EP4314419A1

EP4314419A1 - Verfahren zur positions- und raumlagebestimmung eines werkzeugs eines landfahrzeuges

Info

Publication number: EP4314419A1
Application number: EP22716901.8A
Authority: EP
Inventors: Emanuel SIZMANN
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-03-23
Filing date: 2022-03-18
Publication date: 2024-02-07
Also published as: DE102021107197B4; DE102021107197A1; WO2022200220A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Positions- und Raumlagebestimmung eines Werkzeugs (2) zur Bodenbearbeitung an einem verstellbaren Ausleger (3) eines Landfahrzeugs (1), mit den Schritten: (S1100) Bestimmen eines Positions-Datensatzes (PDS) indikativ für die Position einer Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) einer Lage- und Positionsbestimmungs-Baugruppe (4) an dem Werkzeug (2) mit einem GNSS-Modul (702) der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8), (S1200) Bestimmen eines Lage-Datensatzes (LDS) indikativ für die Raumlage der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) mit einer Lagesensorbaugruppe (703) der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8), (S1300) Auswerten des Positions-Datensatzes (PDS) und des Lage-Datensatzes (LDS) unter Verwendung eines Kalibrier-Datensatzes (KDS, KDS'), um einen Ausgangs-Datensatz (ADS) indikativ für die Raumlage und Position des Werkzeugs (2) zu bestimmen, und (S1400) Ausgeben des Ausgangs-Datensatzes (ADS).

Description

VERFAHREN ZUR POSITIONS- UND RAUMLAGEBESTIMMUNG EINES WERKZEUGS EINES LANDFAHRZEUGES

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Positions- und Raumlagebestimmung eines Werkzeugs zur Bodenbearbeitung an einem verstellbaren Ausleger ei nes Landfahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein Com puterprogramm Pro dukt, ein System zur Positions- und Raumlagebestimmung eines Werkzeugs zur Bodenbearbeitung an einem verstellbaren Ausleger eines Landfahrzeugs und eine Lage- und Positionsbestimmungs-Baugruppe für ein derartiges Sys tem.

Dabei wird unter einer Positionsbestimmung die Ermittlung einer Position des Werkzeugs oder eines Abschnitts des Werkzeugs in Bezug zu einem definier ten Fixpunkt verstanden, während unter der Raumlagebestimmung die Be stimmung der Ausrichtung des Werkzeugs zum umgebenden Raum verstan den wird, vor allem bezüglich der Horizontalen bzw. der Lotrichtung.

Auf Baustellen werden Bodenbearbeitungen nach Planvorgaben ausgeführt, welche typischerweise entweder relativ zu einem Bezugspunkt vorliegen oder als absolute geostationäre dreidimensionale Positionsdaten. Dies kann zum Beispiel das Einebnen einer Fläche auf eine absolute Höhe oder eine zu einem Bezugspunkt relative Höhe oder das Ausheben von dreidimensionalen Boden profilen einschließen.

Hierzu werden Baumaschinen, wie z.B. Bagger, eingesetzt. Dabei wird unter einem Bagger eine Baumaschine zum Lösen und Bewegen von Boden und Fels, insbesondere zum Ausheben und Wiederverfüllen von Erdvertiefungen, wie etwa Baugruben und Schächten, verstanden.

Derartige Bagger sind als selbstfahrende Landfahrzeuge ausgebildet und wei sen einen auf einem Fahrgestell des Baggers um seine Hochachse drehbaren Aufbau mit einem Ausleger auf, an dessen distalem Ende ein Werkzeug, wie eine Baggerschaufel, befestigt ist. Der Ausleger selbst weist eine Mehrzahl von Gelenken auf und kann mit ihnen so radial einwärts und auswärts verlagert werden. Die Verlagerung des Auslegers und des Werkzeugs wird üblicher weise per Hydraulik oder mit Elektromotoren bewirkt.

Bodenprofile müssen je nach Bauvorgaben oft Ausführungsgenauigkeiten von wenigen Zentimetern aufweisen. Beispielsweise wird für eine Bodenplatte ei nes Hauses eine plane Fläche mit einer Abweichung von maximal +/- 1 ,5 cm in Bezug auf die geostationäre Position und Höhe benötigt. Die Erzeugung von Bodenprofilen mit obiger Genauigkeit und absoluter Positionierung erfordert einen speziell dafür ausgerüsteten Bagger oder aufwendige Messverfahren.

Alternativ wird insbesondere auf Kleinbaustellen ein nicht speziell dafür aus gerüsteter Bagger verwendet, wobei eine weitere Person zwischen den Erd bearbeitungsvorgängen jeweils die abzutragende Höhe mit einer Messausrüs tung bestimmt. Der Maschinenführer des Baggers und die weitere Person kön nen im Zusammenspiel ein derartiges Bodenprofil bereitstellen. Ein Baustel lenmessgerät zur Unterstützung bei derartigen Arbeiten ist z.B. aus der WO 2014 / 146809 A1 bekannt. Jedoch ist dieses Vorgehen zeitaufwendig und personalintensiv.

Es kann auch ein speziell ausgerüsteter Bagger, meist basierend auf GNSS (Globale Satelliten Navigationssysteme wie GPS, Galileo, GLONASS und Beidu) und/oder Laserreferenzebene, mit technisch aufwendiger Lösung, die vollständig im Bagger integriert ist, verwendet werden. Solche Systeme sind ab Werk verbaut. Diese Bagger sind mit Sensoren an allen, das Werkzeug tragenden, beweglichen Elementen des Auslegers ausgestattet und müssen entsprechend kalibriert und vermessen werden. Diese speziell ausgerüsteten Bagger nutzen oft Systeme, welche in die Maschinensteuerung eingreifen und den Erdaushubprozess teilautomatisieren.

Ein solches System ist z.B. aus der WO 2008 / 091395 A2 bekannt. Das Sys tem ist zur dreidimensionalen Führung eines Baggers, basierend auf GPS und Laserreferenz, ausgebildet und beinhaltet einen mobilen GPS-Empfänger, ein System zur Positionierung eines Werkzeugs in Relation zum Bagger, einen Laserdetektor sowie ein eingebautes Steuerungssystem. Jedoch kann eine externe Laserquelle leicht abgeschattet werden und muss bei einer größeren Änderung der Tiefe neu justiert werden. Ferner sind die Anbringung und Ka librierung aufwendig.

Mit einem solchen System kann der Arbeitsprozess deutlich schneller erfol gen, es sind aber speziell ausgestattete Bagger und auf das System ange lernte Maschinenführer erforderlich. Diese müssen zwischen den Baustellen nach Bedarf bewegt werden. Diese Vorgehensweise ist auf Großbaustellen üblich.

Es können auch nicht speziell dafür ausgerüstete Bagger verwendet werden, welche entsprechend nachgerüstet werden. Es sind Nachrüstmöglichkeiten bekannt, die aber technisch aufwendig sind. Bei der Installation solcher Sys teme ist die manuelle Vermessung und Kalibrierung mindestens eines Teils der Baggergeometrie, wie des Auslegers, nötig, damit ein Steuergerät die Po sition des Werkzeugs ermitteln kann.

Bei GNSS basierten Systemen müssen meist mehrere dieser Drehpunkte bzw. Gelenkpunkte des Auslegers erfasst werden, da der GNSS-Empfänger typischerweise auf dem Rumpf des Baggers befestigt wird. Die Kalibrierung ist daher ein zeitlich und technisch aufwendiger Prozess.

Es gibt auch Nachrüstsysteme, welche mit weniger Drehpunkten auskommen und z.B. über optische Laserreferenzebenen arbeiten. Ein derartiges System ist z.B. aus der DE 3 875 332 T2 zur Bestimmung einer Tiefe bekannt, bis zu der ein Bagger einen Graben ausheben soll. Dieses System wirkt mit einer externen Laserquelle zusammen, um die Tiefe des Grabens auf eine festge legte Entfernung unter der Ebene des durch den Laser erzeugten Strahls zu beziehen. Hierzu werden externe Laserquellen verwendet, welche leicht ab geschattet werden können und bei jeder größeren Änderung der Tiefe neu justiert werden müssen. Ferner sind die Anbringung und Kalibrierung aufwen dig. Es gibt auch Systeme, welche eine Kombination der beiden vorgehend ge nannten Verfahren nutzen und somit entsprechend aufwendig vermessen und kalibriert werden müssen. Des Weiteren gibt es auch Lösungsvorschläge, wel che das Werkzeug über andere Technologien vom Baggerrumpf aus verfolgen und somit eine aufwendige Sensorik und Vermessung am Ausleger umgehen.

Aus der US 2019 / 0003825 A1 ist eine integrierte Sensoreinheit zur Maschi nensteuerung bekannt, welche einen Maschinenführer dabei unterstützt, die korrekte Aushubtiefe zu finden. Die integrierte Sensoreinheit umfasst einen Beschleunigungssensor, einen Laser-Distanz-Sensor (LDM) sowie einen La serempfänger für die Detektion einer Laserreferenzebene und optional einen GPS-Empfänger. Diese Einheit wird am Ausleger des Baggers befestigt und kann über den LDM die Stellung eines Werkzeugs erfassen. Für die Kalibrie rung ist eine händische Vermessung notwendig. Für die Nutzung ist die An bringung einer geeigneten LDM-Referenz notwendig.

Aus der DE 2020 10018131 U1 ist eine Erkennung von Transportzustandsin formationen über an dem Transportobjekt angebrachte Transponder durch eine Transportvorrichtung bekannt, welche Bewegungsdaten, z.B. über ein GPS, erfasst. Transportzustandsinformationen können unter anderem auch Entfernungen zwischen der Transportvorrichtung und dem Transponder sein. Dadurch ist ein System gegeben, welches die Distanz zwischen einem RFID- Transponder, welcher z.B. an einem Werkzeug angebracht werden kann, und einer Transportvorrichtung, wie einem Bagger, ermittelbar macht. RFID (Ra- dio-Frequency Identification) kann zwar eine gute Distanzauflösung bei freier Sichtlinie zum Transponder erzielen, jedoch ist die Messung des Winkels zwi schen dem Baggerrumpf und dem Werkzeug technisch aufwendig und unge nau.

Aus der EP 1 029 306 B1 ist ein Verfahren zur optischen Erfassung von Posi tion und Raumlage eines Werkzeugs in Relation zu einer Maschine bekannt. Dieses Verfahren nutzt Marker auf dem zu folgenden Werkzeug, welche eine vorbestimmte relative Position zueinander aufweisen. Die Erkennung basiert auf Bildverarbeitungsalgorithmen. So können z.B. die Position und Raumlage einer Baggerschaufel in Relation zum Bagger ermittelt werden. Es genügt eine Sensoreinheit zum Verfolgen des Werkzeugs, aber je nach Technologie sind Nutzungsmöglichkeiten und/oder Auflösung beschränkt. So sind z.B. optische Verfahren darauf angewiesen, immer eine ausreichende Sicht auf das Werk zeug zu haben. Ferner ist dieses Verfahren empfindlich gegenüber Verunrei nigungen der Marker oder einer Kamera.

Aus der US 6,665,465 B2 ist eine Räumschildregelung für eine als Grader ausgebildete Baumaschine bekannt, bei der mit einem Ultraschallsensor aus gehend vom Referenzpunkt die Position und Neigung eines Räumschildes er fasst und angepasst wird.

Aus der US 2016 / 0076228 A1 ist ein Führungssystem für einen Bagger be kannt, an dessen Ausleger ein Lasersensor angeordnet ist.

Aus der EP 2 806 248 A1 ist ein Verfahren zur Kalibrierung einer Erfassungs einrichtung und eine Erfassungseinrichtung bekannt.

Es besteht also Bedarf daran, Wege aufzuzeigen, wie die Positions- und Raumlagebestimmung eines Werkzeugs vereinfacht werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zur Positions- und Raumlagebestimmung eines Werkzeugs zur Bodenbearbeitung an einem ver stellbaren Ausleger eines Landfahrzeugs, mit den Schritten:

Bestimmen eines Positions-Datensatzes indikativ für die Position einer Lage- und Positionsbestimmungseinheit einer Lage- und Positionsbe stimmungs-Baugruppe an dem Werkzeug mit einem GNSS-Modul der Lage- und Positionsbestimmungseinheit, Bestimmen eines Lage-Datensatzes indikativ für die Raumlage der Lage- und Positionsbestimmungseinheit mit einer Lagesensorbau gruppe der Lage- und Positionsbestimmungseinheit,

Auswerten des Positions-Datensatzes und des Lage-Datensatzes unter Verwendung eines Kalibrier-Datensatzes, um einen Ausgangs-Daten satz indikativ für die Raum läge und Position des Werkzeugs zu bestim men, und

Ausgeben des Ausgangs-Datensatzes.

Es werden also Positionsdaten, die von einem GNSS-System stammen, und Lagedaten, die von einer Lagesensorbaugruppe der Lage- und Positionsbe stimmungseinheit der Lage- und Positionsbestimmungs-Baugruppe stammen, kombiniert, um die Raumlage und Position des Werkzeugs zu bestimmen.

Die Lagesensorbaugruppe kann als Beschleunigungssensorbaugruppe mit mindestens zwei Messachsen ausgebildet sein und ist z.B. dazu ausgebildet, durch Vergleich von mindestens zwei Beschleunigungswerten, die in Richtung der zumindest zweier Messachsen erfasst werden, die aktuelle Raum läge zu bestimmen.

Dabei kann die Lage- und Positionsbestimmungs-Baugruppe oder eine Kom ponente der Lage- und Positionsbestimmungs-Baugruppe, wie z.B. die Lage- und Positionsbestimmungseinheit, mit einem GNSS-Modul, an einer im We sentlichen frei wählbaren Position an dem Werkzeug angebracht werden. Un ter einer im Wesentlichen frei wählbaren Position wird dabei eine Position ver standen, die eine ausreichende Verbindungsqualität zu Satelliten des GNSS- Systems gewährleistet.

Der Kalibrier-Datensatz erlaubt es, die Positionsdaten und die Lagedaten, die indikativ für die Raumlage und Position der Lage- und Positionsbestimmungs einheit oder einer Komponente der Lage- und Positionsbestimmungseinheit sind, auszuwerten, um die Lage und Position einer Referenzmarke des Werk zeugs bestimmen zu können.

Mit anderen Worten, mit dem Kalibrier-Datensatz wird eine Koordinatentrans formation oder ein Basiswechsel durchgeführt, so dass aus der Raum läge und Position der Lage- und Positionsbestimmungseinheit der Lage- und Positions bestimmungs-Baugruppe auf die Raumlage und Position der Referenzmarke geschlossen werden kann.

Die Referenzmarke kann sowohl ein definierter Punkt auf dem Werkzeug, eine Linie entsprechend einer Kante an dem Werkzeug oder eine Werkzeugspitze sein. Mit anderen Worten, die Referenzmarke ist ein Punkt oder eine Kante an dem Werkzeug, mit dem/der das Werkzeug in Kontakt mit dem zu bearbeiten den Medium kommt.

Damit wird es möglich, die Position und Raumlage des Werkzeugs direkt zu bestimmen. Es entfällt also die Notwendigkeit, ausgehend von einem Werk zeugträger, wie einem Landfahrzeug, aufwendig auf die Position und Raum lage des Werkzeugs zu schließen.

Somit entfällt der Bedarf z.B. an speziell ausgebildeten Baumaschinen mit z.B. GNSS-Systemen, sondern es kann im Bedarfsfall ein Landfahrzeug, wie eine Baumaschine, entsprechend schnell nachgerüstet werden. Dabei wird durch die freie Wahl der Position der Lage- und Positionsbestimmungseinheit der Lage- und Positionsbestimmungs-Baugruppe und anschließende Kalibrierung mit dem Kalibrier-Datensatz die Montage vereinfacht und es sind keine auf wendigen Kalibrierungen wie bei einer derartigen speziell ausgebildeten Bau maschine ab Werk erforderlich.

Gemäß einer Ausführungsform werden zum Bestimmen des Kalibrier-Daten- satzes folgende Schritte ausgeführt: Befestigen der Lage- und Positionsbestimmungseinheit an dem Werk zeug,

Ausrichten einer Referenzmarke des Werkzeugs durch Neigen des Werkzeugs, derart, dass sich die Referenzmarke mit der Lage- und Po sitionsbestimmungseinheit im Lot befindet,

Bestimmen einer Distanz zwischen der Lage- und Positionsbestim mungseinheit und der Referenzmarke,

Einlesen der Distanz von der Lage- und Positionsbestimmungseinheit,

Bestimmen einer Lotabweichung der Lage- und Positionsbestimmungs einheit mit der Lagesensorbaugruppe der Lage- und Positionsbestim mungseinheit, und

Erzeugen des Kalibrier-Datensatzes durch Auswerten der Lotabwei chung und der Distanz.

Hierbei handelt es sich also um ein manuelles Verfahren, bei dem die Distanz zwischen der Lage- und Positionsbestimmungseinheit der Lage- und Positi onsbestimmungs-Baugruppe und der Referenzmarke z.B. von einem Maschi nenführer mit einem Meterstab oder einer ähnlichen Messeinrichtung mit einer Genauigkeit von z.B. 0,5 cm bestimmt und dann über ein HMI (Human-Ma- chine-lnterface, Benutzerschnittstelle) der Lage- und Positionsbestimmungs einheit zur Verfügung gestellt wird. Die Lotabweichung hingegen wird auto matisch, also ohne Eingriff des Maschinenführers bestimmt. Mit diesem Ver fahren kann ein Kalibrier-Datensatz auch dann bestimmt werden, wenn keine Daten eines GNSS-Systems zur Verfügung stehen, z.B. wenn kein Empfang vorliegt.

Gemäß einerweiteren Ausführungsform zur Bestimmung des Kalibrier-Daten satzes werden zusätzlich folgende Schritte ausgeführt: Ausrichten des Werkzeugs, derart, dass das Werkzeug eine vorbe stimmte Position mit einer vorbestimmten Neigung, insbesondere mit einer maximalen Neigung, annimmt und die Referenzmarke an der glei chen, vorbestimmten Position während des Ausrichtens verbleibt, wo bei während des Ausrichtens Positionsdaten mit dem GNSS-Modul der Lage- und Positionsbestimmungseinheit erfasst werden,

Bestimmen von Differenzdaten durch Auswerten des bestimmten Ka- librier-Datensatzes und den bestimmten Positionsdaten, und

Ergänzen des Kalibrier-Datensatzes durch Auswerten der Differenzda ten.

Es handelt sich hier um ein Verfahren, das auf dem vorherigen manuellen Ver fahren aufbaut und es um automatische Schritte erweitert. Mit anderen Wor ten, es handelt sich um ein kombiniertes manuelles/automatisches oder auch halbautomatisches Verfahren.

Hierfür sind allerdings Daten eines GNSS-Systems Voraussetzung. Sie wer den erfasst, nachdem die Referenzmarke des Werkzeugs gemäß dem vorhe rigen manuellen Verfahren in eine erste, vorbestimmte Position, in der sie sich mit der Lage- und Positionsbestimmungseinheit im Lot befindet, gebracht wurde, und das Werkzeug nun ausgehend von dieser ersten, vorbestimmten Position durch Ändern der Neigung des Werkzeugs in eine weitere, zweite vorbestimmte Position mit einer vorbestimmten Neigung gebracht wird, wobei die Referenzmarke während des Ausrichtens an der gleichen, vorbestimmten Position verbleibt.

Es kann vorgesehen sein, dass ein Maschinenführer z.B. durch ein HMI auf gefordert wird, ein entsprechendes Ausrichten des Werkzeugs manuell zu be wirken. Das Ausrichten kann auch automatisch durch einen Ansteuer-Daten- satz erfolgen. Bei dem Ansteuer-Datensatz kann es sich um eine vorbe stimmte Folge von Steuerbefehlen handeln, mit denen das Werkzeug ohne weiteren Eingriff eines Maschinenführers in die genannte, vorbestimmte Posi tion gebracht wird. Bei der vorbestimmten Position kann es sich um eine Po sition maximaler Neigung handeln, bei der ein oder mehrere Gelenke des Aus legers sich an ihrem Anschlag befinden und ein weiteres Verschwenken nicht mehr möglich ist. Der Ansteuer-Datensatz kann automatisch während des Ab laufs des Verfahrens aktiviert werden.

Dadurch, dass die Referenzmarke an ihrer Position bleibt, also ortsfest ist, während die übrigen Abschnitte des Werkzeugs verlagert werden, beschreibt die Lage- und Positionsbestimmungseinheit der Lage- und Positionsbestim mungs-Baugruppe eine Verlagerung entlang einer kreisförmigen bzw. kreis abschnittsförmigen Trajektorie.

Es erfolgt dann ein Vergleich von Daten auf Basis der GNSS-Daten mit Daten, die auf Basis des Kalibrier-Datensatzes gewonnen werden, die mit dem ma nuellen Verfahren gewonnen wurden. Mit anderen Worten, es werden beide Verfahren miteinander verglichen und ein Fehler bzw. eine Abweichung be stimmt, der bzw. die dann in einen verbesserten, ergänzten Kalibrier-Daten- satz einmündet.

So kann die Genauigkeit der Positions- und Raumlagebestimmung nochmals gesteigert werden.

Dieses Verfahren kann auch dann durchgeführt werden, wenn nach einem zwischenzeitlichen Ausfall eines GNSS-Systems dieses wieder zur Verfügung steht.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden zum Bestimmen des Kalib rier-Datensatzes folgende Schritte ausgeführt: Befestigen der Lage- und Positionsbestimmungseinheit an dem Werk zeug,

Verlagern des Werkzeugs, um einen vorbestimmten geostationären Punkt für das Werkzeug anzufahren, und Erfassen von einem ersten Messwert an einem ersten Messpunkt, mit Positionsdaten indikativ für die Position der Lage- und Positionsbestimmungseinheit mit dem GNSS-Modul der Lage- und Positionsbestimmungseinheit, und mit La gedaten indikativ für die Raumlage der Lage- und Positionsbestim mungseinheit mit der Lagesensorbaugruppe der Lage- und Positions bestimmungseinheit,

Verlagern des Werkzeugs, derart, dass eine Neigung des Werkzeugs verändert wird, wobei eine Referenzmarke des Werkzeugs an einer gleichen, vorbestimmten Position verbleibt,

Erfassen von mindestens zwei weiteren Messwerten an mindestens zwei weiteren Messpunkten, mit weiteren Positionsdaten indikativ für die Position der Lage- und Positionsbestimmungseinheit mit dem GNSS-Modul der Lage- und Positionsbestimmungseinheit durch zumin dest zweimaliges Durchführen des Vorgängerschritts und dieses Schritts,

Auswerten der Messwerte, um eine Lotabweichung der Lage- und Po sitionsbestimmungseinheit und/oder eine Distanz zwischen der Lage- und Positionsbestimmungseinheit und der Referenzmarke zu bestim men,

Erzeugen des Kalibrier-Datensatzes durch Auswerten der Lotabwei chung und/oder der Distanz.

Es handelt sich hier um ein automatisches Verfahren, ohne dass ein manuel les Messen durch den Maschinenführer erforderlich ist. Auch für dieses Verfahren sind Daten eines GNSS-Systems Voraussetzung. Die Lagedaten können nur beim Erfassen von dem ersten Messwert an dem ersten Messpunkt erfasst werden. Es kann aber zusätzlich vorgesehen sein, auch an den weiteren Messpunkten zusätzlich die Lagedaten zu erfassen.

Zur Auswertung kann vorgesehen sein, dass eine Sollkurve durch einen Kreis oder einen Kreisabschnitt unter Berücksichtigung von Messpunkten gemäß den Positionsdaten angenähert wird, z.B. durch Least SquareFit oder Taubin- fit, um den Radius des angenäherten Kreises oder Kreisabschnitts zu bestim men, der repräsentativ für die Distanz ist.

Insgesamt werden zumindest drei Messpunkte durch Verlagern des Werk zeugs angesteuert und dann Messwerte erfasst und ausgewertet. Die Genau igkeit kann gesteigert werden, wenn die Anzahl der angesteuerten Mess punkte erhöht wird.

Auch bei diesem Verfahren bleibt die Referenzmarke an ihrer Position, wäh rend die übrigen Abschnitte des Werkzeugs verlagert werden. Dies vereinfacht auch bei diesem Verfahren die Auswertung.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden zum Bestimmen des Kalib- rier-Datensatzes folgende Schritte ausgeführt:

Befestigen der Lage- und Positionsbestimmungseinheit an dem Werk zeug,

Verlagern des Werkzeugs, um einen vorbestimmten geostationären Punkt für das Werkzeug anzufahren, und Erfassen von einem ersten Messwert an einem ersten Messpunkt, mit Positionsdaten indikativ für die Position der Lage- und Positionsbestimmungseinheit mit dem GNSS-Modul der Lage- und Positionsbestimmungseinheit, und mit La- gedaten indikativ für die Raumlage der Lage- und Positionsbestim mungseinheit mit der Lagesensorbaugruppe der Lage- und Positions bestimmungseinheit,

Erfassen von einem zweiten Messwert an einem zweiten Messpunkt, mit weiteren Positionsdaten indikativ für die Position der Lage- und Po sitionsbestimmungseinheit mit dem GNSS-Modul der Lage- und Positi onsbestimmungseinheit, und mit weiteren Lagedaten indikativ für die Raumlage der Lage- und Positionsbestimmungseinheit mit der Lage sensorbaugruppe der Lage- und Positionsbestimmungseinheit,

Auswerten der Messwerte, um eine Lotabweichung der Lage- und Po sitionsbestimmungseinheit und/oder eine Distanz zwischen der Lage- und Positionsbestimmungseinheit und der Referenzmarke zu bestim men, und

Auch hier handelt es sich um ein automatisches Verfahren, ohne dass ein ma nuelles Messen durch den Maschinenführer erforderlich ist.

Ebenfalls sind für dieses Verfahren Daten eines GNSS-Systems Vorausset zung. Die Lagedaten werden hier beim Erfassen von dem ersten Messwert an dem ersten Messpunkt und dem zweiten Messwert an dem zweiten Messpunkt erfasst. Es kann aber zusätzlich vorgesehen sein, an weiteren Messpunkten weitere Messwerte einschließlich der Lagedaten zu erfassen. Auch hier kann zur Auswertung vorgesehen sein, dass eine Sollkurve durch einen Kreis oder einen Kreisabschnitt unter Berücksichtigung von Messpunk ten gemäß den Positionsdaten angenähert wird, z.B. durch Least SquareFit oderTaubinfit, um den Radius des angenäherten Kreises oder Kreisabschnitts zu bestimmen, der repräsentativ für die Distanz ist.

Befestigen der Lage- und Positionsbestimmungseinheit an dem Werk zeug,

Bestimmen eines ersten Ausrichtungs-Datensatzes indikativ für die Po sition der Lage- und Positionsbestimmungseinheit an dem Werkzeug mit dem GNSS-Modul der Lage- und Positionsbestimmungseinheit an einem ersten Messpunkt,

Verlagern, insbesondere geradliniges Verlagern, einer Referenzmarke des Werkzeugs von dem ersten Messpunkt zu einem zweiten Mess punkt durch Verlagern, insbesondere geradliniges Verlagern, des Aus legers, derart, dass ein Abstand zwischen dem Landfahrzeug und der Referenzmarke verändert wird,

Bestimmen eines zweiten Ausrichtungs-Datensatzes indikativ für die Position der Lage- und Positionsbestimmungseinheit an dem Werkzeug mit dem GNSS-Modul der Lage- und Positionsbestimmungseinheit an dem zweiten Messpunkt, und

Erzeugen des Kalibrier-Datensatzes durch Auswerten des ersten Aus richtungs-Datensatzes und des zweiten Ausrichtungs-Datensatzes. Es wird also nach dem Bestimmen des ersten Ausrichtungs-Datensatzes mit dem Werkzeug an dem ersten Messpunkt das Werkzeug mit der Referenz marke derart verlagert, dass der Abstand zwischen dem Landfahrzeug und dem Werkzeug verändert wird. Dies erfolgt mit dem Ausleger derart, dass das Werkzeug mit der Referenzmarke im Wesentlich parallel über den Boden be wegt wird. Dabei wird unter „im Wesentlichen“ hier innerhalb technisch beding ter Abweichungen der Steuerung des Auslegers liegend verstanden. Dabei erfolgt kein Neigen des Werkzeugs. Wenn z.B. das Werkzeug als Bagger schaufel ausgebildet ist, erfolgt keine Drehbewegung, um die Neigung der Baggerschaufel zu verändern. Ferner erfolgt keine Drehung des Auslegers um die Hochachse des Landfahrzeugs. Somit erfolgt auch keine Drehung des Werkzeugs um die Hochachse des Landfahrzeugs. Wenn z.B. das Landfahr zeug als Bagger mit einem um seine Hochachse drehbaren Aufbau mit einem Ausleger ausgebildet ist, erfolgt keine Drehung um die Hochachse des dreh baren Aufbaus. Mit anderen Worten, die Verlagerung erfolgt geradlinig und rotationskomponentenfrei. Abweichend hiervon kann die Verlagerung auch nicht-geradlinig erfolgen, z.B. S-förmig. Wesentlich ist aber hierbei, dass der erste Messpunkt und der zweite Messpunkt durch eine zu parametrisierende Geradengleichung verbunden werden.

Nach dem Verlagern an den zweiten Messpunkt wird dann der zweite Ausrich tungs-Datensatz bestimmt. Der erste und der zweite Ausrichtung-Datensatz enthalten jeweils Daten indikativ für die Positionen der Referenzmarke an dem ersten Messpunkt und dem zweiten Messpunkt. Mit Hilfe der Daten indikativ für die Positionen können Parameter der Geradengleichung bestimmt werden, die eine Geradengleichung parametrisieren, die die Positionen verbindet.

Mit Daten des GNSS-Moduls der Lage- und Positionsbestimmungseinheit in dikativ für die Position des Nordpols bzw. der Lage von Längen- und Breiten geraden eines kartesischen Koordinatensystems kann ein Kalibrier-Datensatz bestimmt werden, der eine Kalibrierung in Bezug auf den Nordpol bzw. der Lage von Längen- und Breitengeraden eines kartesischen Koordinatensys- tems erlaubt. Mit anderen Worten, durch das Bestimmen des Kalibrier-Daten- satzes kann die absolute Ausrichtung des Werkzeugs in Bezug auf den Nord pol bzw. die absolute Himmelsrichtung bestimmt werden. Dadurch lässt sich das Einhalten von absoluten Planvorgaben für Bodenbearbeitungen verbes sern. So kann durch das Bestimmen des Kalibrier-Datensatzes die Funktiona lität eines Kompasses mit nur einem einzigen GNSS-Modul bereitgestellt wer den. Ferner kann mit diesem Kalibrier-Datensatz ein landfahrzeugeigenes Ko ordinatensystem mit der Lage des Nordpols bzw. der Lage von Längen- und Breitengeraden eines kartesischen Koordinatensystems angeglichen werden.

Gemäß einerweiteren Ausführungsform wird ein Trägheitsnavigationssystem der Lage- und Positionsbestimmungseinheit verwendet, das zusätzlich Daten für den Lage-Datensatz bereitstellt. Durch die Kombination des GNSS-Sys- tems mit dem Trägheitsnavigationssystem kann das kurzzeitig genaue, aber driftende Trägheitssystem mit den langzeitstabilen, aber kurzzeitig variablen schwankenden Daten des GNSS-Systems fusioniert werden. Dies ermöglicht eine genauere Positionsermittlung sowie eine kurzzeitig ausreichend genaue Positionsermittlung bei kurzzeitiger Unterbrechung einer Verbindung zu dem GNSS-System. Eine kurzzeitige Unterbrechung einer Verbindung zu dem GNSS-System kann z.B. bei einem Aushubprozess erfolgen, wenn der Erdaushub in einem als Baggerschaufel ausgebildeten Werkzeug bewegt wird und die GNSS-Antenne dabei kein freies Sichtfeld zu den Satelliten des GNSS-Systems hat.

Ferner gehören zur Erfindung ein Computerprogrammprodukt, ein System zur Positions- und Raumlagebestimmung eines Werkzeugs zur Bodenbearbei tung an einem verstellbaren Ausleger eines Landfahrzeugs und eine Lage- und Positionsbestimmungs-Baugruppe für ein derartiges System. Die Lage- und Positionsbestimmungs-Baugruppe kann eine Anzeigevorrichtung und/o der ein Endgerät und/oder Steuerausgabegerät aufweisen, wobei die Anzei gevorrichtung und/oder das Endgerät und/oder Steuerausgabegerät als Mo bilgerät ausgebildet sind. Es wird nun die Erfindung anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:

Figur 1 in schematischer Darstellung ein Landfahrzeug mit einem Sys tem zur Positions- und Raumlagebestimmung eines Werkzeugs des Landfahrzeugs.

Figur 2 in schematischer Darstellung weitere Details des in Figur 1 ge zeigten Auslegers mit dem Werkzeug.

Figur 3 in schematischer Darstellung weitere Details des in Figur 1 ge zeigten Werkzeugs.

Figur 4 in schematischer Darstellung Komponenten des in Figur 1 ge zeigten Systems.

Figur 5 in schematischer Darstellung weitere Details der in Figur 4 ge zeigten Referenzstation.

Figur 6 in schematischer Darstellung weitere Details einer der Kompo nenten des in Figur 1 gezeigten Systems.

Figur 7 in schematischer Darstellung ein Werkzeug während eines Ka libriervorgangs.

Figur 8 in schematischer Darstellung ein Werkzeug während eines wei teren Kalibriervorgangs.

Figur 9 in schematischer Darstellung einen weiteren Kalibriervorgang.

Figur 10 in schematischer Darstellung einen weiteren Kalibriervorgang. Figur 11 in schematischer Darstellung einen Verfahrensablauf gemäß ei nem ersten Ausführungsbeispiel zur Kalibrierung des in Figur 1 gezeigten Systems.

Figur 12 in schematischer Darstellung einen Verfahrensablauf gemäß ei nem zweiten Ausführungsbeispiel zur Kalibrierung des in Figur 1 gezeigten Systems.

Figur 13 in schematischer Darstellung einen Verfahrensablauf gemäß ei nem dritten Ausführungsbeispiel zur Kalibrierung des in Figur 1 gezeigten Systems.

Figur 14 in schematischer Darstellung einen Verfahrensablauf gemäß ei nem vierten Ausführungsbeispiel zur Kalibrierung des in Figur 1 gezeigten Systems.

Figur 15 in schematischer Darstellung ein Werkzeug während eines Ka libriervorgangs gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel zur Kalibrierung des in Figur 1 gezeigten Systems.

Figur 16 in schematischer Darstellung weitere Details des Kalibriervor gangs gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel.

Figur 17 in schematischer Darstellung einen Verfahrensablauf gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel zur Kalibrierung des in Figur 1 gezeigten Systems.

Figur 18 in schematischer Darstellung einen Verfahrensablauf zum Be trieb des in Figur 1 gezeigten Systems.

Es wird zunächst auf Figur 1 Bezug genommen. Dargestellt ist ein Landfahrzeug 1 mit einem System 21 zur Positions- und Raumlagebestimmung eines Werkzeugs 2 des Landfahrzeugs 1 .

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Landfahrzeug 1 als Bagger mit einem verstellbaren Ausleger 3 ausgebildet, an dessen Ende das Werkzeug 2 befestigt ist, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Baggerschaufel ausgebildet ist. Mit einem derartigen Landfahrzeug 1 können z.B. Bodenbear beitungen nach Planvorgaben ausgeführt werden, wobei hier lediglich mit ei ner Referenzmarke 11 des Werkzeugs 2 eine Erdoberfläche bearbeitet wird. Bei der Referenzmarke 11 handelt es sich im vorliegenden Ausführungsbei spiel um eine Werkzeugspitze des Werkzeugs 2, mit der die Erdoberfläche bearbeitet wird. Abweichend vom vorliegenden Ausführungsbeispiel kann es sich bei der Referenzmarke 11 um einen definierten Punkt auf dem Werkzeug 2 oder eine Linie entsprechend einer Kante an dem Werkzeug 2 handeln. Fer ner kann abweichend vom vorliegenden Ausführungsbeispiel das Landfahr zeug 1 auch als eine andere Baumaschine mit einem anderen Werkzeug oder auch als Landmaschine mit einem entsprechenden Werkzeug ausgebildet sein.

Von den Komponenten des Systems 21 zur Positions- und Raumlagebestim mung sind in der Figur 1 eine Lage- und Positionsbestimmungs-Baugruppe 4 und ein Endgerät und/oder Steuerausgabegerät 6 dargestellt.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Lage- und Positionsbestim mungs-Baugruppe 4 eine Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 und eine Anzeigevorrichtung 5 auf. Abweichend vom vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Lage- und Positionsbestimmungs-Baugruppe 4 auch nur die Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 aufweisen.

Während die Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 am Werkzeug 2 und die Anzeigevorrichtung 5 am Ausleger 3 befestigt sind, ist das Endgerät und/o der Steuerausgabegerät 6 im Führerstand des Landfahrzeugs 1 angeordnet. Das Endgerät und/oder Steuerausgabegerät 6 kann auch als Mobilgerät aus gebildet sein. Dabei wird unter einem Mobilgerät ein Endgerät verstanden, das aufgrund seiner Größe und seines Gewichts ohne größere körperliche An strengung tragbar und somit mobil einsetzbar ist. Beispiel für Mobilgeräte sind Smartphones oder auch Tablet-Computer sowie Notebooks.

Es wird nun zusätzlich auf Figur 2 Bezug genommen.

Die Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 und die Anzeigevorrichtung 5 sind jeweils werkzeuglos an dem Werkzeug 2 bzw. dem Ausleger 3 befestigt und können im vorliegenden Ausführungsbeispiel auch werkzeuglos von dem Werkzeug 2 bzw. dem Ausleger 3 gelöst werden. Hierzu sind zwischen der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 und dem Werkzeug 2 sowie zwi schen der Anzeigevorrichtung 5 und dem Ausleger 3 jeweils Magnete 9 vor gesehen. Es können starke Permanentmagnete, wie z.B. NdFeB-Magnete, sein.

Abweichend vom vorliegenden Ausführungsbeispiel kann auch eine rahmen förmige Halterung 10 verwendet werden, um die Lage- und Positionsbestim mungseinheit 8 am Werkzeug 2 und/oder die Anzeigevorrichtung 5 am Ausle ger 3 zu befestigen. Durch die Verwendung der rahmenförmigen Halterung 10, die fest mit dem Werkzeug 2 bzw. dem Ausleger 3 verbunden ist, wird sicher gestellt, dass die Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 und/oder die An zeigevorrichtung 5 jeweils definierte Positionen und Raumlagen haben, die auch nach einer Trennung bzw. Demontage und einer erneuten Montage der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 und/oder der Anzeigevorrichtung 5 erhalten bleiben. Dies reduziert auch den Aufwand für Kalibrierungen.

Es wird nun zusätzlich auf Figur 3 Bezug genommen.

Die Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 ist derart an dem Werkzeug 2 platziert, dass zumindest in bestimmten Lagen des Werkzeugs 2 ein freies Sichtfeld auf Satelliten 701 (siehe Figur 4) eines GNSS-Systems besteht. Hierzu ist die Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 auf einer Oberseite des als Baggerschaufel ausgebildeten Werkzeugs 2 angeordnet.

Unter einem GNSS-System (globales Satelliten Navigationssystem) wird da bei ein System zur Positionsbestimmung und Navigation auf der Erde und auch in der Luft durch den Empfang von Signalen von Satelliten 701 verstan den. Bei dem GNSS-System kann es sich um ein System wie z.B. GPS, Gali leo, GLONASS oder Beidu handeln.

Durch den Empfang und die Anwendung von GNSS-Korrekturdaten, beispiels weise RTCM-Daten (Radio Technical Commission for Maritime Services) für RTK (Real Time Kinematic) können Laufzeitfehler durch die Atmosphäre und Ionosphäre korrigiert werden und somit präzise Werte für die Position ermittelt werden. Auch kann das GNSS-System als DGPS-System (Differential Global Positioning System) ausgebildet sein, bei dem durch Ausstrahlen von Korrek turdaten (Bahn- und Zeitsystem) die Genauigkeit der GNSS-Navigation gestei gert wird.

Das System 21 und seine Komponenten sind dabei im vorliegenden Ausfüh rungsbeispiel zum drahtlosen, bidirektionalen Datenaustausch ausgebildet und weisen jeweils eine eigene Betriebsenergieversorgung auf. Dabei können für die nachfolgend beschriebenen Aufgaben und Funktionen das System 21 und seine Komponenten jeweils Hard- und/oder Software-Komponenten auf weisen. Somit können z.B. die Anzeigevorrichtung 5 und/oder das Endgerät und/oder Steuerausgabegerät 6 und/oder die Lage- und Positionsbestim mungseinheit 8 Software-Komponenten eines Computerprogrammprodukts zum Betrieb des Systems 21 aufweisen, wobei die Software-Komponenten insbesondere als Module ausgebildet sind.

Es wird nun zusätzlich auf Figur 4 Bezug genommen, um weitere Details der in Figur 1 dargestellten Komponenten sowie einer Referenzstation 7 zu erläu tern. Die Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 weist im vorliegenden Ausfüh rungsbeispiel folgende Unterkomponenten auf:

Ein GNSS-Modul 702 für den Empfang von Positionsdaten PD des GNSS- Systems, eine im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Beschleunigungs sensorbaugruppe (IMU - Inertial Measuring Unit) ausgebildete Lagesensor baugruppe 703 mit mindestens zwei Messachsen zur Lageerfassung der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8, ein Sende- und Empfangs-Modul 706a zum drahtlosen Datenaustausch mit den anderen Komponenten des Systems 21 zur Positions- und Raumlagebestimmung, eine Anzeigeeinheit 704a, ein Eingabegerät 705, einen Mikrocontroller als Recheneinheit zur Lage- und Positionsberechnung und einen Akkumulator 707a zur Be triebsenergieversorgung.

Die Lagesensorbaugruppe 703 ist dazu ausgebildet, durch Vergleich von min destens zwei Beschleunigungswerten, die in Richtung zumindest zweier Messachsen erfasst werden, die aktuelle Raum läge der Lage- und Positions bestimmungs-Baugruppe 4 in Relation zur Schwerkraft bzw. zum Lot L (siehe z.B. Figur 7) zu bestimmen.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die mindestens zwei Messachsen der jeweiligen Beschleunigungssensoren der Lagesensorbaugruppe 703 or thogonal zueinander angeordnet, um die Raumlage beziehungsweise eine Neigung des Werkzeugs 2 zu bestimmen. Mithilfe des Mikrocontrollers werden aus den Positionsdaten PD sowie den Lagedaten LD der Lagesensorbau gruppe 703 sowie im vorliegenden Ausführungsbeispiel einem ersten Kalib- rier-Datensatz KDS und einem zweiten Kalibrier-Datensatz KDS' die Position und Lage sowie Ausrichtung der Referenzmarke 11 bestimmt, wie dies später noch detailliert erläutert wird.

Die Lagesensorbaugruppe 703 kann auch ein Trägheitsnavigationssystem aufweisen. Es kann das kurzzeitig genaue, aber driftende Trägheitssystem mit den langzeitstabilen, aber kurzzeitig variablen schwankenden Daten des GNSS-Systems fusioniert werden. Dies ermöglicht eine genauere Positions ermittlung sowie eine kurzzeitig ausreichend genaue Positionsermittlung bei kurzzeitiger Unterbrechung einer Verbindung zu dem GNSS-System. Eine kurzzeitige Unterbrechung einer Verbindung zu dem GNSS-System kann z.B. bei einem Aushubprozess erfolgen, wenn der Erdaushub in einem als Bagger schaufel ausgebildeten Werkzeug 2 bewegt wird und die GNSS-Antenne 13 (siehe Figur 6) dabei kein freies Sichtfeld zu den Satelliten 701 hat.

Auf Basis dieser Daten wird im Betrieb durch den Mikrocontroller die Differenz zwischen einer Ist-Position und einer Soll-Position des Werkzeugs 2 berech net und durch diesen z.B. auf der Anzeigeeinheit 704a angezeigt oder an eine externe Vorrichtung übermittelt.

Die Anzeigevorrichtung 5 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine An zeigeeinheit 704b, ein Sende- und Empfangs-Modul 706b und einen Akkumu lator 707b auf.

Das Endgerät und/oder Steuerausgabegerät 6 weist im vorliegenden Ausfüh rungsbeispiel eine Anzeigeeinheit 704c und ein Sende- und Empfangs-Modul 706c auf. Zur Betriebsenergieversorgung ist im vorliegenden Ausführungsbei spiel eine Verbindung mit einem Bordnetz des Landfahrzeugs 1 vorgesehen. Abweichend vom vorliegenden Ausführungsbeispiel kann auch ein Akkumula tor zur Betriebsenergieversorgung vorgesehen sein.

Das Endgerät und/oder Steuerausgabegerät 6 kann dazu ausgebildet sein, eine dreidimensionale Positionsdatenkarte einzulesen. Danach wird beispiels weise über die Anzeigeeinheit 5 eine Absoluthöhe und/oder eine Absolutposi tion des Werkzeugs 2 oder der Referenzmarke 11 angezeigt. Es kann auch ein Fehler oder eine Abweichung zu einer Sollhöhe des Werkzeugs 2 oder der Referenzmarke 11 angezeigt werden. Des Weiteren kann beispielsweise über das Endgerät und/oder Steuerausgabegerät 6 eine zwei- oder dreidimensio nale Ansicht der Positionsdatenkarte mit der aktuellen Position des Werk zeugs 2 dargestellt werden. Die Referenzstation 7 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Anzei geeinheit 704d, ein Sende- und Empfangs-Modul 706d und einen Akkumulator 707d auf.

Es wird nun zusätzlich auf Figur 5 Bezug genommen.

Dargestellt ist die GNSS-Referenzstation 7, die im vorliegenden Ausführungs beispiel auf einem Tripod 12 angeordnet ist.

Die Referenzstation 7 sollte, wenn absolute Positionsdaten benötigt werden, auf einem Punkt mit bekannter geostationärer Position und freiem Sichtfeld zu den Satelliten 701 positioniert werden. Werden nur relative Positionsdaten be nötigt, so ist jede beliebige Stelle geeignet, welche ein freies Sichtfeld auf Sa telliten 701 des GNSS-Systems bietet. Abhängig von der Netzverfügbarkeit und Übertragungsqualität der Funkverbindungstypen verbindet sich die Lage- und Positionsbestimmungs-Baugruppe 4 mit der Referenzstation 7 automa tisch, beispielsweise über ein Mobilnetz (LTE, 3G, 5G, EDGE, ... ) oder mithilfe der Anzeigevorrichtung 5 als Relaisstation, z.B. über Langdistanzfunk. Als Übertragungsstandards können z.B. WLAN, Bluetooth, 868MHz, LoRa, UWB- Funk oder Mobilfunkstandards verwendet werden.

Es wird nun zusätzlich auf Figur 6 Bezug genommen, um weitere Details der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 zu erläutern.

Die Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 weist im vorliegenden Ausfüh rungsbeispiel eine optionale Anzeige 16 mit z.B. LEDs als Leuchtmittel 15 auf, die über eine Leitungsverbindung (Anzeigeverbinder 17) daten- und be triebsenergieübertragend mit den anderen Komponenten der Lage- und Posi tionsbestimmungs-Baugruppe 4 verbunden ist. Ferner weist die Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 im vorliegenden Ausführungsbeispiel Tasten 18, 19, 20 oder andere Schaltelemente zur Kon figuration der Lage- und Positionsbestimmungs-Baugruppe 4 auf.

Des Weiteren ist dargestellt, dass die Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 eine GNSS-Antenne 13 mit einem GNSS-Antennenzentrum 14 aufweist.

Eine Inbetriebnahme der Lage- und Positionsbestimmungs-Baugruppe 4 kann z.B. automatisch ohne Schalter- oder Tasterbetätigung allein durch Entnahme aus einem Transportbehältnis oder z.B. mit dem Taster 18 erfolgen. Nach Ent nahme verbindet sich z.B. die Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 drahtlos selbstständig mit der geeigneten GNSS-Referenzstation 7 oder mit einem GNSS-Korrekturdatennetzwerkdienst.

Die Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 ist dazu ausgebildet, nachdem sie an dem Werkzeug 2 befestigt wurde, einen Positions-Datensatz PDS indi kativ für die Position der Lage- und Positionsbestimmungs-Baugruppe 4 mit dem GNSS-Modul 702 zu bestimmen.

Des Weiteren ist die Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 dazu ausge bildet, einen Lage-Datensatz LDS indikativ für die Raumlage der Lage- und Positionsbestimmungs-Baugruppe 4 mit der Lagesensorbaugruppe 703 zu be stimmen.

Ferner ist die Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 dazu ausgebildet, den Positions-Datensatz PDS und den Lage-Datensatz LDS im vorliegenden Aus führungsbeispiel unter Verwendung des ersten Kalibrier-Datensatzes KDS und des zweiten Kalibrier-Datensatzes KDS' auszuwerten, um einen Aus gangs-Datensatz ADS indikativ für die Raumlage und Position des Werkzeugs 2 zu bestimmen, und den Ausgangs-Datensatz ADS auszugeben.

Es kann z.B. mit der Referenzmarke 11 des Werkzeugs 2 ein Punkt auf einer gewünschten Höhe angefahren werden und durch Betätigen des Tasters 19 in eine Konfiguration übernommen werden. Da durch den Kalibrier-Datensatz KDS die Lage sowie die Höhe h zwischen der Referenzmarke 11 und z.B. der GNSS-Empfangsantenne 13 bekannt ist, kann nun ausgehend von der Posi tion und Raumlage der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 die Position und Raumlage der Referenzmarke 11 bestimmt werden.

Der erste Kalibrier-Datensatz KDS und der zweite Kalibrier-Datensatz KDS' werden im vorliegenden Ausführungsbeispiel zumindest einmal nach dem Be festigen der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 an dem Werkzeug 2 bestimmt, wie dies später noch detailliert erläutert wird.

Es wird nun zusätzlich auf Figuren 7 und 8 Bezug genommen.

In Figur 7 ist ein Szenario dargestellt, bei dem das Werkzeug 2 im Lot L aus gerichtet ist. Ferner ist zu erkennen, dass die Lage- und Positionsbestim mungseinheit 8 in dieser Position und Raumlage einen Winkelversatz mit ei nem Winkelwert a zu der Raumlage B der Lage- und Positionsbestimmungs einheit 8 hat. Der mit der Lagesensorbaugruppe 703 gemessene Winkelwert ist der des Winkels d in Bezug zum Lot L. In dieser Position sind die jeweiligen Winkelwerte der Winkel a und d gleich. Durch Berücksichtigen des Winkels a kann der Winkelversatz ausgeglichen werden.

Der Winkel d kann auch als Stabachsenfehler oder Stabachsfehler aufgefasst werden, d.h. als Abweichung vom Lot L, während der Winkel a als Kippach senfehler in Bezug zu der Raumlage B der Lage- und Positionsbestimmungs einheit 8 aufgefasst werden kann.

In Figur 8 hingegen ist ein Szenario dargestellt, bei dem das Werkzeug 2 durch eine Drehung einen weiteren Winkelversatz mit dem Winkelwert d hat. Das Werkzeug 2 wurde also außer Lot L gebracht durch eine Drehung um die y- Achse. Der Winkel a des Winkelversatzes hat sich hingegen nicht verändert und mit ihm kann der Winkelversatz herausgerechnet werden. Um auf die aktuelle Raumlage und Position der Referenzmarke 11 schließen zu können, ist also der Winkel a des Winkelversatzes und ein Wert für die Distanz R von der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 bis zur Referenz marke 11 erforderlich.

Der erste Kalibrier-Datensatz KDS kann zumindest einen Winkelwert a, indi kativ für den Winkelversatz, und eine Distanz R, indikativ für eine Distanz von der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 bis zur Referenzmarke 11 , ent halten, die beide als Offsetgrößen aufgefasst werden können, um aus der Raumlage und Position der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 auf die Raum läge und Position der Referenzmarke 11 schließen zu können.

Mit anderen Worten, mit dem ersten Kalibrier-Datensatz KDS wird eine Koor dinatentransformation oder ein Basiswechsel durchgeführt, so dass aus der Raumlage und Position der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 auf die Raum läge und Position der Referenzmarke 11 geschlossen werden kann.

Mit dem Höhenwert IIGNSS gemäß dem GNSS-Modul 702 kann dann die Höhe hRef der Referenzmarke 11 wie folgt bestimmt werden: h-Ref ⁼ h-GNss — h

Der Höhenwert h kann dabei in z.B. einem zweidimensionalen Koordinaten system wie folgt bestimmt werden: h = R cos ( ß ) mit ß = d — a

Dabei bezeichnet der Winkelwert d die aktuelle Raum läge der Lage- und Po sitionsbestimmungseinheit 8, bezogen auf das Lot L und eine Senkrechte S durch die Lagesensorbaugruppe 703 der Lage- und Positionsbestimmungs einheit 8. Der Winkelwert ß bezeichnet die um den Offsetwinkel a korrigierte Raumlage der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8, bezogen auf das Lot L und eine Senkrechte S durch die Lagesensorbaugruppe 703 der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8. In dem in Figur 7 gezeigten Szenario ist der Winkelwert ß = d - a = 0, in dem in Figur 8 gezeigten Szenario ß F 0.

Mit der Anzeigevorrichtung 5 und/oder dem Endgerät und/oder Steuerausga begerät 6 kann dann basierend auf dem Ausgangs-Datensatz ADS die Flöhe h oder eine Abweichung hiervon angezeigt werden. Von Vorteil ist dabei, dass die Anzeigevorrichtung 5 durch ihre Anordnung am Ausleger 3 gleichzeitig mit dem Werkzeug 2 im Sichtfeld des Maschinenführers liegt.

Es wird nun unter Bezugnahme auf Figur 7 ein erstes Ausführungsbeispiel eines manuellen Kalibrierverfahrens zum Bestimmen des ersten Kalibrier-Da- tensatzes KDS erläutert.

Nachdem die Referenzmarke 11 des Werkzeugs 2 durch Neigen des Werk zeugs 2 um die y-Achse derart ausgerichtet wurde, dass sich die Referenz marke 11 mit der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 im Lot L befindet, wird mit einem Meterstab oder einer ähnlichen Messeinrichtung mit einer Ge nauigkeit von z.B. 0,5 cm die Distanz R zwischen der Lage- und Positionsbe stimmungseinheit 8 und der Referenzmarke 11 manuell bestimmt.

Die Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 ist dazu ausgebildet, diesen Wert einzulesen, nachdem er manuell über z.B. ein HMI der Lage- und Positi onsbestimmungs-Baugruppe 4 eingegeben wurde.

Ferner ist die Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 dazu ausgebildet, eine Lotabweichung LAB der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 mit der Lagesensorbaugruppe 703 zu bestimmen, d.h. z.B. den Winkelwert a für den Winkelversatz.

Z.B. aus der Distanz R und dem Winkelwert a erzeugt dann die Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 der Lage- und Positionsbestimmungs-Bau gruppe 4 den Kalibrier-Datensatz KDS. Abweichend vom vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Bestimmung des ersten Kalibrier-Datensatzes KDS in der Anzeigevorrichtung 5 der Lage- und Positionsbestimmungs-Baugruppe 4 erfolgen.

Es wird nun unter Bezugnahme auf Figur 8 ein zweites Ausführungsbeispiel eines kombinierten manuellen/automatischen oder auch halbautomatischen Kalibrierverfahrens zum Bestimmen des ersten Kalibrier-Datensatzes KDS er läutert.

Das Kalibrierverfahren gemäß dem vorliegenden zweiten Ausführungsbeispiel baut auf dem anhand der Figur 7 beschriebenen Kalibrierverfahren auf und erlaubt eine Steigerung der Genauigkeit.

Hierzu ist die Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 dazu ausgebildet, ein Ausrichten des Werkzeugs 2 zu bewirken, derart, dass das Werkzeug 2 eine vorbestimmte Position, im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Position mit maximaler Neigung in Bezug zur y-Achse annimmt. Hierzu kann der Ausleger 3 z.B. manuell oder mittels eines Ansteuer-Datensatzes angesteuert werden. Dabei wird das Werkzeug 2 derart um die y-Achse verlagert bzw. ausgerichtet, dass die Referenzmarke 11 an der gleichen Position I verbleibt. Während die ses Ausrichtungsvorgangs werden mit dem GNSS-Modul 702 Positionsdaten PD erfasst. Dies kann kontinuierlich, also in Intervallen mit einer vorbestimm ten Zeitdauer, oder diskret an vorbestimmten Positionen erfolgen.

Durch einen Vergleich mit Positionen, die mit Hilfe des ersten Kalibrier-Daten satzes KDS bestimmt werden, können nun Differenzdaten DD bestimmt wer den.

Die Differenzdaten DD werden bestimmt durch einen Vergleich eines idealen Kreises bzw. Kreisabschnitts, definiert durch die vorher manuell bestimmte Distanz R und den vorher bestimmten Winkelwert a, mit den Positionsdaten PD. Die Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 ergänzt dann den ersten Kalib- rier-Datensatz KDS durch entsprechende Korrekturdaten.

Der Kalibrier-Datensatz KDS enthält dann die Differenzdaten DD, die einem Winkelwert jeweils einen Korrekturwert zuordnen und auf einen aktuellen Wert angewendet werden können.

Abweichend vom vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Bestimmung des ersten Kalibrier-Datensatzes KDS in der Anzeigevorrichtung 5 der Lage- und Positionsbestimmungs-Baugruppe 4 erfolgen.

Es wird nun unter Bezugnahme auf Figur 9 ein weiteres, drittes Ausführungs beispiel eines automatischen Kalibrierverfahrens zum Bestimmen des ersten Kalibrier-Datensatzes KDS erläutert.

Es wird das Werkzeug 2 z.B. manuell oder durch einen Ansteuer-Datensatz verlagert, derart, dass die Referenzmarke 11 an der gleichen, vorbestimmten Position I verbleibt, wobei während des Ausrichtens Positionsdaten PD mit dem GNSS-Modul 702 der Lage- und Positionsbestimmungs-Baugruppe 4 er fasst werden.

Die so erfassten Positionsdaten PD sind indikativ für eine Sollkurve, entlang der das Werkzeug 2 verlagert bzw. ausgerichtet wird.

Zur Auswertung kann vorgesehen sein, dass eine Sollkurve durch einen Kreis SK oder einen Kreisabschnitt unter Berücksichtigung von zumindest drei Messpunkten MP1 , MP2, ... MPx gemäß den Positionsdaten PD angenähert wird, z.B. durch Least Square Fit oder Taubin Fit, um den Radius des ange näherten Kreises SK oder Kreisabschnitts zu bestimmen, der repräsentativ für die Distanz R ist.

Es wird dann ein Winkel g zwischen einer Geraden G, die den Mittelpunkt des bestimmten Kreises SK und den ersten Messpunkt MP1 verbindet, und einem Horizont HO, bestimmt. Ferner wird der Winkelwert des Winkels d bestimmt. Der Abstand e ist dabei der Abstand vom Mittelpunkt des bestimmten Kreises SK bis zur Position der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 bezogen auf den Horizont HO: e = R cos (7)

Der Winkelwert des Winkels a ergibt sich dann zu: oc = 7 - d

Dabei ist die Distanz R von der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 bis zur Referenzmarke 11 gleich dem Radius R des Kreises SK.

Es wird nun unter Bezugnahme auf Figur 10 ein weiteres, viertes Ausführungs beispiel eines ebenfalls automatischen Kalibrierverfahrens zum Bestimmen des ersten Kalibrier-Datensatzes KDS erläutert.

Es werden gemäß diesem Ausführungsbeispiel nur zwei Messpunkte MP1 , MP2 durch Verschwenken des Werkzeugs 2 um die y-Achse angefahren und ausgewertet.

Zur Auswertung wird auch hier eine Sollkurve durch einen Kreis SK oder einen Kreisabschnitt unter Berücksichtigung von den beiden Messpunkten MP1 , MP2 bestimmt.

An beiden Messpunkten MP1 , MP2 werden Messwerte MW erfasst. Die Mess werte MW weisen Positionsdaten PD indikativ für die Position der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 und Lagedaten LD indikativ für die Raumlage der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 auf. Die Positionsdaten PD wer den mit dem GNSS-Modul 702 der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 bestimmt, während die Lagedaten LD mit der Lagesensorbaugruppe 703 der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 bestimmt werden. Die Positionsda ten PD können ein dreidimensionaler Datensatz sein.

Mit Hilfe des bestimmten Kreises SK können dann Werte für den Winkel e und eine Kreissehne d bestimmt werden. Der Wert für den Winkel e ist ein Maß für den Kreisbogenabschnitt des bestimmten Kreises SK zwischen den beiden Messpunkten MP1 , MP2, während die Kreissehne d die beiden Messpunkte MP1 , MP2 verbindet. Ferner können der Radius des bestimmten Kreises SK, der der Distanz R entspricht, und der Winkelwert des Winkels a bestimmt wer den.

Zudem kann aus den Messwerten MW die Position bestimmt werden, an der sich die Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 mit ihrem GNSS-Antennen- zentrum 14 theoretisch mit der Referenzmarke 11 im Lot L befindet. An dieser Position kann eine Lageabweichung der Lage- und Positionsbestimmungsein heit 8 zum Lot L bestimmt werden. Hierfür müssen keine Daten vorliegen, bei dem sich die Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 mit ihrem GNSS-An- tennenzentrum 14 und die Referenzmarke 11 tatsächlich im Lot L befinden. Die ermittelte Lageabweichung zum Lot L und die Distanz R können dem Ka- librier-Datensatz KDS hinzugefügt werden.

Nach Beendigung von z.B. einer Bodenbearbeitung nach Planvorgaben kann die Lage- und Positionsbestimmungs-Baugruppe 4 durch einfaches Demon tieren von dem Werkzeug 2 getrennt und in das Transportbehältnis zurückge legt werden, wobei es dann selbsttätig deaktiviert wird. Ein Erfassen einer Ent- nähme bzw. eines Zurücklegens der Lage- und Positionsbestimmungs-Bau gruppe 4 in ihr Transportbehältnis kann beispielsweise durch eine in dem Transportbehältnis integrierte Ladevorrichtung erfolgen.

Der erste Kalibrier-Datensatz KDS kann dem Werkzeug 2 und einer Position der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 am Werkzeug 2 zugeordnet und gespeichert sein, sodass für dieses Werkzeug 2 und diese Position der Kalib riervorgang nur einmal durchgeführt werden muss. Der erste Kalibrier-Daten satz KDS kann zusammen mit Daten, die eine Identifikation des Werkzeugs 2 erlauben, und mit Daten indikativ für die Position am Werkzeug 2, z.B. in der Lage- und Positionsbestimmungs-Baugruppe 4 und/oder dem Endgerät und/oder Steuerausgabegerät 6 gespeichert werden und von dort kann später die Konfiguration gemäß dem Kalibrier-Datensatz KDS vorgenommen wer den.

Es wird nun unter Bezugnahme auf Figur 11 ein Verfahren zum Kalibrieren, insbesondere zum manuellen Kalibrieren, gemäß dem ersten Ausführungsbei spiel erläutert.

In einem ersten Schritt S100a wird die Lage- und Positionsbestimmungsein heit 8 der Lage- und Positionsbestimmungs-Baugruppe 4 an dem Werkzeug 2 befestigt.

In einem weiteren Schritt S200a wird die Referenzmarke 11 des Werkzeugs 2 durch Neigen des Werkzeugs 2 ausgerichtet, derart, dass sich die Referenz marke 11 mit der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 im Lot L befindet.

In einem weiteren Schritt S300a wird die Distanz R zwischen der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 und der Referenzmarke 11 manuell bestimmt.

In einem weiteren Schritt S400a wird die manuell bestimmte Distanz R von der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 eingelesen. In einem weiteren Schritt S500a wird die Lotabweichung LAB der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 mit der Lagesensorbaugruppe 703 bestimmt.

In einem weiteren Schritt S600a wird der erste Kalibrier-Datensatz KDS durch Auswerten der Lotabweichung LAB und der Distanz R bestimmt.

Es wird nun unter Bezugnahme auf Figur 12 ein weiteres Verfahren gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zur Steigerung der Genauigkeit der Kalib rierung aus dem ersten Ausführungsbeispiel, insbesondere zum kombinierten manuellen/automatischen Kalibrieren, gemäß dem zweiten Ausführungsbei spiel erläutert.

Nachdem die Schritte S100a bis S600a gemäß dem ersten Ausführungsbei spiel durchgeführt wurden, wird in einem weiteren Schritt S700a das Werk zeug 2 ausgerichtet, derart, dass das Werkzeug 2 eine vorbestimmte Position I, insbesondere mit maximaler Neigung, annimmt und die Referenzmarke 11 an der gleichen, vorbestimmten Position I während des Ausrichtens verbleibt. Nun werden während des Ausrichtens des Werkzeugs 2 Positionsdaten PD mit dem GNSS-Modul 702 erfasst.

In einem weiteren Schritt S800a werden die Differenzdaten DD durch Auswer ten des im Schritt S600a bestimmten ersten Kalibrier-Datensatzes KDS und den im Schritt S700a bestimmten Positionsdaten PD bestimmt.

In einem weiteren Schritt S900a wird der erste Kalibrier-Datensatz KDS durch Auswerten der Differenzdaten DD ergänzt.

Es wird nun unter Bezugnahme auf Figur 13 ein Verfahren zum Kalibrieren, insbesondere zum automatischen Kalibrieren, gemäß dem dritten Ausfüh rungsbeispiel erläutert. In einem ersten Schritt S100b wird die Lage- und Positionsbestimmungsein heit 8 der Lage- und Positionsbestimmungs-Baugruppe 4 an dem Werkzeug 2 befestigt.

In einem weiteren Schritt S200b wird ein vorbestimmter geostationärer Punkt für das Werkzeug 2 angefahren. Der erste Messwert MW am ersten Mess punkt MP1 umfasst Positionsdaten PD indikativ für die Position der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 und Lagedaten LD indikativ für die Raumlage der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8.

In einem weiteren Schritt S300b wird das Werkzeug 2 erneut verlagert, derart, dass eine Neigung des Werkzeugs 2 verändert wird, wobei die Referenzmarke 11 aber an einer gleichen, vorbestimmten Position I verbleibt.

In einem weiteren Schritt S400b wird mindestens ein weiterer Messwert MW an einem weiteren Messpunkt MP2 erfasst, der weitere Positionsdaten PD in dikativ für die Position der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 enthält.

Dabei können die Schritte S300b und S400b zumindest einmal wiederholt wer den, um zumindest zwei weitere Messwerte MW an weiteren Messpunkten MP2, ... MPx zu bestimmen und damit die Genauigkeit zu steigern. Die Wie derholung der Schritte S300b und S400b kann entweder kontinuierlich wäh rend des Verlagerns des Werkzeugs 2 oder an vorbestimmten Punkten durch geführt werden.

In einem weiteren Schritt S500b werden die Messwerte MW ausgewertet, um die Lotabweichung LAB der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 und/o der die Distanz R zwischen der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 und der Referenzmarke 11 zu bestimmen.

In einem weiteren Schritt S600b wird der erste Kalibrier-Datensatz KDS durch Auswerten der Lotabweichung LAB und/oder der Distanz R bestimmt. Es wird nun unter Bezugnahme auf Figur 14 ein Verfahren zum Kalibrieren, insbesondere zum automatischen Kalibrieren, gemäß dem vierten Ausfüh rungsbeispiel erläutert.

In einem ersten Schritt 100c wird die Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 der Lage- und Positionsbestimmungs-Baugruppe 4 an dem Werkzeug 2 be festigt.

In einem weiteren Schritt 200c wird das Werkzeug 2 verlagert, um einen vor bestimmten geostationären Punkt für das Werkzeug 2 anzufahren. Es wird dann der erste Messwert MW am ersten Messpunkt MP1 erfasst. Der erste Messwert MW weist die Positionsdaten PD indikativ für die Position der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 auf, die mit dem GNSS-Modul 702 der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 erfasst werden. Ferner weist der erste Messwert MW die Lagedaten LD indikativ für die Raum läge der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 auf, die mit der Lagesensorbaugruppe 703 der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 erfasst werden.

In einem weiteren Schritt S300c wird das Werkzeug 2 derart verlagert, dass eine Neigung des Werkzeugs 2 verändert wird, wobei die Referenzmarke 11 des Werkzeugs 2 an einer gleichen, vorbestimmten Position I verbleibt.

In einem weiteren Schritt S400c wird der zweite Messwert MW an dem zweiten Messpunkt MP2 erfasst. Der zweite Messwert MW weist die weiteren Positi onsdaten PD indikativ für die Position der Lage- und Positionsbestimmungs einheit 8 auf, die mit dem GNSS-Modul 702 der Lage- und Positionsbestim mungseinheit 8 erfasst werden. Ferner weist der zweite Messwert MW die wei teren Lagedaten LD indikativ für die Raumlage der Lage- und Positionsbestim mungseinheit 8 auf, die mit der Lagesensorbaugruppe 703 der Lage- und Po sitionsbestimmungseinheit 8 erfasst werden. In einem weiteren Schritt S500c werden die Messwerte MW ausgewertet, um die Lotabweichung LAB der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 und/o der die Distanz R zwischen der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 und der Referenzmarke 11 zu bestimmen.

In einem weiteren Schritt S600c wird der Kalibrier-Datensatz KDS durch Aus werten der Lotabweichung LAB und/oder der Distanz R bestimmt.

Bei allen beschriebenen Verfahren zum Kalibrieren kann vorgesehen sein, dass einzelne Messpunkte MP1 , MP2, ... MPx mehrfach angefahren werden, um Messwerte MW aufzunehmen, um so durch Mehrfachmessungen die Ge nauigkeit zu erhöhen.

Ferner kann bei allen beschriebenen Verfahren zum Kalibrieren vorgesehen sein, dass der erste Kalibrier-Datensatz KDS dem Werkzeug 2 und die Posi tion der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 oder einer Komponente der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 am Werkzeug 2 zugeordnet und gespeichert wird, sodass für dieses Werkzeug 2 und diese Position der Kalib rierungsvorgang nur einmal durchgeführt werden muss. Der erste Kalibrier- Datensatz KDS zusammen mit Daten eines Identifikation-Datensatzes ID (siehe Figur 18), die eine Identifikation des Werkzeugs 2 erlauben, und mit Positions- und Lage-Daten PLD (siehe ebenfalls Figur 18) indikativ für die Po sition und Lage am Werkzeug 2 können z.B. in einer Komponente der Lage- und Positionsbestimmungs-Baugruppe 4 und/oder dem Endgerät und/oder Steuerausgabegerät 6 gespeichert werden und von dort bei einer erneuten Inbetriebnahme geladen werden, um eine Konfiguration gemäß dem ersten Kalibrier-Datensatz KDS ohne erneute Kalibrierung durchzuführen. Wenn hin gegen statt der Magnete 9 die rahmenförmige Halterung 10 zur Befestigung verwendet wird, kann auf die Positions- und Lage-Daten PLD verzichtet wer den, da durch die rahmenförmige Halterung 10 die Position und Raumlage der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 festgelegt ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Werkzeug 2 und z.B. eine Kompo nente der Lage- und Positionsbestimmungs-Baugruppe 4 eine Einheit bilden, die nicht voneinander getrennt werden und denen der Identifikations-Daten satz ID zugeordnet wird. So kann ein zwischenzeitlicher Werkzeugwechsel des Werkzeugs 2 erfolgen, ohne dass eine erneute Kalibrierung nötig ist.

Es wird nun unter Bezugnahme auf die Figuren 15 und 16 ein fünftes Ausfüh rungsbeispiel eines Kalibrierverfahrens zum Bestimmen des zweiten Kalibrier- Datensatzes KDS' erläutert, mit dem eine Kalibrierung in Bezug auf den Nord pol N bzw. der Lage von Längengrad-Linien LG und Breitengrad-Linien BG eines kartesischen Koordinatensystems möglich ist.

Das System 21 zum Bestimmen des zweiten Kalibrier-Datensatzes KDS' ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, einen ersten Ausrich tungs-Datensatz ARS 1 (siehe Figur 16) indikativ für die Position der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 an dem Werkzeug 2 mit dem GNSS-Modul 702 der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 an dem ersten Messpunkt MP1 ' zu bestimmen.

Ferner ist das System 21 zum Bestimmen des zweiten Kalibrier-Datensatzes KDS' im vorliegenden Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, ein Verlagern der Referenzmarke 11 des Werkzeugs 2 von dem ersten Messpunkt MP1 ' zu dem zweiten Messpunkt MP2' durch Verlagern des Auslegers 3 zu bewirken, derart, dass ein Abstand A zwischen dem Landfahrzeug 1 und der Referenz marke 11 verändert wird.

Hierzu wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Ausleger 3 derart ange steuert, dass das Werkzeug 2 mit der Referenzmarke 11 im Wesentlich paral lel über den Boden bewegt wird. Es erfolgt aber keine Drehung des Auslegers 3 um die Hochachse des Landfahrzeugs 1 . Mit anderen Worten, die Verlage rung erfolgt geradlinig und rotationskomponentenfrei, insbesondere um die Hochachse des Landfahrzeugs 1 . Des Weiteren ist das System 21 zum Bestimmen des zweiten Kalibrier-Daten- satzes KDS' im vorliegenden Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, den zwei ten Ausrichtungs-Datensatz ARS2 (siehe ebenfalls Figur 16) indikativ für die Position der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 an dem Werkzeug 2 mit dem GNSS-Modul 702 der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 an dem zweiten Messpunkt MP2‘ zu bestimmen.

Schließlich ist das System 21 zum Bestimmen des zweiten Kalibrier-Datensat- zes KDS' im vorliegenden Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, den Kalib- rier-Datensatz KDS' durch Auswerten des ersten Ausrichtungs-Datensatzes ARS1 und des zweiten Ausrichtungs-Datensatzes ARS2 zu erzeugen.

Der erste Ausrichtung-Datensatz ARS1 und der zweite Ausrichtung-Datensatz ARS2 enthalten jeweils Daten indikativ für die Positionen der Referenzmarke 11an dem ersten Messpunkt MP1' und dem zweiten Messpunkt MP2‘. Es wer den dann in einem ersten Teilschritt Parameter einer Geradengleichung be stimmt, die die Positionen gemäß dem ersten Messpunkt MP1' und gemäß dem zweiten Messpunkt MP2' verbindet.

In einem zweiten Teilschritt wird dann die so parametrisierte Gerade G erzeugt und in einem dritten Teilschritt werden dann Daten des GNSS-Moduls 702 in dikativ für die Position des Nordpols N bzw. der Lage von Längengrad-Linien LG- und Breitengerad-Linien BG eines kartesischen Koordinatensystems her angezogen, um einen Offsetwinkel W zu bestimmen, der repräsentativ für ei nen Versatz zwischen der Ausrichtung des Landfahrzeugs 1 bzw. des land fahrzeugeigenen Koordinatensystems und der Position des Nordpols N bzw. der Lage von Längengrad-Linien LG- und Breitengerad-Linien BG des karte sischen Koordinatensystems ist.

Es wird nun unter zusätzlicher Bezugnahme auf Figur 17 ein Verfahren zum Kalibrieren, insbesondere zum Kalibrieren in Bezug auf den Nordpol N bzw. der Lage von Längengrad-Linien LG und Breitengrad-Linien BG eines kartesi schen Koordinatensystems, gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel erläu tert.

In einem ersten Schritt S100d wird die Lage- und Positionsbestimmungsein heit 8 der Lage- und Positionsbestimmungs-Baugruppe 4 an dem Werkzeug 2 befestigt.

In einem weiteren Schritt S200d wird der erste Ausrichtungs-Datensatz ARS1 indikativ für die Position der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 an dem Werkzeug 2 mit dem GNSS-Modul 702 Lage- und Positionsbestimmungsein heit 8 an dem ersten Messpunkt MP1 ‘ bestimmt.

In einem weiteren Schritt S300d wird die Referenzmarke 11 des Werkzeugs 2 von dem ersten Messpunkt MP1 ‘ zu dem zweiten Messpunkt MP2‘ durch Ver lagern des Auslegers 3 verlagert, derart, dass der Abstand A zwischen dem Landfahrzeug 1 der Referenzmarke 11 verändert wird.

In einem weiteren Schritt S400d wird der zweite Ausrichtungs-Datensatz ARS2 indikativ für die Position der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 an dem Werkzeug 2 mit dem GNSS-Modul 702 der Lage- und Positionsbe stimmungseinheit 8 an dem zweiten Messpunkt MP2‘ bestimmt.

In einem weiteren Schritt S500d wird der Kalibrier-Datensatz KDS' durch Aus werten des ersten Ausrichtungs-Datensatzes ARS1 und des zweiten Ausrich tungs-Datensatzes ARS2 erzeugt.

Dieses Kalibrierverfahren gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel kann wäh rend des Betriebs des Landfahrzeugs 1 innerhalb fester, vorbestimmter oder auch variabler Intervalle wiederholt werden. So kann einer langsamen Drift von Werten durch eine fortwährend aktualisierte Bestimmung des Offsetwin kels W entgegengewirkt werden. Es wird nun unter Bezugnahme auf Figur 18 ein Verfahren zur Positions- und Raumlagebestimmung des Werkzeugs 2 erläutert.

Das Verfahren zur Positions- und Raumlagebestimmung des Werkzeugs 2 kann nach einer Kalibrierung mit den Schritten S100a bis S600a gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, nach einer Kalibrierung mit den Schritten S100a bis S900a gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, nach einer Kalibrierung mit den Schritten S100b bis S600b gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel oder nach einer Kalibrierung mit den Schritten S100c bis S600c gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel durchgeführt werden.

Ferner kann das Verfahren zur Positions- und Raumlagebestimmung des Werkzeugs 2 mit einer Kalibrierung mit den Schritten S100d bis S500d gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel kombiniert werden.

Des Weiteren kann das Verfahren zur Positions- und Raumlagebestimmung des Werkzeugs 2 gemäß dem ersten, zweiten, dritten oder vierten Ausfüh rungsbeispiel mit einer Kalibrierung mit den Schritten S1 OOd bis S500d gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel kombiniert werden.

In einem ersten Schritt S1100 wird ein Positions-Datensatz PDS indikativ für die Position der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 der Lage- und Po sitionsbestimmungs-Baugruppe 4 mit dem GNSS-Modul 702 der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 bestimmt.

In einem weiteren Schritt S1200 wird ein Lage-Datensatz LDS indikativ für die Raumlage der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 mit der Lagesensor baugruppe 703 der Lage- und Positionsbestimmungseinheit 8 bestimmt.

Zusätzlich können Daten des Trägheitsnavigationssystems verwendet wer den, um durch die Kombination des GNSS-Modul 702 mit dem Trägheitsnavi gationssystem das kurzzeitig genaue, aber driftende Trägheitssystem mit den langzeitstabilen, aber kurzzeitig variablen schwankenden Daten des GNSS- Moduls 702 zu fusionieren.

In einem weiteren Schritt S1300 wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Positions-Datensatz PDS und der Lage-Datensatz LDS unter Verwendung des ersten Kalibrier-Datensatzes KDS und des zweiten Kalibrier-Datensatzes KDS' ausgewertet, um einen Ausgangs-Datensatz ADS indikativ für die Raum lage und Position des Werkzeugs 2 zu bestimmen.

In einem weiteren Schritt S1400 wird der Ausgangs-Datensatz ADS ausgege ben.

Es kann vorgesehen sein, dass z.B. das Endgerät und/oder Steuerausgabe gerät 6 der Lage- und Positionsbestimmungs-Baugruppe 4 dazu ausgebildet ist, auf der Basis des Ausgangs-Datensatzes ADS einen Steuer-Datensatz SDS zur Ansteuerung des Landfahrzeugs 1 , z.B. zur Ansteuerung des Ausle gers 3 des als Bagger ausgebildeten Landfahrzeugs 1 , zu erzeugen, um so einen direkten Eingriff in die Maschinensteuerung des Landfahrzeugs 1 zu be wirken.

In einem weiteren Schritt S1500 wird z.B. nach Beendigung von z.B. einer Bodenbearbeitung nach Planvorgaben die Lage- und Positionsbestimmungs- Baugruppe 4 durch einfaches Demontieren von dem Werkzeug 2 getrennt und in das Transportbehältnis zurückgelegt, wobei es dann selbsttätig deaktiviert wird. Ein Erfassen eines Zurücklegens der Lage- und Positionsbestimmungs- Baugruppe 4 in ihr Transportbehältnis kann beispielsweise durch eine in dem Transportbehältnis integrierte Ladevorrichtung erfolgen.

Abweichend vom vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Reihenfolge der Schritte auch eine andere sein. Ferner können mehrere Schritte auch zeit gleich bzw. simultan ausgeführt werden. Des Weiteren können auch abwei chend vom vorliegenden Ausführungsbeispiel einzelne Schritte übersprungen oder ausgelassen werden. So kann im Bedarfsfall ein Landfahrzeug 1 , wie eine Baumaschine, entspre chend schnell nachgerüstet werden. Dabei wird durch die freie Wahl der Posi tion der Lage- und Positionsbestimmungs-Baugruppe 4 oder einer Kompo- nente der Lage- und Positionsbestimmungs-Baugruppe 4 und anschließende Kalibrierung mit dem ersten Kalibrier-Datensatz KDS und/oder dem zweiten Kalibrier-Datensatz KDS' die Montage vereinfacht und es sind keine aufwen digen Kalibrierungen einer speziell ausgebildeten Baumaschine ab Werk er forderlich.

Bezugszeichenliste

1 Landfahrzeug

2 Werkzeug

3 Ausleger

4 Lage- und Positionsbestimmungs-Baugruppe

5 Anzeigevorrichtung

6 Endgerät und/oder Steuerausgabegerät

7 Referenzstation

8 Lage- und Positionsbestimmungseinheit

9 Magnet

10 Halterung

11 Referenzmarke

12 Tripod

13 GNSS-Antenne

14 GNSS-Antennenzentrum

15 Leuchtmittel

16 Anzeige

17 Anzeigeverbinder

18 Taste

19 Taste

20 Taste

21 System

701 Satellit

702 GNSS-Modul

703 Lagesensorbaugruppe

704a Anzeigeeinheit

704b Anzeigeeinheit

704c Anzeigeeinheit

704d Anzeigeeinheit

705 Eingabegerät

706a Sende- und Empfangs-Modul 706b Sende- und Empfangs-Modul

706c Sende- und Empfangs-Modul

706d Sende- und Empfangs-Modul

707a Akkumulator

707b Akkumulator

707d Akkumulator

A Abstand

ADS Ausgangs-Datensatz

ARS1 Ausrichtungs-Datensatz

ARS2 Ausrichtungs-Datensatz

B Raumlage

BG Breitengrad-Linie d Kreissehne e Abstand

DD Differenzdaten

G Gerade h Höhe hGNSS Höhenwert hRef Höhe der Referenzmarke

HO Horizont

I Position

ID Identifikations-Datensatz

KDS Kalibrier-Datensatz

KDS‘ Kalibrier-Datensatz

L Lot

LAB Lotabweichung

LDS Lage-Datensatz

LG Längengrad-Linie

MP1 Messpunkt

MPr Messpunkt

MP2 Messpunkt

MP2‘ Messpunkt MPx Messpunkt

MW Messwerte

N Nordpol

PD Positionsdaten

PDS Positions-Datensatz

PLD Positions- und Lage-Daten

R Distanz

S Senkrechte durch die Sensorbaugruppe

SDS Steuer-Datensatz

SK Kreis

T Tangente w Offsetwinkel a Winkel ß Winkel

Y Winkel d Winkel e Winkel

S100a Schritt

S100b Schritt

S100c Schritt

S100d Schritt

S200a Schritt

S200b Schritt

S200c Schritt

S200d Schritt

S300a Schritt

S300b Schritt

S300c Schritt

S300d Schritt

S400a Schritt

S400b Schritt S400c Schritt

S400d Schritt

S500a Schritt

S500b Schritt S500c Schritt

S500d Schritt

S600a Schritt

S600b Schritt

S600c Schritt S700a Schritt

S800a Schritt

S900a Schritt

S1100 Schritt

S1200 Schritt S1300 Schritt

S1400 Schritt

S1500 Schritt

S1600 Schritt

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Positions- und Raumlagebestimmung eines Werkzeugs (2) zur Bodenbearbeitung an einem verstellbaren Ausleger (3) eines Landfahrzeugs (1), mit den Schritten:

(S1100) Bestimmen eines Positions-Datensatzes (PDS) indikativ für die Position einer Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) einer Lage- und Positionsbestimmungs-Baugruppe (4) an dem Werkzeug (2) mit ei nem GNSS-Modul (702) der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8),

(S1200) Bestimmen eines Lage-Datensatzes (LDS) indikativ für die Raumlage der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) mit einer La gesensorbaugruppe (703) der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8),

(S1300) Auswerten des Positions-Datensatzes (PDS) und des Lage- Datensatzes (LDS) unter Verwendung eines Kalibrier-Datensatzes (KDS, KDS‘), um einen Ausgangs-Datensatz (ADS) indikativ für die Raumlage und Position des Werkzeugs (2) zu bestimmen, und

(S1400) Ausgeben des Ausgangs-Datensatzes (ADS).

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zum Bestimmen des Kalibrier-Da tensatzes (KDS) folgende Schritte ausgeführt werden:

(S100a) Befestigen der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) an dem Werkzeug (2),

(S200a) Ausrichten einer Referenzmarke (11 ) des Werkzeugs (2) durch Neigen des Werkzeugs (2), derart, dass sich die Referenzmarke (11) mit der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) im Lot (L) befindet, (S300a) Bestimmen einer Distanz (R) zwischen der Lage- und Positi onsbestimmungseinheit (8) und der Referenzmarke (11),

(S400a) Einlesen der Distanz (R) von der Lage- und Positionsbestim mungseinheit (8),

(S500a) Bestimmen einer Lotabweichung (LAB) der Lage- und Positi onsbestimmungseinheit (8) mit der Lagesensorbaugruppe (703) der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8), und

(S600a) Erzeugen des Kalibrier-Datensatzes (KDS) durch Auswerten der Lotabweichung (LAB) und der Distanz (R).

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei zusätzlich zum Bestimmen des Ka librier-Datensatzes (KDS) folgende Schritte ausgeführt werden:

(S700a) Ausrichten des Werkzeugs (2), derart, dass das Werkzeug (2) eine vorbestimmte Position (I) mit einer vorbestimmten Neigung, insbe sondere mit einer maximalen Neigung, annimmt und die Referenz marke (11) an der gleichen, vorbestimmten Position (I) während des Ausrichtens verbleibt, wobei während des Ausrichtens Positionsdaten (PD) mit dem GNSS-Modul (702) der Lage- und Positionsbestimmungs einheit (8) erfasst werden,

(S800a) Bestimmen von Differenzdaten (DD) durch Auswerten des im Schritt (S600a) bestimmten Kalibrier-Datensatzes (KDS) und den im Schritt (S700a) bestimmten Positionsdaten (PD), und

(S900a) Ergänzen des Kalibrier-Datensatzes (KDS) durch Auswerten der Differenzdaten (DD).

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zum Bestimmen des Kalibrier-Da- tensatzes (KDS) folgende Schritte ausgeführt werden:

(S100b) Befestigen der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) an dem Werkzeug (2),

(S200b) Verlagern des Werkzeugs (2), um einen vorbestimmten geo stationären Punkt für das Werkzeug (2) anzufahren, und Erfassen von einem ersten Messwert (MW) an einem ersten Messpunkt (MP1), mit Positionsdaten (PD) indikativ für die Position der Lage- und Positions bestimmungseinheit (8) mit dem GNSS-Modul (702) der Lage- und Po sitionsbestimmungseinheit (8), und mit Lagedaten (LD) indikativ für die Raumlage der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) mit der La gesensorbaugruppe (703) der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8),

(S300b) Verlagern des Werkzeugs (2), derart, dass eine Neigung des Werkzeugs (2) verändert wird, wobei eine Referenzmarke (11) des Werkzeugs (2) an einer gleichen, vorbestimmten Position (I) verbleibt,

(S400b) Erfassen von mindestens zwei weiteren Messwerten (MW) an mindestens zwei weiteren Messpunkten (MP2, ... MPx), mit weiteren Positionsdaten (PD) indikativ für die Position der Lage- und Positions bestimmungseinheit (8) mit dem GNSS-Modul (702) der Lage- und Po sitionsbestimmungseinheit (8) durch zumindest zweimaliges Durchfüh ren der Schritte (S300b) und (S400b),

(S500b) Auswerten der Messwerte (MW), um eine Lotabweichung (LAB) der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) und/oder eine Distanz (R) zwischen der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) und der Referenzmarke (11) zu bestimmen, und (S600b) Erzeugen des Kalibrier-Datensatzes (KDS) durch Auswerten der Lotabweichung (LAB) und/oder der Distanz (R).

5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zum Bestimmen des Kalibrier-Da tensatzes (KDS) folgende Schritte ausgeführt werden:

(S100c) Befestigen der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8)an dem Werkzeug (2),

(S200c) Verlagern des Werkzeugs (2), um einen vorbestimmten geo stationären Punkt für das Werkzeug (2) anzufahren, und Erfassen von einem ersten Messwert (MW) an einem ersten Messpunkt (MP1), mit Positionsdaten (PD) indikativ für die Position der Lage- und Positions bestimmungseinheit (8) mit dem GNSS-Modul (702) der Lage- und Po sitionsbestimmungseinheit (8), und mit Lagedaten (LD) indikativ für die Raumlage der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) mit der La gesensorbaugruppe (703) der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8),

(S300c) Verlagern des Werkzeugs (2), derart, dass eine Neigung des Werkzeugs (2) verändert wird, wobei eine Referenzmarke (11) des Werkzeugs (2) an einer gleichen, vorbestimmten Position (I) verbleibt,

(S400c) Erfassen von einem zweiten Messwert (MW) an einem zweiten Messpunkt (MP2), mit weiteren Positionsdaten (PD) indikativ für die Po sition der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) mit dem GNSS- Modul (702) der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8), und mit weiteren Lagedaten (LD) indikativ für die Raum läge der Lage- und Po sitionsbestimmungseinheit (8) mit der Lagesensorbaugruppe (703) der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8),

(S500c) Auswerten der Messwerte (MW), um eine Lotabweichung (LAB) der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) und/oder eine Distanz (R) zwischen der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) und der Referenzmarke (11) zu bestimmen, und

(S600c) Erzeugen des Kalibrier-Datensatzes (KDS) durch Auswerten der Lotabweichung (LAB) und/oder der Distanz (R).

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zum Bestimmen des Kalibrier-Datensatzes (KDS‘) folgende Schritte ausgeführt werden:

(S100d) Befestigen der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) an dem Werkzeug (2),

(S200d) Bestimmen eines ersten Ausrichtungs-Datensatzes (ARS1) in dikativ für die Position der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) an dem Werkzeug (2) mit dem GNSS-Modul (702) der Lage- und Posi tionsbestimmungseinheit (8) an einem ersten Messpunkt (MP1‘),

(S300d) Verlagern, insbesondere geradliniges Verlagern, einer Refe renzmarke (11) des Werkzeugs (2) von dem ersten Messpunkt (MP1‘) zu einem zweiten Messpunkt (MP2‘) durch Verlagern, insbesondere ge radliniges Verlagern, des Auslegers (3), derart, dass ein Abstand (A) zwischen dem Landfahrzeug (1 ) und der Referenzmarke (11 ) verändert wird,

(S400d) Bestimmen eines zweiten Ausrichtungs-Datensatzes (ARS2) indikativ für die Position der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) an dem Werkzeug (2) mit dem GNSS-Modul (702) der Lage- und Posi tionsbestimmungseinheit (8) an dem zweiten Messpunkt (MP2‘), und

(S500d) Erzeugen des Kalibrier-Datensatzes (KDS‘) durch Auswerten des ersten Ausrichtungs-Datensatzes (ARS1 ) und des zweiten Ausrich tungs-Datensatzes (ARS2).

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Trägheitsnavi gationssystem der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) zusätz lich Daten für den Lage-Datensatz (LDS) bereitstellt.

8. Computerprogrammprodukt, ausgebildet zum Ausführen eines Verfah rens nach einem der Ansprüche 1 bis 7.

9. System (21) zur Positions- und Raumlagebestimmung eines Werk zeugs (2) zur Bodenbearbeitung an einem verstellbaren Ausleger (3) eines Landfahrzeugs (1), wobei eine Lage- und Positionsbestimmungs einheit (8) einer Lage- und Positionsbestimmungs-Baugruppe (4) des Systems (21) an dem Werkzeug (2) dazu ausgebildet ist, einen Positi ons-Datensatz (PDS) indikativ für die Position der Lage- und Positions bestimmungseinheit (8) mit einem GNSS-Modul (702) zu bestimmen, einen Lage-Datensatz (LDS) indikativ für die Raumlage der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) mit einer Lagesensorbaugruppe (703) zu bestimmen, den Positions-Datensatz (PDS) und den Lage-Daten satz (LDS) unter Verwendung eines Kalibrier-Datensatzes (KDS, KDS‘) auszuwerten, um einen Ausgangs-Datensatz (ADS) indikativ für die Raumlage und Position des Werkzeugs (2) zu bestimmen, und den Ausgangs-Datensatz (ADS) auszugeben.

10. System (21) nach Anspruch 9, wobei die Lage- und Positionsbestim mungseinheit (8) an dem Werkzeug (2) befestigbar ist, wobei das Sys tem (21) zum Bestimmen des Kalibrier-Datensatzes (KDS) dazu aus gebildet ist, nach einem Ausrichten einer Referenzmarke (11) des Werkzeugs (2) durch Neigen des Werkzeugs (2), derart, dass sich die Referenzmarke (11 ) mit der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) im Lot (L) befindet, eine Distanz (R) zwischen der Lage- und Positions bestimmungseinheit (8) und der Referenzmarke (11 ) zu bestimmen, die Distanz (R) von der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) einzu lesen, eine Lotabweichung (LAB) der Lage- und Positionsbestim mungseinheit (8) mit der Lagesensorbaugruppe (703) der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) zu bestimmen und den Kalibrier-Da- tensatz (KDS) durch Auswerten der Lotabweichung (LAB) und der Dis tanz (R) zu erzeugen.

11. System (21 ) nach Anspruch 10, wobei das System (21 ) zum Bestimmen des Kalibrier-Datensatzes (KDS) zusätzlich dazu ausgebildet ist, ein Ausrichten des Werkzeugs (2) zu bewirken, derart, dass das Werkzeug (2) eine vorbestimmte Position (I) mit einer vorbestimmten Neigung, ins besondere mit einer maximalen Neigung, annimmt und die Referenz marke (11) während des Ausrichtens des Werkzeugs (2) an der glei chen, vorbestimmten Position (I) verbleibt, wobei das System (21) dazu ausgebildet ist, während des Ausrichtens Positionsdaten (PD) mit dem GNSS-Modul (702) der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) zu erfassen, Differenzdaten (DD) durch Auswerten des bestimmten Kalib rier-Datensatzes (KDS) und den bestimmten Positionsdaten (PD) zu bestimmen, und den Kalibrier-Datensatz (KDS) durch Auswerten der Differenzdaten (DD) zu ergänzen.

12. System (21) nach Anspruch 9, wobei die Lage- und Positionsbestim mungseinheit (8) an dem Werkzeug (2) befestigbar ist, wobei das Sys tem (21) zum Bestimmen des Kalibrier-Datensatzes (KDS) dazu aus gebildet ist, ein Verlagern des Werkzeugs (2) zu bewirken, um einen vorbestimmten geostationären Punkt für das Werkzeug (2) anzufahren, und mindestens einen ersten Messwert (MW) an einem ersten Mess punkt (MP1) zu erfassen, wobei der erste Messwert (MW) Positionsda ten (PD) indikativ für die Position der Lage- und Positionsbestimmungs einheit (8) aufweist, die mit dem GNSS-Modul (702) der Lage- und Po sitionsbestimmungseinheit (8) erfasst werden, und wobei der erste Messwert (MW) Lagedaten (LD) indikativ für die Raum läge der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) aufweist, die mit der Lagesensor baugruppe (703) der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) er fasst werden, wobei das System (21) zum Verlagern des Werkzeugs (2) ausgebildet ist, derart, dass eine Neigung des Werkzeugs (2) ver ändert wird, wobei eine Referenzmarke (11) des Werkzeugs (2) an ei ner gleichen, vorbestimmten Position (I) verbleibt, wobei das System (21 ) zum Erfassen von mindestens zwei weiteren Messwerten (MW) an mindestens zwei weiteren Messpunkten (MP2, ... MPx) ausgebildet ist, wobei die weiteren Messwerte (MW) an den mindestens zwei weiteren Messpunkten (MP2, ... MPx) jeweils weitere Positionsdaten (PD) indi kativ für die Position der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) aufweisen, die mit dem GNSS-Modul (702) der Lage- und Positionsbe stimmungseinheit (8) erfasst werden, wobei das System (21) zum Aus werten der Messwerte (MW) ausgebildet ist, um eine Lotabweichung (LAB) der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) und/oder eine Distanz (R) zwischen der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) und der Referenzmarke (11 ) zu bestimmen, und wobei das System (21 ) dazu ausgebildet ist, den Kalibrier-Datensatz (KDS) durch Auswerten der Lotabweichung (LAB) und/oder der Distanz (R) zu erzeugen.

13. System (21) nach Anspruch 9, wobei die Lage- und Positionsbestim mungseinheit (8) an dem Werkzeug (2) befestigbar ist, wobei das Sys tem (21) zum Bestimmen des Kalibrier-Datensatzes (KDS) dazu aus gebildet ist, ein Verlagern des Werkzeugs (2) zu bewirken, um einen vorbestimmten geostationären Punkt für das Werkzeug (2) anzufahren, zum Erfassen von einem ersten Messwert (MW) an einem ersten Mess punkt (MP1 ) mit Positionsdaten (PD) indikativ für die Position der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8), wobei die Positionsdaten (PD) mit dem GNSS-Modul (702) der Lage- und Positionsbestimmungsein heit (8) erfasst werden, und wobei der erste Messwert (MW) an dem ersten Messpunkt (MP1 ) Lagedaten (LD) indikativ für die Raumlage der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) aufweist, die mit der Lage sensorbaugruppe (703) der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) erfasst werden, zum Verlagern des Werkzeugs (2), derart, dass eine Neigung des Werkzeugs (2) verändert wird, wobei eine Referenzmarke (11) des Werkzeugs (2) an einer gleichen, vorbestimmten Position (I) verbleibt, zum Erfassen von einem zweiten Messwert (MW) an einem zweiten Messpunkt (MP2) mit weiteren Positionsdaten (PD) indikativ für die Position der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8), die mit dem GNSS-Modul (702) der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) erfasst werden, und wobei der zweite Messwert (MW) an dem zwei ten Messpunkt (MP2) weitere Lagedaten (LD) indikativ für die Raum lage der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) aufweist, die mit der Lagesensorbaugruppe (703) der Lage- und Positionsbestimmungs einheit (8) erfasst werden, wobei das System (21) zum Auswerten der Messwerte (MW) ausgebildet ist, um eine Lotabweichung (LAB) der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) und/oder eine Distanz (R) zwischen der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) und der Re ferenzmarke (11 ) zu bestimmen, und wobei das System (21 ) dazu aus gebildet ist, den Kalibrier-Datensatz (KDS) durch Auswerten der Lotab weichung (LAB) und/oder der Distanz (R) zu erzeugen.

14. System (21) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei die Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) an dem Werkzeug (2) befestigbar ist, wobei das System (21) zum Bestimmen des Kalibrier-Datensatzes (KDS‘) dazu ausgebildet ist, einen ersten Ausrichtungs-Datensatz (ARS1) indikativ für die Position der Lage- und Positionsbestimmungs einheit (8) an dem Werkzeug (2) mit dem GNSS-Modul (702) der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) an einem ersten Messpunkt (MP1‘) zu bestimmen, ein Verlagern, insbesondere geradliniges Verla gern, einer Referenzmarke (11) des Werkzeugs (2) von dem ersten Messpunkt (MP1‘) zu einem zweiten Messpunkt (MP2‘) durch Verla gern, insbesondere geradliniges Verlagern, des Auslegers (3) zu bewir ken, derart, dass ein Abstand (A) zwischen dem Landfahrzeug (1) und der Referenzmarke (11) verändert wird, einen zweiten Ausrichtungs- Datensatz (ARS2) indikativ für die Position der Lage- und Positionsbe stimmungseinheit (8) an dem Werkzeug (2) mit dem GNSS-Modul (702) der Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) an dem zweiten Mess- punkt (MP2‘) zu bestimmen, und wobei das System (21) dazu ausge bildet ist, den Kalibrier-Datensatz (KDS‘) durch Auswerten des ersten Ausrichtungs-Datensatzes (ARS1) und des zweiten Ausrichtungs-Da tensatzes (ARS2) zu erzeugen.

15. System (21) nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei die Lage- und Positionsbestimmungseinheit (8) ein Trägheitsnavigationssystem auf weist, das zusätzlich Daten für den Lage-Datensatz (LDS) bereitstellt.

16. Lage- und Positionsbestimmungs-Baugruppe (4) für ein System (21) nach einem der Ansprüche 9 bis 15.

17. Lage- und Positionsbestimmungs-Baugruppe (4) nach Anspruch 16, wobei die Lage- und Positionsbestimmungs-Baugruppe (4) eine Anzei- gevorrichtung (5) und/oder ein Endgerät und/oder Steuerausgabegerät

(6) aufweist, wobei die Anzeigevorrichtung (5) und/oder das Endgerät und/oder Steuerausgabegerät (6) als Mobilgerät ausgebildet sind.