EP3877902A1 - Method for controlling the operation of a machine for harvesting root crops - Google Patents

Method for controlling the operation of a machine for harvesting root crops

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Publication number
EP3877902A1
EP3877902A1 EP19808698.5A EP19808698A EP3877902A1 EP 3877902 A1 EP3877902 A1 EP 3877902A1 EP 19808698 A EP19808698 A EP 19808698A EP 3877902 A1 EP3877902 A1 EP 3877902A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
image
conveying
test
evaluation device
movement
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.)
Pending
Application number
EP19808698.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Wolfram STROTHMANN
Daniel Bösenberg
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.)
Grimme Landmaschinenfabrik GmbH and Co KG
Original Assignee
Grimme Landmaschinenfabrik GmbH 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 Grimme Landmaschinenfabrik GmbH and Co KG filed Critical Grimme Landmaschinenfabrik GmbH and Co KG
Publication of EP3877902A1 publication Critical patent/EP3877902A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • A01DHARVESTING; MOWING
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    • A01D17/10Digging machines with sieving and conveying mechanisms with smooth conveyor belts, lath bands or rake bands
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    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
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    • A01D17/10Digging machines with sieving and conveying mechanisms with smooth conveyor belts, lath bands or rake bands
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    • G06T2207/30128Food products
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    • G06V2201/00Indexing scheme relating to image or video recognition or understanding
    • G06V2201/06Recognition of objects for industrial automation

Definitions

  • the invention relates to a method for regulating the operation of a machine for harvesting root crops and the machine.
  • at least one test image of crops advanced by means of at least one conveyor element relative to a machine frame is recorded by at least one optical image acquisition unit.
  • the crop includes root crops.
  • a conveying speed of the conveying element is set on the basis of a test data record generated on the basis of the test image or formed by the test image.
  • the test image shows crop that was previously picked up by the machine for harvesting root crops.
  • the conveyor element as part of the machine serves the locomotion of the crop within the machine, with at least part of the crop being in direct contact with the conveyor element.
  • the conveying speed at which the conveying element moves is set with the test data record.
  • US 2018/0047177 A1 discloses a method in which a speed of the conveying element is determined on the basis of the test image. The conveying speed of the conveying element is adjusted on the basis of this determined speed.
  • a disadvantage of the known, generic methods is that, depending on the harvesting conditions, associated separation units cause significant damage to the root crops or to a large amount of admixtures among the root crops unloaded from the machine.
  • the object of the present invention is to provide a method for optimizing the utilization of the conveying element in favor of an improved protection of the root crops.
  • the object is achieved by a generic method in which an evaluation device based on the test data set generates a conveyor speed signal independent of a speed of the crop to adjust the conveyor speed.
  • an evaluation device based on the test data set generates a conveyor speed signal independent of a speed of the crop to adjust the conveyor speed.
  • who the or the test data sets for the conveying speed signal on which the speed of the crop shown with the test image and in particular the conveyor element has no influence.
  • the speed of the crop is understood to be the direction-independent speed of the crop transported by means of a conveyor element. Accordingly, under a (conveying) speed of the conveying element, its direction-independent speed amount understood, for example, the speed of rotation of a belt, a screen star or a roller.
  • the machine is a self-propelled or towed vehicle for harvesting root crops, especially potatoes, beets, carrots or chicory.
  • the machine is moved in particular in the direction of rows, in particular planting embankments, of the root crops to be harvested and these are taken up as part of the crop in a continuous process from the ground.
  • After picking up the crop it is at least partially moved relative to the machine frame of the machine by the at least one conveyor element.
  • the conveying element also serves to separate the root crops from additions and is in particular part of a separating device comprising at least one separating element for separating the root crops arranged on the conveying element from additions arranged on the conveying element.
  • the machine can also be a machine for separating root crops from additions to the crop, e.g. of clods, stones or earth.
  • the conveying element is rotating or rotating.
  • the conveying element is preferably designed as a sieve star, sieve belt, hedgehog belt, ring elevator or as a conveyor roller, in particular comprising a roller table.
  • the winningge speed is in particular a lateral speed of the crop contacting conveyor element section, a circulation or a rotational speed.
  • the optical image acquisition unit is arranged in a stationary manner on the machine, in particular above the conveyor element.
  • the image acquisition unit is directed at the conveying element and thus during operation at a flow of crops conveyed by the conveying element.
  • the method according to the invention is carried out in particular exclusively during the harvesting with the machine and is preferably repeated cyclically. In particular, transitions between individual conveying elements, e.g. in the form of drop levels, and supply and discharge conveying elements in front of and behind separating elements of separating devices.
  • the test image is, in particular, a multidimensional, preferably two-dimensional, image, on which at least part of the harvested crop with root crops, quantities and / or the conveying element is depicted.
  • the test data record is either already generated by the image acquisition unit or by the evaluation device. Alternatively, the test data record can be formed by the test image itself. This applies in particular to image acquisition units whose test images already have a format suitable for the subsequent analysis in the evaluation device.
  • the test data record is, in particular, one that is created by processing, for example filtering and / or other images, and is at least temporarily available in the system. gender data set, the information of which, for example, color values, is evaluated in the evaluation device.
  • test image or the test data record is transmitted from the image acquisition unit to the evaluation device.
  • the optical image capture unit is designed in particular as a digital photo or video camera for two-dimensional recording of the test image or as a line scan camera. Insofar as reference is subsequently made to the test image in connection with the processing of the image information in the evaluation device, this can be the test data record in this context.
  • the evaluation device is used to evaluate the test data set.
  • the evaluation device comprises at least one processor and is designed either as a central computing unit or as a decentralized system comprising at least one processor and at least one memory with different positions on components of the machine. It is therefore a local system to carry out any evaluations directly on site and to make the results available directly.
  • the conveying speed signal for setting the conveying speed is sent by the evaluation device, in particular to a conveying speed control device of the machine or the conveying element itself.
  • the conveying speed signal is preferably a digital data record which is transmitted in a wired or wireless manner. This preferably triggers an increase, a decrease or a maintenance of the present conveying speed.
  • the Conveyor speed signal corresponds in particular to a load characteristic value calculated on the basis of the test data set, which characterizes the workloads of the conveyor element, and is interpreted in particular by the conveyor speed control device.
  • an electrical signal is emitted by the conveyor speed control device, which in an advantageous embodiment of the invention is comprised of the same computing unit as the evaluation device.
  • the conveying speed control device in particular by the electrical signal, in particular a hydraulic pressure, a pneumatic pressure, a current, a voltage, a force and / or a moment is adapted to drive the conveying element.
  • the conveying speed control device receives further signals, in particular with higher priority, by means of which it adjusts the conveying speed.
  • the advantage of a conveyor speed signal that is independent of a speed of crop flow objects is that the error entered by determining the crop or conveyor element speed, which makes it difficult or impossible to detect that the conveyor element is too small or too dense, is avoided.
  • the winninggeschwin speed signal is dependent on other dynamic, ie related to the movement of the crop or the conveying element, or stationary, ie on a movement of their independent, quantities. In a majority of these, a significant correlation to the utilization of the conveyor element could be determined, so that the utilization can now be reliably controlled using the conveyor speed signal. The necessary for the generation of the necessary signal capacity is also reduced.
  • the setting of the conveying speed is carried out in particular automatically and independently of the driving speed of the self-propelled or towed machine, as a result of which operating personnel are less distracted.
  • the evaluation device preferably compares the test data record with an output data record generated on the basis of an output image or formed by the latter.
  • the output data record created on the basis of the output image or formed by it was recorded with the same optical image acquisition unit in time before the test image.
  • the output data record results from processing that is the same as that for processing the test data record.
  • brightness values, contrasts or color values are compared.
  • By comparing the test data set with the output data set an evaluation of the dynamic behavior of the crop is simplified and / or trends in the composition can be identified, as a result of which further information on the operating state of the machine and its development can be determined. On the basis of this information, a more functional conveying speed signal can be provided and it can be a temporary one improved utilization can be achieved.
  • the comparison of brightness values, contrasts or color values can also include a statistical evaluation of these respective values.
  • the conveying speed signal for setting the conveying speed which is generated on the basis of the test data set and the output data set, is preferably independent of the speed of the crop and / or of the conveying element, or at least only additionally.
  • the test data set serves as a starting data set for a first execution of the method in a further execution of the method.
  • the test data record of a first embodiment of the method thus resembles the output data record of a further embodiment of the method.
  • both a test image and an output image are recorded each time the method is carried out.
  • the optical image acquisition unit records images with a frequency between 0.1 and 1000 Hertz, preferably a comparison of the test data record with the output data record with a lower frequency, in particular from 0.1 to 10 Hertz, takes place.
  • the method according to the invention is characterized in that the evaluation device determines the conveying speed signal on the basis of an evaluation of the optical flow of the crop resulting from the test and the output data set.
  • the optical flow, which results from the test and the output data record is a data record with movement information of the objects or objects visible in the test image, in particular in the reference system of the imaging optics of the image acquisition unit.
  • the evaluation device preferably calculates at least one movement characteristic data record, in particular for determining the optical flow.
  • the movement characteristic data set identifies a movement, in particular a direction of movement, of at least one object which is at least partially imaged by the test image, in particular by a part of the test image.
  • several objects can be imaged on at least part of the test image at the same time, so that the movement characteristic data record at least indirectly indicates the direction of movement thereof.
  • the conveyor speed signal is generated on the basis of the movement characteristic data record.
  • the movement characteristic data record preferably contains only one piece of information or a numerical value or a plurality of pieces of information or numerical values.
  • the movement characteristic data record is calculated in particular on the basis of both the test data record and the output data record or their comparison, alternatively only on the basis of the test data record.
  • the movement characteristic data record contains an indication by which a movement of the object or objects at least partially depicted is at least partially specified.
  • the movement characteristic data record has information on the direction.
  • the movement data record can have information on a plurality of directions or on an overall direction of movement.
  • the object can be any at least partial representation of an imaged body with a physical extension, in particular in particular at least part of a root crop, a herb, a clod, earth, the conveying element, or combinations thereof.
  • the movement information of any objects or combinations of objects in the test image and in the output image are determined in the determination of the optical flow by comparing at least partially recoverable areas in both images.
  • These retrievable areas can be, for example, the size of a pixel or can be characterized by a pixel, so that no object recognition in the sense of a detection of objects in the form of root crops, stones or the like is necessary.
  • a detailed conclusion about a movement situation of the harvested crop can be calculated.
  • a movement situation arises solely from the consideration of the direction of the movement, preferably without considering the speed.
  • the conveying speed signal and a consequent change in conveying speed can influence the movement situation particularly continuously and in a manner that is particularly error-free and thus achieve an optimal throughput of crop.
  • the movement characteristic data record preferably contains two numerical values, on the basis of which a vector can be generated.
  • the movement characteristic data record preferably comprises two lines in different directions or alternatively an angle and a line.
  • at least one vector can be generated, which is preferably displayed to the user with the test image on a visualization unit. The user thereby receives an image of the movement situation and can check the conveying speed change made by the evaluation device, if desired, for its success.
  • a test sub-data set that is generated on the basis of a first partial image area of the test image is compared with a plurality of output sub-data sets that are generated on the basis of further partial image areas of the output image.
  • an output sub-data record that is generated on the basis of a first partial image area of the output image is compared with a plurality of test sub-data records that are generated on the basis of further partial image areas of the test image.
  • a match between the respective test and initial sub-data sets is assessed.
  • exactly one test sub-data record with exactly one gear sub-record compared.
  • a match between a test and an output sub-data record is particularly good when the sub-picture areas described by them have a great visual similarity.
  • brightnesses, contrasts and / or color values can be compared.
  • the correspondence is evaluated in particular only on the basis of the respective test and output data sets, alternatively on the basis of further data of the test and output data sets.
  • the correspondence is also assessed on the basis of further information that is not part of the test and output data sets and that is recorded in particular by sensors of the machine.
  • an auxiliary variable such as a rotational speed of the conveying element, is taken into account for the evaluation of the match.
  • an expected positional deviation of two partial image areas from the test and the output data record is preferably predetermined and is included in the evaluation of the match.
  • the correspondence is preferably assessed on the basis of a contrast of the components of the test and output sub-data sets on which the partial image areas are based.
  • a determined contrast of the first image area is compared with at least partially matching contrasts of the further partial image areas and the agreement of the contrasts is evaluated, in particular on the basis of a brightness or color gradient or a spatial extension of the contrast.
  • the movement characteristic data record of an object shown by the first partial image area is particularly preferably calculated on the basis of position characteristic values of the test data record and the output data record, which are assigned to the two best matching test and output sub-data records.
  • Both the test data record and the output data record thus contain positional values which represent the position under different image areas of the test image or the output image relative to other image areas or image reference markings or absolutely.
  • the direction of movement is calculated in particular on the basis of a calculation of two differing position characteristic values, for which purpose the position characteristic values include position data of at least two different dimensions.
  • the direction of movement thus indicates from where to where an image area or object represented by the test image or by the output image has moved between the recording of the output image and the recording of the test image, and is in particular different by two movement paths Reference directions defined. This allows a make particularly precise statements regarding the movement situation on the conveyor element and in particular determine whether the crop is blocked or unhindered movement.
  • the evaluation device divides both the test image and the output image into a plurality of image areas which are preferably of equal size, each image area of the test image or of the output image being assigned an image region of the output image or test image which best matches it.
  • Each image area is based in particular on a test or output sub-data record. This enables a plurality of movement characteristic data sets, in particular directions of movement, to be determined and the movement situation to be determined in a higher resolution.
  • a degree of correspondence characterizing the degree of correspondence between a test sub-data set and an output sub-data set has an influence on the conveying speed signal.
  • the direction of movement calculated on the basis thereof has a different meaning in the calculation of the conveying speed signal.
  • the evaluation device preferably generates a movement characteristic data set for different objects at least partially represented with the test image or different first image areas, which in particular comprise exactly one pixel of the test and / or the output image.
  • one movement characteristic data record is determined for a plurality of test and / or output sub-data records, independently of objects shown by the respective images.
  • a movement characteristic data record is particularly preferably generated in each case in particular comprising a movement direction for a plurality of pixels of the test and / or the output image.
  • a movement characteristic data record is generated for each pixel of the test and / or the output image or, alternatively, preferably at least for each pixel of a selected, contiguous section of the test and / or the output image.
  • the evaluation device preferably calculates a movement characteristic data record for a plurality of image areas each comprising at least a first number of pixels and in a later calculation step and taking into account those calculated in the first calculation step Motion characteristic data sets each a further movement characteristic data record for a higher number of deviating image areas which comprise a smaller number of pixels.
  • the evaluation device calculates a movement characteristic data record for a smaller number of larger image areas and in the later calculation step a larger number of movement characteristic data records for smaller image areas, which, when put together, give the same overall picture as the larger picture areas.
  • the movement characteristic data sets calculated in the last calculation step which are assigned in particular to each pixel, are determined by an iterative approximation, and thus the probability of incorrect movement characteristic data sets, which in particular include movement directions that do not correspond to the real movement directions of the objects on the conveying element, minimized.
  • the at least one movement characteristic data record preferably includes at least temporarily a first movement path in a first direction and a second movement path in a second direction and / or a direction and / or a rich direction that deviates from the first, in particular by 90 ° in the image plane total movement distance independent of the direction.
  • the direction and thus the direction of movement of the movement characteristic data set is calculated on the basis of the first and the second movement distance.
  • the movement distances and / or the total movement distance are specified in particular as relative values which are dependent on the positioning, in particular on the orientation of the image acquisition unit and do not require any separate calibration.
  • the evaluation device calculates a utilization characteristic on the basis of at least one movement characteristic of the at least one movement characteristic data characterizing a direction of movement and in particular on the basis of at least one reference characteristic value assigned to the movement characteristic.
  • a utilization characteristic is calculated on the basis of its plurality of movement characteristic values, each movement characteristic value being part of a different movement characteristic data record.
  • the movement characteristic value specifies in particular the extent of a movement in a transverse direction deviating from the conveying direction of the conveying element or specifies a direction of movement, for example an angular indication.
  • the movement parameters are either offset as such to the utilization characteristic or initially offset against the assigned reference characteristic.
  • the reference characteristic value specifies in particular an ideal or global direction in which the crop has to move. Deviations of the movement characteristic values from the reference characteristic value or the reference characteristic values are thus preferably used to calculate the utilization characteristic value.
  • the reference parameters are preferably all the same and indicate the direction in which the crop has to move overall and / or have have different values that assign each image area or test or output sub-record its own direction of movement to be compared.
  • the evaluation device particularly preferably statistically evaluates a plurality of movement characteristic values, which are comprised by different movement characteristic data sets, in order to calculate the utilization characteristic value.
  • the movement characteristics of the pixels of at least part of the test image are preferably involved.
  • the evaluation device calculates a standard deviation of the movement characteristic values, which in particular characterize a direction of movement, from the respective reference characteristic values or from the uniform reference characteristic value.
  • the amounts of the deviation from the movement and reference values are used in particular in that an average amount-based deviation is first calculated.
  • the statistical evaluation of the movement characteristic values and thus the determination of the load characteristic value preferably takes place independently of the amount of the speed of the crop represented by the test image.
  • the differences between the deviations from the mean deviation are then formed and then squared.
  • the squared differences are summed up and divided by the number of movement parameters and the square root of the result is taken.
  • the utilization characteristic value is calculated as the mean value of the movement characteristic values which indicate the direction of movement, or their amounts or their amount-related deviation from the reference characteristic value (s).
  • the mean value is calculated for movement characteristic values which indicate a total movement distance or an average quadratic deviation of these movement characteristic values. In these cases too, the load factor has a significant correlation with the actual tendency of the machine to clog.
  • a statistical evaluation of only the directions of movement of the objects at least partially depicted on the test images is generally provided, in particular using the standard deviation of the direction of movement to one indicated by the main conveying direction (s) of the associated conveying element. given reference direction for determining the conveying speed signal be particularly well suited.
  • the utilization characteristic value is calculated as the mean value of the movement characteristic values, which indicate the direction of movement, or their amounts or their amount-related deviation from the reference characteristic value (s).
  • the mean value is calculated for movement characteristic values which indicate a total movement distance or an average quadratic deviation of these movement characteristic values.
  • the load factor has a significant correlation with the actual tendency of the machine to clog.
  • statistical characteristics that can describe the flow behavior and can be used individually or together with other values as input variables for speed regulation, percentiles over flow lengths or orientations, statistical, absolute or central moments 1., 2.,. .. kth order, or especially histogram comparisons of the current histograms with pre-configurable normal histograms can be used.
  • the evaluation device calculates at least one first portion of the test image formed by at least one image area.
  • the at least one image area at least partially depicts a defined component of the crop or the machine.
  • Utilization characteristic or another utilization characteristic is calculated.
  • the load characteristic value is to be equated with the share in many exemplary embodiments.
  • the component that is statistically represented by the first share is predefined.
  • the test image and / or the test data set are in particular divided into a plurality of preferably equally large image areas.
  • the portion is in particular a portion of these image areas, which at least partially show the constituent parts, of the entire image, the first portion being formed on the basis of a ratio of the number of image areas or on the basis of their common areas.
  • the first portion is a measure of the extent of image areas that depict the component and thus a measure of the density of the component in the field of view of the image acquisition unit or the portion of the test image to be viewed.
  • the component is, in particular, at least partially a root crop component, as a result of which the first fraction at least approximately indicates a concentration of root crops.
  • An image area is in particular evaluated as a component and is assigned to the first component if at least 50% to 100% of its area shows the component.
  • the at least one image area can also be assigned only partially to the first portion or preferably partially assigned to different portions. This is particularly advantageous if, within the framework of the preferably model-based classification method, it is not possible to clearly assign the image area to a corresponding component.
  • probabilities for the allocation to different shares are determined.
  • the image areas are particularly preferably assigned proportionately or partly to different proportions according to the probabilities. As a result, the relationships between the components are mapped even more precisely.
  • the characteristic value is calculated, which in particular characterizes the composition of the crop.
  • the conveying speed can be regulated particularly advantageously, since the cleaning performance of the conveying element or the separating device comprising the conveying element is strongly dependent on the composition of the crop.
  • the conveying speed can preferably be increased with increasing first portion in order to produce a lower occupancy in favor of a larger separating, in particular sieving, effect.
  • the load factor is preferably calculated at least on the basis of the first component or is equal to the first component.
  • the conveying speed signal is preferably dependent on a speed of the crop or of the conveying element. Using a speed value that represents this speed, it is possible in particular to calculate the utilization characteristic value, which therefore has a different informative value.
  • the at least one image area, which forms the first portion, is preferably based in particular on a test data generated on the basis of the image area. set, identified as showing the defined component.
  • the image area is identified on the basis of a test value contained in the test image and / or in the test sub-data record, preferably color information.
  • the color information includes, in particular, black-and-white, gray and / or color channel values of a color space.
  • the test sub-data set, the test value or the color information is preferably classified by a model-based, statistical classification method.
  • An image area is therefore assigned to the first portion in particular if the result of the classification process is assigned to the defined component of the crop or the machine.
  • the classification method uses in particular a neural network, a random forest, a Bayesian classifier, a support vector machine and / or a decision tree. By using the classification method, the result of the calculation of the first portion, in particular of different portions, is particularly robust and powerful in terms of the composition of the crop.
  • the test value or the color information is particularly preferably compared with one or more reference values or reference areas and, based on this, an image area is either assigned to the first portion or not.
  • the reference image is preferably to be acquired by the optical image acquisition unit, with a user in particular having to mark different parts of the reference image as different components. This form of differentiation enables particularly reliable identification of a enables the component on the test image.
  • at least one of the test values of the test sub-data set which in particular comprises the color information, is compared with at least one reference value and an image area is particularly assigned to the first component if at least the at least one test value of the test sub-data set lies within an assigned reference value range .
  • This reference value range is limited in particular by a maximum value and by a minimum value, with different test values preferably having to lie in assigned reference value ranges in order to add the image range to the first portion.
  • the evaluation device automatically or automatically further develops a model on which the classification method is based upon the input of exemplary image areas of the reference image which are to be attributed to the first portion.
  • the evaluation device automatically calculates or changes the at least one reference value range upon input of exemplary image areas of a reference image that are to be attributed to the first portion.
  • the reference values, the reference value ranges or the model or model parameters thereof are therefore at least not completely manually predefined by the user. Instead, it is sufficient to enter at least one exemplary image area, which shows the component, for starting up the evaluation device. Based on the image area, the evaluation device automatically determines the at least one reference value, the at least one reference value area or the model or model parameters thereof.
  • the evaluation device is based on different applications largely independently. The greater the number of image areas entered, the more precisely the reference values, the reference value areas or the model or model parameters thereof can be determined.
  • the method is particularly robust when the entered image areas show the component under different brightness and / or soil conditions. The method can therefore be used reliably even under different application conditions.
  • the evaluation device particularly preferably adjusts the at least one reference value or the reference value ranges during the repeated execution of the method, if necessary with exemplary identification of relevant components by the operator, from which training data for the algorithm can be mapped.
  • the evaluation device automatically extends the scope of the reference data, in particular on the basis of further sensors such as brightness sensors for measuring the ambient brightness, which the evaluation device assigns to test data records recorded essentially at the same time.
  • the user of the method ie in particular the driver or operator of the machine or a machine coupled to it, has the option of manually marking the at least one component on visualized test images in order to expand the scope of the reference data of the evaluation device.
  • the user can differentiate between, for example, potatoes, cabbage, stones and clods and calculate the respective proportions.
  • the method according to the invention is preferably carried out automatically after it has started, with the exception of entering any training data that may be present in the form of marking components.
  • the driver or operator of the machine is easier to operate.
  • the image areas forming the first portion are preferably identified on the basis of image sub-data sets generated on the basis of respectively adjacent image areas or formed thereby.
  • color information preferably also comprising black-and-white and / or gray values, included in the test sub-data sets is used for this purpose.
  • the evaluations of the image areas therefore do not take place solely on the basis of the data assigned to them, but will also use additional data assigned to the surrounding image areas. In this way, brightness and / or color gradients can be determined and the identification takes place on the basis of a broader data basis.
  • the different image areas are preferably weighted differently when calculating the first portion.
  • the contribution of the image areas forming the first part is therefore different. This makes it possible not to calculate the first portion purely on the basis of the perspective representations of the test image, but rather to give particular weight to image regions which show a component of the crop that is further away from the image acquisition unit than image regions which show a component closer to the image acquisition unit . This allows form a perspective-adjusted first part and thus achieve a particularly realistic picture of the crop composition on the conveyor element.
  • the entire test image or a coherent part of the test image is preferably subdivided into, for example, previously described partial image areas.
  • the partial image areas in particular each comprise the same number of pixels of the test image, preferably exactly one pixel.
  • the test image part is a part or section of the test image which comprises a plurality of partial image areas. To calculate the first portion, only the image areas showing the portion that belong to the part of the test image are taken into account. For this purpose, the part of the test image is particularly defined so that it depicts sensitive and monitored zones within the machine.
  • the image area forming the first portion thus comprises, in particular, a plurality of partial image areas of a test image part.
  • the test image or part of the test image is in particular rastered into a plurality of partial image areas, each of which is preferably rectangular.
  • the sub-image areas are formed by exactly one pixel, a particularly large database for evaluating the condition of the crop with regard to its individual components is created, and thus a particularly sensitive control of the operating parameter is made possible.
  • the data supplied by conventional 2D digital cameras with a maximum of a few million pixels as a rule can be processed promptly for an evaluation device equipped with one or more current processors.
  • the test image preferably comprises a plurality of test image parts, for each of which the evaluation device calculates a first portion, in particular a plurality of portions of image areas.
  • the test image parts in particular show different sections of the same conveying element or different conveying elements.
  • test image parts show sections of a conveying element, one of which is arranged in the conveying direction in front of a separating device or a separating element thereof and another behind the separating device or a separating element thereof.
  • the test image parts show different conveying elements, which represent alternative conveying paths for different components of the crop (for example, a conveying element for cleaned root crops, a conveying element for sorted additives).
  • the first portion of a crop flow to the separating device can be compared with the first portion of a root crop mixture outflow from the separating element or the separating device and thus the effectiveness of the separating device can be determined.
  • the conveying speed is set so that, for example, congestions occurring at short notice can be remedied by a slower request or faster removal.
  • an occupancy with crop can be set in relation to an occupancy in the run-up to this area, for example to increase the conveying speed if the occupancy in front of the deflection device is too low.
  • the test image parts depicted or present in the respective test data records can show part of a conveying element in front of a separating or deflecting element of the separating device and part of the conveying element after the separating or deflecting element. If the image analysis shows that too large proportions of e.g.
  • the conveying speed can be adjusted accordingly.
  • the test image parts preferably show different conveying elements after a separating device, in particular a conveying element for discharging a root crop mixture and a conveying element for discharging additions after the same separating device.
  • a first proportion of a component for example root crops
  • different proportions are calculated for the different parts of the test pattern. This makes it possible, for example, to compare a portion of admixtures in the root crop mixture outflow with a portion of root crops in a stream of sorted admixtures and, based on this, adjust the speed of a conveying element assigned to the separating device.
  • the image areas forming the first portion preferably show root crops or parts thereof and a second portion forming image areas or portions thereof.
  • the evaluation device thus calculates at least two different parts.
  • the evaluation device particularly preferably calculates at least four shares le includes a share for machine components, a share for root crops, a share for herb components, a share for soil or clods, a share for stones and / or a share for damaged areas.
  • a share for machine components a share for root crops, a share for herb components, a share for soil or clods, a share for stones and / or a share for damaged areas.
  • the total of the shares is in particular ⁇ 1.
  • a plurality of parts in the calculation of the evaluation device can provide a more precise picture of the composition of the crop or the occupancy of the conveying element.
  • all image areas of the test image or of a test image part are necessarily assigned to a portion.
  • a degree of agreement between test sub-data sets calculated on the basis of the image areas and reference sub-data records is preferably evaluated and each image area is assigned to the part for which the agreement is greatest.
  • the load factor is based on a deviation of the first portion from a threshold value calculated by the evaluation device.
  • the threshold value characterizes an optimal utilization of the conveying element, a deviation from a defined amount triggering an increase or decrease in the conveying speed.
  • the load factor is based in particular on a plurality of components and preferably further data, in particular sensor data.
  • the conveying speed signal is calculated on the basis of a plurality of utilization characteristic values, in particular calculated chronologically one after the other, or at least one previously calculated utilization characteristic value is included in the calculation of the utilization characteristic value.
  • a moving average of the load characteristic is calculated and is the basis of the conveying speed signal or the load characteristic curve is smoothed, in particular using a low-pass filter.
  • At least one sensor transmits sensor data to the evaluation device, which are incorporated into the calculation of the conveying speed signal.
  • the sensor is in particular a sensor, preferably a touch sensor or an ultrasonic sensor, for measuring a crop layer thickness on the conveying element and / or a rotational speed sensor, in particular for measuring a rotational speed of a conveying element drive.
  • It is preferably a sensor for measuring the drive power, for example in the form of a pressure sensor for measuring a hydraulic oil pressure.
  • a slip of the conveying element is determined on the basis of the speed sensor and is transmitted to the evaluation device in the form of the sensor data.
  • a moisture sensor information can also flow into the calculation of the conveying speed signal.
  • the evaluation device has a much more precise picture of the utilization situation in the area of the conveyor element, which in turn can better influence the conveyor speed.
  • the evaluation device preferably triggers either acceleration or deceleration of the conveying speed of at least individual conveying elements of the harvesting machine by means of different conveying speed signals.
  • the evaluation device or the conveying speed control device comprises a three-point controller, which alternatively triggers either the acceleration, the deceleration or a maintenance of the current conveying speed. Acceleration is triggered in particular when the load factor exceeds a predefined first threshold value, a deceleration is triggered accordingly when the load factor falls below a predefined second threshold value.
  • the current absolute value can advantageously be taken into account again.
  • a conveying speed gradient triggered by the conveying speed signal and / or the difference in conveying speeds before and after acceleration or deceleration depending on the utilization is particularly preferred.
  • a speed increment is preferably greater, the smaller the load factor is and / or smaller, the larger the load factor is.
  • exactly one conveying speed is assigned to each load characteristic, which is continuously adjusted to the load characteristic.
  • the evaluation device receives in particular a signal from a speed or speed sensor which is used to monitor the rotational speed of the conveying element.
  • the signal or the circulation speed can be used to calculate how long the period is theoretical. This configuration of the method avoids over-regulation of the conveying speed and the necessary inertia Changes in the movement situation of the crop and thus the load factor are taken into account.
  • the conveying speed signal is preferably transmitted by wire, in particular by means of CAN bus or Ethernet, or wirelessly to the conveying speed control device, the setting of the conveying element preferably having to be released beforehand by an operator via an input at an interface.
  • This form of data transmission makes it particularly easy to integrate the conveyor speed signal into existing data infrastructures and thus easily change the conveyor speed based on the conveyor speed signal.
  • the reliability of the method is increased in particular by the fact that an operator is shown the resulting or to be made setting of the conveying element instead of an automatic setting in particular in the driver's cabin and at an interface (e.g. in the form of a Fluman interface device) via a corresponding Has to release input.
  • the object is also achieved by a machine for harvesting root crops.
  • the machine comprises a machine frame, at least one conveying element, at least one optical image acquisition unit and an evaluation device and is designed to carry out the method described above.
  • the image capture unit is in particular a 2D or 3D camera, preferably a photo or video camera for recording color or black and white images.
  • the image capture unit is preferably assigned at least one light source which illuminates the objects represented by the test image during operation. This allows the movement characteristics rates, in particular on the basis of the contrasts to be determined, are simplified and calculated more reliably.
  • the evaluation device preferably comprises a graphic processor unit, in particular a GPU (Graphical Processing Unit) or GPGPU (General Pur pose Graphical Processing Unit) and / or an FPGA (Field Programmable Gate Array) -based processor unit.
  • a graphic processor unit in particular a GPU (Graphical Processing Unit) or GPGPU (General Pur pose Graphical Processing Unit) and / or an FPGA (Field Programmable Gate Array) -based processor unit.
  • GPU Graphic Processing Unit
  • GPGPU General Pur pose Graphical Processing Unit
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • the machine has at least one sensor coupled to the evaluation device, in particular a tactile or ultrasonic sensor for measuring a crop layer thickness on the conveying element, a sensor for measuring a drive power, for example a pressure sensor for measuring a hydraulic oil pressure, and a moisture sensor and / or a speed sensor arranged on a conveyor element.
  • a sensor for measuring a drive power for example a pressure sensor for measuring a hydraulic oil pressure
  • a moisture sensor and / or a speed sensor arranged on a conveyor element.
  • the machine preferably has a plurality of image recording units which record at least one test image from the same conveying element during operation.
  • the machine preferably has several, in operation, at least one test image of image capturing units accommodating different conveying elements.
  • a plurality of image acquisition units can be used to track the composition of the crop, in particular a course of the first portion along a conveyor line of the machine.
  • the conveying speeds of different conveying elements can thus be set using different, first shares.
  • the conveying element is preferably designed as a sieve belt or as a hedgehog belt.
  • the crop lies on it at least temporarily during operation.
  • the conveying element runs in particular under at least one deflecting roller which extends transversely across the conveying element and crops deflecting therefrom.
  • the steering roller rotates in particular about an axis of rotation, which is set in a plan view of the conveying element by ⁇ 90 ° to the conveying direction of the conveying element.
  • the conveying element and the deflecting roller form a separating device in this case, which is to be monitored using the method according to the invention.
  • the conveying element is designed as a screen star or conveying roller, the conveying speed being a rotational speed thereof.
  • the sieve star promotes the harvested crop in particular by lying on the sieve star with the sieve star rotating at least 135 °, in particular at least 180 °, the axis of rotation of which extends essentially vertically.
  • the conveying element is designed as a conveying roller, it is in particular encompassed by a roller table, with an axis of rotation of the conveying roller in particular being arranged essentially horizontally.
  • the image acquisition unit is preferably arranged such that the test image shows at least two alternative conveying paths for different crop components. As a result, two conveying elements can be monitored with the aid of an image capturing unit, one test image part of the test image each depicting a section of the different conveying elements or crops thereon.
  • one of the conveying elements is designed to convey sorted additions and another of the conveying elements is designed to convey cleaned root crops. This enables a particularly comprehensive picture of the cleaning performance and thus the utilization of the conveying element and / or the separating device comprising the conveying element to be captured.
  • 4 shows a program flow chart for evaluating the conveying speed signal
  • 5 is a view of a test image and its partial evaluation
  • FIG. 8 Fig. 8 u. 9 the object according to FIG. 7 in different side views
  • Fig. 10 likes a partial view of the object. 7 element with a winningele
  • FIG. 11 is a detailed view of a portion shown in FIG. 10 area of the device according to FIG. 7,
  • FIG. 13 is an illustration of the test image of the image acquisition unit according to FIG. 11;
  • Fig. 14 like a separator of the machine. 7 with an image acquisition unit, 15 is a schematic test image taken from the perspective of the image acquisition unit shown in FIG. 14;
  • Fig. 16 like another separator of the machine. 7 with an image acquisition unit
  • 17 is a schematically illustrated test image taken from the perspective of the image acquisition unit shown in FIG. 16,
  • FIG. 19 is a schematic illustration of a test image viewed from the perspective of the image acquisition unit according to FIG. 18,
  • the method according to the invention serves to regulate the operation of a machine 2 for harvesting root crops 4 (cf. FIGS. 6 to 8).
  • at least one test image 8 is recorded by at least one optical image acquisition unit 6, which shows at least one conveying element, initially generally numbered 10, relative to a machine frame 12 of the machine 2, showing crops comprising root crops 4.
  • test image 8 is transmitted to an evaluation device, which generates a separator setting signal for setting at least one operating parameter of a separating device of the machine 2 on the basis of a test data record generated on the basis of the test image 8 or formed by it.
  • the images shown as test images or output images only show schematically the parts relevant for the invention without any borders or boundaries.
  • Digital images taken by a camera may have additional information not shown in the figures. For example, these can already be masked or filtered on the camera side or when a test data record is being created or edited.
  • a crop flow 1.1 of a separating device is captured by means of a first image capturing unit 6 (block 1.2, FIG. 1).
  • the crop flow from two further optical image acquisition units is additionally monitored (blocks 1.3 and 1.4), for example after the exit of the separating device and in the area of a discharge belt for admixtures 5, which by means of of the separator are disconnected.
  • utilization characteristic values LS_1 to LS_3 are determined for the respective measuring points or areas captured by the image acquisition units 6 (blocks 1.5, 1.6,
  • a test image 8 comprising crop is first recorded on a conveyor element 10 (block 3, corresponds to block 1.1) by the image acquisition unit.
  • a relevant image section or part of the test image 8 is extracted according to a first method sequence according to the invention by means of a corresponding filtering or masking.
  • a mask or a region of interest (ROI) is predefined, on the basis of which sections of the test image 8 to be taken into account and not taken into account are distinguished (block 13.1).
  • a movement characteristic value is calculated for a plurality of image areas, in particular for each pixel of the image section (block 13.2).
  • the movement characteristic includes in particular a direction of movement.
  • the majority of movement parameters are then statistically evaluated (block 13.3).
  • the movement parameters are each compared with assigned reference values, which are preferably machine-specific and in particular Update-capable database are provided (block 13.4), and a difference between them is calculated or the movement parameters are compared with a uniform reference parameter and a deviation therefrom is calculated.
  • the movement characteristic values or the calculated deviations are statistically evaluated by the evaluation device, in particular a standard deviation of the movement characteristic values from the reference characteristic values is calculated.
  • a low-pass filter then goes over the continuously evaluated statistics to smooth the determined values (block 13.5).
  • a predefined and, in particular, predeterminable filter time constant is used (block 13.6), which specifies the extent of smoothing.
  • LS load factor
  • the relevant parts of the test image are first extracted (block 2.1).
  • a mask or region of interest can be predefined based on the position of the image acquisition unit 6 (block 2.2), on the basis of which the distances between the test image 8 to be taken into account and not to be taken into account can be distinguished.
  • the proportions of the image regions showing individual crop components are now calculated (block 2.3). In particular, the color information can be evaluated here. These values can be taken from a reference table or can also be specified by operating personnel (block 2.4).
  • the deviations of the calculated proportions from the threshold value are calculated (block 2.6).
  • the threshold value is, for example, an ideal value for the proportion considered (e.g. root crop, quantity 1, quantity 2). This is followed by low-pass filtering in order to smooth the determined deviations (block 2.7). This will be a pleasure.
  • Block 2.8 defined filter time constant used. Subsequently, a further load factor or the load factor LS is calculated based on the smoothed values of the deviations for the individual positions along the conveyor line and the respective proportions (block 2.9).
  • the winning speed signal will be generated based on the or the load characteristic LS, for example by means of a three-point controller described below (block 2.10).
  • Fig. 3 shows a program flow chart for the calculation of the utilization characteristic LS to the conveying speed signal.
  • the load factor LS has a value of -1, 0 or 1 and has been described as above generated.
  • the device listens to or waits for a new utilization characteristic value LS (block 14.1).
  • LS utilization characteristic value
  • the respective utilization characteristic values which in the present case are also simply referred to as “LS”, must be differentiated and are therefore referred to in FIG. 3 as LS_x.
  • the load factor After the load factor has been transferred, the process continues depending on its size.
  • a load characteristic value LS_x of 0 represents a desired load of the separator, a load characteristic of -1 an underload, ie insufficient load of the separator and a load characteristic of 1 an overload, ie an excessive load with a risk of constipation.
  • the utilization characteristic value is 0 this is entered in the memory 14.2 of the last utilization characteristic values (block 14.3) without sending out a conveying speed signal for changing the conveying speed.
  • the utilization characteristic value is 1, a previous utilization characteristic value stored in the memory 14.2 is queried (block 14.4) and then it is determined whether an overload has already been determined after the last stored utilization characteristic value of 0 (block
  • the evaluation device sends out a conveying speed signal to reduce the speed (delay signal, block.
  • the program flow can be optimized by accelerating only after a certain sequence in number of load characteristic values indicating an underload or underload. For example, it is monitored for the respective areas of the conveyor line whether there is an underload (block 14.9) and only then is an acceleration pulse sent (block 14.10).
  • Fig. 4 shows a program flow chart for evaluating the conveyor speed signal.
  • a conveying speed increment or decrement for changing the conveying speed is calculated on the basis of the conveying speed signal 17.1 (block 17.2).
  • values such as the extent of the load factor can be included in the calculation.
  • it can also be taken into account whether the machine is moving further away from the in a fine control range of the speed, e.g. close to the load limit (e.g. difference less than 10%) or in a rough control range Utilization limit is found.
  • the utilization limit can preferably be in the evaluation device as the value is defined from which an excessively large deviation signaling a build-up of material occurs.
  • the conveyor speed increment or decrement is converted by the evaluation device into a speed specification for a separator drive (block 17.5).
  • the resulting conveyor speed signal is sent to the separator device drive (block 17.6). This results in a conveying speed of the separating device (17.4).
  • FIG. 5 and 6 show an example of the evaluation of individual test images.
  • An output image 9 and a test image 8 are shown schematically in FIG. 5, each with root crops 4 on a conveyor line comprising two conveyor elements 10A and 10B.
  • funding elements are generally also numbered “10”.
  • a conveyor element 10 are then one or more conveyor elements from the set of conveyor elements (10A, 10B, 10C, 10D, ).
  • the evaluation device compares the output image 9 with the test image 8 in that the directions of movement of objects shown on the images are determined.
  • An object does not necessarily identify a coherent body, but merely represents in the test image 8 an area which can be identified with regard to its movement and which in particular has the size of an area reproduced via a pixel of the test image 8.
  • the evaluation device thus calculates a direction of movement for each pixel of the Test image 8, evaluates their deviation from a reference direction known for each area - in particular each pixel - and evaluates these deviations statistically.
  • 5 shows an example of a calculated direction of movement in the form of a superimposed vector per root crop 4, regardless of the observation of the movement at the pixel level.
  • Each arrow represents a characteristic movement value
  • the movement characteristic values 20 are statistically evaluated.
  • the movement parameters 20 only comprise a movement direction, not a movement distance possibly indicated by the arrow length.
  • FIG. 5 also shows a histogram with one column per movement characteristic 20. Each column indicates a deviation in the amount of the corresponding movement characteristic 20 from a uniform reference characteristic 22.
  • a utilization characteristic value LS indicated by line 14
  • a standard deviation of these movement characteristic value deviations from the reference characteristic value 22 is formed in particular.
  • the deviations can in particular be squared and then summed up. This sum is then divided by the number of movement parameters 20 and the square root of the resulting quotient is formed.
  • the resulting value is the load factor LS, which is given in the histogram shown.
  • first image areas 16 of the test image 8 are compared with further image areas 18 of the output image 9, each image area 16, 18 comprising the same number of pixels and in particular being rectangular. For a simplified illustration, only a few exemplary image areas 16, 18 are shown in FIG. 9. This results in a motion characteristic value 20 for each image area 16, in particular for each pixel of the test image 8.
  • the evaluation device can determine which load leads to a reduction or increase in the conveyor speed. For example, a speed increase can be carried out with a standard deviation of less than 10 °, the speed can be maintained with a standard deviation of 10 ° to 20 ° and the conveying speed can be reduced with a larger standard deviation.
  • a speed increase can be carried out with a standard deviation of less than 10 °
  • the speed can be maintained with a standard deviation of 10 ° to 20 °
  • the conveying speed can be reduced with a larger standard deviation.
  • it can be determined for the present case as a drop between two conveyor elements 10A and 10B designed as sieve belts based on the evaluation of the recognized directions and their standard deviation whether a crop jam occurs on the conveyor element 10B below.
  • the evaluation device outputs a conveying speed signal for accelerating the conveying element 10B, alternatively or in addition to a reduction in the conveying speed of the conveying element 10A to be conveyed.
  • Fig. 6 shows an example in the upper part of the figure, a test image 8, which also represents the transition from the conveying element 10A to the conveying element 10B.
  • this conveyor section there are root crops 4 and 5 seeds, which can include stones and herbs.
  • the classifiers defined in the training of the algorithm or specified via a database, for example a table with color values in HSV format, individual partial image areas 16 are checked for the presence of the same components.
  • A1 thus shows the portion of root crops 4 in test image 8 and the corresponding test data set, A2 the percentage of cabbage and A3 the percentage of stones.
  • This assignment is preferably carried out on the basis of the color information, preferably also comprising black, white and / or gray values of the individual pixels, ie an image area 19 which is assigned to a portion corresponds in particular to an area of a pixel.
  • the load factor is based on an example, although preferably based on a deviation of the first portion A1 from a threshold value, again generally designated R, which indicates an optimal share distribution of root crops on the observed point on the conveyor line.
  • the load characteristic value LS is set to 1 in the event of a deviation of> 50% from the cleaning threshold value and to 0 in the event of a deviation of ⁇ 50% from the cleaning threshold value.
  • the machine 2 is designed as a pulled potato harvester, with a large number of conveying elements 10 and their associated separating devices being held by a machine frame 12 which is only partially numbered.
  • a machine frame 12 which is only partially numbered.
  • image capturing units 6 which include the crops transported on the conveying elements 10 comprising root crops 4.
  • the optical image acquisition units 6 form individual measuring points for monitoring the respective separation devices.
  • the positions for image acquisition units 6 indicated in FIG. 7 are an area immediately after a lifting device 29 (measuring point MS1), a transition from a first conveying element 10A in the form of a wire belt to a second conveying element 10B in the form of a wire belt, which is additionally enclosed by a coarse herb belt (measuring point MS2), around the transition from this second sieve belt 10B to a further conveying element 10C, comprising a further separating device (measuring point MS3).
  • a conveying element 10E leading to the picking table is monitored with a further image acquisition unit 6 (measuring point MS4), at the same time a further conveying element 10F provided for residues of admixtures 5, in particular stones, is detected.
  • another optical image acquisition unit 6 is present at the picking table 45 (measuring point MS5).
  • An evaluation device can be positioned at any, but preferably in the vicinity of the reading table, centrally accessible location. From The evaluation device can, for example, be given information relating to the setting of the separating devices to an operator on a towing vehicle via a cable 12.1 which can be seen in FIG. 7.
  • the machine 2 shown in FIGS. 8 and 9 in a side view clarifies the positions of the optical image acquisition units 6.
  • the image acquisition unit 6 located at the reading table 45 in the United States can be arranged directly on a drop stage leading to a bunker 33.
  • the conveying element 10A is a screen belt which, coming from a digging device 29, already screens part of the admixtures 5, in particular earth, and via a drop stage to a wide range of res conveyed as a belt conveyor element 10B.
  • This conveying element 10B additionally has a coarse herb belt which is provided for separating the herb present on the potatoes or in the crop.
  • stripping devices 32 are arranged across the width of the conveying element 10B.
  • a height H of the stripping device 32 above the conveying plane of the conveying element 10B is also adjustable.
  • the conveying speeds of the conveying elements 10A and 10B can be set using the method according to the invention.
  • FIG. 11 shows only a coarse herb belt 43 and not the actual conveying element 10B which is designed in the form of a sieve belt (cf. FIG. 13).
  • a test image 8 resulting from the field of view of the optical image acquisition unit 6 shown in dashed lines in FIG. 12 is shown in detail in FIG. 13 (without crop).
  • the evaluations described above are carried out on the basis of the detected movement directions of the crop and / or on the basis of the respective proportions of the crop components and, if necessary, the conveying speeds of the conveying elements are adapted.
  • the crop still present is transferred to a further conveying element 10C with a conveying direction 1C.
  • This is a separator in the form of several superimposed, rotating Umlenkwal zen 24 assigned.
  • the crop is transported in the direction of the conveying element 10D via a pulse exerted by the latter (FIG. 14).
  • a distance H between the conveying element 10C and the lower deflection roller 24 can be set by the operating personnel for the purpose of varying a separation performance.
  • the speeds of at least the conveying and conveying conveyor elements 10C and 10D designed as sieve belts can be varied.
  • a variation of the separation performance or deflection can be achieved via the adjustability of the circulation speeds of the deflection rollers 24.
  • the image acquisition unit 6 shown in FIG. 14 generates the test image shown in FIG. 15, in which a test image part 8A is defined by filtering or masking.
  • a test image part 8B which is viewed behind the deflection rollers 24 from a conveying direction 1C, is defined by filtering.
  • the area of the conveying element 10C located in front of and behind the separating element formed by the deflecting rollers 24 is thus monitored. It is possible to create respective test data sets for both image areas 8A and 8B, or the respective evaluations for the two image areas 8A and 8B can result from the corresponding partial areas of a test data set.
  • the evaluation can only be based on the areas 8A and 8C located in front of the deflecting rollers 24 and bordered by broken lines. For these two areas, for example, permissible component densities can be defined via the respective threshold values R. If, for example, a portion associated with excessive build-up immediately in front of the deflecting rollers, for example of root crops 4, is exceeded, the conveyor belt 10C can be run faster, alternatively or additionally a conveyor belt can be run faster.
  • a height H of the lower ends of fingers 26 of a separator designed as a finger band 26.1 can also be set by the operating personnel as one of several operating parameters.
  • the height H describes the distance of the fingers 26 from the upper edge of the conveyor element designed as a hedgehog belt.
  • an angle of attack of the finger band 26.1 can be designed to be adjustable to a perpendicular to the conveying plane of the conveying element. The same applies to the running speed of the finder tape 26.1.
  • FIG. 16 Another optical image acquisition unit 6 arranged in the area of the conveyor belts 10C and 10D is shown in FIG. 16.
  • This image acquisition unit 6 can be used in addition to the image acquisition unit according to FIG. 14 in order to monitor the crop transport in the inspection image area 8D. In particular, it also serves to monitor the effect of the separating and deflecting device formed by the deflecting rollers 24. In particular, depending on the results of the evaluation of the test images 8 of the optical monitoring unit 6 according to FIG. 14, the conveying element 10D can be adjusted in its conveying speed.
  • a monitoring unit 6 according to FIG. 16 is also assigned a light source 7 for better illumination of the monitored area 8D.
  • Another optical image acquisition unit 6 is provided with an associated light source 7 above a reading table with a view of a conveying element 10E and a conveying element. derelement 10F arranged (Fig. 18).
  • a perspective cleanup is carried out on the basis of the “fish-eye” representation of the image acquisition unit 6.
  • the test image parts 8A and 8B shown in the test image 8 according to FIG. 19 are selected which, on the one hand, serve as a conveying path, the conveying element 10E with conveying direction 1E for the removal of root crops, and, on the other hand, as another conveying path, the conveying element 10F with conveying direction 1 F for conveying away additions 5 monitor in the form of stones.
  • the evaluation described above is used to check whether the proportions of root crops 4 on the conveying element 10F are too large. If this is the case, the upstream conveying element 10D is set more slowly by means of the evaluation device by means of the method according to the invention.
  • the finger band 26.1 shown above the conveyor element 10D designed as a hedgehog belt can be adapted with respect to its separating effect with the fingers 26 shown by way of example and in broken lines behind the cover 40 located in front of it. For example, the distance of the fingers 26 from the conveying element 10D is reduced in order to convey more crop material in the form of root crops 4 onto the conveying element 10E via an associated chute 41.
  • FIG. 20 illustrates the arrangement of optical image acquisition units 6 on pointing measuring points MS1 to MS5 in the case of a schematically illustrated conveying path of a machine 2 designed as a beet harvester.
  • the image acquisition units 6 are in the wake of a lifting device 29 above a roller table 10M and at the end of a roller conveyor Conveyor element 10N arranged (measuring represent MS1 and MS2).
  • a further optical image acquisition unit 6 monitors in particular a conveyor element 10P (measuring point MS3) designed as a screen star.
  • the subsequent conveyor element 10Q which is designed as a star, is also monitored in the same way as a conveyor element 10R, which is designed as a ring elevator (measuring points MS4 and MS5).
  • this can be made to run faster at the instigation of the evaluation device. According to one of several possible control scenarios, this can initially only take place for a certain time until a next check or until a monitoring system detects the removal of the critical state.

Abstract

The invention relates to a method for controlling the operation of a machine (2) for harvesting root crops (4), in which method at least one test image (8) of harvested material comprising root crops (4) moved relative to a machine frame (12) by means of at least one conveying element (10) is recorded by at least one optical image acquisition unit (6), and a conveying speed of the conveying element (10) is adjusted on the basis of a test data set generated with the aid of the test image (8) or formed by same, wherein an evaluation device generates a conveying speed signal independent of a speed of the harvested material on the basis of the test data set in order to adjust the conveying speed. The invention also relates to the aforementioned machine.

Description

Verfahren zur Regelung des Betriebs einer Maschine zum Ernten von Hackfrüchten  Process for regulating the operation of a machine for harvesting root crops
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Betriebs einer Maschine zum Ernten von Hackfrüchten sowie die Maschine. Gemäß dem Verfahren wird durch mindestens eine optische Bilderfassungseinheit zumindest ein Prüfbild von mittels zumindest eines Förderelementes relativ zu einem Maschinenrahmen vorbewegten Erntegut aufgenommen. Das Erntegut umfasst Hackfrüchte. Auf Basis eines anhand des Prüfbildes erzeugten oder durch dieses ausgebildeten Prüfdatensatzes wird ei ne Fördergeschwindigkeit des Förderelementes eingestellt. The invention relates to a method for regulating the operation of a machine for harvesting root crops and the machine. According to the method, at least one test image of crops advanced by means of at least one conveyor element relative to a machine frame is recorded by at least one optical image acquisition unit. The crop includes root crops. A conveying speed of the conveying element is set on the basis of a test data record generated on the basis of the test image or formed by the test image.
Durch das Prüfbild wird Erntegut dargestellt, welches zuvor durch die Maschine zum Ernten von Hackfrüchten aufgenommen wurde. Das Förderelement als Teil der Ma schine dient dabei der Fortbewegung des Erntegutes innerhalb der Maschine, wobei zumindest ein Teil des Erntegutes dabei unmittelbar Kontakt zum Förderelement hat. Mit dem Prüfdatensatz wird die Fördergeschwindigkeit, mit der sich das För derelement bewegt, eingestellt. The test image shows crop that was previously picked up by the machine for harvesting root crops. The conveyor element as part of the machine serves the locomotion of the crop within the machine, with at least part of the crop being in direct contact with the conveyor element. The conveying speed at which the conveying element moves is set with the test data record.
Die Offenlegungsschrift US 2018/0047177 A1 offenbart ein Verfahren, bei dem an hand des Prüfbildes eine Geschwindigkeit des Förderelementes ermittelt wird. Auf Basis dieser ermittelten Geschwindigkeit wird die Fördergeschwindigkeit des För derelementes angepasst. Nachteilig bei den bekannten, gattungsgemäßen Verfahren ist, dass es je nach Ern tebedingungen durch zugehörige Trennaggregate zu signifikanten Beschädigungen der Hackfrüchte oder zu einer großen Menge an Beimengen unter von der Maschine abgeladenen Hackfrüchten kommt. Ergänzend wird daher in der US 2018/0047177 A1 allgemein vorgeschlagen, in Abhängigkeit einer Server-basierten Auswertung von durch die Sensoren der Maschine aufgenommenen dreidimensionalen Daten des Erntegutes, die Ernterate oder ein oder mehrere Konfigurationen der Maschine zu ändern. The laid-open specification US 2018/0047177 A1 discloses a method in which a speed of the conveying element is determined on the basis of the test image. The conveying speed of the conveying element is adjusted on the basis of this determined speed. A disadvantage of the known, generic methods is that, depending on the harvesting conditions, associated separation units cause significant damage to the root crops or to a large amount of admixtures among the root crops unloaded from the machine. In addition, it is therefore generally proposed in US 2018/0047177 A1 to change the harvesting rate or one or more configurations of the machine as a function of a server-based evaluation of three-dimensional data of the crop material recorded by the sensors of the machine.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Op timierung der Auslastung des Förderelementes zugunsten einer verbesserten Scho nung der Hackfrüchte. The object of the present invention is to provide a method for optimizing the utilization of the conveying element in favor of an improved protection of the root crops.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein gattungsgemäßes Verfahren gelöst, bei dem eine Auswertevorrichtung auf Basis des Prüfdatensatzes ein von einer Ge schwindigkeit des Erntegutes unabhängiges Fördergeschwindigkeitssignal zur Ein stellung der Fördergeschwindigkeit erzeugt. Anhand der Auswertevorrichtung wer den der oder die Prüfdatensatze zum Fördergeschwindigkeitssignal verrechnet, auf das die Geschwindigkeit des mit dem Prüfbild abgebildeten Erntegutes und insbe sondere des Förderelementes keinen Einfluss hat. Als Geschwindigkeit des Erntegu tes wird der richtungsunabhängige Geschwindigkeitsbetrag des mittels eines För derelements transportierten Erntegutes verstanden. Entsprechend wird unter einer (Förder-)Geschwindigkeit des Förderelementes dessen richtungsunabhängiger Ge- schwindigkeitsbetrag z.B. der Umlaufgeschwindigkeit eines Siebbandes, eines Siebsterns oder einer Walze verstanden. According to the invention the object is achieved by a generic method in which an evaluation device based on the test data set generates a conveyor speed signal independent of a speed of the crop to adjust the conveyor speed. On the basis of the evaluation device, who the or the test data sets for the conveying speed signal, on which the speed of the crop shown with the test image and in particular the conveyor element has no influence. The speed of the crop is understood to be the direction-independent speed of the crop transported by means of a conveyor element. Accordingly, under a (conveying) speed of the conveying element, its direction-independent speed amount understood, for example, the speed of rotation of a belt, a screen star or a roller.
Die Maschine ist ein im Betrieb selbstfahrendes oder gezogenes Fahrzeug zum Ern ten von Hackfrüchten, insbesondere von Kartoffeln, Rüben, Karotten oder Chicoree. Während der Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Maschine insbesondere in Richtung von Reihen, insbesondere Pflanzdämmen der zu ernten den Hackfrüchte fortbewegt und diese als Teil des Erntegutes in einem kontinuierli chen Prozess vom Erdboden aufgenommen. Nach dem Aufnehmen des Erntegutes wird dieses zumindest teilweise von dem zumindest einen Förderelement relativ zum Maschinenrahmen der Maschine fortbewegt. Das Förderelement dient dabei bevor zugt auch zur Trennung der Hackfrüchte von Beimengen und ist insbesondere Teil einer Trennvorrichtung umfassend zumindest ein Trennelement zur Trennung der auf dem Förderelement angeordneten Hackfrüchte von auf dem Förderelement an geordneten Beimengen. The machine is a self-propelled or towed vehicle for harvesting root crops, especially potatoes, beets, carrots or chicory. During the execution of the method according to the invention, the machine is moved in particular in the direction of rows, in particular planting embankments, of the root crops to be harvested and these are taken up as part of the crop in a continuous process from the ground. After picking up the crop, it is at least partially moved relative to the machine frame of the machine by the at least one conveyor element. The conveying element also serves to separate the root crops from additions and is in particular part of a separating device comprising at least one separating element for separating the root crops arranged on the conveying element from additions arranged on the conveying element.
Alternativ kann es sich bei der Maschine auch um eine Maschine zum Trennen von Hackfrüchten von Beimengen des Ernteguts, z.B. von Kluten, Steinen oder Erde, handeln. Alternatively, the machine can also be a machine for separating root crops from additions to the crop, e.g. of clods, stones or earth.
Insbesondere ist das Förderelement umlaufend oder rotierend. Bevorzugt ist das Förderelement als Siebstern, Siebband, Igelband, Ringelevator oder als Förderwal ze, insbesondere umfasst von einem Walzentisch, ausgebildet. Die Förderge schwindigkeit ist insbesondere eine laterale Geschwindigkeit eines das Erntegut kontaktierenden Förderelementabschnittes, eine Umlauf- oder eine Rotationsge schwindigkeit. Durch die Änderung der Fördergeschwindigkeit wird die Dichte bzw. Füllhöhe des Erntegutes, insbesondere der Hackfrüchte, auf dem Förderelement variiert. In particular, the conveying element is rotating or rotating. The conveying element is preferably designed as a sieve star, sieve belt, hedgehog belt, ring elevator or as a conveyor roller, in particular comprising a roller table. The Förderge speed is in particular a lateral speed of the crop contacting conveyor element section, a circulation or a rotational speed. By changing the conveying speed, the density or filling height of the crop, in particular the root crops, on the conveying element is varied.
Die optische Bilderfassungseinheit ist dazu insbesondere oberhalb des Förderele mentes ortsfest an der Maschine angeordnet. Die Bilderfassungseinheit ist auf das Förderelement und somit im Betrieb auf einen Strom von durch das Förderelement geförderten Erntegut gerichtet. Das erfindungsgemäße Verfahren wird insbesondere ausschließlich während des Erntens mit der Maschine ausgeführt und wiederholt sich dabei vorzugsweise zyklisch. Insbesondere werden Übergänge zwischen ein zelnen Förderelementen, z.B. in Form von Fallstufen, und zu- und abfördernde För derelemente vor und hinter Trennelementen von Trenngeräten überwacht. For this purpose, the optical image acquisition unit is arranged in a stationary manner on the machine, in particular above the conveyor element. The image acquisition unit is directed at the conveying element and thus during operation at a flow of crops conveyed by the conveying element. The method according to the invention is carried out in particular exclusively during the harvesting with the machine and is preferably repeated cyclically. In particular, transitions between individual conveying elements, e.g. in the form of drop levels, and supply and discharge conveying elements in front of and behind separating elements of separating devices.
Das Prüfbild ist insbesondere eine mehrdimensionale, vorzugsweise zweidimensio nale, Abbildung, auf der zumindest ein Teil des Erntegutes mit Hackfrüchten, Bei mengen und/oder das Förderelement abgebildet wird. Auf Grundlage des von der Bilderfassungseinheit aufgenommenen Prüfbildes wird der Prüfdatensatz entweder bereits durch die Bilderfassungseinheit oder durch die Auswertevorrichtung erzeugt. Alternativ kann der Prüfdatensatz durch das Prüfbild selbst ausgebildet sein. Dies gilt insbesondere für Bilderfassungseinheiten, deren Prüfbilder bereits ein für die anschließende Analyse in der Auswertevorrichtung passendes Format besitzen. Der Prüfdatensatz ist insbesondere ein durch Bearbeitung, zum Beispiel Filterung und/oder andere Abbildungen, geschaffene, zumindest temporär im System vorlie- gender Datensatz, dessen Informationen, z.B. Farbwerte, in der Auswertevorrich tung ausgewertet werden. Er kann z.B. als Bilddatei, Tabelle, Matrix oder Vektorfeld vorliegen. Das Prüfbild bzw. der Prüfdatensatz wird von der Bilderfassungseinheit an die Auswertevorrichtung übertragen. Die optische Bilderfassungseinheit ist insbe sondere als digitale Foto- oder Videokamera zur zweidimensionalen Aufnahme des Prüfbildes oder als Zeilenkamera ausgebildet. Sofern sich nachfolgend im Zusam menhang mit der Bearbeitung der Bildinformationen in der Auswertevorrichtung auf das Prüfbild bezogen wird, kann es sich in diesem Zusammenhang um den Prüfda tensatz handeln. The test image is, in particular, a multidimensional, preferably two-dimensional, image, on which at least part of the harvested crop with root crops, quantities and / or the conveying element is depicted. On the basis of the test image recorded by the image acquisition unit, the test data record is either already generated by the image acquisition unit or by the evaluation device. Alternatively, the test data record can be formed by the test image itself. This applies in particular to image acquisition units whose test images already have a format suitable for the subsequent analysis in the evaluation device. The test data record is, in particular, one that is created by processing, for example filtering and / or other images, and is at least temporarily available in the system. gender data set, the information of which, for example, color values, is evaluated in the evaluation device. It can be available as an image file, table, matrix or vector field, for example. The test image or the test data record is transmitted from the image acquisition unit to the evaluation device. The optical image capture unit is designed in particular as a digital photo or video camera for two-dimensional recording of the test image or as a line scan camera. Insofar as reference is subsequently made to the test image in connection with the processing of the image information in the evaluation device, this can be the test data record in this context.
Die Auswertevorrichtung dient zur Auswertung des Prüfdatensatzes. Die Auswerte vorrichtung umfasst zumindest einen Prozessor und ist entweder als zentrale Re cheneinheit oder als dezentrales System umfassend zumindest einen Prozessor und zumindest einen Speicher mit unterschiedlichen Positionen an Bestandteilen der Maschine ausgebildet. Es handelt sich somit um ein lokales System, um etwaige Auswertungen unmittelbar vor Ort vornehmen und die Ergebnisse direkt zur Verfü gung zu stellen. The evaluation device is used to evaluate the test data set. The evaluation device comprises at least one processor and is designed either as a central computing unit or as a decentralized system comprising at least one processor and at least one memory with different positions on components of the machine. It is therefore a local system to carry out any evaluations directly on site and to make the results available directly.
Das Fördergeschwindigkeitssignal zur Einstellung der Fördergeschwindigkeit wird durch die Auswertevorrichtung insbesondere an ein Fördergeschwindigkeitssteuer gerät der Maschine oder das Förderelement selbst versendet. Bevorzugt ist das Fördergeschwindigkeitssignal ein digitaler Datensatz, der kabelgebunden oder drahtlos übersendet wird. Dadurch ausgelöst wird bevorzugt eine Erhöhung, eine Verringerung oder eine Beibehaltung der vorliegenden Fördergeschwindigkeit. Das Fördergeschwindigkeitssignal entspricht insbesondere einem anhand des Prüfda tensatzes berechneten Auslastungskennwert, welcher die Auslastungen des För derelementes kennzeichnet, und wird durch das Fördergeschwindigkeitssteuergerät insbesondere interpretiert. Vom Fördergeschwindigkeitssteuergerät, welches in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung von derselben Recheneinheit wie die Auswertevorrichtung umfasst ist, wird insbesondere ein elektrisches Signal ausge geben. Durch das Fördergeschwindigkeitssteuergerät, insbesondere durch das elektrische Signal, wird insbesondere ein Hydraulikdruck, ein Pneumatikdruck, ein Strom, eine Spannung, eine Kraft und/oder ein Moment zum Antrieb des Förderele mentes angepasst. Insbesondere empfängt das Fördergeschwindigkeitssteuergerät neben dem Fördergeschwindigkeitssignal weitere insbesondere höher priorisierte Signale, anhand derer es die Fördergeschwindigkeit anpasst. The conveying speed signal for setting the conveying speed is sent by the evaluation device, in particular to a conveying speed control device of the machine or the conveying element itself. The conveying speed signal is preferably a digital data record which is transmitted in a wired or wireless manner. This preferably triggers an increase, a decrease or a maintenance of the present conveying speed. The Conveyor speed signal corresponds in particular to a load characteristic value calculated on the basis of the test data set, which characterizes the workloads of the conveyor element, and is interpreted in particular by the conveyor speed control device. In particular, an electrical signal is emitted by the conveyor speed control device, which in an advantageous embodiment of the invention is comprised of the same computing unit as the evaluation device. By means of the conveying speed control device, in particular by the electrical signal, in particular a hydraulic pressure, a pneumatic pressure, a current, a voltage, a force and / or a moment is adapted to drive the conveying element. In particular, in addition to the conveying speed signal, the conveying speed control device receives further signals, in particular with higher priority, by means of which it adjusts the conveying speed.
Vorteil eines von einer Geschwindigkeit aufgenommener Erntegutflussobjekte unab hängigen Fördergeschwindigkeitssignals ist, dass der durch die Bestimmung der Erntegut- bzw. Förderelementgeschwindigkeit eingetragene Fehler, durch welchen eine Erkennung einer zu geringen oder zu dichten Belegung des Förderelementes erschwert oder verhindert wird, vermieden wird. Stattdessen ist das Fördergeschwin digkeitssignal von anderen dynamischen, d.h. mit der Bewegung des Erntegutes bzw. des Förderelementes in Zusammenhang stehenden, oder stationären, d.h. von einer Bewegung derer unabhängigen, Größen abhängig. Bei einer Mehrzahl derer konnte eine signifikante Korrelation zur Auslastung des Förderelementes festgestellt werden, wodurch die Auslastungen nun zuverlässig anhand des Fördergeschwindig keitssignals geregelt werden kann. Die für die Erzeugung des Fördergeschwindig- keitssignals notwendige Rechnerkapazität ist zudem reduziert. Insbesondere ist so mit eine von der Fahrgeschwindigkeit und/oder vom durch die Maschine aufgenom menen Erntegut weitgehend unabhängige Regelung der Belegung des Förderele mentes, d.h. der Dichte von Erntegut auf bzw. in dem Förderelement, regelbar. So mit werden die erntenden Hackfrüchte bei optimalen Förderbedingungen gefördert und dabei optimal gereinigt und Beschädigungen vermieden. The advantage of a conveyor speed signal that is independent of a speed of crop flow objects is that the error entered by determining the crop or conveyor element speed, which makes it difficult or impossible to detect that the conveyor element is too small or too dense, is avoided. Instead, the Fördergeschwin speed signal is dependent on other dynamic, ie related to the movement of the crop or the conveying element, or stationary, ie on a movement of their independent, quantities. In a majority of these, a significant correlation to the utilization of the conveyor element could be determined, so that the utilization can now be reliably controlled using the conveyor speed signal. The necessary for the generation of the necessary signal capacity is also reduced. In particular, with a largely independent of the driving speed and / or of the crop picked up by the machine crop regulation of the occupancy of the conveying element, ie the density of crop on or in the conveying element, can be regulated. This way, the harvesting root crops are conveyed under optimal conditions and are optimally cleaned and damage avoided.
Die Einstellung der Fördergeschwindigkeit erfolgt insbesondere automatisch und unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit der selbstfahrenden oder gezogenen Ma schine, wodurch etwaiges Bedienpersonal weniger abgelenkt wird. The setting of the conveying speed is carried out in particular automatically and independently of the driving speed of the self-propelled or towed machine, as a result of which operating personnel are less distracted.
Bevorzugt vergleicht die Auswertevorrichtung den Prüfdatensatz mit einem anhand eines Ausgangsbildes erzeugten oder durch diesen ausgebildeten Ausgangsdaten satz. Besonders bevorzugt wurde der auf Basis des Ausgangsbildes geschaffene oder durch diesen ausgebildeten Ausgangsdatensatz zeitlich vor dem Prüfbild mit der gleichen optischen Bilderfassungseinheit aufgenommen. Der Ausgangsdaten satz entsteht aus einer zur Bearbeitung des Prüfdatensatzes gleichen Bearbeitung. Insbesondere werden beim Vergleich von Prüfbild- und Ausgangsdatensatz Hellig keitswerte, Kontraste oder Farbwerte verglichen. Durch den Vergleich des Prüfda tensatzes mit dem Ausgangsdatensatz ist eine Auswertung des dynamischen Ver haltens des Erntegutes vereinfacht und/oder Trends bei der Zusammensetzung er kennbar, wodurch sich weitere Informationen zum Betriebszustand der Maschine und dessen Entwicklung ermitteln lassen. Auf Basis dieser Informationen ist ein fun dierteres Fördergeschwindigkeitssignal bereitstellbar und es kann eine temporär verbesserte Auslastung erreicht werden. Der Vergleich von Helligkeitswerten, Kon trasten oder Farbwerten kann auch eine statistische Auswertung dieser jeweiligen Werte beinhalten. The evaluation device preferably compares the test data record with an output data record generated on the basis of an output image or formed by the latter. Particularly preferably, the output data record created on the basis of the output image or formed by it was recorded with the same optical image acquisition unit in time before the test image. The output data record results from processing that is the same as that for processing the test data record. In particular, when comparing the test image and the output data set, brightness values, contrasts or color values are compared. By comparing the test data set with the output data set, an evaluation of the dynamic behavior of the crop is simplified and / or trends in the composition can be identified, as a result of which further information on the operating state of the machine and its development can be determined. On the basis of this information, a more functional conveying speed signal can be provided and it can be a temporary one improved utilization can be achieved. The comparison of brightness values, contrasts or color values can also include a statistical evaluation of these respective values.
Das auf Basis des Prüfdatensatzes und des Ausgangsdatensatzes erzeugte Förder geschwindigkeitssignal zur Einstellung der Fördergeschwindigkeit ist bevorzugt ent weder von der Geschwindigkeit des Erntegutes und/oder des Förderelementes un abhängig oder zumindest nur zusätzlich davon abhängig. Durch ergänzende Be rücksichtigung der Geschwindigkeit lassen sich abweichende und bei speziellen Hackfrüchten relevante Einflüsse auf die Auslastung feststellen und somit für diese Fälle ein optimiertes Fördergeschwindigkeitssignal bereitstellen. The conveying speed signal for setting the conveying speed, which is generated on the basis of the test data set and the output data set, is preferably independent of the speed of the crop and / or of the conveying element, or at least only additionally. By taking the speed into account in addition, deviating influences relevant to the utilization of special root crops can be determined and an optimized conveying speed signal can be provided for these cases.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dient der Prüfdatensatz einer ers ten Ausführung des Verfahrens bei einer weiteren Ausführung des Verfahrens als Ausgangsdatensatz. Der Prüfdatensatz einer ersten Ausführung des Verfahrens gleicht damit dem Ausgangsdatensatz einer weiteren Ausführung des Verfahrens. Alternativ wird bei jeder Ausführung des Verfahrens sowohl ein Prüfbild als auch ein Ausgangsbild aufgenommen. Insbesondere nimmt die optische Bilderfassungsein heit Bilder mit einer Frequenz zwischen 0,1 und 1000 Hertz auf, wobei bevorzugt ein Vergleich des Prüfdatensatzes mit dem Ausgangsdatensatz mit einer geringeren Frequenz, insbesondere von 0,1 bis 10 Hertz, stattfindet. Durch diese Verfahrens merkmale basiert das Fördergeschwindigkeitssignal auf einer besonders hochaufge lösten Datengrundlage und lässt sich das Verfahren gleichsam effizient ausführen. Insbesondere zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, dass die Auswertevorrichtung das Fördergeschwindigkeitssignal auf Basis einer Auswertung des sich aus dem Prüf- und dem Ausgangsdatensatz ergebenden optischen Flusses des Ernteguts ermittelt. Der optische Fluss, der sich aus dem Prüf- und dem Aus gangsdatensatz ergibt, ist ein Datensatz mit Bewegungsinformationen des oder in dem Prüfbild sichtbaren Objekte, insbesondere im Bezugssystem der Abbildungsop tik der Bilderfassungseinheit. In an advantageous embodiment of the invention, the test data set serves as a starting data set for a first execution of the method in a further execution of the method. The test data record of a first embodiment of the method thus resembles the output data record of a further embodiment of the method. Alternatively, both a test image and an output image are recorded each time the method is carried out. In particular, the optical image acquisition unit records images with a frequency between 0.1 and 1000 Hertz, preferably a comparison of the test data record with the output data record with a lower frequency, in particular from 0.1 to 10 Hertz, takes place. With these process features, the conveying speed signal is based on a particularly high-resolution data basis and the process can be carried out efficiently, as it were. In particular, the method according to the invention is characterized in that the evaluation device determines the conveying speed signal on the basis of an evaluation of the optical flow of the crop resulting from the test and the output data set. The optical flow, which results from the test and the output data record, is a data record with movement information of the objects or objects visible in the test image, in particular in the reference system of the imaging optics of the image acquisition unit.
Vorzugsweise berechnet die Auswertevorrichtung, insbesondere zur Bestimmung des optischen Flusses, zumindest einen Bewegungskenndatensatz. Der Bewe gungskenndatensatz kennzeichnet eine Bewegung, insbesondere eine Bewegungs richtung, zumindest eines durch das Prüfbild, insbesondere durch einen Teil des Prüfbildes, zumindest teilweise abgebildeten Objektes. Insbesondere können mehre re Objekte auf zumindest einem Teil des Prüfbildes gleichzeitig abgebildet werden, so dass der Bewegungskenndatensatz zumindest mittelbar die Bewegungsrichtung dieser angibt. Auf Basis des Bewegungskenndatensatzes wird das Fördergeschwin digkeitssignal erzeugt. The evaluation device preferably calculates at least one movement characteristic data record, in particular for determining the optical flow. The movement characteristic data set identifies a movement, in particular a direction of movement, of at least one object which is at least partially imaged by the test image, in particular by a part of the test image. In particular, several objects can be imaged on at least part of the test image at the same time, so that the movement characteristic data record at least indirectly indicates the direction of movement thereof. The conveyor speed signal is generated on the basis of the movement characteristic data record.
Der Bewegungskenndatensatz enthält bevorzugt nur eine Information bzw. einen Zahlenwert oder eine Mehrzahl von Informationen bzw. Zahlenwerten. Der Bewe gungskenndatensatz wird insbesondere auf Basis sowohl des Prüfdatensatzes als auch des Ausgangsdatensatzes bzw. deren Vergleiches, alternativ lediglich auf Ba sis des Prüfdatensatzes, berechnet. Der Bewegungskenndatensatz enthält eine Angabe, durch die eine Bewegung des oder der zumindest teilweise abgebildeten Objekte zumindest teilweise spezifiziert wird. Insbesondere weist der Bewegungskenndatensatz eine Information zur Rich tung auf. Bei mehreren gegebenenfalls nur teilweise dargestellten Objekten kann der Bewegungsdatensatz Informationen zu mehreren Richtungen oder zu einer Ge samtbewegungsrichtung aufweisen. Das Objekt kann dabei jede zumindest teilweise Darstellung eines abgebildeten Körpers mit einer physischen Erstreckung, insbe sondere zumindest ein Teil einer Hackfrucht, eines Krauthalms, eines Kluten, von Erde, des Förderelements, oder Kombinationen davon sein. The movement characteristic data record preferably contains only one piece of information or a numerical value or a plurality of pieces of information or numerical values. The movement characteristic data record is calculated in particular on the basis of both the test data record and the output data record or their comparison, alternatively only on the basis of the test data record. The movement characteristic data record contains an indication by which a movement of the object or objects at least partially depicted is at least partially specified. In particular, the movement characteristic data record has information on the direction. In the case of several objects, which may only be partially shown, the movement data record can have information on a plurality of directions or on an overall direction of movement. The object can be any at least partial representation of an imaged body with a physical extension, in particular in particular at least part of a root crop, a herb, a clod, earth, the conveying element, or combinations thereof.
Die Bewegungsinformationen etwaiger Objekte oder Kombinationen von Objekten im Prüfbild und im Ausgangsbild werden in der Bestimmung des optischen Flusses durch Vergleich zumindest in Teilen wieder auffindbarer Bereiche in beiden Bildern ermittelt. Diese wiederauffindbaren Bereiche können zum Beispiel die Größe eines Pixels besitzen bzw. durch ein Pixel charakterisiert werden, so dass keine Objekter kennung im Sinne einer Detektion von Objekten in Form von Hackfrüchten, Steinen oder dergleichen notwendig ist. The movement information of any objects or combinations of objects in the test image and in the output image are determined in the determination of the optical flow by comparing at least partially recoverable areas in both images. These retrievable areas can be, for example, the size of a pixel or can be characterized by a pixel, so that no object recognition in the sense of a detection of objects in the form of root crops, stones or the like is necessary.
Durch die Berücksichtigung des die Bewegung eines abgebildeten Objektes kenn zeichnenden Bewegungskenndatensatzes lässt sich ein detaillierter Rückschluss auf eine Bewegungssituation des abgebildeten Erntegutes berechnen. Insbesondere ergibt sich eine Bewegungssituation bereits allein aus der Betrachtung der Richtung der Bewegung, vorzugsweise unter Verzicht auf die Betrachtung der Geschwindig keit. Insbesondere lässt sich durch das Fördergeschwindigkeitssignal und eine damit ausgelöste Fördergeschwindigkeitsänderung die Bewegungssituation besonders fehlerunanfällig und kontinuierlich beeinflussen und somit ein optimaler Durchsatz an Erntegut erreichen. By taking into account the movement characteristic data set which characterizes the movement of a depicted object, a detailed conclusion about a movement situation of the harvested crop can be calculated. In particular, a movement situation arises solely from the consideration of the direction of the movement, preferably without considering the speed. In particular, the conveying speed signal and a consequent change in conveying speed can influence the movement situation particularly continuously and in a manner that is particularly error-free and thus achieve an optimal throughput of crop.
Bevorzugt enthält der Bewegungskenndatensatz zwei Zahlenwerte, auf deren Basis ein Vektor erzeugt werden kann. Bevorzugt umfasst der Bewegungskenndatensatz zwei Strecken in unterschiedliche Richtungen oder alternativ einen Winkel sowie eine Strecke. Dadurch lässt sich zumindest ein Vektor erzeugen, der bevorzugt mit dem Prüfbild auf einer Visualisierungseinheit für einen Benutzer dargestellt wird. Der Benutzer erhält hierdurch ein Abbild der Bewegungssituation und kann die von der Auswertevorrichtung vorgenommene Fördergeschwindigkeitsänderung falls ge wünscht auf ihren Erfolg hin überprüfen. The movement characteristic data record preferably contains two numerical values, on the basis of which a vector can be generated. The movement characteristic data record preferably comprises two lines in different directions or alternatively an angle and a line. As a result, at least one vector can be generated, which is preferably displayed to the user with the test image on a visualization unit. The user thereby receives an image of the movement situation and can check the conveying speed change made by the evaluation device, if desired, for its success.
Vorzugsweise wird zur Berechnung des zumindest einen Bewegungskenndatensat zes ein Prüfunterdatensatz, der anhand eines ersten Teilbildbereich des Prüfbildes erzeugt ist, mit mehreren Ausgangsunterdatensätzen, welche anhand weiterer Teil bildbereiche des Ausgangsbildes erzeugt sind, verglichen. Alternativ wird ein Aus gangsunterdatensatz, der anhand eines ersten Teilbildbereichs des Ausgangsbildes erzeugt ist, mit mehreren Prüfunterdatensätzen verglichen, die anhand weiterer Teil bildbereiche des Prüfbildes erzeugt sind. Bei jedem Vergleich wird eine Überein stimmung der jeweiligen Prüf- und Ausgangsunterdatensätze bewertet. Bei jedem Vergleich wird insbesondere genau ein Prüfunterdatensatz mit genau einem Aus- gangsunterdatensatz verglichen. Eine Übereinstimmung von einem Prüf- und einem Ausgangsunterdatensatz ist insbesondere dann besonders gut, wenn die von diesen beschriebenen Teilbildbereiche optisch eine große Ähnlichkeit haben. Zur Bestim mung der Ähnlichkeit können Helligkeiten, Kontraste und/oder Farbwerte verglichen werden. For calculating the at least one movement characteristic data set, a test sub-data set that is generated on the basis of a first partial image area of the test image is compared with a plurality of output sub-data sets that are generated on the basis of further partial image areas of the output image. Alternatively, an output sub-data record that is generated on the basis of a first partial image area of the output image is compared with a plurality of test sub-data records that are generated on the basis of further partial image areas of the test image. For each comparison, a match between the respective test and initial sub-data sets is assessed. In each comparison, in particular exactly one test sub-data record with exactly one gear sub-record compared. A match between a test and an output sub-data record is particularly good when the sub-picture areas described by them have a great visual similarity. To determine the similarity, brightnesses, contrasts and / or color values can be compared.
Die Übereinstimmung wird insbesondere lediglich anhand der jeweiligen Prüf- und Ausgangsdatensätze, alternativ anhand weiterer Daten der Prüf- und Ausgangsda tensätze bewertet. In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung wird die Überein stimmung auch anhand von weiteren Informationen, die nicht Teil der Prüf- und Ausgangsdatensätze sind und die insbesondere durch Sensoren der Maschine auf genommen sind, bewertet. Insbesondere wird für die Bewertung der Übereinstim mung eine Hilfsgröße wie etwa eine Umlaufgeschwindigkeit des Förderelements berücksichtigt. Dadurch wird bevorzugt etwa eine erwartete Positionsabweichung zweier Teilbildbereiche aus dem Prüf- und dem Ausgangsdatensatz vorherbestimmt und fließt in die Bewertung der Übereinstimmung ein. The correspondence is evaluated in particular only on the basis of the respective test and output data sets, alternatively on the basis of further data of the test and output data sets. In another preferred embodiment, the correspondence is also assessed on the basis of further information that is not part of the test and output data sets and that is recorded in particular by sensors of the machine. In particular, an auxiliary variable, such as a rotational speed of the conveying element, is taken into account for the evaluation of the match. As a result, an expected positional deviation of two partial image areas from the test and the output data record is preferably predetermined and is included in the evaluation of the match.
Bevorzugt wird die Übereinstimmung auf Basis von einem Kontrast der den Teilbild bereichen zugrunde liegenden Bestandteile der Prüf- und Ausgangsunterdatensätze bewertet. Insbesondere wird ein festgestellter Kontrast des ersten Bildbereiches mit zumindest teilweise übereinstimmenden Kontrasten der weiteren Teilbildbereiche verglichen und die Übereinstimmung der Kontraste, insbesondere auf Basis eines Helligkeits- oder Farbgradienten oder einer räumlichen Erstreckung des Kontrastes, bewertet. Durch diese Form der Bewertung der Übereinstimmung unterschiedlicher Teilbildbereiche lassen sich Teilbildbereiche, die zumindest teilweise dasselbe Ob jekt zeigen, besonders zuverlässig einander zuordnen und dadurch eine Bewegung des Erntegutes nachvollziehen, unabhängig davon ob komplette Teile des Erntegu tes wie z.B. Kartoffeln, Steine oder dergleichen abgebildet sind. Dadurch kann das Fördergeschwindigkeitssignal auf Basis einer größeren Menge an Informationen be rechnet werden und dadurch die Geschwindigkeit der Erntemaschine besonders exakt in Abhängigkeit der Bewegungssituation gesteuert werden. The correspondence is preferably assessed on the basis of a contrast of the components of the test and output sub-data sets on which the partial image areas are based. In particular, a determined contrast of the first image area is compared with at least partially matching contrasts of the further partial image areas and the agreement of the contrasts is evaluated, in particular on the basis of a brightness or color gradient or a spatial extension of the contrast. Through this form of assessing the match of different Sub-image areas can be assigned to one another in a particularly reliable manner, and at least partially show the same object, and thereby track movement of the crop, regardless of whether complete parts of the crop, such as potatoes, stones or the like, are shown. As a result, the conveying speed signal can be calculated on the basis of a larger amount of information, and the speed of the harvesting machine can thereby be controlled particularly precisely depending on the movement situation.
Besonders bevorzugt wird der Bewegungskenndatensatz eines vom ersten Teilbild bereich gezeigten Objekts, insbesondere eine davon umfasste Bewegungsrichtung, auf Basis von Positionskennwerten des Prüfdatensatzes und des Ausgangsdaten satzes, welche den beiden am besten übereinstimmenden Prüf- und Ausgangsun terdatensätzen zugeordnet sind, berechnet. Sowohl der Prüfdatensatz als auch der Ausgangsdatensatz enthält somit Positionskennwerte, welche die Position unter schiedlicher Bildbereiche des Prüfbildes bzw. des Ausgangsbildes relativ zu weite ren Bildbereichen oder Bildreferenzmarkierungen oder absolut wiedergeben. Die Bewegungsrichtung wird im Einzelnen insbesondere anhand einer Verrechnung zweier voneinander abweichender Positionskennwerte berechnet, wozu die Positi onskennwerte insbesondere Lagedaten zumindest zweier unterschiedlicher Dimen sionen beinhalten. Die Bewegungsrichtung zeigt somit an, von wo nach wo sich ein durch das Prüfbild oder durch das Ausgangsbild dargestellter Bildbereich bzw. dar gestelltes Objekt sich zwischen der Aufnahme des Ausgangsbildes und der Auf nahme des Prüfbildes bewegt hat, und ist insbesondere durch zwei Bewegungsstre cken in unterschiedliche Referenzrichtungen definiert. Dadurch lässt sich eine be- sonders genaue Aussage betreffend die Bewegungssituation auf dem Förderele ment treffen und insbesondere eine Verstopfung oder eine ungehinderte Fortbewe gung des Erntegutes feststellen. The movement characteristic data record of an object shown by the first partial image area, in particular a movement direction encompassed by it, is particularly preferably calculated on the basis of position characteristic values of the test data record and the output data record, which are assigned to the two best matching test and output sub-data records. Both the test data record and the output data record thus contain positional values which represent the position under different image areas of the test image or the output image relative to other image areas or image reference markings or absolutely. The direction of movement is calculated in particular on the basis of a calculation of two differing position characteristic values, for which purpose the position characteristic values include position data of at least two different dimensions. The direction of movement thus indicates from where to where an image area or object represented by the test image or by the output image has moved between the recording of the output image and the recording of the test image, and is in particular different by two movement paths Reference directions defined. This allows a make particularly precise statements regarding the movement situation on the conveyor element and in particular determine whether the crop is blocked or unhindered movement.
Insbesondere teilt die Auswertevorrichtung sowohl das Prüf- als auch das Aus gangsbild in eine Mehrzahl von bevorzugt gleich großen Bildbereichen ein, wobei jedem Bildbereich des Prüfbildes oder des Ausgangsbildes ein damit am besten übereinstimmender Bildbereich des Ausgangsbildes bzw. Prüfbildes zugeordnet wird. Jedem Bildbereich liegt insbesondere ein Prüf- oder Ausgangsunterdatensatz zugrunde. Dadurch lässt sich eine Mehrzahl von Bewegungskenndatensätzen, ins besondere von Bewegungsrichtungen, ermitteln und die Bewegungssituation höher aufgelöst feststellen. In particular, the evaluation device divides both the test image and the output image into a plurality of image areas which are preferably of equal size, each image area of the test image or of the output image being assigned an image region of the output image or test image which best matches it. Each image area is based in particular on a test or output sub-data record. This enables a plurality of movement characteristic data sets, in particular directions of movement, to be determined and the movement situation to be determined in a higher resolution.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung hat ein den Grad der Überein stimmung eines Prüfunterdatensatzes und eines Ausgangsunterdatensatzes kenn zeichnender Übereinstimmungskennwert Einfluss auf das Fördergeschwindigkeits signal. Je nachdem, wie groß der Grad der Übereinstimmung der am besten über einstimmenden Prüf- und Ausgangsunterdatensätze ist, kommt der auf deren Basis berechneten Bewegungsrichtung insbesondere eine unterschiedliche Bedeutung bei der Berechnung des Fördergeschwindigkeitssignals zu. Somit hat eine eindeutig nachzuvollziehende Bewegung eines Objektes einen größeren Einfluss auf das För dergeschwindigkeitssignal als eine Bewegung, die nur anhand zweier relativ unter schiedlicher Prüf- und Ausgangsunterdatensätze vermeintlich nachvollzogen werden konnte. Das steigert die Aussagekraft der Bewegungskenndatensätze insgesamt und somit den Wert des Fördergeschwindigkeitssignals. In an advantageous embodiment of the invention, a degree of correspondence characterizing the degree of correspondence between a test sub-data set and an output sub-data set has an influence on the conveying speed signal. Depending on how great the degree of correspondence between the best matched test and output sub-data sets is, the direction of movement calculated on the basis thereof has a different meaning in the calculation of the conveying speed signal. Thus, a clearly understandable movement of an object has a greater influence on the conveying speed signal than a movement that is supposed to be traced only on the basis of two relatively different test and output sub-data sets could. This increases the meaningfulness of the movement characteristic data sets as a whole and thus the value of the conveyor speed signal.
Vorzugsweise erzeugt die Auswertevorrichtung jeweils einen Bewegungskenndaten satz für unterschiedliche mit dem Prüfbild zumindest teilweise dargestellte Objekte oder unterschiedliche erste Bildbereiche, die insbesondere genau einen Pixel des Prüf- und/oder des Ausgangsbildes umfassen. Insbesondere wird je ein Bewe gungskenndatensatz für eine Mehrzahl an Prüf- und/oder Ausgangsunterdatensät zen ermittelt, unabhängig von durch die jeweiligen Bilder gezeigten Objekten. Be sonders bevorzugt wird je ein Bewegungskenndatensatz insbesondere umfassend eine Bewegungsrichtung für mehrere Pixel des Prüf- und/oder des Ausgangsbildes erzeugt. Insbesondere wird für jeden Pixel des Prüf- und/oder des Ausgangsbildes ein Bewegungskenndatensatz erzeugt oder alternativ bevorzugt zumindest für jeden Pixel eines ausgewählten, zusammenhängenden Abschnittes des Prüf- und/oder des Ausgangsbildes. Durch diese Anzahl an Bewegungskenndatensätzen und Auf lösung bei der Ermittlung derer lässt sich die Bewegungssituation auf dem Förder element besonders exakt nachvollziehen und entsprechend die Fördergeschwindig keit besonders eng an der Bewegungssituation orientiert einstellen. Dadurch wird die Effizienz der Maschine weiter gesteigert. The evaluation device preferably generates a movement characteristic data set for different objects at least partially represented with the test image or different first image areas, which in particular comprise exactly one pixel of the test and / or the output image. In particular, one movement characteristic data record is determined for a plurality of test and / or output sub-data records, independently of objects shown by the respective images. A movement characteristic data record is particularly preferably generated in each case in particular comprising a movement direction for a plurality of pixels of the test and / or the output image. In particular, a movement characteristic data record is generated for each pixel of the test and / or the output image or, alternatively, preferably at least for each pixel of a selected, contiguous section of the test and / or the output image. This number of characteristic movement data records and the resolution used to determine them enable the movement situation on the conveyor element to be traced particularly precisely and the conveying speed to be set particularly closely based on the movement situation. This further increases the machine's efficiency.
Vorzugsweise berechnet die Auswertevorrichtung in einem ersten Berechnungs schritt für eine Mehrzahl von zumindest eine erste Zahl an Pixeln umfassenden Bild bereichen je einen Bewegungskenndatensatz und in einem späteren Berechnungs schritt und unter Berücksichtigung der im ersten Berechnungsschritt berechneten Bewegungskenndatensätze je einen weiteren Bewegungskenndatensatz für eine höhere Zahl abweichender Bildbereiche, die eine geringere Zahl an Pixeln umfas sen. Insbesondere berechnet die Auswertevorrichtung im ersten Berechnungsschritt je einen Bewegungskenndatensatz für eine geringere Anzahl größerer Bildbereiche und in dem späteren Berechnungsschritt eine größere Anzahl an Bewegungskenn datensätzen für kleinere Bildbereiche, welche zusammengesetzt das gleiche Ge samtbild ergeben wie die größeren Bildbereiche. Somit werden die im letzten Be rechnungsschritt berechneten Bewegungskenndatensätze, die insbesondere je ei nem Pixel zugeordnet werden, durch eine iterative Annäherung ermittelt und somit die Wahrscheinlichkeit für fehlerhafte Bewegungskenndatensätze, welche insbeson dere Bewegungsrichtungen beinhalten, die nicht den realen Bewegungsrichtungen der Objekte auf dem Förderelement entsprechen, minimiert. In a first calculation step, the evaluation device preferably calculates a movement characteristic data record for a plurality of image areas each comprising at least a first number of pixels and in a later calculation step and taking into account those calculated in the first calculation step Motion characteristic data sets each a further movement characteristic data record for a higher number of deviating image areas which comprise a smaller number of pixels. In particular, in the first calculation step, the evaluation device calculates a movement characteristic data record for a smaller number of larger image areas and in the later calculation step a larger number of movement characteristic data records for smaller image areas, which, when put together, give the same overall picture as the larger picture areas. Thus, the movement characteristic data sets calculated in the last calculation step, which are assigned in particular to each pixel, are determined by an iterative approximation, and thus the probability of incorrect movement characteristic data sets, which in particular include movement directions that do not correspond to the real movement directions of the objects on the conveying element, minimized.
Bevorzugt umfasst der zumindest eine Bewegungskenndatensatz zumindest zeit weise eine erste Bewegungsstrecke in eine erste Richtung und eine zweite Bewe gungstrecke in eine zweite und von der ersten, insbesondere um 90° in der Bildebe ne, abweichenden Richtung und/oder eine Richtungsangabe und/oder eine rich tungsunabhängige Gesamtbewegungstrecke. Insbesondere wird auf Basis der ers ten und der zweiten Bewegungsstrecke die Richtungsangabe und damit die Bewe gungsrichtung des Bewegungskenndatensatzes berechnet. Die Bewegungsstrecken und/oder die Gesamtbewegungsstrecke werden dabei insbesondere als relative Werte angegeben, die abhängig sind von der Positionierung, insbesondere von der Orientierung der Bilderfassungseinheit und keiner gesonderten Kalibrierung bedür fen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung berechnet die Auswertevorrich tung einen Auslastungskennwert auf Basis von zumindest einem eine Bewegungs richtung kennzeichnenden Bewegungskennwert des zumindest einen Bewegungs kenndatensatzes und insbesondere auf Basis zumindest eines dem Bewegungs kennwert zugeordneten Referenzkennwertes. Insbesondere werden für die Berech nung von den Bewegungskenndatensätzen ausschließlich eine Bewegungsrichtung kennzeichnende Bewegungskennwerte verwendet und insbesondere keine weiteren auf dem Prüf- und/oder dem Ausgangsdatensatz basierende Daten. Der Bewe gungskennwert kennzeichnet insbesondere ausschließlich die Bewegungsrichtung. Insbesondere wird der Auslastungskennwert auf Basis seiner Mehrzahl von Bewe gungskennwerten berechnet, wobei jeder Bewegungskennwert Teil eines anderen Bewegungskenndatensatzes ist. Der Bewegungskennwert gibt insbesondere das Ausmaß einer Bewegung in eine von der Förderrichtung des Förderelementes ab weichende Querrichtung an oder gibt eine Bewegungsrichtung, etwa eine Winkelan gabe, an. Die Bewegungskennwerte werden entweder als solches zum Auslas tungskennwert oder zunächst jeweils mit dem zugeordneten Referenzkennwert ver rechnet. Der Referenzkennwert gibt insbesondere eine ideale bzw. globale Richtung an, in die das Erntegut sich zu bewegen hat. Abweichungen der Bewegungskenn werte von dem Referenzkennwert bzw. den Referenzkennwerten werden somit be vorzugt zur Berechnung des Auslastungskennwertes genutzt. The at least one movement characteristic data record preferably includes at least temporarily a first movement path in a first direction and a second movement path in a second direction and / or a direction and / or a rich direction that deviates from the first, in particular by 90 ° in the image plane total movement distance independent of the direction. In particular, the direction and thus the direction of movement of the movement characteristic data set is calculated on the basis of the first and the second movement distance. The movement distances and / or the total movement distance are specified in particular as relative values which are dependent on the positioning, in particular on the orientation of the image acquisition unit and do not require any separate calibration. In an advantageous embodiment of the invention, the evaluation device calculates a utilization characteristic on the basis of at least one movement characteristic of the at least one movement characteristic data characterizing a direction of movement and in particular on the basis of at least one reference characteristic value assigned to the movement characteristic. In particular, only movement characteristics that characterize a direction of movement are used for the calculation of the movement characteristic data sets and in particular no further data based on the test and / or the output data set. The movement characteristic characterizes in particular only the direction of movement. In particular, the utilization characteristic value is calculated on the basis of its plurality of movement characteristic values, each movement characteristic value being part of a different movement characteristic data record. The movement characteristic value specifies in particular the extent of a movement in a transverse direction deviating from the conveying direction of the conveying element or specifies a direction of movement, for example an angular indication. The movement parameters are either offset as such to the utilization characteristic or initially offset against the assigned reference characteristic. The reference characteristic value specifies in particular an ideal or global direction in which the crop has to move. Deviations of the movement characteristic values from the reference characteristic value or the reference characteristic values are thus preferably used to calculate the utilization characteristic value.
Die Referenzkennwerte sind bevorzugt entweder alle gleich und kennzeichnen die jenige Richtung, in die das Erntegut sich insgesamt fortzubewegen hat und/oder ha- ben unterschiedliche Werte, die jedem Bildbereich bzw. Prüf- oder Ausgangsunter datensatz eine eigene zu vergleichende Bewegungsrichtung zuweisen. The reference parameters are preferably all the same and indicate the direction in which the crop has to move overall and / or have have different values that assign each image area or test or output sub-record its own direction of movement to be compared.
Im Falle eines einheitlichen Referenzkennwertes für mehrere Bewegungskennwerte tritt bei ausbleibender, rechnerischer Bereinigung einer perspektivenbedingten Ver zerrung des Prüfbildes aufgrund eines Objektivs der Bilderfassungseinheit insbe sondere eine Grundabweichung zwischen dem Referenzkennwert und zumindest einem Großteil der Bewegungskennwerte auf, selbst wenn kein Erntegut z.B. in Form von Rüben oder Kartoffeln abgebildet wird oder dieses keine Bewegungskom ponente in eine von der Referenzrichtung abweichende Querrichtung haben. In the case of a uniform reference characteristic value for several movement characteristic values, if there is no computational correction of a perspective-related distortion of the test image due to a lens of the image acquisition unit, there is in particular a basic deviation between the reference characteristic value and at least a large part of the movement characteristic values, even if no crop, e.g. is represented in the form of beets or potatoes or this has no movement component in a transverse direction deviating from the reference direction.
Besonders bevorzugt wertet die Auswertevorrichtung mehrere Bewegungskennwer te, die von unterschiedlichen Bewegungskenndatensätzen umfasst sind, zur Be rechnung des Auslastungskennwertes statistisch aus. Vorzugsweise handelt es sich um die Bewegungskennwerte der Pixel zumindest eines Teils des Prüfbildes. Insbe sondere berechnet die Auswertevorrichtung eine Standardabweichung der Bewe gungskennwerte, die insbesondere eine Bewegungsrichtung kennzeichnen, von den jeweiligen Referenzkennwerten oder von dem einheitlichen Referenzkennwert. Dazu werden insbesondere die Beträge der Abweichung von Bewegungs- und Referenz kennwert insofern verwendet, als dass zunächst eine mittlere betragsmäßige Abwei chung berechnet wird. Vorzugsweise erfolgt die statistische Auswertung der Bewe gungskennwerte und damit die Bestimmung des Auslastungskennwertes unabhän gig vom dem Betrag der Geschwindigkeit des durch das Prüfbild dargestellten Ern teguts. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden anschließend die Differenzen der Abweichungen von der mittleren Abweichung gebildet und daraufhin quadriert. Die quadrierten Differenzen werden summiert und durch die Zahl der Be wegungskennwerte geteilt und vom Ergebnis davon die Quadratwurzel gezogen. Durch diese Form der statistischen Auswertung korreliert der Auslastungskennwert besonders gut mit der Gefahr der Entstehung einer Verstopfung im Bereich des För derelements, wodurch das Fördergeschwindigkeitssignal zur Einstellung einer tat sächlichen Auslastung, die einer maximal möglichen Auslastung nahe kommt, be sonders zuverlässig verwendbar. The evaluation device particularly preferably statistically evaluates a plurality of movement characteristic values, which are comprised by different movement characteristic data sets, in order to calculate the utilization characteristic value. The movement characteristics of the pixels of at least part of the test image are preferably involved. In particular, the evaluation device calculates a standard deviation of the movement characteristic values, which in particular characterize a direction of movement, from the respective reference characteristic values or from the uniform reference characteristic value. For this purpose, the amounts of the deviation from the movement and reference values are used in particular in that an average amount-based deviation is first calculated. The statistical evaluation of the movement characteristic values and thus the determination of the load characteristic value preferably takes place independently of the amount of the speed of the crop represented by the test image. In a preferred embodiment of the invention, the differences between the deviations from the mean deviation are then formed and then squared. The squared differences are summed up and divided by the number of movement parameters and the square root of the result is taken. This form of statistical evaluation correlates the load characteristic value particularly well with the risk of blockages occurring in the area of the conveying element, as a result of which the conveying speed signal can be used particularly reliably to set an actual load factor that comes close to the maximum possible load factor.
Alternativ zur Berechnung der Standardabweichung wird der Auslastungskennwert als Mittelwert der Bewegungskennwerte, welche die Bewegungsrichtung angeben, oder deren Beträge oder deren betragsmäßige Abweichung vom dem/den Refe- renzkennwert(en) berechnet. Wiederum alternativ wird der Mittelwert für Bewe gungskennwerte berechnet, welche eine Gesamtbewegungsstrecke angeben oder eine mittlere quadratische Abweichung dieser Bewegungskennwerte berechnet. Auch in diesen Fällen hat der Auslastungskennwert eine signifikante Korrelation mit der tatsächlichen Verstopfungsneigung der Maschine. As an alternative to calculating the standard deviation, the utilization characteristic value is calculated as the mean value of the movement characteristic values which indicate the direction of movement, or their amounts or their amount-related deviation from the reference characteristic value (s). Again, alternatively, the mean value is calculated for movement characteristic values which indicate a total movement distance or an average quadratic deviation of these movement characteristic values. In these cases too, the load factor has a significant correlation with the actual tendency of the machine to clog.
Erfindungsgemäß ist allgemein eine statistische Auswertung lediglich der Bewe gungsrichtungen der auf den Prüfbildern zumindest teilweise abgebildeten Objekte, insbesondere unter Verwendung der Standardabweichung der Bewegungsrichtung zu einer durch die Flauptförderrichtung(en) des zugehörigen Förderelements vorge- gebenen Referenzrichtung zur Bestimmung des Fördergeschwindigkeitssignals be sonders gut geeignet. According to the invention, a statistical evaluation of only the directions of movement of the objects at least partially depicted on the test images is generally provided, in particular using the standard deviation of the direction of movement to one indicated by the main conveying direction (s) of the associated conveying element. given reference direction for determining the conveying speed signal be particularly well suited.
Alternativ oder auch ergänzend zur Berechnung der Standardabweichung wird der Auslastungskennwert als Mittelwert der Bewegungskennwerte, welche die Bewe gungsrichtung angeben, oder deren Beträge oder deren betragsmäßige Abweichung vom dem/den Referenzkennwert(en) berechnet. Wiederum alternativ wird der Mit telwert für Bewegungskennwerte berechnet, welche eine Gesamtbewegungsstrecke angeben oder eine mittlere quadratische Abweichung dieser Bewegungskennwerte berechnet. Auch in diesen Fällen hat der Auslastungskennwert eine signifikante Kor relation mit der tatsächlichen Verstopfungsneigung der Maschine. Als weitere statis tischen Merkmale, die das Flussverhalten beschreiben können und so einzeln oder zusammen mit anderen Werten als Eingangsgrößen für eine Geschwindigkeitsregu lierung dienen können, sind Perzentilen über Flusslängen oder -Orientierungen, sta tistische, absolute oder zentrale Momente 1 ., 2., ... k-ter Ordnung, oder insbesonde re Histogrammvergleiche der aktuellen Histogramme mit vorabkonfigurierbaren Normalhistogrammen verwendbar. As an alternative or in addition to the calculation of the standard deviation, the utilization characteristic value is calculated as the mean value of the movement characteristic values, which indicate the direction of movement, or their amounts or their amount-related deviation from the reference characteristic value (s). Again, as an alternative, the mean value is calculated for movement characteristic values which indicate a total movement distance or an average quadratic deviation of these movement characteristic values. In these cases too, the load factor has a significant correlation with the actual tendency of the machine to clog. As further statistical characteristics that can describe the flow behavior and can be used individually or together with other values as input variables for speed regulation, percentiles over flow lengths or orientations, statistical, absolute or central moments 1., 2.,. .. kth order, or especially histogram comparisons of the current histograms with pre-configurable normal histograms can be used.
Alternativ oder zusätzlich zu den vorbeschriebenen Ausgestaltungen des erfindungs gemäßen Verfahrens berechnet die Auswertevorrichtung zumindest einen von zu mindest einem Bildbereich gebildeten, ersten Anteil des Prüfbildes. Der zumindest eine Bildbereich bildet zumindest teilweise einen definierten Bestandteil des Ernte gutes oder der Maschine ab. Auf Basis des ersten Anteils wird insbesondere ein Auslastungskennwert bzw. ein weiterer Auslastungskennwert berechnet. Der Aus lastungskennwert ist in vielen Ausführungsbeispielen mit dem Anteil gleichzusetzen. As an alternative or in addition to the above-described embodiments of the method according to the invention, the evaluation device calculates at least one first portion of the test image formed by at least one image area. The at least one image area at least partially depicts a defined component of the crop or the machine. On the basis of the first part, in particular Utilization characteristic or another utilization characteristic is calculated. The load characteristic value is to be equated with the share in many exemplary embodiments.
Vor der Berechnung des ersten Anteils wird der Bestandteil, welcher durch den ers ten Anteil statistisch repräsentiert wird, vordefiniert. Das Prüfbild und/oder der Prüf datensatz werden insbesondere in eine Mehrzahl bevorzugt gleich großer Bildberei che unterteilt. Die Bildbereiche, welche zumindest teilweise den Bestandteil zeigen, bilden zusammen den ersten Anteil. Der Anteil ist insbesondere ein Anteil dieser, den Bestandteil zumindest teilweise zeigenden Bildbereiche an den gesamten Bild bereichen, wobei der erste Anteil anhand eines Verhältnisses von Anzahlen von Bildbereichen oder anhand von deren gemeinsamen Flächen gebildet wird. Before calculating the first share, the component that is statistically represented by the first share is predefined. The test image and / or the test data set are in particular divided into a plurality of preferably equally large image areas. The image areas, which at least partially show the component, together form the first portion. The portion is in particular a portion of these image areas, which at least partially show the constituent parts, of the entire image, the first portion being formed on the basis of a ratio of the number of image areas or on the basis of their common areas.
Der erste Anteil ist ein Maß für das Ausmaß von Bildbereichen, welche den Bestand teil abbilden und somit ein Maß für die Dichte des Bestandteils im Blickfeld der Bil derfassungseinheit bzw. des zu betrachtenden Anteil des Prüfbildes. Der Bestandteil ist insbesondere zumindest teilweise ein Hackfruchtbestandteil, wodurch der erste Anteil eine Konzentration von Hackfrüchten zumindest näherungsweise angibt. Ein Bildbereich wird insbesondere dann als den Bestandteil abbildend gewertet und dem ersten Anteil zugerechnet, wenn zumindest 50% bis 100% seiner Fläche den Be standteil zeigen. Insbesondere kann der zumindest eine Bildbereich auch nur antei lig dem ersten Anteil zugerechnet oder bevorzugt unterschiedlichen Anteilen jeweils teilweise zugerechnet werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn im Rahmen des vorzugsweise modellbasierten Klassifizierungsverfahrens keine eindeutige Zu ordnung des Bildbereiches zu einem entsprechenden Bestandteil möglich ist. Bevor- zugt werden in diesem Fall Wahrscheinlichkeiten für die Zuordnung zu unterschiedli chen Anteilen ermittelt. Die Bildbereiche werden besonders bevorzugt entsprechend der Wahrscheinlichkeiten anteilig bzw. teilweise unterschiedlichen Anteilen zuge rechnet. Dadurch werden die Verhältnisse der Bestandteile zueinander noch exakter abgebildet. The first portion is a measure of the extent of image areas that depict the component and thus a measure of the density of the component in the field of view of the image acquisition unit or the portion of the test image to be viewed. The component is, in particular, at least partially a root crop component, as a result of which the first fraction at least approximately indicates a concentration of root crops. An image area is in particular evaluated as a component and is assigned to the first component if at least 50% to 100% of its area shows the component. In particular, the at least one image area can also be assigned only partially to the first portion or preferably partially assigned to different portions. This is particularly advantageous if, within the framework of the preferably model-based classification method, it is not possible to clearly assign the image area to a corresponding component. Before- In this case, probabilities for the allocation to different shares are determined. The image areas are particularly preferably assigned proportionately or partly to different proportions according to the probabilities. As a result, the relationships between the components are mapped even more precisely.
Durch die Berechnung des ersten Anteils wird der Kennwert berechnet, der insbe sondere die Zusammensetzung des Erntegutes kennzeichnet. Auf dieser Basis lässt sich die Fördergeschwindigkeit besonders vorteilhaft regeln, da die Reinigungsleis tung des Förderelementes oder der das Förderelement umfassenden Trennvorrich tung stark abhängig ist von der Zusammensetzung des Erntegutes. Für den Fall, dass der erste Anteil eine Konzentration an Beimengen kennzeichnet, lässt sich vor zugsweise die Fördergeschwindigkeit mit steigendem ersten Anteil erhöhen, um eine geringere Belegung zugunsten einer größeren Trenn-, insbesondere Siebwirkung zu erzeugen. Der Auslastungskennwert wird bevorzugt zumindest anhand des ersten Anteils berechnet oder ist gleich dem ersten Anteil. By calculating the first portion, the characteristic value is calculated, which in particular characterizes the composition of the crop. On this basis, the conveying speed can be regulated particularly advantageously, since the cleaning performance of the conveying element or the separating device comprising the conveying element is strongly dependent on the composition of the crop. In the event that the first portion indicates a concentration of admixtures, the conveying speed can preferably be increased with increasing first portion in order to produce a lower occupancy in favor of a larger separating, in particular sieving, effect. The load factor is preferably calculated at least on the basis of the first component or is equal to the first component.
Vorzugsweise ist das Fördergeschwindigkeitssignal abhängig von einer Geschwin digkeit des Erntegutes oder des Förderelementes. Durch einen diese Geschwindig keit repräsentierenden Geschwindigkeitswert lässt sich insbesondere der Auslas tungskennwert berechnen, welcher dadurch eine abweichende Aussagekraft hat. The conveying speed signal is preferably dependent on a speed of the crop or of the conveying element. Using a speed value that represents this speed, it is possible in particular to calculate the utilization characteristic value, which therefore has a different informative value.
Vorzugsweise wird der zumindest eine Bildbereich, der den ersten Anteil bildet, ins besondere auf Basis von einem anhand des Bildbereiches erzeugten Prüfunterda- tensatzes, als den definierten Bestandteil zeigend identifiziert. Insbesondere wird der Bildbereich auf Basis eines im Prüfbild und/oder im Prüfunterdatensatz enthaltenen Prüfwertes, vorzugsweise einer Farbinformation identifiziert. Die Farbinformation umfasst insbesondere Schwarz-Weiß-, Grau- und/oder Farbkanalwerte eines Farb- raumes. The at least one image area, which forms the first portion, is preferably based in particular on a test data generated on the basis of the image area. set, identified as showing the defined component. In particular, the image area is identified on the basis of a test value contained in the test image and / or in the test sub-data record, preferably color information. The color information includes, in particular, black-and-white, gray and / or color channel values of a color space.
Bevorzugt wird der Prüfunterdatensatz, der Prüfwert bzw. die Farbinformation durch ein insbesondere modellbasiertes, statistisches Klassifizierungsverfahren klassifi ziert. Ein Bildbereich wird demnach insbesondere dann dem ersten Anteil zugerech net, wenn das Ergebnis des Klassifizierungsverfahrens dem definierten Bestandteil des Erntegutes bzw. der Maschine zugeordnet wird. Das Klassifizierungsverfahren nutzt insbesondere ein neuronales Netzwerk, einen Random Forest, einen Bayesian Classifier, eine Support Vector Machine und/oder einen Entscheidungsbaum. Durch die Anwendung des Klassifizierungsverfahrens ist das Ergebnis der Berechnung des ersten Anteils, insbesondere unterschiedlicher Anteile, besonders robust und aussa gekräftig hinsichtlich der Zusammensetzung des Erntegutes. The test sub-data set, the test value or the color information is preferably classified by a model-based, statistical classification method. An image area is therefore assigned to the first portion in particular if the result of the classification process is assigned to the defined component of the crop or the machine. The classification method uses in particular a neural network, a random forest, a Bayesian classifier, a support vector machine and / or a decision tree. By using the classification method, the result of the calculation of the first portion, in particular of different portions, is particularly robust and powerful in terms of the composition of the crop.
Besonders bevorzugt wird der Prüfwert bzw. die Farbinformation mit einem oder mehreren Referenzwerten bzw. Referenzbereichen abgeglichen und darauf basie rend ein Bildbereich entweder dem ersten Anteil zugerechnet oder nicht. Das Refe renzbild ist bevorzugt wie das Prüfbild durch die optische Bilderfassungseinheit zu erfassen, wobei ein Anwender insbesondere unterschiedliche Teile des Referenzbil des als unterschiedliche Bestandteile zeigend zu markieren hat. Durch diese Form der Unterscheidung ist eine besonders zuverlässige Identifizierung eines betreffen- den Bestandteiles auf dem Prüfbild ermöglicht. Besonders bevorzugt wird wenigs tens einer der Prüfwerte des Prüfunterdatensatzes, welcher insbesondere die Farb information, umfasst, mit zumindest einem Referenzwert verglichen und ein Bildbe reich insbesondere dann dem ersten Anteil zugerechnet, wenn zumindest der we nigstens eine Prüfwert des Prüfunterdatensatzes innerhalb eines zugeordneten Re ferenzwertbereiches liegt. Dieser Referenzwertbereich ist insbesondere durch einen Höchstwert und durch einen Mindestwert begrenzt, wobei vorzugsweise zur Zurech nung des Bildbereiches zum ersten Anteil unterschiedliche Prüfwerte in jeweils zu geordneten Referenzwertbereichen liegen müssen. The test value or the color information is particularly preferably compared with one or more reference values or reference areas and, based on this, an image area is either assigned to the first portion or not. Like the test image, the reference image is preferably to be acquired by the optical image acquisition unit, with a user in particular having to mark different parts of the reference image as different components. This form of differentiation enables particularly reliable identification of a enables the component on the test image. Particularly preferably, at least one of the test values of the test sub-data set, which in particular comprises the color information, is compared with at least one reference value and an image area is particularly assigned to the first component if at least the at least one test value of the test sub-data set lies within an assigned reference value range . This reference value range is limited in particular by a maximum value and by a minimum value, with different test values preferably having to lie in assigned reference value ranges in order to add the image range to the first portion.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung entwickelt die Auswertevorrich tung bei Eingabe exemplarischer, dem ersten Anteil zuzurechnender Bildbereiche des Referenzbildes ein dem Klassifizierungsverfahren zugrundeliegendes Modell automatisch oder automatisch weiter. Alternativ oder zusätzlich berechnet oder ver ändert die Auswertevorrichtung den zumindest einen Referenzwertbereich bei Ein gabe exemplarischer, dem ersten Anteil zuzurechnender Bildbereiche eines Refe renzbildes automatisch. Insbesondere sind somit die Referenzwerte, die Referenz wertbereiche bzw. das Modell oder Modellparameter davon zumindest nicht voll ständig durch den Benutzer manuell vorzudefinieren. Stattdessen genügt es, zur Inbetriebnahme der Auswertevorrichtung zumindest einen exemplarischen Bildbe reich, welcher den Bestandteil zeigt, einzugeben. Anhand des Bildbereiches ermittelt die Auswertevorrichtung den zumindest einen Referenzwert, den zumindest einen Referenzwertbereich bzw. das Modell oder Modellparameter davon automatisch. Somit stellt sich die Auswertevorrichtung auf unterschiedliche Anwendungsfälle weitgehend selbstständig ein. Je größer die Anzahl der eingegebenen Bildbereiche dabei ist, desto exakter können die Referenzwerte, die Referenzwertbereiche bzw. das Modell oder Modellparameter davon ermittelt werden. In an advantageous embodiment of the invention, the evaluation device automatically or automatically further develops a model on which the classification method is based upon the input of exemplary image areas of the reference image which are to be attributed to the first portion. Alternatively or additionally, the evaluation device automatically calculates or changes the at least one reference value range upon input of exemplary image areas of a reference image that are to be attributed to the first portion. In particular, the reference values, the reference value ranges or the model or model parameters thereof are therefore at least not completely manually predefined by the user. Instead, it is sufficient to enter at least one exemplary image area, which shows the component, for starting up the evaluation device. Based on the image area, the evaluation device automatically determines the at least one reference value, the at least one reference value area or the model or model parameters thereof. Thus, the evaluation device is based on different applications largely independently. The greater the number of image areas entered, the more precisely the reference values, the reference value areas or the model or model parameters thereof can be determined.
Besonders robust ist das Verfahren dann, wenn die eingegebenen Bildbereiche den Bestandteil bei unterschiedlichen Helligkeits- und/oder Bodenbedingungen zeigen. Somit ist das Verfahren auch bei unterschiedlichen Anwendungsbedingungen zuver lässig einsetzbar. Besonders bevorzugt passt die Auswertevorrichtung den zumin dest einen Referenzwert bzw. die Referenzwertbereiche während der wiederholten Ausführung des Verfahrens an, gegebenenfalls unter exemplarischer Identifizierung relevanter Bestandteile durch den Bediener, woraus Trainingsdaten für den Algo rithmus abgebildet werden können. The method is particularly robust when the entered image areas show the component under different brightness and / or soil conditions. The method can therefore be used reliably even under different application conditions. The evaluation device particularly preferably adjusts the at least one reference value or the reference value ranges during the repeated execution of the method, if necessary with exemplary identification of relevant components by the operator, from which training data for the algorithm can be mapped.
Insbesondere anhand von weiteren Sensoren wie Helligkeitssensoren zur Messung der Umgebungshelligkeit, die die Auswertevorrichtung im Wesentlichen zeitgleich aufgenommenen Prüfdatensätzen zuordnet, erweitert die Auswertevorrichtung au tomatisch den Umfang der Referenzdaten. Alternativ oder zusätzlich hat der Anwen der des Verfahrens, d.h. insbesondere der Fahrer bzw. Bediener der Maschine oder einer damit gekoppelt Maschine, die Möglichkeit den zumindest einen Bestandteil auf visualisierten Prüfbildern manuell zu markieren, um den Umfang der Referenz daten der Auswertevorrichtung zu erweitern. So kann sich aufgrund der vom Benut zer einmal gemachten Angaben oder aufgrund von in der Auswertevorrichtung hin terlegten Daten diese eine Unterscheidung von z.B. Kartoffeln, Kraut, Steinen und Kluten vornehmen und jeweilige Anteile ausrechnen. Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren mit Ausnahme der Eingabe etwaig vorhandener Trainingsdaten in Form der Markierung von Bestandteilen, nach seinem Start automatisch ausgeführt. Dem Fahrer bzw. Bediener der Maschine ist deren Führung erleichtert. The evaluation device automatically extends the scope of the reference data, in particular on the basis of further sensors such as brightness sensors for measuring the ambient brightness, which the evaluation device assigns to test data records recorded essentially at the same time. Alternatively or additionally, the user of the method, ie in particular the driver or operator of the machine or a machine coupled to it, has the option of manually marking the at least one component on visualized test images in order to expand the scope of the reference data of the evaluation device. For example, based on the information provided by the user or on the basis of data stored in the evaluation device, the user can differentiate between, for example, potatoes, cabbage, stones and clods and calculate the respective proportions. The method according to the invention is preferably carried out automatically after it has started, with the exception of entering any training data that may be present in the form of marking components. The driver or operator of the machine is easier to operate.
Vorzugsweise werden die den ersten Anteil bildenden Bildbereiche auf Basis von anhand von jeweils benachbarten Bildbereichen erzeugten oder durch diese ausge bildeten Bildunterdatensätzen identifiziert. Insbesondere werden dazu wiederum von den Prüfunterdatensätzen umfasste Farbinformationen, vorzugsweise auch umfas send Schwarz-Weiß- und/oder Grauwerte genutzt. Die Bewertungen der Bildberei che finden somit nicht allein anhand der diesen zugeordneten Daten statt, sondern werden zusätzlich weitere, den umgebenden Bildbereichen zugeordnete Daten ver wenden. Dadurch können Helligkeits- und/oder Farbverläufe ermittelt werden und somit die Identifikation auf Basis einer breiteren Datengrundlage stattfinden. The image areas forming the first portion are preferably identified on the basis of image sub-data sets generated on the basis of respectively adjacent image areas or formed thereby. In particular, color information, preferably also comprising black-and-white and / or gray values, included in the test sub-data sets is used for this purpose. The evaluations of the image areas therefore do not take place solely on the basis of the data assigned to them, but will also use additional data assigned to the surrounding image areas. In this way, brightness and / or color gradients can be determined and the identification takes place on the basis of a broader data basis.
Bevorzugt werden die unterschiedlichen Bildbereiche bei der Berechnung des ersten Anteils unterschiedlich gewichtet. Der Beitrag der den ersten Anteil bildenden Bild bereiche ist somit unterschiedlich. Dadurch ist es ermöglicht, den ersten Anteil nicht rein anhand der perspektivischen Darstellungen des Prüfbildes zu berechnen, son dern insbesondere Bildbereiche höher zu gewichten, die einen weiter von der Bilder fassungseinheit entfernten Bestandteil des Ernteguts zeigen als Bildbereiche, wel che einen der Bilderfassungseinheit näheren Bestandteil zeigen. Dadurch lässt sich ein Perspektiven bereinigter erster Anteil bilden und somit ein besonders realitäts nahes Bild der Erntegutzusammensetzung auf dem Förderelement erreichen. The different image areas are preferably weighted differently when calculating the first portion. The contribution of the image areas forming the first part is therefore different. This makes it possible not to calculate the first portion purely on the basis of the perspective representations of the test image, but rather to give particular weight to image regions which show a component of the crop that is further away from the image acquisition unit than image regions which show a component closer to the image acquisition unit . This allows form a perspective-adjusted first part and thus achieve a particularly realistic picture of the crop composition on the conveyor element.
Vorzugsweise ist das gesamte Prüfbild oder ein zusammenhängender Prüfbildteil in beispielsweise bereits vorbeschriebene Teilbildbereiche eingeteilt. Die Teilbildberei che umfassen insbesondere jeweils die gleiche Anzahl an Pixeln des Prüfbildes, be vorzugt genau einen Pixel. Der Prüfbildteil ist ein Teil bzw. Ausschnitt des Prüfbildes, welcher eine Mehrzahl an Teilbildbereichen umfasst. Zum Berechnen des ersten Anteils werden insbesondere nur die den Anteil zeigenden Bildbereiche berücksich tigt, welche dem Prüfbildteil zugehören. Dazu ist der Prüfbildteil insbesondere so definiert, dass er sensible und zu überwachende Zonen innerhalb der Maschine ab bildet. Der den ersten Anteil bildende Bildbereich umfasst somit insbesondere meh rere Teilbildbereiche eines Prüfbildteils. The entire test image or a coherent part of the test image is preferably subdivided into, for example, previously described partial image areas. The partial image areas in particular each comprise the same number of pixels of the test image, preferably exactly one pixel. The test image part is a part or section of the test image which comprises a plurality of partial image areas. To calculate the first portion, only the image areas showing the portion that belong to the part of the test image are taken into account. For this purpose, the part of the test image is particularly defined so that it depicts sensitive and monitored zones within the machine. The image area forming the first portion thus comprises, in particular, a plurality of partial image areas of a test image part.
Das Prüfbild oder der Prüfbildteil ist insbesondere in eine Mehrzahl von Teilbildbe reichen gerastert, die jeweils bevorzugt rechteckig sind. Bei Ausbildung der Teilbild bereiche durch genau einen Pixel wird eine besonders große Datenbasis zur Bewer tung des Zustandes des Ernteguts hinsichtlich seiner einzelnen Bestandteile ge schaffen und somit eine besonders sensible Regelung des Betriebsparameters er möglicht. Gleichzeitig sind die von herkömmlichen 2D-Digitalkameras mit in der Re gel von maximal wenigen Millionen Pixeln gelieferten Datenmengen für eine mit ei nem oder mehreren aktuellen Prozessoren bestückte Auswertevorrichtung ohne wei teres zeitnah verarbeitbar. Bevorzugt umfasst das Prüfbild mehrere Prüfbildteile, für die die Auswertevorrich tung jeweils einen ersten Anteil, insbesondere mehrere Anteile an Bildbereichen be rechnet. Die Prüfbildteile zeigen insbesondere unterschiedliche Abschnitte dessel ben Förderelementes oder unterschiedliche Förderelemente. Insbesondere zeigen die Prüfbildteile Abschnitte eines Förderelementes, wovon einer in Förderrichtung vor einem Trenngerät oder einem Trennelement davon und ein weiterer hinter dem Trenngerät oder einem Trennelement davon angeordnet ist. Alternativ zeigen die Prüfbildteile unterschiedliche Förderelemente, welche alternative Förderpfade für unterschiedliche Bestandteile des Erntegutes darstellen (beispielsweise ein För derelement für gereinigte Hackfrüchte, ein Förderelement für aussortierte Beimen gen). Durch die Berechnung des ersten Anteils für diese unterschiedlichen Prüfbild teile kann die Reinigungs- bzw. Trennleistung des zugehörigen Trenngerätes be sonders umfassend bewertet werden. Insbesondere kann der erste Anteil eines Ern tegutzustroms zum Trenngerät mit dem ersten Anteil eines Hackfruchtgemischab- stroms von dem Trennelement bzw. dem Trenngerät verglichen werden und somit die Effektivität des Trenngeräts bestimmt werden. Abhängig von der Effektivität wird insbesondere die Fördergeschwindigkeit eingestellt, so dass beispielsweise kurzfris tig auftretende Stauungen durch eine langsamere Anforderung oder eine schnellere Abförderung behoben werden. Durch die Definition von unterschiedlichen Prüfbildtei len vor einem Trenn- oder Umlenkgerät kann ein Anstauen von Erntegut besonders gut eingeschätzt werden. So kann zum Beispiel für einen unmittelbar vor dem Um lenkgerät befindlichen Prüfbildteil eine Belegung mit Erntegut in Relation zu einer Belegung im Vorfeld dieses Bereiches gesetzt werden, um die Fördergeschwindig keit z.B. zu erhöhen, wenn die Belegung vor dem Umlenkgerät zu niedrig ist. Ebenfalls können die in jeweiligen Prüfdatensätzen abgebildeten oder vorliegenden Prüfbildteile einen Teil eines Förderelements vor einem Trenn- oder Umlenkelement des Trenngerätes und einen Teil des Förderelements nach dem Trenn- oder Umlen kelement zeigen. Sofern die Bildanalyse ergibt, dass zu große Anteile von z.B. The test image or part of the test image is in particular rastered into a plurality of partial image areas, each of which is preferably rectangular. When the sub-image areas are formed by exactly one pixel, a particularly large database for evaluating the condition of the crop with regard to its individual components is created, and thus a particularly sensitive control of the operating parameter is made possible. At the same time, the data supplied by conventional 2D digital cameras with a maximum of a few million pixels as a rule can be processed promptly for an evaluation device equipped with one or more current processors. The test image preferably comprises a plurality of test image parts, for each of which the evaluation device calculates a first portion, in particular a plurality of portions of image areas. The test image parts in particular show different sections of the same conveying element or different conveying elements. In particular, the test image parts show sections of a conveying element, one of which is arranged in the conveying direction in front of a separating device or a separating element thereof and another behind the separating device or a separating element thereof. Alternatively, the test image parts show different conveying elements, which represent alternative conveying paths for different components of the crop (for example, a conveying element for cleaned root crops, a conveying element for sorted additives). By calculating the first proportion for these different test pattern parts, the cleaning or separating performance of the associated separating device can be evaluated particularly comprehensively. In particular, the first portion of a crop flow to the separating device can be compared with the first portion of a root crop mixture outflow from the separating element or the separating device and thus the effectiveness of the separating device can be determined. Depending on the effectiveness, in particular the conveying speed is set so that, for example, congestions occurring at short notice can be remedied by a slower request or faster removal. By defining different parts of the test image in front of a separating or deflecting device, the accumulation of crop can be assessed particularly well. For example, for a part of the test image located directly in front of the deflection device, an occupancy with crop can be set in relation to an occupancy in the run-up to this area, for example to increase the conveying speed if the occupancy in front of the deflection device is too low. Likewise, the test image parts depicted or present in the respective test data records can show part of a conveying element in front of a separating or deflecting element of the separating device and part of the conveying element after the separating or deflecting element. If the image analysis shows that too large proportions of e.g.
Hackfrüchten hinter einem Umlenkelement in einem ungewünschten Bereich auftau chen, was ein Hinweis auf mangelnde Trennung aufgrund von Stauung sein kann, kann die Fördergeschwindigkeit entsprechend angepasst werden. If root crops appear in an undesired area behind a deflecting element, which may indicate insufficient separation due to congestion, the conveying speed can be adjusted accordingly.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung zeigen die Prüfbildteile bevorzugt unter schiedliche Förderelemente nach einem Trenngerät, insbesondere ein Förderele ment zur Abführung eines Hackfruchtgemisches und ein Förderelement zur Abfüh rung von Beimengen nach demselben Trenngerät. Für beide Prüfbildteile wird in diesem Fall bevorzugt ein erster Anteil eines Bestandteils, etwa an Hackfrüchten, bestimmt. Alternativ werden für die unterschiedlichen Prüfbildteile unterschiedliche Anteile berechnet. Damit lässt sich etwa ein Anteil von Beimengen im Hackfrucht- gemischabstrom abgleichen mit einem Anteil von Hackfrüchten in einem Strom von aussortierten Beimengen und darauf basierend ein dem Trenngerät zugeordnetes Förderelement hinsichtlich seiner Geschwindigkeit einstellen. In a further embodiment of the invention, the test image parts preferably show different conveying elements after a separating device, in particular a conveying element for discharging a root crop mixture and a conveying element for discharging additions after the same separating device. In this case, a first proportion of a component, for example root crops, is preferably determined for both test pattern parts. Alternatively, different proportions are calculated for the different parts of the test pattern. This makes it possible, for example, to compare a portion of admixtures in the root crop mixture outflow with a portion of root crops in a stream of sorted admixtures and, based on this, adjust the speed of a conveying element assigned to the separating device.
Bevorzugt zeigen die den ersten Anteil bildenden Bildbereiche Hackfrüchte oder Tei le davon und einen zweiten Anteil bildende Bildbereiche Beimengen oder Teile da von. Somit berechnet die Auswertevorrichtung zumindest zwei unterschiedliche An teile. Besonders bevorzugt berechnet die Auswertevorrichtung zumindest vier Antei- le umfassend einen Anteil für Maschinenbestandteile, einen Anteil für Hackfrüchte, einen Anteil für Krautbestandteile, einen Anteil für Erde bzw. Kluten, einen Anteil für Steine und/oder einen Anteil für beschädigte Stellen. Je nach Anwendungsfall wird insbesondere nur ein Teil der genannten Anteile berechnet und oder mehrere der genannten Anteile zusammengefasst. Die Summe der Anteile ist insbesondere <1. The image areas forming the first portion preferably show root crops or parts thereof and a second portion forming image areas or portions thereof. The evaluation device thus calculates at least two different parts. The evaluation device particularly preferably calculates at least four shares le includes a share for machine components, a share for root crops, a share for herb components, a share for soil or clods, a share for stones and / or a share for damaged areas. Depending on the application, in particular only a part of the stated proportions is calculated and or several of the stated proportions are combined. The total of the shares is in particular <1.
Durch eine Mehrzahl von Anteilen in der Berechnung der Auswertevorrichtung lässt sich ein genaueres Bild der Zusammensetzung des Erntegutes bzw. der Belegung des Förderelementes erreichen. Alternativ zu einer Identifikation von Bildbereichen anhand von Grenzwerten werden sämtliche Bildbereiche des Prüfbildes oder eines Prüfbildteiles notwendigerweise einem Anteil zugeordnet. Dabei wird vorzugsweise ein Grad der Übereinstimmung von anhand der Bildbereiche berechneten Prüfunter datensätzen mit Referenzunterdatensätzen bewertet und jeder Bildbereich dem An teil zugeordnet, für den die Übereinstimmung am größten ist. A plurality of parts in the calculation of the evaluation device can provide a more precise picture of the composition of the crop or the occupancy of the conveying element. As an alternative to identifying image areas on the basis of limit values, all image areas of the test image or of a test image part are necessarily assigned to a portion. In this case, a degree of agreement between test sub-data sets calculated on the basis of the image areas and reference sub-data records is preferably evaluated and each image area is assigned to the part for which the agreement is greatest.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung basiert der Auslastungskennwert auf einer von der Auswertevorrichtung berechneten Abweichung des ersten Anteils von einem Schwellenwert. Insbesondere kennzeichnet der Schwellenwert eine opti male Auslastung des Förderelementes, wobei eine Abweichung von einem definier ten Betrag davon eine Erhöhung oder Verringerung der Fördergeschwindigkeit aus löst. Der Auslastungskennwert basiert insbesondere auf einer Mehrzahl von Anteilen sowie bevorzugt weiteren Daten, insbesondere Sensordaten. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Fördergeschwindigkeits signal anhand einer Mehrzahl von insbesondere zeitlich nacheinander berechneten Auslastungskennwerten berechnet oder fließt zumindest ein zuvor berechneter Aus lastungskennwert in die Berechnung des Auslastungskennwertes ein. Insbesondere wird ein gleitender Mittelwert des Auslastungskennwertes berechnet und liegt dem Fördergeschwindigkeitssignal zugrunde oder findet eine Glättung des Auslastungs kennwertverlaufes, insbesondere anhand eines Tiefpassfilters, statt. Durch diese Maßnahmen wird das erfindungsgemäße Verfahren besonders störungsunanfällig und somit besonders robust anwendbar. In an advantageous embodiment of the invention, the load factor is based on a deviation of the first portion from a threshold value calculated by the evaluation device. In particular, the threshold value characterizes an optimal utilization of the conveying element, a deviation from a defined amount triggering an increase or decrease in the conveying speed. The load factor is based in particular on a plurality of components and preferably further data, in particular sensor data. In an advantageous embodiment of the invention, the conveying speed signal is calculated on the basis of a plurality of utilization characteristic values, in particular calculated chronologically one after the other, or at least one previously calculated utilization characteristic value is included in the calculation of the utilization characteristic value. In particular, a moving average of the load characteristic is calculated and is the basis of the conveying speed signal or the load characteristic curve is smoothed, in particular using a low-pass filter. As a result of these measures, the method according to the invention is particularly susceptible to faults and can therefore be used particularly robustly.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung übermittelt zumindest ein Sensor Sensordaten an die Auswertevorrichtung, die in die Berechnung des Förderge schwindigkeitssignals einfließen. Bei dem Sensor handelt es sich insbesondere um einen Sensor, bevorzugt einen Tastsensor oder einen Ultraschallsensor, zur Mes sung einer Erntegut-Schichtdicke auf dem Förderelement und/oder einen Dreh zahlsensor insbesondere zur Messung einer Drehzahl eines Förderelementantriebs. Vorzugsweise handelt es sich um einen Sensor zur Messung der Antriebsleistung, beispielsweise in Form eines Drucksensors zur Messung eines Hydrauliköldrucks. Insbesondere wird anhand des Drehzahlsensors ein Schlupf des Förderelements ermittelt, der in Form der Sensordaten an die Auswertevorrichtung übermittelt wird. Mittels eines Feuchtesensors können ebenfalls Informationen in die Berechnung des Fördergeschwindigkeitssignals einfließen. Auf Basis dieser weiteren in den Sensordaten vorliegenden Informationen, die über die auf Basis des Prüfbildes bereitgestellten hinausgehen, liegt der Auswertevorrich tung ein wesentlich exakteres Bild der Auslastungssituation im Bereich des Förder elements vor, wodurch wiederum die Fördergeschwindigkeit besser abgestimmt da rauf beeinflusst werden kann. In an advantageous embodiment of the invention, at least one sensor transmits sensor data to the evaluation device, which are incorporated into the calculation of the conveying speed signal. The sensor is in particular a sensor, preferably a touch sensor or an ultrasonic sensor, for measuring a crop layer thickness on the conveying element and / or a rotational speed sensor, in particular for measuring a rotational speed of a conveying element drive. It is preferably a sensor for measuring the drive power, for example in the form of a pressure sensor for measuring a hydraulic oil pressure. In particular, a slip of the conveying element is determined on the basis of the speed sensor and is transmitted to the evaluation device in the form of the sensor data. Using a moisture sensor, information can also flow into the calculation of the conveying speed signal. On the basis of this additional information available in the sensor data, which goes beyond that provided on the basis of the test image, the evaluation device has a much more precise picture of the utilization situation in the area of the conveyor element, which in turn can better influence the conveyor speed.
Vorzugsweise löst die Auswertevorrichtung mittels unterschiedlicher Förderge schwindigkeitssignale entweder eine Beschleunigung oder eine Verzögerung der Fördergeschwindigkeit zumindest einzelner Förderelemente der Erntemaschine aus. Insbesondere umfasst die Auswertevorrichtung oder das Fördergeschwindigkeits steuergerät einen Dreipunktregler, wodurch alternativ zueinander entweder die Be schleunigung, die Verzögerung oder eine Beibehaltung der aktuellen Förderge schwindigkeit ausgelöst wird. Eine Beschleunigung wird insbesondere dann ausge löst, wenn der Auslastungskennwert einen vordefinierten ersten Schwellwert über schreitet, eine Verzögerung wird entsprechend ausgelöst, wenn der Auslastungs kennwert einen vordefinierten, zweiten Schwellwert unterschreitet. In die Berech nung der tatsächlich Vergrößerung oder Verringerung der Fördergeschwindigkeit aufgrund des Fördergeschwindigkeitssignals kann der aktuelle absolute Wert vor teilhafterweise wieder berücksichtigt werden. The evaluation device preferably triggers either acceleration or deceleration of the conveying speed of at least individual conveying elements of the harvesting machine by means of different conveying speed signals. In particular, the evaluation device or the conveying speed control device comprises a three-point controller, which alternatively triggers either the acceleration, the deceleration or a maintenance of the current conveying speed. Acceleration is triggered in particular when the load factor exceeds a predefined first threshold value, a deceleration is triggered accordingly when the load factor falls below a predefined second threshold value. In the calculation of the actual increase or decrease in the conveying speed on the basis of the conveying speed signal, the current absolute value can advantageously be taken into account again.
Besonders bevorzugt ist ein durch das Fördergeschwindigkeitssignal ausgelöster Fördergeschwindigkeitsgradient und/oder die Differenz der Fördergeschwindigkeiten vor und nach einer Beschleunigung oder Verzögerung abhängig vom Auslastungs kennwert. Insbesondere ist der Betrag des Geschwindigkeitsgradienten bei der Ver- zögerung größer als bei der Beschleunigung, um möglichst zuverlässig Verstopfun gen zu vermeiden und gleichzeitig Erschütterungen des Erntegutes auf dem För derelement zu vermeiden. Vorzugsweisen ist daneben ein Geschwindigkeitsinkre ment größer, je kleiner der Auslastungskennwert ist und/oder kleiner, je größer der Auslastungskennwert ist. Alternativ ist jedem Auslastungskennwert genau eine För dergeschwindigkeit zugeordnet, welche kontinuierlich dem Auslastungskennwert nachgeregelt wird. A conveying speed gradient triggered by the conveying speed signal and / or the difference in conveying speeds before and after acceleration or deceleration depending on the utilization is particularly preferred. In particular, the magnitude of the speed gradient during the Deceleration greater than during acceleration in order to avoid blockages as reliably as possible and at the same time to avoid vibrations of the crop on the conveyor element. In addition, a speed increment is preferably greater, the smaller the load factor is and / or smaller, the larger the load factor is. Alternatively, exactly one conveying speed is assigned to each load characteristic, which is continuously adjusted to the load characteristic.
Vorzugsweise wird nach dem Auslösen einer Fördergeschwindigkeitsänderung für einen definierten Zeitraum und/oder eine definierte Förderstrecke keine weitere För dergeschwindigkeitsänderung ausgelöst. Dadurch kommt es nach einer durch das Fördergeschwindigkeitssignal ausgelösten Änderung der Fördergeschwindigkeit, insbesondere einer Beschleunigung oder einer Verzögerung, zu keiner weiteren Än derung, bis ein Effekt der ausgelösten Fördergeschwindigkeitsänderung beurteilt werden kann. Gleichzeitig wird materialschonender gearbeitet. Zur Bestimmung des Zeitraums zwischen der Fördergeschwindigkeitsänderung und dem Zeitpunkt, in dem das bei der Fördergeschwindigkeitsänderung vor dem Förderelement befindli che Erntegut das Prüfbild erreicht, empfängt die Auswertevorrichtung insbesondere ein Signal eines Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlsensors, der zur Überwachung der Umlaufgeschwindigkeit des Förderelementes eingesetzt wird. Anhand des Signals bzw. der Umlaufgeschwindigkeit kann berechnet werden, wie lang der Zeitraum the oretisch ist. Durch diese Ausgestaltung des Verfahrens wird eine Überregulation der Fördergeschwindigkeit vermieden und die notwendigerweise gegebene Trägheit der Änderung der Bewegungssituation des Erntegutes und damit des Auslastungskenn wertes berücksichtigt. Preferably, after triggering a change in conveying speed for a defined period and / or a defined conveying distance, no further conveying speed change is triggered. As a result, after a change in the conveying speed signal triggered by the conveying speed signal, in particular an acceleration or a deceleration, there is no further change until an effect of the triggered conveying speed change can be assessed. At the same time, work is done more gently. To determine the period between the change in conveying speed and the time at which the crop located in front of the conveying element during the conveying speed change reaches the test image, the evaluation device receives in particular a signal from a speed or speed sensor which is used to monitor the rotational speed of the conveying element. The signal or the circulation speed can be used to calculate how long the period is theoretical. This configuration of the method avoids over-regulation of the conveying speed and the necessary inertia Changes in the movement situation of the crop and thus the load factor are taken into account.
Bevorzugt wird das Fördergeschwindigkeitssignal drahtgebunden, insbesondere mit tels CAN-Bus oder Ethernet, oder drahtlos an das Fördergeschwindigkeitssteuerge rät übermittelt, wobei vorzugsweise die Einstellung des Förderelements vorab von einer Bedienperson über eine Eingabe an einer Schnittstelle freizugeben ist. Durch diese Form der Datenübertragung lässt sich das Fördergeschwindigkeitssignal be sonders einfach in bestehende Daten Infrastrukturen integrieren und somit auf einfa che Weise die Fördergeschwindigkeit auf Grundlage des Fördergeschwindigkeits signals ändern. Die Zuverlässigkeit des Verfahrens wird hierbei insbesondere dadurch erhöht, dass eine Bedienperson die sich ergebende oder vorzunehmende Einstellung des Förderelements anstelle einer automatischen Einstellung insbeson dere in der Fahrerkabine angezeigt bekommt und an einer Schnittstelle (z.B. in Form eines Fluman-Interface-Device) über eine entsprechende Eingabe freizugeben hat. The conveying speed signal is preferably transmitted by wire, in particular by means of CAN bus or Ethernet, or wirelessly to the conveying speed control device, the setting of the conveying element preferably having to be released beforehand by an operator via an input at an interface. This form of data transmission makes it particularly easy to integrate the conveyor speed signal into existing data infrastructures and thus easily change the conveyor speed based on the conveyor speed signal. The reliability of the method is increased in particular by the fact that an operator is shown the resulting or to be made setting of the conveying element instead of an automatic setting in particular in the driver's cabin and at an interface (e.g. in the form of a Fluman interface device) via a corresponding Has to release input.
Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch eine Maschine zum Ernten von Hackfrüch ten. Die Maschine umfasst einen Maschinenrahmen, wenigstens ein Förderelement, wenigstens eine optische Bilderfassungseinheit und eine Auswertevorrichtung und ist zur Ausführung des vorbeschriebenen Verfahrens ausgebildet. Die Bilderfas sungseinheit ist insbesondere eine 2D- oder 3D-Kamera, bevorzugt eine Foto- oder Videokamera zur Aufnahme von Färb- oder Schwarz-Weiß-Bildern. Bevorzugt ist der Bilderfassungseinheit zumindest eine Lichtquelle zugeordnet, die im Betrieb die vom Prüfbild dargestellten Objekte anleuchtet. Dadurch können die Bewegungskennda- tensätze, insbesondere auf Basis festzustellender Kontraste, vereinfacht und zuver lässiger berechnet werden. The object is also achieved by a machine for harvesting root crops. The machine comprises a machine frame, at least one conveying element, at least one optical image acquisition unit and an evaluation device and is designed to carry out the method described above. The image capture unit is in particular a 2D or 3D camera, preferably a photo or video camera for recording color or black and white images. The image capture unit is preferably assigned at least one light source which illuminates the objects represented by the test image during operation. This allows the movement characteristics rates, in particular on the basis of the contrasts to be determined, are simplified and calculated more reliably.
Vorzugsweise umfasst die Auswertevorrichtung eine graphische Prozessoreinheit, insbesondere eine GPU- (Graphical Processing Unit) bzw. GPGPU- (General Pur pose Graphical Processing Unit) und/oder eine FPGA (Field Programmable Gate Array)-basierte Prozessoreinheit. Durch diese Ausprägung der Auswertevorrichtung lässt sich der Prüfdatensatz besonders ressourcenschonend auswerten. The evaluation device preferably comprises a graphic processor unit, in particular a GPU (Graphical Processing Unit) or GPGPU (General Pur pose Graphical Processing Unit) and / or an FPGA (Field Programmable Gate Array) -based processor unit. This type of evaluation device allows the test data set to be evaluated in a particularly resource-saving manner.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung hat die Maschine zumindest einen mit der Auswertevorrichtung gekoppelten Sensor, insbesondere einen Tast- oder Ultraschallsensor zur Messung einer Erntegut-Schichtdicke auf dem Förderelement, einen Sensor zur Messung einer Antriebsleistung, beispielsweise einen Drucksensor zur Messung eines Hydrauliköldrucks, einen Feuchtesensor und/oder einen an ei nem Förderelement angeordneten Drehzahlsensor. Durch diesen Sensor lässt sich das Fördergeschwindigkeitssignal neben den Bewegungskenndatensätzen auch auf Basis gemessener, physikalischer Größen berechnen, wodurch die Aussagekraft der mit der Auswertevorrichtung berechneten Größen deutlich erhöht ist und deren Feh leranfälligkeit reduziert ist. In an advantageous embodiment of the invention, the machine has at least one sensor coupled to the evaluation device, in particular a tactile or ultrasonic sensor for measuring a crop layer thickness on the conveying element, a sensor for measuring a drive power, for example a pressure sensor for measuring a hydraulic oil pressure, and a moisture sensor and / or a speed sensor arranged on a conveyor element. With this sensor, the conveying speed signal can be calculated in addition to the movement characteristic data sets also on the basis of measured, physical quantities, whereby the meaningfulness of the quantities calculated with the evaluation device is significantly increased and their susceptibility to errors is reduced.
Bevorzugt hat die Maschine mehrere im Betrieb jeweils zumindest ein Prüfbild von demselben Förderelement aufnehmende Bildaufnahmeeinheiten. Alternativ hat die Maschine bevorzugt mehrere in Betrieb jeweils zumindest ein Prüfbild von unter schiedlichen Förderelementen aufnehmende Bilderfassungseinheiten. Durch die Mehrzahl an Bilderfassungseinheiten lässt sich die Zusammensetzung des Erntegu tes, insbesondere ein Verlauf des ersten Anteils entlang einer Förderstrecke der Maschine verfolgen. Insbesondere lassen sich somit die Fördergeschwindigkeiten unterschiedlicher Förderelemente anhand unterschiedlicher, erster Anteile einstel len. The machine preferably has a plurality of image recording units which record at least one test image from the same conveying element during operation. Alternatively, the machine preferably has several, in operation, at least one test image of image capturing units accommodating different conveying elements. Through the A plurality of image acquisition units can be used to track the composition of the crop, in particular a course of the first portion along a conveyor line of the machine. In particular, the conveying speeds of different conveying elements can thus be set using different, first shares.
Vorzugsweise ist das Förderelement als Siebband oder als Igelband ausgebildet. Darauf liegt das Erntegut im Betrieb zumindest zeitweise auf. Im Betrieb verläuft das Förderelement dabei insbesondere unter zumindest einer sich quer über das För derelement erstreckenden und Erntegut davon umlenkenden Umlenkwalze. Die Um lenkwalze rotiert im Betrieb insbesondere um eine Rotationsachse, die in einer Draufsicht auf das Förderelement um < 90° zur Förderrichtung des Förderelementes angestellt ist. Gemeinsam bilden Förderelement und Umlenkwalze in diesem Fall eine Trennvorrichtung, die anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens zu überwa chen ist. Alternativ ist das Förderelement als Siebstern oder Förderwalze ausgebil det, wobei die Fördergeschwindigkeit eine Rotationsgeschwindigkeit derer ist. Dabei fördert der Siebstern das Erntegut insbesondere dadurch, dass es auf dem Siebs tern aufliegend um zumindest 135°, insbesondere zumindest 180°, mit dem Siebs tern umläuft, wobei sich dessen Rotationsachse im Wesentlichen vertikal erstreckt. Bei einer Ausbildung des Förderelementes als Förderwalze ist diese insbesondere von einem Walzentisch umfasst, wobei eine Rotationsachse der Förderwalze insbe sondere im Wesentlichen waagerecht angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Bilderfassungseinheit derart angeordnet, dass das Prüfbild zu mindest zwei alternative Förderpfade für unterschiedliche Erntegutbestandteile zeigt. Dadurch lassen sich anhand einer Bilderfassungseinheit zwei Förderelemente über wachen, wobei je ein Prüfbildteil des Prüfbildes einen Abschnitt der unterschiedli chen Förderelemente oder Erntegutes darauf abbildet. Insbesondere ist eines der Förderelemente zur Förderung von aussortierten Beimengen und ein weiteres der Förderelemente zur Förderung von gereinigten Hackfrüchten ausgebildet. Dadurch lässt sich ein besonders umfassendes Bild der Reinigungsleistung und somit der Auslastung des Förderelementes und/oder der das Förderelement umfassenden Trennvorrichtung erfassen. The conveying element is preferably designed as a sieve belt or as a hedgehog belt. The crop lies on it at least temporarily during operation. In operation, the conveying element runs in particular under at least one deflecting roller which extends transversely across the conveying element and crops deflecting therefrom. In order to the steering roller rotates in particular about an axis of rotation, which is set in a plan view of the conveying element by <90 ° to the conveying direction of the conveying element. Together, the conveying element and the deflecting roller form a separating device in this case, which is to be monitored using the method according to the invention. Alternatively, the conveying element is designed as a screen star or conveying roller, the conveying speed being a rotational speed thereof. The sieve star promotes the harvested crop in particular by lying on the sieve star with the sieve star rotating at least 135 °, in particular at least 180 °, the axis of rotation of which extends essentially vertically. When the conveying element is designed as a conveying roller, it is in particular encompassed by a roller table, with an axis of rotation of the conveying roller in particular being arranged essentially horizontally. The image acquisition unit is preferably arranged such that the test image shows at least two alternative conveying paths for different crop components. As a result, two conveying elements can be monitored with the aid of an image capturing unit, one test image part of the test image each depicting a section of the different conveying elements or crops thereon. In particular, one of the conveying elements is designed to convey sorted additions and another of the conveying elements is designed to convey cleaned root crops. This enables a particularly comprehensive picture of the cleaning performance and thus the utilization of the conveying element and / or the separating device comprising the conveying element to be captured.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind die nachfolgend beschriebe nen, schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen zu entnehmen; es zeigen: Further details and advantages of the invention are described in the following, schematically illustrated embodiments; show it:
Fig. 1 einen Programmablaufplan eines erfindungsgemäßen Verfahrens, 1 shows a program flow chart of a method according to the invention,
Fig. 2 eine Detailansicht zur Bestimmung von Erntegutbestandteile an einem überwachten Förderstreckenbereich, 2 shows a detailed view for the determination of crop components on a monitored conveyor section,
Fig. 3 einen Programmablaufplan zur Verrechnung des Fördergeschwindig keitssignals, 3 shows a program flow chart for the calculation of the conveying speed signal,
Fig. 4 einen Programmablaufplan zur Auswertung des Fördergeschwindig keitssignals, Fig. 5 eine Ansicht eines Prüfbildes und dessen teilweise Auswertung, 4 shows a program flow chart for evaluating the conveying speed signal, 5 is a view of a test image and its partial evaluation,
Fig. 6 das Prüfbild nach Fig. 5 und dessen weitere mögliche, teilweise Aus wertung, 6 and the further possible, partly from evaluation,
Fig. 7 einen erfindungsgemäßen Gegenstand, 7 shows an object according to the invention,
Fig. 8 u. 9 den Gegenstand nach Fig. 7 in unterschiedlichen Seitenansichten, Fig. 8 u. 9 the object according to FIG. 7 in different side views,
Fig. 10 eine Teilansicht des Gegenstandes gern. Fig. 7 mit einem Förderele ment, Fig. 10 likes a partial view of the object. 7 element with a Förderele,
Fig. 1 1 einen Detailansicht eines in Fig. 10 abschnittweise dargestellten Berei ches der Vorrichtung nach Fig. 7, 11 is a detailed view of a portion shown in FIG. 10 area of the device according to FIG. 7,
Fig. 12 den Gegenstand gemäß Fig. 1 1 aus einer abweichenden Perspektive, 12 the object according to FIG. 11 from a different perspective,
Fig. 13 eine Darstellung des Prüfbildes der Bilderfassungseinheit nach Fig. 1 1 , 13 is an illustration of the test image of the image acquisition unit according to FIG. 11;
Fig. 14 ein Trenngerät der Maschine gern. Fig. 7 mit einer Bilderfassungsein heit, Fig. 15 ein schematisches, aus Perspektive der in Fig. 14 gezeigten Bilderfas sungseinheit aufgenommenes Prüfbild, Fig. 14 like a separator of the machine. 7 with an image acquisition unit, 15 is a schematic test image taken from the perspective of the image acquisition unit shown in FIG. 14;
Fig. 16 ein weiteres Trenngerät der Maschine gern. Fig. 7 mit einer Bilderfas sungseinheit, Fig. 16 like another separator of the machine. 7 with an image acquisition unit,
Fig. 17 ein schematisch dargestelltes und aus Perspektive der in Fig. 16 ge zeigten Bilderfassungseinheit aufgenommenes Prüfbild, 17 is a schematically illustrated test image taken from the perspective of the image acquisition unit shown in FIG. 16,
Fig. 18 eine weitere Detailansicht einer Maschine gern. Fig. 7 mit einer weite ren Bilderfassungseinheit, 18 likes a further detailed view of a machine. 7 with a wide ren image acquisition unit,
Fig. 19 eine schematische Darstellung eines Prüfbildes betrachtet aus der Per spektive der Bilderfassungseinheit nach Fig. 18, 19 is a schematic illustration of a test image viewed from the perspective of the image acquisition unit according to FIG. 18,
Fig. 20 eine Detailansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung. 20 shows a detailed view of a further device according to the invention.
Gleich oder ähnlich wirkende Teile sind - sofern dienlich - mit identischen Bezugs ziffern versehen. Einzelne technische Merkmale der nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele können auch mit den Merkmalen der vorbeschriebenen Aus führungsbeispiele zu erfindungsgemäßen Weiterbildungen führen, stets aber zumin dest in Kombination mit den Merkmalen eines der unabhängigen Ansprüche. Die in der Figurenliste aufgeführten Gegenstände sind in einzelnen Figuren mitunter nur teilweise dargestellt. Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Regelung des Betriebs einer Maschine 2 zum Ernten von Hackfrüchten 4 (vgl. Fig. 6 bis 8). Bei dem Verfahren wird durch mindestens eine optische Bilderfassungseinheit 6 zumindest ein Prüfbild 8 aufge nommen, das mittels zumindest eines zunächst allgemein mit 10 bezifferten För derelementes relativ zu einem Maschinenrahmen 12 der Maschine 2 fortbewegtes Erntegut umfassend Hackfrüchte 4 zeigt. Parts with the same or similar effect are provided with identical reference numerals, where appropriate. Individual technical features of the exemplary embodiments described below can also lead to further developments according to the invention with the features of the above-described exemplary embodiments, but always at least in combination with the features of one of the independent claims. The items listed in the list of figures are sometimes only partially shown in individual figures. The method according to the invention serves to regulate the operation of a machine 2 for harvesting root crops 4 (cf. FIGS. 6 to 8). In the method, at least one test image 8 is recorded by at least one optical image acquisition unit 6, which shows at least one conveying element, initially generally numbered 10, relative to a machine frame 12 of the machine 2, showing crops comprising root crops 4.
Das Prüfbild 8 wird an eine Auswertevorrichtung übermittelt, die auf Basis eines an hand des Prüfbildes 8 erzeugten oder durch dieses ausgebildeten Prüfdatensatzes ein Trenngeräteeinstellsignal zur Einstellung zumindest eines Betriebsparameters eines Trenngerätes der Maschine 2 erzeugt. Die als Prüfbilder bzw. Ausgangsbilder dargestellten Abbildungen zeigen lediglich schematisch die für die Erfindung rele vanten Teile ohne etwaige Umrandungen oder Begrenzungen. Von einer Kamera aufgenommene, insbesondere digitale Bilder weisen gegebenenfalls weitere, nicht in den Abbildungen dargestellte Informationen auf. Diese können beispielsweise be reits kameraseitig oder bei Erstellung oder Bearbeitung eines Prüfdatensatzes mas kiert oder gefiltert werden. The test image 8 is transmitted to an evaluation device, which generates a separator setting signal for setting at least one operating parameter of a separating device of the machine 2 on the basis of a test data record generated on the basis of the test image 8 or formed by it. The images shown as test images or output images only show schematically the parts relevant for the invention without any borders or boundaries. Digital images taken by a camera, in particular, may have additional information not shown in the figures. For example, these can already be masked or filtered on the camera side or when a test data record is being created or edited.
Bei einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird ein Gutfluss 1.1 eines Trenngeräts mittels einer ersten Bilderfassungseinheit 6 erfasst (Block 1.2, Fig. 1 ). Darüber hinaus wird der Gutfluss von zwei weiteren optischen Bilderfassungseinhei ten zusätzlich überwacht (Blöcke 1.3 und 1.4), beispielsweise nach dem Ausgang des Trenngerätes und im Bereich eines Abführbandes für Beimengen 5, die mittels des Trenngerätes abgetrennt werden. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens werden für die jeweiligen Messstellen bzw. von den Bilderfassungseinheiten 6 er fassten Bereiche Auslastungskennwerte LS_1 bis LS_3 ermittelt (Blöcke 1.5, 1.6,In one exemplary embodiment according to the invention, a crop flow 1.1 of a separating device is captured by means of a first image capturing unit 6 (block 1.2, FIG. 1). In addition, the crop flow from two further optical image acquisition units is additionally monitored (blocks 1.3 and 1.4), for example after the exit of the separating device and in the area of a discharge belt for admixtures 5, which by means of of the separator are disconnected. By means of the method according to the invention, utilization characteristic values LS_1 to LS_3 are determined for the respective measuring points or areas captured by the image acquisition units 6 (blocks 1.5, 1.6,
1.7). Dieser werden in Block 1.8 miteinander verrechnet, was zur einem Förderge schwindigkeitssignal für zumindest ein Förderelement 10 des Trenngerätes führt. Hiermit wird die Fördergeschwindigkeit des Förderelements eingestellt (Block 1.9), wodurch der Gutfluss 1.1 im Trenngerät optimiert wird. 1.7). These are offset against one another in block 1.8, which leads to a speed signal for at least one conveying element 10 of the separating device. This sets the conveying speed of the conveying element (block 1.9), which optimizes the crop flow 1.1 in the separating device.
Die Ermittlung des Fördergeschwindigkeitssignals ist in einem größeren Detailgrad in der Fig. 2 dargestellt. Demnach wird zunächst durch die Bilderfassungseinheit ein Prüfbild 8 umfassend Erntegut auf einem Förderelement 10 (Block 3, entspricht Block 1.1 ) aufgenommen. Nach der Aufnahme des Prüfbildes 8 wird gemäß eines ersten erfindungsgemäßen Verfahrensablaufes ein relevanter Bildabschnitt bzw. Teil des Prüfbildes 8 mittels einer entsprechenden Filterung oder Maskierung extrahiert. Dazu ist basierend auf der Position der Bilderfassungseinheit eine Maske bzw. eine Region of Interest (ROI) vordefiniert, anhand derer zu berücksichtigende und nicht zu berücksichtigende Abschnitte des Prüfbildes 8 unterschieden werden (Block 13.1 ). Auf Basis des relevanten Bildabschnittes des Prüfbildes 8 und des zugehöri gen Prüfdatensatzes wird ein Bewegungskennwert für eine Mehrzahl von Bildberei chen, insbesondere für jeden Pixel des Bildabschnittes berechnet (Block 13.2). Der Bewegungskennwert umfasst insbesondere eine Bewegungsrichtung. Anschließend wird die Mehrzahl von Bewegungskennwerten statistisch ausgewertet (Block 13.3). Dazu werden die Bewegungskennwerte jeweils mit zugeordneten Referenzkennwer ten abgeglichen, die aus einer vorzugsweise maschineneigenen und insbesondere Update-fähigen Datenbank bereitgestellt werden (Block 13.4), und eine Differenz derer berechnet oder werden die Bewegungskennwerte mit jeweils mit einem ein heitlichen Referenzkennwert verglichen und eine Abweichung davon berechnet. Die Bewegungskennwerte oder die berechneten Abweichungen werden durch die Aus wertevorrichtung statistisch ausgewertet, insbesondere wird eine Standardabwei chung der Bewegungskennwerte von den Referenzkennwerten berechnet. The determination of the conveying speed signal is shown in a greater degree of detail in FIG. 2. Accordingly, a test image 8 comprising crop is first recorded on a conveyor element 10 (block 3, corresponds to block 1.1) by the image acquisition unit. After the recording of the test image 8, a relevant image section or part of the test image 8 is extracted according to a first method sequence according to the invention by means of a corresponding filtering or masking. For this purpose, based on the position of the image acquisition unit, a mask or a region of interest (ROI) is predefined, on the basis of which sections of the test image 8 to be taken into account and not taken into account are distinguished (block 13.1). On the basis of the relevant image section of the test image 8 and the associated test data set, a movement characteristic value is calculated for a plurality of image areas, in particular for each pixel of the image section (block 13.2). The movement characteristic includes in particular a direction of movement. The majority of movement parameters are then statistically evaluated (block 13.3). For this purpose, the movement parameters are each compared with assigned reference values, which are preferably machine-specific and in particular Update-capable database are provided (block 13.4), and a difference between them is calculated or the movement parameters are compared with a uniform reference parameter and a deviation therefrom is calculated. The movement characteristic values or the calculated deviations are statistically evaluated by the evaluation device, in particular a standard deviation of the movement characteristic values from the reference characteristic values is calculated.
Über die kontinuierlich ausgewertete Statistik geht anschließend ein Tiefpassfilter zur Glättung der ermittelten Werte (Block 13.5). Dazu wird eine vordefinierte und insbesondere vorgebbare Filterzeitkonstante genutzt (Block 13.6), die das Ausmaß der Glättung spezifiziert. A low-pass filter then goes over the continuously evaluated statistics to smooth the determined values (block 13.5). For this purpose, a predefined and, in particular, predeterminable filter time constant is used (block 13.6), which specifies the extent of smoothing.
Auf Basis der gefilterten bzw. geglätteten Statistik der vorbeschriebenen Abwei chungen wird ein Auslastungskennwert, allgemein mit LS bezeichnet, des im On the basis of the filtered or smoothed statistics of the above-described deviations, a load factor, generally designated LS, is used in the
Prüfbild abgebildeten Förderstreckenbereiches ermittelt (Block 13.7). Dieser reprä sentiert die Bewegungssituation des Erntegutes bzw. des Gutflusses im Bereich des Trenngerätes, insbesondere auf dem Förderelement oder im Übergangsbereich zweier Förderelemente. Check image of the conveyor section shown (block 13.7). This represents the movement situation of the crop or the crop flow in the area of the separating device, in particular on the conveyor element or in the transition area of two conveyor elements.
Bezugnehmend auf den zweiten, ergänzenden oder alternativen Pfad erfolgt eben falls zunächst eine Extraktion der relevanten Prüfbildteile (Block 2.1 ). Hierfür kann basierend auf der Position der Bilderfassungseinheit 6 eine Maske bzw. Region of Interest (ROI) vordefiniert sein (Block 2.2), anhand derer zu berücksichtigende und nicht zu berücksichtigende Abstände des Prüfbildes 8 unterschieden werden. Auf Basis des relevanten Bildabschnittes des Prüfbildes 8 und des nun für die Bearbei tung vorhandenen Prüfdatensatzes wird nun die Berechnung von Anteilen der ein zelnen Erntegutbestandteile zeigender Bildbereiche vorgenommen (Block 2.3). Hier zu können insbesondere die Farbinformationen ausgewertet werden. Diese Werte können aus einer Referenztabelle entnommen werden oder auch durch ein Bedien personal vorgegeben werden (Block 2.4). With reference to the second, supplementary or alternative path, the relevant parts of the test image are first extracted (block 2.1). For this purpose, a mask or region of interest (ROI) can be predefined based on the position of the image acquisition unit 6 (block 2.2), on the basis of which the distances between the test image 8 to be taken into account and not to be taken into account can be distinguished. On On the basis of the relevant image section of the test image 8 and the test data record now available for processing, the proportions of the image regions showing individual crop components are now calculated (block 2.3). In particular, the color information can be evaluated here. These values can be taken from a reference table or can also be specified by operating personnel (block 2.4).
Auf Basis einer Schwellenwert-Definition (Block 2.5) werden die Abweichungen der berechneten Anteile von dem Schwellenwert berechnet (Block 2.6). Der Schwellen wert ist beispielsweise ein für den jeweils betrachteten Anteil (z.B. Hackfrucht, Bei menge 1 , Beimenge 2) idealer Wert. Anschließend erfolgt eine Tiefpassfilterung zwecks Glättung der ermittelten Abweichungen (Block 2.7). Hierbei wird eine gern. Block 2.8 definierte Filterzeitkonstante verwendet. Anschließend wird ein weiterer oder der Auslastungskennwert LS basierend auf den geglätteten Werten der Abwei chungen für die einzelnen Positionen entlang der Förderstrecke und die jeweiligen Anteile berechnet (Block 2.9). On the basis of a threshold value definition (block 2.5), the deviations of the calculated proportions from the threshold value are calculated (block 2.6). The threshold value is, for example, an ideal value for the proportion considered (e.g. root crop, quantity 1, quantity 2). This is followed by low-pass filtering in order to smooth the determined deviations (block 2.7). This will be a pleasure. Block 2.8 defined filter time constant used. Subsequently, a further load factor or the load factor LS is calculated based on the smoothed values of the deviations for the individual positions along the conveyor line and the respective proportions (block 2.9).
Anschließend wird auf Basis des oder der Auslastungskennwerte LS beispielsweise mittels eines nachfolgend noch beschriebenen Dreipunktreglers das Förderge schwindigkeitssignal erzeugt werden (Block 2.10). Subsequently, the Förderge speed signal will be generated based on the or the load characteristic LS, for example by means of a three-point controller described below (block 2.10).
Fig. 3 zeigt einen Programmablaufplan zur Verrechnung des Auslastungskennwer tes LS zum Fördergeschwindigkeitssignal. In dieser Ausgestaltungsform hat der Auslastungskennwert LS einen Wert von -1 , 0 oder 1 und wurde wie vorbeschrieben erzeugt. Nach dem Start des Verfahrens wird in der Vorrichtung auf einen neuen Auslastungskennwert LS gehört bzw. gewartet (Block 14.1 ). Es versteht sich, dass zum Zweck der Programmierung die jeweiligen Auslastungskennwerte, die vorlie gend auch gemeinsam lediglich mit„LS“ beziffert sind, differenziert werden müssen und daher in Figur 3 mit LS_x bezeichnet sind. Nach Übergabe des Auslastungs kennwertes wird in Abhängigkeit dessen Größe weiterverfahren. Ein Auslastungs kennwert LS_x von 0 repräsentiert eine gewünschte Auslastung des Trenngerätes, ein Auslastungskennwert von -1 eine Unterlast, d.h. zu geringe Auslastung des Trenngerätes und ein Auslastungskennwert von 1 eine Überlast, d.h. eine zu hohe Auslastung mit einer Gefahr der Verstopfung. Für den Fall, dass der Auslastungs kennwert 0 ist, wird dieser in den Speicher 14.2 der letzten Auslastungskennwerte eingetragen (Block 14.3), ohne ein Fördergeschwindigkeitssignal zur Änderung der Fördergeschwindigkeit auszusenden. Für den Fall, dass der Auslastungskennwert 1 ist, wird ein zurückliegender und im Speicher 14.2 gespeicherter Auslastungskenn wert abgefragt (Block 14.4) und anschließend ermittelt, ob nach dem letzten gespei cherten Auslastungskennwert von 0 bereits eine Überlast festgestellt wurde (BlockFig. 3 shows a program flow chart for the calculation of the utilization characteristic LS to the conveying speed signal. In this embodiment, the load factor LS has a value of -1, 0 or 1 and has been described as above generated. After the start of the method, the device listens to or waits for a new utilization characteristic value LS (block 14.1). It goes without saying that, for the purpose of programming, the respective utilization characteristic values, which in the present case are also simply referred to as “LS”, must be differentiated and are therefore referred to in FIG. 3 as LS_x. After the load factor has been transferred, the process continues depending on its size. A load characteristic value LS_x of 0 represents a desired load of the separator, a load characteristic of -1 an underload, ie insufficient load of the separator and a load characteristic of 1 an overload, ie an excessive load with a risk of constipation. In the event that the utilization characteristic value is 0, this is entered in the memory 14.2 of the last utilization characteristic values (block 14.3) without sending out a conveying speed signal for changing the conveying speed. In the event that the utilization characteristic value is 1, a previous utilization characteristic value stored in the memory 14.2 is queried (block 14.4) and then it is determined whether an overload has already been determined after the last stored utilization characteristic value of 0 (block
14.5). Ist das nicht der Fall, sendet die Auswertevorrichtung ein Fördergeschwindig keitssignal zur Verringerung der Geschwindigkeit aus (Verzögerungssignal, Block.14.5). If this is not the case, the evaluation device sends out a conveying speed signal to reduce the speed (delay signal, block.
14.6). Ist das der Fall, wird der neue Auslastungskennwert in den Speicher 14.2 ein getragen und kein (weiteres, die Fördergeschwindigkeit reduzierendes) Förderge schwindigkeitssignal ausgesendet. Aufgrund des Fördergeschwindigkeitssignals nach Block 14.6 ergibt sich die erfindungsgemäße Geschwindigkeitsregelung (Block14.6). If this is the case, the new utilization characteristic value is entered in the memory 14.2 and no (further, the conveying speed reducing) conveying speed signal is transmitted. The speed control according to the invention results from the conveyor speed signal according to block 14.6 (block
14.7), d.h. die Anpassung der Fördergeschwindigkeit an die Auslastung der einzel nen überwachten Bereiche der Förderstrecke bzw. des Trenngerätes. Hat der Auslastungskennwert einen Wert von -1 , wird wiederum ein im Speicher 14.2 eingetragener Auslastungskennwert abgefragt (Block 14.8) und entsprechend der vorbeschriebenen Unterscheidung entschieden, ob ein Fördergeschwindigkeits signal zur Beschleunigung der Fördergeschwindigkeit ausgesendet wird oder bereits ausgesendet wurde. Optional lässt sich der Programmablauf dadurch optimieren, dass erst nach einer bestimmten Aufeinanderfolge in Anzahl von einer Unterlast bzw. Unterlastung anzeigenden Auslastungskennwerten eine Beschleunigung aus gelöst wird. So wird beispielsweise für die jeweiligen Bereiche der Förderstrecke überwacht, ob eine Unterlast vorhanden ist (Block 14.9) und erst dann ein Be schleunigungsimpuls gesendet (Block 14.10). 14.7), ie the adaptation of the conveying speed to the utilization of the individual monitored areas of the conveying line or the separating device. If the capacity utilization value has a value of -1, a utilization characteristic value entered in the memory 14.2 is again queried (block 14.8) and a decision is made in accordance with the above-described distinction as to whether a conveying speed signal for accelerating the conveying speed is being transmitted or has already been transmitted. Optionally, the program flow can be optimized by accelerating only after a certain sequence in number of load characteristic values indicating an underload or underload. For example, it is monitored for the respective areas of the conveyor line whether there is an underload (block 14.9) and only then is an acceleration pulse sent (block 14.10).
Fig. 4 zeigt ein Programmablaufplan zur Auswertung des Fördergeschwindigkeits signals. Beim gezeigten Verfahrensablauf wird auf Basis des Fördergeschwindig keitssignals 17.1 ein Fördergeschwindigkeitsinkrement oder -dekrement zur Verän derung der Fördergeschwindigkeit berechnet (Block 17.2). Aufgrund einer vorhan denen, insbesondere vorgebbaren und variierbaren Regelbasis (Block 17.3) können Werte wie das Ausmaß des Auslastungskennwertes in die Berechnung einfließen. Ebenfalls kann zur Berechnung des In- oder Dekrements berücksichtigt werden, ob sich die Maschine in einem Feinregelungsbereich der Geschwindigkeit, z.B. nahe der Auslastungsgrenze (z.B. Unterschied kleiner 10%) oder noch in einem Grobre gelungsbereich weiter (z.B. mehr als 50%) entfernt von der Auslastungsgrenze be findet. Die Auslastungsgrenze kann in der Auswertevorrichtung vorzugsweise als derjenige Wert definiert werden, ab dem eine zu große, ein Aufstauen von Material signalisierende Abweichung auftritt. Fig. 4 shows a program flow chart for evaluating the conveyor speed signal. In the process shown, a conveying speed increment or decrement for changing the conveying speed is calculated on the basis of the conveying speed signal 17.1 (block 17.2). Based on an existing, in particular specifiable and variable rule base (block 17.3), values such as the extent of the load factor can be included in the calculation. For calculating the increment or decrement, it can also be taken into account whether the machine is moving further away from the in a fine control range of the speed, e.g. close to the load limit (e.g. difference less than 10%) or in a rough control range Utilization limit is found. The utilization limit can preferably be in the evaluation device as the value is defined from which an excessively large deviation signaling a build-up of material occurs.
Das Fördergeschwindigkeitsinkrement bzw. -dekrement wird von der Auswertevor richtung in eine Geschwindigkeitsvorgabe für einen Trenngeräteantrieb umgesetzt (Block 17.5). Das resultierende Fördergeschwindigkeitssignal wird an den Trennge räteantrieb gesendet wird (Block 17.6). Flieraus resultiert eine Fördergeschwindigkeit des Trenngerätes (17.4). The conveyor speed increment or decrement is converted by the evaluation device into a speed specification for a separator drive (block 17.5). The resulting conveyor speed signal is sent to the separator device drive (block 17.6). This results in a conveying speed of the separating device (17.4).
Die Figuren 5 und 6 zeigen exemplarisch die Auswertung einzelner Prüfbilder. In Fig. 5 ist schematisch ein Ausgangsbild 9 sowie ein Prüfbild 8 dargestellt, jeweils mit Hackfrüchten 4 auf einer Förderstrecke umfassend zwei Förderelemente 10A und 10B. Nachfolgend werden zu Zwecken der Vereinfachung Förderelemente allgemein auch mit„10“ beziffert. Ein Förderelement 10 sind dann ein oder mehrere Förderele mente aus der Menge der Förderelemente (1 OA, 10B, 10C, 10D, ...). Figures 5 and 6 show an example of the evaluation of individual test images. An output image 9 and a test image 8 are shown schematically in FIG. 5, each with root crops 4 on a conveyor line comprising two conveyor elements 10A and 10B. In the following, for the purpose of simplification, funding elements are generally also numbered “10”. A conveyor element 10 are then one or more conveyor elements from the set of conveyor elements (10A, 10B, 10C, 10D, ...).
In einer bevorzugten Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ver gleicht die Auswertevorrichtung das Ausgangsbild 9 mit dem Prüfbild 8 insofern, als dass Bewegungsrichtungen von auf den Bildern dargestellten Objekten bestimmt werden. Ein Objekt kennzeichnet nicht notwendigerweise einen zusammenhängen den Körper sondern stellt im Prüfbild 8 lediglich einen hinsichtlich seiner Bewegung identifizierbaren Bereich dar, der insbesondere die Größe eines über ein Pixel des Prüfbilds 8 wiedergegebenen Bereichs besitzt. Insbesondere berechnet die Auswer tevorrichtung somit auf diese Weise eine Bewegungsrichtung für jeden Pixel des Prüfbildes 8, bewertet deren Abweichung von einer für jeden Bereich - insbesonde re jeden Pixel - bekannten Referenzrichtung und wertet diese Abweichungen statis tisch aus. Fig. 5 zeigt unabhängig von der Betrachtung der Bewegung auf Pixelebe ne exemplarisch je eine berechnete Bewegungsrichtung in Form eines eingeblende ten Vektors pro Hackfrucht 4. Jeder Pfeil repräsentiert einen BewegungskennwertIn a preferred embodiment of the method according to the invention, the evaluation device compares the output image 9 with the test image 8 in that the directions of movement of objects shown on the images are determined. An object does not necessarily identify a coherent body, but merely represents in the test image 8 an area which can be identified with regard to its movement and which in particular has the size of an area reproduced via a pixel of the test image 8. In particular, the evaluation device thus calculates a direction of movement for each pixel of the Test image 8, evaluates their deviation from a reference direction known for each area - in particular each pixel - and evaluates these deviations statistically. 5 shows an example of a calculated direction of movement in the form of a superimposed vector per root crop 4, regardless of the observation of the movement at the pixel level. Each arrow represents a characteristic movement value
20. 20th
Zur Berechnung des Auslastungskennwertes LS werden die Bewegungskennwerte 20 statistisch ausgewertet. Dabei umfassen die Bewegungskennwerte 20 lediglich eine Bewegungsrichtung, nicht eine durch die Pfeillänge etwaig indizierte Bewe gungsstrecke. Fig. 5 zeigt weiterhin ein Histogramm mit je einer Säule pro Bewe gungskennwert 20. Jede Säule kennzeichnet dabei eine betragsmäßige Abweichung des entsprechenden Bewegungskennwertes 20 von einem einheitlichen Referenz kennwert 22. To calculate the load characteristic value LS, the movement characteristic values 20 are statistically evaluated. In this case, the movement parameters 20 only comprise a movement direction, not a movement distance possibly indicated by the arrow length. FIG. 5 also shows a histogram with one column per movement characteristic 20. Each column indicates a deviation in the amount of the corresponding movement characteristic 20 from a uniform reference characteristic 22.
Zur Berechnung eines Auslastungskennwertes LS, indiziert durch die Linie 14, wird insbesondere eine Standardabweichung dieser Bewegungskennwertabweichungen vom Referenzkennwert 22 gebildet. Hierzu können insbesondere die Abweichungen insbesondere jeweils quadriert und anschließend summiert werden. Diese Summe wird daraufhin durch die Zahl der Bewegungskennwerte 20 geteilt und die Quadrat wurzel des sich daraus ergebenden Quotienten gebildet. Der sich somit ergebende Wert ist der Auslastungskennwert LS, welcher im dargestellten Histogramm exemp larisch angegeben ist. Vorteilhafterweise werden zur Berechnung der Bewegungskennwerte 20 erste Bild bereiche 16 des Prüfbildes 8 mit weiteren Bildbereichen 18 des Ausgangsbildes 9 verglichen, wobei jeder Bildbereich 16, 18 die gleiche Anzahl von Pixeln umfasst und insbesondere rechteckig ist. Zur vereinfachten Darstellung sind in Fig. 9 nur einige exemplarische Bildbereiche 16,18 dargestellt. Somit ergibt sich für jeden Bildbereich 16, insbesondere für jeden Pixel des Prüfbildes 8 ein Bewegungskennwert 20. To calculate a utilization characteristic value LS, indicated by line 14, a standard deviation of these movement characteristic value deviations from the reference characteristic value 22 is formed in particular. For this purpose, the deviations can in particular be squared and then summed up. This sum is then divided by the number of movement parameters 20 and the square root of the resulting quotient is formed. The resulting value is the load factor LS, which is given in the histogram shown. Advantageously, in order to calculate the characteristic movement values 20, first image areas 16 of the test image 8 are compared with further image areas 18 of the output image 9, each image area 16, 18 comprising the same number of pixels and in particular being rectangular. For a simplified illustration, only a few exemplary image areas 16, 18 are shown in FIG. 9. This results in a motion characteristic value 20 for each image area 16, in particular for each pixel of the test image 8.
Je nach Förderstreckenbereich kann in der Auswertevorrichtung festgelegt werden, welche Auslastung zu einer Verringerung oder Vergrößerung der Fördergeschwin digkeit führt. So kann beispielsweise bei einer Standardabweichung kleiner 10° eine Geschwindigkeitserhöhung vorgenommen werden, bei einer Standardabweichung von 10° bis 20°die Geschwindigkeit beibehalten werden und bei einer größeren Standardabweichung die Fördergeschwindigkeit reduziert werden. Entsprechend kann für den vorliegend als Fallstufe zwischen zwei als Siebbändern ausgebildeten Förderelementen 10A und 10B anhand der Auswertung rein der erkannten Richtun gen und deren Standardabweichung festgestellt werden, ob auf dem unten befindli chen Förderelement 10B ein Erntegutstau entsteht. Sollte ein entsprechender Zu stand beispielsweise aufgrund von Überschreiten eines einen Stau indizierenden Schwellenwerts R festgestellt werden, wird von der Auswertevorrichtung ein Förder geschwindigkeitssignal zur Beschleunigung des Förderelements 10B ausgegeben, alternativ oder ergänzend zu einer Reduzierung der Fördergeschwindigkeit des zu fördernden Förderelements 10A. Fig. 6 zeigt exemplarisch im oberen Teil der Figur ein Prüfbild 8, welches ebenfalls wieder den Übergang von dem Förderelement 10A zu dem Förderelement 10B dar stellt. Auf diesem Förderstreckenbereich befinden sich Hackfrüchte 4 und Beimen gen 5, die Steine und Kraut umfassen können. Gemäß den im Training des Algo rithmus definierten bzw. über eine Datenbank, beispielsweise eine Tabelle mit Farb werten im HSV-Format, vorgegebenen Klassifizierern werden einzelne Teilbildberei che 16 auf das Vorhandensein von gleichen Bestandteilen überprüft. So ergibt sich aufgrund der Zuordnung der jeweiligen Bildbereiche zu den einzelnen Anteilen, exemplarisch in der Fig. 5 unten links dargestellt, eine Anteilsverteilung einzelner Anteile von Hackfrüchten 4 und Beimengen 5 im Prüfbild 8. A1 zeigt somit den Anteil der Hackfrüchte 4 im Prüfbild 8 bzw. dem entsprechenden Prüfdatensatz, A2 den Anteil von Kraut und A3 den Anteil von Steinen. Vorzugsweise erfolgt diese Zuord nung auf Basis der Farbinformationen, vorzugsweise auch umfassend Schwarz- Weiß- und/oder Grauwerte der einzelnen Pixel, d.h. ein Bildbereich 19, der einem Anteil zugeordnet wird, ist insbesondere einer Fläche eines Pixels entsprechend.Depending on the conveyor section, the evaluation device can determine which load leads to a reduction or increase in the conveyor speed. For example, a speed increase can be carried out with a standard deviation of less than 10 °, the speed can be maintained with a standard deviation of 10 ° to 20 ° and the conveying speed can be reduced with a larger standard deviation. Correspondingly, it can be determined for the present case as a drop between two conveyor elements 10A and 10B designed as sieve belts based on the evaluation of the recognized directions and their standard deviation whether a crop jam occurs on the conveyor element 10B below. Should a corresponding condition be determined, for example, due to the exceeding of a threshold value R indicating a jam, the evaluation device outputs a conveying speed signal for accelerating the conveying element 10B, alternatively or in addition to a reduction in the conveying speed of the conveying element 10A to be conveyed. Fig. 6 shows an example in the upper part of the figure, a test image 8, which also represents the transition from the conveying element 10A to the conveying element 10B. On this conveyor section there are root crops 4 and 5 seeds, which can include stones and herbs. According to the classifiers defined in the training of the algorithm or specified via a database, for example a table with color values in HSV format, individual partial image areas 16 are checked for the presence of the same components. Thus, due to the assignment of the respective image areas to the individual portions, exemplarily shown at the bottom left in FIG. 5, there is a portion distribution of individual portions of root crops 4 and admixtures 5 in test image 8. A1 thus shows the portion of root crops 4 in test image 8 and the corresponding test data set, A2 the percentage of cabbage and A3 the percentage of stones. This assignment is preferably carried out on the basis of the color information, preferably also comprising black, white and / or gray values of the individual pixels, ie an image area 19 which is assigned to a portion corresponds in particular to an area of a pixel.
Der allgemein mit LS bezeichnete Auslastungskennwert basiert exemplarisch, gleichwohl vorzugsweise auf einer Abweichung des ersten Anteils A1 von einem wieder allgemein mit R bezeichneten Schwellenwert, der eine optimale Anteilsvertei lung von Hackfrüchten auf der beobachteten Stelle der Förderstrecke indiziert. Bei spielsweise wird der Auslastungskennwert LS bei einer Abweichung > 50% vom Reinigungsschwellenwert auf 1 gesetzt und bei einer Abweichung von < 50% vom Reinigungsschwellenwert auf 0. Diese Werte werden dann entsprechend gespei chert bzw. im weiteren Programmablauf gemäß den Figuren 1 bis 4 verarbeitet. Eine Anordnung der optischen Bilderfassungseinheiten 6 ist in Fig. 8 offenbart. Die erfindungsgemäße Maschine 2 ist als gezogener Kartoffelroder ausgebildet, wobei eine Vielzahl von Förderelementen 10 sowie deren zugehörige Trenngeräte über einen nur teilweise bezifferten Maschinenrahmen 12 gehalten sind. Entlang der För derstrecke sind eine Mehrzahl von Bilderfassungseinheiten 6 vorhanden, die das auf den Förderelementen 10 transportierte Erntegut umfassend Hackfrüchte 4 aufneh men. Die optischen Bilderfassungseinheiten 6 bilden einzelne Messstellen zur Überwachung der jeweiligen Trenngeräte aus. The load factor, generally designated LS, is based on an example, although preferably based on a deviation of the first portion A1 from a threshold value, again generally designated R, which indicates an optimal share distribution of root crops on the observed point on the conveyor line. For example, the load characteristic value LS is set to 1 in the event of a deviation of> 50% from the cleaning threshold value and to 0 in the event of a deviation of <50% from the cleaning threshold value. These values are then stored accordingly or processed in the further program flow according to FIGS. 1 to 4. An arrangement of the optical image capturing units 6 is disclosed in FIG. 8. The machine 2 according to the invention is designed as a pulled potato harvester, with a large number of conveying elements 10 and their associated separating devices being held by a machine frame 12 which is only partially numbered. Along the conveying route there are a plurality of image capturing units 6 which include the crops transported on the conveying elements 10 comprising root crops 4. The optical image acquisition units 6 form individual measuring points for monitoring the respective separation devices.
Bei den in Fig. 7 indizierten Positionen für Bilderfassungseinheiten 6 handelt es sich um einen Bereich unmittelbar nach einer Rodevorrichtung 29 (Messstelle MS1 ), ei nen Übergang von einem ersten Förderelement 10 A in Form eines Siebbandes auf ein zweites Förderelement 10B in Form eines Siebbandes, welches zusätzlich von einem Grobkrautband umschlossen ist (Messstelle MS2), um den Übergang von diesem zweiten Siebband 10B auf ein weiteres Förderelement 10C umfassend ein weiteres Trenngerät (Messstelle MS3) . Darüber hinaus wird ausgangsseitig dieses Trenngeräts ein zum Verlesetisch führendes Förderelement 10E mit einer weiteren Bilderfassungseinheit 6 überwacht (Messstelle MS4), wobei gleichzeitig ein für Res te von Beimengen 5, insbesondere Steine, vorgesehenes weiteres Förderelement 10F erfasst wird. Schließlich ist am Verlesetisch 45 eine weitere optische Bilderfas sungseinheit 6 vorhanden (Messstelle MS5). The positions for image acquisition units 6 indicated in FIG. 7 are an area immediately after a lifting device 29 (measuring point MS1), a transition from a first conveying element 10A in the form of a wire belt to a second conveying element 10B in the form of a wire belt, which is additionally enclosed by a coarse herb belt (measuring point MS2), around the transition from this second sieve belt 10B to a further conveying element 10C, comprising a further separating device (measuring point MS3). In addition, on the output side of this separating device, a conveying element 10E leading to the picking table is monitored with a further image acquisition unit 6 (measuring point MS4), at the same time a further conveying element 10F provided for residues of admixtures 5, in particular stones, is detected. Finally, another optical image acquisition unit 6 is present at the picking table 45 (measuring point MS5).
Eine Auswertevorrichtung kann an einer beliebigen, vorzugsweise jedoch in der Nä he des Verlesetisches befindlichen, zentral zugänglichen Stelle positioniert sein. Von der Auswertevorrichtung können beispielsweise über ein in der Fig. 7 erkennbares Kabel 12.1 Informationen betreffend die Einstellung der Trenngeräte an eine Bedi enperson auf einem Zugfahrzeug gegeben werden. An evaluation device can be positioned at any, but preferably in the vicinity of the reading table, centrally accessible location. From The evaluation device can, for example, be given information relating to the setting of the separating devices to an operator on a towing vehicle via a cable 12.1 which can be seen in FIG. 7.
Die in den Fig. 8 und 9 in der Seitenansicht dargestellte Maschine 2 verdeutlicht die Positionen der optischen Bilderfassungseinheiten 6. Insbesondere kann die am Ver lesetisch 45 befindliche Bilderfassungseinheit 6 direkt an einer zu einem Bunker 33 führenden Fallstufe angeordnet sein. The machine 2 shown in FIGS. 8 and 9 in a side view clarifies the positions of the optical image acquisition units 6. In particular, the image acquisition unit 6 located at the reading table 45 in the United States can be arranged directly on a drop stage leading to a bunker 33.
Die Fig. 10 und 1 1 zeigen die Anordnung einer oberhalb einer ersten Fallstufe zwi schen einem Förderelement 10A und einem Förderelement 10B rahmenseitig ange ordneten optischen Bilderfassungseinheit 6, deren Blickfeld nach unten gerichtet ist (Messstelle 2). Eine Lichtquelle 7 sorgt für eine Ausleuchtung des Blickfeldes zur Erfassung eines ausreichend beleuchteten Prüfbildes 8. Das Förderelement 10A ist ein Siebband, welches von einer Rodevorrichtung 29 kommend bereits einen Teil der Beimengen 5, insbesondere Erde, absiebt und über eine Fallstufe auf ein weite res, als Siebband ausgebildetes Förderelement 10B übergibt. Dieses Förderelement 10B weist zusätzlich ein Grobkrautband auf, welches zum Abtrennen des an den Kartoffeln oder im Erntegut vorhandenen Krauts vorgesehen ist. Entsprechend sind Abstreifvorrichtungen 32 über die Breite des Förderelements 10B angeordnet. 10 and 11 show the arrangement of an optical image acquisition unit 6 arranged on the frame side above a first drop stage between a conveying element 10A and a conveying element 10B, the field of vision of which is directed downward (measuring point 2). A light source 7 provides illumination of the field of view in order to capture a sufficiently illuminated test image 8. The conveying element 10A is a screen belt which, coming from a digging device 29, already screens part of the admixtures 5, in particular earth, and via a drop stage to a wide range of res conveyed as a belt conveyor element 10B. This conveying element 10B additionally has a coarse herb belt which is provided for separating the herb present on the potatoes or in the crop. Correspondingly, stripping devices 32 are arranged across the width of the conveying element 10B.
Eine Höhe H der Abstreifvorrichtung 32 über der Förderebene des Förderelements 10B ist ebenfalls einstellbar. Über das erfindungsgemäße Verfahren können die Fördergeschwindigkeiten der Förderelemente 10A und 10B eingestellt werden. In der Fig. 1 1 ist zu Zwecken der Übersichtlichkeit lediglich ein Grobkrautband 43 und nicht das eigentliche, in Form eines Siebbandes ausgebildete Förderelement 10B dargestellt (vgl. Fig. 13). A height H of the stripping device 32 above the conveying plane of the conveying element 10B is also adjustable. The conveying speeds of the conveying elements 10A and 10B can be set using the method according to the invention. In For the sake of clarity, FIG. 11 shows only a coarse herb belt 43 and not the actual conveying element 10B which is designed in the form of a sieve belt (cf. FIG. 13).
Ein sich aus dem in der Fig. 12 gestrichelt dargestellten Blickfeld der optischen Bil derfassungseinheit 6 ergebenes Prüfbild 8 ist in der Fig. 13 im Detail (ohne Erntegut) dargestellt. Anhand eines aus diesem Prüfbild 8 geschaffenen Prüfdatensatzes wer den die vorstehend beschriebenen Auswertungen auf Basis der erkannten Bewe gungsrichtungen des Erntegutes und/oder auf Basis der jeweiligen Anteile der Ern tegutbestandteile vorgenommen und bei Bedarf die Fördergeschwindigkeiten der Förderelemente angepasst. A test image 8 resulting from the field of view of the optical image acquisition unit 6 shown in dashed lines in FIG. 12 is shown in detail in FIG. 13 (without crop). On the basis of a test data record created from this test image 8, the evaluations described above are carried out on the basis of the detected movement directions of the crop and / or on the basis of the respective proportions of the crop components and, if necessary, the conveying speeds of the conveying elements are adapted.
Ausgehend von dem Förderelement 10B wird das noch vorhandene Erntegut auf ein weiteres Förderelement 10C mit einer Förderrichtung 1 C übergeben. Diesem ist ein Trenngerät in Form von mehreren übereinanderstehenden, rotierenden Umlenkwal zen 24 zugeordnet. Über einen von diesem ausgeübten Impuls wird das Erntegut in Richtung des Förderelementes 10D transportiert (Fig. 14). Starting from the conveying element 10B, the crop still present is transferred to a further conveying element 10C with a conveying direction 1C. This is a separator in the form of several superimposed, rotating Umlenkwal zen 24 assigned. The crop is transported in the direction of the conveying element 10D via a pulse exerted by the latter (FIG. 14).
Eine Abstand H zwischen Förderelement 10C und der unteren Umlenkwalze 24 kann vom Bedienpersonal zwecks Variation einer Trennleistung eingestellt werden. Über das erfindungsgemäße Verfahren können die Geschwindigkeiten zumindest der zufördernden und abfördernden, als Siebbänder ausgebildeten Förderelemente 10C und 10D variiert werden. Ergänzend kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbil- dung eine Variation der Trennleistung bzw. Umlenkung über die Einsteilbarkeit der Umlaufgeschwindigkeiten der Umlenkwalzen 24 erreicht werden. A distance H between the conveying element 10C and the lower deflection roller 24 can be set by the operating personnel for the purpose of varying a separation performance. Using the method according to the invention, the speeds of at least the conveying and conveying conveyor elements 10C and 10D designed as sieve belts can be varied. In addition, according to an advantageous further development a variation of the separation performance or deflection can be achieved via the adjustability of the circulation speeds of the deflection rollers 24.
Die in der Fig. 14 dargestellte Bilderfassungseinheit 6 erzeugt das in Fig. 15 darge stellte Prüfbild, bei dem über eine Filterung bzw. Maskierung ein Prüfbildteil 8A defi niert wird. Zusätzlich wird noch ein Prüfbildteil 8B, der aus einer Förderrichtung 1 C heraus betrachtet hinter den Umlenkwalzen 24 liegt, per Filterung definiert. Für die Fördergeschwindigkeitseinstellung werden somit die vor und hinter dem durch die Umlenkwalzen 24 ausgebildeten Trennelement befindlichen Bereich des Förderele ments 10C überwacht. Es können für beide Bildbereiche 8A und 8B jeweilige Prüf datensätze geschaffen werden, bzw. die jeweiligen Auswertungen für die beiden Bildbereiche 8A und 8B können sich aus den entsprechenden Teilbereichen eines Prüfdatensatzes ergeben. The image acquisition unit 6 shown in FIG. 14 generates the test image shown in FIG. 15, in which a test image part 8A is defined by filtering or masking. In addition, a test image part 8B, which is viewed behind the deflection rollers 24 from a conveying direction 1C, is defined by filtering. For the conveying speed setting, the area of the conveying element 10C located in front of and behind the separating element formed by the deflecting rollers 24 is thus monitored. It is possible to create respective test data sets for both image areas 8A and 8B, or the respective evaluations for the two image areas 8A and 8B can result from the corresponding partial areas of a test data set.
Sofern ein zugehöriger Sollwert für den Prüfbildteil 8A ein Anstauen von Material vor den Umlenkwalzen 24 ergibt, wird die Fördergeschwindigkeit des Förderelementes 10C erhöht. If an associated target value for the test image part 8A results in a build-up of material in front of the deflection rollers 24, the conveying speed of the conveying element 10C is increased.
Alternativ kann in der Auswertung lediglich auf die vor den Umlenkwalzen 24 befind lichen, mit unterbrochenen Linien umrandeten, aneinander liegenden Bereiche 8A und 8C abgestellt werden. Für diese beiden Bereiche können zum Beispiel über die jeweiligen Schwellenwerte R zulässige Dichten von Anteilen definiert werden. Ab Überschreiten z.B. eines mit einer zu hohen Aufstauung unmittelbar vor den Um lenkwalzen einhergehenden Anteils zum Beispiel von Hackfrüchten 4, kann das zu- fördernde Band 10C schneller laufen gelassen werden, alternativ oder ergänzend kann ein abförderndes Band schneller laufen gelassen werden. Alternatively, the evaluation can only be based on the areas 8A and 8C located in front of the deflecting rollers 24 and bordered by broken lines. For these two areas, for example, permissible component densities can be defined via the respective threshold values R. If, for example, a portion associated with excessive build-up immediately in front of the deflecting rollers, for example of root crops 4, is exceeded, the conveyor belt 10C can be run faster, alternatively or additionally a conveyor belt can be run faster.
Eine Höhe H der unteren Enden von Fingern 26 eines als Fingerband 26.1 ausgebil deten Trenngerätes kann weiterhin vom Bedienpersonal als einer von mehreren Be triebsparametern einstellbar sein. Die Höhe H beschreibt den Abstand der Finger 26 von der Oberkante des als Igelband ausgebildeten Förderelementes. Darüber hin aus kann ein Anstellwinkel des Fingerbandes 26.1 zu einer Senkrechten zur Förder ebene des Förderelementes einstellbar ausgestaltet sein. Gleiches gilt für die Um laufgeschwindigkeit des Finderbandes 26.1. A height H of the lower ends of fingers 26 of a separator designed as a finger band 26.1 can also be set by the operating personnel as one of several operating parameters. The height H describes the distance of the fingers 26 from the upper edge of the conveyor element designed as a hedgehog belt. In addition, an angle of attack of the finger band 26.1 can be designed to be adjustable to a perpendicular to the conveying plane of the conveying element. The same applies to the running speed of the finder tape 26.1.
Eine weitere in dem Bereich der Förderbänder 10C und 10D angeordnete optische Bilderfassungseinheit 6 ist in Fig. 16 dargestellt. Diese Bilderfassungseinheit 6 kann ergänzend zu der Bilderfassungseinheit nach Fig. 14 verwendet werden, um den Ernteguttransport im Prüfbildbereich 8D zu überwachen. Insbesondere dient sie so mit dazu, die Wirkung des durch die Umlenkwalzen 24 ausgebildeten Trenn- und Umlenkgerätes zu überwachen. Insbesondere in Abhängigkeit der von den Ergeb nissen der Auswertung der Prüfbilder 8 der optischen Überwachungseinheit 6 nach Fig. 14 kann das Förderelement 10D in seiner Fördergeschwindigkeit angepasst werden. Auch der Überwachungseinheit 6 nach Fig. 16 ist eine Lichtquelle 7 zur besseren Ausleuchtung des überwachten Bereiches 8D zugeordnet. Another optical image acquisition unit 6 arranged in the area of the conveyor belts 10C and 10D is shown in FIG. 16. This image acquisition unit 6 can be used in addition to the image acquisition unit according to FIG. 14 in order to monitor the crop transport in the inspection image area 8D. In particular, it also serves to monitor the effect of the separating and deflecting device formed by the deflecting rollers 24. In particular, depending on the results of the evaluation of the test images 8 of the optical monitoring unit 6 according to FIG. 14, the conveying element 10D can be adjusted in its conveying speed. A monitoring unit 6 according to FIG. 16 is also assigned a light source 7 for better illumination of the monitored area 8D.
Eine weitere optische Bilderfassungseinheit 6 ist mit einer zugehörigen Lichtquelle 7 oberhalb eines Verlesetisches mit Blick auf ein Förderelement 10E und ein För- derelement 10F angeordnet (Fig. 18). Hierbei wird wie vorstehend beschrieben eine Perspektivenbereinigung aufgrund der "fish-eye"-Darstellung der Bilderfassungsein heit 6 vorgenommen. Mittels Maskierung werden die im Prüfbild 8 gemäß Fig. 19 abgebildeten Prüfbildteile 8A und 8B selektiert, die einerseits als einen Förderpfad das Förderelement 10E mit Förderrichtung 1 E zum Abtransport von Hackfrüchten und andererseits als weiteren Förderpfad das Förderelement 10F mit Förderrichtung 1 F zum Abtransport von Beimengen 5 in Form von Steinen überwachen. Mittels der vorbeschriebenen Auswertung wird überprüft, ob die Anteile von Hackfrüchten 4 auf dem Förderelement 10F zu groß sind. Sollte dies der Fall sein, wird mittels des er findungsgemäßen Verfahrens das vorgeschaltete Förderelement 10D mittels der Auswertevorrichtung langsamer eingestellt. Ergänzend kann in einer Weiterbildung der Erfindung in Abhängigkeit entsprechender Regelvorgaben das oberhalb des als Igelband ausgebildeten Förderelements 10D dargestellte Fingerband 26.1 mit exemplarisch und gestrichelt dargestellten Fingern 26 hinter der davor befindlichen Abdeckung 40 hinsichtlich seiner Trennwirkung angepasst werden. Beispielsweise wird der Abstand der Finger 26 von dem Förderelement 10D verringert, um mehr Erntegut in Form von Hackfrüchten 4 auf das Förderelement 10E über eine zugehö rige Rutsche 41 abzufördern. Another optical image acquisition unit 6 is provided with an associated light source 7 above a reading table with a view of a conveying element 10E and a conveying element. derelement 10F arranged (Fig. 18). Here, as described above, a perspective cleanup is carried out on the basis of the “fish-eye” representation of the image acquisition unit 6. By means of masking, the test image parts 8A and 8B shown in the test image 8 according to FIG. 19 are selected which, on the one hand, serve as a conveying path, the conveying element 10E with conveying direction 1E for the removal of root crops, and, on the other hand, as another conveying path, the conveying element 10F with conveying direction 1 F for conveying away additions 5 monitor in the form of stones. The evaluation described above is used to check whether the proportions of root crops 4 on the conveying element 10F are too large. If this is the case, the upstream conveying element 10D is set more slowly by means of the evaluation device by means of the method according to the invention. In addition, in a further development of the invention, depending on corresponding control specifications, the finger band 26.1 shown above the conveyor element 10D designed as a hedgehog belt can be adapted with respect to its separating effect with the fingers 26 shown by way of example and in broken lines behind the cover 40 located in front of it. For example, the distance of the fingers 26 from the conveying element 10D is reduced in order to convey more crop material in the form of root crops 4 onto the conveying element 10E via an associated chute 41.
Fig. 20 veranschaulicht die Anordnung von optische Bilderfassungseinheiten 6 auf weisenden Messstellen MS1 bis MS5 bei einer schematisch dargestellten Förder strecke einer als Rübenroder ausgebildeten Maschine 2. Die Bilderfassungseinhei ten 6 sind im Nachgang einer Rodevorrichtung 29 über einem Walzentisch 10M und am Ende eines als Siebband ausgebildeten Förderelements 10N angeordnet (Mess- stellen MS1 und MS2). Eine weitere optische Bilderfassungseinheit 6 überwacht ins besondere ein als Siebstern ausgebildetes Förderelement 10P (Messstelle MS3). Das anschließende, als Siebstern ausgebildete Förderelement 10Q wird ebenfalls genauso überwacht, wie ein Förderelement 10R, welches als Ringelevator ausgebil det ist (Messstellen MS4 und MS5). Sofern z.B. eine Stauung auf einem der För derelemente 10M, 10N, 10P, 10Q, 10S erkannt wird, kann dieses auf Veranlassung der Auswertevorrichtung schneller gelaufen lassen werden. Dies kann gemäß einem von mehreren möglichen Regelszenarien zunächst nur für eine bestimmte Zeit bis hin zu einer nächsten Überprüfung oder solange erfolgen, bis eine Überwachung die Aufhebung des kritischen Zustandes feststellt. 20 illustrates the arrangement of optical image acquisition units 6 on pointing measuring points MS1 to MS5 in the case of a schematically illustrated conveying path of a machine 2 designed as a beet harvester. The image acquisition units 6 are in the wake of a lifting device 29 above a roller table 10M and at the end of a roller conveyor Conveyor element 10N arranged (measuring represent MS1 and MS2). A further optical image acquisition unit 6 monitors in particular a conveyor element 10P (measuring point MS3) designed as a screen star. The subsequent conveyor element 10Q, which is designed as a star, is also monitored in the same way as a conveyor element 10R, which is designed as a ring elevator (measuring points MS4 and MS5). If, for example, a congestion is detected on one of the conveying elements 10M, 10N, 10P, 10Q, 10S, this can be made to run faster at the instigation of the evaluation device. According to one of several possible control scenarios, this can initially only take place for a certain time until a next check or until a monitoring system detects the removal of the critical state.

Claims

Ansprüche Expectations
1 . Verfahren zur Regelung des Betriebs einer Maschine (2) zum Ernten von Hackfrüchten (4), bei dem durch mindestens eine optische Bilderfassungseinheit (6) zumindest ein Prüfbild (8) von mittels zumindest eines Förderelementes (10) relativ zu einem Maschinenrahmen (12) fortbewegtem Erntegut umfassend Hackfrüchte (4) aufgenommen und auf Basis eines anhand des Prüfbildes (8) erzeugten oder durch dieses ausgebildeten Prüfdatensatzes eine Fördergeschwindigkeit des Förderele mentes (10) eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswertevorrich tung auf Basis des Prüfdatensatzes ein von einer Geschwindigkeit des Erntegutes unabhängiges Fördergeschwindigkeitssignal zur Einstellung der Fördergeschwindig keit erzeugt. 1 . Method for controlling the operation of a machine (2) for harvesting root crops (4), in which at least one test image (8) of at least one test image (8) is moved relative to a machine frame (12) by means of at least one conveying element (10) Harvested crop includes root crops (4) and a conveying speed of the conveying element (10) is set on the basis of a test data record generated or formed by the test image (8), characterized in that an evaluation device based on the test data record is one of a speed of Harvested independent conveying speed signal for setting the conveying speed is generated.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Förderge schwindigkeitssignal weiterhin von der Geschwindigkeit des Förderelementes (10) unabhängig bestimmt wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the Förderge speed signal continues to be determined independently of the speed of the conveying element (10).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aus wertevorrichtung den Prüfdatensatz mit einem auf Basis eines Ausgangsbildes (9) erzeugten oder durch diesen ausgebildeten Ausgangsdatensatz vergleicht. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the evaluation device compares the test data record with an output data record generated on the basis of an output image (9) or formed by this.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfdatensatz einer ersten Ausführung des Verfahrens bei einer weiteren Ausführung des Verfah rens als Ausgangsdatensatz dient. 4. The method according to claim 3, characterized in that the test data set of a first embodiment of the method serves as an output data set for a further execution of the method.
5. Verfahren nach einem de vorherigen Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekenn zeichnet, dass die Auswertevorrichtung das Fördergeschwindigkeitssignal auf Basis einer Auswertung des sich aus dem Prüf- und dem Ausgangsdatensatz ergebenden optischen Flusses des Ernteguts ermittelt. 5. The method according to one of the preceding claims 3 or 4, characterized in that the evaluation device determines the conveying speed signal on the basis of an evaluation of the optical flow of the crop resulting from the test and the output data set.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorrichtung zumindest einen Bewegungskenndatensatz berechnet, der eine Bewegung, insbesondere eine Bewegungsrichtung, zumindest eines durch das Prüfbild (8) zumindest teilweise dargestellten Objektes kennzeichnet, wobei auf Ba sis des Bewegungskenndatensatzes das Fördergeschwindigkeitssignal erzeugt wird. 6. The method according to any one of claims 3 to 5, characterized in that the evaluation device calculates at least one movement characteristic data set, which characterizes a movement, in particular a direction of movement, of at least one object represented at least partially by the test image (8), based on the movement characteristic data set the conveying speed signal is generated.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevor richtung jeweils einen Bewegungskenndatensatz für unterschiedliche mit dem 7. The method according to claim 6, characterized in that the evaluation device each have a movement characteristic data set for different with the
Prüfbild (8) dargestellte Objekte oder unterschiedliche, erste Teilbildbereiche (16) erzeugt, die insbesondere genau einen Pixel des Prüf- (8) und/oder des Ausgangs bildes (9) umfassen. Test image (8) objects or different, first partial image areas (16) generated, which in particular comprise exactly one pixel of the test (8) and / or the output image (9).
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevor richtung in einem ersten Berechnungsschritt für eine Mehrzahl von zumindest eine erste Zahl an Pixeln umfassenden Teilbildbereichen (16,18) je einen Bewegungs- kenndatensatz berechnet und in einem späteren Berechnungsschritt und unter Be rücksichtigung der im ersten Berechnungsschritt berechneten Bewegungskennda tensätze je einen weiteren Bewegungskenndatensatz für eine höhere Zahl abwei chender Teilbildbereiche (16,18) berechnet, die eine geringere Zahl an Pixeln um fassen. 8. The method according to claim 7, characterized in that the evaluation device in a first calculation step for a plurality of partial image areas (16, 18) comprising at least a first number of pixels, one movement each. calculated characteristic data record and in a later calculation step and taking into account the motion characteristic data records calculated in the first calculation step, a further motion characteristic data record is calculated for a higher number of different partial image areas (16, 18) which comprise a smaller number of pixels.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorrichtung einen Auslastungskennwert (LS), insbesondere ausschließ lich, auf Basis von zumindest einem eine Bewegungsrichtung kennzeichnenden Be wegungskennwert (20) des zumindest einen Bewegungskenndatensatzes und ins besondere auf Basis zumindest eines dem Bewegungskennwert (20) zugeordneten Referenzkennwertes (22) berechnet. 9. The method according to any one of claims 6 to 8, characterized in that the evaluation device a utilization characteristic (LS), in particular exclusively, on the basis of at least one movement characteristic Be characteristic movement (20) of the at least one movement characteristic data set and in particular based at least a reference characteristic value (22) assigned to the movement characteristic value (20) is calculated.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevor richtung mehrere Bewegungskennwerte (20), die von unterschiedlichen Bewe gungskenndatensätzen umfasst sind, zur Berechnung des Auslastungskennwertes (LS) statistisch auswertet, insbesondere eine Standardabweichung der Bewegungs kennwerte (20) von dem zugeordneten Referenzkennwert (22) oder den zugeordne ten Referenzkennwerten (22) berechnet, und insbesondere der Auslastungskenn wert (LS) unabhängig von dem Betrag der Geschwindigkeit des durch das Prüfbild (8) dargestellten Erntegutes ist. 10. The method according to claim 9, characterized in that the evaluation device statistically evaluates a plurality of movement characteristic values (20), which are encompassed by different movement characteristic data sets, for calculating the utilization characteristic value (LS), in particular a standard deviation of the movement characteristic values (20) from the associated one Reference characteristic value (22) or the assigned reference characteristic values (22) are calculated, and in particular the utilization characteristic value (LS) is independent of the amount of the speed of the crop represented by the test image (8).
1 1 . Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslastungskennwert (LS) mittels einer von der Auswertevorrichtung be- rechneten Abweichung des ersten Anteils (A1 ) von einem Schwellenwert (R) be stimmt wird. 1 1. Method according to one of claims 9 or 10, characterized in that the load factor (LS) by means of a by the evaluation device calculated deviation of the first portion (A1) from a threshold (R) is determined.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 1 1 , dadurch ge kennzeichnet, dass das Fördergeschwindigkeitssignal anhand einer Mehrzahl von insbesondere zeitlich nacheinander berechneten Auslastungskennwerten (LS) be rechnet wird oder zumindest ein zuvor berechneter Auslastungskennwert (LS) in die Berechnung des Auslastungskennwertes (LS) einfließt. 12. The method according to any one of the preceding claims 9 to 1 1, characterized in that the conveying speed signal is calculated on the basis of a plurality of utilization characteristics (LS), in particular calculated chronologically one after the other, or at least one previously calculated utilization characteristic (LS) in the calculation of the utilization characteristic ( LS) flows in.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Auswertevorrichtung zumindest einen von zumindest einem Bild bereich (19) gebildeten, ersten Anteil (A1 ) des Prüfbildes (8) berechnet, wobei der zumindest eine Bildbereich (19) zumindest teilweise einen definierten Bestandteil des Erntegutes oder der Maschine (2) abbildet, wobei auf Basis des ersten Anteils (A1 ) insbesondere ein oder ein weiterer Auslastungskennwert (LS) berechnet wird. 13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the evaluation device calculates at least one first portion (A1) of the test image (8) formed by at least one image area (19), the at least one image area (19) at least partially depicts a defined component of the crop or the machine (2), one or a further utilization characteristic (LS) being calculated in particular on the basis of the first portion (A1).
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine den ersten Anteil (A1 ) bildende Bildbereich (19) auf Basis von einem anhand des Bildbereiches (19) erzeugten Prüfunterdatensatz, insbesondere zumindest einer davon umfassten Farbinformation, als den definierten Bestandteil des Erntegutes oder der Maschine (2) zeigend identifiziert wird. 14. The method according to claim 13, characterized in that the at least one image area (19) forming the first portion (A1) on the basis of a test sub-data record generated on the basis of the image area (19), in particular at least one color information comprised thereof, as the defined component of the Harvested crop or the machine (2) is identified.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Prü funterdatensatz, insbesondere wenigstens ein davon umfasster Prüfwert, Vorzugs- weise die Farbinformation, durch ein insbesondere modellbasiertes, statistisches Klassifizierungsverfahren klassifiziert wird und ein Bildbereich (19) insbesondere dann dem ersten Anteil (A1 ) zugerechnet wird, wenn das Ergebnis des Klassifizie rungsverfahrens dem definierten Bestandteil des Erntegutes bzw. der Maschine (2) zugeordnet wird. 15. The method according to claim 13 or 14, characterized in that the test data record, in particular at least one test value included therein, preferred the color information is classified by a model-based statistical classification method in particular and an image area (19) is assigned to the first portion (A1) in particular if the result of the classification method is assigned to the defined component of the crop or the machine (2) .
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Prüfwert des Prüfunterdatensatzes, insbesondere die Far binformation, mit zumindest einem Referenzwert verglichen wird und ein Bildbereich (19) insbesondere dann dem ersten Anteil (A1 ) zugerechnet wird, wenn zumindest der wenigstens eine Prüfwert des Prüfunterdatensatzes innerhalb eines zugeordne ten Referenzwertbereichs liegt. 16. The method according to any one of claims 13 to 15, characterized in that the at least one test value of the test sub-data set, in particular the color information, is compared with at least one reference value and an image area (19) is then assigned to the first portion (A1) in particular, if at least the at least one test value of the test sub-data set lies within an assigned reference value range.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorrichtung bei Eingabe exemplarischer, dem ersten Anteil (A1 ) zuzurech nender Bildbereiche (19) eines Referenzbildes ein dem Klassifizierungsverfahren zugrundeliegendes Modell automatisch weiterentwickelt und/oder den zumindest einen Referenzwertbereich automatisch berechnet oder verändert. 17. The method according to claim 15 or 16, characterized in that the evaluation device upon input of exemplary image areas (19) of a reference image to be attributed to the first portion (A1) automatically further develops a model on which the classification method is based and / or automatically calculates the at least one reference value range or changed.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedliche Bildbereiche (19) bei der Berechnung des ersten Anteils (A1 ) unterschiedlich gewichtet werden. 18. The method according to any one of claims 13 to 17, characterized in that different image areas (19) are weighted differently when calculating the first portion (A1).
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte Prüfbild (8) oder ein zusammenhängender Prüfbildteil (8A) in Teilbildbereiche (16) eingeteilt ist, welche insbesondere jeweils die gleiche Anzahl an Pixeln des Prüfbildes (8), bevorzugt genau einen Pixel, umfassen. 19. The method according to any one of claims 13 to 18, characterized in that the entire test image (8) or a coherent part of the test image (8A) is divided into partial image areas (16) which in particular each have the same number of pixels of the test image (8), preferably exactly one pixel.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfbild (8) mehrere Prüfbildteile (8A, 8B) umfasst, für die die Auswertevor richtung jeweils einen ersten Anteil (A1 ), insbesondere mehrere Anteile an Bildberei chen (19) berechnet, wobei vorzugsweise die Prüfbildteile (8A, 8B) Erntegut unter schiedlicher vor einem Trenn- oder Umlenkgerät befindlicher Bereiche eines För derelements (10) abbildet. 20. The method according to any one of claims 13 to 19, characterized in that the test image (8) comprises a plurality of test image parts (8A, 8B), for each of which the evaluation device has a first portion (A1), in particular several portions of image areas (19 ) calculated, preferably the test image parts (8A, 8B) depicting crop under different areas of a conveying element (10) located in front of a separating or deflecting device.
21 . Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die den ersten Anteil (A1 ) bildenden Bildbereiche (19) Hackfrüchte (4) oder Teile davon zeigen und einen zweiten Anteil bildende Bildbereiche Beimengungen (5) oder Teile davon zeigen. 21st Method according to one of claims 13 to 20, characterized in that the image areas (19) forming the first portion (A1) show root crops (4) or parts thereof and a second portion forming image areas show admixtures (5) or parts thereof.
22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass zumindest ein Sensor, insbesondere Sensor zur Messung einer An triebsleistung, ein Ultraschall- oder Tastsensor, zur Messung einer Erntegut- Schichtdicke auf dem Förderelement, ein Feuchtesensor und/oder ein Dreh zahlsensor, Sensordaten an die Auswertevorrichtung übermittelt, die in die Berech nung des Fördergeschwindigkeitssignals einfließen. 22. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one sensor, in particular sensor for measuring a drive power, an ultrasonic or tactile sensor, for measuring a crop layer thickness on the conveying element, a moisture sensor and / or a speed sensor , Sensor data transmitted to the evaluation device, which flow into the calculation of the conveying speed signal.
23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Auswertevorrichtung mittels unterschiedlicher Fördergeschwin digkeitssignale entweder eine Erhöhung oder eine Verringerung der Förderge schwindigkeit zumindest einzelner Förderelemente auslöst. 23. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the evaluation device triggers either an increase or a decrease in the conveying speed of at least individual conveying elements by means of different conveying speed signals.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch das Fördergeschwindigkeitssignal ausgelöster Fördergeschwindigkeitsgradient und/oder die Differenz der Fördergeschwindigkeiten vor und nach einer Beschleunigung oder Verzögerung abhängig ist vom Auslastungskennwert (LS). 24. The method according to claim 23, characterized in that a conveying speed gradient triggered by the conveying speed signal and / or the difference of the conveying speeds before and after acceleration or deceleration is dependent on the load characteristic value (LS).
25. Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Auslösen einer Fördergeschwindigkeitsänderung für einen definierten Zeitraum oder eine definierte Förderstrecke keine weitere Fördergeschwindigkeitsänderung ausgelöst wird. 25. The method according to claim 23 or 24, characterized in that after triggering a change in conveying speed for a defined period of time or a defined conveying path, no further change in conveying speed is triggered.
26. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass das Fördergeschwindigkeitssignal drahtgebunden, insbesondere mit tels CAN-Bus oder Ethernet, oder drahtlos an ein Fördergeschwindigkeitssteuerge rät übermittelt wird, wobei vorzugsweise die Einstellung des Förderelements (10) vorab von einer Bedienperson über eine Eingabe an einer Schnittstelle freizugeben ist. 26. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the conveying speed signal is wired, in particular by means of CAN bus or Ethernet, or wirelessly to a conveying speed control device, preferably the setting of the conveying element (10) in advance by an operator an input must be released at an interface.
27. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorrichtung die Prüfdatensätze lokal auf der Maschine oder einem unmittelbar angebundenen Zugfahrzeug auswertet. 27. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the evaluation device evaluates the test data records locally on the machine or a directly connected towing vehicle.
28. Maschine zum Ernten von Hackfrüchten (4), die zumindest einen Maschinen rahmen (12), mindestens ein Förderelement (10), wenigstens eine optische Bilder fassungseinheit (6) und eine Auswertevorrichtung aufweist und zur Ausführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist. 28. Machine for harvesting root crops (4) which has at least one machine frame (12), at least one conveying element (10), at least one optical image acquisition unit (6) and an evaluation device and designed to carry out the method according to one of the preceding claims is.
29. Maschine nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevor richtung eine graphische Prozessoreinheit, insbesondere eine GPGPU, und/oder eine FPGA-basierte Prozessoreinheit umfasst. 29. Machine according to claim 28, characterized in that the evaluation device comprises a graphic processor unit, in particular a GPGPU, and / or an FPGA-based processor unit.
30. Maschine nach Anspruch 28 oder 29, gekennzeichnet durch zumindest einen mit der Auswertevorrichtung gekoppelten Sensor, insbesondere einen Ultraschall oder Tastsensor zur Messung einer Erntegut-Schichtdicke auf dem Förderelement (10), einen Sensor zur Messung einer Antriebsleistung, und/oder einen an einem Förderelement (10) angeordneten Drehzahlsensor. 30. Machine according to claim 28 or 29, characterized by at least one sensor coupled to the evaluation device, in particular an ultrasound or touch sensor for measuring a crop layer thickness on the conveying element (10), a sensor for measuring a drive power, and / or one Conveying element (10) arranged speed sensor.
31. Maschine nach einem der Ansprüche 28 bis 30, gekennzeichnet durch meh rere im Betrieb jeweils zumindest ein Prüfbild (8) von demselben Förderelement (10) oder unterschiedlichen Förderelementen (10) aufnehmende Bilderfassungseinheiten (6). 31. Machine according to one of claims 28 to 30, characterized by a plurality of image capturing units (6) receiving at least one test image (8) of the same conveying element (10) or different conveying elements (10) during operation.
32. Maschine nach einem der Ansprüche 28 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass das Förderelement (10) als Siebband (10A, 10B, 10E) oder Igelband (10C,32. Machine according to one of claims 28 to 31, characterized in that the conveying element (10) as a sieve belt (10A, 10B, 10E) or hedgehog belt (10C,
10D), das im Betrieb insbesondere unter zumindest einer sich quer über das För derelement (10) erstreckenden und Erntegut davon umlenkenden Umlenkwalze (24) verläuft, oder Siebstern (1 OP, 10Q, 10S) oder Förderwalze, insbesondere umfasst von einem Walzentisch, ausgebildet ist. 10D), which runs in operation, in particular, under at least one deflecting roller (24) which extends across the conveying element (10) and deflects the crop therefrom, or sieve star (1 OP, 10Q, 10S) or conveying roller, in particular comprising a roller table is.
33. Maschine nach einem der Ansprüche 28 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilderfassungseinheit (6) derart angeordnet ist, dass das Prüfbild (8) zu mindest zwei alternative Förderpfade für unterschiedliche Erntegutbestandteile, ins besondere einen Förderpfad zumindest für Hackfrüchte (4) und einen Förderpfad für Beimengungen (5), zeigt. 33. Machine according to one of claims 28 to 32, characterized in that the image capture unit (6) is arranged such that the test image (8) at least two alternative conveying paths for different crop components, in particular a conveying path at least for root crops (4) and a conveying path for admixtures (5).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022189537A1 (en) 2021-03-12 2022-09-15 Grimme Landmaschinenfabrik Gmbh & Co. Kg Method for operating a root crop conveying machine

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020103941A1 (en) 2020-02-14 2021-08-19 Grimme Landmaschinenfabrik Gmbh & Co. Kg Method for operating a machine for harvesting and / or separating root crops, associated machine and associated computer program product
DE102020124037A1 (en) 2020-09-15 2022-03-17 Grimme Landmaschinenfabrik Gmbh & Co. Kg Method for determining a condition of harvested crops conveyed by a root crop conveying device
CN114287224B (en) * 2022-01-05 2023-01-13 山东理工大学 Simple harmonic excitation double disturbance wave-shaped separation process and device for potato harvester
CN115191212B (en) * 2022-08-05 2023-06-27 中国热带农业科学院农业机械研究所 Automatic control device and control method for digging depth of cassava harvester

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6119441A (en) * 1999-04-19 2000-09-19 Glopak Inc. Automatic bagging machine
US6119442A (en) * 1999-05-14 2000-09-19 Case Corporation Combine setting autoadjust with machine vision
US6484810B1 (en) 2001-06-11 2002-11-26 Richard D. Bendix Mechanical harvester for harvesting bulb crops
DE102005043991A1 (en) * 2005-09-14 2007-08-09 Claas Selbstfahrende Erntemaschinen Gmbh Method for adjusting a working unit of a harvester
JP2007112603A (en) * 2005-10-24 2007-05-10 Yokogawa Electric Corp Control system using image processing
US8284248B2 (en) * 2009-08-25 2012-10-09 Frito-Lay North America, Inc. Method for real time detection of defects in a food product
IE20120388A1 (en) 2012-09-07 2014-03-12 Odenberg Engineering Ltd Method and apparatus for handling harvested root crops
JP6257423B2 (en) * 2014-04-07 2018-01-10 日清食品株式会社 Conveying apparatus and conveying method
JP6486643B2 (en) * 2014-10-16 2019-03-20 国立大学法人電気通信大学 Method and program for measuring flow rate of granular material
US20180047177A1 (en) 2016-08-15 2018-02-15 Raptor Maps, Inc. Systems, devices, and methods for monitoring and assessing characteristics of harvested specialty crops
DE102016118244A1 (en) * 2016-09-27 2018-03-29 Claas Selbstfahrende Erntemaschinen Gmbh Gutflussüberwachung a crop collection device
CA3094523A1 (en) * 2018-03-21 2019-09-26 10691976 Canada Ltd. Crop growth system including a seeder and associated harvester

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022189537A1 (en) 2021-03-12 2022-09-15 Grimme Landmaschinenfabrik Gmbh & Co. Kg Method for operating a root crop conveying machine

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