WO2020169375A1 - Sensor-positionierungsvorrichtung und -verfahren - Google Patents

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WO2020169375A1
WO2020169375A1 PCT/EP2020/053248 EP2020053248W WO2020169375A1 WO 2020169375 A1 WO2020169375 A1 WO 2020169375A1 EP 2020053248 W EP2020053248 W EP 2020053248W WO 2020169375 A1 WO2020169375 A1 WO 2020169375A1
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vehicle
positioning device
vegetation
sensor positioning
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PCT/EP2020/053248
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Zhihu Chen
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • G01S2013/9327—Sensor installation details
    • G01S2013/93271—Sensor installation details in the front of the vehicles

Definitions

  • the invention relates to a sensor positioning device according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a vehicle, a method and a computer-readable medium according to the independent claims.
  • the detection of obstacles can be a challenge, since obstacles can be partially covered by the vegetation of a field, for example.
  • obstacles can be partially covered by the vegetation of a field, for example.
  • animals or people can be out and about in overgrown fields and only partially protrude from the vegetation.
  • a problem here is that the height of the vegetation, for example the height of the grain in a grain field, is not always constant. If an agricultural vehicle has, for example, radar sensors that are used to detect obstacles in front of the vehicle, it can happen that these sensors are arranged so deeply on the vehicle that they are dominated by vegetation on the agricultural area being driven on. For example, if a radar sensor is arranged at a height of 80 cm on a tractor, the loading However, if the height of the traveled field is 120 cm, the radar sensor is ineffective.
  • the object of the invention is to eliminate or at least reduce the disadvantages of the prior art.
  • a sensor positioning device for a vehicle the sensor positioning device being suitable for changing a position of at least one vehicle sensor when the sensor positioning device is mounted on the vehicle.
  • a vehicle can be any type of vehicle, but in particular an agricultural vehicle, such as a combine harvester, a tractor or the like.
  • the vehicle can also be another off-road vehicle or a military vehicle.
  • vehicle sensor typically refers to a 3D sensor such as a radar sensor or a lidar sensor.
  • vehicle sensors are also a camera or an ultrasonic sensor.
  • the invention makes it possible to flexibly position one or more vehicle sensors for recognizing obstacles around the vehicle, so that the position of the vehicle sensors is optimally matched to a current height of vegetation in an agricultural area. This makes it possible to arrange the sensors so high that their field of vision is not obscured by the vegetation of the agricultural area. This can remove obstacles on the agricultural area and protruding from the vegetation can be reliably detected.
  • the sensor positioning device comprises a guide device and a sensor carrier, the sensor carrier being suitable for being displaced along the guide device.
  • the Flickvorrich device includes z. B. a rail on which the sensor carrier can back and forth ren.
  • a sensor carrier is to be understood as a device which is suitable for carrying or receiving one or more vehicle sensors, for example a plate, a frame or the like.
  • the guide device is suitable to be attached to the vehicle.
  • the vehicle sensor or sensors can be moved directly, with the sensor positioning device then being able to include, for example, one or more rods, for example telescopic rods.
  • the guide device is suitable to be attached to the vehicle in such a way that the sensor carrier can be displaced in the vertical direction.
  • the term “vertical direction” means the direction that is perpendicular to the vehicle's longitudinal axis and perpendicular to the wheel axles of the vehicle. The vertical direction typically points upwards when the vehicle is on its wheels.
  • the guide device comprises a rail which runs in the vertical direction when it is mounted on the vehicle, so that the sensor carrier can be displaced in the vertical direction, ie can move up and down.
  • the sensor positioning device has a maximum displacement path between 400 cm and 250 cm, preferably between 350 cm and 250 cm, advantageously between 300 cm and 250 cm, typically of at least 250 cm.
  • maximum displacement path here is to be understood as the path that the vehicle sensor or sensors typically cover at most in one Direction, especially in the vertical direction, can be shifted.
  • the maximum displacement path corresponds to an effective length of the guide device, i.e. the path that the sensor carrier can cover at most on the guide device, or a distance between a highest position and a lowest position of the sensor carrier.
  • the inventors have found that such a maximum displacement path is particularly advantageous because the height of vegetation on agricultural areas often varies between 10 cm and 250 cm. Alternatively, however, smaller or larger displacement distances are also possible.
  • the sensor positioning device includes a height reading device.
  • a height reading device is to be understood as a device which makes it possible to determine a current height of the vehicle sensor and / or a current height of the sensor carrier.
  • This height reading device is typically a mechanical height reading device or an electronic height reading device.
  • a mechanical height reading device typically comprises a pointer or the like and a scale.
  • An electronic height reading device is typically suitable for electronically detecting a height of the sensor carrier and / or the vehicle sensor or the vehicle sensors and forwards the determined value, for example to a vehicle controller.
  • a height reading device has the advantage that it is possible, for example, to generate reference values which can then be used later for comparison purposes.
  • the vehicle sensors or at least one or more of them to estimate the respective height of the sensors and / or the sensor carrier.
  • the sensor positioning device comprises a radar sensor and / or a lidar sensor and / or a camera as the vehicle sensor (s).
  • vehicle sensor Such sensors are particularly advantageous in order to detect obstacles in the area of the vehicle.
  • other types of sensors for example ultrasonic sensors, are also possible.
  • a vehicle comprises an aforementioned sensor positioning device according to at least one aforementioned exemplary embodiment.
  • the vehicle is preferably an agricultural vehicle.
  • An agricultural vehicle is to be understood as a combine harvester or a tractor or the like.
  • the “highest position” is typically understood to mean an upper end of the displacement path of the sensor positioning device. If at the beginning of the starting step the vehicle sensor or the sensor carrier is already in the highest position, then of course it does not have to be positioned there first, but is considered to be positioned there. As part of the shutdown step, the vehicle sensor is then typically continuously shut down, with sensor data from the vehicle sensor being continuously analyzed in order to find out when the upper edge of the vegetation is being detected.
  • the upper edge of the vegetation is understood to mean the upper end of vegetation on an agricultural area, for example the upper ends of corn plants, ears of corn or stalks. As soon as this top edge of vegetation is detected, the vehicle sensor is fixed in an operating position in the stop step.
  • the operating position is a little higher than the height of the vegetation top edge, for example a few centimeters higher, z. B. approx. 10 cm, approx. 20 cm, approx. 30 cm or approx. 40 cm.
  • the vehicle sensor and / or the sensor carrier is then typically moved up a few centimeters in the stop step and locked there.
  • the sensor carrier is positioned at a highest position during the start step, then the sensor carrier is continuously lowered in the shutdown step until an upper edge of vegetation is detected, and then the sensor carrier is fixed in an operating position in the stopping step.
  • the method comprises a checking step which is carried out between the shutdown step and the stopping step, wherein in the checking step it is checked whether the detected upper edge of the vegetation has a height which falls within an expected height range.
  • a test step can secure the positioning of the vehicle sensor or the sensor carrier. For example, it is possible that certain typical height areas of the upper edge of the vegetation are preset for certain field types and / or that earlier height areas of the upper edge of the vegetation of a special field are stored in the vehicle. If the detected height of the upper edge of the vegetation does not fall within the expected height range, then this can indicate that an error has occurred in the positioning of the vehicle sensor or the sensor carrier, which may be safety-relevant. This error can then be corrected if necessary.
  • a correction step is carried out if it was established during the test step that the detected upper edge of vegetation has a height which does not fall within the expected height range.
  • a possible correction step is that the procedure returns to the starting step and is then carried out again.
  • Another possible correction step is that a coordination center, from which the agricultural vehicle is controlled, is informed of the result of the test step so that it can then be checked from the coordination center whether the vehicle sensor or the sensor carrier is correctly positioned.
  • a computer-readable medium comprises computer program code for performing a method according to at least one aforementioned embodiment.
  • the term “computer-readable medium” includes e.g. B. hard drives and / or servers and / or memory sticks and / or flash memory and / or DVDs and / or Bluerays and / or CDs.
  • the term “computer-readable medium” is also to be understood as a data stream such as is created, for example, when a computer program product is downloaded from the Internet.
  • Figure 1 a schematic representation of a vehicle with sensor
  • Figure 2 a schematic representation of the vehicle with sensor
  • FIG. 3 a flow diagram of a method according to the invention according to a first exemplary embodiment
  • FIG. 4 a flow diagram of a method according to the invention according to a second exemplary embodiment.
  • FIG 1 shows a schematic representation of a vehicle F with sensor positioning device P in side view.
  • the vehicle F in Figure 1 is an agricultural vehicle, e.g. B. a tractor that is on a field 4 on the move.
  • the upper side of the vegetation 5 is referred to as the vegetation upper edge 6.
  • the sensor positioning device P is attached.
  • the sensor positioning device P comprises a guide device 1 and a sensor carrier 2.
  • the guide device 1 is oriented such that the sensor carrier 2 can be moved up and down when it is moved along the guide device 1.
  • the sensor carrier 2 is vertically displaceable along the guide device 1.
  • the sensor carrier 2 has a maximum displacement path 3, which runs in the vertical direction.
  • the sensor carrier 2 is arranged at the upper end of the maximum displacement path 3, then the sensor carrier 2 is in its highest position. Accordingly, the sensor carrier 2 is at its lowest position when it is arranged at the lower end of the maximum displacement path 3.
  • the sensor carrier 2 is arranged slightly above its lowest position.
  • the sensor carrier 2 comprises a vehicle sensor (not shown explicitly in FIG. 1) which has a field of view 7. It can be seen from FIG. 1 that the sensor carrier 2 is positioned in such a way that a current operating position of the vehicle sensor is just above the upper edge 6 of the vegetation. As can be seen from FIG. 1, the field of view 7 of the vehicle sensor is at every point at least partially above the vegetation upper edge 6. Therefore, obstacles protruding from the vegetation 5 can be reliably detected with a sensor carrier 2 positioned in this way.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the vehicle F with the sensor positioning device P from FIG. 1 in a top view. It can also be seen in FIG. 2 that the sensor positioning device P is arranged on a front side of the vehicle F.
  • the guide device 1 and the sensor carrier 2 can also be seen in FIG. It can also be seen in FIG. 2 that the guide device 1 is rail-shaped.
  • the field of view 7 of the vehicle sensor is also shown in FIG. 2, the vehicle sensor being mounted on the sensor carrier 2.
  • the comparison between the field of view 7 in FIG. 2 and the field of view 7 in FIG. 1 shows that a horizontal field of view angle (see FIG. 2) in the vehicle sensor used is significantly greater than a vertical angle of field of view (see FIG. 1).
  • FIG. 3 shows a flow chart of a method according to the invention in accordance with a first exemplary embodiment.
  • the method is a method for positioning a vehicle sensor by means of a sensor positioning device P.
  • the positioning method is initialized in an initialization step S1.
  • the sensor carrier 2 which carries the vehicle sensor to be positioned, is initially positioned at its highest position.
  • a Undercarriage step S3 started, in which the sensor carrier 2 with the vehicle sensor to be positioned is continuously lowered until an upper edge 6 of vegetation is detected.
  • a test step S4 is carried out.
  • test step S4 it is checked whether the detected upper edge 6 of vegetation has a height which falls within an expected height range.
  • the expected height range is typically a preset height range for field 4 on which vehicle F is currently located. If it is determined during test step S4 that the height of the upper edge of vegetation 6 falls within the expected height range, then stop step S5 is then carried out, in which the vehicle sensor is fixed in an operating position. This operating position can have a height which is a few centimeters above the height of the upper edge 6 of the vegetation. After stopping step S5, a start-up step S6 is then carried out automatically, in which a vehicle control system is informed that the vehicle sensor is now correctly positioned and that it is possible to drive off accordingly.
  • a correction step S7 is carried out.
  • the correction step S7 in the exemplary embodiment shown in FIG. 3 is such that a coordination center is contacted from which the operation of the vehicle F is controlled, for example by people.
  • a manual check is then carried out to determine whether the upper edge 6 of the vegetation has been correctly detected, and if this is the case, then the stop step S5 is carried out as described. Otherwise, other appropriate steps will be initiated by the coordination center.
  • FIG. 4 shows a flow chart of a method according to the invention in accordance with a second exemplary embodiment.
  • the method shown in FIG. 4 is very similar to the method shown in FIG.
  • the method shown in FIG. 4 also includes the steps already described for the first exemplary embodiment, namely the initialization step S1, the start step S2, the shutdown step S3, the test step S4, the stop step S5 and the start step S6.
  • the correction step S7 is designed differently in the second exemplary embodiment than in the first exemplary embodiment.
  • the correction step S7 in FIG. 4 consists in that if the result of test step S4 is negative, the system automatically returns to start step S2.
  • the method in FIG. 4 includes an optional restart step S8.
  • This restart step S8 is carried out if no vegetation upper edge 6 was detected in the shutdown step S3. In this case, it is assumed that there is an error and that the positioning method should therefore be restarted again, namely with the start step S2.
  • the sensor carrier 2 comprises a plurality of vehicle sensors, for example a camera and a 3D sensor.
  • the camera is typically suitable for detecting weather conditions, lighting conditions and / or obstructions of the field of view.
  • the 3D sensor typically includes a lidar component.
  • the plurality of vehicle sensors typically share at least in part a signal processing device and / or signal processing of the plurality of vehicle sensors is carried out at least partially in a bundled manner. In typical embodiments, at least two vehicle sensors share, e.g.
  • all of the vehicle sensors which the sensor carrier 2 comprises are arranged within a gyroscope, in particular in order to compensate for up and down movements of the vehicle F and / or to take them into account and / or to react to them.
  • the sensor positioning device P operates in an agricultural vehicle F with a spray device for applying a liquid, e.g. B. an active ingredient together.
  • the vehicle F is typically designed in such a way that it can modify a composition and / or a dose of a sprayed active ingredient and / or an amount of liquid on the basis of vehicle sensor information.
  • the vehicle sensor information are typically retrieved from one or more vehicle sensors of the Sen sorvics 2.
  • the vehicle sensor information includes, for example, colors and / or reflection values and / or other optical information relating to vegetation. In this way, it is possible, for example, to spray as needed when sick and / or pest-infested and / or dry vegetation is detected by a vehicle sensor, for example a camera.

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Abstract

Bei einer Sensor-Positionierungsvorrichtung (P) für ein Fahrzeug (F) ist die Sensor-Positionierungsvorrichtung (P) geeignet, eine Position zumindest eines Fahrzeugsensors zu ändern, wenn die Sensor-Positionierungsvorrichtung (P) an dem Fahrzeug (F) montiert ist.

Description

SENSOR-POSITIONIERUNGSVORRICHTUNG UND -VERFAHREN
Die Erfindung betrifft eine Sensor-Positionierungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug, ein Verfahren sowie ein computerlesbares Medium gemäß den nebengeordneten Ansprüchen.
Viele Fahrzeuge verfügen heutzutage über Sensoren, um Hindernisse, welche sich um das Fahrzeug herum befinden, erkennen zu können. Speziell bei autonom fah renden Fahrzeugen sind solche Sensoren von größter Bedeutung, weil die Sicherheit beim autonomen Fahren nur dann gewährleistet werden kann, wenn Hindernisse sicher erkannt werden, weil sonst Kollisionen drohen. Diese Anforderungen an die Erkennung von Hindernissen bestehen nicht nur im Straßenverkehr, sondern auch bei landwirtschaftlichen Anwendungen, beispielsweise wenn Traktoren, Mähdrescher oder dergleichen ohne Fahrer auf landwirtschaftlichen Flächen, wie zum Beispiel Feldern mit Bewuchs, unterwegs sind.
Speziell in solchen Fällen kann die Erkennung von Hindernissen eine Herausforde rung darstellen, da Hindernisse beispielsweise teilweise von dem Bewuchs bezie hungsweise der Vegetation eines Feldes verdeckt sein können. Beispielsweise kön nen Tiere oder Menschen in bewachsenen Feldern unterwegs sein und dabei nur teilweise aus dem Bewuchs herausragen. Zudem können sich auf bewachsenen Fel dern Strommasten, Zaunpfähle oder Bäume befinden. Alle diese Hindernisse müs sen beim Bewirtschaften von landwirtschaftlichen Flächen mit autonom fahrenden landwirtschaftlichen Fahrzeugen sicher erkannt werden.
Ein Problem hierbei ist, dass die Höhe der Vegetation, also beispielsweise die Höhe des Getreides auf einem Getreidefeld, nicht immer konstant ist. Wenn ein landwirt schaftliches Fahrzeug also beispielsweise über Radarsensoren verfügt, welche der Erkennung von Hindernissen vor dem Fahrzeug dienen, so kann es Vorkommen, dass diese Sensoren so tief am Fahrzeug angeordnet sind, dass sie vom Bewuchs der befahrenen landwirtschaftlichen Fläche überragt werden. Wenn beispielsweise ein Radarsensor auf einer Höhe von 80 cm an einem Traktor angeordnet ist, die Be- wuchshöhe des befahrenen Feldes jedoch 120 cm beträgt, dann ist der Radarsensor wirkungslos.
Hierzu muss man sich zusätzlich vor Augen führen, dass solche 3D-Sensoren, wie sie typischerweise in der Fahrzeugtechnik zum Einsatz kommen, normalerweise ei nen sehr begrenzten Sichtwinkel in vertikaler Richtung haben. Dies führt zu dem Nachteil, dass herkömmliche Sensoren zur Erkennung von Hindernissen typischer weise auf der Höhe montiert werden müssen, wo die Hindernisse typischerweise auf- treten. Da sich bei landwirtschaftlichen Fahrzeugen die Höhe der Vegetation wie be schrieben oft ändert, führt eine gewählte Sensoreinbauhöhe nicht immer zur zuver lässigen Detektion von Hindernissen.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Stands der Technik zu beheben oder zumindest zu vermindern.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Sensor-Positionierungsvorrichtung für ein Fahr zeug, wobei die Sensor-Positionierungsvorrichtung geeignet ist, eine Position zumin dest eines Fahrzeugsensors zu ändern, wenn die Sensor-Positionierungsvorrichtung an dem Fahrzeug montiert ist. Bei einem Fahrzeug kann es sich dabei im Prinzip um jede Art von Fahrzeug handeln, insbesondere jedoch um ein landwirtschaftliches Fahrzeug, wie zum Beispiel einen Mähdrescher, einen Traktor oder dergleichen. Bei dem Fahrzeug kann es sich auch um ein sonstiges Geländefahrzeug oder ein militä risches Fahrzeug handeln. Unter dem Begriff„Fahrzeugsensor“ ist dabei typischer weise ein 3D-Sensor wie zum Beispiel ein Radarsensor oder ein Lidarsensor zu ver stehen. Auch eine Kamera oder ein Ultraschallsensor sind solche Fahrzeugsensoren.
Die Erfindung macht es möglich, einen oder mehrere Fahrzeugsensoren zur Erken nung von Hindernissen um das Fahrzeug herum flexibel zu positionieren, sodass die Position der Fahrzeugsensoren optimal auf eine aktuelle Höhe einer Vegetation einer landwirtschaftlichen Fläche abgestimmt ist. Dadurch wird es möglich, die Sensoren so hoch anzuordnen, dass ihr Sichtfeld gerade nicht von dem Bewuchs der landwirt schaftlichen Fläche verdeckt wird. Dadurch können Hindernisse, welche sich auf der landwirtschaftlichen Fläche befinden und aus dem Bewuchs herausragen, sicher de- tektiert werden.
Bei typischen Ausführungsformen umfasst die Sensor-Positionierungsvorrichtung eine Führungsvorrichtung und einen Sensorträger, wobei der Sensorträger geeignet ist, entlang der Führungsvorrichtung verschoben zu werden. Die Führungsvorrich tung umfasst dabei z. B. eine Schiene, auf welcher der Sensorträger hin- und herfah ren kann. Unter einem Sensorträger ist dabei eine Einrichtung zu verstehen, welche geeignet ist, einen oder mehrere Fahrzeugsensoren zu tragen beziehungsweise auf zunehmen, beispielsweise eine Platte, ein Rahmen oder dergleichen. Typischerweise ist die Führungsvorrichtung geeignet, an dem Fahrzeug befestigt zu werden.
Dadurch wird im Endeffekt eine Relativbewegung zwischen dem Fahrzeug und dem Sensorträger - und somit auch den auf dem Sensorträger montierten Fahr zeugsensoren - ermöglicht. Als Alternative zu einer Führungsvorrichtung und einem Sensorträger ist es jedoch auch möglich, dass der oder die Fahrzeugsensoren direkt bewegt werden, wobei die Sensor-Positionierungsvorrichtung dann beispielsweise eine oder mehrere Stangen, beispielsweise Teleskopstangen, umfassen kann.
Bei typischen Ausführungsformen ist die Führungsvorrichtung geeignet, derart an dem Fahrzeug befestigt zu werden, dass der Sensorträger in vertikaler Richtung ver schiebbar ist. Unter dem Begriff„vertikale Richtung“ ist dabei die Richtung gemeint, welche senkrecht auf der Fahrzeuglängsachse und senkrecht auf den Radachsen des Fahrzeugs steht. Die vertikale Richtung zeigt dabei typischerweise nach oben, wenn das Fahrzeug auf seinen Rädern steht. Eine Möglichkeit ist, dass die Füh rungsvorrichtung eine Schiene umfasst, welche in vertikaler Richtung verläuft, wenn sie am Fahrzeug montiert ist, sodass der Sensorträger in vertikaler Richtung ver schiebbar ist, sich also aufwärts und abwärts bewegen kann.
Bei typischen Ausführungsformen hat die Sensor-Positionierungsvorrichtung einen maximalen Verschubweg zwischen 400 cm und 250 cm, bevorzugt zwischen 350 cm und 250 cm, mit Vorteil zwischen 300 cm und 250 cm, typischerweise von mindes tens 250 cm. Unter dem Begriff„maximaler Verschubweg“ ist dabei der Weg zu ver stehen, um den der oder die Fahrzeugsensoren typischerweise maximal in einer Richtung, insbesondere in vertikaler Richtung, verschoben werden kann/können. Insbesondere entspricht der maximale Verschubweg einer effektiven Länge der Füh rungsvorrichtung, also dem Weg, den der Sensorträger maximal auf der Führungs vorrichtung zurücklegen kann, beziehungsweise einem Abstand zwischen einer höchsten Position und einer niedrigsten Position des Sensorträgers. Die Erfinder ha ben herausgefunden, dass ein derartiger maximaler Verschubweg besonders vorteil haft ist, weil die Bewuchshöhe auf landwirtschaftlichen Flächen häufig zwischen 10 cm und 250 cm variiert. Alternativ dazu sind jedoch auch kleinere oder größere Verschubwege möglich.
Bei typischen Ausführungsformen umfasst die Sensor-Positionierungsvorrichtung eine Höhenableseeinrichtung. Unter einer Höhenableseeinrichtung ist dabei eine Vorrichtung zu verstehen, welche es ermöglicht, eine aktuelle Höhe des Fahr zeugsensors und/oder eine aktuelle Höhe des Sensorträgers zu ermitteln. Diese Hö henableseeinrichtung ist typischerweise eine mechanische Höhenableseeinrichtung oder eine elektronische Höhenableseeinrichtung. Eine mechanische Höhenab leseeinrichtung umfasst typischerweise einen Zeiger oder dergleichen sowie eine Skala. Eine elektronische Höhenableseeinrichtung ist typischerweise geeignet, eine Höhe des Sensorträgers und/oder des Fahrzeugsensors bzw. der Fahrzeugsensoren elektronisch zu erfassen und den ermittelten Wert weiterzugeben, beispielsweise an eine Fahrzeugsteuerung. Eine Höhenableseeinrichtung hat den Vorteil, dass es so zum Beispiel möglich wird, Referenzwerte zu bilden, welche später dann zu Ver gleichszwecken herangezogen werden können. Alternativ zu einer Höhenableseein richtung ist es jedoch auch möglich, dass die Fahrzeugsensoren oder zumindest ei ner oder mehrere von ihnen selbst die jeweilige Höhe der Sensoren und/oder des Sensorträgers schätzen.
Bei typischen Ausführungsformen umfasst die Sensor-Positionierungsvorrichtung als Fahrzeugsensor(en) einen Radarsensor und/oder einen Lidarsensor und/oder eine Kamera. Solche Sensoren sind besonders vorteilhaft, um Hindernisse im Bereich des Fahrzeugs zu detektieren. Prinzipiell sind aber auch andere Sensortypen, beispiels weise Ultraschallsensoren, möglich. Ein Fahrzeug umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung eine vorgenannte Sensor-Positionierungsvorrichtung nach zumindest einem vorgenannten Ausfüh rungsbeispiel. Dabei ist das Fahrzeug bevorzugt ein landwirtschaftliches Fahrzeug. Unter einem landwirtschaftlichen Fahrzeug ist dabei ein Mähdrescher oder ein Trak tor oder dergleichen zu verstehen.
Ein Verfahren zum Positionieren eines Fahrzeugsensors mittels einer Sensor- Positionierungsvorrichtung nach einem der vorgenannten Ausführungsbeispiele, um fasst die folgenden Schritte:
- einen Startschritt, bei welchem der Fahrzeugsensor an einer höchsten Position po sitioniert wird,
- einen Herunterfahrschritt, bei welchem der Fahrzeugsensor so lange kontinuierlich heruntergefahren wird, bis eine Vegetations-Oberkante detektiert wird, und
- einen Stoppschritt, bei welchem der Fahrzeugsensor an einer Betriebsposition fi xiert wird.
Dabei ist unter der„höchsten Position“ typischerweise ein oberes Ende des Ver- schubwegs der Sensor-Positionierungsvorrichtung zu verstehen. Wenn sich zu Be ginn des Startschritts der Fahrzeugsensor beziehungsweise der Sensorträger bereits an der höchsten Position befindet, dann muss er natürlich nicht erst dort positioniert werden sondern gilt als dort positioniert. Im Rahmen des Herunterfahrschritts wird der Fahrzeugsensor dann typischerweise kontinuierlich heruntergefahren, wobei kon tinuierlich Sensordaten des Fahrzeugsensors analysiert werden, um herauszufinden, wann die Vegetations-Oberkante detektiert wird. Unter der Vegetations-Oberkante ist dabei das obere Ende eines Bewuchses einer landwirtschaftlichen Fläche zu verste hen, also beispielsweise die oberen Enden von Maispflanzen, Ähren oder Halmen. Sobald diese Vegetations-Oberkante detektiert wird, wird im Stoppschritt der Fahr zeugsensor an einer Betriebsposition fixiert. Dabei ist es möglich, dass die Betriebs position ein wenig höher als die Höhe der Vegetations-Oberkante ist, beispielweise einige Zentimeter höher, z. B. ca. 10 cm, ca. 20 cm, ca. 30cm oder ca. 40 cm. Hierzu wird dann im Stoppschritt typischerweise der Fahrzeugsensor und/oder der Sensor träger nochmals einige Zentimeter nach oben gefahren und dort arretiert. Bei typi- sehen Ausführungsformen wird der Sensorträger während des Startschritts an einer höchsten Position positioniert, anschliessend wird der Sensorträger in dem Herunter fahrschritt so lange kontinuierlich heruntergefahren, bis eine Vegetations-Oberkante detektiert wird, und anschliessend wird der Sensorträger in dem Stoppschritt an einer Betriebsposition fixiert.
Bei typischen Ausführungsformen umfasst das Verfahren einen Prüfschritt, welcher zwischen dem Herunterfahrschritt und dem Stoppschritt durchgeführt wird, wobei in dem Prüfschritt geprüft wird, ob die detektierte Vegetations-Oberkante eine Höhe hat, welche in einen erwarteten Höhenbereich fällt. Ein solcher Prüfschritt kann die Posi tionierung des Fahrzeugsensors beziehungsweise des Sensorträgers absichern. Bei spielsweise ist es möglich, dass für bestimmte Feldtypen bestimmte typische Höhen bereiche der Vegetations-Oberkante voreingestellt sind und/oder dass frühere Hö henbereiche der Vegetations-Oberkante eines speziellen Felds im Fahrzeug hinter legt sind. Fällt dann die detektierte Höhe der Vegetations-Oberkante nicht in den er warteten Höhenbereich, dann kann dies darauf hindeuten, dass bei der Positionie rung des Fahrzeugsensors oder des Sensorträgers ein Fehler aufgetreten ist, wel cher womöglich sicherheitsrelevant ist. Dieser Fehler kann dann nötigenfalls korri giert werden.
Bei typischen Ausführungsformen des Verfahrens wird ein Korrekturschritt durchge führt, wenn während des Prüfschritts festgestellt wurde, dass die detektierte Vegeta tions-Oberkante eine Höhe hat, welche nicht in den erwarteten Höhenbereich fällt. Prinzipiell sind unterschiedliche Arten von Korrekturschritten denkbar. Ein möglicher Korrekturschritt ist, dass das Verfahren zum Startschritt zurückkehrt und dann noch mals neu ausgeführt wird. Ein anderer möglicher Korrekturschritt ist, dass eine Koor dinationszentrale, von welcher aus das landwirtschaftliche Fahrzeug kontrolliert wird, über das Ergebnis des Prüfschritts informiert wird, sodass von der Koordinationszent rale aus dann überprüft werden kann, ob der Fahrzeugsensor beziehungsweise der Sensorträger korrekt positioniert ist.
Ein computerlesbares Medium umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung Computerprogrammcode zur Durchführung eines Verfahrens nach zumindest einem vorgenannten Ausführungsbeispiel. Unter dem Begriff„computerlesbares Medium“ sind dabei z. B. Festplatten und/oder Server und/oder Memorysticks und/oder Flash - Speicher und/oder DVDs und/oder Bluerays und/oder CDs zu verstehen. Zusätzlich ist unter dem Begriff„computerlesbares Medium“ auch ein Datenstrom zu verstehen, wie er beispielsweise entsteht, wenn ein Computerprogrammprodukt aus dem Inter net heruntergeladen wird.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen kurz erläutert, wobei zei gen:
Figur 1 : eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit Sensor-
Positionierungsvorrichtung in Seitenansicht,
Figur 2: eine schematische Darstellung des Fahrzeugs mit Sensor-
Positionierungsvorrichtung aus Figur 1 in Draufsicht,
Figur 3: ein Flussdiagramm eines erfindungsgemässen Verfahrens gemäss ei nes ersten Ausführungsbeispiels, und
Figur 4: ein Flussdiagramm eines erfindungsgemässen Verfahrens gemäss ei nes zweiten Ausführungsbeispiels.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs F mit Sensor- Positionierungsvorrichtung P in Seitenansicht. Das Fahrzeug F in Figur 1 ist ein landwirtschaftliches Fahrzeug, z. B. ein Traktor, welcher auf einem Feld 4 unterwegs ist. Auf dem Feld 4 befindet sich eine Vegetation 5, welche auch als Bewuchs be zeichnet werden kann. Die obere Seite der Vegetation 5 wird als Vegetations- Oberkante 6 bezeichnet. An einer Vorderseite des Fahrzeugs F ist die Sensor- Positionierungsvorrichtung P angebracht. Die Sensor-Positionierungsvorrichtung P umfasst eine Führungsvorrichtung 1 und einen Sensorträger 2. Die Führungsvorrich tung 1 ist derart ausgerichtet, dass der Sensorträger 2 auf- und abbewegt werden kann, wenn er entlang der Führungsvorrichtung 1 verschoben wird. Mit anderen Wor ten ist der Sensorträger 2 entlang der Führungsvorrichtung 1 vertikal verschiebbar. Hierbei hat der Sensorträger 2 einen maximalen Verschubweg 3, welcher in vertika ler Richtung verläuft. Wenn der Sensorträger 2 am oberen Ende des maximalen Ver- schubwegs 3 angeordnet ist, dann befindet sich der Sensorträger 2 in seiner höchs ten Position. Entsprechend befindet sich der Sensorträger 2 an seiner niedrigsten Position, wenn er am unteren Ende des maximalen Verschubwegs 3 angeordnet ist. Im in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Sensorträger 2 etwas oberhalb seiner untersten Position angeordnet. Der Sensorträger 2 umfasst einen Fahr zeugsensor (in Figur 1 nicht explizit dargestellt), welcher ein Sichtfeld 7 hat. Figur 1 lässt sich entnehmen, dass der Sensorträger 2 derart positioniert ist, dass sich eine aktuelle Betriebsposition des Fahrzeugsensors knapp oberhalb der Vegetations- Oberkante 6 befindet. Wie aus Figur 1 erkennbar ist, befindet sich das Sichtfeld 7 des Fahrzeugsensors an jeder Stelle zumindest teilweise oberhalb der Vegetations- Oberkante 6. Daher können Hindernisse, welche aus der Vegetation 5 herausragen, bei einem derart positionierten Sensorträger 2 sicher erkannt werden.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung des Fahrzeugs F mit Sensor- Positionierungsvorrichtung P aus Figur 1 in Draufsicht. Auch in Figur 2 ist erkennbar, dass die Sensor-Positionierungsvorrichtung P an einer Vorderseite des Fahrzeugs F angeordnet ist. Auch sind in Figur 2 wiederum die Führungsvorrichtung 1 sowie der Sensorträger 2 erkennbar. Ferner ist in Figur 2 erkennbar, dass die Führungsvorrich tung 1 schienenförmig ist. Auch ist in Figur 2 wiederum das Sichtfeld 7 des nicht se parat dargestellten Fahrzeugsensors gezeigt, wobei der Fahrzeugsensor auf dem Sensorträger 2 montiert ist. Der Vergleich zwischen dem Sichtfeld 7 in Figur 2 und dem Sichtfeld 7 in Figur 1 zeigt, dass ein horizontaler Sichtfeldwinkel (siehe Figur 2) bei dem genutzten Fahrzeugsensor deutlich größer ist als ein vertikaler Sichtfeldwin kel (siehe Figur 1 ).
Figur 3 zeigt ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Das Verfahren ist ein Verfahren zum Positionieren eines Fahrzeugsensors mittels einer Sensor-Positionierungsvorrichtung P. In einem Initiali sierungsschritt S1 wird das Positionierungsverfahren initialisiert. In einem Start schritt S2 wird der Sensorträger 2, welcher den zu positionierenden Fahrzeugsensor trägt, zunächst an seiner höchsten Position positioniert. Anschließend wird ein Her- unterfahrschritt S3 gestartet, bei welchem der Sensorträger 2 mit dem zu positionie renden Fahrzeugsensor so lange kontinuierlich heruntergefahren wird, bis eine Ve getations-Oberkante 6 detektiert wird. Sobald die Vegetations-Oberkante 6 detektiert wurde, wird ein Prüfschritt S4 durchgeführt. Im Rahmen des Prüfschritts S4 wird überprüft, ob die detektierte Vegetations-Oberkante 6 eine Höhe hat, welche in einen erwarteten Höhenbereich fällt. Der erwartete Höhenbereich ist dabei typischerweise ein voreingestellter Höhenbereich für das Feld 4, auf welchem sich das Fahrzeug F gerade befindet. Wird während des Prüfschritts S4 festgestellt, dass die Höhe der Vegetations-Oberkante 6 in den erwarteten Höhenbereich fällt, so wird anschließend der Stoppschritt S5 durchgeführt, bei welchem der Fahrzeugsensor in einer Betriebs position fixiert wird. Diese Betriebsposition kann dabei eine Höhe haben, welche ei nige Zentimeter oberhalb der Höhe der Vegetations-Oberkante 6 liegt. Nach dem Stoppschritt S5 wird dann automatisch ein Losfahrschritt S6 durchgeführt, bei wel chem einer Fahrzeugsteuerung mitgeteilt wird, dass nun der Fahrzeugsensor richtig positioniert ist und dass entsprechend losgefahren werden kann. Wird während des Prüfschritts S4 festgestellt, dass die detektierte Höhe der Vegetations-Oberkante 6 nicht in den erwarteten Höhenbereich fällt, so wird ein Korrekturschritt S7 durchge führt. Der Korrekturschritt S7 im in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der art, dass eine Koordinationszentrale kontaktiert wird, von welcher aus der Betrieb des Fahrzeugs F kontrolliert wird, beispielsweise von Menschen. Im Rahmen des Kon- trollschritts S7 wird dann manuell überprüft, ob die Vegetations-Oberkante 6 richtig detektiert wurde, und wenn dies der Fall ist, dann wird der Stoppschritt S5 wie be schrieben ausgeführt. Andernfalls werden durch die Koordinationszentrale entspre chende andere Schritte eingeleitet.
Figur 4 zeigt ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Im Prinzip ist das in Figur 4 gezeigte Verfahren dem in Figur 3 gezeigten Verfahren sehr ähnlich. Insbesondere umfasst auch das in Figur 4 gezeigte Verfahren die bereits für das erste Ausführungsbeispiel beschriebenen Schritte, nämlich den Initialisierungsschritt S1 , den Startschritt S2, den Herunterfahr schritt S3, den Prüfschritt S4, den Stoppschritt S5 und den Losfahrschritt S6. Der Korrekturschritt S7 ist jedoch im zweiten Ausführungsbeispiel anders ausgestaltet als im ersten Ausführungsbeispiel. Der Korrekturschritt S7 in Figur 4 besteht darin, dass bei einem negativen Ergebnis des Prüfschritts S4 automatisch zum Startschritt S2 zurückgegangen wird. Der Sensorträger 2 wird also in diesem Fall automatisch im Korrekturschritt S7 in seine höchste Position zurückgebracht, und anschließend wird der Herunterfahrschritt S3 abermals durchgeführt. Zudem umfasst das Verfahren in Figur 4 einen optionalen Neustartschritt S8. Dieser Neustartschritt S8 wird durchge führt, wenn im Herunterfahrschritt S3 keine Vegetations-Oberkante 6 detektiert wur de. In diesem Fall wird davon ausgegangen, dass ein Fehler vorliegt, und dass daher das Positionierungsverfahren nochmals neu gestartet werden soll, nämlich mit dem Startschritt S2. Alternativ wäre es auch möglich, bei einer Nicht-Detektion einer Ve getations-Oberkante 6 den Sensorträger 2 an seiner niedrigsten Position, also am unteren Ende des maximalen Verschubwegs 3, zu positionieren.
Bei typischen Ausführungsformen umfasst der Sensorträger 2 eine Mehrzahl an Fahrzeugsensoren, zum Beispiel eine Kamera und einen 3D-Sensor. Die Kamera ist dabei typischerweise geeignet, Wetterverhältnisse, Lichtverhältnisse und/oder Blick feldversperrungen zu detektieren. Der 3D-Sensor umfasst typischerweise eine Lidar- Komponente. Die Mehrzahl an Fahrzeugsensoren teilen sich typischerweise zumin dest zum Teil eine Signalverarbeitungsvorrichtung und/oder eine Signalverarbeitung der Mehrzahl an Fahrzeugsensoren wird zumindest teilweise gebündelt durchgeführt. Bei typischen Ausführungsformen teilen sich zumindest zwei Fahrzeugsensoren, z.
B. eine Kamera und ein Lidarsensor, eine gemeinsame Linse.
In typischen Ausführungsformen sind alle Fahrzeugsensoren, welche der Sensorträ ger 2 umfasst, innerhalb eines Gyroskops angeordnet, insbesondere um Auf- und- Abbewegungen des Fahrzeugs F auszugleichen und/oder zu berücksichtigen und/oder auf diese zu reagieren.
Bei typischen Ausführungsformen arbeitet die Sensor-Positionierungsvorrichtung P in einem landwirtschaftlichen Fahrzeug F mit einer Sprühvorrichtung zum Ausbringen einer Flüssigkeit, z. B. eines Wirkstoffs, zusammen. Dabei ist das Fahrzeug F typi scherweise derart ausgestaltet, dass es eine Zusammensetzung und/oder eine Dosis eines gesprühten Wirkstoffs und/oder eine Flüssigkeitsmenge auf Basis von Fahr zeugsensor-Informationen modifizieren kann. Die Fahrzeugsensor-Informationen werden dabei typischerweise von einem oder mehreren Fahrzeugsensoren des Sen sorträgers 2 abgerufen. Die Fahrzeugsensor-Informationen umfassen dabei zum Beispiel Farben und/oder Reflexionswerte und/oder andere optische Informationen betreffend eine Vegetation. Auf diese Weise kann beispielsweise bedarfsgerecht ge sprüht werden, wenn kranke und/oder schädlingsbefallene und/oder trockene Vege tation von einem Fahrzeugsensor, beispielsweise einer Kamera, erkannt wird.
Bezuqszeichen
1 Führungsvorrichtung
2 Sensorträger
3 maximaler Verschubweg
4 Feld
5 Vegetation/Bewuchs
6 Vegetations-Oberkante
7 Sichtfeld
P Sensor-Positionierungsvorrichtung
F Fahrzeug
51 Initialisierungsschritt
52 Startschritt
53 Herunterfahrschritt
54 Prüfschritt
55 Stoppschritt
56 Losfahrschritt
57 Korrekturschritt
58 Neustartschritt

Claims

Patentansprüche
1. Sensor-Positionierungsvorrichtung (P) für ein Fahrzeug (F),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Sensor-Positionierungsvorrichtung (P) geeignet ist, eine Position zumindest eines Fahrzeugsensors zu ändern, wenn die Sensor-Positionierungsvorrichtung (P) an dem Fahrzeug (F) montiert ist.
2. Sensor-Positionierungsvorrichtung (P) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Sensor-Positionierungsvorrichtung (P) eine Führungsvorrichtung (1 ) und einen Sensorträger (2) umfasst, wobei der Sensorträger (2) geeignet ist, entlang der Führungsvorrichtung (1 ) verschoben zu werden.
3. Sensor-Positionierungsvorrichtung (P) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass, die Führungsvorrichtung (1 ) geeignet ist, derart an dem Fahrzeug (F) befestigt zu werden, dass der Sensorträger (2) in vertikaler Richtung verschiebbar ist.
4. Sensor-Positionierungsvorrichtung (P) nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensor-Positionierungsvorrichtung (P) einen maximalen Verschubweg (3) zwischen 400 cm und 250 cm hat.
5. Sensor-Positionierungsvorrichtung (P) nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensor-Positionierungsvorrichtung (P) eine Höhenableseeinrichtung umfasst.
6. Sensor-Positionierungsvorrichtung (P) nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensor-Positionierungsvorrichtung (P) als Fahrzeugsensor(en) einen Radarsensor und/oder einen Lidarsensor und/oder eine Kamera umfasst.
7. Fahrzeug (F), wobei das Fahrzeug (F) bevorzugt ein landwirtschaftliches Fahrzeug ist, umfassend eine Sensor-Positionierungsvorrichtung (P) nach einem der vorherge henden Ansprüche.
8. Verfahren zum Positionieren eines Fahrzeugsensors mittels einer Sensor- Positionierungsvorrichtung (P) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Verfah ren die folgenden Schritte umfasst:
- einen Startschritt (S2), bei welchem der Fahrzeugsensor an einer höchsten Position positioniert wird,
- einen Herunterfahrschritt (S3), bei welchem der Fahrzeugsensor so lange kontinu ierlich heruntergefahren wird, bis eine Vegetations-Oberkante (6) detektiert wird,
- einen Stoppschritt (S5), bei welchem der Fahrzeugsensor an einer Betriebsposition fixiert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Verfahren einen Prüfschritt (S4) umfasst, welcher zwischen dem Herunterfahrschritt (S3) und dem Stoppschritt (S5) durchge führt wird, wobei in dem Prüfschritt (S4) geprüft wird, ob die detektierte Vegetations- Oberkante (6) eine Höhe hat, welche in einen erwarteten Höhenbereich fällt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Korrekturschritt (S7) durchgeführt wird, wenn während des Prüfschritts (S4) festgestellt wurde, dass die detektierte Vegetations-Oberkante (6) eine Höhe hat, welche nicht in den erwar teten Höhenbereich fällt.
1 1 . Computerlesbares Medium, dadurch gekennzeichnet, dass das computerlesbare Medium Computerprogrammcode zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 8 bis 10 umfasst.
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