WO2016128688A1 - Dispositif de guidage d'un attelage entraine par un véhicule, et procédé correspondant - Google Patents

Dispositif de guidage d'un attelage entraine par un véhicule, et procédé correspondant Download PDF

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WO2016128688A1
WO2016128688A1 PCT/FR2016/050320 FR2016050320W WO2016128688A1 WO 2016128688 A1 WO2016128688 A1 WO 2016128688A1 FR 2016050320 W FR2016050320 W FR 2016050320W WO 2016128688 A1 WO2016128688 A1 WO 2016128688A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
trajectory
hitch
determined
guiding device
frame
Prior art date
Application number
PCT/FR2016/050320
Other languages
English (en)
Inventor
Hugo Pierre Théo GIMBERT
Olivier LY
Grégoire PASSAULT
Patrick LEZER
Original Assignee
Universite de Bordeaux
Institut Polytechnique De Bordeaux
Centre National De La Recherche Scientifique (C.N.R.S.)
Rhoban System
Razol
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universite de Bordeaux, Institut Polytechnique De Bordeaux, Centre National De La Recherche Scientifique (C.N.R.S.), Rhoban System, Razol filed Critical Universite de Bordeaux
Publication of WO2016128688A1 publication Critical patent/WO2016128688A1/fr

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B69/00—Steering of agricultural machines or implements; Guiding agricultural machines or implements on a desired track
    • A01B69/001—Steering by means of optical assistance, e.g. television cameras
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B79/00—Methods for working soil
    • A01B79/005—Precision agriculture

Definitions

  • the present invention relates to the field of agricultural couplings.
  • the present invention relates to a device for guiding an agricultural coupling towed by a motor vehicle such as a tractor.
  • a hitch It is known to run a field by a hitch by fixing it to the rear of an agricultural machine, for example a tractor.
  • the hitch is attached to the tractor by a three point fixing system which makes it integral with the tractor in a vertical and lateral plane, while allowing the hitch to be raised by the tractor out of the field.
  • the guide of the hitch must be done via the driving of the tractor, which slows down the work of the farmer who must drive his tractor according to the positioning of the hitch.
  • the accuracy of such guidance is also poor, the farmer does not necessarily have the opportunity to see the area worked by the team from the driving position of the tractor.
  • GPS guidance may be insufficiently precise for delicate work to operate in a field; the probes may not work under certain conditions, for example in the presence of too young or fragile plants; the cameras become useless when the vegetation (plants and / or parasitic cover) becomes too important and forms a screen for the visual analysis, or when the meteorological conditions do not allow to obtain a sufficient brightness.
  • the present invention aims to solve the various technical problems mentioned above.
  • the present invention aims to provide a device for guiding more accurately and faster a hitch pulled by a motor vehicle, in particular a cultivator.
  • a device for guiding a hitch, particularly agricultural, driven by a motor vehicle comprises:
  • positioning means for positioning the coupling relative to the motorized vehicle
  • visual analysis means configured to provide, from visual data, a determined trajectory
  • control means receiving as input the trajectory determined by the visual analysis means, and configured to control the positioning means so as to position the coupling according to said determined trajectory.
  • the guidance device also comprises locating means, and the control means comprises storage means configured to store, at least once, the location information corresponding to the trajectory determined by the visual analysis means, so as to to obtain a memorized trajectory, the control means being configured, in the absence of a determined trajectory, to control the positioning means so as to position the coupling according to said memorized trajectory.
  • the guiding device makes it possible to combine positioning by geolocation and visual positioning, so as to obtain precise and efficient guidance.
  • the visual guidance is used during the first field run, for example during the first hoeing carried out following the seed of the field. Such guidance is made easy by the absence of vegetation cover, and by the visualization of the rows of plants: one thus obtains a particularly precise trajectory with regard to the zone of work.
  • the guidance device retrieves and stores the geolocation of the trajectory followed by the hitch.
  • the guidance device may use visual guidance or the previously stored trajectory, if visual guidance is not possible, for example if the vegetation cover is too large, if the natural light is too weak or if the conditions are difficult (dust, projections, etc.) ⁇
  • the positioning means comprises:
  • a first chassis configured to be mounted on the motorized vehicle
  • a second frame configured to be fixed to the hitch
  • connecting means mounted between the first and second frames, and configured to move the second frame relative to the first frame, for example by translation along a determined direction.
  • the hitch In order to facilitate the guiding of the hitch, and therefore the tools working the earth, it is not only guided by the tractor, but is also positioned by a positioning means comprising two movable frames with respect to the other.
  • a positioning means comprising two movable frames with respect to the other.
  • the connecting means is configured to move the second frame relative to the first frame, by translation along a determined direction, preferably in a plane parallel to the ground and perpendicular to the driving direction of the coupling by the motorized vehicle. .
  • the connecting means makes it possible to move the second frame relative to the first frame, in a direction perpendicular to that of displacement of the tractor. Indeed, it is a question of correcting the longest deviations to be corrected by simple tractor: the positioning means therefore allows to quickly reposition the hitch, the time that the tractor returns to the desired path.
  • the visual analysis means is configured to receive visual data from at least one camera.
  • the visual analysis means can receive data from one or more cameras, arranged for example on the hitch or integral with the hitch.
  • the cameras are chosen and positioned in such a way as to be able to observe the rows of plants in order to facilitate their identification by means of visual analysis.
  • the location means is configured to receive location data from at least one geolocation receiver, for example a GNSS sensor.
  • the locating means is selected to provide the most accurate geolocation indication, with a duration consistent with the work to be performed.
  • the locating means may comprise, for example, an RTK localization system (in English: Real Time Kinematic, that is to say: kinematic in real time) of centimetric precision and based on GPS receivers.
  • An RTK locating system includes in particular one or more ground reference stations arranged near the field and transmitting, for example by radio transmission or mobile telephony, a correction of the geolocation signal, in order to obtain an increased accuracy.
  • the guidance device also comprises an accelerometer and / or a gyroscope
  • the control means also receives the data from the accelerometer and / or the gyroscope so as to position the hitch according to the determined or memorized trajectory.
  • Accelerometers and / or gyroscopes are used to know the movements of an object in space: we can thus speak of central inertial.
  • Such sensors make it possible to provide additional information relating to the displacement of the guiding device, which can be compared with that provided by the visual analysis means and the locating means, in order to know the position of the coupling more precisely. .
  • the hitch is a hoe.
  • the cultivator requires, in order to carry out an efficient and valorizable work, a precise positioning, to work closer to the plants without damaging them.
  • a cultivator, associated with a guiding device as described above, makes it possible to obtain the desired results, with a reduced production time and cost.
  • the hitch comprises several tools, and the visual analysis means provides a path determined by tool, and the storage means stores a path stored by tool.
  • each tool of the coupling is associated with a trajectory, so as to obtain an even more precise and effective result.
  • the positioning means comprises fixing means configured to be attached to the motor vehicle and the hitch.
  • the first frame may comprise fixing means, for example a three-point system, configured to be fixed, reversibly, to a motor vehicle.
  • the second frame may comprise fixing means, for example a three-point system, configured to be fixed, reversibly, to a hitch.
  • the guide device is intended to be placed between the motor vehicle and the hitch, to guide it along the desired path.
  • the invention also relates to a hitch comprising a guiding device as described above. According to this aspect, the guide device is directly integrated with the hitch. According to another aspect, the invention also relates to a motor vehicle comprising a guiding device as described above. According to this aspect, the guide device is directly integrated with the motorized vehicle.
  • the invention also relates to a method for guiding a hitch, in particular an agricultural hitch, driven by a motorized vehicle, in which:
  • a determined trajectory is determined from visual data
  • the hitch is positioned according to the determined trajectory.
  • the coupling in the absence of a determined trajectory, the coupling is positioned along said memorized trajectory.
  • the hitch is positioned by translation in a plane parallel to the ground and perpendicular to the driving direction of the hitch by the motor vehicle.
  • the coupling comprises several tools and, according to the method, a trajectory determined by tool is determined, and a stored trajectory is stored per tool.
  • a trajectory determined by tool is determined, and a stored trajectory is stored per tool.
  • FIG. 1 is a schematic representation of the various means of a guiding device according to the invention
  • FIGS. 2 and 3 are front and rear views of a positioning means of the guide device according to the invention.
  • FIG. 4 is a schematic representation of a motorized vehicle towing a hitch via the guide device according to the invention.
  • FIG. 5 is a flowchart of an exemplary mode of implementation of the method according to the invention. Detailed description of the invention
  • FIG. 1 schematically illustrates a guiding device 1 according to the present invention.
  • the guiding device 1 comprises an electronic control unit (ECU) 2 receiving data from different sensors, in particular one or more visual sensors such as cameras 4 and one or more geolocation receivers 6, and controlling a positioning means 8 which will be described in more detail in Figures 2 and 3.
  • ECU electronice control unit
  • the ECU 2 comprises a visual analysis means 10, a locating means 12 and a control means 14.
  • the visual analysis means 10 receives the visual data provided by the visual sensors 4, for example one or more cameras arranged to display the areas to be worked by the hitch.
  • the visual sensors may be mounted on the hitch itself or on the portion of the positioning means which is integral with the hitch.
  • the transmitted visual data thus correspond to the trajectory followed by the team.
  • the visual data are processed by the visual analysis means 10.
  • the visual analysis means 10 determines a determined trajectory which is supplied to the control means 14 and which corresponds to the trajectory that the coupling must follow for perform the desired work.
  • the visual analysis means 10 can determine the position of the different rows of plants and indicate to the control means the inter-path trajectory that the tools of the cultivator must follow to work the soil without damaging the plants.
  • the locating means 12 receives the location data provided by the receiver or receivers 6.
  • the receivers 6 may be, for example, two GPS geolocation receivers arranged in a manner to geolocate the coupling and its tools in a precise way, for example centimetric.
  • the geolocation receivers may be mounted on the hitch itself or on the part of the positioning means which is integral with the hitch.
  • the location data transmitted thus correspond to the position of the coupling.
  • the location data are processed by the locating means 12.
  • the locating means 12 determines the geolocated positions corresponding to the data supplied, and transmits them to the control means 14.
  • the location information provided by the locating means 12 by means of control 14 thus correspond to the geolocated trajectory followed by the coupling when it is guided along the determined trajectory: the location information supplied to the control means 14 therefore corresponds to the geolocation of the trajectory determined by the means of control. visual analysis 10.
  • the guiding device 1 may also comprise additional sensors 16. Such sensors may be provided to refine the geolocation of the determined trajectory.
  • the guiding device 1 may comprise one or more accelerometers and / or one or more gyroscopes: such sensors form an inertial unit capable of detecting the different movements of the hitch. The data from this inertial unit can then be compared to the location data, in order to refine the geolocation of the determined trajectory.
  • the guiding device 1 may comprise a displacement sensor of the positioning means 8, in particular to verify that the deviations noted on the location data are equal to those controlled by the control means 14 by the positioning means 8
  • the guiding device 1 may also comprise a lifting sensor, indicating the places for which the coupling has been raised, for example at the end of the field, and which do not correspond to workplaces of the earth: such areas can then be removed from the location data.
  • the control means 14 then comprises a storage means 18, for storing the location information provided by the locating means 12, and possibly corrected from the information provided by the sensors 16, that is to say to memorize the geolocation of the determined trajectory.
  • This geolocation will subsequently be called the memorized trajectory of the determined trajectory, the memorized trajectory.
  • the positioning means 8 is controlled solely from the determined trajectory, that is to say only according to the position of the rows of plants, and the geolocation of the trajectory is stored in the control means 14.
  • the control means 14 When a path is already stored for the same path, the control means 14 then has two types of information: on the one hand the determined path provided by the visual analysis means 10 and on the other hand the trajectory stored in the storage means 18.
  • the control means 14 controls the positioning means 8 on the basis of the determined trajectory.
  • the control means 14 uses the path stored by the storage means 8 to control the positioning means 8. a control method of the positioning means which is optimized according to the different working conditions, while being easy and quick to implement.
  • FIGS 2 and 3 show two views of the positioning means 8 of the guide device 1 according to the invention.
  • the positioning means 8 thus comprises a first frame
  • an ECU 2 two cameras 4 and two locating receivers 6 are mounted integral with the second frame 22.
  • the first frame 20 comprises a longitudinal beam 26, disposed horizontally and intended to come perpendicular to the direction of movement of the hitch.
  • the beam 26 can serve as support for one or more wheels 28, as well as for a fixing means 30 to the motor vehicle.
  • the fastening means 30 is a so-called "three-point" system intended to be fixed to the motorized vehicle via three attachment points: two lower points 301 and 302 disposed substantially at the same height, below the beam 26, and an upper point 303 disposed at a distance above the beam 26, via an inverted V-shaped structure 32 whose lower ends are fixed to the beam 26 and whose upper end comprises the point 303
  • the three-point fixing means 30 makes it possible, in particular, to guide the guiding device 1 in the axis of the motorized vehicle and to raise it when the work is finished or has to be interrupted.
  • the second frame 22 comprises two longitudinal portions 34, 35, arranged parallel to the beam 26 of the first frame 20.
  • the longitudinal portions 34, 35 serve as a support for a fixing means 36 to the hitch.
  • the fastening means 36 is also a so-called "three-point" system intended to be fixed to the hitch by means of three attachment points: two lower points 361 and 362 disposed substantially at the same height , and an upper point 363.
  • the lower point 361 is mounted on the longitudinal portion 34, while the lower point 362 is mounted on the longitudinal portion 35.
  • the upper point 363 is disposed at a distance above the longitudinal portions 34, 35 , via an inverted V-shaped structure 38 whose lower ends are fixed to the longitudinal portions 34, 35 and whose upper end comprises the point 363.
  • the three-point fixing means 36 makes it possible in particular to guide the hitch 1 in the axis of the guide device 1, and to raise it from the latter via the guide device 1.
  • the connecting means 24 is mounted between the two frames 20, 22, and comprises free elements in translation and an actuator.
  • the free elements in translation may comprise: one or more parallel bars, for example two cylindrical bars 40, 42, mounted integral with the second frame 22, and through openings formed in the first frame 20 cooperating with the parallel bars 40, 42.
  • the free elements in translation are positioned near the points 301, 302, 303, 361, 362, 363.
  • the ends of the bars 40 , 42 define the limit of translation of one frame relative to the other.
  • the actuator is mounted between the two inverted V structures 32, 38: more specifically, the actuator may be a jack 44, one of which end is mounted on the structure 32 and the other on the structure 38.
  • the jack 44 is mounted parallel to the beam 26 and the plate 34, and thus allows to translate transversely the second frame 22 relative to the first frame 20.
  • the cameras 4 can be mounted on the second frame 22 via two arms 46, mounted on the inverted V-shaped structure 38 and oriented in the longitudinal direction of the plate 34.
  • the arms 46 can in particular allow the cameras to be properly positioned in order to film the areas to guide the team.
  • the locating receivers 6 can be mounted on the second frame 22 via a T-shaped arm 48, mounted vertically on the upper end of the inverted V-shaped structure 38.
  • the arm 48 can in particular be used to position and position the orient the receivers 6 to promote the reception of the location signals, and improve the sensitivity of the measurement.
  • the ECU 2 can be installed on the second frame 22, in a protection box, and receive the data of the different sensors via cables mounted along the frames 20, 22.
  • the guide device 1 may also include additional sensors, for example a cylinder stroke sensor 44, a lifting sensor of the guide device or an inertial unit. Such sensors can supplement the information processed by the control means 14 to control the jack 44.
  • FIG. 4 represents an example of a motorized vehicle 100, a tractor, towing a hitch 200 via a guiding device 1 as described above.
  • sensors can be mounted outside the guiding device 1, for example on the hitch 200 (cameras, GPS receivers, stroke sensor or inertial unit) or on the motorized vehicle 100 (cameras, GPS receivers, sensor). lift or inertial unit) and connected to the ECU 2 via cables or wireless connection means.
  • FIG. 5 represents a flowchart of a method 50 for implementing the invention, comprising on the one hand a procedure for storing a determined trajectory, then a guidance procedure with or without visual information.
  • visual information is retrieved during a step 52, then, in a step 54, a determined trajectory is determined and positioning, during the step 56, the coupling according to the determined trajectory.
  • a step 58 geolocation information is retrieved and the geolocation information is stored in step 60.
  • a step 62 makes it possible to determine whether the memorization procedure is finished or not, by asking whether the path is finished. If not, the process returns to step 52 to continue the storage procedure.
  • a determined trajectory is determined and the hitch is positioned according to the trajectory determined during step 68. If, during a step 70, the given course is not completed, we return to step 64 and, otherwise, the process 50 ends at the end step 74.
  • step 64 the geolocation information stored in memory is retrieved.
  • step 60 during a step 76, then, in a step 78, the hitch is positioned along the determined trajectory. If, during a step 80, the given path is not completed, it returns to step 64 and, otherwise, the method 50 ends in the end step 74.
  • the guide device and the associated method it is possible to guide a coupling by coupling visual data analysis and geolocation, to obtain a precise positioning of the hitch, without slowing the work of the farmer and without the need for significant additional infrastructure. More precisely, the trajectory of the hitch is determined by the analysis of the visual data so that the hitch remains well aligned with the rows of plants and that the lateral position allows the hitch to work as closely as possible. plants without damaging them.
  • Such a guiding device can advantageously be used with a cultivator, in order to limit the chemical treatments and the watering of the soil, by removal of the weeds and by reversal of the upper layer of soil. Thanks to the guidance device, it is particularly possible to guide the cultivator keeping it centered in the row, to hoe without touching the plantations, even in case of significant vegetation cover or low natural light.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • Soil Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
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Abstract

La présente invention concerne un dispositif de guidage (1) d'un attelage entraîné par un véhicule motorisé. Le dispositif de guidage (1) comprend: - un moyen de positionnement (8), - un moyen d'analyse visuelle (10) configuré pour fournir une trajectoire déterminée, et - un moyen de commande (14) recevant la trajectoire déterminée par le moyen d'analyse visuelle (10), et configuré pour commander le moyen de positionnement (8). Le dispositif de guidage (1) comprend également un moyen de localisation (12), et le moyen de commande (14) comprend un moyen de mémorisation (18) configuré pour mémoriser, au moins une fois, les informations de localisation correspondant à la trajectoire déterminée par le moyen d'analyse visuelle (10). Le moyen de commande (14) est configuré pour, en absence de trajectoire déterminée, commander le moyen de positionnement (8) selon ladite trajectoire mémorisée. La présente invention concerne également un procédé de guidage.

Description

DISPOSITIF DE GUIDAGE D'UN ATTELAGE ENTRAI E PAR UN VEHICULE, ET PROCEDE CORRESPONDANT
Arrière-plan de l'invention
La présente invention concerne le domaine des attelages agricoles. En particulier, la présente invention concerne un dispositif de guidage d'un attelage agricole tracté par un véhicule motorisé tel un tracteur.
Il est connu de faire parcourir un champ par un attelage en le fixant à l'arrière d'un engin agricole, par exemple un tracteur. Généralement, l'attelage est fixé au tracteur par un système de fixation à trois points qui le rend solidaire du tracteur dans un plan vertical et latéral, tout en permettant le relèvement de l'attelage par le tracteur en-dehors du champ. Cependant, dans un tel cas, le guidage de l'attelage doit se faire via la conduite du tracteur, ce qui ralentit le travail de l'agriculteur qui doit conduire son tracteur en fonction du positionnement de l'attelage. De plus, la précision d'un tel guidage laisse également à désirer, l'agriculteur n'ayant pas forcément la possibilité de bien voir la zone travaillée par l'attelage depuis le poste de conduite du tracteur.
Il existe également des systèmes de fixation montés entre le tracteur et l'attelage et permettant de translater l'attelage par rapport au tracteur. Un tel système de fixation est notamment décrit dans le document EP 2 586 282. Toutefois, le système de fixation doit également être commandé de manière à pouvoir positionner correctement l'attelage.
Afin de pallier un tel inconvénient, il est connu d'équiper les attelages ou les tracteurs de capteurs permettant d'aider l'agriculteur à mieux guider l'attelage. Ainsi, il existe des palpeurs mécaniques permettant de détecter des obstacles tels que des tiges. De même, des caméras peuvent équiper des attelages afin de visualiser la trajectoire à suivre. Enfin, des dispositifs de géolocalisation, tels que le GPS, sont également utilisés sur des tracteurs pour aider l'agriculteur à suivre une trajectoire donnée avec son attelage. Un tel exemple de dispositif est décrit notamment par le document EP 1 692 928 dans lequel le tracé à suivre par l'attelage est déterminé grâce à une trajectoire GPS enregistrée, ou bien à partir du contour du champ à travailler ou bien à partir de trajectoires GPS effectuées précédemment.
Toutefois, chaque solution présente des inconvénients et limite donc les capacités de guidage précis de l'attelage : le guidage par GPS peut s'avérer insuffisamment précis pour un travail délicat à opérer dans un champ ; les palpeurs peuvent ne pas fonctionner dans certaines conditions, par exemple en présence de plants trop jeunes ou fragiles ; les caméras deviennent inutiles lorsque la végétation (plants et/ou couverture parasite) devient trop importante et forme un écran à l'analyse visuelle, ou lorsque les conditions météorologiques ne permettent pas d'obtenir une luminosité suffisante.
De tels inconvénients peuvent ainsi être rédhibitoires, notamment lorsque l'attelage est une bineuse et que le travail de binage doit être effectué au plus près des plants, sans les abîmer. Or, un tel travail de binage permet d'une part de désherber mécaniquement, ce qui limite l'usage de pesticides, et d'autre part de diminuer la capillarité de surface, ce qui diminue la quantité d'eau à apporter pour irriguer le champ.
Objet et résumé de l'invention
La présente invention vise à résoudre les différents problèmes techniques énoncés précédemment. En particulier, la présente invention vise à proposer un dispositif permettant de guider de manière plus précise et plus rapide un attelage tracté par un véhicule motorisé, en particulier une bineuse. Ainsi, selon un aspect, il est proposé un dispositif de guidage d'un attelage, notamment agricole, entraîné par un véhicule motorisé. Le dispositif de guidage comprend :
un moyen de positionnement permettant de positionner l'attelage par rapport au véhicule motorisé,
un moyen d'analyse visuelle configuré pour fournir, à partir de données visuelles, une trajectoire déterminée, et
un moyen de commande recevant en entrée la trajectoire déterminée par le moyen d'analyse visuelle, et configuré pour commander le moyen de positionnement de manière à positionner l'attelage selon ladite trajectoire déterminée.
Le dispositif de guidage comprend également un moyen de localisation, et le moyen de commande comprend un moyen de mémorisation configuré pour mémoriser, au moins une fois, les informations de localisation correspondant à la trajectoire déterminée par le moyen d'analyse visuelle, de manière à obtenir une trajectoire mémorisée, le moyen de commande étant configuré pour, en absence de trajectoire déterminée, commander le moyen de positionnement de manière à positionner l'attelage selon ladite trajectoire mémorisée.
Ainsi, le dispositif de guidage selon l'invention permet de combiner le positionnement par géolocalisation et le positionnement visuel, de manière à obtenir un guidage précis et efficace. Plus particulièrement, le guidage visuel est utilisé lors du premier parcours du champ, par exemple lors du premier binage effectué à la suite de la semence du champ. Un tel guidage est rendu aisé par l'absence de couverture végétale, et par la visualisation des rangées de plants : on obtient donc une trajectoire particulièrement précise au regard de la zone de travail. Pendant le guidage visuel, le dispositif de guidage récupère et mémorise la géolocalisation de la trajectoire suivie par l'attelage. Ainsi, lors des passages ultérieurs, le dispositif de guidage pourra utiliser le guidage visuel ou bien la trajectoire préalablement mémorisée, si le guidage visuel n'est pas possible, par exemple si la couverture végétale est trop importante, si la luminosité naturelle est trop faible ou si les conditions de travail sont difficiles (poussières, projections, ...)■
Préférentiellement, le moyen de positionnement comprend :
- un premier châssis, configuré pour être monté sur le véhicule motorisé,
- un deuxième châssis configuré pour être fixé à l'attelage, et
- un moyen de liaison, monté entre le premier et le deuxième châssis, et configuré pour déplacer le deuxième châssis par rapport au premier châssis, par exemple par translation selon une direction déterminée.
Afin de faciliter le guidage de l'attelage, et donc des outils travaillant la terre, celui-ci n'est pas uniquement guidé par le tracteur, mais est également positionné par un moyen de positionnement comportant deux châssis mobiles l'un par rapport à l'autre. Ainsi, en cas de dérive ou d'écart dû à la trajectoire du tracteur, l'attelage peut être rapidement repositionné par le moyen de positionnement, sans nécessiter une action du conducteur du tracteur : l'agriculteur a donc plus de souplesse dans la conduite de son tracteur, ce qui lui permet d'effectuer son travail plus rapidement tout en étant efficace.
Préférentiellement, le moyen de liaison est configuré pour déplacer le deuxième châssis par rapport au premier châssis, par translation selon une direction déterminée, de préférence dans un plan parallèle au sol et perpendiculairement à la direction d'entraînement de l'attelage par le véhicule motorisé.
Selon ce mode de réalisation, le moyen de liaison permet de déplacer le deuxième châssis par rapport au premier châssis, dans une direction perpendiculaire à celle de déplacement du tracteur. En effet, il s'agit de corriger les écarts les plus longs à corriger par simple conduite du tracteur : le moyen de positionnement permet donc de repositionner rapidement l'attelage, le temps que le tracteur revienne sur la trajectoire souhaitée.
Préférentiellement, le moyen d'analyse visuelle est configuré pour recevoir des données visuelles d'au moins une caméra. Le moyen d'analyse visuelle peut recevoir les données d'une ou plusieurs caméras, disposées par exemple sur l'attelage ou solidaires de l'attelage. Les caméras sont choisies et positionnées de manière à pouvoir observer de manière adéquate les rangées de plants, afin de faciliter leur identification par le moyen d'analyse visuelle.
Préférentiellement, le moyen de localisation est configuré pour recevoir des données de localisation d'au moins un récepteur de géolocalisation, par exemple un capteur GNSS. Le moyen de localisation est choisi de manière à fournir une indication de géolocalisation la plus précise, avec une durée compatible avec le travail à effectuer. Ainsi, le moyen de localisation peut comprendre par exemple un système de localisation RTK (en anglais : « Real Time Kinematic », c'est-à-dire : cinématique en temps réel) de précision centimétrique et basé sur des récepteurs GPS. Un système de localisation RTK comprend notamment une ou plusieurs stations de référence au sol, disposées à proximité du champ, et transmettant, par exemple par transmission radio ou téléphonie mobile, une correction du signal de géolocalisation, afin d'obtenir une précision accrue.
Préférentiellement, le dispositif de guidage comprend également un accéléromètre et/ou un gyroscope, et le moyen de commande reçoit également les données de l'accéléromètre et/ou du gyroscope afin de positionner l'attelage selon la trajectoire déterminée ou mémorisée. Les accéléromètres et/ou gyroscopes sont utilisés pour connaître les mouvements d'un objet dans l'espace : on peut ainsi parler de centrale inertielle. De tels capteurs permettent de fournir une information supplémentaire relative au déplacement du dispositif de guidage, qui peut être comparée à celle fournie par le moyen d'analyse visuelle et le moyen de localisation, afin de connaître la position de l'attelage de manière plus précise.
Préférentiellement, l'attelage est une bineuse. La bineuse nécessite, pour effectuer un travail efficace et valorisable, un positionnement précis, pour travailler au plus près des plants sans les abîmer. Une bineuse, associée avec un dispositif de guidage tel que décrit précédemment, permet d'obtenir les résultats souhaités, avec une durée de réalisation et un coût réduits.
Préférentiellement, l'attelage comprend plusieurs outils, et le moyen d'analyse visuelle fournit une trajectoire déterminée par outil, et le moyen de mémorisation mémorise une trajectoire mémorisée par outil. Dans ce mode de réalisation, chaque outil de l'attelage est associé à une trajectoire, de manière à obtenir un résultat encore plus précis et efficace.
Préférentiellement, le moyen de positionnement comprend des moyens de fixation configurés pour être fixés au véhicule motorisé et à l'attelage. En particulier, le premier châssis peut comprendre des moyens de fixation, par exemple un système trois points, configuré pour être fixé, de manière réversible, à un véhicule motorisé. De même, le deuxième châssis peut comprendre des moyens de fixation, par exemple un système trois points, configuré pour être fixé, de manière réversible, à un attelage. Dans un tel mode de réalisation, le dispositif de guidage est destiné à se placer entre le véhicule motorisé et l'attelage, afin de guider celui-ci le long de la trajectoire voulue.
Selon un autre aspect, l'invention concerne également un attelage comprenant un dispositif de guidage tel que décrit précédemment. Selon cet aspect, le dispositif de guidage est directement intégré à l'attelage. Selon un autre aspect, l'invention concerne également un véhicule motorisé comprenant un dispositif de guidage tel que décrit précédemment. Selon cet aspect, le dispositif de guidage est directement intégré au véhicule motorisé.
Selon un autre aspect, l'invention concerne également un procédé de guidage d'un attelage, notamment agricole, entraîné par un véhicule motorisé, dans lequel :
on détermine, à partir de données visuelles, une trajectoire déterminée, et
- on positionne l'attelage selon la trajectoire déterminée.
Selon le procédé de guidage :
on récupère des informations de localisation, et
on mémorise, au moins une fois, les informations de localisation correspondant à la trajectoire déterminée, de manière à obtenir une trajectoire mémorisée, et
en absence de trajectoire déterminée, on positionne l'attelage selon ladite trajectoire mémorisée.
Préférentiellement, on positionne l'attelage par translation dans un plan parallèle au sol et perpendiculairement à la direction d'entraînement de l'attelage par le véhicule motorisé.
Préférentiellement, l'attelage comprend plusieurs outils et, selon le procédé, on détermine une trajectoire déterminée par outil, et on mémorise une trajectoire mémorisée par outil. Brève description des dessins
L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation particulier, pris à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique des différents moyens d'un dispositif de guidage selon l'invention,
- les figures 2 et 3 sont des vues, de devant et de derrière, d'un moyen de positionnement du dispositif de guidage selon l'invention,
- la figure 4 est une représentation schématique d'un véhicule motorisé tractant un attelage via le dispositif de guidage selon l'invention, et
- la figure 5 est un organigramme d'un exemple de mode de mise en œuvre du procédé selon l'invention. Description détaillée de l'invention
La figure 1 illustre de manière schématique un dispositif de guidage 1 selon la présente invention. Le dispositif de guidage 1 comprend une unité de commande électronique (UCE) 2 recevant des données de différents capteurs, notamment un ou plusieurs capteurs visuels tels que des caméras 4 et un ou plusieurs récepteurs de géolocalisation 6, et commandant un moyen de positionnement 8 qui sera décrit plus en détail sur les figures 2 et 3.
L'UCE 2 comprend un moyen d'analyse visuelle 10, un moyen de localisation 12 et un moyen de commande 14.
Le moyen d'analyse visuelle 10 reçoit les données visuelles fournies par les capteurs visuels 4, par exemple une ou plusieurs caméras disposées de manière à visualiser les zones destinées à être travaillées par l'attelage. Ainsi, les capteurs visuels peuvent être montés sur l'attelage lui- même ou bien sur la partie du moyen de positionnement qui est solidaire de l'attelage. Les données visuelles transmises correspondent ainsi à la trajectoire suivie par l'attelage. Les données visuelles sont traitées par le moyen d'analyse visuelle 10. Le moyen d'analyse visuelle 10 détermine alors une trajectoire déterminée qui est fournie au moyen de commande 14 et qui correspond à la trajectoire que l'attelage doit suivre pour effectuer le travail souhaité. Par exemple, dans le cas d'une bineuse, le moyen d'analyse visuelle 10 peut déterminer la position des différentes rangées de plants et indiquer au moyen de commande la trajectoire interrangs que doivent suivre les outils de la bineuse pour travailler la terre sans abîmer les plants.
Parallèlement, le moyen de localisation 12 reçoit les données de localisation fournies par le ou les récepteurs 6. Comme représenté sur les figures 2 et 3, les récepteurs 6 peuvent être par exemple des récepteurs de géolocalisation GPS, au nombre de deux, disposés de manière à géolocaliser l'attelage et ses outils de manière précise, par exemple centimétrique. Ainsi, les récepteurs de géolocalisation peuvent être montés sur l'attelage lui-même ou bien sur la partie du moyen de positionnement qui est solidaire de l'attelage. Les données de localisation transmises correspondent ainsi à la position de l'attelage. Les données de localisation sont traitées par le moyen de localisation 12. Le moyen de localisation 12 détermine alors les positions géolocalisées correspondant aux données fournies, et les transmet au moyen de commande 14. Les informations de localisation fournies par le moyen de localisation 12 au moyen de commande 14 correspondent ainsi à la trajectoire géolocalisée suivie par l'attelage lorsque celui-ci est guidé le long de la trajectoire déterminée : les informations de localisation fournies au moyen de commande 14 correspondent donc à la géolocalisation de la trajectoire déterminée par le moyen d'analyse visuelle 10.
De manière optionnelle, le dispositif de guidage 1 peut également comprendre des capteurs additionnels 16. De tels capteurs peuvent être prévus pour affiner la géolocalisation de la trajectoire déterminée. Ainsi, le dispositif de guidage 1 peut comprendre un ou plusieurs accéléromètres et/ou un ou plusieurs gyroscopes : de tels capteurs forment une centrale inertielle capable de détecter les différents mouvements de l'attelage. Les données issues de cette centrale inertielle peut alors être comparées aux données de localisation, afin d'affiner la géolocalisation de la trajectoire déterminée. De même, le dispositif de guidage 1 peut comprendre un capteur de déplacement du moyen de positionnement 8, afin notamment de vérifier que les écarts constatés sur les données de localisation sont bien égaux à ceux commandés par le moyen de commande 14 au moyen de positionnement 8. Enfin, le dispositif de guidage 1 peut également comprendre un capteur de relevage, indiquant les lieux pour lesquels l'attelage a été relevé, par exemple en bout de champ, et qui ne correspondent pas à des lieux de travail de la terre : de telles zones peuvent alors être retirées des données de localisation.
Le moyen de commande 14 comprend alors un moyen de mémorisation 18, pour mémoriser les informations de localisation fournies par le moyen de localisation 12, et éventuellement corrigées à partir des informations fournies par les capteurs 16, c'est-à-dire pour mémoriser la géolocalisation de la trajectoire déterminée. On appellera par la suite cette géolocalisation mémorisée de la trajectoire déterminée, la trajectoire mémorisée.
Lors du premier passage de l'attelage, le moyen de positionnement 8 est commandé uniquement à partir de la trajectoire déterminée, c'est-à- dire uniquement en fonction de la position des rangées de plants, et la géolocalisation de la trajectoire est mémorisée dans le moyen de commande 14. Lorsqu'une trajectoire est déjà mémorisée pour un même parcours, le moyen de commande 14 dispose alors de deux types d'informations : d'une part la trajectoire déterminée fournie par le moyen d'analyse visuelle 10 et d'autre part la trajectoire mémorisée dans le moyen de mémorisation 18. Par défaut, le moyen de commande 14 commande le moyen de positionnement 8 sur la base de la trajectoire déterminée. Toutefois, en cas d'absence de trajectoire déterminée, par exemple en cas de couverture végétale importante empêchant la visualisation des rangées de plants, ou en cas de luminosité naturelle insuffisante, le moyen de commande 14 utilise alors la trajectoire mémorisée par le moyen de mémorisation 8 pour commander le moyen de positionnement 8. On obtient ainsi un procédé de commande du moyen de positionnement qui est optimisé en fonction des différentes conditions de travail, tout en étant facile et rapide à mettre en œuvre.
Les figures 2 et 3 représentent deux vues du moyen de positionnement 8 du dispositif de guidage 1 selon l'invention.
Le moyen de positionnement 8 comprend ainsi un premier châssis
20 et un deuxième châssis 22 reliés entre eux notamment par un moyen de liaison 24. Par ailleurs, une UCE 2, deux caméras 4 et deux récepteurs de localisation 6 sont montés solidaires du deuxième châssis 22.
Comme représenté sur la figure 2, le premier châssis 20 comprend une poutre 26 longitudinale, disposée horizontalement et destinée à venir perpendiculairement à la direction de déplacement de l'attelage. La poutre 26 peut servir de support pour une ou plusieurs roues 28, ainsi que pour un moyen de fixation 30 au véhicule motorisé. Dans le cas représenté, le moyen de fixation 30 est un système dit « trois points » destiné à être fixé au véhicule motorisé par l'intermédiaire de trois points d'attache : deux points inférieurs 301 et 302 disposés sensiblement à la même hauteur, en- dessous de la poutre 26, et un point supérieur 303 disposé à distance au- dessus de la poutre 26, via une structure 32 en V inversé dont les extrémités inférieures sont fixées à la poutre 26 et dont l'extrémité supérieure comporte le point 303. Le moyen de fixation 30 à trois points permet notamment de guider le dispositif de guidage 1 dans l'axe du véhicule motorisé, et de relever celui-ci lorsque le travail est terminé ou doit être interrompu. Comme représenté sur la figure 3, le deuxième châssis 22 comprend deux portions longitudinales 34, 35, disposées parallèlement à la poutre 26 du premier châssis 20. Les portions longitudinales 34, 35 servent de support pour un moyen de fixation 36 à l'attelage. Dans le cas représenté, le moyen de fixation 36 est également un système dit « trois points » destiné à être fixé à l'attelage par l'intermédiaire de trois points d'attache : deux points inférieurs 361 et 362 disposés sensiblement à la même hauteur, et un point supérieur 363. Le point inférieur 361 est monté sur la portion longitudinale 34, tandis que le point inférieur 362 est monté sur la portion longitudinale 35. Le point supérieur 363 est disposé à distance au-dessus des portions longitudinales 34, 35, via une structure 38 en V inversé dont les extrémités inférieures sont fixées aux portions longitudinales 34, 35 et dont l'extrémité supérieure comporte le point 363. Le moyen de fixation 36 à trois points permet notamment de guider l'attelage 1 dans l'axe du dispositif de guidage 1, et de relever de celui-ci via le dispositif de guidage 1.
Le moyen de liaison 24 est monté entre les deux châssis 20, 22, et comprend des éléments libres en translation et un actionneur. Les éléments libres en translation peuvent comprendre : une ou plusieurs barres parallèles, par exemple deux barres 40, 42 cylindriques, montées solidaires du deuxième châssis 22, et des ouvertures traversantes pratiquées dans le premier châssis 20 coopérant avec les barres parallèles 40, 42. En particulier, afin d'améliorer la stabilité et la solidité de la liaison entre les deux châssis 20, 22, les éléments libres en translation sont positionnés à proximité des points 301, 302, 303, 361, 362, 363. Les extrémités des barres 40, 42 définissent la limite de translation d'un châssis par rapport à l'autre.
L'actionneur est monté entre les deux structures en V inversé 32, 38 : plus précisément, l'actionneur peut être un vérin 44 dont une extrémité est montée sur la structure 32 et l'autre sur la structure 38. Le vérin 44 est monté parallèlement à la poutre 26 et à la plaque 34, et permet donc de translater transversalement le deuxième châssis 22 par rapport au premier châssis 20.
Les caméras 4 peuvent être montées sur le deuxième châssis 22 via deux bras 46, montés sur la structure en V inversé 38 et orientés selon la direction longitudinale de la plaque 34. Les bras 46 peuvent notamment permettre de positionner de manière adéquate les caméras afin de bien filmer les zones permettant de guider l'attelage.
De même, les récepteurs de localisation 6 peuvent être montées sur le deuxième châssis 22 via un bras 48 en forme de T, monté verticalement sur l'extrémité supérieure de la structure en V inversé 38. Le bras 48 peut notamment permettre de positionner et d'orienter les récepteurs 6 afin de favoriser la réception des signaux de localisation, et améliorer la sensibilité de la mesure.
L'UCE 2 peut être installée sur le deuxième châssis 22, dans une boîte de protection, et recevoir les données des différents capteurs via des câbles montés le long des châssis 20, 22. En particulier, et bien que cela ne soit pas représenté sur les figures 2 et 3, le dispositif de guidage 1 peut également comprendre des capteurs supplémentaires, par exemple un capteur de course du vérin 44, un capteur de relevage du dispositif de guidage ou une centrale inertielle. De tels capteurs peuvent venir compléter les informations traitées par le moyen de commande 14 pour commander le vérin 44.
La figure 4 représente un exemple d'un véhicule motorisé 100, un tracteur, tractant un attelage 200 via un dispositif de guidage 1 tel que décrit précédemment.
Il convient de noter que certains ou tous les capteurs décrits précédemment (caméras, récepteurs GPS, capteur de course, de relevage ou centrale inertielle) peuvent être montés en-dehors du dispositif de guidage 1, par exemple sur l'attelage 200 (caméras, récepteurs GPS, capteur de course ou centrale inertielle) ou sur le véhicule motorisé 100 (caméras, récepteurs GPS, capteur de relevage ou centrale inertielle) et reliés à l'UCE 2 via des câbles ou des moyens de connexion sans fil.
La figure 5 représente un organigramme d'un procédé 50 de mise en œuvre de l'invention, comprenant d'une part une procédure de mémorisation d'une trajectoire déterminée, puis une procédure de guidage avec ou sans informations visuelles. Ainsi, dans la procédure de mémorisation, on récupère des informations visuelles lors d'une étape 52, puis, dans une étape 54, on détermine une trajectoire déterminée et on positionne, pendant l'étape 56, l'attelage selon la trajectoire déterminée. Dans une étape 58, on récupère des informations de géolocalisation et on mémorise les informations de géolocalisation lors de l'étape 60.
Une étape 62 permet de déterminer si la procédure de mémorisation est finie ou pas, en demandant si le parcours est terminé. Si non, le procédé retourne à l'étape 52 pour poursuivre la procédure de mémorisation.
Si oui, il est alors possible d'effectuer une procédure de guidage avec ou sans informations visuelles. On détermine donc, dans un premier temps, lors d'une étape 64, si les informations visuelles sont utilisables ou non.
Si oui, dans une étape 66, on détermine une trajectoire déterminée et on positionne l'attelage selon la trajectoire déterminée pendant l'étape 68. Si, lors d'une étape 70, le parcours donné n'est pas terminé, on retourne à l'étape 64 et, dans le cas contraire, le procédé 50 se finit à l'étape de fin 74.
Si lors de l'étape 64, les informations visuelles ne sont pas utilisables, on récupère les informations de géolocalisation mémorisées à l'étape 60, lors d'une étape 76, puis, dans une étape 78, on positionne l'attelage selon la trajectoire déterminée. Si, lors d'une étape 80, le parcours donné n'est pas terminé, on retourne à l'étape 64 et, dans le cas contraire, le procédé 50 se finit à l'étape de fin 74.
Ainsi, grâce au dispositif de guidage et au procédé associé, il est possible de guider un attelage par couplage d'analyse de données visuelles et de géolocalisation, pour obtenir un positionnement précis de l'attelage, sans ralentir le travail de l'agriculteur et sans nécessiter d'infrastructure supplémentaire importante. Plus précisément, la trajectoire de l'attelage est déterminée par l'analyse des données visuelles de manière à ce que l'attelage reste bien aligné avec les rangs de plants et que la position latérale permette à l'attelage de travailler au plus près des plants sans les endommager. Un tel dispositif de guidage peut avantageusement être utilisé avec une bineuse, afin de limiter les traitements chimiques et l'arrosage des sols, par retrait des mauvaises herbes et par retournement de la couche supérieure de terre. Grâce au dispositif de guidage, il est notamment possible de guider la bineuse en la gardant bien centrée dans le rang, afin de biner sans toucher les plantations, même en cas de couverture végétale importante ou de luminosité naturelle faible.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de guidage (1) d'un attelage (200), notamment agricole, entraîné par un véhicule motorisé (100), le dispositif de guidage (1) comprenant :
un moyen de positionnement (8) permettant de positionner l'attelage par rapport au véhicule motorisé,
un moyen d'analyse visuelle (10) configuré pour fournir, à partir de données visuelles, une trajectoire déterminée, et
un moyen de commande (14) recevant en entrée la trajectoire déterminée par le moyen d'analyse visuelle (10), et configuré pour commander le moyen de positionnement (8) de manière à positionner l'attelage selon ladite trajectoire déterminée, caractérisé en ce que le dispositif de guidage (1) comprend également un moyen de localisation (12), et en ce que le moyen de commande (14) comprend un moyen de mémorisation (18) configuré pour mémoriser, au moins une fois, les informations de localisation correspondant à la trajectoire déterminée par le moyen d'analyse visuelle (10), de manière à obtenir une trajectoire mémorisée, le moyen de commande (14) étant configuré pour, en absence de trajectoire déterminée, commander le moyen de positionnement (8) de manière à positionner l'attelage selon ladite trajectoire mémorisée.
2. Dispositif de guidage (1) selon la revendication 1, dans lequel le moyen de positionnement (8) comprend :
- un premier châssis (20), configuré pour être monté sur le véhicule motorisé,
- un deuxième châssis (22) configuré pour être fixé à l'attelage, et - un moyen de liaison (24), monté entre le premier et le deuxième châssis, et configuré pour déplacer le deuxième châssis (22) par rapport au premier châssis (20), par exemple par translation selon une direction déterminée.
3. Dispositif de guidage (1) selon la revendication 2, dans lequel le moyen de liaison (24) est configuré pour déplacer le deuxième châssis (22) par rapport au premier châssis (20), par translation selon une direction déterminée, de préférence dans un plan parallèle au sol et perpendiculairement à la direction d'entraînement de l'attelage (200) par le véhicule motorisé (100).
4. Dispositif de guidage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moyen d'analyse visuelle (10) est configuré pour recevoir des données visuelles d'au moins une caméra (4).
5. Dispositif de guidage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moyen de localisation (12) est configuré pour recevoir des données de localisation d'au moins un récepteur de géolocalisation (6), par exemple un capteur GNSS.
6. Dispositif de guidage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant également un accéléromètre et/ou un gyroscope (16), et dans lequel le moyen de commande (14) reçoit également les données de l'accéléromètre et/ou du gyroscope afin de positionner l'attelage (200) selon la trajectoire déterminée ou mémorisée.
7. Dispositif de guidage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'attelage (200) est une bineuse.
8. Attelage, notamment bineuse, comprenant un dispositif de guidage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
9. Véhicule motorisé, par exemple tracteur, comprenant un dispositif de guidage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.
10. Procédé de guidage (50) d'un attelage (200), notamment agricole, entraîné par un véhicule motorisé (100), dans lequel :
on détermine (54, 66), à partir de données visuelles, une trajectoire déterminée, et
on positionne (56, 68) l'attelage selon la trajectoire déterminée,
caractérisé en ce que, selon le procédé de guidage :
on récupère (58) des informations de localisation, et on mémorise (60), au moins une fois, les informations de localisation correspondant à la trajectoire déterminée, de manière à obtenir une trajectoire mémorisée, et
en absence de trajectoire déterminée, on positionne (78) l'attelage selon ladite trajectoire mémorisée.
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