WO2020193129A1 - Method and control device for steering an agricultural vehicle - Google Patents

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WO2020193129A1
WO2020193129A1 PCT/EP2020/056421 EP2020056421W WO2020193129A1 WO 2020193129 A1 WO2020193129 A1 WO 2020193129A1 EP 2020056421 W EP2020056421 W EP 2020056421W WO 2020193129 A1 WO2020193129 A1 WO 2020193129A1
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WO
WIPO (PCT)
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steering
agricultural vehicle
vehicle
agricultural
predetermined path
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/056421
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German (de)
French (fr)
Inventor
Tommy Ikonen
Jan-Frederik Kuhn
Roman MARTYNENKO
Original Assignee
Zf Friedrichshafen Ag
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/06—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
    • B62D7/14—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering
    • B62D7/15—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels
    • B62D7/1509—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels with different steering modes, e.g. crab-steering, or steering specially adapted for reversing of the vehicle
    • 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
    • A01B69/007—Steering or guiding of agricultural vehicles, e.g. steering of the tractor to keep the plough in the furrow
    • A01B69/008—Steering or guiding of agricultural vehicles, e.g. steering of the tractor to keep the plough in the furrow automatic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/24—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted
    • B62D1/28—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted non-mechanical, e.g. following a line or other known markers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/025—Active steering aids, e.g. helping the driver by actively influencing the steering system after environment evaluation

Definitions

  • the invention relates to a method for steering an agricultural vehicle on an agricultural area and a control device for carrying out such a method.
  • the invention also relates to an automatic steering system for an agricultural vehicle and an agricultural vehicle with such a steering system.
  • agricultural vehicles which have all-wheel steering are known.
  • a driver of such an agricultural vehicle can manually activate the all-wheel steering of the agricultural vehicle.
  • the invention relates in one aspect to a method for the automated steering of an agricultural vehicle on an agricultural area.
  • the agricultural vehicle has at least two steerable axles.
  • the steerable axles can be vehicle axles of the agricultural vehicle with steerable wheels.
  • the agricultural vehicle can have at least four steerable wheels or four-wheel steering, distributed over at least two vehicle axles.
  • the agricultural vehicle can be an agricultural or forestry machine, an agricultural or forestry device or an agricultural or forestry utility vehicle.
  • the agricultural vehicle can be an agricultural tractor, for example a tractor.
  • the agricultural vehicle can also be an agricultural work vehicle, for example a sprayer.
  • the agricultural area can be an agricultural or forestry area to be cultivated.
  • the agricultural area can have a field, a field with planted or harvested crops, a meadow or a forest.
  • the automated steering of the agricultural vehicle can include automated control of a vehicle steering system of the agricultural vehicle.
  • the Automated steering or the automated control of the vehicle steering can also include automated setting of steering angles or steering locks of the wheels of the agricultural vehicle.
  • the steering of the agricultural vehicle, the control of the vehicle steering or the setting of steering angles or steering angles can have a respective control of the at least two steerable axles of the agricultural vehicle.
  • the steering of the agricultural vehicle, the control of the vehicle steering or the setting of steering angles or steering angles can furthermore have a respective control of individual wheels of the agricultural vehicle.
  • the automated steering can include an automatic activation or deactivation of the vehicle steering.
  • the automated steering can also have an automatic activation or deactivation of at least one of the at least two steerable axles or individual wheels for steering the agricultural vehicle.
  • the method has, as a step, a pre-determination of a path on the agricultural area for automated driving of the agricultural area with the agricultural vehicle.
  • the automated steering of the agricultural vehicle on the agricultural area can have automated tracking of the agricultural vehicle.
  • the agricultural vehicle can be automatically steered or guided along or offset to the predetermined path.
  • the predetermined path can have a trajectory to be traveled (target trajectory) or lane.
  • the trajectory can be a predetermined trajectory or a trajectory recorded on the agricultural area.
  • the lane can be a predetermined lane or a lane recorded on the agricultural area.
  • the agricultural vehicle can thus advantageously be automatically steered on the agricultural area, with the steerable axles being selectively activated for this purpose.
  • the method has a determination of at least one geometric course property of the predetermined path.
  • the geometrical course property can have a curvature of the predetermined path.
  • the geometric course property can also have a slope of the predetermined path.
  • the geometric course property can be a positional course of the predetermined path.
  • the geometric course property can also be a vertical course of the predetermined path.
  • the geometrical course property can have at least one of a course or a parameter of a trajectory and a course or a parameter of a gradient of the predetermined path.
  • the geometric course property can have a geometric element of the predetermined path, for example a straight line section, an arc of a circle or a clothoid.
  • the geometric course property can also have a rising or falling ramp.
  • the method has an automated selection of at least one of the steerable axles for steering the agricultural vehicle along the predetermined path as a function of the at least one specific geometric course characteristic.
  • the automated selection can include an automated determination or stipulation of the at least one of the steerable axles for steering the agricultural vehicle along the predetermined path as a function of the at least one particular geometric course property.
  • the automated selection can thus have an automated and active selection of the at least one of the steerable axles for steering the agricultural vehicle along the predetermined path as a function of the at least one specific geometric Ver running property.
  • the automated selection can also include a preselection of the at least one of the steerable axles for further steps of the method.
  • the automated selection can also include an automated change of a current vehicle steering system.
  • an agricultural vehicle with at least two steerable axles can be steered automatically as a function of the geometry of a path to be traveled.
  • a steering mode or a steering configuration of two steerable axles of the agricultural vehicle can be selected automatically with the invention in order to automatically steer the agricultural vehicle when following a predetermined path.
  • At least one steering angle can also be automatically calculated depending on the automatic axle selection.
  • an automated selection of at least one of the steerable axles, a steering mode or a steering configuration can also be changed or changed automatically. Such changing or changing can be carried out while the agricultural vehicle is traveling. Such a change can alternatively also be carried out when the agricultural vehicle is stationary. The standstill may be necessary in order to carry out the change.
  • One embodiment of the method has, as a further step, an automated selection of two steerable axles for steering the agricultural vehicle along the predetermined path.
  • the two steerable axles can all be steerable axles of the agricultural vehicle.
  • the two steerable axles can also be two of at least three steerable axles of the agricultural vehicle.
  • the method can have, as a further step, an automated selection of a vehicle steering system with the two steerable axes for steering the agricultural vehicle along the predetermined path.
  • the automated selection of the vehicle steering system can include an automated determination or selection of the vehicle steering system with two steerable axles for steering the agricultural vehicle.
  • the vehicle steering system can have a selection of at least one of the steerable axles. If the vehicle steering has a choice of two steerable axles, it can also be determined whether the wheels of the respective axles are in opposite directions or be deflected in the same direction. The vehicle steering can be selected from a vehicle steering in opposite directions of the two steerable axles and from a vehicle steering in the same direction of the two steerable axles.
  • the wheels of a front axle of the agricultural vehicle can be (out) steered in opposite directions to wheels of a rear axle of the agricultural vehicle.
  • the wheels of the front axle of the agricultural vehicle can be deflected in the same direction as the wheels of the rear axle of the agricultural vehicle.
  • a curved section of the predetermined path can be traveled.
  • a straight section or a curved section of the predetermined path can be traveled.
  • the steering in opposite directions can also have proportional steering, synchronizing steering or delay steering.
  • proportional steering wheels on a rear axle can be deflected in opposite directions and in a certain ratio to wheels on a front axle.
  • synchronous steering wheels on a rear axle can be deflected with the same, opposite steering deflections to wheels on a front axle.
  • delay steering the wheels of the rear axle can only be deflected with a time delay when the wheels of the front axle have reached a predetermined steering angle.
  • steering in the opposite direction can be used if the vehicle has an angle error.
  • An angle error is present when an actual alignment of the vehicle deviates from the desired or ideal alignment of the vehicle, which corresponds to a target trajectory. A vehicle angle can thus be corrected by steering in the opposite direction.
  • the steering in the same direction can have crab steering.
  • dog gear steering the wheels of a front axle can move in the same (turning) direction as the wheels of a rear axle are turned and deflected.
  • the wheels of the front axle and the rear axle can be deflected parallel to each other.
  • the wheels of the rear axle can run offset to the wheels of the front axle even when driving straight ahead. The risk of tipping over on steep terrain can thus be reduced.
  • Steering in the same direction can be used, for example, if the vehicle has a lateral error.
  • the vehicle is not located laterally on the target trajectory, but there is no angle error.
  • dog gear steering can be used so that the vehicle moves on the target trajectory.
  • an angle error can occur at the same time as a lateral error.
  • alternating steering in the same direction and steering in the opposite direction can be used.
  • the respective steering mode can thus also be selected on the basis of deviations from the vehicle position and angle to the trajectory to be followed.
  • a further embodiment of the method has, as a further step, an automated selection of a vehicle steering system from a front-axle steering system, a rear-axle steering system and an all-wheel steering system. If only one steerable axle is selected in the automated selection step, the front axle steering or the rear axle steering can be selected. If at least two steerable axles are selected in the automated selection step, all-wheel steering can be selected. With the front axle steering, only wheels on one front axle of the agricultural vehicle can be deflected. With rear axle steering, only wheels on one rear axle of the agricultural vehicle can be deflected. With all-wheel steering, both the wheels of the front axle and the wheels of the rear axle of the agricultural vehicle can be deflected.
  • the wheels on the front axle and the wheels on the rear axle can be deflected in opposite directions or in the same direction. If the agricultural vehicle has more than two steerable axles, it can also be determined whether at least one further steerable axle is selected for steering the agricultural vehicle. In the step of the automated selection of the vehicle steering, a single wheel steering can also be selected.
  • the agricultural vehicle can have wheels on at least one steerable axle which can be (deflected) individually.
  • the wheels that can be individually (deflected) steered on at least one steerable axle can be (deflected) steerable independently of one another.
  • all or individual wheels of the agricultural vehicle can be (deflected) steerable individually and can be (deflected) steered independently of one another.
  • a further embodiment of the method has the further step of the automated selection of two steerable axles for steering the agricultural vehicle along the predetermined path.
  • the method has, as a further step, an automated setting of steering angles of wheels of the two steerable axles for steering the agricultural vehicle along the predetermined path.
  • Steering angles of wheels of the at least two steerable axles can be determined independently or dependent on each other.
  • Steering angles of wheels of a front axle of the agricultural vehicle can be set independently of steering angles of wheels of a rear axle of the agricultural vehicle.
  • the steering angles of the wheels on the two steerable axles can be set independently of the axis.
  • at least two of the steerable axles are selected in the step of selecting.
  • the steering angles of wheels on a vehicle axle can be set independently of one another.
  • the steering angles of wheels of one of the two steerable axles can also be set independently of the wheel.
  • at least one of the steerable axles is selected in the step of selecting.
  • the step of determining the at least one geometric progression property includes detecting the geometric progression property with a sensor system for detecting the surroundings.
  • the path can be on the farmland. At least one section of the path on the agricultural area can be detected with the surroundings detection sensor system will.
  • the geometric progression property can be derived from measurement data from the environment detection sensors.
  • the path can be a linear elevation on the agricultural area.
  • the linear elevation can be a swath, for example.
  • the path can also be an edge, a border or a channel on the agricultural area.
  • the channel can be, for example, a vehicle lane in vegetation or on a surface of the agricultural area.
  • the environment detection sensor system can have a distance-measuring sensor. Alternatively or additionally, the surroundings detection sensor system can have a camera.
  • the distance-measuring sensor can also be designed as a scanning sensor.
  • the distance-measuring sensor can be, for example, a laser scanner, a radar measuring device or an ultrasonic measuring device.
  • the laser scanner, the radar measuring device or the ultrasonic measuring device can be designed as a two-dimensional or three-dimensional scanning sensor.
  • the camera can be designed as an RGB camera or as a multispectral camera. If the environment detection sensor system has a distance measuring sensor, the path can be scanned at certain points with a recorded point cloud. If the surroundings detection sensor system has a camera as an alternative or in addition to the distance measuring sensor, the path can be recorded image-based with a camera image.
  • the step of determining the at least one geometric progression property includes deriving the geometric progression property from a geographic information system.
  • the geographic information system can have a map of the agricultural area.
  • the geographic information system can have the path.
  • the geometric progression property of the predetermined path can be queried from a database of the geographic information system.
  • the geometric progression property of the path determined in front can be determined with the geographic information system.
  • the path and the geometric progression property can therefore also be queried based on a database.
  • the step of determining the at least one geometric course property includes determining curvature information on the predetermined path.
  • the curvature information can have a curvature or a radius of the path. At least one steering angle for deflecting at least one wheel or an axle of the agricultural vehicle can be derived from the determined curvature information.
  • a further embodiment of the method has the further step of the automated selection of two steerable axles for steering the agricultural vehicle along the predetermined path. According to this embodiment, the method has a further step of comparing the determined curvature information with a predefined curvature limit value.
  • the method has, as a further step, a selection of vehicle steering in opposite directions of the two specific steerable axles if the specific curvature information is greater than the curvature limit value.
  • a corresponding all-wheel steering of the agricultural vehicle can thus be selected when a curved section of the path is to be traveled which has a curvature that is greater than the curvature limit value. In this way, a turning circle with a correspondingly small radius can be traveled. A turnaround along the path can thus advantageously be driven safely and precisely on the agricultural land.
  • the step of determining the at least one geometric course property includes determining inclination information for the predetermined path.
  • the inclination information may include a longitudinal inclination along the predetermined path.
  • the inclination information can have a transverse inclination along the predetermined path.
  • the inclination information can further comprise a three-dimensional normal vector to a terrain surface along the predetermined path.
  • the Norma lenvektor can define both a pitch and a cross slope.
  • Out the determined inclination information can be derived at least one steering angle for deflecting at least one wheel or an axle of the agricultural vehicle. When deriving at least one steering angle, an orientation of the agricultural vehicle on the agricultural area relative to the path and its inclination information can be taken into account.
  • a further embodiment of the method has the further step of the automated selection of two steerable axles for steering the agricultural vehicle along the predetermined path.
  • the method has a further step of comparing the determined inclination information with a predefined inclination information limit value. The inclination
  • the information limit can have a bank limit.
  • the inclination information limit value can have a longitudinal inclination limit value.
  • the method has, as a further step, selecting vehicle steering in the same direction for the two specific steerable axles if the specific inclination information is greater than the inclination information limit value.
  • a corresponding all-wheel steering of the agricultural vehicle can thus be selected when an inclined section of the path is to be traveled which has inclination information that is greater than the inclination information limit value.
  • crab steering can thus be selected in an advantageous manner, which enables a straight section of the predetermined path to be traveled on a slope.
  • a slope can thus advantageously be traversed safely and precisely perpendicular to a fall line. Slipping on a slope can be avoided in an advantageous manner. Slipping on a slope can thus also be counteracted in an advantageous manner.
  • an operator of the agricultural vehicle can interact when performing at least one of the steps of the method. Interacting by the operator can include triggering the steps of the method. Interaction by the operator can also be confirmation of have performed steps of the method. Furthermore, an interaction of the operator can comprise an enabling of at least one of the steps of the method, for example the step of the automated selection or the step of the automated determination.
  • the operator can be a driver or an operator of the agricultural vehicle who can remotely control the agricultural vehicle.
  • an operator can manually carry out each step that is not to be carried out automatically and can manually change a step that is to be carried out automatically.
  • the invention relates to a control device for performing the steps of the method according to the preceding aspect.
  • the control device can carry out the steps of the method at least partially automatically.
  • the control device has an interface for reading in a predetermined path for the automated driving of the agricultural area with the agricultural vehicle.
  • the control device also has a determination unit for determining at least one geometric course property of the predetermined path.
  • the control device also has a selection unit for the automated selection of at least one of the steerable axles for steering the agricultural vehicle along the predetermined path as a function of the determined at least one geometric course property.
  • the invention relates in a further aspect to an automatic steering system for an agricultural vehicle.
  • the automatic steering system has at least two steerable axles which can be arranged on the agricultural vehicle for steering the agricultural vehicle.
  • the automatic steering system can therefore be an automatically steerable axle system for an agricultural vehicle.
  • the automatic steering system also has a control device according to the preceding aspect.
  • the automatic steering system has surroundings detection sensors.
  • the environment detection sensor system is with the determination unit for Determination of the at least one geometric progression property of the control device connected.
  • the surroundings detection sensors are the described surroundings detection sensors.
  • the automatic steering system can have a geographic information system.
  • the geographic information system can be connected to the determination unit for determining the at least one geometrical characteristic of the control device.
  • the geo information system is the geo information system described.
  • the invention relates in a further aspect to an agricultural vehicle which has an automated steering system according to the preceding aspect for the automated steering of the agricultural vehicle on an agricultural area.
  • the agricultural vehicle is the agricultural vehicle described.
  • Fig. 1 shows a plan view of an agricultural vehicle with an automatic steering system and a control device in a respective Austre approximate form of the invention to explain a method for automated steering of the agricultural vehicle on an agricultural area in one embodiment of the invention.
  • FIG 2 shows the agricultural vehicle with an automatically fixed front axle steering to further explain the method.
  • Fig. 3 shows the agricultural vehicle with an automatically fixed rear axle steering to further explain the method.
  • Fig. 4 shows the agricultural vehicle with an automated fixed ge contrarian all-wheel steering to further explain the method.
  • FIG. 5 shows the agricultural vehicle with an automatically established, identical all-wheel steering for further explanation of the method.
  • Fig. 6 shows the agricultural vehicle with an automatically determined single wheel steering to further explain the method.
  • Fig. 7 shows the agricultural vehicle with a further automated fixed th single wheel steering to further explain the method.
  • Fig. 8 shows a flowchart with method steps of the method for the automated steering of an agricultural vehicle on an agricultural area in one embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows an agricultural vehicle 10 on an agricultural area 2.
  • the agricultural vehicle 10 has a front axle 20 as a first steerable axle.
  • the agricultural vehicle 10 has a rear axle 30 as a second steerable axle.
  • the front axle 20 has a right front wheel 22 and a left front wheel 24.
  • the rear axle 30 has a right rear wheel 32 and a left rear wheel 34.
  • the agricultural vehicle 10 has a (vehicle) reference point 1 5, ent long which the agricultural vehicle 10 drives along a path 5 on the agricultural area 2.
  • the agricultural vehicle 10 moves starting from the reference point 15 in a direction of travel 11 of the agricultural vehicle 10 on the agricultural area 2.
  • the agricultural vehicle 10 is currently moving along a straight section of the path 5 and onto a future headland 3 of the path 5 to.
  • the agricultural vehicle 10 has a control device 100 which is connected to the front axle 20 and the rear axle 30 for steering the agricultural vehicle 10.
  • the control device 100 is connected to the front axle 20 via a controller (not shown in FIG. 1) and to the rear axle 30 via a controller (not shown in FIG. 1).
  • the control device 100 is connected to a geographic information system 6 and a surrounding area sensor system 12, which in the embodiment shown are both arranged on the agricultural vehicle 10.
  • the geometric course of the path 5 is optionally determined with the geographic information system 6 and the surroundings detection sensor system 12.
  • the path 5 is optionally read into the control device 100 from measurement data from the surroundings detection sensor system 12 or from data from the geographic information system 6 via a read-in interface 102 for the automated steering of the agricultural vehicle 10 along the path 5.
  • a geometric course property of the path 5, in the embodiment shown the headland 3, is determined in the control device 100 with a determination unit 104.
  • the control device 100 selects at least one of the two axes 20, 30 with which the agricultural vehicle 10 is to be steered along the path 5 as a function of the geometric course property.
  • the agricultural vehicle 10 has an automatic steering system 200 which has the two axles 20, 30 and the control device 100.
  • the automatic cal steering system 200 also has the surroundings detection sensor system 1 2 and the geographic information system 6.
  • FIG. 2 shows the agricultural vehicle 10 when driving along a left-curved section of a path 5.
  • a front axle steering 21 has been automatically established by the control device 100 for driving along the path 5.
  • the wheels 22, 24 of the front axle 20 are deflected to the left in the direction of travel 11 of the agricultural vehicle 10.
  • the inside left front wheel 24 is deflected more than the outside right front wheel 22.
  • the inside turning circle 18 of the turning inside wheels 24, 34 has a smaller turning radius than the outside turning circle 16 of the outside turning wheels 22, 32.
  • the front wheel 24 is greater than the steering angle 23 of the right front wheel 22.
  • the rear axle 30 cannot be steered with the fixed front axle steering 21.
  • the rear wheels 32, 34 thus have no steering locks 33, 35.
  • FIG. 3 shows the agricultural vehicle 10 also when driving a left-curved section of a path 5.
  • a rear axle kung 31 has been set automatically by the control device 100.
  • the wheels 32, 34 of the rear axle 30 are deflected in the direction of travel 1 1 of the agricultural vehicle 10 to the right.
  • the inside left rear wheel 34 is deflected more than the outside right rear wheel 32.
  • the inside track circle 18 of the inside wheels 24, 34 has a smaller turning radius than the outside track 16 of the outside wheels 22, 32.
  • the steering angle 35 des
  • the left rear wheel 34 is greater than the steering angle 33 of the right rear wheel 32.
  • the front axle 20 cannot be steered with the fixed rear axle steering 31.
  • the front wheels 22, 24 have no steering locks 23, 25.
  • FIG. 4 shows the agricultural vehicle 10 also when driving along a section of a path 5 curved to the left.
  • an all-wheel steering 41 has been automatically established by the control device 100.
  • the all-wheel steering system 41 has a vehicle steering system 40 in opposite directions.
  • the wheels 22, 24 of the front axle 20 are deflected in the direction of travel 1 1 of the agricultural vehicle 10 to the left.
  • the inside left front wheel 24 is deflected more than the outside right front wheel 22.
  • the steering angle 25 of the left front wheel 24 is greater than the steering angle 23 of the right front wheel 22.
  • the wheels 32, 34 of the rear axle 30 are in the direction of travel 1 1 of the agricultural vehicle 10 deflected to the right.
  • the inside left rear wheel 34 is deflected more than the outside right rear wheel 32.
  • the steering angle 35 of the left rear wheel 34 is greater than the steering angle 33 of the right rear wheel 32.
  • the inner track circle 18 of the inside wheels 24, 34 has a smaller turning circle radius than the outer turning circle 16 of the outside wheels 22, 32.
  • the front axle 20 and the rear axle 30 is steerable with the fixed all-wheel steering 41. All wheels 22, 24, 32, 34 have steering locks 23, 25, 33, 35.
  • FIG. 5 shows the agricultural vehicle 10 when driving along a straight section of a path 5.
  • a crab steering 51 has been automatically established by the control device 100.
  • the crab steering 51 has a vehicle steering 50 in the same direction.
  • the wheels 22, 24 of the front axle 20 are steered out in the direction of travel 1 1 of the agricultural vehicle 10 to the right.
  • the left front wheel 24 is deflected like the right front wheel 22.
  • the steering angle 25 of the left front wheel 24 is equal to the steering angle 23 of the right front wheel 22.
  • the wheels 32, 34 of the rear axle 30 are also deflected to the right in the direction of travel 11 of the agricultural vehicle 10.
  • the left rear wheel 34 is deflected like the right rear wheel 32.
  • the steering angle 35 of the left rear wheel 34 is equal to the steering angle 33 of the right rear wheel 32.
  • the front axle 20 and the rear axle 30 is steerable in the fixed crab steering 51. All wheels 22, 24, 32, 34 have the same Lenkeinschlä ge 23, 25, 33, 35 on.
  • FIG. 6 shows the agricultural vehicle 10 rotating about its reference point 15.
  • a single-wheel steering 61 has been set automatically by the control device 100 for rotating.
  • the right front wheel 22 of the front axle 20 is deflected to the left with a steering angle 23 '.
  • the left front wheel 24 of the front axle 20 is deflected to the right with a steering angle 25 '.
  • the right rear wheel 32 of the rear axle 30 is deflected to the right with a steering angle 33 '.
  • the left rear wheel 34 of the rear axle 30 is deflected to the left with a steering deflection 35 '.
  • the wheels 22, 24, 32, 34 move along a common track circle 16.
  • the steering deflections 23 ‘, 25‘, 33 ‘, 35 ' are approximately the same amount in the embodiment of the single wheel steering 61 shown.
  • FIG. 7 shows the agricultural vehicle 10 turning around the left rear wheel 34.
  • a single wheel steering 61 has been automatically set by the control device 100.
  • the right front wheel 22 of the front axle 20 is deflected to the left with a steering angle 23 '.
  • the left front wheel 24 of the front axle 20 is also deflected to the left with a steering angle 25 ', which is greater than the steering angle 23' of the right front wheel 22.
  • the right rear wheel 32 and the left rear wheel 34 of the rear axle 30 are each not with one
  • method steps S1 to S5 are shown in a chronological sequence for carrying out the method for the automated steering of the agricultural vehicle 10 on the agricultural area 2.
  • a path is predetermined.
  • the path 5 on the agricultural area 2 is predetermined.
  • the course properties are determined.
  • a geometric course of the path 5 predetermined in the first step S1 is determined.
  • the second step S2 has, as a first sub-step S2a, a history property acquisition with the surroundings acquisition sensor system 12 of the agricultural vehicle 10.
  • the second step S2 has, as a second substep S2b, a progression property derivation with the geographic information system 6.
  • the substeps S2a and S2b are executed in parallel or alternatively in order to determine a geometric course of the path 5.
  • a third step S3 an axis is selected. At least one of the axles 20, 30 is selected automatically for steering the agricultural vehicle 10 along the predetermined path 5 as a function of the geometric course property of the path 5 determined in the second step S2.
  • the vehicle steering is specified. In this fourth step, it is determined whether the agricultural vehicle 10 should have the front axle steering 21 shown in FIG. 2, the rear axle steering 31 shown in FIG. 3, the all-wheel steering 41 shown in FIG. 4 or the crab steering 51 shown in FIG. In the fourth step S4, it is also determined whether the agricultural vehicle 10 is to have the individual wheel steering 61 shown in FIGS. 6 or 7.
  • a fifth step S5 the usable area is inspected.
  • the agricultural area 2 is driven along the path 5 with the vehicle steering set in the fourth step. Refers to agricultural land

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Abstract

The invention relates to a method for the automatic steering of an agricultural vehicle on agricultural acreage. The agricultural vehicle has at least two steerable axles. A route for the automatic travel of the agricultural vehicle over the agricultural acreage is predefined. A geometrical course characteristic of the predefined route is also determined. At least one steerable axle of the the agricultural vehicle is automatically selected in accordance with the geometrical course characteristic. The invention also relates to a control device for carrying out a method of this type, to an automatic steering system comprising two steerable axles and a control device of this type, and to an agricultural vehicle comprising an automatic steering system of this type.

Description

Verfahren und Steuereinrichtung zum Lenken eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs Method and control device for steering an agricultural vehicle
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lenken eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche und eine Steuereinrichtung zum Durchführen eines derartigen Verfahrens. Die Erfindung betrifft zudem ein automatisches Lenkungs system für ein landwirtschaftliches Fahrzeug und ein landwirtschaftliches Fahrzeug mit einem derartigen Lenkungssystem. The invention relates to a method for steering an agricultural vehicle on an agricultural area and a control device for carrying out such a method. The invention also relates to an automatic steering system for an agricultural vehicle and an agricultural vehicle with such a steering system.
In der Landmaschinentechnik sind landwirtschaftliche Fahrzeuge, welche eine Allrad lenkung aufweisen, bekannt. Ein Fahrer eines derartigen landwirtschaftlichen Fahr zeugs kann die Allradlenkung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs manuell aktivieren. In agricultural machine technology, agricultural vehicles which have all-wheel steering are known. A driver of such an agricultural vehicle can manually activate the all-wheel steering of the agricultural vehicle.
Die Erfindung bezieht sich in einem Aspekt auf ein Verfahren zum automatisierten Len ken eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche. Das landwirtschaftliche Fahrzeug weist mindestens zwei lenkbare Achsen auf. Bei den lenk baren Achsen kann es sich um Fahrzeugachsen des landwirtschaftlichen Fahrzeugs mit lenkbaren Rädern handeln. Das landwirtschaftliche Fahrzeug kann mindestens vier lenkbare Räder beziehungsweise eine Vier-Rad-Lenkung, verteilt auf mindestens zwei Fahrzeugachsen, aufweisen. The invention relates in one aspect to a method for the automated steering of an agricultural vehicle on an agricultural area. The agricultural vehicle has at least two steerable axles. The steerable axles can be vehicle axles of the agricultural vehicle with steerable wheels. The agricultural vehicle can have at least four steerable wheels or four-wheel steering, distributed over at least two vehicle axles.
Bei dem landwirtschaftlichen Fahrzeug kann es sich um eine landwirtschaftliche oder forstwirtschaftliche Maschine, ein landwirtschaftliches oder forstwirtschaftliches Gerät oder ein landwirtschaftliches oder forstwirtschaftliches Nutzfahrzeug handeln. Es kann sich bei dem landwirtschaftlichen Fahrzeug um ein landwirtschaftliches Zugfahrzeug handeln, beispielsweise um einen Traktor. Es kann sich bei dem landwirtschaftlichen Fahrzeug auch um ein landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug handeln, beispielsweise um einen Sprayer. Bei der landwirtschaftlichen Nutzfläche kann es sich um eine zu bewirt schaftende landwirtschaftliche oder forstwirtschaftliche Fläche handeln. Beispielsweise kann die landwirtschaftliche Nutzfläche ein Acker, ein Feld mit angepflanzten oder ab geernteten Nutzpflanzen, eine Wiese oder einen Wald aufweisen. The agricultural vehicle can be an agricultural or forestry machine, an agricultural or forestry device or an agricultural or forestry utility vehicle. The agricultural vehicle can be an agricultural tractor, for example a tractor. The agricultural vehicle can also be an agricultural work vehicle, for example a sprayer. The agricultural area can be an agricultural or forestry area to be cultivated. For example, the agricultural area can have a field, a field with planted or harvested crops, a meadow or a forest.
Das automatisierte Lenken des landwirtschaftlichen Fahrzeugs kann ein automatisiertes Steuern von einer Fahrzeuglenkung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs aufweisen. Das automatisierte Lenken beziehungsweise das automatisierte Steuern der Fahrzeuglen kung kann ferner ein automatisiertes Einstellen von Lenkwinkeln oder Lenkeinschlägen von Rädern des landwirtschaftlichen Fahrzeugs aufweisen. Das Lenken des landwirt schaftlichen Fahrzeugs, das Steuern der Fahrzeuglenkung oder das Einstellen von Lenkwinkeln oder Lenkeinschlägen kann ein jeweiliges Steuern von den mindestens zwei lenkbaren Achsen des landwirtschaftlichen Fahrzeugs aufweisen. Das Lenken des landwirtschaftlichen Fahrzeugs, das Steuern der Fahrzeuglenkung oder das Einstellen von Lenkwinkeln oder Lenkeinschlägen kann ferner ein jeweiliges Steuern von einzel nen Rädern des landwirtschaftlichen Fahrzeugs aufweisen. The automated steering of the agricultural vehicle can include automated control of a vehicle steering system of the agricultural vehicle. The Automated steering or the automated control of the vehicle steering can also include automated setting of steering angles or steering locks of the wheels of the agricultural vehicle. The steering of the agricultural vehicle, the control of the vehicle steering or the setting of steering angles or steering angles can have a respective control of the at least two steerable axles of the agricultural vehicle. The steering of the agricultural vehicle, the control of the vehicle steering or the setting of steering angles or steering angles can furthermore have a respective control of individual wheels of the agricultural vehicle.
Das automatisierte Lenken kann ein automatischen Aktivieren oder Deaktivieren der Fahrzeuglenkung aufweisen. Das automatisierte Lenken kann auch ein automatisches Aktivieren oder Deaktivieren von mindestens einer der mindestens zwei lenkbaren Ach sen beziehungsweise einzelner Räder zum Lenken des landwirtschaftlichen Fahrzeugs aufweisen. The automated steering can include an automatic activation or deactivation of the vehicle steering. The automated steering can also have an automatic activation or deactivation of at least one of the at least two steerable axles or individual wheels for steering the agricultural vehicle.
Das Verfahren weist als einen Schritt ein Vorbestimmen von einem Pfad auf der land wirtschaftlichen Nutzfläche zum automatisierten Befahren der landwirtschaftlichen Nutz fläche mit dem landwirtschaftlichen Fahrzeug auf. The method has, as a step, a pre-determination of a path on the agricultural area for automated driving of the agricultural area with the agricultural vehicle.
Das automatisierte Lenken des landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf der landwirtschaftli chen Nutzfläche kann eine automatisierte Spurführung des landwirtschaftlichen Fahr zeugs aufweisen. Das landwirtschaftliche Fahrzeug kann entlang oder versetzt zu dem vorbestimmten Pfad automatisiert gelenkt beziehungsweise geführt werden. Der vorbe stimmte Pfad kann eine abzufahrende Trajektorie (Soll-Trajektorie) oder Fahrspur auf weisen. Bei der Trajektorie kann es sich um eine vorbestimmte Trajektorie oder um eine auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche erfasste Trajektorie handeln. The automated steering of the agricultural vehicle on the agricultural area can have automated tracking of the agricultural vehicle. The agricultural vehicle can be automatically steered or guided along or offset to the predetermined path. The predetermined path can have a trajectory to be traveled (target trajectory) or lane. The trajectory can be a predetermined trajectory or a trajectory recorded on the agricultural area.
Bei der Fahrspur kann es sich um eine vorbestimmte Fahrspur oder um eine auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche erfasste Fahrspur handeln. Das landwirtschaftliche Fahrzeug kann so in vorteilhafter Weise automatisch auf der landwirtschaftlichen Nutz fläche gelenkt werden, wobei die lenkbaren Achsen hierfür selektiv aktiviert werden können. Das Verfahren weist als einen weiteren Schritt ein Bestimmen von mindestens einer geometrischen Verlaufseigenschaft des vorbestimmten Pfads auf. The lane can be a predetermined lane or a lane recorded on the agricultural area. The agricultural vehicle can thus advantageously be automatically steered on the agricultural area, with the steerable axles being selectively activated for this purpose. As a further step, the method has a determination of at least one geometric course property of the predetermined path.
Die geometrische Verlaufseigenschaft kann eine Krümmung des vorbestimmten Pfads aufweisen. Die geometrische Verlaufseigenschaft kann auch eine Neigung des vorbe stimmten Pfads aufweisen. Bei der geometrischen Verlaufseigenschaft kann es sich um einen lagemäßigen Verlauf des vorbestimmten Pfads handeln. Bei der geometrischen Verlaufseigenschaft kann es sich auch um einen höhenmäßigen Verlauf des vorbe stimmten Pfads handeln. Die geometrische Verlaufseigenschaft kann mindestens eines von einem Verlauf oder einem Parameter von einer Trajektorie und einem Verlauf oder einem Parameter von einer Gradiente des vorbestimmten Pfads aufweisen. Die geo metrische Verlaufseigenschaft kann ein geometrisches Element des vorbestimmten Pfads, beispielsweise einen Geradenabschnitt, einen Kreisbogen oder eine Klothoide aufweisen. Die geometrische Verlaufseigenschaft kann auch eine steigende oder fal lende Rampe aufweisen. The geometrical course property can have a curvature of the predetermined path. The geometric course property can also have a slope of the predetermined path. The geometric course property can be a positional course of the predetermined path. The geometric course property can also be a vertical course of the predetermined path. The geometrical course property can have at least one of a course or a parameter of a trajectory and a course or a parameter of a gradient of the predetermined path. The geometric course property can have a geometric element of the predetermined path, for example a straight line section, an arc of a circle or a clothoid. The geometric course property can also have a rising or falling ramp.
Das Verfahren weist als einen weiteren Schritt ein automatisiertes Auswählen von min destens einer der lenkbaren Achsen zum Lenken des landwirtschaftlichen Fahrzeugs entlang des vorbestimmten Pfads in Abhängigkeit der mindestens einen bestimmten geometrischen Verlaufseigenschaft auf. As a further step, the method has an automated selection of at least one of the steerable axles for steering the agricultural vehicle along the predetermined path as a function of the at least one specific geometric course characteristic.
Das automatisierte Auswählen kann ein automatisiertes Bestimmen oder Festlegen von der mindestens einen der lenkbaren Achsen zum Lenken des landwirtschaftlichen Fahrzeugs entlang des vorbestimmten Pfads in Abhängigkeit der mindestens einen be stimmten geometrischen Verlaufseigenschaft aufweisen. Das automatisierte Auswählen kann somit ein automatisiertes und aktives Auswählen von der mindestens einen der lenkbaren Achsen zum Lenken des landwirtschaftlichen Fahrzeugs entlang des vorbe stimmten Pfads in Abhängigkeit der mindestens einen bestimmten geometrischen Ver laufseigenschaft aufweisen. Das automatisierte Auswählen kann ferner eine Voraus wahl von der mindestens einen der lenkbaren Achsen für weitere Schritte des Verfah rens aufweisen. Das automatisierte Auswählen kann auch ein automatisiertes Wech seln einer aktuellen Fahrzeuglenkung aufweisen. Im Rahmen der Erfindung kann ein landwirtschaftliches Fahrzeug mit mindestens zwei lenkbaren Achsen in Abhängigkeit von einer Geometrie eines abzufahrenden Pfads au tomatisiert gelenkt werden. Ein Lenkmodus beziehungsweise eine Lenkkonfiguration von zwei lenkbaren Achsen des landwirtschaftlichen Fahrzeugs kann hierfür mit der Erfindung automatisiert ausgewählt werden, um das landwirtschaftliche Fahrzeug beim Abfahren eines vorbestimmten Pfads automatisch zu lenken. Mindestens ein Lenkwin kel kann in Abhängigkeit der automatischen Achswahl ebenfalls automatisiert berechnet werden. Beim Folgen des Pfads kann eine automatisierte Auswahl von mindestens ei ner der lenkbaren Achsen, ein Lenkmodus oder eine Lenkkonfiguration zudem automa tisiert geändert oder gewechselt werden. Ein derartiges Ändern oder Wechseln kann während einer Fahrt des landwirtschaftlichen Fahrzeugs ausgeführt werden. Ein derar tiges Ändern kann alternativ dazu auch im Stillstand des landwirtschaftlichen Fahrzeugs durchgeführt werden. Der Stillstand kann erforderlich sein, um das Ändern durchzufüh ren. The automated selection can include an automated determination or stipulation of the at least one of the steerable axles for steering the agricultural vehicle along the predetermined path as a function of the at least one particular geometric course property. The automated selection can thus have an automated and active selection of the at least one of the steerable axles for steering the agricultural vehicle along the predetermined path as a function of the at least one specific geometric Ver running property. The automated selection can also include a preselection of the at least one of the steerable axles for further steps of the method. The automated selection can also include an automated change of a current vehicle steering system. In the context of the invention, an agricultural vehicle with at least two steerable axles can be steered automatically as a function of the geometry of a path to be traveled. For this purpose, a steering mode or a steering configuration of two steerable axles of the agricultural vehicle can be selected automatically with the invention in order to automatically steer the agricultural vehicle when following a predetermined path. At least one steering angle can also be automatically calculated depending on the automatic axle selection. When following the path, an automated selection of at least one of the steerable axles, a steering mode or a steering configuration can also be changed or changed automatically. Such changing or changing can be carried out while the agricultural vehicle is traveling. Such a change can alternatively also be carried out when the agricultural vehicle is stationary. The standstill may be necessary in order to carry out the change.
Eine Ausführungsform des Verfahrens weist als einen weiteren Schritt ein automatisier tes Auswählen von zwei lenkbaren Achsen zum Lenken des landwirtschaftlichen Fahr zeugs entlang des vorbestimmten Pfads auf. Die zwei lenkbaren Achsen können alle lenkbaren Achsen des landwirtschaftlichen Fahrzeugs sein. Die zwei lenkbaren Achsen können auch zwei von mindestens drei lenkbaren Achsen des landwirtschaftlichen Fahrzeugs sein. One embodiment of the method has, as a further step, an automated selection of two steerable axles for steering the agricultural vehicle along the predetermined path. The two steerable axles can all be steerable axles of the agricultural vehicle. The two steerable axles can also be two of at least three steerable axles of the agricultural vehicle.
Gemäß dieser Ausführungsform kann das Verfahren als einen weiteren Schritt ein au tomatisiertes Auswählen von einer Fahrzeuglenkung mit den zwei lenkbaren Achsen zum Lenken des landwirtschaftlichen Fahrzeugs entlang des vorbestimmten Pfads auf weisen. Das automatisierte Auswählen von der Fahrzeuglenkung kann ein automatisier tes Bestimmen oder Auswählen von der Fahrzeuglenkung mit zwei lenkbaren Achsen zum Lenken des landwirtschaftlichen Fahrzeugs aufweisen. According to this embodiment, the method can have, as a further step, an automated selection of a vehicle steering system with the two steerable axes for steering the agricultural vehicle along the predetermined path. The automated selection of the vehicle steering system can include an automated determination or selection of the vehicle steering system with two steerable axles for steering the agricultural vehicle.
Die Fahrzeuglenkung kann eine Auswahl von mindestens einer der lenkbaren Achsen aufweisen. Weist die Fahrzeuglenkung eine Auswahl von zwei lenkbaren Achsen auf, kann zudem festgelegt werden, ob die Räder der jeweiligen Achsen gegensinnig oder gleichsinnig (aus-)gelenkt werden. Die Fahrzeuglenkung kann aus einer gegensinnigen Fahrzeuglenkung der zwei lenkbaren Achsen und aus einer gleichsinnigen Fahrzeug lenkung der zwei lenkbaren Achsen ausgewählt werden. The vehicle steering system can have a selection of at least one of the steerable axles. If the vehicle steering has a choice of two steerable axles, it can also be determined whether the wheels of the respective axles are in opposite directions or be deflected in the same direction. The vehicle steering can be selected from a vehicle steering in opposite directions of the two steerable axles and from a vehicle steering in the same direction of the two steerable axles.
Bei der gegensinnigen Fahrzeuglenkung und bei der gleichsinnigen Fahrzeuglenkung kann es sich jeweils um verschiedene Lenkmodi von einer Allradlenkung des landwirt schaftlichen Fahrzeugs handeln. Bei der gegensinnigen Fahrzeuglenkung können die Räder von einer Vorderachse des landwirtschaftlichen Fahrzeugs gegensinnig zu Rä dern von einer Hinterachse des landwirtschaftlichen Fahrzeugs (aus-)gelenkt werden. Bei der gleichsinnigen Fahrzeuglenkung können Räder der Vorderachse des landwirt schaftlichen Fahrzeugs gleichsinnig zu Rädern der Hinterachse des landwirtschaftlichen Fahrzeugs ausgelenkt werden. Mit der gegensinnigen Fahrzeuglenkung kann ein ge krümmter Abschnitt des vorbestimmten Pfads abgefahren werden. Mit der gleichsinni gen Fahrzeuglenkung kann ein geradliniger Abschnitt oder ein gekrümmter Abschnitt des vorbestimmten Pfads abgefahren werden. When steering the vehicle in the opposite direction and steering the vehicle in the same direction, there can be different steering modes for all-wheel steering of the agricultural vehicle. With vehicle steering in opposite directions, the wheels of a front axle of the agricultural vehicle can be (out) steered in opposite directions to wheels of a rear axle of the agricultural vehicle. With the vehicle steering in the same direction, the wheels of the front axle of the agricultural vehicle can be deflected in the same direction as the wheels of the rear axle of the agricultural vehicle. With the vehicle steering in opposite directions, a curved section of the predetermined path can be traveled. With the vehicle steering in the same direction, a straight section or a curved section of the predetermined path can be traveled.
Die gegensinnigen Lenkung kann ferner eine Proportionallenkung, eine Gleichlauflen kung oder eine Verzögerungslenkung aufweisen. Bei der Proportionallenkung können Räder einer Hinterachse gegensinnig und in einem bestimmten Verhältnis zu Rädern einer Vorderachse ausgelenkt werden. Bei der Gleichlauflenkung können Räder einer Hinterachse mit gleichen, gegensinnigen Lenkausschlägen zu Rädern einer Vorderach se ausgelenkt werden. Bei der Verzögerungslenkung können Räder der Hinterachse erst dann zeitlich verzögert ausgelenkt werden, wenn Räder der Vorderachse einen vorbestimmten Lenkeinschlag erreicht haben. The steering in opposite directions can also have proportional steering, synchronizing steering or delay steering. With proportional steering, wheels on a rear axle can be deflected in opposite directions and in a certain ratio to wheels on a front axle. In the case of synchronous steering, wheels on a rear axle can be deflected with the same, opposite steering deflections to wheels on a front axle. In the case of delay steering, the wheels of the rear axle can only be deflected with a time delay when the wheels of the front axle have reached a predetermined steering angle.
Beispielsweise kann die gegensinnige Lenkung eingesetzt werden, wenn das Fahrzeug einen Winkelfehler aufweist. Ein Winkelfehler liegt dann vor, wenn eine tatsächliche Ausrichtung des Fahrzeugs abweicht von der gewünschten oder idealen Ausrichtung des Fahrzeugs, welche mit einer Soll-Trajektorie korrespondiert. Durch die gegensinni ge Lenkung kann somit ein Fahrzeugwinkel korrigiert werden. For example, steering in the opposite direction can be used if the vehicle has an angle error. An angle error is present when an actual alignment of the vehicle deviates from the desired or ideal alignment of the vehicle, which corresponds to a target trajectory. A vehicle angle can thus be corrected by steering in the opposite direction.
Die gleichsinnige Lenkung kann eine Hundeganglenkung aufweisen. Bei der Hunde ganglenkung können die Räder einer Vorderachse in die gleiche (Dreh-)Richtung wie die Räder einer Hinterachse eingeschlagen und ausgelenkt werden. Die Räder der Vor derachse und der Hinterachse können so parallel zueinander ausgelenkt werden. Fer ner können die Räder der Hinterachse so auch bei einer Geradeausfahrt versetzt zu den Rädern der Vorderachse laufen. Ein Kippgefahr in steilem Gelände kann so redu ziert werden. The steering in the same direction can have crab steering. With dog gear steering, the wheels of a front axle can move in the same (turning) direction as the wheels of a rear axle are turned and deflected. The wheels of the front axle and the rear axle can be deflected parallel to each other. Furthermore, the wheels of the rear axle can run offset to the wheels of the front axle even when driving straight ahead. The risk of tipping over on steep terrain can thus be reduced.
Die gleichsinnige Lenkung kann beispielsweise eingesetzt werden, wenn das Fahrzeug einen Lateralfehler aufweist. Dabei befindet sich das Fahrzeug lateral nicht auf der Soll- Trajektorie, allerdings ist kein Winkelfehler vorhanden. In diesem Fall kann die Hunde ganglenkung genutzt werden, so dass das Fahrzeug sich auf der Soll -Trajektorie be wegt. Selbstverständlich kann ein Winkelfehler gleichzeitig mit einem Lateralfehler auf- treten. In diesem Fall kann ein abwechselndes gleichsinniges Lenken und gegensinni ges Lenken eingesetzt werden. Somit kann der jeweilige Lenkmodus auch aufgrund von Abweichungen von Fahrzeugposition und Winkel zur abzufahrenden Trajektorie gewählt werden. Steering in the same direction can be used, for example, if the vehicle has a lateral error. The vehicle is not located laterally on the target trajectory, but there is no angle error. In this case, dog gear steering can be used so that the vehicle moves on the target trajectory. Of course, an angle error can occur at the same time as a lateral error. In this case, alternating steering in the same direction and steering in the opposite direction can be used. The respective steering mode can thus also be selected on the basis of deviations from the vehicle position and angle to the trajectory to be followed.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens weist als einen weiteren Schritt ein au tomatisiertes Auswählen von einer Fahrzeuglenkung aus einer Vorderachslenkung, ei ner Hinterachslenkung und einer Allradlenkung auf. Wird im Schritt des automatisierten Auswählens nur eine lenkbare Achse ausgewählt, kann die Vorderachslenkung oder die Hinterachslenkung ausgewählt werden. Werden im Schritt des automatisierten Auswäh lens mindestens zwei lenkbare Achsen ausgewählt, kann die Allradlenkung ausgewählt werden. Bei der Vorderachslenkung können allein Räder auf einer Vorderachse des landwirtschaftlichen Fahrzeugs ausgelenkt werden. Bei der Hinterachslenkung können allein Räder auf einer Hinterachse des landwirtschaftlichen Fahrzeugs ausgelenkt wer den. Bei der Allradlenkung können sowohl Räder der Vorderachse als auch Räder der Hinterachse des landwirtschaftlichen Fahrzeugs ausgelenkt werden. Bei der Allradlen kung können die Räder der Vorderachse und die Räder der Hinterachse gegensinnig oder gleichsinnig ausgelenkt werden. Weist das landwirtschaftliche Fahrzeug mehr als zwei lenkbare Achsen auf, kann zusätzlich festgelegt werden, ob mindestens eine wei tere lenkbare Achse zum Lenken des landwirtschaftlichen Fahrzeugs ausgewählt wird. Im Schritt des automatisierten Auswählens von der Fahrzeuglenkung kann zudem eine Einzelradlenkung ausgewählt werden. Das landwirtschaftliche Fahrzeug kann Räder auf mindestens einer lenkbaren Achse aufweisen, welche einzeln (aus-)lenkbar sind. Die auf mindestens einer lenkbaren Achse einzeln (aus-)lenkbaren Räder können vonei nander unabhängig (aus-)lenkbar sein. Bei der Einzelradlenkung können alle oder ein zelne Räder des landwirtschaftlichen Fahrzeugs einzeln (aus-)lenkbar und unabhängig voneinander (aus-)lenkbar sein. A further embodiment of the method has, as a further step, an automated selection of a vehicle steering system from a front-axle steering system, a rear-axle steering system and an all-wheel steering system. If only one steerable axle is selected in the automated selection step, the front axle steering or the rear axle steering can be selected. If at least two steerable axles are selected in the automated selection step, all-wheel steering can be selected. With the front axle steering, only wheels on one front axle of the agricultural vehicle can be deflected. With rear axle steering, only wheels on one rear axle of the agricultural vehicle can be deflected. With all-wheel steering, both the wheels of the front axle and the wheels of the rear axle of the agricultural vehicle can be deflected. With all-wheel steering, the wheels on the front axle and the wheels on the rear axle can be deflected in opposite directions or in the same direction. If the agricultural vehicle has more than two steerable axles, it can also be determined whether at least one further steerable axle is selected for steering the agricultural vehicle. In the step of the automated selection of the vehicle steering, a single wheel steering can also be selected. The agricultural vehicle can have wheels on at least one steerable axle which can be (deflected) individually. The wheels that can be individually (deflected) steered on at least one steerable axle can be (deflected) steerable independently of one another. In the case of single-wheel steering, all or individual wheels of the agricultural vehicle can be (deflected) steerable individually and can be (deflected) steered independently of one another.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens weist den weiteren Schritt des automati sierten Auswählens von zwei lenkbaren Achsen zum Lenken des landwirtschaftlichen Fahrzeugs entlang des vorbestimmten Pfads auf. Gemäß dieser Ausführungsform weist das Verfahren als weiteren Schritt ein automatisiertes Festlegen von Lenkeinschlägen von Rädern der zwei lenkbaren Achsen zum Lenken des landwirtschaftlichen Fahr zeugs entlang des vorbestimmten Pfads auf. A further embodiment of the method has the further step of the automated selection of two steerable axles for steering the agricultural vehicle along the predetermined path. According to this embodiment, the method has, as a further step, an automated setting of steering angles of wheels of the two steerable axles for steering the agricultural vehicle along the predetermined path.
Lenkeinschläge von Rädern der mindestens zwei lenkbaren Achsen können unabhän gig oder abhängig voneinander festgelegt werden. Lenkeinschläge von Rädern einer Vorderachse des landwirtschaftlichen Fahrzeugs können unabhängig von Lenkein schlägen von Rädern einer Hinterachse des landwirtschaftlichen Fahrzeugs festgelegt werden. Somit können Lenkeinschläge von Rädern auf den zwei lenkbaren Achsen achsunabhängig festgelegt werden. Für derartige achsunabhängige Lenkeinschläge werden im Schritt des Auswählens mindestens zwei der lenkbaren Achsen ausgewählt. Alternativ oder zusätzlich können Lenkeinschläge von Rädern auf einer Fahrzeugachse unabhängig voneinander festgelegt werden. Somit können Lenkeinschläge von Rädern von einer der zwei lenkbaren Achsen auch radunabhängig festgelegt werden. Für derar tige radunabhängige Lenkeinschläge wird im Schritt des Auswählens mindestens eine der lenkbaren Achsen ausgewählt. Steering angles of wheels of the at least two steerable axles can be determined independently or dependent on each other. Steering angles of wheels of a front axle of the agricultural vehicle can be set independently of steering angles of wheels of a rear axle of the agricultural vehicle. This means that the steering angles of the wheels on the two steerable axles can be set independently of the axis. For such axially independent steering angles, at least two of the steerable axles are selected in the step of selecting. Alternatively or additionally, the steering angles of wheels on a vehicle axle can be set independently of one another. This means that the steering angles of wheels of one of the two steerable axles can also be set independently of the wheel. For such wheel-independent steering angles, at least one of the steerable axles is selected in the step of selecting.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist der Schritt des Bestimmens von der mindestens einen geometrischen Verlaufseigenschaft ein Erfassen der geomet rischen Verlaufseigenschaft mit einer Umfelderfassungssensorik auf. Der Pfad kann auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche vorliegen. Mindestens ein Abschnitt des Pfads auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche kann mit der Umfelderfassungssensorik erfasst werden. Die geometrische Verlaufseigenschaft kann aus Messdaten der Umfelderfas sungssensorik abgeleitet werden. In a further embodiment of the method, the step of determining the at least one geometric progression property includes detecting the geometric progression property with a sensor system for detecting the surroundings. The path can be on the farmland. At least one section of the path on the agricultural area can be detected with the surroundings detection sensor system will. The geometric progression property can be derived from measurement data from the environment detection sensors.
Bei dem Pfad kann es sich um eine linienförmige Erhöhung auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche handeln. Bei der linienförmigen Erhöhung kann es sich beispielsweise um einen Schwad handeln. Bei dem Pfad kann es sich ferner um eine Kante, eine Grenze oder um eine Rinne auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche handeln. Bei der Rinne kann es sich beispielsweise um eine Fahrzeugspur in einem Bewuchs oder auf einer Geländeoberfläche der landwirtschaftlichen Nutzfläche handeln. The path can be a linear elevation on the agricultural area. The linear elevation can be a swath, for example. The path can also be an edge, a border or a channel on the agricultural area. The channel can be, for example, a vehicle lane in vegetation or on a surface of the agricultural area.
Die Umfelderfassungssensorik kann einen distanzmessenden Sensor aufweisen. Alter nativ oder zusätzlich kann die Umfelderfassungssensorik eine Kamera aufweisen. Der distanzmessende Sensor kann auch als ein scannender Sensor ausgebildet sein. Bei dem distanzmessenden Sensor kann es sich beispielsweise um einen Laserscanner, ein Radarmessgerät oder um ein Ultraschallmessgerät handeln. Der Laserscanner, das Radarmessgerät oder das Ultraschallmessgerät kann als ein zweidimensional oder dreidimensional scannender Sensor ausgebildet sein. Die Kamera kann als eine RGB- Kamera oder als eine Multispektralkamera ausgebildet sein. Weist die Umfelderfas sungssensorik einen distanzmessenden Sensor auf, kann der Pfad mit einer erfassten Punktwolke punktuell abgetastet werden. Weist die Umfelderfassungssensorik alternativ oder zusätzlich zu dem distanzmessenden Sensor eine Kamera auf, kann der Pfad bildbasiert mit einem Kamerabild aufgenommen werden. The environment detection sensor system can have a distance-measuring sensor. Alternatively or additionally, the surroundings detection sensor system can have a camera. The distance-measuring sensor can also be designed as a scanning sensor. The distance-measuring sensor can be, for example, a laser scanner, a radar measuring device or an ultrasonic measuring device. The laser scanner, the radar measuring device or the ultrasonic measuring device can be designed as a two-dimensional or three-dimensional scanning sensor. The camera can be designed as an RGB camera or as a multispectral camera. If the environment detection sensor system has a distance measuring sensor, the path can be scanned at certain points with a recorded point cloud. If the surroundings detection sensor system has a camera as an alternative or in addition to the distance measuring sensor, the path can be recorded image-based with a camera image.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist der Schritt des Bestimmens von der mindestens einen geometrischen Verlaufseigenschaft ein Ableiten der geomet rischen Verlaufseigenschaft aus einem Geoinformationssystem auf. Das Geoinformati- onssystem (GIS) kann eine Karte der landwirtschaftlichen Nutzfläche aufweisen. Das Geoinformationssystem kann den Pfad aufweisen. Aus einer Datenbank des Geoinfor- mationssystems kann die geometrische Verlaufseigenschaft des vorbestimmten Pfads abgefragt werden. Alternativ dazu kann die geometrische Verlaufseigenschaft des vor bestimmten Pfads mit dem Geoinformationssystem bestimmt werden. Der Pfad und die geometrische Verlaufseigenschaft können somit auch datenbankbasiert abgefragt wer den. In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist der Schritt des Bestimmens von der mindestens einen geometrischen Verlaufseigenschaft ein Bestimmen von Krümmungsinformation zu dem vorbestimmten Pfad auf. Die Krümmungsinformation kann eine Krümmung beziehungsweise einen Radius des Pfads aufweisen. Aus der bestimmten Krümmungsinformation kann mindestens ein Lenkwinkel zum Auslenken von mindestens einem Rad oder einer Achse des landwirtschaftlichen Fahrzeugs abge leitet werden. In a further embodiment of the method, the step of determining the at least one geometric progression property includes deriving the geometric progression property from a geographic information system. The geographic information system (GIS) can have a map of the agricultural area. The geographic information system can have the path. The geometric progression property of the predetermined path can be queried from a database of the geographic information system. As an alternative to this, the geometric progression property of the path determined in front can be determined with the geographic information system. The path and the geometric progression property can therefore also be queried based on a database. In a further embodiment of the method, the step of determining the at least one geometric course property includes determining curvature information on the predetermined path. The curvature information can have a curvature or a radius of the path. At least one steering angle for deflecting at least one wheel or an axle of the agricultural vehicle can be derived from the determined curvature information.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens weist den weiteren Schritt des automati sierten Auswählens von zwei lenkbaren Achsen zum Lenken des landwirtschaftlichen Fahrzeugs entlang des vorbestimmten Pfads auf. Gemäß dieser Ausführungsform weist das Verfahren als weiteren Schritt ein Vergleichen der bestimmten Krümmungsinforma tion mit einem vordefinierten Krümmungsgrenzwert auf. A further embodiment of the method has the further step of the automated selection of two steerable axles for steering the agricultural vehicle along the predetermined path. According to this embodiment, the method has a further step of comparing the determined curvature information with a predefined curvature limit value.
Gemäß dieser Ausführungsform weist das Verfahren als weiteren Schritt ein Auswählen von einer gegensinnigen Fahrzeuglenkung der zwei bestimmten lenkbaren Achsen auf, wenn die bestimmte Krümmungsinformation größer als der Krümmungsgrenzwert ist. Somit kann eine entsprechende Allradlenkung des landwirtschaftlichen Fahrzeugs dann ausgewählt werden, wenn ein gekrümmter Abschnitt des Pfads abgefahren werden soll, welcher eine Krümmung aufweist, die größer als der Krümmungsgrenzwert ist. So kann ein Wendekreis mit einem entsprechend kleinen Radius abgefahren werden. Ein Vor gewende entlang des Pfads kann so in vorteilhafter Weise sicher und genau auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche abgefahren werden. According to this embodiment, the method has, as a further step, a selection of vehicle steering in opposite directions of the two specific steerable axles if the specific curvature information is greater than the curvature limit value. A corresponding all-wheel steering of the agricultural vehicle can thus be selected when a curved section of the path is to be traveled which has a curvature that is greater than the curvature limit value. In this way, a turning circle with a correspondingly small radius can be traveled. A turnaround along the path can thus advantageously be driven safely and precisely on the agricultural land.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist der Schritt des Bestimmens von der mindestens einen geometrischen Verlaufseigenschaft ein Bestimmen von Nei gungsinformation zu dem vorbestimmten Pfad auf. Die Neigungsinformation kann eine Längsneigung entlang des vorbestimmten Pfads aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Neigungsinformation eine Querneigung entlang des vorbestimmten Pfads auf weisen. Die Neigungsinformation kann ferner einen dreidimensionalen Normalenvektor auf eine Geländeoberfläche entlang des vorbestimmten Pfads aufweisen. Der Norma lenvektor kann sowohl eine Längsneigung als auch eine Querneigung definieren. Aus der bestimmten Neigungsinformation kann mindestens ein Lenkwinkel zum Auslenken von mindestens einem Rad oder einer Achse des landwirtschaftlichen Fahrzeugs abge leitet werden. Beim Ableiten von mindestens einem Lenkwinkel kann eine Orientierung des landwirtschaftliches Fahrzeug auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche relativ zum Pfad und dessen Neigungsinformation berücksichtigt werden. In a further embodiment of the method, the step of determining the at least one geometric course property includes determining inclination information for the predetermined path. The inclination information may include a longitudinal inclination along the predetermined path. Alternatively or additionally, the inclination information can have a transverse inclination along the predetermined path. The inclination information can further comprise a three-dimensional normal vector to a terrain surface along the predetermined path. The Norma lenvektor can define both a pitch and a cross slope. Out the determined inclination information can be derived at least one steering angle for deflecting at least one wheel or an axle of the agricultural vehicle. When deriving at least one steering angle, an orientation of the agricultural vehicle on the agricultural area relative to the path and its inclination information can be taken into account.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens weist den weiteren Schritt des automati sierten Auswählens von zwei lenkbaren Achsen zum Lenken des landwirtschaftlichen Fahrzeugs entlang des vorbestimmten Pfads auf. Gemäß dieser Ausführungsform weist das Verfahren als weiteren Schritt ein Vergleichen der bestimmten Neigungsinformation mit einem vordefinierten Neigungsinformationsgrenzwert auf. Der Neigungs A further embodiment of the method has the further step of the automated selection of two steerable axles for steering the agricultural vehicle along the predetermined path. According to this embodiment, the method has a further step of comparing the determined inclination information with a predefined inclination information limit value. The inclination
informationsgrenzwert kann einen Querneigungsgrenzwert aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann der Neigungsinformationsgrenzwert einen Längsneigungsgrenzwert aufweisen. information limit can have a bank limit. Alternatively or additionally, the inclination information limit value can have a longitudinal inclination limit value.
Gemäß dieser Ausführungsform weist das Verfahren als weiteren Schritt ein Auswählen von einer gleichsinnigen Fahrzeug len kung der zwei bestimmten lenkbaren Achsen auf, wenn die bestimmte Neigungsinformation größer als der Neigungsinformationsgrenz wert ist. Somit kann eine entsprechende Allradlenkung des landwirtschaftlichen Fahr zeugs dann ausgewählt werden, wenn ein geneigter Abschnitt des Pfads abgefahren werden soll, welcher eine Neigungsinformation aufweist, die größer als der Neigungsin formationsgrenzwert ist. Zum Befahren einer Hangneigung entlang des vorbestimmten Pfads kann somit in vorteilhafter Weise eine Hundeganglenkung ausgewählt werden, welche ein Abfahren eines geradlinigen Abschnitts des vorbestimmten Pfads an einem Hang ermöglicht. Ein Hang kann so in vorteilhafter Weise auch senkrecht zu einer Fall linie sicher und genau abgefahren werden. Ein Abrutschen an einem Hang kann in vor teilhafter Weise vermieden werden. Einem Abrutschen an einem Hang kann so auch in vorteilhafter Weise entgegengewirkt werden. According to this embodiment, the method has, as a further step, selecting vehicle steering in the same direction for the two specific steerable axles if the specific inclination information is greater than the inclination information limit value. A corresponding all-wheel steering of the agricultural vehicle can thus be selected when an inclined section of the path is to be traveled which has inclination information that is greater than the inclination information limit value. For driving on a slope inclination along the predetermined path, crab steering can thus be selected in an advantageous manner, which enables a straight section of the predetermined path to be traveled on a slope. A slope can thus advantageously be traversed safely and precisely perpendicular to a fall line. Slipping on a slope can be avoided in an advantageous manner. Slipping on a slope can thus also be counteracted in an advantageous manner.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann ein Bediener des landwirt schaftlichen Fahrzeugs beim Durchführen von mindestens einem der Schritte des Ver fahrens interagieren. Ein Interagieren des Bedieners kann ein Auslösen der Schritte des Verfahrens aufweisen. Ein Interagieren des Bedieners kann auch ein Bestätigen von ausgeführten Schritten des Verfahrens aufweisen. Ferner kann ein Interagieren des Bedieners ein Freigeben von mindestens einem der Schritte des Verfahrens, beispiels weise dem Schritt des automatisierten Auswählens oder dem Schritt des automatisier ten Festlegens aufweisen. Bei dem Bediener kann es sich um einen Fahrer oder einen Bediener des landwirtschaftlichen Fahrzeugs handeln, welcher das landwirtschaftliche Fahrzeug fernsteuern kann. Zudem kann es vorgesehen sein, dass ein Bediener jeden nicht automatisiert durchzuführenden Schritt manuell durchführen kann und einen au tomatisiert durchzuführenden Schritt wieder manuell abändern kann. In a further embodiment of the method, an operator of the agricultural vehicle can interact when performing at least one of the steps of the method. Interacting by the operator can include triggering the steps of the method. Interaction by the operator can also be confirmation of have performed steps of the method. Furthermore, an interaction of the operator can comprise an enabling of at least one of the steps of the method, for example the step of the automated selection or the step of the automated determination. The operator can be a driver or an operator of the agricultural vehicle who can remotely control the agricultural vehicle. In addition, it can be provided that an operator can manually carry out each step that is not to be carried out automatically and can manually change a step that is to be carried out automatically.
Die Erfindung bezieht sich in einem weiteren Aspekt auf eine Steuereinrichtung zum Durchführen der Schritte von dem Verfahren nach dem vorhergehenden Aspekt. Die Steuereinrichtung kann die Schritte des Verfahrens zumindest teilautomatisiert durch führen. In a further aspect, the invention relates to a control device for performing the steps of the method according to the preceding aspect. The control device can carry out the steps of the method at least partially automatically.
Die Steuereinrichtung weist eine Schnittstelle zum Einlesen eines vorbestimmten Pfads zum automatisierten Befahren der landwirtschaftlichen Nutzfläche mit dem landwirt schaftlichen Fahrzeug auf. Die Steuereinrichtung weist zudem eine Bestimmungseinheit zum Bestimmen von mindestens einer geometrischen Verlaufseigenschaft des vorbe stimmten Pfads auf. Die Steuereinrichtung weist zudem eine Wahleinheit zum automa tisierten Wählen von mindestens einer der lenkbaren Achsen zum Lenken des landwirt schaftlichen Fahrzeugs entlang des vorbestimmten Pfads in Abhängigkeit der bestimm ten mindestens einen geometrischen Verlaufseigenschaft auf. The control device has an interface for reading in a predetermined path for the automated driving of the agricultural area with the agricultural vehicle. The control device also has a determination unit for determining at least one geometric course property of the predetermined path. The control device also has a selection unit for the automated selection of at least one of the steerable axles for steering the agricultural vehicle along the predetermined path as a function of the determined at least one geometric course property.
Die Erfindung bezieht sich in einem weiteren Aspekt auf ein automatisches Lenkungs system für ein landwirtschaftliches Fahrzeug. Das automatische Lenkungssystem weist mindestens zwei lenkbare Achsen auf, welche an dem landwirtschaftlichen Fahrzeug zum Lenken des landwirtschaftlichen Fahrzeugs anordbar sind. Bei dem automatischen Lenkungssystem kann es sich daher um ein automatisch lenkbares Achssystem für ein landwirtschaftliches Fahrzeug handeln. Das automatische Lenkungssystem weist zu dem eine Steuereinrichtung nach dem vorhergehenden Aspekt auf. The invention relates in a further aspect to an automatic steering system for an agricultural vehicle. The automatic steering system has at least two steerable axles which can be arranged on the agricultural vehicle for steering the agricultural vehicle. The automatic steering system can therefore be an automatically steerable axle system for an agricultural vehicle. The automatic steering system also has a control device according to the preceding aspect.
Eine Ausführungsform des automatischen Lenkungssystems weist eine Umfelderfas- sungssensorik auf. Die Umfelderfassungssensorik ist mit der Bestimmungseinheit zum Bestimmen von der mindestens einen geometrischen Verlaufseigenschaft der Steuer einrichtung verbunden. Bei der Umfelderfassungssensorik handelt es sich um die be schriebene Umfelderfassungssensorik. One embodiment of the automatic steering system has surroundings detection sensors. The environment detection sensor system is with the determination unit for Determination of the at least one geometric progression property of the control device connected. The surroundings detection sensors are the described surroundings detection sensors.
Alternativ oder zusätzlich zu der Umfelderfassungssensorik kann das automatische Lenkungssystems ein Geoinformationssystem aufweisen. Das Geoinformationssystem kann mit der Bestimmungseinheit zum Bestimmen von der mindestens einen geometri schen Verlaufseigenschaft der Steuereinrichtung verbunden sein. Bei dem Geoinforma tionssystem handelt es sich um das beschriebene Geoinformationssystem. As an alternative or in addition to the surroundings detection sensor system, the automatic steering system can have a geographic information system. The geographic information system can be connected to the determination unit for determining the at least one geometrical characteristic of the control device. The geo information system is the geo information system described.
Die Erfindung bezieht sich in einem weiteren Aspekt auf ein landwirtschaftliches Fahr zeug, welches ein automatisiertes Lenkungssystem nach dem vorhergehenden Aspekt zum automatisierten Lenken des landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf einer landwirt schaftlichen Nutzfläche aufweist. Bei dem landwirtschaftlichen Fahrzeug handelt es sich um das beschriebene landwirtschaftliche Fahrzeug. The invention relates in a further aspect to an agricultural vehicle which has an automated steering system according to the preceding aspect for the automated steering of the agricultural vehicle on an agricultural area. The agricultural vehicle is the agricultural vehicle described.
Fig. 1 zeigt in einer Draufsicht ein landwirtschaftliches Fahrzeug mit einem automati schen Lenkungssystem und einer Steuereinrichtung in einer jeweiligen Ausfüh rungsform der Erfindung zur Erläuterung eines Verfahrens zum automatisierten Lenken des landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf einer landwirtschaftlichen Nutz fläche in einer Ausführungsform der Erfindung. Fig. 1 shows a plan view of an agricultural vehicle with an automatic steering system and a control device in a respective Ausfüh approximate form of the invention to explain a method for automated steering of the agricultural vehicle on an agricultural area in one embodiment of the invention.
Fig. 2 zeigt das landwirtschaftliche Fahrzeug mit einer automatisiert festgelegten Vor- derachslenkung zur weiteren Erläuterung des Verfahrens. 2 shows the agricultural vehicle with an automatically fixed front axle steering to further explain the method.
Fig. 3 zeigt das landwirtschaftliche Fahrzeug mit einer automatisiert festgelegten Hin terachslenkung zur weiteren Erläuterung des Verfahrens. Fig. 3 shows the agricultural vehicle with an automatically fixed rear axle steering to further explain the method.
Fig. 4 zeigt das landwirtschaftliche Fahrzeug mit einer automatisiert festgelegten ge gensinnigen Allradlenkung zur weiteren Erläuterung des Verfahrens. Fig. 4 shows the agricultural vehicle with an automated fixed ge contrarian all-wheel steering to further explain the method.
Fig. 5 zeigt das landwirtschaftliche Fahrzeug mit einer automatisiert festgelegten gleich sinnigen Allradlenkung zur weiteren Erläuterung des Verfahrens. Fig. 6 zeigt das landwirtschaftliche Fahrzeug mit einer automatisiert festgelegten Ein zelradlenkung zur weiteren Erläuterung des Verfahrens. FIG. 5 shows the agricultural vehicle with an automatically established, identical all-wheel steering for further explanation of the method. Fig. 6 shows the agricultural vehicle with an automatically determined single wheel steering to further explain the method.
Fig. 7 zeigt das landwirtschaftliche Fahrzeug mit einer weiteren automatisiert festgeleg ten Einzelradlenkung zur weiteren Erläuterung des Verfahrens. Fig. 7 shows the agricultural vehicle with a further automated fixed th single wheel steering to further explain the method.
Fig. 8 zeigt ein Ablaufdiagramm mit Verfahrensschritten des Verfahrens zum automati sierten Lenken eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf einer landwirtschaftli chen Nutzfläche in einer Ausführungsform der Erfindung. Fig. 8 shows a flowchart with method steps of the method for the automated steering of an agricultural vehicle on an agricultural area in one embodiment of the invention.
Figur 1 zeigt ein landwirtschaftliches Fahrzeug 10 auf einer landwirtschaftlichen Nutz fläche 2. Das landwirtschaftliche Fahrzeug 10 weist eine Vorderachse 20 als eine erste lenkbare Achse auf. Das landwirtschaftliche Fahrzeug 10 weist eine Hinterachse 30 als eine zweite lenkbare Achse auf. Die Vorderachse 20 weist ein rechtes vorderes Rad 22 und ein linkes vorderes Rad 24 auf. Die Hinterachse 30 weist ein rechtes hinteres Rad 32 und ein linkes hinteres Rad 34 auf. FIG. 1 shows an agricultural vehicle 10 on an agricultural area 2. The agricultural vehicle 10 has a front axle 20 as a first steerable axle. The agricultural vehicle 10 has a rear axle 30 as a second steerable axle. The front axle 20 has a right front wheel 22 and a left front wheel 24. The rear axle 30 has a right rear wheel 32 and a left rear wheel 34.
Das landwirtschaftliche Fahrzeug 10 weist einen (Fahrzeug-)Bezugspunkt 1 5 auf, ent lang welchem das landwirtschaftliche Fahrzeug 10 einen Pfad 5 auf der landwirtschaftli chen Nutzfläche 2 abfährt. Das landwirtschaftliche Fahrzeug 10 bewegt sich ausgehend von dem Bezugspunkt 15 in einer Fahrtrichtung 11 des landwirtschaftlichen Fahr zeugs 10 auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche 2. Das landwirtschaftliche Fahrzeug 10 bewegt sich aktuell entlang eines geradlinigen Abschnitts des Pfads 5 und auf ein zu künftig abzufahrende Vorgewende 3 des Pfads 5 zu. The agricultural vehicle 10 has a (vehicle) reference point 1 5, ent long which the agricultural vehicle 10 drives along a path 5 on the agricultural area 2. The agricultural vehicle 10 moves starting from the reference point 15 in a direction of travel 11 of the agricultural vehicle 10 on the agricultural area 2. The agricultural vehicle 10 is currently moving along a straight section of the path 5 and onto a future headland 3 of the path 5 to.
Das landwirtschaftliche Fahrzeug 10 weist eine Steuereinrichtung 100 auf, welche mit der Vorderachse 20 und der Hinterachse 30 zum Lenken des landwirtschaftlichen Fahr zeugs 10 verbunden ist. Die Steuereinrichtung 100 ist über eine in Figur 1 nicht gezeig te Steuerung der Vorderachse 20 mit dieser und über eine in Figur 1 nicht gezeigten Steuerung der Hinterachse 30 mit dieser verbunden. Die Steuereinrichtung 100 ist mit einem Geoinformationssystem 6 und einer Umfelder fassungssensorik 12, welche beide in der gezeigten Ausführungsform auf dem landwirt schaftlichen Fahrzeug 10 angeordnet sind, verbunden. Mit dem Geoinformationssys tem 6 und der Umfelderfassungssensorik 12 wird der geometrische Verlauf des Pfads 5 wahlweise bestimmt. Der Pfad 5 wird wahlweise aus Messdaten der Umfelderfassungs sensorik 12 oder aus Daten des Geoinformationssystems 6 über eine Einleseschnitt stelle 102 zum automatisierten Lenken des landwirtschaftlichen Fahrzeugs 10 entlang des Pfads 5 in die Steuereinrichtung 100 eingelesen. Eine geometrische Verlaufseigen schaft des Pfads 5, in der gezeigten Ausführungsform das Vorgewende 3, wird in der Steuereinrichtung 100 mit einer Bestimmungseinheit 104 bestimmt. Die Steuereinrich tung 100 wählt in Abhängigkeit der geometrischen Verlaufseigenschaft mindestens eine der beiden Achsen 20, 30 aus, mit welcher das landwirtschaftliche Fahrzeug 10 entlang des Pfads 5 gelenkt werden soll. The agricultural vehicle 10 has a control device 100 which is connected to the front axle 20 and the rear axle 30 for steering the agricultural vehicle 10. The control device 100 is connected to the front axle 20 via a controller (not shown in FIG. 1) and to the rear axle 30 via a controller (not shown in FIG. 1). The control device 100 is connected to a geographic information system 6 and a surrounding area sensor system 12, which in the embodiment shown are both arranged on the agricultural vehicle 10. The geometric course of the path 5 is optionally determined with the geographic information system 6 and the surroundings detection sensor system 12. The path 5 is optionally read into the control device 100 from measurement data from the surroundings detection sensor system 12 or from data from the geographic information system 6 via a read-in interface 102 for the automated steering of the agricultural vehicle 10 along the path 5. A geometric course property of the path 5, in the embodiment shown the headland 3, is determined in the control device 100 with a determination unit 104. The control device 100 selects at least one of the two axes 20, 30 with which the agricultural vehicle 10 is to be steered along the path 5 as a function of the geometric course property.
Das landwirtschaftliche Fahrzeug 10 hat ein automatisches Lenkungssystem 200, wel ches die beiden Achsen 20, 30 und die Steuereinrichtung 100 aufweist. Das automati sche Lenkungssystem 200 weist zudem die Umfelderfassungssensorik 1 2 und das Geoinformationssystem 6 auf. The agricultural vehicle 10 has an automatic steering system 200 which has the two axles 20, 30 and the control device 100. The automatic cal steering system 200 also has the surroundings detection sensor system 1 2 and the geographic information system 6.
Figur 2 zeigt das landwirtschaftliche Fahrzeug 10 beim Abfahren eines linksgekrümm ten Abschnitts eines Pfads 5. Zum Abfahren des Pfads 5 ist eine Vorderachslenkung 21 automatisiert von der Steuereinrichtung 100 festgelegt worden. Die Räder 22, 24 der Vorderachse 20 werden in Fahrtrichtung 1 1 des landwirtschaftlichen Fahrzeugs 10 nach links ausgelenkt. Das kurveninnere linke vordere Rad 24 wird dabei stärker ausgelenkt als das kurvenäußere rechte vordere Rad 22. Der innere Spurkreis 18 der kurveninne ren Räder 24, 34 hat einen kleineren Spurkreisradius als der äußere Spurkreis 16 der kurvenäußeren Räder 22, 32. Der Lenkeinschlag 25 des linken vorderen Rads 24 ist größer als der Lenkeinschlag 23 des rechten vorderen Rads 22. Die Hinterachse 30 ist bei der festgelegten Vorderachslenkung 21 nicht lenkbar. Die hinteren Räder 32, 34 weisen so keine Lenkeinschläge 33, 35 auf. FIG. 2 shows the agricultural vehicle 10 when driving along a left-curved section of a path 5. A front axle steering 21 has been automatically established by the control device 100 for driving along the path 5. The wheels 22, 24 of the front axle 20 are deflected to the left in the direction of travel 11 of the agricultural vehicle 10. The inside left front wheel 24 is deflected more than the outside right front wheel 22. The inside turning circle 18 of the turning inside wheels 24, 34 has a smaller turning radius than the outside turning circle 16 of the outside turning wheels 22, 32. The steering lock 25 of the left The front wheel 24 is greater than the steering angle 23 of the right front wheel 22. The rear axle 30 cannot be steered with the fixed front axle steering 21. The rear wheels 32, 34 thus have no steering locks 33, 35.
Figur 3 zeigt das landwirtschaftliche Fahrzeug 10 auch beim Abfahren eines linksge krümmten Abschnitts eines Pfads 5. Zum Abfahren des Pfads 5 ist eine Hinterachslen- kung 31 automatisiert von der Steuereinrichtung 100 festgelegt worden. Die Rä der 32, 34 der Hinterachse 30 werden in Fahrtrichtung 1 1 des landwirtschaftlichen Fahrzeugs 10 nach rechts ausgelenkt. Das kurveninnere linke hintere Rad 34 wird da bei stärker ausgelenkt als das kurvenäußere rechte hintere Rad 32. Der innere Spur kreis 18 der kurveninneren Räder 24, 34 hat einen kleineren Spurkreisradius als der äußere Spurkreis 16 der kurvenäußeren Räder 22, 32. Der Lenkeinschlag 35 des linken hinteren Rads 34 ist größer als der Lenkeinschlag 33 des rechten hinteren Rads 32. Die Vorderachse 20 ist bei der festgelegten Hinterachslenkung 31 nicht lenkbar. Die vorde ren Räder 22, 24 weisen so keine Lenkeinschläge 23, 25 auf. Figure 3 shows the agricultural vehicle 10 also when driving a left-curved section of a path 5. To drive along the path 5, a rear axle kung 31 has been set automatically by the control device 100. The wheels 32, 34 of the rear axle 30 are deflected in the direction of travel 1 1 of the agricultural vehicle 10 to the right. The inside left rear wheel 34 is deflected more than the outside right rear wheel 32. The inside track circle 18 of the inside wheels 24, 34 has a smaller turning radius than the outside track 16 of the outside wheels 22, 32. The steering angle 35 des The left rear wheel 34 is greater than the steering angle 33 of the right rear wheel 32. The front axle 20 cannot be steered with the fixed rear axle steering 31. The front wheels 22, 24 have no steering locks 23, 25.
Figur 4 zeigt das landwirtschaftliche Fahrzeug 10 auch beim Abfahren eines linksge krümmten Abschnitts eines Pfads 5. Zum Abfahren des Pfads 5 ist eine Allradlen kung 41 automatisiert von der Steuereinrichtung 100 festgelegt worden. Die Allradlen kung 41 weist eine gegensinnige Fahrzeuglenkung 40 auf. Die Räder 22, 24 der Vor derachse 20 werden in Fahrtrichtung 1 1 des landwirtschaftlichen Fahrzeugs 10 nach links ausgelenkt. Das kurveninnere linke vordere Rad 24 wird dabei stärker ausgelenkt als das kurvenäußere rechte vordere Rad 22. Der Lenkeinschlag 25 des linken vorde ren Rads 24 ist größer als der Lenkeinschlag 23 des rechten vorderen Rads 22. Die Räder 32, 34 der Hinterachse 30 werden in Fahrtrichtung 1 1 des landwirtschaftlichen Fahrzeugs 10 nach rechts ausgelenkt. Das kurveninnere linke hintere Rad 34 wird da bei stärker ausgelenkt als das kurvenäußere rechte hintere Rad 32. Der Lenkeinschlag 35 des linken hinteren Rads 34 ist größer als der Lenkeinschlag 33 des rechten hinte ren Rads 32. Der innere Spurkreis 18 der kurveninneren Räder 24, 34 hat einen kleine ren Spurkreisradius als der äußere Spurkreis 16 der kurvenäußeren Räder 22, 32. Die Vorderachse 20 und die Hinterachse 30 ist bei der festgelegten Allradlenkung 41 lenk bar. Alle Räder 22, 24, 32, 34 weisen so Lenkeinschläge 23, 25, 33, 35 auf. FIG. 4 shows the agricultural vehicle 10 also when driving along a section of a path 5 curved to the left. For driving along the path 5, an all-wheel steering 41 has been automatically established by the control device 100. The all-wheel steering system 41 has a vehicle steering system 40 in opposite directions. The wheels 22, 24 of the front axle 20 are deflected in the direction of travel 1 1 of the agricultural vehicle 10 to the left. The inside left front wheel 24 is deflected more than the outside right front wheel 22. The steering angle 25 of the left front wheel 24 is greater than the steering angle 23 of the right front wheel 22. The wheels 32, 34 of the rear axle 30 are in the direction of travel 1 1 of the agricultural vehicle 10 deflected to the right. The inside left rear wheel 34 is deflected more than the outside right rear wheel 32. The steering angle 35 of the left rear wheel 34 is greater than the steering angle 33 of the right rear wheel 32. The inner track circle 18 of the inside wheels 24, 34 has a smaller turning circle radius than the outer turning circle 16 of the outside wheels 22, 32. The front axle 20 and the rear axle 30 is steerable with the fixed all-wheel steering 41. All wheels 22, 24, 32, 34 have steering locks 23, 25, 33, 35.
Figur 5 zeigt das landwirtschaftliche Fahrzeug 10 beim Abfahren eines geradlinigen Ab schnitts eines Pfads 5. Zum Abfahren des Pfads 5 ist eine Hundeganglenkung 51 au tomatisiert von der Steuereinrichtung 100 festgelegt worden. Die Hundeganglenkung 51 weist eine gleichsinnige Fahrzeuglenkung 50 auf. Die Räder 22, 24 der Vorderachse 20 werden in Fahrtrichtung 1 1 des landwirtschaftlichen Fahrzeugs 10 nach rechts ausge lenkt. Das linke vordere Rad 24 wird dabei wie das rechte vordere Rad 22 ausgelenkt. Der Lenkeinschlag 25 des linken vorderen Rads 24 ist gleich dem Lenkeinschlag 23 des rechten vorderen Rads 22. Die Räder 32, 34 der Hinterachse 30 werden auch in Fahrtrichtung 1 1 des landwirtschaftlichen Fahrzeugs 10 nach rechts ausgelenkt. Das linke hintere Rad 34 wird dabei wie das rechte hintere Rad 32 ausgelenkt. Der Lenkein schlag 35 des linken hinteren Rads 34 ist gleich dem Lenkeinschlag 33 des rechten hin teren Rads 32. Die Vorderachse 20 und die Hinterachse 30 ist bei der festgelegten Hundeganglenkung 51 lenkbar. Alle Räder 22, 24, 32, 34 weisen gleiche Lenkeinschlä ge 23, 25, 33, 35 auf. FIG. 5 shows the agricultural vehicle 10 when driving along a straight section of a path 5. For driving along the path 5, a crab steering 51 has been automatically established by the control device 100. The crab steering 51 has a vehicle steering 50 in the same direction. The wheels 22, 24 of the front axle 20 are steered out in the direction of travel 1 1 of the agricultural vehicle 10 to the right. The left front wheel 24 is deflected like the right front wheel 22. The steering angle 25 of the left front wheel 24 is equal to the steering angle 23 of the right front wheel 22. The wheels 32, 34 of the rear axle 30 are also deflected to the right in the direction of travel 11 of the agricultural vehicle 10. The left rear wheel 34 is deflected like the right rear wheel 32. The steering angle 35 of the left rear wheel 34 is equal to the steering angle 33 of the right rear wheel 32. The front axle 20 and the rear axle 30 is steerable in the fixed crab steering 51. All wheels 22, 24, 32, 34 have the same Lenkeinschlä ge 23, 25, 33, 35 on.
Figur 6 zeigt das landwirtschaftliche Fahrzeug 10 beim Drehen um seinen Bezugs punkt 15. Zum Drehen ist eine Einzelradlenkung 61 automatisiert von der Steuereinrich tung 100 festgelegt worden. Das rechte vordere Rad 22 der Vorderachse 20 wird nach links mit einem Lenkausschlag 23' ausgelenkt. Das linke vordere Rad 24 der Vorder achse 20 wird nach rechts mit einem Lenkausschlag 25' ausgelenkt. Das rechte hintere Rad 32 der Hinterachse 30 wird nach rechts mit einem Lenkausschlag 33' ausgelenkt. Das linke hintere Rad 34 der Hinterachse 30 wird nach links mit einem Lenkaus schlag 35' ausgelenkt. Die Räder 22, 24, 32, 34 bewegen sich entlang einem gemein samen Spurkreis 16. Die Lenkausschläge 23‘, 25‘, 33‘, 35' sind in der gezeigten Ausfüh rungsform der Einzelradlenkung 61 betragsmäßig gleich. FIG. 6 shows the agricultural vehicle 10 rotating about its reference point 15. A single-wheel steering 61 has been set automatically by the control device 100 for rotating. The right front wheel 22 of the front axle 20 is deflected to the left with a steering angle 23 '. The left front wheel 24 of the front axle 20 is deflected to the right with a steering angle 25 '. The right rear wheel 32 of the rear axle 30 is deflected to the right with a steering angle 33 '. The left rear wheel 34 of the rear axle 30 is deflected to the left with a steering deflection 35 '. The wheels 22, 24, 32, 34 move along a common track circle 16. The steering deflections 23 ‘, 25‘, 33 ‘, 35 'are approximately the same amount in the embodiment of the single wheel steering 61 shown.
Figur 7 zeigt das landwirtschaftliche Fahrzeug 10 beim Drehen um das linke hintere Rad 34. Zum Drehen ist eine Einzelradlenkung 61 automatisiert von der Steuereinrich tung 100 festgelegt worden. Das rechte vordere Rad 22 der Vorderachse 20 wird nach links mit einem Lenkausschlag 23' ausgelenkt. Das linke vordere Rad 24 der Vorder achse 20 wird auch nach links mit einem Lenkausschlag 25' ausgelenkt, welcher größer ist als der Lenkausschlag 23' des rechten vorderen Rad 22. Das rechte hintere Rad 32 und das linke hintere Rad 34 der Hinterachse 30 werden jeweils nicht mit einem FIG. 7 shows the agricultural vehicle 10 turning around the left rear wheel 34. For turning, a single wheel steering 61 has been automatically set by the control device 100. The right front wheel 22 of the front axle 20 is deflected to the left with a steering angle 23 '. The left front wheel 24 of the front axle 20 is also deflected to the left with a steering angle 25 ', which is greater than the steering angle 23' of the right front wheel 22. The right rear wheel 32 and the left rear wheel 34 of the rear axle 30 are each not with one
Lenkausschlag 33‘, 35' ausgelenkt. Die vorderen Räder 22, 24 und das hintere rechte Rad 32 bewegen sich auf jeweiligen Spurkreisen 16. Steering angle 33 ‘, 35 'deflected. The front wheels 22, 24 and the rear right wheel 32 move on respective track circles 16.
In Figur 8 sind Verfahrensschritte S1 bis S5 in einer zeitlichen Abfolge zum Durchführen des Verfahrens zum automatisierten Lenken des landwirtschaftlichen Fahrzeugs 10 auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche 2 gezeigt. In einem ersten Schritt S1 erfolgt eine Pfadvorbestimmung. In diesem ersten Schritt S1 wird der Pfad 5 auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche 2 vorbestimmt. In einem zweiten Schritt S2 erfolgt eine Verlaufseigenschaftsbestimmung. In diesem zweiten Schritt S2 wird ein geometrischer Verlauf des im ersten Schritt S1 vorbestimmten Pfads 5 be stimmt. Der zweite Schritt S2 weist als einen ersten Unterschritt S2a eine Verlaufsei genschaftserfassung mit der Umfelderfassungssensorik 12 des landwirtschaftlichen Fahrzeugs 10 auf. Der zweite Schritt S2 weist als einen zweiten Unterschritt S2b eine Verlaufseigenschaftsableitung mit dem Geoinformationssystem 6 auf. Die Unterschritte S2a und S2b werden parallel oder wahlweise ausgeführt, um einen geometrischen Ver lauf des Pfads 5 zu bestimmen. In FIG. 8, method steps S1 to S5 are shown in a chronological sequence for carrying out the method for the automated steering of the agricultural vehicle 10 on the agricultural area 2. In a first step S1, a path is predetermined. In this first step S1, the path 5 on the agricultural area 2 is predetermined. In a second step S2, the course properties are determined. In this second step S2, a geometric course of the path 5 predetermined in the first step S1 is determined. The second step S2 has, as a first sub-step S2a, a history property acquisition with the surroundings acquisition sensor system 12 of the agricultural vehicle 10. The second step S2 has, as a second substep S2b, a progression property derivation with the geographic information system 6. The substeps S2a and S2b are executed in parallel or alternatively in order to determine a geometric course of the path 5.
In einem dritten Schritt S3 erfolgt eine Achsauswahl. Mindestens eine der Ach sen 20, 30 wird zum Lenken des landwirtschaftlichen Fahrzeugs 10 entlang des vorbe stimmten Pfads 5 in Abhängigkeit der im zweiten Schritt S2 bestimmten geometrischen Verlaufseigenschaft des Pfads 5 automatisiert ausgewählt. In einem vierten Schritt S4 erfolgt eine Fahrzeuglenkungsfestlegung. In diesem vierten Schritt wird festgelegt, ob das landwirtschaftliche Fahrzeug 10 die in Figur 2 gezeigte Vorderachslenkung 21 , die in Figur 3 gezeigte Hinterachslenkung 31 , die in Figur 4 gezeigte Allradlenkung 41 oder die in Figur 5 gezeigte Hundeganglenkung 51 aufweisen soll. In dem vierten Schritt S4 wird zudem festgelegt werden, ob das landwirtschaftliche Fahrzeug 10 die in den Fig u ren 6 oder 7 gezeigte Einzelradlenkung 61 aufweisen soll. In a third step S3, an axis is selected. At least one of the axles 20, 30 is selected automatically for steering the agricultural vehicle 10 along the predetermined path 5 as a function of the geometric course property of the path 5 determined in the second step S2. In a fourth step S4, the vehicle steering is specified. In this fourth step, it is determined whether the agricultural vehicle 10 should have the front axle steering 21 shown in FIG. 2, the rear axle steering 31 shown in FIG. 3, the all-wheel steering 41 shown in FIG. 4 or the crab steering 51 shown in FIG. In the fourth step S4, it is also determined whether the agricultural vehicle 10 is to have the individual wheel steering 61 shown in FIGS. 6 or 7.
In einem fünften Schritt S5 erfolgt einen Nutzflächenbefahrung. Die landwirtschaftliche Nutzfläche 2 wird in diesem fünften Schritt S5 entlang des Pfads 5 mit der im vierten Schritt festgelegten Fahrzeuglenkung befahren. Bezuqszeichen landwirtschaftliche Nutzfläche In a fifth step S5, the usable area is inspected. In this fifth step S5, the agricultural area 2 is driven along the path 5 with the vehicle steering set in the fourth step. Refers to agricultural land
Vorgewende Headland
Pfad path
Geoinformationssystem Geographic information system
landwirtschaftliches Fahrzeug agricultural vehicle
Fahrtrichtung Direction of travel
Umfelderfassungssensorik Environment detection sensors
Bezugspunkt Reference point
äußerer Spurkreis outer track circle
innerer Spurkreis inner track circle
Vorderachse Front axle
Vorderachslenkung Front axle steering
rechtes vorderes Rad right front wheel
, 23' Lenkeinschlag des rechten vorderen Rads linkes vorderes Rad, 23 'Steering angle of the right front wheel Left front wheel
, 25' Lenkeinschlag des linken vorderen Rads Hinterachse , 25 'steering angle of the left front wheel on the rear axle
Hinterachslenkung Rear axle steering
rechtes hinteres Rad right rear wheel
, 33' Lenkeinschlag des rechten hinteren Rads linkes hinteres Rad, 33 'Steering angle of the right rear wheel, left rear wheel
, 35' Lenkeinschlag des linken hinteren Rads gegensinnige Fahrzeuglenkung '35' Steering angle of the left rear wheel, vehicle steering in opposite directions
Allradlenkung All-wheel steering
gleichsinnige Fahrzeuglenkung vehicle steering in the same direction
Hundeganglenkung Crab steering
Einzelradlenkung Single wheel steering
0 Steuereinrichtung0 control device
2 Einleseschnittstelle2 read-in interface
4 Bestimmungseinheit4 determination unit
0 Lenkungssystem 51 Pfadvorbestimmung0 steering system 51 Path predetermination
52 Verlaufseigenschaftsbestimmung52 Determination of flow properties
S2a VerlaufseigenschaftserfassungS2a history property acquisition
S2b VerlaufseigenschaftsableitungS2b history property derivation
53 Achsauswahl 53 Axis selection
54 Fahrzeuglenkungsauswahl 54 Vehicle steering selection
55 Nutzfächenbefahrung 55 Usable area inspection

Claims

Patentansprüche Claims
1. Verfahren zum automatisierten Lenken eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs (10) auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche (2), wobei das landwirtschaftliche Fahrzeug (10) mindestens zwei lenkbare Achsen (20, 30) aufweist, mit den Schritten: 1. A method for the automated steering of an agricultural vehicle (10) on an agricultural area (2), the agricultural vehicle (10) having at least two steerable axles (20, 30), comprising the steps:
- Vorbestimmen (S1 ) von einem Pfad (5) auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche (2) zum automatisierten Befahren (S5) der landwirtschaftlichen Nutzfläche (2) mit dem landwirtschaftlichen Fahrzeug (10), - Pre-determination (S1) of a path (5) on the agricultural area (2) for automated driving (S5) of the agricultural area (2) with the agricultural vehicle (10),
- Bestimmen (S2) von mindestens einer geometrischen Verlaufseigenschaft des vorbe stimmten Pfads (5), und - Determination (S2) of at least one geometric course property of the vorbe certain path (5), and
- automatisiertes Auswählen (S3) von mindestens einer der lenkbaren Achsen (20, 30) zum Lenken des landwirtschaftlichen Fahrzeugs (10) entlang des vorbestimmten Pfads (5) in Abhängigkeit der mindestens einen bestimmten geometrischen Verlaufseigen schaft. - Automated selection (S3) of at least one of the steerable axles (20, 30) for steering the agricultural vehicle (10) along the predetermined path (5) as a function of the at least one specific geometric course property.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , mit den weiteren Schritten: 2. The method according to claim 1, with the further steps:
- automatisiertes Auswählen (S3) von zwei lenkbaren Achsen (20, 30) zum Lenken des landwirtschaftlichen Fahrzeugs (10) entlang des vorbestimmten Pfads (5), und - automated selection (S3) of two steerable axles (20, 30) for steering the agricultural vehicle (10) along the predetermined path (5), and
- automatisiertes Auswählen (S4) von einer Fahrzeuglenkung (40, 50) mit den zwei lenkbaren Achsen (20, 30) zum Lenken des landwirtschaftlichen Fahrzeugs (10) entlang des vorbestimmten Pfads (5) aus einer gegensinnigen Fahrzeuglenkung (40) der zwei lenkbaren Achsen (20, 30) und aus einer gleichsinnigen Fahrzeuglenkung (50) der zwei lenkbaren Achsen (20 ,30). - Automated selection (S4) of a vehicle steering system (40, 50) with the two steerable axles (20, 30) for steering the agricultural vehicle (10) along the predetermined path (5) from an opposing vehicle steering system (40) of the two steerable axles (20, 30) and a vehicle steering system (50) of the two steerable axles (20, 30) in the same direction.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, mit dem weiteren Schritt eines automatisierten Auswählens (S4) von einer Fahrzeuglenkung (21 , 31 , 41 , 51 ) aus einer Vorderachslen- kung (21 ), einer Hinterachslenkung (31 ) und einer Allradlenkung (41 ). 3. The method according to claim 1 or 2, with the further step of an automated selection (S4) of a vehicle steering (21, 31, 41, 51) from a front axle steering (21), a rear axle steering (31) and an all-wheel steering (41 ).
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den weiteren Schritten: automatisiertes Auswählen (S3) von zwei lenkbaren Achsen (20, 30) zum Lenken des landwirtschaftlichen Fahrzeugs (10) entlang des vorbestimmten Pfads (5), und automa tisiertes Festlegen von Lenkeinschlägen (23, 25; 33, 35) von Rädern (22, 24; 32, 34) der zwei lenkbaren Achsen (20 ,30) zum Lenken des landwirtschaftlichen Fahr zeugs (10) entlang des vorbestimmten Pfads (5). 4. The method according to any one of the preceding claims, with the further steps: automated selection (S3) of two steerable axles (20, 30) for steering the agricultural vehicle (10) along the predetermined path (5), and automated setting of steering angles (23, 25; 33, 35) of wheels (22, 24; 32, 34) the two steerable axles (20, 30) for steering the agricultural vehicle (10) along the predetermined path (5).
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Best immens (S2) von der mindestens einen geometrischen Verlaufseigenschaft ein Erfas sen (S2a) der geometrischen Verlaufseigenschaft mit einer Umfelderfassungssenso rik (12) aufweist. 5. The method according to any one of the preceding claims, wherein the step of determining (S2) of the at least one geometric progression property comprises a Erfas sen (S2a) of the geometric progression property with a surrounding area detection sensor (12).
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Best immens (S2) von der mindestens einen geometrischen Verlaufseigenschaft ein Ablei ten (S2b) der geometrischen Verlaufseigenschaft aus einem Geoinformationssystem (6) aufweist. 6. The method according to any one of the preceding claims, wherein the step of determining (S2) of the at least one geometric progression property a derivative (S2b) of the geometric progression property from a geographic information system (6).
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Best immens (S2) von der mindestens einen geometrischen Verlaufseigenschaft ein Be stimmen von Krümmungsinformation zu dem vorbestimmten Pfad (5) aufweist. 7. The method according to any one of the preceding claims, wherein the step of determining (S2) of the at least one geometric course property comprises determining curvature information on the predetermined path (5).
8. Verfahren nach Anspruch 7, mit den weiteren Schritten: 8. The method according to claim 7, with the further steps:
- automatisiertes Auswahlen (S3) von zwei lenkbaren Achsen (20, 30) zum Lenken des landwirtschaftlichen Fahrzeugs (10) entlang des vorbestimmten Pfads (5), - automated selection (S3) of two steerable axles (20, 30) for steering the agricultural vehicle (10) along the predetermined path (5),
- Vergleichen der bestimmten Krümmungsinformation mit einem vordefinierten Krüm mungsgrenzwert, und Auswahlen von einer gegensinnigen Fahrzeuglenkung (40) der zwei bestimmten lenkbaren Achsen (20, 30), wenn die bestimmte Krümmungsinformati on größer als der Krümmungsinformationsgrenzwert ist. - Comparing the specific curvature information with a predefined curvature limit value, and selections of an opposing vehicle steering system (40) of the two specific steerable axles (20, 30) if the specific curvature information is greater than the curvature information limit value.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des 9. The method according to any one of the preceding claims, wherein the step of
Bestimmens (S2) von der mindestens einen geometrischen Verlaufseigenschaft ein Be stimmen von Neigungsinformation zu dem vorbestimmten Pfad (5) aufweist. Determining (S2) of the at least one geometric course property comprises determining inclination information for the predetermined path (5).
10. Verfahren nach Anspruch 9, mit den weiteren Schritten: 10. The method according to claim 9, with the further steps:
- automatisiertes Auswahlen (S3) von zwei lenkbaren Achsen (20, 30) zum Lenken des landwirtschaftlichen Fahrzeugs (10) entlang des vorbestimmten Pfads (5), - automated selection (S3) of two steerable axles (20, 30) for steering the agricultural vehicle (10) along the predetermined path (5),
- Vergleichen der bestimmten Neigungsinformation mit einem vordefinierten Neigungs informationsgrenzwert, und Auswahlen v™ ui i 7ΐi i ^ i gleichsinnigen Fahrzeuglenkung (50) der zwei bestimmten lenkbaren Achsen (20, 30), wenn die bestimmte Neigungsinforma tion größer als der Neigungsinformationsgrenzwert ist. - Compare the determined inclination information with a predefined inclination information limit value, and selections v ™ ui i 7ΐi i ^ i vehicle steering in the same direction (50) of the two particular steerable axles (20, 30) when the particular inclination information is greater than the inclination information limit.
1 1 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Bediener des landwirtschaftlichen Fahrzeugs (10) beim Durchführen von mindestens einem der Schritte des Verfahrens interagieren kann. 1 1. Method according to one of the preceding claims, wherein an operator of the agricultural vehicle (10) can interact while performing at least one of the steps of the method.
12. Steuereinrichtung (100) zum Durchführen der Schritte von einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Schnittstelle (102) zum Einlesen eines vorbestimmten Pfads (5) zum automatisierten Befahren der landwirtschaftlichen Nutz fläche (2) mit dem landwirtschaftlichen Fahrzeug (10), einer Bestimmungseinheit (104) zum Bestimmen von mindestens einer geometrischen Verlaufseigenschaft des vorbe stimmten Pfads (5), und einer Wahleinheit zum automatisierten Wählen von mindestens einer der lenkbaren Achsen (20, 30) zum Lenken des landwirtschaftlichen Fahr zeugs (10) entlang des vorbestimmtes Pfads (5) in Abhängigkeit der bestimmten min destens einen geometrischen Verlaufseigenschaft. 12. Control device (100) for performing the steps of a method according to one of the preceding claims, with an interface (102) for reading in a predetermined path (5) for the automated driving of the agricultural area (2) with the agricultural vehicle (10) , a determination unit (104) for determining at least one geometric course property of the predetermined path (5), and a selection unit for automated selection of at least one of the steerable axles (20, 30) for steering the agricultural vehicle (10) along the predetermined Path (5) depending on the determined min least one geometric course property.
13. Automatisches Lenkungssystem (200) für ein landwirtschaftliches Fahrzeug (10), wobei das automatische Lenkungssystem (200) mindestens zwei lenkbare Ach sen (20, 30) und eine Steuereinrichtung (100) nach Anspruch 12 aufweist. 13. Automatic steering system (200) for an agricultural vehicle (10), wherein the automatic steering system (200) has at least two steerable Ach sen (20, 30) and a control device (100) according to claim 12.
14. Automatisches Lenkungssystem (200) nach Anspruch 13, welches eine Umfelder- fassungssensorik (12) aufweist, welche mit der Bestimmungseinheit (104) zum Bestim men von der mindestens einen geometrischen Verlaufseigenschaft der Steuereinrich tung (100) verbunden ist. 14. Automatic steering system (200) according to claim 13, which has a surrounding field detection sensor system (12) which is connected to the determination unit (104) for determining the at least one geometric progression property of the control device (100).
15. Landwirtschaftliches Fahrzeug (10), mit einem automatischen Lenkungssys tem (200) nach Anspruch 13 oder 14 zum automatisierten Lenken des landwirtschaftli chen Fahrzeugs (10) auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche (2). 15. Agricultural vehicle (10), with an automatic Lenkungssys system (200) according to claim 13 or 14 for the automated steering of the agricultural vehicle (10) on an agricultural area (2).
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