ungemähten Feld zuverlässig folgt, wenn gleich zeitig der eine optische Sensor die Anwesenheit und ein ande rer Sensor die Abwesenheit von Rasen erfaßt.

Bei diesem zweiten Beispiel können jedoch Schmutzspritzer oder Staub, die an einer Oberfläche von wenigstens einem von dem Lichtabgabe- und dem Lichtempfangselement haften, den Durchtritt von Licht zwischen beiden beeinträchtigen, was zu der fehlerhaften Feststellung führt, daß Rasen anwesend ist, obwohl er tatsächlich nicht vorhanden ist. Außerdem müssen solche optischen Sensoren, die an dem Rahmen des Mähfahrzeugs starr befestigt sind, in einer bestimmten Höhe über dem Boden positioniert sein, um zu verhindern, daß die Sensoren mit dem Boden in Berührung gelangen und dadurch beschädigt werden. Wenn aber die Sensoren so positioniert sind, ist es nicht möglich, die Grenze zu erfassen, wenn der zu mähende Rasen relativ kurz ist, was beispielsweise beim Mähen des Grüns eines Golfplatzes der Fall ist.

Aus der gattungsbildenden US 47 77 785 ist ein Verfahren zum Führen eines Mähroboters bekannt. Die dort beschriebene Sensoranordnung umfaßt elektromagnetische Strahlungsquellen sowie diesen zugeordnete Empfänger. Konkret wird von einer Infrarot-Strahlungsquelle ausgegangen, wobei der Strahlungs quelle ein im dementsprechenden Frequenzbereich, d. h. im Infraroten empfindlicher Empfänger gegenüberliegt. Eine Viel zahl dieser abwechselnd vorgesehenen Sender und Empfänger sind jeweils auf Tragteilen angeordnet.

In dem Fall, wenn Gras in den Strahlungsweg gelangt, wird dieser unterbrochen, was von einer Auswerteeinrichtung zur Grenzerkennung zwischen gemähtem und ungemähtem Abschnitt detektiert wird. Durch die beim Rasenmähen sich bildende feinverwirbelte Masse, die sich am Mähfahrzeug, insbesondere der unteren Seite dieses niederschlägt, entstehen Verschmut zungen, welche nach kurzer Zeit zu Betriebsstörungen von optischen, auch Infrarot-Sensoren führen.

Aus der DE 38 27 273 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern einer landwirtschaftlichen Maschine ausgehend von einer Konfiguration des Erdbodens bekannt. Konkret geht es dort darum, die Maschine entsprechend dem Erdbodenverlauf zu bewe gen, wobei hierfür ein bis zu einem Massekontakt am oder im Erdboden geführter Niederspannungsstromkreis mit einem Tast kontakt errichtet wird. Durch Berühren mit einer Grenzfläche der zu ertastenden Konfiguration, d. h. des Erdbodens, wird ein sogenannter Erdstromkreis geöffnet oder geschlossen, so daß die Maschine steuerbar ist. Um kontinuierlich arbeiten zu können, muß der Tastkontakt auf einer vorgegebenen oder ertastbaren Spur entlanggeführt werden. Zwingend ist, daß ein Zugang zur Bodenmasse unmittelbar oder mittelbar stets erreicht werden muß, damit der Erdstromfluß bestimmt werden kann.

Die Notwendigkeit eines elektrischen Kontakts zum Öffnen oder Schließen des Stromkreises erfordert, daß der oder die Tast kontakte mechanisch der Oberfläche des Erdbodens folgen können. Damit beim Aufprall auf andere Gegenstände die Beschädigungs gefahr der Kontakte gering gehalten werden kann, sind diese gemäß der DE 38 27 273 A1 pendelnd aufgehängt oder als nach giebige verformbare Körper ausgebildet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Erfassen von Grenzen zwischen von einem Messermechanismus gemähten und nichtgemähten Rasenfeldern zum autonomen Steuern eines Mähfahrzeugs sowie ein entsprechendes Verfahren anzu geben, wobei die Grenzerfassung und Steuerung mit einer hohen Sicherheit und Genauigkeit unbeeinflußt von Umweltbedingungen und ungeachtet der Rasenhöhe erfolgen kann und wobei der Mäh vorgang über die gesamte zu mähende Fläche ausführbar ist.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt vorrichtungsseitig mit einem Gegenstand in seiner Definition nach den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und bezogen auf das Verfahren wie im Patentanspruch 11 definiert.

Die Unteransprüche umfassen zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen.

Demnach wird eine Vorrichtung angegeben zur Erfassung einer Grenze, die zwischen einem von einem Schneide- bzw. Messer mechanismus eines autonomen Rasenmähfahrzeugs gemähten und einem ungemähten Feld verläuft, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist: eine Vielzahl von Schwingelementen, die so vorgesehen sind, daß sie in einer Querrichtung des Fahrzeugs unter dem Fahrzeugaufbau ausgefluchtet sind, eine Vielzahl von Schwingzustandssensoren zur Erfassung von Schwingzuständen der jeweiligen Schwingelemente und eine Steuereinheit zur Bestimmung einer Grenze zwischen einem Schwingelement, das von Rasen in Schwingung versetzt wird, und einem nicht in Schwingung versetzten Schwingelement als der Grenze zwischen dem gemähten Feld und dem ungemähten Feld aufgrund von Signalen von den Schwingzustandssensoren.

Ein mit der Vorrichtung versehenes Mähfahrzeug weist folgendes auf: eine Grenzerfassungseinrichtung zum Erfassen eines von dem Messer gemähten Feldes und eines von dem Messer nicht gemähten Feldes, eine Grenzerkennungseinheit zum Erkennen der An- und Abwesenheit einer Grenze zwischen dem gemähten Feld und dem ungemähten Feld, die von der Grenzerfassungseinrichtung erfaßt wird, und eine Fahrsteuereinheit zum Steuern des Fahrzeugs, so daß es entlang der Grenze fährt, wenn die Anwesenheit der Grenze von der Grenzerkennungseinheit erkannt worden ist, und zum Wechseln der Mähbahn, wenn die Abwesenheit der Grenze von der Grenzerkennungseinheit erkannt worden ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausfüh rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1a ein Diagramm eines autonomen Mähfahrzeugs mit einer Mobilstation des differentiellen Global Positioning System (D-GPS);

Fig. 1b ein Diagramm, das eine ortsfeste bzw. Feststation des D-GPS zeigt, die für das autonome Mähfahrzeug genutzt wird;

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Mähfahrzeug, wobei die po sitionsmäßige Beziehung zwischen einem Messermechanismus und einer Grenzerfassungseinrichtung des Mähfahrzeugs gezeigt ist;

Fig. 3 eine Vorderansicht der Grenzerfassungseinrichtung;

Fig. 4a eine Seitenansicht der Grenzerfassungseinrichtung, die über ein bereits gemähtes Rasenfeld bewegt wird;

Fig. 4b eine Seitenansicht der Grenzerfassungseinrichtung, die über ein noch ungemähtes Rasenfeld bewegt wird;

Fig. 5 eine Darstellung des Betriebs der Grenzerfassungs einrichtung, die über die Grenze zwischen Feldern bewegt wird;

Fig. 6 ein Blockdiagramm eines Steuersystems des autono men Mähfahrzeugs;

Fig. 7 ein Schema, das einen Lenkmechanismus des autono men Mähfahrzeugs zeigt;

Fig. 8 ein Schema, das eine Fahrroute und ein Arbeitsfeld des autonomen Mähfahrzeugs zeigt;

Fig. 9a bis 9d Flußdiagramme einer Hauptsteuerroutine des Steuer systems;

Fig. 10a bis 10b Flußdiagramme einer autonomen Fahrsteuerroutine;

Fig. 11 ein Flußdiagramm einer D-GPS-Funkübertragungsrou tine;

Fig. 12 ein Schema einer Arbeitsfläche, wobei als erster Mähschritt der Außenrand gemäht worden ist;

Fig. 13 ein Zeitdiagramm, das eine mögliche Änderung einer Verlagerung der erfaßten Grenze gegenüber einer gewünschten Zielposition derselben nach Maßgabe eines Abweichungswinkels des autonomen Mähfahrzeugs zeigt;

Fig. 14 ein Diagramm, das den Bahnwechsel des autonomen Mähfahrzeugs während des Mähbetriebs zeigt;

Fig. 15 ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel des Bahn wechsels des autonomen Mähfahrzeugs während des Mähbetriebs zeigt;

Fig. 16 ein Diagramm, das einen Fahrablauf des autonomen Mähfahrzeugs entlang der Grenze zeigt;

Fig. 17a und 17b Diagramme eines weiteren Beispiels des Bahnwech sels des autonomen Mähfahrzeugs während des Mähbe triebs;

Fig. 18 ein Diagramm, das einen Mähvorgang im Kreis zeigt; und

Fig. 19a und 19b Darstellungen, die eine zweite Ausführungsform der Grenzerfassungseinrichtung zeigen.

Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen beschrieben.

Fig. 1a zeigt ein unbemanntes autonomes Mähfahrzeug 1 zur autonomen Durchführung des Mähens eines Rasenfeldes, wie etwa eines Golfplatzes. Dabei wird das autonome Fahren des autono men Mähfahrzeugs 1, das eine Brennkraftmaschine als Antriebs einrichtung hat, präzise durchgeführt durch eine individuelle Steuerung von Lenkwinkeln der Vorder- und Hinterräder des Mähfahrzeugs 1 über einen Satellitenwellenempfänger zum Empfang von Wellen von einem Satelliten, um die Eigenposition bzw. den Standort zu analysieren, einen Sensor für die Kop pelnavigation auf der Basis einer bereits gefahrenen Route, einen Sensor zum Erfassen von Hindernissen und einen Sensor zum Erfassen einer Grenze zwischen gemähten und ungemähten Feldern, der das Mähfahrzeug 1 folgen soll.

Der Satellitenwellenempfänger ist ein GPS-Empfänger (GPS = Global Positioning System) zum Empfang von Wellen von GPS- Satelliten zur Ermittlung des Standorts, insbesondere ein als fahrbare Station ausgelegter GPS-Empfänger bzw. mobiler GPS- Empfänger für das differentielle GPS (D-GPS), dem differen tielle Informationen über den Standort von einer ortsfesten bzw. Feststation zugeführt werden.

Ermittlungsfehler durch das GPS werden hauptsächlich durch die sogenannte wählbare Verfügbarkeit (Selectable Avail ability = S/A) hervorgerufen, wobei ein Benutzer absichtlich die Ermittlungsgenauigkeit verschlechtert, sowie durch die zeitliche Differenz zwischen den Satelliten und dem Empfän ger, Fehler von Umlaufbahnen der Satelliten oder eine Verzö gerung der Wellen durch die Ionosphäre oder Atmosphäre. Feh ler gleicher Phase können aufgehoben werden durch Nutzung von differentieller Information jedes Satelliten, die an der be kannten Feststation aufgefangen wird, so daß die Genauigkeit der Ermittlungen an der Mobilstation bis auf wenige Meter er höht werden kann.

Daher ist das Mähfahrzeug 1 mit einer Antenne 2 des mobilen GPS-Empfängers und einer Antenne 3 der Funkverbindungsein richtung ausgestattet, um differentielle Informationen von der Feststation zu empfangen. An einer bekannten Stelle im Freien ist, wie in Fig. 1b gezeigt, an der Feststation 40 eine Antenne 41 des GPS-Empfängers und eine Antenne 42 der Funkverbindungseinrichtung vorgesehen, um differentielle In formationen zu dem mobilen GPS-Empfänger zu übermitteln.

Als Sensor für die Koppelnavigation sind ein Erdmagnetfeld sensor 4 und ein Radlagegeber 5 als Beispiel eines Fahrzeug geschwindigkeitssensors vorgesehen. Als Sensoren zur Erfas sung von Hindernissen auf einer Fahrbahn sind kontaktlose Sensoren 6a und 6b, wie z. B. ein Überschallsensor oder ein optischer Sensor, an einem vorderen und einem hinteren Be reich des Mähfahrzeugs 1 angeordnet, und Kontaktsensoren 7a und 7b, die Mikroschalter verwenden, sind an dem Vorder- und dem Hinterende des Mähfahrzeugs 1 vorgesehen.

Außerdem ist das Mähfahrzeug 1 unter seinem Aufbau mit einem Messermechanismus 15 wie ein Mähfahrzeug mit einer Vielzahl von Messern 15a gemäß Fig. 2 versehen, um einen Mähvorgang durchzuführen, und ist mit Grenzerfassungseinrichtungen 20a und 20b versehen, um eine Grenze L zwischen einem gemähten Feld C und einem ungemähten Feld B in einem zu mähenden Ar beitsgebiet zu erfassen.

Lenkrollen 17 sind an vier Ecken eines Oberbaus 16 des Mes sermechanismus 15 angebracht. Der Messermechanismus 15 ist unter dem Aufbau 1a über einen Kurbeltrieb 18 installiert, um den Abstand zwischen dem Boden und den Messern 15a ungefähr konstant zu halten (einige Zentimeter) und um die Verlagerun gen zwischen dem Messermechanismus 15 und dem Aufbau 1a zu absorbieren. Außerdem ist er so aufgebaut, daß Leistung auf den Messermechanismus 15 durch eine Abtriebswelle eines Ge triebes 9 eines Kraftübertragungsmechanismus übertragen wird, der Leistung von einer an dem Fahrzeug angebrachten Brenn kraftmaschine zu Vorder- und Hinterrädern 11a und 11b über eine nicht gezeigte hydraulische Kupplungsanordnung und ein Universalgelenk 10 überträgt, um jedes Messer 15a durch einen nicht gezeigten Übertragungsmechanismus zur Durchführung des Mähvorgangs zu drehen.

Die Grenzerfassungseinrichtungen 20a und 20b sind jeweils an der Vorder- und der Rückseite des Oberwagens 16 des Messerme chanismus 15 auf dessen linker Seite unter dem Aufbau 1a an gebracht. Die Grenzerfassungseinrichtungen 20a und 20b beste hen aus einer Vielzahl von speziellen Mechanismen, die paral lel zu der Querrichtung des Aufbaus angeordnet sind, um die Höhendifferenz des Rasens zwischen dem gemähten Feld C und dem ungemähten Feld B zu erfassen.

Wie Fig. 3 zeigt, besteht jeder dieser speziellen Mechanismen aus einer Vielzahl von langen Streifen von Schwingelementen 22, die über Lager 23 drehbar an einer Achse 21 mit einer vorbestimmten axialen Teilung (von beispielsweise 30 mm) an gebracht sind, wobei diese Achse an einem Rahmen 16a befe stigt ist, der von dem Oberwagen 16 ausgeht und ausgebildet ist, um sich in der Querrichtung des Aufbaus zu erstrecken.

Jedes Schwingelement 22 ist aus einem oberen Bereich als einem Schaltbereich 22b und einem unteren Bereich als einem Fühlerbereich, der länger als der obere Bereich ist, aufge baut. Der Schwerpunkt liegt auf der Seite des Fühlerbereichs 22a in bezug auf einen Schwingmittelpunkt, so daß der Fühler bereich 22a immer nach unten hängt. Das untere Ende des Füh lerbereichs 22a jedes Schwingelements 22 befindet sich auf einer Höhe, die ungefähr gleich oder geringfügig höher als der kleinste Bodenabstand des Messers 15a des Messermechanis mus ist. Außerdem hat jedes Schwingelement 22 ein solches Ge wicht, daß es die Grashalme des Rasens nicht nach unten drückt.

Mikroschalter 24 als Beispiel eines Schwingzustands-Erfas sungssensors sind gegenüber den jeweiligen Schaltbereichen 22b mit einem vorbestimmten Abstand in Längsrichtung des Fahrzeugs vorgesehen, wenn die Schwingelemente 22 vertikal nach unten hängen.

Wenn, wie Fig. 4a zeigt, das Schwingelement 22 über dem ge mähten Feld C positioniert ist, behält das Schwingelement 22 seinen vertikalen Hängezustand ohne jeden Kontakt mit dem Ra sen, weil, wie bereits gesagt, das untere Ende des Fühlerbe reichs sich ungefähr auf gleicher Höhe wie der kleinste Bo denabstand des Messers 15a befindet, und selbst wenn es einen Kontakt gibt, ist der Schwingwinkel sehr klein, so daß der Schaltbereich 22b nicht mit dem entsprechenden Mikroschalter 24 in Berührung gelangen kann, so daß der Mikroschalter 24 ausgeschaltet ist.

Wenn dagegen, wie Fig. 4b zeigt, das Schwingelement 22 über dem ungemähten Feld B positioniert ist, während das Fahrzeug fährt, veranlassen lange Grashalme das Schwingelement 22 zum Schwingen, so daß der Schaltbereich 22b des Schwingelements 22 mit dem entsprechenden Mikroschalter 24 in Kontakt gelangt und ihn einschaltet. Wenn also eine Vielzahl von Schwingele menten 22 in einer zu der Fahrtrichtung des Fahrzeugs senk rechten Richtung, also in Querrichtung des Fahrzeugs gemäß Fig. 5 angeordnet ist, schwingen die Schwingelemente 22 über dem ungemähten Feld und schalten die entsprechenden Mikro schalter 24 ein, und die Schwingelemente 22 über dem gemähten Feld schwingen nicht oder nur geringfügig. Somit wird eine Grenze L zwischen dem gemähten Feld C und dem ungemähten Feld B in bezug auf die Fahrzeugposition ermittelt durch Erfassen einer Grenze zwischen den Mikroschaltern 24 im EIN-Zustand und den Mikroschaltern 24 im AUS-Zustand.

Bei der vorliegenden Ausführungsform wird zwar der Mikro schalter 24 als Beispiel für den Schwingzustands-Erfassungs sensor verwendet, um den Schwingzustand des Schwingelements 22 zu erfassen, es ist aber auch möglich, eine Art von Kon taktsensor zu verwenden, der ebenso wie der Mikroschalter ar beitet, oder einen kontaktlosen Sensor wie etwa einen Nähe rungsschalter zu verwenden, der eingeschaltet wird, wenn sich etwas nähert.

Ferner ist bei dieser Ausführungsform, wie Fig. 2 zeigt, jede der Grenzerfassungseinrichtungen 20a und 20b so positioniert, daß sie über der Tangente liegt, die in Längsrichtung an einem linken Rand des Messers 15a auf der linken Seite ver läuft. Daher kann das Mähen so durchgeführt werden, daß sich das gemähte Feld immer links von dem Aufbau 1a befindet und die Grenze L zwischen dem gemähten und dem ungemähten Feld, die von den Grenzerfassungseinrichtungen 20a und 20b erfaßt wird, kann rechts von einer solchen Tangente liegen, um eine vorbestimmte Mähüberlappung O während des Mähens von einer Bahn zur nächsten entlang der Grenze herzustellen.

Wie ferner in Fig. 6 gezeigt ist, ist an dem Mähfahrzeug 1 eine aus einem Mikrocomputer bestehende Steuereinheit 50 in stalliert. Sensoren, Betätigungselemente, ein mobiler GPS- Empfänger 25 und ein Funkverbindungsgerät 26 zum Empfang von differentieller Information von einer Feststation 30 sind mit der Steuereinheit 50 verbunden, um eine Standortermittlungs funktion durch das D-GPS, eine Standortermittlungsfunktion durch die Koppelnavigation und eine autonome Fahrsteuerfunk tion auszuführen. Die Steuereinheit 50 führt diese Funktionen unter Nutzung von Steuerprogrammen und Daten aus, die in Speichern enthalten sind.

Typischerweise werden die Steuerprogramme und Daten in der Steuereinheit 50 in Blockform beschrieben. Im einzelnen um faßt die Steuereinheit 50 eine Grenzerkennungseinheit 51, mit der die Mikroschalter 24 der Grenzerfassungseinrichtungen 20a und 20b verbunden sind; eine Fahrstreckendetektiereinheit 52, mit der der Radlagegeber 5 verbunden ist, eine Koppelnaviga tionsposition-Detektiereinheit 53, mit der der Erdmagnetfeld sensor 4 verbunden ist und die Fahrstreckendaten von der Fahrstrecken-Detektiereinheit 52 nutzt; eine D-GPS-Positions detektiereinheit 54, mit der der mobile GPS-Empfänger 25 und die Kommunikationseinrichtung 26 verbunden sind; eine Hinder nisdetektiereinheit 55, mit der die kontaktlosen Sensoren 6a und 6b und die Kontaktsensoren 7a und 7b verbunden sind; eine Fahrsteuereinheit 56, mit der die Grenzerkennungseinheit 51 und die Detektiereinheiten 52 bis 55 verbunden sind; eine Ar beitsdatenspeichereinheit 57, in der Arbeitsdaten und Tabel len gespeichert sind, auf die die Fahrsteuereinheit 56 Zu griff hat; eine Fahrzeugsteuereinheit 58, die die Fahrbedin gungen des Fahrzeugs nach Maßgabe des Befehls von der Fahr steuereinheit 56 steuert. Die Steuereinheit 50 umfaßt ferner eine Antriebssteuereinheit 59, eine Lenkungssteuereinheit 60 und eine Messersteuereinheit 61, um die entsprechenden Mecha nismen des Mähfahrzeugs 1 auf der Basis von Ausgangssignalen der Fahrzeugsteuereinheit 58 anzutreiben.

Die Grenzerkennungseinheit 51 wählt eine der Grenzerfassungs einrichtungen 20a und 20b auf der Grundlage von Daten, die die Fahrtrichtung des Fahrzeugs bezeichnen, und bestimmt eine Grenze der Rasenhöhe durch Verarbeitung von Signalen von den Mikroschaltern 24 der gewählten Grenzerfassungseinrichtung, um Positionsdaten der Grenze an die Fahrsteuereinheit 56 ab zugeben.

Die Fahrstreckendetektiereinheit 52 berechnet die Fahr strecke, die das Fahrzeug zurückgelegt hat, durch Integration der von dem Radlagegeber 5 erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit und versorgt damit die Koppelnavigationsposition-Detektier einheit 53 und die Fahrsteuereinheit 56.

Die Koppelnavigationsposition-Detektiereinheit 53 ermittelt einen Standort des Fahrzeugs durch Berechnen einer Route, die das Fahrzeug von einem Referenz- oder Startpunkt ausgehend gefahren ist, auf der Basis der Fahrstrecke, die von der Fahrstreckendetektiereinheit 52 berechnet wurde, und der Än derung der Fahrtrichtung, die von dem Erdmagnetfeldsensor 4 erfaßt wurde, und gibt Ermittlungsdaten an die Fahrsteuerein heit 56 ab. Anstelle des Erdmagnetfeldsensors 4 kann ein Gy roskop als Sensor verwendet werden, der mit der Koppelnaviga tionsposition-Detektiereinheit 53 verbunden ist.

Die D-GPS-Positionsdetektiereinheit 54 detektiert präzise eine Position des Fahrzeugs nach Maßgabe von Navigationsnach richten von einer Gruppe von Satelliten 70 (es sind wenig stens vier Satelliten für dreidimensionale Erfassung, wenig stens drei Satelliten für zweidimensionale Erfassung notwen dig), die von dem mobilen GPS-Empfänger 25 aufgefangen wer den, und nach Maßgabe der differentiellen Information von der Feststation 40, die durch das Funkübertragungsgerät 26 emp fangen wird, und gibt Detektierdaten an die Fahrsteuereinheit 56 ab. Solche Navigationsnachrichten umfassen Zeitkorrektur koeffizienten der Satelliten, Information über Orbit und Ka lender der Satelliten, Information, wie etwa die Lage des Sa telliten und dergleichen.

Die Feststation 40, die mit der D-GPS-Positionsdetektierein heit 54 verbunden ist, besteht aus einer D-GPS-Feststations einheit 44, die mit einem Feststations-GPS-Empfänger 43 ver bunden ist, und einer D-GPS-Informationsübertragungseinheit 45 zur Übertragung der differentiellen Information von der D-GPS-Feststationseinheit 44, und einer Funkübertragungsein richtung 46, die mit der D-GPS-Informationsübertragungsein heit 45 verbunden ist.

Die D-GPS-Feststationseinheit 44 erzeugt differentielle Kor rekturdaten durch Verarbeitung der Informationen von der Gruppe von Satelliten 70, die durch den Feststations-GPS- Empfänger 43 empfangen werden. Solche differentiellen Korrek turdaten werden für die Funkübermittlung durch die D-GPS-In formationsübertragungseinheit 45 zu einem Datenpaket umgewan delt und über die Funkübermittlungseinrichtung 46 gesendet.

Die Feststation 40 für das D-GPS ist zwar bei dieser Ausfüh rungsform speziell für die Mobilstation an dem Mähfahrzeug vorgesehen, aber eine bestehende D-GPS-Feststation mit einer Funkstation, die die differentiellen Informationen sendet, oder die bestehende D-GPS-Feststation, die die differentiel len Informationen über Nachrichtensatelliten übermittelt, kann gleichfalls verwendet werden.

Die Hindernisdetektiereinheit 55 detektiert Hindernisse auf der Fahrbahn mittels der kontaktlosen Sensoren 6a und 6b und der Kontaktsensoren 7a und 7b und gibt Detektiersignale an die Fahrsteuereinheit 56 ab.

Die Fahrsteuereinheit 56 berechnet eine Abweichung zwischen einer momentanen Position des Fahrzeugs und einer Zielposi tion durch selektive Nutzung von Daten, die von der Grenzer kennungseinheit 51, der Fahrstreckendetektiereinheit 52, der Koppelnavigationsposition-Detektiereinheit 53 und der D-GPS- Positionsdetektiereinheit 54 abgeben werden, sowie der Ar beitsdaten, die aus der Arbeitsdatenspeichereinheit 57 abge rufen werden, um eine Route, die das Fahrzeug fahren sollte, und einen Befehl für die Steuerung des Fahrzeugs festzulegen.

Wenn das Fahrzeug zu dem Arbeitsbereich fährt, vergleicht die Fahrsteuereinheit 56 die Genauigkeit der Ermittlungen durch die D-GPS-Positionsdetektiereinheit 54 mit einem vorbestimm ten Wert. Wenn der vorbestimmte Wert gegeben ist, werden von der D-GPS-Positionsdetektiereinheit 54 detektierte Daten ge nutzt, um die autonome Fahrsteuerung durchzuführen. Wenn dem vorbestimmten Wert nicht genügt wird, werden von der Koppel navigationsposition-Detektiereinheit 53 detektierte Daten ge nutzt, um die autonome Fahrsteuerung durchzuführen. Während des Mähvorgangs am Arbeitsbereich nutzt die Fahrsteuereinheit 56 Grenzerkennungsdaten, die von der Grenzerkennungseinheit 51 geliefert werden, Fahrstreckendaten von der Fahrstrecken detektiereinheit 52 und Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten zur Steuerung der autonomen Fahrt entlang der erfaßten Grenze. Wenn von der Hindernisdetektiereinheit 55 irgendein Hindernis detektiert wird, gibt die Fahrsteuereinheit 56 einen Befehl ab, um das Hindernis zu umfahren oder das Fahrzeug anzuhal ten.

Die Arbeitsdatenspeichereinheit 57 ist aus einem ROM-Bereich zur Speicherung von Festdaten und einem RAM-Bereich zur Spei cherung von Arbeitsdaten für die Durchführung der Steuerung aufgebaut. Der ROM-Bereich speichert vorher topographische Daten über jede zu mähende Arbeitsfläche und topographische Daten über ein vollständiges Arbeitsgebiet, das eine Vielzahl von Arbeitsflächen umfaßt.

Die Fahrzeugsteuereinheit 58 wandelt die von der Fahrsteuer einheit 56 zugeführten Befehle in geeignete Steuerbefehls werte um, die an die Antriebssteuereinheit 59, die Lenkungs steuereinheit 60 und die Messersteuereinheit 61 abgegeben werden. Die Antriebssteuereinheit 59 steuert Betätigungsor gane 12 für die Fahrsteuerung, wie etwa ein Betätigungsorgan für den Schalthebel, ein Betätigungsorgan für die Umschaltung zwischen Vorwärts- und Rückwärtsfahren, ein Drosselklappen- Betätigungsorgan und ein Bremsbetätigungsorgan. Die Antriebs steuereinheit 59 steuert außerdem eine hydraulische Pumpe 27 zur Erzeugung von Hydraulikdruck, der zum Antreiben des je weiligen Mechanismus dient. Die Lenkungssteuereinheit 60 führt die Lenkungssteuerung aus (Rückführungsregelung auf einen Soll-Lenkwinkel) durch Betätigung eines hydraulischen Steuerventils 28a für die Vorderradlenkung und eines hydrau lischen Steuerventils 28b für die Hinterradlenkung unter Be zugnahme auf Eingangssignale von einem Vorderrad-Lenkwinkel sensor 31a bzw. einem Hinterrad-Lenkwinkelsensor 31b. Die Messersteuereinheit 61 steuert den Betrieb des Messers 15 durch Betätigung des erwähnten hydraulischen Kupplungsmecha nismus über ein hydraulisches Steuerventil 33 für die Messer steuerung.

Fig. 7 zeigt ein Lenksystem des Mähfahrzeugs, wobei die von der Brennkraftmaschine 8 angetriebene hydraulische Pumpe 27 dem hydraulischen Steuerventil 28a für die Vorderradlenkung und dem hydraulischen Steuerventil 28b für die Hinterradlen kung Öl zuführt und mit den Steuerventilen ein Vorderrad hydraulikzylinder 29a bzw. ein Hinterradhydraulikzylinder 29b verbunden ist. Somit kann ein Vorderradlenkmechanismus 30a und ein Hinterradlenkmechanismus 30b jeweils für sich von den Hydraulikzylindern 29a bzw. 29b betätigt werden.

Aufgrund von Eingangssignalen, die Vorderrad- und Hinterrad lenkwinkel bezeichnen, die von den jeweiligen Lenkwinkelsen soren 31a und 31b erfaßt werden, steuert die Lenkungssteuer einheit 60 die Betätigung der jeweiligen Lenkmechanismen 30a und 30b durch die entsprechenden Hydraulikventile 28a und 28b, um so eine Abweichung zwischen dem Ist-Lenkwinkel und einem Sollwert-Lenkwinkel zu verringern.

Der Betrieb bei Durchführung des Mähvorgangs an einer Viel zahl von Arbeitsbereichen gemäß Fig. 8 wird nachstehend er läutert. In Fig. 8 wird angenommen, daß das Mähfahrzeug 1 in einer bestimmten Bereitschaftsposition 80 arbeitsbereit ist. Entsprechend den in den Fig. 9 bis 15 gezeigten Programmen wird die Fahrt zu einem ersten Arbeitsbereich 82, das Mähen an dem ersten Arbeitsbereich 82, die Fahrt von dem ersten Ar beitsbereich 82 zu einem zweiten Arbeitsbereich 86, das Mähen an dem zweiten Arbeitsbereich 86 und die Fahrt zu einer Ziel position 88 autonom und sequentiell durchgeführt.

Die Fig. 9 bis 12 zeigen eine Hauptsteuerroutine. Wenn sich das Mähfahrzeug in der Bereitschaftsposition 80 befindet, wird in Schritt S101 der momentane Standort durch Nutzung des D-GPS ermittelt. Diese Ermittlung der Bereitschaftsposition 80 wird erreicht durch Umwandeln der von dem D-GPS detektier ten Daten, wie z. B. geographische Breite und Länge (und er forderlichenfalls Höhe) in Daten auf einem Koordinatensystem des Arbeitsgebiets. Eine solche Datenumwandlung kann von der D-GPS-Positionsdetektiereinheit 54 oder stattdessen von der Fahrsteuereinheit 56 durchgeführt werden.

In Schritt S102 werden topographische Daten über den ersten Arbeitsbereich 82 ausgelesen unter Zugriff auf die Arbeitsda tenspeichereinheit 57, um eine Route 81 ausgehend von der Be reitschaftsposition 80 zu einer Mähstartposition zu bestim men. In Schritt S103 wird eine autonome Fahrsteuerroutine, wie sie in den Fig. 13 bis 14 gezeigt ist, abgearbeitet, um das Fahrzeug in die Mähstartposition zu bewegen. In Schritt S104 wird das hydraulische Steuerventil 33 für die Messer steuerung geöffnet, um dem hydraulischen Kupplungsmechanismus Hydraulikdruck zum Starten des Mähvorgangs mit dem Messer 15a zuzuführen.

Das Mähen wird zuerst an einem Außenrand 83 des Arbeitsbe reichs unter Bezugnahme auf Arbeitsbereichsdaten durchge führt, die vorher in der Arbeitsdatenspeichereinheit 57 nach Maßgabe des D-GPS und der Koppelnavigation gespeichert wurden (siehe Fig. 16). Nach dem Detektieren des momentanen Stand orts in Schritt S105 wird also mittels des D-GPS und/oder der Koppelnavigation auf die gleiche Weise wie in Schritt S103 eine Abweichung dieses momentanen Standorts von dem Außenrand 83 des Arbeitsbereichs 82 unter Bezugnahme auf die Arbeitsda ten in der Arbeitsdatenspeichereinheit 57 in Schritt S106 be rechnet.

In Schritt S107 wird ein Soll- bzw. Ziel-Lenkwinkel für jedes Vorder- und Hinterrad nach Maßgabe der in Schritt S106 be rechneten Abweichung festgelegt. In Schritt S108 wird der Vorderradlenkmechanismus durch das hydraulische Steuerventil 28a so betätigt, daß die Vorderräder mit dem Ziel-Lenkwinkel eingeschlagen werden, und zwar unter Bezugnahme auf den von dem Vorderradlenksensor 31a erfaßten Vorderradlenkwinkel, und der Hinterradlenkmechanismus wird durch das hydraulische Steuerventil 28b so betätigt, daß die Hinterräder mit dem Ziel-Lenkwinkel eingeschlagen werden, und zwar unter Bezug nahme auf den von dem Hinterradlenkwinkelsensor 31b erfaßten Hinterradlenkwinkel.

In Schritt S109 wird abgefragt, ob ein momentaner Standort eine Endposition P0 des Außenrandmähvorgangs ist, d. h., ob das Fahrzeug die Endposition P0 erreicht hat. Wenn festge stellt wird, daß das Mähfahrzeug die Endposition P0 nicht er reicht hat, werden die Schritt S105 bis S108 wiederholt, um das Mähen des Außenrands fortzusetzen. Wenn festgestellt wird, daß das Fahrzeug die Endposition P0 erreicht hat, wird Schritt S110 durchgeführt, um das Mähfahrzeug zu wenden oder zu verlagern, so daß es zum Mähen innerhalb des Arbeitsbe reichs entlang einer Grenze L zwischen einem gemähten Feld C und einem ungemähten Feld B mit einer konstanten Fahrzeugge schwindigkeit (3 bis 6 km/h) bereit ist.

Ferner ist bei dieser Ausführungsform eine erste vorbestimmte Strecke a des Außenrands als gerade Strecke festgelegt, der das Fahrzeug während der geführten Fahrt folgt, so daß das Mähen des inneren Arbeitsbereichs geradlinig ausgeführt wird.

In Schritt S111 wird in Abhängigkeit von einem Vorwärts- oder Rückwärtsfahrzustand des Mähfahrzeugs 1 eine der Grenzerfas sungseinrichtungen 20a bzw. 20b gewählt. Wenn also in der Steuereinheit 50 der Vorwärtsfahrzustand des Fahrzeugs fest gestellt wird, wird die an der Vorderseite des Messermecha nismus 15 angeordnete Grenzerfassungseinrichtung 20a gewählt, und wenn der Rückwärtsfahrzustand festgestellt wird, wird die an der Rückseite angeordnete Grenzerfassungseinrichtung 20b gewählt. In Schritt S112 werden Signale, die von den jeweili gen Mikroschaltern 24 in der gewählten Grenzerfassungsein richtung geliefert werden, und ein Signal von dem Radlage geber 5 verarbeitet. In Schritt S113 werden die Grenze L zwi schen dem gemähten Feld C und dem ungemähten Feld B sowie die Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet.

Wenn das Fahrzeug vorwärtsfährt, um entlang der Grenze L zu fahren, wie in Fig. 2 gezeigt ist, sind die über dem gemähten Feld C positionierten Mikroschalter 24 ausgeschaltet, wohin gegen die Mikroschalter 24 über dem ungemähten Feld B einge schaltet sind. Infolgedessen wird eine Grenze zwischen dem Ein- und dem Auszustand der Mikroschalter 24 als eine Posi tion der Mähgrenze L ermittelt. Während der Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs wird die Mähgrenze L auf die gleiche Weise mit tels der Grenzerfassungseinrichtung 20b an der Rückseite be stimmt.

Die Erfassung der Grenzposition L wird für einen vorbestimm ten Zeitraum wiederholt, um für eine Mittelung notwendige Da ten zu sammeln. Diese wiederholt aufgenommenen Positionsdaten der Grenze L werden in Schritt S114 bei jeder Wiederholung mit dem gewogenen Mittelwert verarbeitet. Der vorbestimmte Zeitraum wird in Schritt S115 abgefragt. Nach Ablauf des vor bestimmten Zeitraums wird eine gemittelte Grenzposition L, die die erste für das Mähen einer Bahn in dem Arbeitsbereich ist, in der Arbeitsdatenspeichereinheit 57 als erste detek tierte Grenzposition L0 in Schritt S117 gespeichert. In Schritt S118 wird abgefragt, ob ein vorbestimmtes Steuerin tervall (einige Sekunden) abgelaufen ist. Der Prozeß wartet, bis das vorbestimmte Steuerintervall abgelaufen ist. Nach Ab lauf des vorbestimmten Steuerintervalls werden die Schritte S119 bis S122 ausgeführt, um eine gemittelte Grenzposition L ebenso wie in den Schritten S112 bis S115 zu berechnen. In Schritt S123 wird die in den Schritten S112 bis S115 gemit telte Grenzposition als eine zweite detektierte Grenzposition L1 in der Arbeitsdatenspeichereinheit 57 gespeichert. Daher ist die zweite detektierte Grenzposition L1 allgemein als Grenzposition gedacht, die nach Ablauf des vorbestimmten Steuerintervalls ab einem Zeitpunkt, zu dem die erste detek tierte Grenzposition L0 detektiert wurde, detektiert wird. In Schritt S124 wird dann abgefragt, ob das Mähen einer Bahn beendet ist. Wenn das Mähen einer Bahn beendet ist, erfolgt ein Überspringen zu Schritt S136, und wenn es noch nicht beendet ist, wird Schritt S125 abgearbeitet.

In Schritt S125 werden ein Abweichungswinkel der Fahrzeug fahrtrichtung in bezug auf den Grenzverlauf auf der Grundlage der ersten und der zweiten detektierten Grenzpositionen L0 und L1 und einer Fahrstrecke S des Fahrzeugs während des vor bestimmten Steuerintervalls und ferner ein Abweichungswert Z der detektierten Grenzposition von einer vorbestimmten Ziel- Grenzposition, d. h. eine Abweichung zu der Seite einer mo mentanen Fahrzeugposition gegenüber einer Ziel-Fahrzeugposi tion, berechnet. Wie Fig. 17 zeigt, wird eine Differenz X (= L0 - L1) zwischen der ersten detektierten Grenzposition L0 zum Zeitpunkt t0 und der zweiten detektierten Grenzposi tion L1 zum Zeitpunkt t1 des vorbestimmten Steuerintervalls berechnet. Die Fahrstrecke S vom Zeitpunkt t0 zum Zeitpunkt t1 wird auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet. Daher wird der Abweichungswinkel auf der Grundlage der Diffe renz X und der Fahrstrecke S berechnet. Ferner wird eine Dif ferenz zwischen der ersten detektierten Grenzposition L0 zum Zeitpunkt t0 und der Ziel-Grenzposition LB als der Abwei chungswert abgegeben.

Gemäß Fig. 17 ist die Ziel-Grenzposition LB vorher zwischen bestimmten Schwingelementen 22, d. h. bestimmten Mikroschal tern 24, voreingestellt worden. Der Abweichungsbetrag, um den das Fahrzeug zur Seite abweicht, wird durch Zählen der Anzahl der Mikroschalter 24 zwischen der Ziel-Grenzposition LB und der detektierten tatsächlichen Mähgrenze L bestimmt. Wenn man beispielsweise annimmt, daß der Abstand zwischen den Schwing elementen 22 jeweils 30 mm ist und die Grenze L zwischen dem zehnten und elften Mikroschalter 24 ausgehend von der Ziel- Grenzposition LB detektiert wird, wird errechnet, daß die Grenze L gegenüber der Ziel-Grenzposition LB um 300 mm = 30 mm × 10 seitlich abweicht. Ein Rechenfehler muß kleiner als ein Abstand zwischen den Schwingelementen 22 sein.

Nach Maßgabe dieses Abweichungswinkels und des Abweichungs werts Z wird daher erkannt, in welche Richtung das Fahrzeug fährt und wie weit das Fahrzeug zur Seite abweicht (wobei die Vorzeichen + und - Abweichungen nach links bzw. nach rechts bezeichnen). Auf der Grundlage der Ergebnisse dieser Erken nung wird in Schritt S126 ein Ziel-Lenkwinkel für jedes Vor der- und Hinterrad 11a und 11b festgelegt, um so den Abwei chungswinkel und die seitliche Abweichung zu korrigieren. Diese Festlegung des Ziel-Lenkwinkels wird erreicht unter Zu griff auf eine Tabelle, die in der Arbeitsdatenspeicherein heit 57 abgelegt ist und den Abweichungswinkel und den Wert der seitlichen Abweichung Z als Parameter hat.

Dann werden in Schritt S127 die Ist-Lenkwinkel der Vorder- und Hinterräder 11a und 11b auf der Basis von verarbeiteten Signalen der Vorder- und Hinterrad-Lenkwinkelsensoren 31a bzw. 31b berechnet. In Schritt S128 wird dieser Ist-Vorder radlenkwinkel mit dem Ziel-Vorderradlenkwinkel von Schritt S126 verglichen. Wenn daher festgestellt wird, daß der Ist- Vorderradlenkwinkel gleich dem oder größer als der Ziel-Vor derradlenkwinkel ist, wird Schritt S129 ausgeführt, in dem das hydraulische Steuerventil 28a für die Vorderradlenkung ausgeschaltet wird, um den Lenkmechanismus 30a durch den Hydraulikzylinder 29a so zu betätigen, daß der Lenkwinkel der Vorderräder 11a verkleinert wird. Wenn dagegen der Ist-Vor derradlenkwinkel kleiner als der Ziel-Lenkwinkel ist, wird Schritt S130 ausgeführt, in dem das hydraulische Steuerventil 28a für die Vorderradlenkung eingeschaltet wird, um den Lenk winkel der Vorderräder 11a zu vergrößern.

Dann wird in Schritt S131 der in Schritt S127 berechnete Ist- Hinterradlenkwinkel mit dem in Schritt S126 bestimmten Ziel- Hinterradlenkwinkel verglichen. Wenn daher festgestellt wird, daß der Ist-Hinterradlenkwinkel gleich dem oder größer als der Ziel-Hinterradlenkwinkel ist, wird Schritt S132 ausge führt, in dem das hydraulische Steuerventil 28b für die Hin terradlenkung ausgeschaltet wird, um den Lenkmechanismus 30b durch den Hydraulikzylinder 29b so zu betätigen, daß der Lenkwinkel der Hinterräder 11b verkleinert wird. Wenn dagegen der Ist-Hinterradlenkwinkel kleiner als der Ziel-Lenkwinkel ist, wird Schritt S133 ausgeführt, in dem das hydraulische Steuerventil 28b für die Hinterradlenkung eingeschaltet wird, um den Lenkwinkel der Hinterräder 11b zu vergrößern. In Schritt S134 wird anschließend abgefragt, ob das vorbestimmte Steuerintervall, das mit dem in Schritt S118 bestimmten iden tisch ist, abgelaufen ist. Bis zum Ablauf dieses vorbestimm ten Steuerintervalls werden die Schritte S127 bis S134 wie derholt, um die Rückführungsregelung fortzusetzen, so daß die Ist-Lenkwinkel der Vorder- und Hinterräder 11a und 11b an die jeweiligen Ziel-Lenkwinkel angepaßt werden.

Nach Ablauf des vorbestimmten Steuerintervalls wird die zweite detektierte Grenzposition L1 als neue Information der ersten detektierten Grenzposition L0 wiederhergestellt, dann erfolgt ein Rücksprung zu den Schritten S119 bis S123, um neue Daten der zweiten detektierten Grenzposition L1 zu de tektieren. Anschließend werden neue Ziel-Lenkwinkel in Abhän gigkeit von diesen neuen Daten der ersten und der zweiten de tektierten Grenzposition L0 und L1 berechnet. Während also das Mähfahrzeug die Grenze entlangfährt, werden in jedem vor bestimmten Steuerintervall die Detektierung und die Korrektur der Abweichung des Fahrzeugaufbaus von der Ziel-Grenzposition LB wiederholt.

Wenn das Mähfahrzeug an dem Außenrand des Arbeitsbereichs an kommt, der bereits während des Außenrandmähvorgangs gemäht wurde, werden sämtliche Mikroschalter 24 ausgeschaltet, wie oben erläutert wurde. Dieser Zustand wird als das Ende des Mähvorgangs auf der momentanen Bahn in Schritt S124 erkannt. Anschließend wird in Schritt S137 abgefragt, ob das Mähen des ersten Arbeitsbereichs 82 vollständig durchgeführt worden ist. Wenn das noch nicht der Fall ist, erfolgt Rücksprung zu Schritt S110, um das Fahrzeug zu einer nächsten Bahn zu ver lagern, um das Mähen dort zu beginnen.

Fig. 14 zeigt schematisch ein Beispiel, wie das Fahrzeug am Ende der Bahn verlagert wird. Nachdem das Mähfahrzeug 1 vor wärtsgefahren ist (F) und schließlich an einem Endpunkt P1 der Bahn ankommt, wird die Verlagerung des Fahrzeugs auf der Basis der topographischen Daten in der Arbeitsdatenspeicher einheit 57 und der vorher gelieferten Steuerdaten durchge führt.

Zuerst fährt das Fahrzeug weiter vorwärts zu einem Punkt P2, um zu vermeiden, daß es den Rasen um den Punkt P1 herum unge mäht läßt. Danach fährt das Fahrzeug rückwärts (R) von dem Punkt P2 zu einem Punkt P3 und fährt dann schräg vorwärts zu einem Punkt P4, um dort eine vorbestimmte Überlappung O her zustellen. Schließlich wird um den Punkt P4 herum die Rich tung des Fahrzeugs so eingestellt, daß der Aufbau 1a parallel zu der vorhergehenden Bahn steht, indem die Lenkmechanismen 30a und 30b durch die entsprechenden hydraulischen Steuerven tile 28a und 28b gesteuert werden. Somit kann das Mähfahrzeug 1 um eine Breite zur Seite verlagert werden, die um die vor bestimmte Überlappung O geringer als eine effektive Schneid breite W einer Gruppe der Messer 15a ist.

Nach Abschluß der Verlagerung beginnt das Fahrzeug rückwärts zu fahren, um das Mähen auf der zweiten Bahn auf die gleiche Weise, wie in den Schritten S111 bis S135 beschrieben wurde, aufgrund der von der Grenzerfassungseinrichtung 20b an der hinteren Seite des Messermechanismus 15 erfaßten Grenze durchzuführen.

Nachdem das Mähfahrzeug ferner, wie in Fig. 15 gezeigt ist, rückwärts gefahren ist und schließlich einen Endpunkt PS der zweiten Bahn erreicht, wird das Fahrzeug zu einer dritten Bahn verlagert. Zuerst fährt das Fahrzeug rückwärts weiter zu einem Punkt P6, damit der Rasen um den Endpunkt PS herum nicht ungemäht bleibt. Dann kehrt das Fahrzeug zu einem Punkt P7 zurück und fährt schräg rückwärts zu einem Punkt P8, um dort die vorbestimmte Überlappung O herzustellen. Die Lage des Fahrzeugs wird um den Punkt P8 herum so eingestellt, daß der Aufbau 1a parallel zu der vorhergehenden Bahn gestellt wird, und zwar mit Hilfe der Lenkmechanismen 30a und 30b. Nach der Verlagerung beginnt das Fahrzeug vorwärtszufahren, um die dritte Bahn entlang der Grenze zu mähen. So werden die Vorwärts- und Rückwärtsfahrt entlang der Grenze abwechselnd nacheinander wiederholt, um von einer Bahn zur nächsten zu mähen, wie Fig. 20 zeigt.

Das Mähen entlang der Grenze wird durch Wiederholen der Schritte S110 bis S137 fortgesetzt, bis in Schritt S124 fest gestellt wird, daß das Mähen des ersten Arbeitsbereichs been det ist. Wenn das Mähen des ersten Arbeitsbereichs beendet ist, wird das hydraulische Steuerventil 33 für die Messer steuerung geschlossen, um den Betrieb des Messermechanismus 15 anzuhalten, und dann geht die Steuerung von Schritt S137 zu Schritt S138, um abzufragen, ob das Mähen in sämtlichen Arbeitsbereichen beendet ist. Da das Mähen in dem zweiten Ar beitsbereich nicht beendet ist, springt die Steuerung nunmehr zurück zu Schritt S103, um eine Route von dem ersten Arbeits bereich 85 zu dem zweiten Arbeitsbereich 86 zu arrangieren. Dann fährt das Fahrzeug entlang der vorgegebenen Route zu dem zweiten Arbeitsbereich in Übereinstimmung mit der in den Fig. 13 und 14 beschriebenen autonomen Fahrsteuerroutine und führt dort das Mähen aus.

Wenn mit der Zeit das Mähen in sämtlichen Arbeitsbereichen beendet ist, wird eine Rückkehrroute 87 zu der Zielposition 88 durch Zugriff auf die Arbeitsdatenspeichereinheit 57 in Schritt S139 vorgegeben. Anschließend fährt das Fahrzeug in Schritt S140 zurück zu der Zielposition 88 entsprechend der in Fig. 13 und 14 beschriebenen autonomen Fahrsteuerroutine und hält dort an.

Als nächstes wird das autonome Fahren auf den Routen 81, 83, 85 und 87 entsprechend der in Fig. 13 und 14 beschriebenen autonomen Fahrsteuerroutine erläutert. In der obigen Erläute rung der Hauptroutine sind zwar die Routen 81, 83, 85 und 87 auf der Grundlage von Daten des Standorts und von Arbeitsda ten in der Arbeitsdatenspeichereinheit 57 ausgelegt, aber fe ste Routen können vorher in der Arbeitsdatenspeichereinheit 57 gespeichert werden.

Das D-GPS ist besser als das einfache GPS in bezug auf die Genauigkeit der Ermittlungen. Es geschieht jedoch manchmal, daß adäquat genaue Daten von dem D-GPS nicht rechtzeitig wäh rend der autonomen Fahrsteuerung erhalten werden können, und zwar infolge von Empfangsbedingungen der Satelliten oder von Wellenempfangsbedingungen. Wenn daher in Schritt S201 Infor mation über die Genauigkeit der Position, die momentan von dem D-GPS detektiert wird, einmal erhalten worden ist, wird diese Information über die Genauigkeit mit einem vorbestimm ten Bewertungspegel der Genauigkeit in Schritt S202 vergli chen, und dann wird abgefragt, ob die Genauigkeit gemäß dem D-GPS dem vorbestimmten Pegel genügt.

Wenn die D-GPS-Genauigkeit dem vorbestimmten Pegel genügt, wird die Fahrgeschwindigkeit des Mähfahrzeugs 1 in Schritt S204 so gesteuert, daß sie eine gewöhnliche Geschwindigkeit (z. B. 5 km/h) ist, die in der Arbeitsdatenspeichereinheit 57 gespeichert ist. Dann wird in Schritt S205 die Abweichung der Fahrzeugposition nach Maßgabe der Positionsinformation von dem D-GPS und der Routeninformation berechnet, und in Schritt S206 werden die Ziel-Lenkwinkel, mit denen die Vorder- und Hinterräder eingeschlagen werden sollen, nach Maßgabe einer solchen Abweichung bestimmt.

Anschließend werden in Schritt S207 der vordere und der hin tere Lenkmechanismus 30a und 30b durch die hydraulischen Steuerventile 28a und 28b so betätigt und gesteuert, daß die Ist-Lenkwinkel der Vorder- und Hinterräder den jeweiligen Ziel-Lenkwinkeln angenähert werden. In Schritt S208 wird eine von dem D-GPS ermittelte momentane Fahrzeugposition mit einer Endposition der Route verglichen, auf die das Fahrzeug zu steuert, und in Schritt S209 wird abgefragt, ob das Fahrzeug an der Endposition angekommen ist. Wenn also das Fahrzeug noch nicht an der Endposition angekommen ist, wird Schritt S204 wiederholt, um das Fahren entlang der Route in Abhängig keit von neuen Daten der momentanen Position, die von dem D-GPS ermittelt wurde, fortzusetzen, wohingegen dann, wenn das Fahrzeug an der Endposition angekommen ist, das Fahrzeug in Schritt S225 angehalten wird.

Wenn andererseits die Genauigkeit des D-GPS dem vorbestimmten Pegel in Schritt S203 nicht genügt, wird anschließend an Schritt S210 das autonome Fahren entsprechend der Koppelnavi gation durchgeführt. Dabei wird in Schritt S210 die Fahrge schwindigkeit des Fahrzeugs auf eine niedrige Geschwindigkeit (z. B. 3 km/h) eingestellt, die in der Arbeitsdatenspeicher einheit 57 gespeichert ist, um den akkumulierten Fehler der Koppelnavigation infolge des Schlupfs der Räder zu minimie ren. Dann wird in Schritt S211 eine Abweichung der Fahrzeug position von der Route nach Maßgabe der Positionsinformation durch die Koppelnavigation und die Routeninformation berech net.

Anschließend werden in Schritt S212 Ziel-Lenkwinkel für die Vorder- und Hinterräder nach Maßgabe der Abweichung festge legt. Ferner werden in Schritt S213 der vordere und der hin tere Lenkmechanismus 30a und 30b durch die hydraulischen Steuerventile 28a und 28b so betätigt und gesteuert, daß die Ist-Lenkwinkel der Vorder- und der Hinterräder jeweils an die Ziel-Lenkwinkel angenähert werden. In Schritt S214 wird eine momentane Fahrzeugposition, die durch die Koppelnavigation ermittelt wurde, mit einer Endposition der Route, auf die das Fahrzeug zusteuert, verglichen, und in Schritt S215 wird ab gefragt, ob das Fahrzeug an der Endposition angekommen ist.

Wenn die Endposition noch nicht erreicht ist, wird Schritt S210 wiederholt, um das Fahren entlang der Route in Abhängig keit von neuen Daten des Standorts, die durch die Koppelnavi gation ermittelt werden, fortzusetzen, und wenn die Endposi tion erreicht worden ist, wird in Schritt S216 das Fahrzeug angehalten. Dann wird in Schritt S217 eine momentane Fahr zeugposition wiederholt von dem D-GPS für einen vorbestimmten Datensammelzeitraum detektiert, und jede Infformation wird in dem RAM-Bereich der Arbeitsdatenspeichereinheit 57 gespei chert.

In diesem vorbestimmten Datensammelzeitraum werden die Schritt S218 und S219 durchgeführt. In Schritt S218 wird ein abgelaufener Zeitraum mit dem vorbestimmten Datensammelzeit raum verglichen, und in Schritt S219 wird abgefragt, ob der vorbestimmte Zeitraum abgelaufen ist. Wenn der vorbestimmte Zeitraum noch nicht abgelaufen ist, wird das Sammeln von Da ten in Schritt S217 wiederholt, und wenn der vorbestimmte Zeitraum abgelaufen ist, wird das Sammeln von Daten beendet. Auch wenn in Schritt S203 festgestellt wird, daß die von dem D-GPS ermittelte Position nicht exakt ist, ist es möglich, Daten zu erhalten, deren Genauigkeit durch Mittelung von ge sammelten Daten verbessert ist.

Danach werden in Schritt S220 gesammelte Daten gemitttelt, um einen Mittelwert als einen momentanen Fahrzeugstandort zu de finieren. In Schritt S221 wird dieser momentane Fahrzeug standort mit der Endposition verglichen, auf die das Fahrzeug zusteuert, und in Schritt S222 wird abgefragt, ob die Endpo sition wirklich erreicht wird. Wenn also festgestellt wird, daß die Endposition tatsächlich erreicht wird, wird das Fahr zeug auf Kurs gehalten und in Schritt S225 angehalten. Wenn dagegen die Endposition nicht wirklich erreicht wird, wird erkannt, daß die Daten auf der Basis der Koppelnavigation einen Fehler enthalten müssen. Um diesen Fehler auszuglei chen, werden daher in Schritt S223 die durch die Koppelnavi gation detektierten Daten mit dem Mittelwert der von dem D-GPS detektierten Daten korrigiert. Dann wird, nachdem in Schritt S224 eine Route zu der Endposition neu vorgegeben worden ist, das Fahrzeug in Schritt S210 erneut gestartet. Die Schritte S210 bis S224 werden wiederholt, bis die durch die Koppelnavigation bestimmte Endposition durch das D-GPS in den Schritten S217 bis S222 autorisiert oder bestätigt worden ist.

Auch wenn also die Genauigkeit des D-GPS während der Fahrt des Fahrzeugs schlechter wird, kann das Fahrzeug zu der End position der Route in Abhängigkeit von der Koppelnavigation mit Unterstützung der gemittelten D-GPS-Daten fahren.

Außerdem wird die Datenübertragung zwischen der Feststation 40 und der Mobilstation entsprechend dem D-GPS durch die D-GPS-Funkverbindungsroutine von Fig. 15 in Form von Pocket- Daten ausgeführt. Bei dieser Routine wird der GPS-Empfänger 25 der Mobilstation in Schritt S301 initialisiert, und dann wird in Schritt S302 der GPS-Empfänger 43 der Feststation mittels der Datenübertragung durch die Funkübermittlungsein richtungen 26 und 46 initialisiert. In Schritt S303 wird dif ferentielle Information von der Feststation 40 durch die Funkdatenübermittlung empfangen.

In Schritt S304 wendet die D-GPS-Positionsdetektiereinheit 54 die differentielle Information von der Feststation 40 auf Daten an, die von dem GPS-Empfänger 25 der Mobilstation er halten wurden, um die differentielle Berechnung durchzuführen und einen Standort des Fahrzeugs zu bestimmen, und diese In formation wird der Fahrsteuereinheit 56 zugeführt. Die Schritte S303 bis S304 werden für die nächste Datenverarbei tung wiederholt. Die differentielle Berechnung kann als eine für den Mobilstationsempfänger 25 spezifische Funktion durch geführt werden.

Bei der vorliegenden Ausführungsform ist zwar jedes Schwing element 22 der Grenzerfassungseinrichtung 20a (20b) auf der einzigen Achse 21 angebracht, aber das stellt keine Ein schränkung dar. Es genügt also, daß die Schwingelemente 22 drehbar abgestützt sind. Beispielsweise können stattdessen Mittel vorgesehen sein, um jedes Schwingelement einzeln anzu bringen.

Bei der vorliegenden Ausführungsform ist zwar ferner vorgese hen, daß während des Mähens das ungemähte Feld B immer links von dem Mähfahrzeug 1 liegt und die Grenzerfassungseinrich tungen 20a und 20b an der Vorder- und der Rückseite des Mes sermechanismus 15 unter der linken Hälfte des Fahrzeugaufbaus vorgesehen sind, es ist aber auch möglich, daß das ungemähte Feld B rechts von dem Fahrzeug liegt. In diesem Fall muß die Grenzerfassungseinrichtung an der Vorder- und Rückseite des Messermechanismus 15 unter der rechten Hälfte des Fahrzeug aufbaus angebracht sein. Um beide Möglichkeiten vorzusehen, können die Grenzerfassungseinrichtungen auf beiden Seiten des Messermechanismus 15 vorgesehen sein.

Ferner ist zwar bei der vorliegenden Ausführungsform ein un bemanntes Fahrzeug gezeigt, aber das Fahrzeug kann natürlich auch bemannt sein.

Die Art und Weise der Verlagerung des Mähfahrzeugs 1 zu der nächstfolgenden Bahn am Ende der aktuellen Bahn während des Mähvorgangs im Arbeitsbereich kann gemäß Fig. 17 vorgesehen sein, wobei eine Umsteuerung durchgeführt wird, so daß das Fahrzeug immer vorwärtsfährt. In diesem Fall sollten die Grenzerfassungseinrichtungen 20a und 20b rechts und links an der Vorderseite des Messermechanismus 15 vorgesehen sein, so daß eine dieser Einrichtungen in Schritt S111 der obigen Hauptsteuerroutine gewählt wird.

Wie Fig. 18 zeigt, kann vorgesehen werden, daß das Fahrzeug auf einer Spiral- oder Kreisbahn im Arbeitsbereich fährt, um zu mähen. In diesem Fall wird eine erste Runde am Außenrand des Arbeitsbereichs mittels D-GPS oder Koppelnavigation ge steuert, und spätere Runden werden von der Mähgrenze gelei tet. Da das Fahrzeug spiralförmig fährt, verlangt die Grenz erfassung nur eine einzige Grenzerfassungseinrichtung 20a, die an einer Seite in bezug auf den Messermechanismus 15 je nach der Richtung der Spiralbahn vorgesehen ist, so daß der Schritt S111 der obigen Hauptsteuerroutine entfallen kann. Da außerdem das Fahrzeug spiralförmig fährt, wird keine Bahnver lagerung des Fahrzeugs benötigt, wie in Schritt S110 der Hauptsteuerroutine vorgesehen ist. Da ferner bei dieser An ordnung alle Mikroschalter der Grenzerfassungseinrichtung ausgeschaltet sind, bedeutet das, daß bei Beendigung des Mäh vorgangs an dem Arbeitsbereich die Schritte S136 und S137 nicht benötigt werden und daher der Schritt S138 unmittelbar anschließend an die Detektierung der Aus-Zustände sämtlicher Mikroschalter in einem der Schritte S116 oder S123 durchge führt werden kann.

Ferner kann, wie Fig. 19 zeigt, der Mikroschalter 24 der Grenzerfassungseinrichtung an der Rückseite in bezug auf den Schaltbereich 22b des Schwingelements 22 vorgesehen sein und über dem ungemähten Feld ausgeschaltet und über dem gemähten Feld eingeschaltet sein.

Da gemäß der Erfindung die Grenze zwischen dem gemähten und dem ungemähten Feld am Arbeitsbereich in Ab hängigkeit von den Schwingzuständen der Schwingelemente be stimmt werden kann, wird die Grenze zuverlässig erfaßt und nicht durch die Arbeitsumgebung, wie etwa Schmutzspritzer oder Staub beeinflußt.

Da ferner gemäß der Erfindung der Fühlerbereich des Schwing elements so angeordnet ist, daß zwischen dem unteren Ende des Fühlerbereichs und dem Boden ein Spielraum vorgegeben ist, der gleich dem oder geringfügig größer als der kleinste Bo denabstand des Messers ist, wird die Mähgrenze auch dann zu verlässig erfaßt, wenn der Rasen kurz ist oder wenn die Hö hendifferenz zwischen dem gemähten und dem ungemähten Rasen gering ist.

In den verschiedenen Figuren der Zeichnungen haben die englischen Ausdrücke die nachstehend angegebenen Bedeutungen.

Legende zu Fig. 4a und 4b:

RUNNING DIRECTION = FAHRRICHTUNG

Legende zu Fig. 5:

RUNNING DIRECTION = FAHRRICHTUNG

Legende zu Fig. 6:

44 D-GPS-Feststation

45 D-GPS-Informationsübertragungseinheit

51 Grenzerkennungseinheit

52 Fahrstreckendetektiereinheit

53 Koppelnavigationsposition-Detektiereinheit

54 D-GPS-Positionsdetektiereinheit

55 Hindernisdetektiereinheit

56 Fahrsteuereinheit

57 Arbeitsdatenspeichereinheit

58 Fahrzeugsteuereinheit

59 Antriebssteuereinheit

60 Lenkungssteuereinheit

61 Messersteuereinheit

Legende zu Fig. 7:

60 Lenkungssteuereinheit

Legende zu Fig. 9a:

YES = JA

NO = NEIN

S101 Standort über D-GPS ermitteln

S101 Route zu Mähstartposition bestimmen

S103 Fahrzeug zu Mähstartposition fahren

S104 Messer betätigen und Mähvorgang starten

S105 Eigenen Standort über D-GPS und Koppelnavigation detektieren

S106 Abweichung von Arbeitsdaten berechnen

S107 Einschlagwerte der Vorder- und Hinterräder nach Maßgabe der Abweichung bestimmen

S108 Ziel-Lenkwinkel durch Betätigung des Lenkmechanismus erreichen

S109 Ist Standort eine Endposition des Außenrandmähvorgangs?

Legende zu Fig. 9b:

YES = JA

NO = NEIN

S110 Mähbahn des Fahrzeugs wechseln

S111 Grenzerfassungseinrichtung wählen

S112 Signale von Grenzerfassungseinrichtung und Fahrzeuggeschwindigkeitssensor eingeben

S113 Grenzposition und Fahrzeuggeschwindigkeit berechnen

S114 Grenzposition mitteln

S115 Ist Zeit zur Mittelung abgelaufen?

S117 L0← Grenzposition

S118 Ist Steuerintervall abgelaufen?

S119 Signale von Grenzerfassungseinrichtung und Fahrzeuggeschwindigkeitssensor eingeben

S120 Grenzposition und Fahrzeuggeschwindigkeit berechnen

S121 Grenzposition mitteln

S122 Ist Zeit zur Mittelung abgelaufen?

Legende zu Fig. 9c:

YES = JA

NO = NEIN

S123 L1← Grenzposition

S124 Sind alle Schalter der Grenzerfassungs einrichtung AUS?

S125 Verlagerungswert Z und Abweichungswinkel Θ von Ziel-Grenzposition berechnen

S126 Ziel-Lenkwinkel von Vorder- und Hinterrädern berechnen

S127 Signale von Lenkwinkelsensoren für Vorder- und Hinterräder eingeben

S128 Ist Vorderradlenkwinkel Ziel-Lenkwinkel?

S129 hydraulisches Steuerventil für Vorderräder ausschalten

S130 hydraulisches Steuerventil für Vorderräder einschalten

S131 Ist Hinterradlenkwinkel Ziel-Lenkwinkel?

S132 hydraulisches Steuerventil für Hinterräder ausschalten

S133 hydraulisches Steuerventil für Hinterräder einschalten

S134 Ist Steuerintervall abgelaufen?

Legende zu Fig. 9d:

YES = JA

NO = NEIN

S136 Standort über D-GPS und Koppelnavigation detektieren

S137 Ist aktueller Arbeitsbereich fertig?

S138 Ist gesamter Arbeitsbereich fertig?

S139 Rückfahrroute zu Zielposition bestimmen

S140 Fahrzeug zu Zielposition fahren

END = ENDE

Legende zu Fig. 10a:

YES = JA

NO = NEIN

S201 Genauigkeitsinformation über D-GPS erhalten

S202 Genauigkeitsinformation mit Genauigkeits bewertungspegel vergleichen

S203 Ausreichend?

S204 Fahrgeschwindigkeit mit Normalwert steuern

S205 Abweichung auf Basis der Positionsinformation von D-GPS berechnen

S206 Einschlagwinkel der Vorder- und Hinterräder nach Maßgabe der Abweichung bestimmen

S207 Ziel-Lenkwinkel durch Betätigen des Lenkmechanismus erreichen

S208 aktuelle Position mit Endposition vergleichen

S209 Erreicht?

S210 Fahrgeschwindigkeit mit Niedrigwert steuern

S211 Abweichung auf Basis von Positionsinformation mittels Koppelnavigation berechnen

S212 Einschlagwinkel der Vorder- und Hinterräder nach Maßgabe der Abweichung bestimmen

S213 Ziel-Lenkwinkel durch Betätigen des Lenk mechanismus erreichen

S214 aktuelle Position mit Endposition vergleichen

S215 Erreicht?

Legende zu Fig. 10b:

YES = JA

NO = NEIN

S216 Fahrzeug anhalten

S217 durch D-GPS ermittelte Daten des Standorts abspeichern

S218 Ist-Datenspeicherdauer mit vorbestimmter Dauer vergleichen

S219 Ist Dauer abgelaufen?

S220 Standort nach Maßgabe des Mittelwerts der gespeicherten Daten berechnen

S221 Standort mit Endposition vergleichen

S222 Erreicht?

S223 durch Koppelnavigation erhaltene Positionsinformation korrigieren

S224 Ablauf zum Erreichen der Endposition bestimmen

S225 Fahrzeug anhalten

RETURN = RÜCKSPRUNG

Legende zu Fig. 11:

S301 Initialisieren des GPS-Empfängers der Mobilstation

S302 Initialisieren des GPS-Empfängers der Feststation über Funkdatenübertragung

S303 Erhalten von differentieller Information vom GPS-Empfänger der Feststation über Funk datenübertragung

S304 Erhalten von Positionsinformation durch Anwenden von differentieller Information auf Daten von Mobilstation

Legende zu Fig. 13:

BOUNDARY DETECTING RANGE	GRENZERFASSUNGSBEREICH
BOUNDARY DETECTING POSITION	GRENZERFASSUNGSPOSITION
BOUNDARY TARGET POSITION LB	ZIEL-GRENZPOSITION LB
AVERAGE VALUE	MITTELWERT
CONTROL INTERVAL	STEUERINTERVALL
ELAPSED TIME	ABGELAUFENE ZEIT
(RUNNING DISTANCE)	(FAHRSTRECKE)

Legende zu Fig. 19a und 19b

RUNNING DIRECTION

FAHRRICHTUNG

Claims

1. Vorrichtung zur Erfassung von Grenzen zwischen von einem Messermechanismus (15) gemähten (C) und nichtgemähten Rasen feldern (B) zum autonomen Steuern eines Mähfahrzeuges (1), mit einer Vielzahl von Sensoren (22, 24), die quer zur Bewegungs richtung des Mähfahrzeuges (1) auf einer Achse (21) unter einem Fahrzeugaufbau (1a) angeordnet sind, und mit einer Steuerein heit (50) zum Auswerten der Zustände der Sensoren (22, 24) und Feststellen einer Grenze zwischen dem gemähten (C) Feld und dem ungemähten Feld (B) sowie zum Ableiten von Bewegungsinforma tionen zum Steuern des Mähfahrzeuges (1), dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren um die Achse (21) drehbewegliche Schwingele mente (22), die von einer vertikalen Lage bei Berührung mit dem Rasenfeld ablenkbar sind, mit einer Vielzahl von Schwingzu standssensoren (24) umfassen, die die Lagezustände der jewei ligen vom Rasen mechanisch abgelenkten und nicht abgelenkten Schwingelemente (22) erfassen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (50) folgendes aufweist:

1. eine Grenzerkennungseinheit (51), die aufgrund der Signale von den Schwingzustandssensoren (24) in jedem vorbestimmten Steuerintervall Positionen der Mähgrenze (L) in bezug auf den Fahrzeugaufbau (1a) erkennt;
2. eine Fahrsteuereinheit (56) zum Berechnen einer seitlichen Abweichung des Fahrzeugaufbaus (1a) von einer vorbestimmten Zielposition nach Maßgabe einer von der Fahrsteuereinheit (56) erkannten Position der Grenze (L);
3. eine Fahrzeugsteuereinheit (58) zum Berechnen eines Ziel- Lenkwinkels von Rädern des Fahrzeuges, um die seitliche Abweichung zu verringern; und
4. eine Lenksteuereinheit (60) zum Einstellen eines Ist- Lenkwinkels der Räder auf den Ziel-Lenkwinkel.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (50) ferner folgendes aufweist:

1. eine Fahrstreckendetektiereinheit (52) zum Berechnen einer Fahrstrecke, die das Fahrzeug während des vorbestimmten Steuerintervalls zurückgelegt hat;
2. daß eine/die Fahrsteuereinheit (56) außerdem einen Abweichungswinkel einer Richtung, in der das Fahrzeug fährt, in bezug auf die Grenze auf der Basis der Fahrstrecke und einer Differenz zwischen einer ersten und einer zweiten Grenzposition, die von einer/der Grenzerkennungseinheit (51) nacheinander erkannt worden sind, berechnet; und

daß eine/die Fahrzeugsteuereinheit (58) den Ziel-Lenkwinkel auf der Basis des Abweichungswinkels zusätzlich zu der seitlichen Abweichung berechnet.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Achse (21) befindlichen Schwingelemente (22) streifenförmig ausgebildet und jeweils mittels eines Lagers (23) in vorgegebener Teilung auf der Achse (21) beabstandet angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Vielzahl von Schwingelementen (22) folgendes aufweist:

1. einen Fühlerbereich (22a), der von einem Schwingmittelpunkt nach unten verläuft und ein Unterende hat, dessen Abstand vom Boden ungefähr gleich dem kleinsten Bodenabstand des Mähmechanismus (15) ist; und
2. einen, bezogen auf den Fühlerbereich (22a), kürzeren Schaltbereich (22b), der jeweils einem entsprechenden der Vielzahl von Sensoren (24) zugewandt ist, um dessen Zustand zu ändern, wenn das jeweilige Schwingelement (22) von dem un gemähten Rasen bewegt oder verschwenkt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Vielzahl von Sensoren ein Mikroschalter (24) oder dergleichen ist, der von dem Schaltbereich (22b) des entsprechenden Schwingelementes (22) betätigt wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrsteuereinheit (56) zum Steuern des Fahrzeuges (1) derart, daß es entlang der Grenze fährt, wenn die Grenze (L) von der Grenzerkennungseinheit (51) erkannt wird, dann einen Mähbahnenwechsel veranlaßt, wenn die Abwesenheit der Grenze (L) von der Grenzerkennungseinheit erkannt wird.

8. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Grenzerfassung zwei Gruppen von Schwingelementen und Schwingzustandssensoren (20a, 20b) vorgesehen sind, die an der Vorder- und der Rückseite in bezug auf ein Schneidmesser (15a) für den Fall angeordnet sind, daß das Vorwärts- und Rückwärtsfahren des Fahrzeuges (1) abwechselnd von einer Bahn zur nächsten zum Mähen entlang der Grenze (L) ausgeführt wird.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Grenzerfassung zwei Gruppen von Schwingelementen und Schwingzustandssensoren (20a, 20b) vorgesehen sind, die an der linken und der rechten Seite in bezug auf ein Schneidmesser (15a) für den Fall angeordnet sind, daß entwe der Vorwärts- oder Rückwärtsfahren zum Mähen entlang der Grenze ausgeführt wird.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Grenzerfassung Gruppen von Schwingelementen und Schwingzustandssensoren (20a, 20b) vorgesehen sind, die dann, wenn das Fahrzeug auf einer spiralförmigen Bahn zum Mähen entlang der Grenze fährt, auf der einen oder anderen Seite eines Schneidmessers (15a) angeordnet sind.

11. Verfahren zum autonomen Steuern eines Mähfahrzeuges, das zum Mähen an einem Arbeitsbereich wenigstens ein Messer hat, das unter dem Fahrzeugaufbau vorgesehen ist sowie mit einer Erfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit folgenden Schritten:

1. Bewegen des Fahrzeuges zu einer Mähstartposition;
2. Mähen des Außenrandes eines Arbeitsbereiches;
3. Erfassen eines von dem Messer gemähten Feldes und eines von dem Messer nicht gemähten Feldes nach dem Mähen des Außenrandes;
4. Erkennen der An- und Abwesenheit einer Grenze zwischen dem gemähten und ungemähten Feld, die von der Erfassungsvorrichtung erfaßt worden ist;
5. Steuern des Fahrzeuges derart, daß es entlang der Grenze fährt, wenn die Anwesenheit der Grenze erkannt worden ist;
6. Vorwärtsbewegen des Fahrzeuges um eine erste vorbestimmte Strecke nach Erkennen der Abwesenheit der Grenze, um zu ver meiden, daß Rasen ungemäht bleibt;
7. Rückwärtsbewegen des Fahrzeuges um eine zweite vorbestimmte Strecke nach dem Vorwärtsbewegen um die erste vorbestimmte Strecke;
8. Schrägverlagern des Fahrzeuges in eine Bereitschaftsposition für eine nächste zu mähende Bahn und
9. Wiederholen der vorgenannten Schritte, bis keine Mähgrenze mehr erkannt wurde.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug nach Erkennen der Abwesenheit der Grenze un ter Beibehalten der Vorwärts-Bewegungsrichtung in eine näch ste zu mähende Bahn umgelenkt wird.