EP3117261A1 - Assistenzsystem für eine landwirtschaftliche arbeitsmaschine und verfahren zur unterstützung einer bedienperson - Google Patents

Assistenzsystem für eine landwirtschaftliche arbeitsmaschine und verfahren zur unterstützung einer bedienperson

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Publication number
EP3117261A1
EP3117261A1 EP15707627.4A EP15707627A EP3117261A1 EP 3117261 A1 EP3117261 A1 EP 3117261A1 EP 15707627 A EP15707627 A EP 15707627A EP 3117261 A1 EP3117261 A1 EP 3117261A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
assistance system
operator
information
agricultural
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15707627.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rainer Resch
Heike Froeschle
Tim-Randy Sia
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Amazonen Werke H Dreyer SE and Co KG
Original Assignee
Amazonen Werke H Dreyer SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Amazonen Werke H Dreyer SE and Co KG filed Critical Amazonen Werke H Dreyer SE and Co KG
Publication of EP3117261A1 publication Critical patent/EP3117261A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/017—Head mounted
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0138—Head-up displays characterised by optical features comprising image capture systems, e.g. camera
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/014—Head-up displays characterised by optical features comprising information/image processing systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0149—Head-up displays characterised by mechanical features
    • G02B2027/0165—Head-up displays characterised by mechanical features associated with a head-down display

Definitions

  • the invention relates to an assistance system for an agricultural
  • Such an assistance system is known, for example, from EP 1 674 324 A1.
  • a head-up display is shown in order to show the driver information such as crop parameters or operating parameters directly into the field of view. This makes it possible for the operator to read these parameters from the head-up display without averting the view from the field to be processed.
  • the object of the present invention is therefore an assistance system
  • the assistance system comprises a mobile display unit adapted to display to the operator information superimposed on the agricultural working environment in the sense of an augmented reality. Because the assistance system comprises a mobile display unit, it is basically possible to display different information depending on the position of the display unit. Thus, the operator can hold the mobile display unit in a particular direction to the work environment to properly display the information desired thereto. As a result, it is no longer necessary to display all the information on the display unit at the same time or to switch it over using the keyboard.
  • the agricultural working machine can be a tractor, like
  • a tractor for example, a tractor, or a combine harvester.
  • a tillage implement On the working machine a tillage implement, a seeder a fertilizer spreader, a sprayer or the like may be arranged.
  • the work machine may include a cab for the operator.
  • the agricultural work environment may include a field and / or the cab of the work machine. It is also conceivable that the working environment includes an interior and / or exterior of the work machine, such as
  • the agricultural working environment comprises a stable, a supply of feed and / or an animal.
  • the agricultural work environment may include anything, including the operator in the
  • the assistance system can be a data processing unit with a
  • the data processing unit can be designed to be mobile Display unit and / or the content displayed on it (images of the working environment, the information and their positions, graphics, text, labels, notes, etc.) to calculate.
  • the mobile display unit may include the data conditioning unit. It is also conceivable that the mobile
  • Display unit is connected via a wired or wireless data interface with the data processing unit.
  • the wireless data interface can be used as a WLAN, Bluetooth or infrared interface, as well as CAN, ISOBUS or NFC or similar. be educated.
  • Mobile display unit may mean here that the display unit is movable relative to the work machine. Mobile display unit may also mean that the display unit has no fixed connection to the work machine and optionally via a cable or via a wireless data interface with the
  • the information may be planning and / or management data, information on machine operation, help information for the operator (help desk) and / or training information.
  • Planning and management data can mean here that it is
  • Environmental information such as dew formation, weather data, geographical data or the stock temperature oa. is.
  • Information about machine operation can be operating parameters (for example driving speed, direction, etc.), operating information and / or operating functions.
  • Auxiliary information may be information about the virtual entity
  • Operator support act For example, it can be virtual
  • Customer service information includes, for example, assistance with the
  • the assistance system provides information about the training. For example, a teacher can selectively display information on the mobile display unit for the operator to convey the operation of the work machine. Enriched reality can mean here that the information displayed correlates to the agricultural working environment. Likewise,
  • Enriched reality means that a camera image and / or 3D data correlated to the agricultural work environment along with it
  • Information is displayed.
  • the information can with
  • Rotationally invariant features can be pattern patterns
  • Color structures that are working width, aspect ratios, etc. in the working environment.
  • the mobile display unit may be a smart phone. As a result, the mobile display unit is always in the field of vision of the operator and is particularly easy to carry.
  • the data glasses can be designed as a head-mounted display (HMD).
  • the data glasses can be designed with a display for one eye or with two displays for both eyes of the operator. It is also conceivable that the data glasses for a single eye have multiple displays.
  • the displays may be LCD, DMD or LCoS displays, for example. It is also conceivable that the data glasses have a projection unit, optionally a laser projector, with which the information is projected directly onto the retina of the operator.
  • the data glasses can have a projection unit and at least one partially transparent region, by means of which the working environment is directly visible and via which the information can be faded in with the projection unit.
  • the operator can directly record the working environment. At the same time the information by means of the projection unit in the partially transparent area with the
  • the mobile display unit may be a tablet computer or a mobile phone. Since tablet computers or mobile phones are produced in large quantities, they are available at very low cost.
  • Mobile phone may be configured with a touch-sensitive screen for input.
  • the assistance system can be designed with a camera and / or with a 3D sensor for detecting the agricultural working environment.
  • the working environment can be detected and displayed as part of the enriched reality on the mobile display unit.
  • the camera can be designed, for example, as a CCD or CMOS camera.
  • the assistance system may be adapted to the characteristics of the
  • the recognition of the features can be done with an image and / or 3D data processing unit.
  • the image and / or 3D data processing unit may comprise a digital filter.
  • the image and / or 3D data processing unit can be integrated in the data processing unit described above.
  • the assistance system can be designed with a position detection system for determining the position of the mobile display unit in relation to the agricultural working environment.
  • the location detection system can be a camera, a
  • Position sensor and / or a location system include.
  • Assistance system comprises a location detection system, it can be particularly easily determined the orientation of the assistance system relative to the agricultural work environment. Due to the known location, the
  • the position detection system is particularly simple.
  • Position detection system the same camera can be used as the previously described camera for detecting the agricultural work environment. If the position detection system comprises a position sensor or a location system, the position of the assistance system can also be determined if the field of view of the camera is covered.
  • the assistance system can be a microphone, a headphone and / or a
  • Speaker include. This makes it possible that the operator with another person, such as a trainer or a
  • the assistance system can have at least one data interface with a database, a planning and / or management system, a
  • Control unit of the agricultural machine a help desk and / or a training system connectable. That's it
  • Data interface can be designed as a radio interface and optionally include a GSM, WLAN, UMTS or LTE or other mobile data interface.
  • a connection via a data network such as the Internet can be built.
  • a data network such as the Internet
  • Work environment are displayed in the context of an enriched reality, the information of the operator is displayed particularly clearly and linked to the working environment. Furthermore, the operator can direct the mobile display unit to the part of the work environment to which the
  • the method may have the features previously described in relation to claims 1-11, individually or in any combination.
  • the working environment with a picture and / or
  • Signal processing unit are recognized and used to make positions for the
  • Information to be calculated is then displayed in the mobile display unit so that it appears to the operator at the calculated positions.
  • the method can be designed so that the information with the direct field of view of the operator or with a
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the assistance system with a data glasses in a perspective view.
  • FIG. 2 shows a second embodiment of the assistance system with a
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the assistance system 1 with a data glasses 3 in a perspective view. You can see the field of view of an operator through a mobile display unit, here as
  • Data glasses 3 is formed.
  • the data glasses 3 is transparent in the areas 33 and gives a direct view of the scene 2 with the agricultural
  • Work environment 21 free. It can be seen that the operator is currently working the field 21 with an agricultural machine and a plow (not shown here), wherein the plow furrows 22 with the working width A to each other. Furthermore, it can be seen that the data glasses 3 are connected via the data interfaces 37, 71 to a control unit 7 of the working machine. This allows, for example, operating parameters of
  • the data glasses 3 have the projection unit 31 and the partially transparent area 32. This is arranged here in the region of the right eye of the operator, but can also run in front of the left eye or both eyes. In region 32, the operator can see directly on the field 21 as through the transparent regions 33. At the same time, information 62-65 can be displayed in area 32 by means of production unit 31.
  • the data glasses 3 To capture the agricultural working environment 21, the data glasses 3 have a camera 34. In this way, the already picked plow furrows 22 can be detected and used, for example, the working width A can be determined automatically. In addition, the position of the data glasses 3 with respect to the working environment 21 is determined with the camera 34 and the position sensor 36. Together, they form the situation detection system.
  • the position sensor 36 is here with
  • Acceleration sensors formed and thus detects movement of the
  • Data glasses 3 around all three spatial axes. This makes it possible to determine the position of the data glasses 3 with respect to the working environment 21 and to hide the information 62, 65 associated therewith in the partially transparent area 32 at the intended position.
  • the data glasses 3 are formed with a microphone 38 and a headphone 35. This makes it possible for the operator to contact another person and, for example, instructions for
  • Processing of the field 21 receives. Furthermore, the operator at a
  • Headphone 35 corresponding instructions for editing can notify.
  • the data glasses 3 are equipped with a Bluetooth data interface 37. This is by radio with a corresponding Bluetooth data interface 71 of
  • Control unit 7 connected to the work machine. This makes it possible that digital data between the data glasses 3 and the control unit 7 are exchanged, such as operating parameters of the working machine. Furthermore, the control unit 7 is connected to the Internet via a UMTS mobile radio interface 72. This makes it possible for the assistance system 1 to communicate with a database, a server application and / or another person via the Internet.
  • the data glasses 3 have a data processing unit 39, in which all data for the operation of the data glasses 3 are processed.
  • the data include camera images of the camera 34, audio data of the microphone 38 and the headphone 35, position data of the position sensor 36, data streams from / to the
  • Data processing unit 39 is formed with a microprocessor and a memory.
  • the assistance system 1 is used as follows: The operator puts on the data glasses 3 similar to a normal glasses and begins with the fieldwork. The plow furrows 22 are generated at a distance A on the field 21. The operator is displayed via the data glasses 3 (mobile display unit) the information 62-65 superimposed in the sense of an enriched reality with a direct view of the working environment 21.
  • the arrow 64 indicates the speed on the scale 63.
  • the target speed is reached when the arrow 64 is in the center of the scale 63.
  • the operator receives a feedback, if the
  • the arrow 62 along the virtual Pflugfurche 65 indicates the still to be plowed furrow in advance. If the operator follows the virtual furrow 65, then the arrow 62 is located exactly on the virtual furrow 65. If the predicted travel path of the working machine deviates from this, the arrow 62 becomes corresponding to the virtual furrow 65 twisted so that the
  • FIG. 2 shows a second embodiment of the assistance system 1 with a tablet computer 5. You can see the working machine 4 with the
  • the cab 41 is here the agricultural
  • the driver's cab 41 has the dashboard 42 with the screen 43, the display elements 44 and the switches 45. Furthermore, the steering wheel 46 can be seen, with which the operator can perform corresponding control movement of the working machine 4.
  • the operator is holding the tablet computer 5 with his or her hand 1 1 in order to receive instructions for operating the driver's cab 41 from a support employee.
  • the tablet computer 5 is a touch-sensitive touch-sensitive touch-sensitive touch-sensitive touch-sensitive touch-sensitive touch-sensitive touch-sensitive touch-sensitive touch-sensitive touch-sensitive touch-sensitive touch-sensitive touch-sensitive touch-sensitive touch-sensitive touch-sensitive touch-sensitive touch-sensitive touch-sensitive touch-sensitive touch-sensitive touch-sensitive touch-sensitive touch-sensitive touch-sensitive touch-sensitive touch-sensitive touch-sensitive touch-sensitive touch-sensitive touch-sensitive touch-sensitive touch-sensitive touch-sensitive touch-sensitive
  • Screen 51 has.
  • the camera image 61 of a detail of the dashboard 52 is shown on it. Furthermore, it can be seen that the
  • Operation information 66-68 with the camera image 61 are displayed overlaid.
  • the tablet computer has for this purpose on the back of a camera 53, which is adapted to capture a portion of the work environment 41 behind the tablet computer 5 as a camera image 61.
  • the tablet computer 5 comprises a computing unit with a computer program product executed thereon, with which the image information of the
  • the tablet computer 5 has a button 52 to one
  • the operator can contact a training manager or service technician via
  • Tablet computer 5 particularly flexible use.
  • the assistance system 1 is used as follows: The tablet computer 5 is directed with the camera 53 onto the dashboard 52.
  • the assistance system 1 now recognizes by an automatically running image processing in the camera image 61, the display elements 44 and the switch 45.
  • This information is now superimposed in terms of an enriched reality with the cab 41 displayed on the screen 51.
  • corresponding instructions for operating the work machine 4 are displayed in the information text 68, the arrows 66 and 67 correlated with the display elements 44 and the switch 45 are displayed.
  • even complex information can be displayed ergonomically and particularly easily readable by the assistance system 1.
  • the data glasses 3 in FIG. 1 can also be used for an application in the driver's cab 41 of the working machine 4 as described in FIG. 2. It is also conceivable that the tablet computer 5 is directed from the Fig. 2 on the scenery 2 of Fig. 1 and the operator information for editing the field 21 are displayed. Overall, the assistance system 1 according to the first and second embodiments are widely used. Conceivable here are planning and / or management tasks, provision of operating parameters,
  • Control and operating tasks for the working machine 4 inquiries to a help desk and / or training.

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Abstract

Assistenzsystem (1) für eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (4) zur Unterstützung einer Bedienperson in einer landwirtschaftlichen Arbeitsumgebung (21, 41), beispielsweise ein Feld (21) und/oder ein Führerstand (41) der Arbeitsmaschine (4), dadurch gekennzeichnet, dass das Assistenzsystem (1) eine mobile Anzeigeeinheit (3, 5) umfasst, die dazu ausgebildet ist, der Bedienperson Informationen (61 - 68) überlagert mit der landwirtschaftlichen Arbeitsumgebung (21, 41) im Sinne einer angereicherten Realität (augumented reality) anzuzeigen.

Description

Assistenzsystem für eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine und Verfahren zur Unterstützung einer Bedienperson
Die Erfindung betrifft ein Assistenzsystem für eine landwirtschaftliche
Arbeitsmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 und ein Verfahren zur Unterstützung einer Bedienperson bei der Bedienung einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 12.
Ein derartiges Assistenzsystem ist beispielsweise aus der EP 1 674324 A1 bekannt. In der Sichtscheibe eines Mähdreschers ist hier ein Head-Up-Display gezeigt, um dem Fahrer Informationen, wie beispielsweise Erntegutparameter oder Betriebsparameter direkt ins Sichtfeld einzublenden. Dadurch ist es möglich, dass die Bedienperson diese Parameter vom Head-Up-Display abliest ohne dabei den Blick vom zu bearbeitenden Feld abzuwenden.
Weiterhin sind auch im Führerhaus fest angeordnete Bildschirme bekannt, auf denen verschiedenartigste Informationen der Arbeitsmaschine angezeigt werden können.
Bei derartigen Assistenzsystemen kann es vorkommen, dass dem Bediener eine Vielzahl von Informationen gleichzeitig angezeigt wird und dies die
Bedienerführung erschwert. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Assistenzsystem
bereitzustellen, mit dem auch bei einer Vielzahl von anzuzeigenden Informationen eine einfache Bedienerführung möglich ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Assistenzsystem mit den Merkmalen des
Oberbegriffs von Anspruch 1 mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils gelöst, gemäß dem das Assistenzsystem eine mobile Anzeigeeinheit umfasst, die dazu ausgebildet ist, der Bedienperson Informationen überlagert mit der landwirtschaftlichen Arbeitsumgebung im Sinne einer angereicherten Realität (augumented reality) anzuzeigen. Dadurch, dass das Assistenzsystem eine mobile Anzeigeeinheit umfasst, ist es grundsätzlich möglich, unterschiedliche Informationen in Abhängigkeit von der Lage der Anzeigeeinheit darzustellen. Die Bedienperson kann also die mobile Anzeigeeinheit in eine bestimmte Richtung auf die Arbeitsumgebung halten, um die dazu gewünschten Informationen passend anzuzeigen. Dadurch ist es nicht mehr notwendig, auf der Anzeigeeinheit alle Informationen gleichzeitig anzuzeigen oder diese per Tastatur umzuschalten.
Dadurch, dass die Informationen überlagert mit der landwirtschaftlichen
Arbeitsumgebung im Sinne einer angereicherten Realität angezeigt werden, sind die Informationen automatisch mit der dahinterliegenden landwirtschaftlichen
Arbeitsumgebung verknüpft dargestellt. Dies hat zur Folge, dass die Informationen leichter mit den Merkmalen der Arbeitsumgebung assoziiert werden können und somit die Arbeitsbelastung der Bedienperson verringert und die Sicherheit erhöht wird. Dadurch ist auch bei einer Vielzahl von Informationen eine einfache
Bedienerführung möglich.
Die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine kann eine Zugmaschine, wie
beispielsweise ein Traktor, oder einen Mähdrescher sein. An der Arbeitsmaschine kann ein Bodenbearbeitungsgerät, eine Sämaschine ein Düngerstreuer, eine Pflanzenschutzspritze oder dergleichen angeordnet sein. Die Arbeitsmaschine kann einen Führerstand für die Bedienperson umfassen.
Die landwirtschaftliche Arbeitsumgebung kann ein Feld und/oder den Führerstand der Arbeitsmaschine umfassen. Denkbar ist auch, dass die Arbeitsumgebung einen Innen- und/oder Außenbereich der Arbeitsmaschine umfasst, wie
beispielsweise einen Motor, einen Ausleger und/oder eine Walze. Denkbar ist auch, dass die landwirtschaftliche Arbeitsumgebung einen Stall, einen Futtervorrat und/oder ein Tier umfasst. Anders ausgedrückt, kann die landwirtschaftliche Arbeitsumgebung alles umfassen, wozu die Bedienperson bei der
landwirtschaftlichen Arbeit Informationen benötigt.
Das Assistenzsystem kann eine Datenaufbereitungseinheit mit einem
Mikroprozessor, einem Speicher, einer Bild- und/oder Signalverarbeitungseinheit umfassen. Die Datenaufbereitungseinheit kann dazu ausgebildet sein, die mobile Anzeigeeinheit anzusteuern und/oder die darauf anzeigten Inhalte (Bilder der Arbeitsumgebung, die Informationen und deren Positionen, Grafiken, Texte, Beschriftungen, Hinweise, etc.) zu berechnen. Die mobile Anzeigeeinheit kann die Datenaufbereitungseinheit umfassen. Denkbar ist auch, dass die mobile
Anzeigeeinheit über eine kabelgebundene oder drahtlose Datenschnittstelle mit der Datenaufbereitungseinheit verbunden ist. Die drahtlose Datenschnittstelle kann als WLAN-, Bluetooth- oder Infrarotschnittstelle, sowie als CAN, ISOBUS oder NFC o.ä. ausgebildet sein.
Mobile Anzeigeeinheit kann hier bedeuten, dass die Anzeigeeinheit gegenüber der Arbeitsmaschine bewegbar ist. Mobile Anzeigeeinheit kann auch bedeuten, dass die Anzeigeeinheit keine feste Verbindung zur Arbeitsmaschine aufweist und optional über ein Kabel oder über eine drahtlose Datenschnittstelle mit der
Arbeitsmaschine verbunden ist.
Die Informationen können Planungs- und/oder Managementdaten, Informationen zur Maschinenbedienung, Hilfsinformation für die Bedienperson (Helpdesk) und/oder Schulungsinformationen sein.
Planungs- und Managementdaten kann hier bedeuten, dass es sich um
Auftragsdaten, arbeitsrelevante Daten, Informationen über das verwendete
Saatgut bzw. über die auf dem Feld angebauten Pflanzen, Streubilder,
Informationen über die Taubildung, den Krankheitsdruck und/oder um
Umgebungsinformationen wie Taubildung, Wetterdaten, geographische Daten bzw. die Bestandstemperatur o.ä. handelt.
Bei Informationen zur Maschinenbedienung kann es sich um Betriebsparameter (beispielsweise Fahrgeschwindigkeit, Richtung, etc.), Bedieninformationen und/oder Bedienfunktionen handeln.
Bei Hilfsinformationen kann es sich um Information zur virtuellen
Bedienerunterstützung handeln. Beispielsweise können dabei virtuelle
Bedienungsanleitungen und/oder ein Video-Chat mit einem Servicemitarbeiter angezeigt werden. Ebenso ist denkbar, dass die Hilfsinformationen
Kundendienstinformationen umfassen, beispielsweise eine Unterstützung bei der
Fehleranalyse oder ein Katalog für die Ersatzteilbeschaffung. Denkbar ist auch, dass mit dem Assistenzsystem Informationen zur Schulung bereitgestellt werden. Eine Lehrperson kann beispielsweise gezielt Informationen auf der mobilen Anzeigeeinheit für die Bedienperson einblenden, um dieser die Bedienung der Arbeitsmaschine zu vermitteln. Angereicherte Realität kann hier bedeuten, dass die Informationen korreliert zur landwirtschaftlichen Arbeitsumgebung angezeigt werden. Ebenso kann
angereicherte Realität bedeuten, dass ein Kamerabild und/oder 3D-Daten der landwirtschaftlichen Arbeitsumgebung zusammen mit dazu korrelierten
Informationen angezeigt werden. Die Informationen können mit
rotationsinvarianten Merkmalen der landwirtschaftlichen Arbeitsumgebung korreliert sein. Rotationsinvariante Merkmale können Musterverläufe,
Farbstrukturen, die Arbeitsbreite, Längenverhältnisse, etc. in der Arbeitsumgebung sein.
Die mobile Anzeigeeinheit kann eine Datenbrille sein. Dadurch befindet sich die mobile Anzeigeeinheit immer im Blickfeld der Bedienperson und ist besonders leicht tragbar. Die Datenbrille kann als Head-Mounted-Display (HMD) ausgebildet sein. Die Datenbrille kann mit einem Display für ein Auge oder mit zwei Displays für beide Augen der Bedienperson ausgebildet sein. Denkbar ist auch, dass die Datenbrille für ein Auge mehrere Displays aufweist. Die Displays können beispielsweise LCD-, DMD- oder LCoS-Displays sein. Ebenso ist denkbar, dass die Datenbrille eine Projektionseinheit aufweist, optional einen Laserprojektor, mit dem die Informationen direkt auf die Netzhaut der Bedienperson projiziert werden.
Die Datenbrille kann eine Projektionseinheit und wenigstens einen teilweise transparenten Bereich aufweisen, durch den die Arbeitsumgebung direkt sichtbar ist und über den die Informationen mit der Projektionseinheit einblendbar sind.
Durch den teilweise transparenten Bereich der Datenbrille kann die Bedienperson die Arbeitsumgebung direkt erfassen. Gleichzeitig werden die Informationen mittels der Projektionseinheit im teilweise transparenten Bereich mit der
Arbeitsumgebung überlagert. Dadurch ist der visuelle Eindruck der angereicherten Realität besonders hochwertig und die Betrachtung für die Bedienperson wenig anstrengend. Eine Datenbrille ist beispielsweise aus dem Projekt„Google-Glas" bekannt.
Die mobile Anzeigeeinheit kann ein Tabletcomputer oder ein Mobiltelefon sein. Da Tabletcomputer bzw. Mobiltelefone in großen Stückzahlen hergestellt werden, sind diese besonders kostengünstig erhältlich. Der Tabletcomputer bzw. das
Mobiltelefon kann mit einem berührungsempfindlichen Bildschirm zur Eingabe ausgebildet sein.
Das Assistenzsystem kann mit einer Kamera und/oder mit einem 3D-Sensor zur Erfassung der landwirtschaftlichen Arbeitsumgebung ausgebildet sein. Mittels der Kamera kann die Arbeitsumgebung erfasst werden und als Teil der angereicherten Realität auf der mobilen Anzeigeeinheit angezeigt werden. Die Kamera kann beispielsweise als CCD- oder CMOS-Kamera ausgebildet sein. Durch die
Erfassung der Arbeitsumgebung mit dem 3D-Sensor ist es möglich, ein
dreidimensionales Abbild der Arbeitsumgebung als angereicherte Realität über die mobile Anzeigeeinheit anzuzeigen. Das Assistenzsystem kann dazu ausgebildet sein, Merkmale der
landwirtschaftlichen Arbeitsumgebung in einem Kamerabild und/oder in 3D-Daten zu erkennen und die Information damit zu verknüpfen. Dadurch ist es besonders einfach möglich, die Merkmale der landwirtschaftlichen Arbeitsumgebung zu erkennen und zur Anzeige der Informationen auszuwerten. Die Erkennung der Merkmale kann mit einer Bild- und/oder 3D-Datenverarbeitungseinheit erfolgen. Die Bild- und/oder 3D-Datenverarbeitungseinheit kann einen digitalen Filter umfassen. Die Bild- und/oder 3D-Datenverarbeitungseinheit kann in der zuvor beschriebenen Datenaufbereitungseinheit integriert sein.
Das Assistenzsystem kann mit einem Lageerkennungssystem zur Lageermittlung der mobilen Anzeigeeinheit gegenüber der landwirtschaftlichen Arbeitsumgebung ausgebildet sein. Das Lageerkennungssystem kann eine Kamera, einen
Lagesensor und/oder ein Ortungssystem umfassen. Dadurch, dass das
Assistenzsystem ein Lageerkennungssystem umfasst, kann damit besonders einfach die Orientierung des Assistenzsystems gegenüber der landwirtschaftlichen Arbeitsumgebung ermittelt werden. Durch die bekannte Lage können die
Informationen besonders einfach mit der Arbeitsumgebung verknüpft und über die mobile Anzeigeeinheit angezeigt werden. Durch die Nutzung der Kamera ist das Lageerkennungssystem besonders einfach aufgebaut. Für das
Lageerkennungssystem kann dieselbe Kamera genutzt werden wie die zuvor beschriebene Kamera zur Erfassung der landwirtschaftlichen Arbeitsumgebung. Umfasst das Lageerkennungssystem einen Lagesensor oder ein Ortungssystem, so kann die Lage des Assistenzsystems auch ermittelt werden, wenn das Blickfeld der Kamera verdeckt ist.
Das Assistenzsystem kann ein Mikrofon, einen Kopfhörer und/oder einen
Lautsprecher umfassen. Dadurch ist es möglich, dass die Bedienperson mit einer weiteren Person, wie beispielsweise einem Schulungsleiter oder einem
Servicemitarbeiter online kommuniziert.
Das Assistenzsystem kann über wenigstens eine Datenschnittstelle mit einer Datenbank, einem Planungs- und/oder Managementsystem, einer
Steuerungseinheit der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine, einem Helpdesk und/oder einem Schulungssystem verbindbar sein. Dadurch ist das
Assistenzsystem für besonders viele Anwendungen einsetzbar. Die
Datenschnittstelle kann als Funkschnittstelle ausgebildet sein und optional eine GSM-, WLAN-, UMTS- oder LTE-oder eine andere mobile Daten-Schnittstelle umfassen. Mit der Datenschnittstelle kann eine Verbindung über ein Datennetz wie beispielsweise das Internet aufbaubar sein. Dadurch ist eine Interaktion der Bedienperson mit entfernten Anwendungen, Servern, Personen oder dergleichen möglich.
Darüber hinaus stellt die Erfindung mit dem Anspruch 12 ein Verfahren zur Unterstützung einer Bedienperson bei der Bedienung einer landwirtschaftlichen
Arbeitsmaschine in einer landwirtschaftlichen Arbeitsumgebung bereit, dadurch gekennzeichnet, dass der Bedienperson mit einer mobilen Anzeigeeinheit eines Assistenzsystems Informationen überlagert mit der landwirtschaftlichen
Arbeitsumgebung im Sinne einer angereicherten Realität (augumented reality) angezeigt werden. Dadurch, dass die Informationen überlagert mit der landwirtschaftlichen
Arbeitsumgebung im Sinne einer angereicherten Realität angezeigt werden, werden die Informationen der Bedienperson besonders übersichtlich und verknüpft mit der Arbeitsumgebung angezeigt. Weiterhin kann die Bedienperson die mobile Anzeigeeinheit auf den Teil der Arbeitsumgebung richten, zu dem die
Bedienperson eine bestimmte Information erhalten möchte. Dadurch ist die
Auswahl der relevanten Informationen besonders einfach möglich.
Das Verfahren kann die zuvor in Bezug auf die Ansprüche 1 -1 1 beschriebenen Merkmale, einzelnen oder in beliebigen Kombinationen, aufweisen. Bei dem Verfahren kann die Arbeitsumgebung mit einer Bild- und/oder
Signalverarbeitungseinheit erkannt werden und daraus Positionen für die
Informationen berechnet werden. Die Informationen werden dann in der mobilen Anzeigeeinheit so angezeigt, dass sie für die Bedienperson an den berechneten Positionen erscheinen. Das Verfahren kann dazu ausgebildet sein, dass die Informationen mit dem direkten Blickfeld der Bedienperson oder mit einem
Kamerabild überlagert werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der beispielhaften Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform des Assistenzsystems mit einer Datenbrille in einer perspektivischen Ansicht; und
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform des Assistenzsystems mit einem
Tabletcomputer in einer perspektivischen Ansicht.
In der Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform des Assistenzsystems 1 mit einer Datenbrille 3 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Zu sehen ist das Blickfeld einer Bedienperson durch eine mobile Anzeigeeinheit, die hier als
Datenbrille 3 ausgebildet ist. Die Datenbrille 3 ist in den Bereichen 33 transparent und gibt den direkten Blick auf die Szenerie 2 mit der landwirtschaftlichen
Arbeitsumgebung 21 frei. Zu sehen ist, dass die Bedienperson gerade das Feld 21 mit einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine und einem Pflug (hier nicht dargestellt) bearbeitet, wobei die Pflugfurchen 22 mit der Arbeitsbreite A zueinander verlaufen. Weiterhin ist zu sehen, dass die Datenbrille 3 über die Datenschnittstellen 37, 71 mit einer Steuerungseinheit 7 der Arbeitsmaschine verbunden ist. Dadurch können beispielsweise Betriebsparameter der
Arbeitsmaschine an die Datenbrille 3 übermittelt werden. Die Datenbrille 3 weist die Projektionseinheit 31 und den teilweise transparenten Bereich 32 auf. Dieser ist hier im Bereich des rechten Auges der Bedienperson angeordnet, kann jedoch auch vor dem linken Auge oder beiden Augen verlaufen. Im Bereich 32 kann die Bedienperson direkt auf das Feld 21 ähnlich wie durch die transparenten Bereiche 33 sehen. Gleichzeitig können im Bereich 32 mittels der Produktionseinheit 31 Informationen 62-65 eingeblendet werden.
Zur Erfassung der landwirtschaftlichen Arbeitsumgebung 21 verfügt die Datenbrille 3 über eine Kamera 34. Hierdurch können die bereits gepflückten Pflugfurchen 22 erfasst werden und daraus beispielsweise die Arbeitsbreite A automatisch ermittelt werden. Darüber hinaus wird mit der Kamera 34 und dem Lagesensor 36 die Lage der Datenbrille 3 gegenüber der Arbeitsumgebung 21 ermittelt. Zusammen bilden beide das Lageerkennungssystem. Der Lagesensor 36 ist hier mit
Beschleunigungssensoren ausgebildet und erfasst damit Bewegung der
Datenbrille 3 um alle drei Raumachsen. Dadurch ist es möglich, die Lage der Datenbrille 3 gegenüber der Arbeitsumgebung 21 zu ermitteln und die damit verknüpften Informationen 62, 65 im teilweise transparenten Bereich 32 an der vorgesehenen Position einzublenden.
Weiterhin ist zu sehen, dass die Datenbrille 3 mit einem Mikrofon 38 und einem Kopfhörer 35 ausgebildet ist. Damit ist es möglich, dass die Bedienperson mit einer weiteren Person Kontakt aufnimmt und beispielsweise Anweisungen zur
Bearbeitung des Feldes 21 erhält. Ferner kann die Bedienperson an einer
Schulung zum Pflügen des Feldes 21 teilnehmen, wobei der Lehrer über die Kamera 34 ein Bild des Feldes 21 erhält und der Bedienperson über den
Kopfhörer 35 entsprechende Anweisungen zur Bearbeitung mitteilen kann.
Außerdem kann die Bedienperson über das Mikrofon 38 mit dem Lehrer sprechen. Die Datenbrille 3 ist mit einer Bluetooth-Datenschnittstelle 37 ausgestattet. Diese ist per Funk mit einer entsprechenden Bluetooth-Datenschnittstelle 71 der
Steuerungseinheit 7 für die Arbeitsmaschine verbunden. Dadurch ist es möglich, dass digitale Daten zwischen der Datenbrille 3 und der Steuerungseinheit 7 ausgetauscht werden, wie beispielsweise Betriebsparameter der Arbeitsmaschine. Weiterhin ist die Steuerungseinheit 7 über eine UMTS-Mobilfunkschnittstelle 72 mit dem Internet verbunden. Hierüber ist es möglich, dass das Assistenzsystem 1 über das Internet mit einer Datenbank, einer Server Anwendung und/oder einer weiteren Person in Verbindung steht. Darüber hinaus verfügt die Datenbrille 3 über eine Datenaufbereitungseinheit 39, in der sämtliche Daten zum Betrieb der Datenbrille 3 verarbeitet werden. Zu den Daten zählen Kamerabilder der Kamera 34, Audiodaten des Mikrofons 38 und des Kopfhörers 35, Lagedaten des Lagesensors 36, Datenströme von/zu der
Datenschnittstelle 37 und/oder Steuerdaten an den Projektor 31 . Die
Datenaufbereitungseinheit 39 ist mit einem Mikroprozessor und einem Speicher ausgebildet.
Insgesamt wird das Assistenzsystem 1 wie folgt eingesetzt: Die Bedienperson setzt die Datenbrille 3 ähnlich einer normalen Brille auf und beginnt mit der Feldbearbeitung. Dabei werden auf dem Feld 21 die Pflugfurchen 22 im Abstand A erzeugt. Der Bedienperson werden über die Datenbrille 3 (mobile Anzeigeeinheit) die Informationen 62-65 im Sinne einer angereicherten Realität überlagert mit dem direkten Blick auf die Arbeitsumgebung 21 angezeigt.
Der Pfeil 64 zeigt dabei die Geschwindigkeit auf der Skala 63 an. Beispielsweise ist die Soll-Geschwindigkeit dann erreicht, wenn sich der Pfeil 64 in der Mitte der Skala 63 befindet. Darüber erhält die Bedienperson eine Rückmeldung, ob die
Arbeitsmaschine zu schnell oder zu langsam fährt.
Weiterhin zeigt der Pfeil 62 entlang der virtuellen Pflugfurche 65 die noch zu pflügende Furche im Voraus an. Fährt die Bedienperson der virtuellen Furche 65 nach, so befindet sich der Pfeil 62 genau auf der virtuellen Furche 65. Weicht der vorausberechnete Fahrweg der Arbeitsmaschine davon ab, so wird der Pfeil 62 entsprechend gegenüber der virtuellen Furche 65 so verdreht, dass die
Bedienperson auf eine Korrektur der Lenkbewegung hingewiesen wird.
Durch das Assistenzsystem 1 in der Fig. 1 ist eine besonders einfache
Bedienerführung möglich, wobei auch komplexe Informationen angezeigt werden können.
In der Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform des Assistenzsystems 1 mit einem Tabletcomputer 5 dargestellt. Zu sehen ist die Arbeitsmaschine 4 mit dem
Führerstand 41 . Der Führerstand 41 ist hier die landwirtschaftliche
Arbeitsumgebung. Zu sehen ist, dass der Führerstand 41 das Armaturenbrett 42 mit dem Bildschirm 43, den Anzeigeelemente 44 und den Schaltern 45 aufweist. Weiterhin ist das Lenkrad 46 zu sehen, mit dem die Bedienperson entsprechende Steuerbewegung der Arbeitsmaschine 4 durchführen kann.
Weiterhin ist zu sehen, dass die Bedienperson gerade mit ihrer Hand 1 1 den Tabletcomputer 5 hält, um Anweisungen zur Bedienung des Führerstands 41 von einem Supportmitarbeiter zu erhalten.
Zu sehen ist, dass der Tabletcomputer 5 einen berührungsempfindlichen
Bildschirm 51 aufweist. Darauf ist gerade das Kamerabild 61 eines Ausschnitts des Armaturenbretts 52 dargestellt. Weiterhin ist zu sehen, dass die
Bedienungsinformationen 66-68 mit dem Kamerabild 61 überlagert angezeigt werden.
Der Tabletcomputer weist hierzu auf der Rückseite eine Kamera 53 auf, die dazu ausgebildet ist, einen Bereich der Arbeitsumgebung 41 hinter dem Tabletcomputer 5 als Kamerabild 61 zu erfassen.
Weiterhin umfasst der Tabletcomputer 5 eine Recheneinheit mit einem darauf ausgeführten Computerprogrammprodukt auf, mit dem die Bildinformationen der
Kamera 53 ausgewertet werden. Dabei werden nun automatisch die
Anzeigeelemente 44 und die Schalter 45 im Bild erkannt. Dadurch ist es möglich, dass den Anzeigeelementen 44 und den Schaltern 45 automatisch die
Informationen 66, 67 zugeordnet werden. Darüber hinaus ist es möglich, abhängig vom Kamerabild 61 den Informationstext 68 einzublenden. Darüber hinaus verfügt der Tabletcomputer 5 einen Knopf 52 um zu einem
Startbildschirm umzuschalten. Mit dem Mikrofon 55 und dem Lautsprecher 54 sowie der Datenschnittstelle 56 (WLAN- und UMTS-Datenschnittstelle) kann die Bedienperson Kontakt mit einem Schulungsleiter oder Servicetechniker via
Internet aufnehmen. Denkbar ist hier auch ein Video-Chat. Dadurch ist der
Tabletcomputer 5 besonders flexibel einsetzbar.
Das Assistenzsystem 1 wird wie folgt eingesetzt: Der Tabletcomputer 5 wird mit der Kamera 53 auf das Armaturenbrett 52 gerichtet. Das Assistenzsystem 1 erkennt nun durch eine automatisch ablaufende Bildverarbeitung im Kamerabild 61 die Anzeigeelemente 44 und die Schalter 45. Diese Informationen werden nun im Sinne einer angereicherten Realität überlagert mit dem Führerstand 41 auf dem Bildschirm 51 angezeigt. Dabei werden im Informationstext 68 entsprechende Anweisungen zur Bedienung der Arbeitsmaschine 4 angezeigt, wobei die Pfeile 66 und 67 korreliert mit den Anzeigeelementen 44 und dem Schalter 45 angezeigt werden. Bewegt nun die Bedienperson den Tablettcomputer 5 gegenüber dem Armaturenbrett 42, so werden die Pfeile 66, 67 automatisch mit dem Kamerabild 61 verschoben. Dadurch können auch komplexe Informationen ergonomisch und besonders einfach ablesbar vom Assistenzsystem 1 angezeigt werden.
Es versteht sich, dass die Datenbrille 3 in Fig. 1 ebenfalls für eine Anwendung im Führerstand 41 der Arbeitsmaschine 4 wie in Fig. 2 beschrieben einsetzbar ist. Ebenso ist denkbar, dass der Tabletcomputer 5 aus der Fig. 2 auf die Szenerie 2 der Fig. 1 gerichtet wird und der Bedienperson Informationen zur Bearbeitung des Feldes 21 angezeigt werden. Insgesamt sind die Assistenzsystem 1 gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform breit einsetzbar. Denkbar sind hier Planungs- und/oder Managementaufgaben, Bereitstellung von Betriebsparametern,
Steuerungs- und Bedienaufgaben für die Arbeitsmaschine 4, Anfragen bei einem Helpdesk und/oder Schulungen.
Es versteht sich, dass in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen genannte Merkmale nicht auf diese speziellen Kombinationen beschränkt sind und auch in beliebigen anderen Kombinationen möglich sind.

Claims

Patentansprüche
1 .
Assistenzsystem (1 ) für eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (4) zur
Unterstützung einer Bedienperson in einer landwirtschaftlichen Arbeitsumgebung (21 , 41 ), beispielsweise ein Feld (21 ) und/oder ein Führerstand (41 ) der
Arbeitsmaschine (4), dadurch gekennzeichnet, dass das Assistenzsystem (1 ) eine mobile Anzeigeeinheit (3, 5) umfasst, die dazu ausgebildet ist, der Bedienperson Informationen (61 - 68) überlagert mit der landwirtschaftlichen Arbeitsumgebung (21 , 41 ) im Sinne einer angereicherten Realität (augumented reality) anzuzeigen.
2.
Assistenzsystem (1 ) nach Anspruch 1 , wobei die mobile Anzeigeeinheit eine Datenbrille (3) ist.
3.
Assistenzsystem (1 ) nach Anspruch 2, wobei die Datenbrille (3) eine
Projektionseinheit (31 ) und wenigstens einen teilweise transparenten Bereich (32) aufweist, durch den die Arbeitsumgebung (21 ) direkt sichtbar ist und über den die Informationen (61 - 65) mit der Projektionseinheit (31 ) einblendbar sind.
4.
Assistenzsystem (1 ) nach Anspruch 1 , wobei die mobile Anzeigeeinheit ein Tabletcomputer (5) oder ein Mobiltelefon ist.
5.
Assistenzsystem (1 ) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Assistenzsystem (1 ) mit einer Kamera (34, 53) und/oder mit einem 3D- Sensor zur Erfassung der landwirtschaftlichen Arbeitsumgebung (21 , 41 ) ausgebildet ist.
6. Assistenzsystem (1 ) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Assistenzsystem (1 ) dazu ausgebildet ist, Merkmale der
landwirtschaftlichen Arbeitsumgebung in einem Kamerabild (61 ) und/oder in 3D- Daten zu erkennen und die Informationen (61 - 68) damit zu verknüpfen.
7.
Assistenzsystem (1 ) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Assistenzsystem (1 ) mit einem Lageerkennungssystem (34, 36, 53) zur Lageermittlung der mobilen Anzeigeeinheit (3, 5) gegenüber der
landwirtschaftlichen Arbeitsumgebung (21 , 41 ) ausgebildet ist.
8.
Assistenzsystem (1 ) nach Anspruch 7, wobei das Lageerkennungssystem eine Kamera (34, 53), einen Lagesensor (36) und/oder ein Ortungssystem (GPS- System) umfasst.
9. Assistenzsystem (1 ) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Assistenzsystem (1 ) ein Mikrofon (38, 55), einen Kopfhörer (35) und/oder einen Lautsprecher (54) umfasst.
10.
Assistenzsystem (1 ) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Assistenzsystem (1 ) über wenigstens eine Datenschnittstelle (37, 56, 71 ) mit einer Datenbank, einem Planungs- und/oder Managementsystem, einer Steuerungseinheit der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine (4), einem Helpdesk und/oder einem Schulungssystem verbindbar ist.
1 1 . Assistenzsystem (1 ) nach Anspruch 10, wobei mit der Datenschnittstelle (37, 56) eine Verbindung über ein Datennetz wie z.B. das Internet aufbaubar ist.
12. Verfahren zur Unterstützung einer Bedienperson bei der Bedienung einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine (4) in einer landwirtschaftlichen
Arbeitsumgebung (21 , 41 ), dadurch gekennzeichnet, dass der Bedienperson mit einer mobilen Anzeigeeinheit (3, 5) eines Assistenzsystems (1 ) Informationen überlagert mit der landwirtschaftlichen Arbeitsumgebung (21 , 41 ) im Sinne einer angereicherten Realität (augumented reality) angezeigt werden.
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