DE-102024132523-A1 - Vorrichtung zur Abstands- bzw. Höhenregelung sowie Anbaugerät mit einer solchen Vorrichtung

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abstands- und/oder Höhenregelung eines Anbaugeräts über dem Boden und/oder der Pflanzenoberfläche, wobei das Anbaugerät zur Anbringung an einem landwirtschaftlichen Fahrzeug und zur Behandlung des Bodens und/oder der Pflanzen und/oder zur Ernte der Pflanzen ausgebildet und an dem landwirtschaftlichen Fahrzeug quer zur Fahrtrichtung anbringbar ist, mit einem Scanner zur Erfassung einer Vielzahl von Detektionen, welcher dazu ausgebildet ist, einen Erfassungsbereich zu detektieren, wobei der Scanner dazu ausgebildet ist, dass der Erfassungsbereich in Fahrtrichtung schmaler ist als quer zur Fahrtrichtung, wobei der Scanner dazu ausgebildet ist, durch die jeweiligen Detektionen Objekte zu erfassen, wobei eine Auswerteeinheit zum Nachbilden des Bodenprofils und/oder der Pflanzenoberfläche und/oder der ortsabhängigen Pflanzendichte als Auswertedaten sowie eine Regelungseinheit zur Verarbeitung der Auswertedaten zu Steuerbefehlen und zur Abstands- und/oder Höhenregelung des Anbaugeräts auf einen Sollwert vorhanden sind.

Inventors

• Michael Weigel
• Rainer Mauch

Assignees

• BAUMER ELECTRIC AG

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241107

Claims (13)

1. Vorrichtung (1) zur Abstands- und/oder Höhenregelung eines Anbaugeräts (2) über dem Boden (B) und/oder der Pflanzenoberfläche (8), wobei das Anbaugerät (2) zur Anbringung an einem landwirtschaftlichen Fahrzeug und zur Behandlung des Bodens (B) und/oder der Pflanzen (P) und/oder zur Ernte der Pflanzen (P) ausgebildet und an dem landwirtschaftlichen Fahrzeug quer zur Fahrtrichtung (F) anbringbar ist, mit einem Scanner (3) zur Erfassung einer Vielzahl von Detektionen, welcher dazu ausgebildet ist, einen Erfassungsbereich (E) zu detektieren, dadurch gekennzeichnet , dass - der Scanner (3) dazu ausgebildet ist, dass der Erfassungsbereich (E) in Fahrtrichtung (F) schmaler ist als quer zur Fahrtrichtung (F), - wobei der Scanner (3) dazu ausgebildet ist, durch die jeweiligen Detektionen Objekte zu erfassen und Messdaten: ▪ zum erfassten Winkel und/oder ▪ zum erfassten Abstand zum Objekt und/oder ▪ zur Dichte der oder einiger der Objekte zu erfassen, - wobei eine Auswerteeinheit (4) zum Nachbilden des Bodenprofils (9) und/oder der Pflanzenoberfläche (8) und/oder der ortsabhängigen Pflanzendichte als Auswertedaten sowie - eine Regelungseinheit (5) zur Verarbeitung der Auswertedaten zu Steuerbefehlen und zur Abstands- und/oder Höhenregelung des Anbaugeräts (2) auf einen Sollwert vorhanden sind.
2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass der Scanner (3) ausgebildet ist: • Als wenigstens zwei 1D-Radarsensoren und/oder ▪ als wenigstens ein 2D-Scanner und/oder 3D-Scanner und/oder • als wenigstens ein Radarsensor auf FMCW-Basis und/oder • insbesondere als MIMO FMCW Radar-Array angeordnet und/oder • als ein Phased-Array-Radar oder • als wenigstens ein Ultraschallsensor oder • als wenigstens ein Lidar-Sensor.
3. Vorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass der Scanner (3) dazu ausgebildet ist, den Erfassungsbereich (E) in einer Keulenform mit im Wesentlichen ovalen oder rechteckigen Querschnittsfläche zu erfassen, wobei insbesondere der Scanner (3) dazu ausgebildet ist, dass der Erfassungsbereich (E) einen ersten Öffnungswinkel (α) quer zur Fahrtrichtung von 30° bis 180°, bevorzugt 70° bis 120° und in Fahrtrichtung einen zweiten Öffnungswinkel (β) von 1° bis 30°, bevorzugt von 6° bis 20° besonders bevorzugt 30° bis 180° aufweist.
4. Vorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass der Scanner (3) dazu ausgebildet ist, den Erfassungsbereich (E) durch ein MIMO-Verfahren zu erfassen, wobei der Scanner (3) insbesondere eine Anordnung von mehreren Sende- und Empfangsantennen umfasst, wobei die Sende- und Empfangsantennen insbesondere in einer gemeinsamen Montageebene im Wesentlichen parallel zum Boden (B) und/oder zum Anbaugerät (2) angeordnet sind.
5. Vorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Auswerteeinheit (4) mit einer Sprühregelungseinheit (5) zur Regelung der Sprühleistung einer am Anbaugerät angebrachten Sprühvorrichtung (D) verbunden ist und dieser die Auswertedaten wenigstens teilweise übermittelt.
6. Vorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass ein Positionssensor (10), insbesondere ein GPS-Empfänger, zur Positionsbestimmung und insbesondere zur Weiterleitung der Positionsinformation an die Auswerteeinheit (4) vorgesehen ist.
7. Vorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Auswerteeinheit (4) oder eine gesonderte, mit der Auswerteeinheit (4) verbundene Kartierungseinheit (11) dazu ausgebildet ist, mit Hilfe der Auswertedaten eine Kartierung des Pflanzenbestands und/oder der Pflanzendichte vorzunehmen.
8. Anbaugerät (2) zur Anbringung an einem landwirtschaftlichen Fahrzeug und zur Behandlung des Bodens (B) und/oder der Pflanzenoberfläche (8) mit einer Vorrichtung (1) zur Abstands- und/oder Höhenregelung des Anbaugeräts (2) über dem Boden (B) und/oder der Pflanzenoberfläche (8) nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei insbesondere das Anbaugerät (2) als wenigstens ein Ausleger und/oder als wenigstens ein Vorsatz und/oder als ein oder mehrere Anbaugeräte, die entweder vor dem Fahrzeug oder hinter dem Fahrzeug festlegbar sind, ausgebildet ist.
9. Anbaugerät (2) nach Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet , dass ein Beschleunigungssensor (12) am Anbaugerät vorgesehen ist, der mit der Auswerteeinheit (4) verbunden ist, um Doppler-Effekt-bedingte schnelle Auf- bzw. Abbewegungen zu kompensieren, wobei der Beschleunigungssensor (12) insbesondere mit der Auswerteeinheit (4) und/oder der Regelungseinheit (5) verbunden ist, um die erfassten Beschleunigungsmessdaten zu übertragen.
10. Anbaugerät (2) nach einem der Ansprüche 8 oder 9 , dadurch gekennzeichnet , dass der Scanner (3) teilweise in Fahrtrichtung (F) gerichtet ist, um das noch nicht auf der Fahrt passierte Pflanzen- bzw. Bodenprofil (8, 9) zu erfassen.
11. Anbaugerät (2) nach einem der Ansprüche 8 , 9 oder 10 , dadurch gekennzeichnet , dass der Scanner (3) senkrecht zur Fahrtrichtung (F) und senkrecht zum Boden (B) montiert ist, um eine Spray-Drift-Erkennung zu ermöglichen.
12. Anbaugerät (2) nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet , dass die Regeleinheit (5) so ausgebildet ist, dass Sprühdüsen einer Feldspritze individuell ansteuerbar sind, derart, dass nur die Pflanzen und nicht Lücken im Pflanzenbestand oder die Lücken zwischen den Pflanzenreihen behandelt wird.
13. Anbaugerät (2) nach einem der Ansprüche 8 bis 12 , dadurch gekennzeichnet , dass das Anbaugerät (2) eine Steuerleitung (13) und/oder eine Drahtlosverbindung zum Übertragen eines Lenkwinkels an das Fahrzeug umfasst, wobei das Fahrzeug eine Lenkwinkel-Regeleinheit (14) umfasst, die so ausgebildet ist, dass der Lenkwinkel durch die Auswertung der Position der Pflanzreihen und/oder der Lücken zwischen den Pflanzreihen bestimmbar ist, um das Fahrzeug durch Eingriff in den Lenkwinkel an den Pflanzreihen entlang zu führen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abstands- und/oder Höhenregelung eines Anbaugeräts einer landwirtschaftlichen Maschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Anbaugerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8. Aus dem Stand der Technik ist aus der DE 10 2017 004 808 B3 eine Steuervorrichtung zur Steuerung einer Höhe eines Anbaugeräts mit einem 1 D-Radarsensor bekannt, um die Höhe des Sensors zum Boden und/oder zu einer Pflanze zu bestimmen und so einen Ist-Wert für die Höhe des Anbaugeräts zu erhalten, der mit einem Sollwert verglichen wird. Bei eindimensionaler bzw. punktueller Erfassung mit einem bekannten 1D-Radarsensor besteht die Problematik, dass durch die punktuelle Erfassung teilweise nur Lücken zwischen den einzelnen Pflanzen erfasst werden. Somit liegt keine realistische Aussagekraft der Messwerte vor, die eine Auskunft über die Beschaffenheit des Bewuchses gibt. Oftmals werden die Ertragspflanzen in Reihen gesät bzw. gepflanzt. Dann wird ein 1D-Sensor mit einer deutlichen Wahrscheinlichkeit die eigentliche Pflanzenhöhe nicht erfassen können, wenn zwischen den Reihen, d.h. nur am Boden oder im Bereich von Unkraut, abgetastet wird, oder der Sensor fährt über eine herausragende Pflanze und geht von einer höheren Pflanzendecke aus, als dies tatsächlich der Fall ist. Abhilfe schafft hier nur der Einsatz einer sehr hohen Anzahl an 1D-Sensoren, die über das Anbaugerät verteilt angebracht werden, was zu hohen Kosten führt. Aufgabe der Erfindung ist es, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu überwinden. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine landwirtschaftliche Bearbeitung von Pflanzen oder Böden präziser und ökonomischer zu gestalten. Die Aufgabe wird, ausgehend von einer Vorrichtung zur Abstands- bzw. Höhenregelung eines Anbaugeräts bzw. einem Anbaugerät der eingangs genannten Art, durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 sowie die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 8 gelöst. Durch die in den abhängigen Ansprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung möglich. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine Abstands- und/oder Höhenregelung eines Anbaugeräts über dem Boden und/oder der Pflanzenoberfläche vorgenommen. Ziel ist es insbesondere, den für die Applikation bestmöglichen Abstand zwischen Anbaugerät und Boden und/oder Pflanzenoberfläche zu regeln. Ein Anbaugerät im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein Gerät, welches an ein landwirtschaftliches Fahrzeug angebracht wird und welches gewissermaßen als Werkzeug dient, etwa zur Bearbeitung des Bodenbewuchses (z.B. Besprühen, Schneiden, Ernten, usw.) oder des Bodens selbst. Bei einem solchen Fahrzeug handelt es sich insbesondere um einen Traktor oder einen Mähdrescher oder ein sonstiges Zugfahrzeug oder einen Anhänger für ein landwirtschaftliches Zugfahrzeug oder dergleichen. Bei dem Anbaugerät kann es sich um einen Ausleger handeln, also eine Anbaustruktur in Form eines Armes für das Fahrzeug, die dessen Bearbeitungsbereich vergrößern kann. Ausleger können in Form seitlicher Anbauten an Geräten vorliegen, die deutlich vom Chassis des Zugfahrzeugs oder Anhängers abstehen. Eine typische Anwendung erfolgt beim Besprühen des flächigen Pflanzenbewuchses auf einem Feld mit einer sog. Feldspritze, mit der eine möglichst gleichmäßige und/oder gezielte Verteilung von Herbiziden, Pestiziden, Fungiziden, Dünger und/oder metallhaltigen Flüssigkeiten erzielt werden soll und welche für die Bestandspflege im Ackerbau und Gemüsebau eingesetzt wird. Eine Feldspitze umfasst insbesondere mehrere Düsen, die zueinander benachbart und quer zur Fahrtrichtung angeordnet sind. Ferner umfasst die Feldspitze eine Quererstreckung, die eine Quererstreckung des Fahrzeugs überragt. Die Vielzahl der Düsen sind entlang der Quererstreckung der Feldspitze gleichmäßig verteilt angeordnet, um beim Besprühen der Pflanzen auf dem Feld eine von Größe und/oder Standort der Pflanze und/oder Pflanzenreihe abhängige Behandlung mit Herbiziden, Pestiziden, Fungiziden, Dünger und/oder metallhaltigen Flüssigkeiten zu erzielen. Ferner können die Anbaugeräte als Erntevorsatz, Front- oder Heckanbaugerät am Fahrzeug angebracht werden. Bei einem Mähdrescher z.B. gibt es Erntevorsätze, die ein Schneidwerk und/oder eine Haspel aufweisen, deren Höhen zum Boden eingestellt werden kann, um ein möglichst gutes Ernteergebnis zu erhalten. Mit Hilfe der Erfindung kann eine präzise und effektive Verteilung der z.B. mit einer Feldspritze auszubringenden Flüssigkeit erzielt werden, wobei die Erfindung es ermöglicht, verschiedene Schwierigkeiten beim Ausbringen der Flüssigkeit zu überwinden:- Wenn der Abstand von Sprühdüsen zu den Pflanzen und/oder dem Boden zu groß ist, wird ein großer Teil der ausgebrachten Flüssigkeit (Chemikalien, Dünger, ...) verweht und die Pflanzen werden nicht hinreichend benetzt. Das Ausbringen der Flüssigkeit hat in diesem Fall keine und/oder eine ungleichmäßige Wirkung.