DE69906862T2

DE69906862T2 - Verfahren zur Erzeugung von Karten des Ertrages von Pflanzen

Info

Publication number: DE69906862T2
Application number: DE69906862T
Authority: DE
Inventors: Bart M.A. Missotten; Gilbert J.I. Strubbe
Original assignee: CNH Belgium NV
Current assignee: CNH Industrial Belgium NV
Priority date: 1998-05-26
Filing date: 1999-05-18
Publication date: 2003-11-06
Anticipated expiration: 2019-05-19
Also published as: EP0960558A1; DK0960557T3; DE69906862D1; DE69911302D1; DK0960558T3; EP0960557B1; EP0960557A1; DE69911302T2; GB9811177D0; EP0960558B1; US6185990B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Erzeugung von Karten für Felder und insbesondere auf die Verwendung von Erntemaschinen-Daten für die Erzeugung derartiger Karten.
Es ist bereits in der Technik gut bekannt, während der Erntemaschinen- Arbeitsvorgänge gesammelte Daten für die Erzeugung von Karten zu verwenden, die den spezifischen Ertrag für jeden Abschnitt eines Feldes zeigen. Üblicherweise ist die Erntemaschine mit einem Gerät zur Feststellung der präzisen Position der Erntemaschine auf dem Feld, wie z. B. einem Empfänger für das weltweite satellitengestützte Positionsbestimmungssystem (GPS), mit einem Fahrgeschwindigkeitssensor, wie z. B. einem Dopplerradar-Geschwindigkeitssensor, und mit einem Erntematerial-Strömungsratensensor, wie z. B. einem Körnermassen- Strömungsssenor, ausgerüstet. Die von den Sensoren erzeugten Daten werden während der Erntevorgänge aufgezeichnet und können zur Erzeugung einer Ertragskarte für ein vollständiges Feld verwendet werden (siehe beispielsweise WO- A-8605353).
Die Präzision der Ertragskarte hängt weitgehend von der Präzision der von den Sensoren erzeugten Daten ab. Es wurde festgestellt, daß unter vielen Umständen die von den Sensoren gemessenen Mengen nicht wirklich mit dem tatsächlichen Erntematerialmengen übereinstimmen, die auf dem Feld verfügbar sind, beispielsweise weil ein erheblicher Teil des Erntematerials von der Erntemaschine verfehlt wurde und ungeerntet auf dem Feld verblieb. Die Stellen mit geringem Ertrag auf einer Ertragskarte können dann mehr auf schwierige Erntebedingungen als auf tatsächliches geringes Wachstumsverhalten auf diesen bestimmten Stellen bezogen werden. Die auf derartigen falschen Sensoranzeigen beruhende Ertragskarte kann später zu falschen oder kontraproduktiven Feld-Management- Entscheidungen führen, beispielsweise dazu, daß zusätzliche Düngermengen auf Bereiche aufgebracht werden, die nicht an einem N- oder P-Mangel leiden.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, in den aufgezeichneten Daten die Fälle zu markieren, in denen die Erntebedingungen nicht optimal waren, und diese während der Erzeugung von Ertragskarten zu berücksichtigen.
Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Erzeugung einer Erntematerial- Ertragskarte geschaffen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
- Abernten eines Feldes unter Verwendung einer Erntemaschine, die folgendes umfaßt:
- Erntematerial-Sammeleinrichtungen (14), zum Sammeln von Erntematerial von einem Feld und zur Zuführung des Erntematerials in die Erntemaschine;
- Erntematerial-Verarbeitungseinrichtungen zum Verarbeiten des in die Erntemaschine eingespeisten Erntematerials;
- Sensoreinrichtungen zur Überwachung von zumindest einem Parameter, der sich auf das Erntematerial und/oder die Erntematerial- Verarbeitungseinrichtungen bezieht; und
- Erntemaschinen-Positionsbestimmungseinrichtungen zur Überwachung der Position der Erntemaschine auf einem Feld;
- Aufzeichnen von Daten von den Sensoreinrichtungen und den Positionsbestimmungseinrichtungen, während ein Feld abgeerntet wird;
- Erstellen einer Karte, die eine Variable darstellt, die von dem zumindest einen Parameter an verschiedenen Positionen des Feldes abgeleitet wird, auf der Grundlage der aufgezeichneten Daten;
dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren weiterhin folgendes umfaßt:
- Überprüfen von von den Sensoreinrichtungen gelieferten Daten auf Werte, die unter einen vorgegebenen Schwellenwert fallen oder diesen überschreiten;
- Ignorieren der aufgezeichneten Daten für die Positionen, an denen die Werte unter den vorgegebenen Schwellenwert fallen oder diesen übersteigen.
Ein Verfahren gemäß der Erfindung wird nunmehr ausführlicher in Form eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht in Längsrichtung eines Mähdreschers ist, der mit einem Körner-Vorsatzgerät, einem Stroh-Höhenförderer, Erntematerial- Verarbeitungseinrichtungen und einem Körnertank ausgerüstet ist,
Fig. 2 eine schematische Ansicht der Seite des Vorsatzgerätes nach Fig. 1 ist, die Geräte zur Überwachung der Erntematerial-Strömungsrate, der Erntevorsatz-Höhe, der Schneidbreite und der Erntematerial-Dichte zeigt,
Fig. 3 eine Vorderansicht des Gerätes zur Überwachung der Erntematerial-Dichte in Richtung des Pfeils III in Fig. 2 ist,
Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf das Vorsatzgerät nach Fig. 2 während der Erntevorgänge ist, wobei die Betriebsweise des Gerätes zur Überwachung der Schneidbreite gezeigt ist,
Fig. 5 eine vergrößerte Querschnittsansicht des Gerätes zur Überwachung der Erntematerial-Strömungsrate nach Fig. 2 ist,
Fig. 6 eine Draufsicht auf die Unterseite des Stroh-Höhenförderers in Richtung des Pfeils VI in Fig. 1 ist und ein Gerät zur Überwachung des Feuchtegehaltes des geernteten Erntematerials zeigt,
Fig. 7 eine Querschnittsansicht des Stroh-Höhenförderer-Bodens entlang der Linie VII-VII in Fig. 6 ist,
Fig. 8 eine Karte eines Feldes ist, die die Position der aufgezeichneten Erntematerial-Kurven zeigt,
Fig. 9 ein Satz von grafischen Darstellungen ist, die die Behandlung des Signals zeigen, das von einem Gerät erzeugt wird, das die Erntematerial- Strömungsrate gemäß Fig. 2 überwacht,
Fig. 10 eine grafische Darstellung ist, die die Korrelation zwischen einem Ertragsratensignal und dem Feuchtesignal zeigt, die von der Feuchte- Überwachungseinrichtung nach den Fig. 6 und 7 erzeugt werden,
Fig. 11 zwei Erntematerial-Leitfähigkeitskarten zeigt, die von dem Signal der Feuchte-Überwachungseinrichtung nach den Fig. 6 und 7 abgeleitet sind,
Fig. 12 eine Darstellung der Beziehung zwischen einem Signal von der Erntematerial-Strömungsüberwachungseinrichtung nach Fig. 5 und den Erntematerial-Strömungsraten von Körnern und Stroh ist.
Aus Gründen der Bequemlichkeit ist die dargestellte landwirtschaftliche Erntemaschine ein Mähdrescher, der mit einem Getreide-Vorsatzgerät üblicher Konstruktion ausgerüstet ist, doch ist es ohne weiteres zu erkennen, daß das Verfahren gemäß der Erfindung in gleicher Weise auf Kartenerzeugungssysteme anwendbar ist, die Maschinen verwenden, die mit Vorsatzgeräten zum Ernten anderer Erntematerialien ausgerüstet sind, wie z. B. Mais oder Sonnenblumen. Es kann weiterhin in anderen Erntemaschinen, wie z. B. Feldhäckslern verwendet werden. Seine Verwendung in Kombination mit einem Mähdrescher sollte somit nicht als beschränkend aufgefaßt werden.
Die Ausdrücke "vorwärts", "links", "rechts", "hinten" usw., die in Verbindung mit der landwirtschaftlichen Erntemaschine und/oder mit Bauteilen hiervon verwendet werden, werden unter Bezugnahme auf die Richtung der Betriebs- Vorwärtsbewegung bestimmt, sollten jedoch nicht als beschränkend aufgefaßt werden. Die Ausdrücke "Körner", "Stroh" und "Überkehr" werden in der gesamten Beschreibung hauptsächlich aus Bequemlichkeitsgründen verwendet, und es sei verständlich, daß diese Ausdrücke in gleicher Weise nicht beschränkend sein sollen. So bezieht sich "Körner" auf den Teil des Erntematerials, das gedroschen und von dem zu verwerfenden Teil des Erntematerials getrennt wird, der als "Stroh" bezeichnet wird. Unvollständig ausgedroschene Ähren werden als "Überkehr" bezeichnet.
Wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt ein allgemein mit 1 bezeichneter Mähdrescher einen Hauptrahmen oder ein Fahrgestell 2, das auf einer festen Vorderachse 3 und einer (nicht gezeigten) verschwenkbaren Hinterachse abgestützt ist. Die Vorderachse 3 trägt ein Antriebsgetriebe 4, das antriebsmäßig mit zwei Antriebsrädern 5 verbunden ist, die den vorderen Teil des Rahmens 2 abstützen. Die Hinterachse ist durch zwei lenkbare Räder 6 abgestützt. Auf dem Hauptrahmen 2 sind eine Fahrerplattform 8 mit einer Fahrerkabine 9, ein Körnertank 10, ein Dresch- und Trennmechanismus 11, ein Körner-Reinigungsmechanismus 12 und eine Antriebseinheit oder ein Motor 3 befestigt. Die Dresch- und Trennmechanismen 11 und der Reinigungsmechanismus 12 bilden zusammen die Erntematerial- Verarbeitungseinrichtungen. Ein Getreidevorsatz 14 und ein Stroh-Höhenförderer 15 erstrecken sich von dem Hauptrahmen 2 aus nach vorne und sind an diesem schwenkbar für eine allgemein vertikale Bewegung befestigt, die durch ausfahrbare Hydraulikzylinder 16 gesteuert ist.
Während der Mähdrescher 1 in Vorwärtsrichtung über ein Feld mit stehendem Erntematerial angetrieben wird, wird das letztere von den Stoppeln durch eine Mäh- oder Schneidanordnung in Form eines Mähbalkens 17 an der Vorderseite des Vorsatzgerätes 14 abgetrennt und zur Mitte des Vorsatzgerätes durch eine Haspel 18 und durch eine Förderschnecke 19 zur Mündung des Stroh-Höhenförderers 15 geführt, der das gemähte Erntematerial an den Dresch- und Trennmechanismus 11 liefert. Das in diesem empfangene Erntematerial wird gedroschen und getrennt, d. h., das Erntematerial wird gerieben und geschlagen, wodurch die Körner, Samen und dergleichen gelockert und von dem Stroh, den Ähren oder anderen zu verwerfenden Teilen des Erntematerials getrennt wird.
Der in Fig. 1 gezeigte Dresch- und Trennmechanismus 11 schließt eine Dreschtrommel 12, einen Strohschüttler 21 und einen Trennrotor 22 ein, die mit einem Satz von Körben 23 zusammenwirken. Übliche Strohschüttler 24 sind im Betrieb verwendbar, um eine Matte des verbleibenden Erntematerials (d. h. hauptsächlich Stroh, weil der größte Teil der Körner hiervon getrennt ist) durch eine Strohhaube 25 auszuwerfen.
Körner, die von dem Dresch- und Trennmechanismus 11 abgetrennt wurden, fallen auf eine erste Körnerwanne 28 des Reinigungsmechanismus 12, der weiterhin ein Vorreinigungssieb 29, das oberhalb einer zweiten Körnerwanne 30 angeordnet ist, ein oberes Spreu-Sieb 31 und ein unteres Körnersieb 32, die übereinander, hinter und unter dem Vorreinigungssieb 29 angeordnet sind, sowie ein Reinigungsgebläse 33 umfaßt.
Gereinigte Körner fallen auf eine Förderschnecke 35 für reine Körner in einer Förderwanne 36 für reine Körner und werden nachfolgend von der Förderschnecke 35 seitlich zu einem Höhenförderermechanismus 37 zum Weitertransport an den Körnertank 10 gefördert. Unvollständig ausgedroschene Ähren, die sogenannte "Überkehr", fällt auf eine Überkehr-Förderschnecke in einer Überkehr-Förderwanne 38. Die Überkehr wird durch diese Förderschnecke seitlich zu einer getrennten Nachdrescheinrichtung 39 transportiert und zu der ersten Körnerwanne 28 für eine wiederholte Reinigungswirkung zurückgeführt.
Eine Körnertank-Förderschnecke 42 am Boden des Körnertanks 10 wird dazu verwendet, die reinen Körner seitlich zu einem Entladerohr 43 zu drücken, in dem es durch eine Entlade-Förderschnecke 14 nach oben zur Abgabe von der Erntemaschine 1 auf einen Behälter gefördert wird, der entlang des Mähdreschers gefahren wird.
Der Höhenförderermechanismus 37 umfaßt einen unteren Höhenförderer 45 vom Schaufeltyp und eine obere sogenannte "Aufwärtsschiebe"-Förderschnecke 46. Der Schaufel-Höhenförderer 45 ist mit einer Massenströmungs-Meßeinrichtung ausgerüstet, die allgemein bei 47 in Fig. 1 gezeigt ist. Diese Einrichtung umfaßt eine gekrümmte Oberfläche, die an der Auslaßöffnung des Höhenförderers 45 installiert ist. Die Körnerströmung von dem Schaufel-Höhenförderer 45 wird entlang dieser Oberfläche geführt, und die auf diese wirkenden Kräfte, die proportional zur Massenströmungsrate der Körner sind, werden durch einen geeigneten Wandler gemessen. Die Oberfläche ist vorzugsweise kreisförmig im Querschnitt, und die Meßeinrichtung 47 umfaßt einen Wandler, der eine Kraftkomponente oder ein Moment mißt, das die Körner-Strömungsrate darstellt. Eine derartige Einrichtung ist mit weiteren Einzelheiten in der EP-A-0 753 720 beschrieben, deren Inhalt durch diese Bezugnahme hier aufgenommen wird.
Wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, hat das Vorsatzgerät 14 eine Hauptwelle 50 zum Antrieb der anderen Bauteile des Vorsatzgerätes 14. Die Welle 50 als solche kann durch den Motor 13 über einen Antriebsstrang entlang des Stroh-Höhenförderers 15 oder durch einen Hydraulikmotor angetrieben werden, der auf dem Stroh- Höhenförderer 15 oder auf dem Vorsatzgerät selbst eingebaut ist. Der Vorsatzgeräte-Antriebsstrang liefert eine Antriebsleistung für die Drehung der Haspel 16 und der Förderschnecke 19 und für die Bewegung des Mähbalkens 17. Die Hauptantriebswelle 50 versetzt die Haspel 18 über einen Antriebsstrang in Drehung, der zwei Variator-Riemenscheiben, die über einen (nicht gezeigten) Riemen miteinander verbunden sind, eine Kette 53 und einen Riemen 52 umfaßt. Der Mähbalken 17 wird durch ein Getriebe 55 in Schwingungen versetzt, das die kontinuierliche Drehung seiner Eingangswelle in die Schwingungsbewegung seiner Ausgangswelle transformiert. Die Vorsatzgeräte-Hauptantriebswelle 50 treibt das Getriebe 55 über ein Riemengetriebe 57 an. Die Vorsatzgeräte-Förderschnecke 19 weist eine Welle 61 auf, die ein Kettenrad 62 für ihre Drehung trägt. Eine Förderschnecken-Kette 63 ist auf dem Kettenrad und einem (nicht gezeigten) Antriebskettenrad befestigt, das auf der Hauptantriebswelle 50 befestigt ist. Die Förderschnecken-Kette 63 wird durch ein Leerlaufkettenrad 65 gespannt.
Die Kräfte auf den unteren Strang der Kette 63 werden durch eine weitere Massenströmungs-Meßeinrichtung 70 gemessen. Wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, umfaßt sie ein Sensor-Kettenrad 71, das mit dem Teil der Kette 63 in Eingriff steht, der die Kraft von der Hauptwelle 50 auf das Kettenrad 62 der Förderschnecke 19 überträgt. Das Sensor-Kettenrad 71 ist drehbar zwischen zwei Streben 72 (von denen lediglich eine gezeigt ist) drehbar gelagert, die mit einer quadratischen Stützplatte 73 verschweißt sind. An ihren vier Ecken ist die Stützplatte mit Gummibefestigungselementen 74 verschraubt, die eine geringfügige vertikale Bewegung der Streben 72 und des Kettenrades 71 ermöglichen. Die Befestigungselemente 74 sind in eine Deckplatte 75 eingeschraubt, die ein geschlossenes Gefäß 74 verschließt. Eine ölbeständige Gummiplatte 77 erstreckt sich über die gesamte obere Oberfläche des Gefäßes und wird durch die Deckplatte 75 an ihrem Platz gehalten. Diese Platte weist eine Öffnung auf, die einen Zugang an die Oberfläche der Gummiplatte 77 ergibt. Das Gefäß 76 weist eine Füllöffnung 78 zum Füllen des Hohlraumes des Gefäßes mit Öl und einen Druckwandler 79 zur Messung des Hydraulikdruckes im Inneren des Gefäßes auf. Der Druckwandler kann von dem Typ PR 23 REL sein, wie er von der Firma Greisinger geliefert wird. Die Gummiplatte 77 steht mit einem Stößel 80 in Berührung, der sich von der Stützplatte 72 durch die Öffnung in der Deckplatte 75 hindurch nach unten erstreckt.
Wenn eine größere Menge des Erntematerials von dem Vorsatzgerät 14 erfaßt wird, so erfordert die Vorsatzgeräte-Förderschnecke 19 eine größere Leistungsmenge. Weil sich die Drehzahl der Förderschnecke während normaler Erntevorgänge nicht wesentlich ändert, ist das Förderschnecken-Drehmoment proportional zur verbrauchten Leistung und damit zur Rate des Erntematerials, das von dieser Förderschnecke gefördert wird. Der Drehmomentanstieg spannt den Antriebsabschnitt der Kette 63 und bewirkt eine nach unten gerichtete Kraft auf das Sensor-Kettenrad 71. Die Gummibefestigungselemente 74 ermöglichen eine geringfügige nach unten gerichtete Bewegung der Stützplatte 73 und des Stößels 80. Die Wirkung der Stößel-Basis auf die Gummiplatte 77 erhöht den Öldruck in dem Gefäß 76. Entsprechend gibt die Entwicklung des Öldruckes die Entwicklung des Drehmomentes an der Vorsatzgeräte-Förderschnecke 19 und damit die Strömungsrate des geernteten Erntematerials wieder. Es wurde festgestellt, daß die Sensoranordnung 70 die Massenströmungsrate des gesamten Erntematerials feststellt, das in den Mähdrescher 1 gefördert wird: das Wandlersignal ist proportional zur Massenströmung des Strohs plus der Massenströmung der Körner.
Wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, weist die Vorsatzgeräte-Haspel 18, die sechs sich in Querrichtung erstreckende Zinkenbalken 82 aufweist, eine Haspelwelle 87 auf, die drehbar zwischen zwei verschwenkbaren Armen 83 befestigt ist, die an den Seiten des Vorsatzgeräte-Rahmens angebracht sind. Die Position der Haspel erfordert eine Einstellung, um verschiedene Erntematerialbedingungen zu berücksichtigen. Zu diesem Zweck hebt ein erstes Paar von einfachwirkenden Hydraulikzylindern 84 die Haspelarme 83 an oder senkt diese ab, und ein zweites Paar von doppelwirkenden Hydraulikzylindern 85 bewegt die Lager 86 der Haspel-Drehwelle 87 in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung entlang der Arme 83. Die Zylinder 84, 85 werden von dem Fahrer von der Kabine 9 aus gesteuert, damit die Haspelzinken mit dem stehenden Erntematerial an einer festen Entfernung unterhalb der Spitze des Erntematerials in Eingriff kommen, um die Erntematerial-Stengel umzubiegen und die letzteren unter einem optimalen Winkel zu dem Mähbalken 17 zu führen. Entsprechend zeigt die Position der Haspel 18 und der Haspelarme 83 die tatsächliche Höhe des Erntematerials auf dem Feld an.
In seiner untersten Position kommt der linke Arm 83 mit einem Schalter 89 in Eingriff, der auf dem Erntevorsatzgeräte-Rahmen in der Nähe des Schwenkpunktes 90 des Vorsatzgeräte-Armes 83 angeordnet ist. Dieser Schalter 89 stellt einen Erntematerial-Höhenlagensensor dar, der betätigt wird, wenn die Oberseite des Erntematerials sich auf einer sehr niedrigen Höhe befindet und die Haspel 18 abgesenkt wird, um mit den Stengeln unterhalb der Ähren in Eingriff zu kommen. Dies kann eintreten, wenn die Getreidestengel übermäßig lang sind und das Gewicht der Ähren dazu führte, daß sie auf den Boden umgebogen wurden, oder wenn Wind oder Regen das gesamte Erntematerial oder einen Teil hiervon flachgelegt hat. Üblicherweise werden diese Bedingungen als "lagerndes Erntematerial" bezeichnet. Sie erfordern eine am weitesten unten liegende Einstellung der Haspel 18, damit die Zinken das lagernde Erntematerial hochziehen und es zu dem Mähbalken 17 führen. Üblicherweise kann der größte Teil der Getreideähren immer noch gewonnen werden, doch kann ein erheblicher Teil der Stengel durch den Mähvorgang nicht erfaßt werden und in dem Boden verwurzelt bleiben.
An dem vorderen Abschnitt der Haspelarme 83 ist eine zusammen mit diesen bewegte Körnerdichte-Meßeinrichtung 92 angebracht, die einen sich in Querrichtung erstreckenden Balken 93 umfaßt, der sich über die volle Breite des Vorsatzgerätes 14 erstreckt. Der Balken 93 weist an seinen äußeren Enden zwei sich in Rückwärtsrichtung erstreckende abgewinkelte Stützarme 94 auf, die für eine teleskopartige Schiebebewegung in den vorderen Enden der Haspelarme 83 befestigt sind. Der Querbalken 93 wird in einer festen Entfernung von der Haspel 18 über zwei Stangen 95 gehalten, deren eines Ende mit den Tragarmen 94 verbunden ist, während das andere Ende mit der Haspellagerung 86 verbunden ist. Entsprechend wird der Balken gemeinsam mit den Haspelarmen 83 nach oben und nach unten bewegt, und er wird zusammen mit der Haspelwelle 18 nach vorne und nach hinten bewegt. Die Körnerdichte-Meßeinrichtung 82 umfaßt zumindest eine und vorzugsweise drei Sätze von Sender-Empfänger-Einheiten. Wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, ist jeder Satz durch zwei sich nach unten erstreckende Profile 96 gebildet, die auf den Querbalken 93 aufgeschweißt sind und an ihren unteren Enden einen optischen Sender 97 und einen optischen Empfänger 98 tragen, der auf den Sender gerichtet ist, um den von dem Sender 97 emittierten Lichtstrahl zu messen. Die Meßeinrichtung 92 kann Infrarot-Licht verwenden. Die geringe Breite der Profile 96 verhindert eine wesentliche Störung des gemessenen Signals, die durch Getreidestengel hervorgerufen wird, die durch die unteren Enden der Profile 96 umgebogen werden und dann vorne durch den Meßbereich zwischen dem Sender 97 und dem Empfänger 98 zurückschwingen.
Normalerweise unterbricht jeder Stengel des Getreides, der zwischen den Profilen 96 hindurchläuft, den Lichtstrahl, und wird von dem Empfänger 98 erfaßt. Die Unterbrechungen in dem Empfängersignal zeigen die Erntematerialdichte an, d. h. die Anzahl von Erntematerial-Stengeln pro Quadratmeter. Die Erntemaschine 1 ist mit einem Geschwindigkeitssensor 100 (Fig. 1) ausgerüstet, der die tatsächliche Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges auf dem Feld mißt. Dieser Geschwindigkeitssensor 100 kann ein Dopplerradar-Geschwindigkeitssensor sein. Zur Ermittlung der Getreidedichte werden die Lichtstrahl-Unterbrechungen pro Sekunde gezählt und durch die Fahrgeschwindigkeit und die Breite zwischen dem Sender 97 und dem Empfänger 98 dividiert. Das Ergebnis in Zählungen/m² stellt die Erntematerialdichte dar. Im Getreide wurden gute Ergebnisse mit einem Abstand von 0,15 m zwischen den Profilen 96 und einer Eindringebene von 30 cm unterhalb der Oberseite des Erntematerials erzielt.
Das Signal eines Satzes kann den Erntematerialzustand über die volle Breite des Vorsatzgerätes 14 nicht genau darstellen, beispielsweise in den Fällen, in denen der Satz über einer alten Spur eines landwirtschaftlichen Fahrzeuges angeordnet ist, das während der Dünge- und Sprühvorgänge verwendet wurde. Um derartige Fehlanzeigen zu vermeiden, kann die Dichtemeßeinrichtung 92 drei Sätze von Sendern und Empfängern umfassen: einen Satz in der Mitte des Vorsatzgerätes und zwei andere in der Nähe der Seiten dieses Vorsatzgerätes. Die Signale von den drei Empfängern 98 werden dann kombiniert, um die tatsächliche mittlere Getreidedichte über das gesamte Vorsatzgerät 14 festzustellen. Der Abstand zwischen den Meßsätzen ist so gewählt, daß er klar von dem Abstand zwischen den Spuren der linken und rechten Räder des landwirtschaftlichen Fahrzeuges verschieden ist, um die Ansammlung von Fehlern von zwei Sätzen während der Dichtemessung zu vermeiden.
Das Vorsatzgerät 14 nach Fig. 2 ist weiterhin mit einem Erntematerial-Teiler 105 auf jeder Seite des Vorsatzgeräte-Rahmens ausgerüstet. Die Teiler 105 werden in das Getreide bewegt, um das Erntematerial seitlich vor dem Vorsatzgerät aufzuteilen, bevor es durch den Mähbalken 17 gemäht wird. Eine Erntematerialbreiten-Meßeinrichtung 106 ist innerhalb jedes Teilers 105 installiert, um den Abstand von der Kante 107 (Fig. 4) des nicht gemähten Erntematerials zu der Seite des Vorsatzgerätes zu überwachen, wodurch auf diese Weise die tatsächliche Breite des geernteten Streifens festgestellt wird. Jede Meßeinrichtung 106 umfaßt einen Ultraschall-Abstandssensor 108 von dem Typ, der einen Ultraschall-Impulsblock aussendet und die Laufzeit mißt, die das reflektierte Signal benötigt, um von dem gleichen Sensor empfangen zu werden. Der Abstand zu der reflektierenden Oberfläche wird dann aus der gemessenen Laufzeit abgeleitet. Bei dieser Ausführungsform ist der Sensor 108 an dem einen Ende eines Kanals 109 befestigt, der einen quadratischen Querschnitt aufweist und im Inneren des Teilers 105 befestigt ist. Der Kanal 109 ist gegenüber der Horizontalen geneigt, wobei sich der Sensor 108 an der oberen Seite derart befindet, daß irgendwelches Streumaterial, das in den Kanal 109 gelangt, durch Schwerkraft durch die Öffnung 110 an dessen unterem Ende ausgeworfen wird. Eine Ablenkplatte 111 ist unter einem Winkel von 45º vor der Öffnung 110 angeordnet, um abgehende und ankommende Schallwellen unter einem Winkel von 90º umzulenken. Diese Kanalanordnung ergibt eine zusätzliche Pfadlänge zwischen dem Sensor 108 und der nahestmöglichen Position der Erntematerialkante 107, wobei dies ausreicht, um die minimale Pfadlänge für eine gute Messung durch diesen Ultraschall-Sensor 108 zu überschreiten. Die Ausrichtung des Kanals 109 mit der Längsrichtung des Teilers 105 macht den Raumbedarf für die Meßeinrichtung 106 zu einem Minimum und vermeidet eine unerwünschte Berührung mit irgendeinem Teil des Erntematerials.
Um das Eindrängen des Erntematerials und das Blockieren der Öffnung 110 zu verhindern, ist ein Erntematerial-Führungsstab 113 an die Spitze des Teilers 105 angeschweißt. Der Stab 113 erstreckt sich von der Teilerspitze aus nach hinten und ist um ungefähr 5 cm gegenüber der Unterkante des Teilers 105 versetzt. Er verhindert, daß die Getreidestengel entlang des unteren Teils der Telleroberfläche gleiten und Material in und um die Öffnung 110 herum ablagern.
Die Schneidhöhe des Vorsatzgerätes 14 wird durch eine Schneidhöhen- Meßeinrichtung 130 festgestellt, die an der Rückseite des Vorsatzgeräte-Rahmens installiert ist (Fig. 2). Sie ist von dem Typ, wie er in der EP-A-0 765 594 beschrieben ist, deren Inhalt durch diese Bezugnahme hier aufgenommen wird, und sie umfaßt einen Ultraschall-Abstandssensor 131, der von dem gleichen Typ sein kann, wie die Sensoren 108, die in der Erntematerial-Breitenmeßeinrichtung 106 verwendet werden. Der Sensor 131 ist nach unten auf eine gewellte Reflektoroberfläche 132 gerichtet, die an der Rückseite eines beweglichen Vorsatzgeräte-Schuhs 133 angebracht ist, der über einen Schwenkzapfen 134 mit der Unterseite des Vorsatzgerätes benachbart zu dem Mähbalken 17 verbunden ist. Während normaler Erntevorgänge ruht der Vorsatzgeräte-Schuh 133 auf dem Boden und folgt irgendeiner Änderung des Bodenprofils. Das hintere Ende, das die Reflexionsoberfläche 132 trägt, wird entsprechend angehoben und abgesenkt. Der tatsächliche Abstand des Mähbalkens 17 von dem Boden wird von dem Signal des Abstandssensors 131 abgeleitet und kann zur Bestimmung der tatsächlichen Länge der Erntematerial-Stengel verwendet werden, die auf dem Feld verbleiben.
Wie dies in den Fig. 6 und 7 gezeigt ist, ist der Stroh-Höhenförderer 15 mit einer Erntematerial-Feuchtemeßeinrichtung 120 auf der Grundlage der elektrischen Leitfähigkeit des ankommenden Erntematerials versehen. Der Boden 121 des Stroh-Höhenförderers benachbart zur Mündung des Stroh-Höhenförderers 115 ist mit einer elektrisch isolierenden Platte 122 bedeckt, die aus einer Polyamid-Platte hergestellt sein kann. Am Eintrittsende des Stroh-Höhenförderers ist die Vorderkante der Isolierplatte 122 mit einer abgewinkelten Verschleißplatte 123 bedeckt. Eine Vielzahl von Schrauben 124 befestigen beide Platten an der Unterseite 121 des Stroh-Höhenförderers. Zwei Sensorplatten 125 sind auf der Oberseite der Isolierplatte durch Maschinenschrauben 126 befestigt. Diese Schrauben erstrecken sich durch die Sensorplatte 125, die Isolierplatte 122 und den Boden 121 des Stroh-Höhenförderers. Um einen elektrischen Kontakt mit dem Boden 121 des Stroh-Höhenförderers zu verhindern, ist jede Schraube mit einer Isolierhülse 127 versehen, die eine Schulter aufweist, die in die Bohrungen in dem Boden 121 paßt und mit der Isolierplatte 122 in Berührung steht. Eine positive Spannung wird an die Sensorplatten 125 über Drähte 128 angelegt, die mit einer Schraube 126 an der Ecke der Platten verbunden sind. Wenn Erntematerial in den Stroh-Höhenförderer 15 eintritt, so ermöglicht seine Feuchtigkeit das Fließen eines Stromes von den Sensorplatten 125 über das Erntematerial zu dem Rahmen 2 der Erntemaschine 1. Dieser Strom wird überwacht, um den Feuchtegehalt des Erntematerials festzustellen.
Der Mähdrescher 1 ist mit einer Positionsbestimmungseinrichtung zur Feststellung der tatsächlichen Position der Erntemaschine auf einem Feld während der Erntevorgänge ausgerüstet. Die Positionsbestimmungseinrichtung kann einen Positionssensor 99 umfassen, wie z. B. den Empfänger eines globalen satellitengestützten Positionsbestimmungssystems (GPS). Alternativ können Positionsdaten von Funkbaken abgeleitet werden.
Die Daten, die von dem Positionssensor 99, dem Geschwindigkeitssensor 100 und den verschiedenen Meßeinrichtungen 47, 70, 89, 92, 106, 120 und 130 der Erntemaschine 1 erzeugt werden, werden zu einem Bordcomputer 101 übertragen, der in der Kabine 9 installiert ist. Während der Erntevorgänge werden die von den Sensoren und Einrichtungen erzeugten Daten aufgezeichnet, um eine Karte herzustellen, die eine Variable darstellt, die von einem oder mehreren Parametern auf der Grundlage dieser Daten an mehreren Stellen des Feldes abgeleitet ist.
Beispielsweise ist es möglich, Körnerertragskarten herzustellen, die dem spezifischen Körnerertrag/ha für jede Position in dem Feld zeigen, und zwar auf der Grundlage der aufgezeichneten Daten des Positionssensors 99 (GPS-Empfänger), des Geschwindigkeitssensors 100, der Massenströmungs-Meßeinrichtung 47 und der Erntematerial-Breitenmeßeinrichtung 106. Weil die Massenströmung des Getreides nach einem Zeitintervall von ungefähr 15 Sekunden nach dem Mähen durch den Mähbalken 17 gemessen wird, muß eine ähnliche Zeitverschiebung auf die Massenströmungsraten-Daten angewandt werden, um die richtigen Daten der richtigen Position auf dem Feld zuzuordnen, wie sie von dem Positionssensor 99 bestimmt wird. Der spezifische Ertrag (kg/m²) wird dann von der gemessenen Ertragsrate (kg/s) dividiert durch die Fahrgeschwindigkeit (m/s) und die Arbeitsbreite (m) abgeleitet.
Eine derartige Karte zeigt lediglich die Körnermengen, die tatsächlich geerntet wurden. Unter nachteiligen Bedingungen, wie z. B. wenn ein Teil des Erntematerial flachgelegt ist, werden nicht alle Ähren gemäht und von dem Vorsatzgerät 14 gesammelt. Das tatsächlich verfügbare Erntematerial auf dem Feld ist dann höher, als die Erntematerialwerte, die von der Karte angezeigt werden. Dies kann zu wenig wirkungsvollen Erntematerial-Management-Entscheidungen für zukünftige Ernten führen. Beispielsweise kann ein Überschuß an Nährstoffen und eine ausreichende Wassermenge in der ersten Wachstumsphase des Getreides übermäßig lange Getreidestengel hervorrufen, die sich umbiegen und bei den ersten schlechten Wetterbedingungen flachgelegt werden. Zum Erntezeitpunkt ist es möglich, daß nicht alle Ähren von dem Vorsatzgerät 14 zurückgewonnen werden, und es wird ein entsprechender Abfall des Körnerertrags sichtbar. Ohne weitere Information könnte man aus einer derartigen Karte ableiten, daß das Feld an diesem speziellen Punkt mehr Düngemittel benötigt, um den Ertrag in der nächsten Saison zu verbessern. Aus dem Vorstehenden ist jedoch klar, daß ein Überschuß statt ein Mangel an Düngemittel die Ursache für den schlechten Ertrag an diesen Stellen sein kann.
Es ist daher von Interesse, die Daten des Erntematerial-Höhenlagen- Detektorschalters 89 aufzuzeichnen und sie zur Korrektur der Ertragskarten zu verwenden. Automatisch aufgezeichnete Erntematerial-Höhenlage-Daten von diesem Schalter 89 können mit den GPS-Daten kombiniert werden, um eine Karte von Positionen mit flachgelegtem Erntematerial für ein Feld herzustellen. Ein Beispiel für eine derartige Karte ist in Fig. 8 gezeigt.
Die Körnerertragsdaten für die Stellen mit flachliegendem Erntematerial sollten als nicht vollständig zuverlässig betrachtet werden. Entsprechend kann eine aktualisierte Ertragskarte durch Vernachlässigung der Körnerertragsdaten für derartige Stellen erzeugt werden. Die Löcher in der Karte werden dann mit Daten gefüllt, die von den umgebenden Stellen mit normalem stehenden Getreide abgeleitet werden.
Selbst wenn nur wenig der flachgelegten Getreideähren verlorengeht, ist es immer noch erforderlich, die von dem Schalter 89 gelieferten Daten zu berücksichtigen, wenn der spezifische Körnerertrag berechnet wird. Beispielsweise könnte die Kante 107 einer Stelle mit flachliegendem Erntematerial nicht durch die Sensoren 108 der Erntematerial-Breitenmeßeinrichtung 106 erfaßt werden, und entsprechend wird die festgestellte Schneidbreite schwerwiegend unterschätzt. Als Ergebnis kann der spezifische Ertrag überschätzt werden. Diese Effekte auf die Ertragskarte können dadurch verhindert werden, daß die Erntematerial-Breitendaten für die Stellen mit flachliegendem Erntematerial verworfen und stattdessen ein Standard-Breitenwert verwendet wird. In vorteilhafter Weise kann ein Wert verwendet werden, der dem mittleren Wert der Erntematerialbreite kurz vor dem Zeitpunkt entspricht, zu dem der Bereich mit flachliegendem Erntematerial erreicht wurde. Ein derartiger Standard- Breitenwert kann automatisch unter regelmäßigen Intervallen an die vorhergehenden Erntematerial-Breitendaten angepaßt werden, die von der Meßeinrichtung 106 geliefert werden. Es kann angenommen werden, daß der Fahrer nicht plötzlich eine Ausweichbewegung des Mähdreschers hervorruft und die Breite des Erntematerialstreifen ändert, die er in einem Zug aberntet, lediglich weil ein Teil hiervon flachliegt. Die vorhergehenden Breitendaten stellen daher einen guten Schätzwert dar, der für die weitere Berechnung des spezifischen Körnerertrags verwendet werden kann. Alternativ können die Körnerertragsdaten für die Stellen mit flachliegendem Erntematerial vollständig verworfen werden, wie dies weiter oben beschrieben wurde.
Die gleichen Regeln können auch auf die Karten angewandt werden, die den spezifischen Gesamt-Erntematerial-Massenertrag (kg/ha) zeigen, die von den Signalen einer weiteren Massenströmungs-Meßeinrichtung 70 auf der Förderschnecke 19 des Vorsatzgerätes 14, dem Positionssensor 99, dem Geschwindigkeitssensor 100 und der Erntematerial-Breitenmeßeinrichtung 106 abgeleitet werden. Hier haben nicht nur die nicht aufgenommenen Ähren sondern auch die nicht aufgenommenen Teile der Stengel einen negativen Einfluß auf die Ertragsmessungen, wenn flachliegendes Erntematerial geerntet wird. Auf der Grundlage des Signals des Erntematerial-Höhenlagen-Detektorschalters 89 können die gemessenen Erntematerial-Ertragsdaten gültig gemacht oder verworfen werden. Das Signal wird weiterhin dazu verwendet, die Daten von der Erntematerial- Breitenmeßeinrichtung 106 gültig zu machen oder zu verwerfen, wie dies weiter oben bezüglich der Körnerertragsmessung beschrieben wurde.
Die Daten von der Körnerdichte-Meßeinrichtung 92 können ebenfalls mit den GPS- Daten kombiniert werden, um eine Getreidedichte-Karte für ein Feld herzustellen. Es ist zu erkennen, daß das Auftreten von flachliegendem Erntematerial ebenfalls in nachteiliger Weise die Anzeigen der Empfänger 98 beeinflußt. Die von den Sendern 97 emittierten Lichtstrahlen, die von den Empfängern 98 gemessen werden, können die flachliegenden Stengel vollständig verfehlen, so daß eine Dichte von Null auf der Dichtekarte angezeigt würde. Diese Dichtedaten sind unzuverlässig, können jedoch als solche dadurch markiert werden, daß das Signal von dem Erntematerial- Höhenlagen-Detektorschalter 89 berücksichtigt wird. Die Daten können dann während der weiteren Herstellung der Dichtekarte verworfen werden. Die Daten für die Punkte mit flachliegendem Erntematerial werden dann von den umgebenden Stellen mit stehendem Getreide abgeleitet.
Auch andere Kriterien können dazu verwendet werden, Erntematerial-Ertragsdaten oder andere Parameter gültig zu machen oder zu verwerfen, die von den Meßeinrichtungen auf der Erntemaschine abgeleitet werden.
Ein wesentliches Kriterium ist die Erntemaschinen-Geschwindigkeit: wenn die Erntemaschine mit einer übermäßig niedrigen Geschwindigkeit bewegt wird, so können keine wesentlichen Ertragsraten gemessen werden, weil die gemessenen Werte kaum die Störsignale der leerlaufenden Erntemaschine überschreiten. Entsprechend werden die von den Massenströmungs-Meßeinrichtungen erzeugten Daten für die Stellen verworfen, an denen der Geschwindigkeitssensor 100 eine Geschwindigkeit unterhalb einer vorgegebenen Grenze gemessen hat.
Auch wenn übermäßige Fahrgeschwindigkeiten gemessen werden, werden die entsprechenden Massenströmungsdaten für eine spezifische Ertragsberechnung verworfen. Geschwindigkeiten oberhalb eines vorgegebenen Wertes werden nicht durch die tatsächliche Vorwärtsgeschwindigkeit der Erntemaschine 1 hervorgerufen, sondern folgen aus plötzlichen kurzen Beschleunigungen, wie z. B. jenen, die während Richtungsänderungen auftreten.
Unzuverlässige Ertragsdaten werden weiterhin erzeugt, wenn ein sehr schmaler Erntematerialstreifen gemäht wird, beispielsweise wenn der letzte Streifen in dem Feld geerntet wird. Auch in diesem Fall übersteigen die gemessenen Ertragswerte kaum die Störsignale der leerlaufenden Erntemaschine. Wenn die Erntematerialdichte gemessen wird, sieht lediglich einer oder keiner der Sender- Empfängersätze Erntematerial, das zwischen diesem hindurchläuft, so daß ein sehr unregelmäßiges Signal erzeugt wird. Daher ist es vorteilhaft, Ertrags- und Dichtedaten zu verwerfen, wenn die Breite des geernteten Erntematerials, wie es durch die Erntematerial-Breitenmeßeinrichtung festgestellt wird, unter einem vorgegebenen Wert fällt.
Ein weiteres Kriterium beinhaltet die Entwicklung des Ertragssignals als solches. Das Signal von der Massenströmungs-Meßeinrichtung 47 auf dem Körner- Höhenförderer 45 ergibt sich aus einer Körnerströmung, die nach dem Abschluß der Erntematerial-Verarbeitungsstufe in dem Mähdrescher 1 erzeugt wird. Entsprechend werden irgendwelche plötzlichen Änderungen des Ertrages an den Mähbalken 17 zu der Zeit geglättet, zu der eine entsprechende neue Körnerströmung die gekrümmte Oberfläche der Meßeinrichtung 47 erreicht. Wenn dennoch plötzliche Änderungen gemessen werden, so folgen diese vielmehr aus Erntematerial-unabhängigen Faktoren, wie z. B. einer unbeabsichtigten Beschleunigung oder Abbremsung der Erntemaschine 1 selbst oder aus einer der Bauteile ihrer Erntematerial-Verarbeitungseinrichtungen 11, 12. Entsprechend beziehen sich die Sprünge in dem festgestellten Körnerertrags-Signal üblicherweise nicht auf tatsächliche Änderungen auf dem Feld, so daß sie vernachlässigt werden sollten, wenn die Ertragskarte hergestellt wird.
Fig. 9 zeigt die verschiedenen Schritte, die zur Verarbeitung eines Signals verwendet werden, das von der Ertrags-Meßeinrichtung 47 erzeugt wird. Fig. 9A stellt das Rohsignal dar, das von dem Wandler erzeugt wird. Fig. 9B ist das gleiche Signal nach der Beseitigung des Grundlinienwertes und der Zeitverschiebung (15 s) zur Erzielung von Werten, die proportional zur tatsächlichen Massenströmung sind und die auf die Positionen bezogen werden können, die von dem Positionssensor 99 ermittelt werden. In Fig. 9C werden die Ertragsdaten über 5-15 Meß-Abtastproben gemittelt, um die Wirkung von fehlerhaften Spitzenwerten zu beseitigen. Als nächstes werden die Signale, die auf von dem Erntevorgang unabhängigen Zustände bezogen sind, herausgetrennt (Fig. 9D). Dies sind die niedrigen Werte, die auftreten, wenn die Erntematerial-Strömung unterbrochen wird, beispielsweise weil der Mähdrescher 1 gestoppt wird oder das Mähdrescher- Vorsatzgerät 14 ein von Erntematerial freies Wendegebiet erreicht. Ein Eichfaktor wird auf dieses resultierende Signal für die Erzeugung von physikalischen Ertragsraten-Werten (t/h) (Fig. 9E) angewandt. Dann werden diese Daten mit den Daten von dem Geschwindigkeitsmeßfühler 100 und der Erntematerial- Breitenmeßeinrichtung 106 kombiniert, um den spezifischen Ertrag (t/ha) für jede Stelle in dem Feld zu berechnen (Fig. 9F). Aus diesem spezifischen Ertragssignal wird die zweite Ableitung gebildet, um die Punkte zu identifizieren, an denen die Änderungen nicht auf die tatsächlichen Erntematerial-Änderungen auf dem Feld bezogen werden können. Wenn der Absolutwert der zweiten Ableitung einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt, so werden die entsprechenden Ertragsdaten verworfen (Fig. 9H), wenn die Ertragskarte hergestellt wird.
Auch wenn die Position der Erntemaschine 1 nicht mit ausreichender Präzision bestimmt werden kann, beispielsweise weil das GPS-Signal durch umgebende Wände oder Bäume unterbrochen wird, können die gleichzeitig auftretenden Ertragsdaten nicht zur Herstellung der Ertragskarte verwendet werden, und diese Daten müssen aus dem Ertragssignal entfernt werden.
Auf diese Weise ist es möglich, die Sensor-Rohdaten "zu reinigen", bevor sie zur Herstellung einer Karte verwendet werden, die eine Variable darstellt (beispielsweise den spezifischen Ertrag (t/ha)), der von Parametern (beispielsweise der Ertragsrate (t/h)) auf der Grundlage dieser Sensordaten abgeleitet wird.
Das Signal von der Feuchte-Meßeinrichtung 120 hängt von der Leitfähigkeit der Schicht von ankommendem Erntematerial ab. Der von den Sensorplatten 125 nach Masse fließende Strom ist weitgehend durch die Feuchtigkeit der Stengel bestimmt, die den größten Teil der Erntematerialschicht in dem Stroh-Höhenförderer 15 darstellen. Das Volumen des Erntematerials, das die Sensorplatten 125 und den Körper des Stroh-Höhenförderers 15 überbrückt, beeinflußt nicht in gleicher Weise die Anzeigen der Meßeinrichtung 120. Geringere Volumen verringern die Gesamtleitfähigkeit der Schicht und damit die gemessenen Stromwerte. Das Volumen der Schicht steigt an, wenn das Erntematerial mit großer Geschwindigkeit eingeführt wird, beispielsweise weil die Erntemaschine 1 mit höherer Geschwindigkeit betrieben wird. Diese Gesamt-Massenströmungsrate (Stroh plus Körner) wird von der Massenströmungs-Meßeinrichtung 70 an dem Getriebe der Vorsatzgeräte-Förderschnecke 19 gemessen. Fig. 10 zeigt die Korrelation zwischen dem Ertragsratensignal, das von dem Druckwandler 79 geliefert wird, und dem Feuchtesignal, das von der Feuchtemeßeinrichtung 120 geliefert wird. Kreuze zeigen Messungen für normales Erntematerial an, während die Kreise und Dreiecke Messungen für Stellen sind, an denen erhebliche Mengen an Unkraut festgestellt wurden. Es ist aus dieser Karte klar, daß die tatsächliche Erntematerial-Feuchte nicht von dem Feuchtesignal allein abgeleitet werden kann. Das Signal muß hinsichtlich der tatsächlichen Massenströmungsrate abgeglichen werden, um einen Wert zu gewinnen, der ausschließlich von dem Feuchtegehalt des ankommenden Erntematerials abhängt. Der Faktor, durch den das Feuchtesignal dividiert werden muß, steigt mit ansteigender Massenströmungsrate an.
Fig. 11A zeigt eine Feuchte-Karte, die von den Rohdaten des Feuchte-Sensors abgeleitet wird. Fig. 11b zeigt die Karte auf der Grundlage der gleichen Daten mit einer Korrektur hinsichtlich der tatsächlichen Strömungsrate. Auf der linken Seite der Karte ist der höhere Feuchtegehalt in der Nähe des Randes des Feldes erheblich stärker ausgeprägt.
Der höhere Feuchtegehalt des Unkrauts ist in den höheren Feuchte-Meßwerten für gleiche Massenströmungsraten wiedergegeben, wie dies durch die Kreise und Dreiecke in Fig. 10 gezeigt ist. Es ergibt sich eine wahrnehmbare Abweichung von der normalen Massenströmungs-/Leitfähigkeitsbeziehung, die durch die voll durchgezogene Linie in der Darstellung angezeigt ist. Diese Feststellung kann zur automatischen Erzeugung von Unkrautbefall-Karten auf der Grundlage der kombinierten Signale von der Erntematerial-Feuchtemeßeinrichtung 120 und der Massenströmungs-Meßeinrichtung 70 verwendet werden. Zu diesem Zweck wird das Feuchtesignal überwacht und mit der Standardfeuchtigkeit verglichen, die für die gemessene Massenströmungsrate zu erwarten ist. Wenn das tatsächliche Signal den Standardwert um einen vorgegebenen Betrag übersteigt, so kann hieraus geschlossen werden, daß eine Menge von grünem Unkraut von dem Vorsatzgerät 14 gesammelt wurde. Diese Stellen können in einer Feldkarte aufgezeichnet und angezeigt werden, um später eine verfeinerte Analyse der Ertragsergebnisse durchzuführen und um zukünftige landwirtschaftliche Verwaltungsentscheidungen zu treffen. Beispielsweise ermöglichen derartige Karten eine Abschätzung der Wirksamkeit der verwendeten Unkrautvernichtungs- Anwendung.
Das von der Förderschnecken-Massenströmungs-Meßeinrichtung 70 erzeugte Signal ist proportional zur Gesamt-Massenströmungsrate von Stroh plus Körnern und wird nicht durch sich ändernde Körner-zu-Stroh-Verhältnisse beeinflußt. Eine derartige Änderung tritt auf, wenn das Vorsatzgerät 14 angehoben oder abgesenkt wird und ein kürzerer oder längerer Abschnitt der Getreidestengel von dem Mähbalken 17 gemäht und von der Erntemaschine 1 gesammelt wird. Wenn das Erntematerial unter Verwendung mehrerer Schneidhöhen geerntet wird, so ist das Signal des Massenströmungs-Sensors allein nicht repräsentativ für die tatsächliche Entwicklung der gesamten Erntematerial-Masse auf dem Feld.
Die tatsächliche Massenströmungsrate des Strohs, das von der Erntemaschine 1 gesammelt wird, kann dadurch ermittelt werden, daß von den Gesamtmassenströmungswerten, die von der Förderschnecken-Meßeinrichtung 70 geliefert werden, die Körnerertragswerte abgezogen werden, die von der Höhenförderer-Massenströmungs-Meßeinrichtung 47 geliefert werden.
Um den Ertrag an Stroh festzustellen, das auf dem Feld stand, ist es erforderlich, die Schneidhöhe des Vorsatzgerätes 14 zu berücksichtigen. Dieser Wert kann von dem Signal der Höhenmeßeinrichtung 130 abgeleitet werden. Für ein höheres Vorsatzgerät bleibt mehr Stroh auf den Stoppeln auf dem Feld, und der Wert des gemähten Strohs, der von den Einrichtungen 47 und 70 abgeleitet wird, muß mit einem größeren Korrekturfaktor multipliziert werden, um den tatsächlichen Ertrag des auf dem Feld wachsenden Strohs zu gewinnen.
Es ist weiterhin vorstellbar, die Masse des gemähten Strohs direkt von dem Signal der Förderschnecken-Meßeinrichtung 70 abzuleiten. Die Linien in Fig. 12 zeigen das Verhältnis zwischen dem Förderschnecken-Drehmomentsignal einerseits (X- Achse) und den Massenströmungsraten des Strohs (die durch Rauten angezeigt sind), den Körnern (Quadrate) und dem Gesamt-Erntematerial (Dreiecke) andererseits. Die Linie für die Gesamt-Erntematerial-Strömungsrate hängt nicht von dem Verhältnis von Körnern zu Stroh ab. Die Linien für Stroh und Körner werden für ein festes Körner-/Strohverhältnis gezeichnet, das in einer Vielzahl von Feldern annehmbar ist, solange die Mäh- oder Schneidhöhe auf einem konstanten Wert gehalten wird.
Wenn das Vorsatzgerät 14 angehoben oder abgesenkt wird, bleibt die Linie für das Gesamt-Erntematerial immer noch gültig, doch ergibt sich eine Verschiebung der Körner- und Strohlinien. Diese Verschiebung kann direkt von der Entwicklung der Erntematerial-Strömungsdaten ohne erneute Eichung des Sensors abgeleitet werden. Tatsächlich kann angenommen werden, daß keine Höhenänderung angewandt wird, die dazu führt, daß der Mähbalken 17 die Ähren des Getreides verfehlt. Entsprechend wird die Körner-Strömungsrate nicht beeinflußt. Die entsprechende Änderung des Vorsatzgeräte-Förderschneckensignals ist ausschließlich der Änderung der Stroh-Strömungsrate zuzuordnen.
Es wurde bereits angegeben, daß die Beziehung zwischen dem Förderschnecken- Drehmomentsignal und der Gesamt-Erntematerial-Strömungsrate durch Änderungen des Verhältnisses von Körnern zu Stroh unbeeinflußt bleibt. Daher bleibt die obere Eichlinie nach der Höhenänderung gültig. Der Körner- Strömungswert, der von der letzten Messung bei der vorhergehenden Vorsatzgeräte-Höhe bekannt ist, wird zur Feststellung der neuen Beziehung des Förderschnecken-Drehmomentsignals zur Körner-Strömungsrate verwendet.
Schließlich wird der Stroh-Strömungswert, der durch Subtrahieren des alten Körner- Strömungswertes von dem Gesamt-Erntematerial-Strömungswert gewonnen wird, zur Ermittlung der neuen Beziehung zwischen Förderschnecken-Drehmoment und Stroh-Strömung verwendet.
Beispielsweise entspricht ein Förderschnecken-Drehmomentsignal von 1,75 V einem Massenströmungs-Ratenwert (A) von 21 t/h. Die Körner-Strömungsrate (B) beträgt 14 t/h, und die Stroh-Strömungsrate (C) beträgt 7 t/h. Nach dem Anheben des Vorsatzgerätes 14 sinkt das Förderschnecken-Drehmomentsignal auf 1,50 V ab, was einem Massenströmungs-Ratenwert (D) von 18 t/h entspricht. Die Körner- Strömungsrate (E) blieb auf einem Wert von 14 t/h, und die Stroh-Strömungsrate (F) sinkt auf 18 - 14 = 4 t/h ab. Die Koordinaten (1.5, 14) und (1,5, 4) (Punkte E und F) stellen die Betriebspunkte für die neuen Förderschnecken-Drehmoment-zu- Signalmassenströmungsraten-Beziehungen für die Körner bzw. das Stroh dar, wie dies mit dicken Linien in Fig. 12 gezeigt ist. Entsprechend ist es nicht erforderlich, neue Eichkurven von Anfang an neu zu gewinnen. Es reicht aus, das Signal von der Höhenmeßeinrichtung 130 zu überwachen und die tatsächliche Änderung des Gesamt-Erntematerialsignals (von R zu D) zum Zeitpunkt der tatsächlichen Änderung zu registrieren, um hieraus die neuen Förderschnecken- Drehmomentsignal-zu-Massenströmungsraten-Beziehungen abzuleiten.
Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf einen Mähdrescher beschrieben wurde, ist es ersichtlich, daß sie in gleicher Weise auch bei anderen Arten von Erntemaschinenausrüstungen verwendet werden kann, wie z. B. Ladewagen und Feldhäcksler.

Claims

1. Verfahren zum Erstellen einer Erntematerial-Ertragskarte, wobei das Verfahren folgendes umfaßt:

- Abernten eines Feldes unter Verwendung einer Erntemaschine (1), die folgendes umfaßt:

- Erntematerial-Aufsammeleinrichtungen (14) zum Sammeln von Erntematerial von einem Feld und zum Zuführen des Erntematerials in die Erntemaschine (1);

- Erntematerial-Verarbeitungseinrichtungen (11, 23) zur Verarbeitung des in die Erntemaschine eingespeisten Erntematerials;

- Sensoreinrichtungen (47, 70, 89, 92, 100, 106, 120, 130) zur Überwachung von zumindest einem Parameter, der auf das Erntematerial und/oder die Erntematerial-Verarbeitungseinrichtungen (11, 23) bezogen ist;

- Erntemaschinen-Positionsbestimmungseinrichtungen (99) zur Überwachung der Position der Erntemaschine (1) auf dem Feld; und

- Aufzeichnen von Daten von den Sensoreinrichtungen (47, 70, 89, 92, 100, 106, 120, 130) und den Positionsbestimmungseinrichtungen (99) während des Abernten eines Feldes;

- Erstellen einer Karte, die eine Variable darstellt, die von den zumindest einem Parameter an mehreren Stellen des Feldes abgeleitet ist, auf der Grundlage der aufgezeichneten Daten;

dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren weiterhin folgendes umfaßt:

- Überprüfen der von den Sensoreinrichtungen (47, 70, 89, 92, 100, 106, 120, 130) gelieferten Daten auf Werte, die unter einen vorgegebenen Schwellenwert fallen oder diesen überschreiten;

- Ignorieren der aufgezeichneten Daten für die Stellen, an denen diese Werte unter den vorgegebenen Schwellenwert fallen oder diesen übersteigen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin folgendes umfaßt:

- Anzeigen der Stellen, an denen die genannten Werte unter den vorgegebenen Schwellenwert fallen oder diesen übersteigen, auf der erstellten Karte.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß:

- die Sensoreinrichtungen einen Erntematerial-Höhenlagensensor (89) zur Überwachung der Höhenlage des oberen Teils des Erntematerials umfassen; und

- der Überprüfungsschritt die Überprüfung der von dem Erntematerial- Höhenlagensensor (89) gelieferten Daten beinhaltet;

- der Schritt des Ignorierens das Ignorieren der aufgezeichneten Daten für die Stellen, beinhaltet, an denen die von dem Erntematerial-Höhenlagensensor (89) gelieferten Daten eine Erntematerial-Höhenlage unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes anzeigen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß:

die Erntematerial-Sammeleinrichtungen (14) eine Haspel (18) umfassen, die auf die Höhenlage der oberen Teile des Erntematerials einstellbar ist;

der Erntematerial-Höhenlagensensor durch einen Schalter (89) oder einen Sensor gebildet ist, der die Position der Haspel (18) überwacht.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß:

die Sensoreinrichtungen weiterhin folgendes umfassen:

- einen Massenströmungsraten-Sensor (40/70) zur Überwachung der Massenströmungsrate des Erntematerials in der Erntemaschine (1), und

- einen Erntemaschinen-Geschwindigkeitssensor (100) zur Überwachung der Fahrgeschwindigkeit der Erntemaschine (1) auf dem Feld; und

- der Aufzeichnungsschritt die Aufzeichnung von Daten von dem Massenströmungsraten-Sensor (47/70), dem Erntemaschinen-Geschwindigkeitssensor (100) und dem Erntematerial-Pegelsensor (89) beinhaltet;

- der Schritt des Erstellens einer Karte das Erstellen einer Karte beinhaltet, die den spezifischen Erntematerial-Ertrag pro Oberflächeneinheit an mehreren Stellen des Feldes darstellt;

- der Schritt des Ignorierens das Ignorieren der aufgezeichneten Daten von dem Massenströmungsraten-Sensor (47170) für die Stellen beinhaltet, an denen die von dem Erntematerial-Höhenlagensensor (89) gelieferten Daten eine Erntematerial-Höhenlage unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes anzeigen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß:

die Erntemaschine ein Mähdrescher (1) ist,

der Massenströmungsraten-Sensor (47) die Massenströmungsrate der Körner in der Erntemaschine (1) überwacht; und

die erstellte Karte eine Körnerertragskarte ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß:

der Massenströmungsraten-Sensor (70) die Massenströmungsrate des Gesamt-Erntematerials überwacht, das von dem Erntematerial-Sammeleinrichtungen (14) gesammelt wird; und

die erstellte Karte eine Gesamt-Erntematerial-Ertragskarte ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3-7, dadurch gekennzeichnet, daß:

die Sensoreinrichtungen weiterhin einen Erntematerial-Breitensensor (106) umfassen, der die Breite des Erntematerial-Streifens überwacht, der in einen Durchlauf von den Erntematerial-Sammeleinrichtungen (14) gesammelt wird;

der Aufzeichnungsschritt die Aufzeichnung von Daten beinhaltet, die von dem Erntematerial-Breitensensor (106) geliefert werden; und

der Schritt des Ignorierens das Ersetzen der Erntematerial-Breitendaten durch eine Standard-Erntematerialbreite für die Stellen beinhaltet, an denen die von dem Erntematerial-Höhenlagensensor (89) gelieferten Daten eine Erntematerial- Höhenlage unterhalb des vorgegebenen Schwellenwertes anzeigen.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Erntematerial-Breitensensor (106) zumindest einen Ultraschall-Abstandssensor (108) umfaßt, der über eine Ablenkplatte (111) auf eine Seitenkante (107) des Erntematerialstreifens gerichtet ist.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Standard-Erntematerialbreite unter regelmäßigen Intervallen an die vorhergehenden Erntematerial-Breitendaten angepaßt wird, die von dem Erntematerial-Breitensensor (106) geliefert werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 3-10, dadurch gekennzeichnet, daß:

die Sensoreinrichtungen weiterhin einen Erntematerial-Dichtesensor (92) zur Überwachung der Dichte des stehenden Erntematerials vor den Erntematerial- Sammeleinrichtungen (14) umfassen,

- der Aufzeichnungsschritt die Aufzeichnung von Daten von dem Erntematerial-Dichtesensor (92) und dem Erntematerial-Pegelsensor (89) beinhaltet;

- der Schritt der Erstellung der Karte die Erstellung einer Karte beinhaltet, die die Erntematerial-Dichte an verschiedenen Stellen des Feldes darstellt; und

- der Schritt des Ignorierens das Ignorieren der aufgezeichneten Daten von dem Erntematerial-Dichtesensor (92) für die Stellen beinhaltet, an denen die von dem Erntematerial-Höhenlagensensor (89) gelieferten Daten eine Erntematerial-Höhenlage unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes anzeigen.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Erntematerial-Sammeleinrichtungen (14) eine bewegliche Haspel (18) umfassen, und daß der Erntematerial-Dichtesensor (92) an der beweglichen Haspel (18) befestigt ist.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Erntematerial-Dichtesensor (92) zumindest einen Satz eines optischen Senders (97) zum Emittieren eines Lichtstrahls und eines optischen Empfängers (98) umfaßt, der an einer gewissen Entfernung von dem optischen Sender installiert ist, um den Lichtstrahl zu empfangen.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Erntematerial-Dichtesensor (92) eine Vielzahl von optischen Sendern (97) und optischen Empfängern (98) umfaßt, die über die volle Breite der Erntematerial- Sammeleinrichtungen (14) verteilt sind.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß:

die Sensoreinrichtungen weiterhin einen Erntemaschinen-Geschwindigkeitssensor (100) zur Überwachung der Fahrgeschwindigkeit der Erntemaschine (1) auf dem Feld umfassen;

der Erntematerial-Dichtesensor (92) die Anzahl von Unterbrechungen des Lichtstrahls pro Zeiteinheit zählt; und

die Erntematerial-Dichte aus dieser Unterbrechungszählung pro Zeiteinheit dividiert durch den Abstand zwischen dem Sender und dem Empfänger und durch die Fahrgeschwindigkeit abgeleitet wird, die von dem Erntemaschinen- Geschwindigkeitssensor (100) gemessen wird.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß:

- der Überprüfungsschritt das Überprüfen der Amplitude von Änderungen der Daten beinhaltet; und

- der Schritt des Ignorierens das Ignorieren der aufgezeichneten Daten für die Stellen beinhaltet, an denen die Änderungen einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigen.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Überprüfungsschritt folgendes umfaßt:

- Überprüfen der Amplitude der Ableitung zweiter Ordnung der Daten;

und

- der Schritt des Ignorierens das Ignorieren der aufgezeichneten Daten für die Stellen beinhaltet, an denen die Ableitung zweiter Ordnung einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt.

18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß:

- die Sensoreinrichtungen weiterhin folgendes umfassen:

- einen Massenströmungsraten-Sensor (47170) zur Überwachung der Massenströmungsrate des Erntematerials in der Erntemaschine (1), und

- der Aufzeichnungsschritt die Aufzeichnung von Daten von dem Massenströmungssenor (47/70), dem Erntemaschinen-Geschwindigkeitssensor und dem Erntematerial-Pegelsensor (89) beinhaltet;

- der Schritt des Erstellens der Karte das Erstellen einer Karte beinhaltet, die den spezifischen Erntematerial-Ertrag pro Flächeneinheit an mehreren Stellen des Feldes darstellt,

- der Schritt des Ignorierens das Ignorieren der aufgezeichneten Daten von dem Massenströmungsraten-Sensor für die Stellen beinhaltet, an denen die zweite Ableitung der Daten einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt.