SE508317C2 - Förfarande och anordning för skogsföryngring varvid området avsöks och lämpliga planteirngssåningsplatser utvärderas - Google Patents

Description

508 317 FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall nu beskrivas närrnare med hänvisning till de bifogade ritningarna, i vilka, Pig. 1 visar en perspektivvy av en skogsplanteringsmaskin, s Fig. 2 visar ett blockschema för elektroniska kretsar ingående i planteringsmaskinen, Fig. 3 visar en bild av en display monterad i maskinens förarhytt, som visar maskinens läge och planterade ställen och nya valda planteringsställen.

BESKRIVNING Av FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM I fig. 1 visas en planteringsmaskin, vilkens huvuddel är ett skogsfordon 1 och vilken io eventuellt kan vara midjestyrd. Längst fram vid maskinens front finns en arm 3, som är svängbar och ledad och vars rörelser styrs med hydraulik. Vid armens 3 fria ände sitter en sensor för avkänning av markegenskaper och markyta, som i den visade utformningen är en skärm 5 för georadar. Denna innehåller både sändare och mottagare för lämpliga radarvåg- längder. Mottagna ekosignaler leds till en styrenhet placerad inuti maskinen för utvärdering. is Vidare finns en sensor, ej visad, för bestämning av skärrnens 5 position och vinkelläge i för- hållande till fordonet 1. Lägessensonis signaler leds också till styrenheten.

Sensorer av olika slag för bestämning av markkarakteristika kan användas, som sar- skilt har utvecklats för lokalisering av landminor, se artikeln "Searching for land mines".

Mechanical Engineering, April 1996, sid. 62 - 67. Här kan förutom markgenomträngarid; r., 20 dar, georadar, nämnas IR-system och akustiska system.

Långt fram på maskinen sitter på vardera sidan, mitt emot varandra, armar '. ~ ' svängbara och ledade och vid sin fria ände uppbär markberedningsaggregat 9. En satin. 7 kan vara konstruerad, så att markberedningsaggregatets 9 roterande, med skär försedda fn- alltid har väsentligen horisontell axel. Här finns också en sensor, ej visad, för bestämning .n zs aggregatets 9 position i förhållande till fordonet 1. Lägessensorns signaler leds såsom ovan till styrenheten.

På maskinens bakre del sitter på vardera sidan tvâ arrnar ll, som var och en är place- rad mitt för en likadan arm på fordonets 1 andra sida och var och en på samma sätt som ar- marna 7 är svängbar och ledad. Dessa armar 11 uppbär vid sina fria ändar planteringsaggre- ao gat 13. Arrnarna 11 kan vara så utformade, att planteringsaggregaten 13 alltid har väsentlig vertikal axel. På samma sätt som ovan fmns sensorer, ej visade, för bestämning av plante- ringsaggregatens 13 läge i förhållande till fordonet 1 och lägessensorernas signaler avges till styrenheten.

Vidare visas vid 15 en antenn fäst vid maskinen för trådlös kommunikation såsom med ss GPS-satelliter eller med exempelvis markbundna antenner för absolut bestämning av maskinens läge.

Funktionen hos maskinen skall nu beskrivas. Fordonet 1 antas röra sig kontinuerligt framåt med låg hastighet. Radarskärmen 5 bringas att svepa i sidled över markområdet fram- för fordonet samtidigt med att radarvâgor av lämplig våglängd utsänds. De mottagna ekosig- 40 nalerna överförs till den centrala styrenheten. Samtidigt överförs lägessensorns signaler till 10 15 20 25 30 35 40 508 317 3 styrenheten, som korrelerar mätta ekosignaler med olika punkter på marken genom att utvär- dera dels lägessensoms signaler, dels mottagna lägessignaler angående fordonets absoluta lä- ge. Ekosignaleriia utvärderas och speciellt bestäms för varje punkt hos den översvepta markytan jorddjupet och hur stor fritt jordområde det finns i horisontell led, dvs i alla olika horisontella riktningar utifrån varje betraktad punkt. Speciellt kan olika hinder belägna i eller ovan jordskiktet bestämmas med avseende på sitt läge i horisontell led och i vertikal led, sin form, etc. De beräknade data lagras och utvärderas sedan för fastställande av lämpliga plante- ringsplatser. Härvid används som ingångsparametrar den önskade tätheten hos planteringen, som exempelvis kan anges i antalet plantor per hektar. Vidare används data angående redan planterade plantor vid bestämningen av lämpliga platser. De fastställda nya planteringsplat- sernas lägen lagras.

Samtidigt styr styrenheten markberedningsarrnama 7, så att markberedningsaggregaten 9 placeras över avsedda, beräknade planteringsplatser och där kan vända upp en torva jord.

Eventuellt kan markberedningsaggregaten 9 också ha någon anordning, ej visad, för att trycka till den uppvända torvan. Armama 7 styrs hela tiden, så att de svängs horisontellt och för- längs eller förkortas på lämpligt sätt, så att deras beredningsaggregat under en tidsperiod står stilla över samma avsedda planteringsplats, fastän fordonet 1 hela tiden rör sig framåt. Detta utförs genom att styrenheten hela tiden mottar signaler från lägessensorema på armarna 7 och utvärderar dessa tillsammans med de via antennen 15 mottagna signaler, som anger fordom-ts 1 absoluta geografiska läge.

På samma sätt styr styrenheten samtidigt också planteringsarmarna 11, så att deras planteringsaggregat 13 placeras över de beredda planteringsplatserna och där kan sätta en planta. Annarna 11 styrs också här hela tiden, så att de svängs horisontellt och förlängs eller förkortas på lämpligt sätt, varigenom planteringsaggregaten 13 under en tillräckligt lång tids- period kan stå alldeles stilla över den avsedda planteringsplatsen, när fordonet 1 hela tiden sakta kör framåt.

Ett blockschema över planteringsmaskinens elektroniska kretsar visas i fig. 2. En cent- ral styrenhet 201 i form av en processor eller flera parallellt arbetande processorer mottar sig- naler från antennen 15, från radarskärrnen 5 och från lägesgivare 203, 205, 207 för de olika armarrtas 3, 7 resp. 11 lägen. Styrenheten 201 arbetar enligt ett styrschema, som kan uppde- las i ett antal parallellt arbetande processer eller programavsnitt, vilka givetvis kan motta och sända information till varandra. En programdel 209 bearbetar GPS-signalerna och bestämmer i varje ögonblick fordonets 1 exakta, absoluta geografiska läge och dess absoluta rörelserikt- ning. Processer 211, 213 och 215 bearbetar signalerna från lägesgivama 203, 205 resp. 207 och fastställer med utgångspunkt från dessa de momentant gällande värdena på den motsva- rande anordningens läge relativt fordonet 1, dvs radarskärrnens 5 läge i höjdled och horison- tell led och dess vinkelläge, markberedningsaggregatens 9 och planteringsaggrcgatens 13 lä- gen i horisontell led. Sedan bestäms lägena absolut genom att information om fordonets abso- luta läge hämtas från modulen 209. En process 217 bearbetar signalerna från georadam 5 för fastställande av jorddjup, hinder, etc. och korrelerar de beräknade data med rätt absolut geo- 20 25 30 35 508 317 4 grafisk position genom att motta aktuella positionsdata från modulen 209. De beräknade da- tavärdena lagras i ett massminne 219.

De lagrade markdata utvärderas sedan ytterligare i en modul 221, vilken på optimalt sätt bestämmer planteringsplatser. För bestämningen har platsbestämningsmodulen 221 också tillgång till positionerna för redan planterade platser, vilka är lagrade i ett minne 223. När nya planteringsplatser har bestämts, lagras dessas positioner i minnet 223.

Styrprocesser 225, 227, 229 styr de olika rörliga delarna av planteringsmaskinen, dvs radararmens 3 rörelse, markberedningsarrnamas 7 rörelse och aktivering av deras aggregat 9 resp. planteringsarmarnas 11 rörelse och aktivering av planteringsaggregaten 13. För denna styrning har de tillgång till motsvarande anns aktuella läge och för alla armar utom radarar- men 3 de bestämda positionerna för nya planteringsställen. Styrrnodulema 225, 227, 229 sän- der signaler till drivkretsar för de olika komponenterna. Styrrnodulen 225 sänder sålunda sig- naler till drivkretsar 231 för radararrnens manövrering. Styrrnodulen 227 sänder signaler till drivkretsar 233 för beredningsarmens manövrering och till drivkretsar 235 för manövrering av själva markberedningsaggregatet. Vidare markeras i minnet 223, när beredning av motsva- rande plats är klar. Styrmodulen 229 sänder på motsvarande sätt signaler till drivkretsar 237 för planteringsarrnens manövrering och till drivkretsar 239 för manövrering av planterings- aggregatet. När en plantering är utförd, sänds signal till minnet 223 för att där markera, att nu har plantering utförts på denna plats.

Signaler om fordonets aktuella läge och data rörande tidigare planterade ställen och nya valda planteringsställen kan sändas till en display 241, som kan vara monterad i maskinens förarhytt. På derma kan visas, se ñg. 3, fordonets läge nedtill vid mitten, se sym- bolen 243, och symboler 245 för planteringsställena. Vid betraktande av displayen kan fordo- nets förare välja sådan väg, att maskinen framförs på lämpligt avstånd från tidigare plante- ringar.

Olika modifikationer av den ovan beskrivna planteringsmaskinen är tänkbara: 1. Markberedning före plantering kan utföras på många sätt. För borttagande av annan växtlighet kan den avsedda planteringsplatsen upphettas eller bestrålas på lämpligt sätt, exem- pelvis med laserljus eller mikrovâgor. Vidare kan beredaren innefatta ett roterande borrstål, i det fall att plantering önskas i frusen mark. 2. Vid utvärdering för bestämning av planteringsplatser kan denna också med lämplig algoritm fås att välja den lämpligaste växtsorten för plantering på en avsedd plats. Utvärde- ringsalgoritrnen har då tillgång till data för de aktuella växtsorternas krav på sin Växtplats, som behov av jorddjup, ljusförhållanden, jordart, höjd över havet, etc. Maskinen måste då medföra plantor av flera sorter.

Claims (5)

10 15 20 25 30 35 40 508 317 s PATENTKRAV

1. Förfarande för plantering av plantor, frön och liknande, varvid ett automatiskt plan- teringsaggregat används, k ä n n e t e c k n a t av att först avsöks ett markomrâde för bestämning av jorddjup eller djup ned till berg- grund och för bestämning av olika föremål i eller på marken, särskilt stenar och stubbar, med avseende på form, storlek och läge, att de bestämda storheterna utvärderas för bestämning av lämpliga planteringsplatser med hänsyn till den täthet hos planteringen, som önskas, och att data angáende lägena för de bestämda planteringsplatserna lagras, att de lagrade data används vid ett senare skede för plantering av en planta, ett frö el- ler motsvarande.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att för avsökningen av markom- rådet används en fiärravkänningssensor för bestämning av markegenskaper, särskilt en geora- dar, en IR-sensor eller laser, och att denna är monterad vid en främre del av en självgående planteringsmaskin, sä att avsökning av ett område utförs, när sensorn passerar däröver vid planteringsmaskinens rörelse framåt, och planteringen utförs av minst ett planteringsaggregat monterat vid en bakre del av planteringsmaskinen.

3. Förfarande enligt krav 2, k ä n ne t e c k n at samma lagrade data för beredning av platser, där plantering sedan skall göras.

4. Anordning för plantering av plantor, frön och liknande, innefattande minst ett auto- matiskt planteringsaggregat, k ä n n e t e c k n a d av avsökningsorgan för att avsöka ett markomráde för bestämning av jorddjup vid olika platser och av olika hinder, särskilt stenar och stubbar, med bestämning av hindrens form, storlek och läge, av att före planteringen används utvärderingsorgan kopplade till avsökningsorganen för att utvärdera de bestämda stor- heterna för bestämning av lämpliga planteringsplatser med hänsyn till den täthet hos plante- ringen, som önskas, lagringsorgan kopplade till utvärderingsorganen för att lagra data angående lägena för de bestämda planteringsplatsema, styrorgan kopplade till lagringsorganen för styrning av ett automatiskt planteringsagg- regat för att med hjälp av de lagrade data styra planteringsaggregatet för plantering på de be- stämda planteringsplatsema.

5. Anordningenligtkrav4, kännetecknad av att den innefattar en självgående planteringsmaskin, att avsökningsorganen innefattar en tjärravkänriingssensor för bestämning av mark- egenskaper, särskilt en markradar, en IR-sensor eller laser, vilken är monterad vid en främre del av planteringsmaskinen, så att avsökning av ett område görs, när sensorn passerar däröver vid planteringsmaskinens rörelse framåt, och att minst ett planteringsaggregat är monterat vid en bakre del av planteringsmaskinen, så att detta vid planteringsmaskinens rörelse passerar över ett markområde, vilket tidigare har 508 317 avsökts av sensorn. 6; Anordning enligtkrav 5, kännetecknad av minst ett markberedningsaggregat fast vid planteringsmaskinen vid ett mellanliggande parti av denna, varvid styrorganen också är anordnade för styrning av markberedningsaggregatet för att före planteringen bereda platser, där plantering sedan skall göras. 5