NL9301128A

NL9301128A - Control system for controlling a vehicle in order to follow a track

Info

Publication number: NL9301128A
Application number: NL9301128A
Authority: NL
Original assignee: J O Z Beheer B V
Priority date: 1993-06-29
Filing date: 1993-06-29
Publication date: 1995-01-16
Also published as: NL193579C; NL193579B

Abstract

In a method for controlling a vehicle in order to follow a track, when the track is being laid with any desired course, a detectable auxiliary track with a known relationship to the track is arranged in the ground. The auxiliary track is followed by sensor means of the vehicle in order to position the vehicle with respect to the track. The control system of the vehicle comprises means for laying the track, means for also laying an auxiliary track in a known relationship to the track, and sensor means on the vehicle for following the auxiliary track and transmitting a control signal to the steering device of the vehicle.

Description

Besturingssysteem voor het besturen van een voertuig voor het volgen van een spoorSteering system for operating a vehicle for track following

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het besturen van een voertuig voor het volgen van een spoor.The present invention relates to a method of driving a vehicle for track following.

Bij een bekende werkwijze van deze soort, waarbij het voertuig uit een bollenrooimachine bestaat, wordt de bollen-rooimachine met de hand bestuurd door een persoon die het spoor, in dit geval een aantal bollenregels in een bed, met het oog waarneemt en op grond daarvan de rooimachine bestuurt. In het bijzonder bij rooimethoden, waarbij een grote nauwkeurigheid vereist is, voldoet deze handbesturing niet meer.In a known method of this kind, in which the vehicle consists of a bulb digging machine, the bulb digging machine is manually controlled by a person who observes the track, in this case a number of bulb lines in a bed, and on the basis thereof controls the harvester. This manual control is no longer sufficient, particularly in harvesting methods where high accuracy is required.

De onderhavige uitvinding beoogt thans een werkwijze te verschaffen voor het automatisch besturen van het voertuig.The present invention now aims to provide a method for automatic driving of the vehicle.

Hiertoe wordt de werkwijze volgens de uitvinding daardoor gekenmerkt, dat bij het aanleggen van het spoor met willekeurig verloop een detecteerbaar hulpspoor met bekende relatie tot het spoor in de bodem wordt gebracht, welk hulpspoor door sensormiddelen van het voertuig wordt gevolgd voor het positioneren van het voertuig ten opzichte van het spoor.To this end, the method according to the invention is characterized in that when the track is laid at random, a detectable auxiliary track with known relationship to the track is introduced into the ground, which auxiliary track is followed by sensor means of the vehicle for positioning the vehicle relative to the track.

Door het detecteerbare hulpspoor, dat een bekende relatie bezit tot het te volgen spoor met onbekend of willekeurig verloop, kan het voertuig met behulp van de sensor automatisch worden bestuurd, hetgeen de nauwkeurigheid aanzienlijk verhoogt en besturingsfouten elimineert.Due to the detectable auxiliary track, which has a known relationship to the track to be followed with an unknown or random course, the vehicle can be driven automatically using the sensor, which considerably increases the accuracy and eliminates steering errors.

Afhankelijk van de toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding kan het hulpspoor tijdens het besturen van het voertuig in de grond blijven en contactloos worden gedetecteerd, bijvoorbeeld door middel van een metaaldetector bij een metalen spoor, of door inductiemeting bij gebruik van onder spanning gezette elektriciteitskabel, doch, in het geval dat het spoor slechts eenmalig behoeft te worden gevolgd, verdient het volgens de uitvinding de voorkeur dat het hulporgaan wordt gevormd door een langgerekt buigzaam orgaan dat door het te besturen voertuig weer uit de grond wordt gehaald en hierbij het verloop van het langgerekte orgaan wordt afgetast. In deze uitvoering kan als langgerekt orgaan eer» draad, touw, kabel of dergelijke worden benut.Depending on the application of the method according to the invention, the auxiliary track can remain in the ground during the driving of the vehicle and can be detected without contact, for example by means of a metal detector at a metal track, or by inductance measurement when using a power cable, however, in the event that the track need only be followed once, it is preferred according to the invention that the auxiliary member is formed by an elongated flexible member which is lifted out of the ground by the vehicle to be driven and the course of the elongated organ is scanned. In this embodiment, as an elongated member, wire, rope, cable or the like can be used.

De hiervoor beschreven werkwijze is zeer nuttig voor het besturen van een rooimachine, en in het bijzonder een rooimachine die is uitgerust met een inrichting voor het verwijderen van grond boven de bollen, knollen of dergelijke ten behoeve van het rooien hiervan, zoals is beschreven in de octrooiaanvrage van gelijke rang en dezelfde aanvraagster. In deze toepassing brengt de plantmachine tijdens het aanleggen van de het spoor vormende bollenregels het hulpspoor, zoals een draad, in de grond, dat door de rooimachine wordt gevolgd voor de positionering hiervan ten opzichte van de bollenregels.The above-described method is very useful for controlling a grubbing machine, and in particular a grubbing machine equipped with a device for removing soil above the bulbs, tubers or the like for grubbing up, as described in the patent application of the same rank and the same applicant. In this application, during the construction of the track-forming bulb lines, the planting machine introduces the auxiliary track, such as a wire, into the ground, which is followed by the digging machine for its positioning relative to the bulb lines.

De uitvinding omvat tevens een besturingssysteem voor een voertuig, dat is gekenmerkt door middelen voor het aanleggen van een spoor en middelen voor het tevens aanleggen van een hulpspoor in bekende relatie tot het spoor, en sensormid-delen aan het voertuig voor het volgen van het hulpspoor en het afgeven van een besturingssignaal aan de stuurinrichting van het voertuig.The invention also includes a control system for a vehicle, characterized by means for laying a track and means for also building an auxiliary track in known relationship to the track, and sensor means on the vehicle for following the auxiliary track and outputting a control signal to the vehicle steering gear.

De uitvinding zal hierna verder worden toegelicht aan de hand van de tekening, die een uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding zeer schematisch weergeeft.The invention will be further elucidated hereinafter with reference to the drawing, which schematically shows an embodiment of the invention.

Fig. 1 illustreert in zijaanzicht het aanleggen van een detecteerbaar hulpspoor in de grond voor het besturen van een voertuig volgens de uitvinding.Fig. 1 illustrates in side view the construction of a detectable auxiliary track in the ground for driving a vehicle according to the invention.

Fig. 2 illustreert in zijaanzicht het voertuig dat door het hulpspoor van fig. 1 wordt bestuurd.Fig. 2 illustrates in side view the vehicle controlled by the auxiliary track of FIG. 1.

Fig. 3 toont in bovenaanzicht een aantal malen het voertuig van fig. 2 dat door het hulpspoor wordt bestuurd.Fig. 3 shows a top view a number of times of the vehicle of FIG. 2 which is controlled by the auxiliary track.

Fig. 4 is een op grotere schaal weergegeven perspectivisch aanzicht van het detail IV uit fig. 2 en 3, dat een uitvoeringsvoorbeeld van een sensor voor het besturingssysteem volgens de uitvinding weergeeft.Fig. 4 is an enlarged perspective view of detail IV of FIGS. 2 and 3 showing an exemplary embodiment of a sensor for the control system of the invention.

Hierna wordt de uitvinding toegelicht in de toepassing voor het besturen van een bollenrooimachine, waarbij evenwel moet worden overwogen dat de werkwijze en het besturingssysteem volgens de uitvinding ook kunnen worden toegepast voor het besturen van andere voertuigen, zoals sproeivoertui-gen voor bestrijdingsmiddelen, voertuigen die worden gebruikt voor werkzaamheden aan pijpleidingen of kabels, of voertuigen voor gebruik bij de wegenbouw.Hereinafter, the invention is explained in the application for driving a bulb digger, but it must be considered that the method and the control system according to the invention can also be used for driving other vehicles, such as spraying vehicles for pesticides, vehicles that are used for work on pipelines or cables, or vehicles for use in road construction.

Fig. 1 toont zeer schematisch een plantmachine 1 voor het in regels planten van bloembollen. Deze regels dienen in een rechte lijn te worden aangelegd, doch door oneffenheden van de bodem 2 of door het wegglijden van de plantmachine op bijvoorbeeld natte klei, of door onoplettendheid van de bestuurder van de plantmachine zal de plantmachine geregeld van de rechte lijn afwijken.Fig. 1 shows very schematically a planting machine 1 for planting flower bulbs in rows. These rules must be laid out in a straight line, but the unevenness of the soil 2 or the slipping of the planting machine on, for example, wet clay, or due to the operator's inattention of the planting machine, will cause the planting machine to deviate from the straight line.

Teneinde de bollenrooimachine de bollenregels automatisch te kunnen laten volgen, is de plantmachine 1 uitgevoerd met middelen 3 voor het in de bodem 2 brengen van een hulp-spoor 4 (hierbij rijdt de plantmachine in de richting van de getekende pijl). In het weergegeven uitvoeringsvoorbeeld bestaat het hulpspoor 4 uit een nylondraad en omvatten de middelen 3 een spoel 5 met daarop de draad 4 gewikkeld en een in-brengorgaan 6 voor het in de grond brengen van de draad 4. Op deze wijze heeft de draad 4 exact hetzelfde verloop als de in de grond gebrachte bollenregels en is ook de plaats van de draad 4 ten opzichte van de bollenregels bekend. In het weergegeven uitvoeringsvoorbeeld wordt de draad 4 in het midden van het bed van bollenregels aangelegd, doch het is uiteraard ook mogelijk deze aan de zijkant van het bollenbed of op elke andere plaats aan te brengen.In order to allow the bulb digging machine to follow the bulb lines automatically, the planting machine 1 is designed with means 3 for inserting an auxiliary track 4 into the soil 2 (the planting machine driving in the direction of the drawn arrow). In the illustrated exemplary embodiment, the auxiliary track 4 consists of a nylon thread and the means 3 comprise a spool 5 with the thread 4 wound thereon and an insertion member 6 for inserting the thread 4. In this way, the thread 4 has exactly the same course as the bulb lines introduced into the ground and the location of the wire 4 with respect to the bulb lines is also known. In the exemplary embodiment shown, the wire 4 is laid in the center of the bed of bulb rails, but it is of course also possible to arrange it on the side of the bulb bed or at any other place.

De fig. 2 en 3 illustreren schematisch op welke wijze een bollenrooimachine 7 met behulp van de draad 4 als hulpspoor wordt bestuurd teneinde een bollenbed B exact te volgen. Hiertoe wordt de draad 4 weer uit de grond gehaald en sensor-middelen 8 meten de zijdelingse afwijking tussen de plaats van de draad 4 en een referentiepunt van de bollenrooimachine 7, waarna besturingssignalen worden afgegeven aan de stuurinrichting 9 van de bollenrooimachine 7 voor het zo nodig automatisch corrigeren van de richting van de bollenrooimachine 7, zoals in fig. 3 is geïllustreerd.Figures 2 and 3 schematically illustrate how a bulb digging machine 7 is controlled with the aid of the wire 4 as an auxiliary track in order to follow a bulb bed B exactly. To this end, the wire 4 is taken out of the ground again and sensor means 8 measure the lateral deviation between the location of the wire 4 and a reference point of the bulb digger 7, after which control signals are supplied to the control device 9 of the bulb digger 7 for, if necessary, automatically correcting the direction of the bulb digger 7, as illustrated in Fig. 3.

Fig. 4 toont een mogelijk uitvoeringsvoorbeeld van de sensormiddelen 8, waarbij de draad 4 op een spoel 10 wordt gewikkeld, waarvan de draaiingsas in de langsrichting van de bollenrooimachine 7 verloopt. Tussen de spoel 10 en de bodem 2 wordt de draad 4 door een omtreksgroef in een meetwiel 11 en door een omtreksgroef in een daarboven geplaatst geleidings-wiel 12 gevoerd. Het geleidingswiel 12 is vrij draaibaar om een in de langsrichting van de bollenrooimachine 7 verlopende as, terwijl het meetwiel 11 niet alleen vrij draaibaar is om een horizontale, in de dwarsrichting verlopende as, doch tevens in axiale richting, dat wil zeggen dwars op de langsrich-ting van de bollenrooimachine 7, vrij beweegbaar is. Met het meetwiel 11 werkt een sensor 13 samen, welke sensor 13 in dit geval is uitgevoerd als aan weerszijden van het meetwiel 11 vast gemonteerde contact- of naderingsschakelaars, die een besturingssignaal afgeven zodra het meetwiel 11 in een voorafbepaalde mate axiaal is verplaatst. Deze axiale verplaatsing van het meetwiel 11 wordt veroorzaakt door een axiale component van de door de draad 4 op het meetwiel 11 uitgeoefende trekkracht, die optreedt indien de bollenrooimachine 7 afwijkt van het te volgen spoor. Door het door de sensor 13 afgegeven besturingssignaal vindt vervolgens een correctie plaats, zodat de bollenrooimachine 7 weer het juiste spoor volgt. Op deze wijze kan de bollenrooimachine 7 op exacte wijze worden bestuurd, hetgeen in het bijzonder gunstig is in het geval de bollenrooimachine is uitgevoerd met een inrichting voor het verwijderen van grond boven de bollen, zoals is geopenbaard in de octrooiaanvrage van gelijke rand en dezelfde aanvraagster, waarvan de inhoud door verwijzing daarnaar hierin is opgenomen.Fig. 4 shows a possible exemplary embodiment of the sensor means 8, in which the wire 4 is wound on a spool 10, the axis of rotation of which extends in the longitudinal direction of the bulb digger 7. Between the spool 10 and the bottom 2, the wire 4 is passed through a circumferential groove in a measuring wheel 11 and through a circumferential groove in a guide wheel 12 placed above it. The guide wheel 12 is freely rotatable about an axis running in the longitudinal direction of the bulb digger 7, while the measuring wheel 11 is not only freely rotatable about a horizontal axis running in the transverse direction, but also in the axial direction, i.e. transverse to the longitudinal direction -ting of the bulb digger 7, is freely movable. A sensor 13 cooperates with the measuring wheel 11, which sensor 13 in this case is designed as contact or proximity switches fixedly mounted on either side of the measuring wheel 11, which emit a control signal as soon as the measuring wheel 11 has moved axially to a predetermined degree. This axial displacement of the measuring wheel 11 is caused by an axial component of the tensile force exerted by the wire 4 on the measuring wheel 11, which occurs when the bulb digger 7 deviates from the track to be followed. Subsequently, a correction is made by the control signal delivered by the sensor 13, so that the bulb digger 7 again follows the correct track. In this way, the bulb digger 7 can be precisely controlled, which is particularly advantageous if the bulb digger is equipped with a soil removing device above the bulbs, as disclosed in the patent application of the same margin and the same applicant. , the contents of which are incorporated herein by reference.

De uitvinding is niet beperkt tot het in de tekening weergegeven en in het voorgaande beschreven uitvoeringsvoor-beeld, dat op verschillende manieren binnen het kader van de uitvinding kan worden gevarieerd. Zo kunnen bijvoorbeeld de sensormiddelen, resp. de sensor daarvan op andere wijze zijn uitgevoerd. Ook is het in sommige toepassingen mogelijk het spoor en het hulpspoor te combineren.The invention is not limited to the exemplary embodiment shown in the drawing and described above, which can be varied in various ways within the scope of the invention. For example, the sensor means, resp. their sensors are designed in a different manner. It is also possible in some applications to combine the track and the auxiliary track.

Claims

Method for driving a vehicle (7) for following a track (B), characterized in that when the track (B) is laid at random, a detectable auxiliary track (4) with known relationship to the track track * (B) is brought into the ground (2), which auxiliary track (4) is followed by sensor means (8) of the vehicle (7) for positioning the vehicle (7) relative to the track (B).

A method according to claim 1, wherein the auxiliary track (4) is formed by an elongated flexible member which is removed from the ground (2) again by the vehicle to be driven via the sensor means (8) and the course of the elongated organ is scanned.

Method according to claim 2, wherein as elongated member for the auxiliary track (4) a wire, rope, cable or the like is used.

Method according to claim 1, 2 or 3 for controlling a harvesting machine (7), wherein a planting machine (1) inserts the auxiliary track (4) into the soil (2) during the construction of the lines forming the track (B). , which is followed by the harvester (7) for positioning with respect to the lines.

Vehicle control system (7), characterized by means (1) for constructing a track (B) and means (3) for also constructing an auxiliary track (4) in known relation to the track, and sensor means ( 8) to the vehicle (7) for following the auxiliary track (4) and providing a control signal to the steering device (9) of the vehicle (7).

The control system according to claim 5, wherein the auxiliary track (4) consists of an elongated flexible member, and the means (3) for applying the auxiliary track to an insertion member (6) for inserting into the ground from a stock (3) ( 2) introducing the elongated member (4), while the sensor means (8) comprises a sensor (13), which cooperates with a winding device (10) and is arranged for detecting lateral deviations between the elongated member (4) and the vehicle (7).

Control system according to claim 5 or 6, wherein the flexible elongate member for the auxiliary track (4) consists of a wire, rope, cable or the like.

Control system according to claim 5, 6 or 7 for controlling a harvesting machine (7), wherein the means (3) for laying the auxiliary track (4) are mounted on a planting machine (1) and the sensor means (8) on the harvester (7).

Planting machine (1) for the control system according to any one of claims 5-8, provided with the means (3) for laying the auxiliary track (4).

Harvester (7) provided with the sensor means (8) of the control system according to any one of claims 5-8.