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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum selbsttätigen Überladen landwirtschaftlichen Ernteguts von einer Erntemaschine auf ein Transportfahrzeug, mit:
einer Überladeeinrichtung der Erntemaschine, die eingerichtet und betreibbar ist, Erntegut von der Erntemaschine auf einen Ladebehälter des Transportfahrzeugs auszutragen,
einer Bildaufnahmeeinrichtung der Erntemaschine, die eingerichtet und betreibbar ist, ein oder mehrere Merkmale des Transportfahrzeugs optisch zu erfassen,
und einer Rechnereinrichtung, die signalübertragend mit der Bildaufnahmeeinrichtung verbunden und programmiert ist, wenigstens einen Aktor zur Verstellung der Überladeeinrichtung gegenüber der Erntemaschine und/oder zur Veränderung der Position des Ladebehälters gegenüber der Erntemaschine basierend auf Signalen der Bildaufnahmeeinrichtung in einer Weise anzusteuern, dass das Erntegut in den Ladebehälter gelangt und ein entsprechendes Verfahren.
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Stand der Technik
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Bei der Ernte von landwirtschaftlich angebauten Pflanzen auf einem Feld ist es gängige Praxis, dass eine Erntemaschine ein neben der Erntemaschine herfahrendes Transportfahrzeug mit geerntetem Gut belädt. Ein Ladebehälter des Transportfahrzeugs, bei dem es sich beispielsweise um einen Schlepper mit Anhänger oder einen Lastwagen handelt, wird während der Fahrt durch eine Überladeeinrichtung der Erntemaschine mit dem geernteten Gut beladen, beispielsweise bei einem Feldhäcksler durch einen Austragschacht und bei einem Mähdrescher durch ein Abtankrohr. Die Überladeeinrichtung ist in der Regel um eine vertikale Achse drehbar an der Erntemaschine befestigt und zwischen einer Ruhestellung, in der sie etwa parallel zur Längsachse der Erntemaschine orientiert ist, und einer Arbeitsposition, in der sie sich quer zur Fahrtrichtung der Erntemaschine erstreckt, verschwenkbar. Zusätzlich kann die Höhe des abgabeseitigen Endes der Überladeeinrichtung variierbar sein, wie auch die Position einer Auswurfklappe, welche den Winkel definiert, unter dem das geerntete Gut abgegeben wird.
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Bei in ihrer Abgabeposition nicht verstellbaren Überladeeinrichtungen, wie sie üblicherweise an Mähdreschern verwendet werden, hat der Fahrer des Transportfahrzeugs für die gleichmäßige und vollständige Befüllung des Ladebehälters zu sorgen, indem er nach und nach unterschiedliche Stellen des Ladebehälters unterhalb der Überladeeinrichtung positioniert. Diese Aufgabe ist relativ anspruchsvoll und ermüdend, da Erntegutverluste durch auf das Feld fallendes Erntegut zu vermeiden sind.
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Bei verstellbaren Überladeeinrichtungen, wie sie üblicherweise an Feldhäckslern verwendet werden, wird die Position der Überladeeinrichtung im einfachsten Fall manuell durch den Fahrer der Erntemaschine gesteuert, wozu ihm Eingabeeinrichtungen in der Kabine zur Verfügung stehen, die zur Verstellung der Überladeeinrichtung dienende Aktoren ansteuern. Dabei hat der Fahrer der Erntemaschine Sorge zu tragen, dass der gesamte Ladebehälter des Transportfahrzeugs hinreichend befüllt wird, was durch sukzessives Ausrichten der Überladeeinrichtung auf unterschiedliche Punkte auf dem Ladebehälter hin erfolgt. Sollte das Transportfahrzeug nach vorn oder hinten oder zur Seite hin von seiner Sollposition abweichen, ist die Position der Überladeeinrichtung manuell nachzustellen. Als nachteilig anzusehen ist, dass die Steuerung der Position der Überladeeinrichtung einen beträchtlichen Teil der Aufmerksamkeit des Fahrers in Anspruch nimmt, was zu einer ermüdenden Arbeit für den Fahrer der Erntemaschine führt.
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Um diesen Nachteil zu vermeiden, wurden Systeme zur automatischen Befüllung des Anhängers vorgeschlagen, die optische Merkmale des Ladebehälters mittels einer Kamera erfassen und die Position der Überladeeinrichtung selbsttätig derart verstellen, dass das Erntegut den Ladebehälter erreicht (
DE 44 26 059 A1 ,
EP 0 843 960 A1 ,
EP 1 344 445 A1 und
DE 10 2009 027 245 A1 ).
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Allerdings sind Situationen denkbar, in denen derartige optische Systeme an ihre Grenzen stoßen, nämlich bei staubbelasteter Umgebung, bei schlechter Beleuchtung oder bei Hindernissen zwischen der Kamera und dem Ladebehälter. Im Stand der Technik versagen diese Systeme sofort, nachdem kein auswertbares Bild mehr erkennbar ist, woraufhin der Bediener der Erntemaschine auf eine manuelle Steuerung der Überladeeinrichtung übergehen muss, um den Erntebetrieb fortzuführen. Beim Übergang auf die manuelle Steuerung sind Verluste jedoch kaum zu vermeiden.
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Aufgabe der Erfindung
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Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, eine Anordnung und ein Verfahren zur selbsttätigen Überladung von Erntegut von einer Erntemaschine auf ein Transportfahrzeug mit einer optischen Erfassung des Transportfahrzeugs bereitzustellen, die auch bei einer kurzfristigen Beeinträchtigung der optischen Erfassung des Transportfahrzeugs weiter betriebsbereit bleibt.
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Lösung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Lehre der Patentansprüche 1, 8 und 9 gelöst, wobei in den weiteren Patentansprüchen Merkmale aufgeführt sind, die die Lösung in vorteilhafter Weise weiterentwickeln.
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Eine Anordnung zum selbsttätigen Überladen landwirtschaftlichen Ernteguts von einer Erntemaschine auf ein Transportfahrzeug umfasst eine Überladeeinrichtung an Bord der Erntemaschine, die im Erntebetrieb Erntegut von der Erntemaschine auf einen Ladebehälter des Transportfahrzeugs austrägt. Die Erntemaschine ist weiterhin mit einer Bildaufnahmeeinrichtung versehen, die ein oder mehrere Merkmale des Transportfahrzeugs (insbesondere des Ladebehälters) optisch erfasst. Eine Rechnereinrichtung ist signalübertragend mit der Bildaufnahmeeinrichtung verbunden und steuert einen Aktor zur Verstellung der Position der Überladeeinrichtung gegenüber der Erntemaschine und/oder einen Aktor zur Veränderung der Position des Ladebehälters gegenüber der Erntemaschine (bzw. umgekehrt, d. h. zur Veränderung der Position der Erntemaschine gegenüber dem Ladebehälter) basierend auf Signalen der Bildaufnahmeeinrichtung derart an, dass das Erntegut in den Ladebehälter gelangt. Die Rechnereinrichtung erstellt unter Verwendung der Signale der Bildaufnahmeeinrichtung fortlaufend ein virtuelles Bewegungsmodell des Ladebehälters. In dem Fall, dass die Signale der Bildaufnahmeeinrichtung aufgrund einer vorübergehenden Beeinträchtigung der Sichtverhältnisse nicht mehr zur Erkennung des Transportfahrzeugs ausreichen, steuert die Rechnereinrichtung den Aktor anhand aus dem Bewegungsmodell abgeleiteter, extrapolierter Daten für eine zu erwartende Position des Ladebehälters an.
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Mit anderen Worten liegt in der Rechnereinrichtung ein kontinuierlich aktualisiertes Bewegungsmodell vor, das angibt, wo sich der Ladebehälter befindet und in welcher Weise er sich gerade bewegt. Dieses Bewegungsmodell wird anhand der Signale der Bildaufnahmeeinrichtung erstellt. Sollte nun die Bildaufnahmeeinrichtung Signale liefern, aus denen sich die Position des Transportfahrzeugs und insbesondere des Ladebehälters nicht mehr ableiten lässt, greift die Rechnereinrichtung auf das Bewegungsmodell zurück, um die nun zu erwartende Position des Ladebehälters abzuleiten und den Aktor weiterhin selbsttätig ansteuern zu können. Auf diese Weise lassen sich kurzfristige Störungen der Bildaufnahmeeinrichtung, die beispielsweise durch aufsteigenden Staub oder Hindernisse zwischen der Bildaufnahmeeinrichtung und dem Transportfahrzeug entstehen können, ohne Funktionsverlust der automatischen Überladeanordnung überbrücken.
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Die Bildaufnahmeeinrichtung ist vorzugsweise an der Überladeeinrichtung angebracht. Um die Relativposition der Bildaufnahmeeinrichtung gegenüber der Erntemaschine bei der Erstellung des Bewegungsmodells zu berücksichtigen, wird bei dieser Ausführungsform die Rechnereinrichtung signalübertragend mit Sensoren zur Erfassung der Ausrichtung der Überladeeinrichtung gegenüber der Erntemaschine verbunden. Außerdem kann der Rechnereinrichtung eine Information hinsichtlich der aktuellen Geschwindigkeit der Erntemaschine zugeführt werden. Somit kann das Bewegungsmodell neben der Relativposition des Ladebehälters gegenüber der Erntemaschine die jeweils aktuelle Geschwindigkeit des Ladebehälters relativ zum Erdboden enthalten, und zwar bei einer einfachen Ausführungsform nur die Geschwindigkeit in Vorwärtsrichtung der Erntemaschine und bei einer ausgereifteren Ausführungsform zusätzlich auch die Geschwindigkeit quer zur Vorwärtsrichtung der Erntemaschine. Weiterhin kann das Bewegungsmodell zusätzlich die Beschleunigung des Ladebehälters enthalten, wiederum bei einer einfachen Ausführungsform nur in Vorwärtsrichtung der Erntemaschine und bei einer ausgereifteren Ausführungsform zusätzlich quer zur Vorwärtsrichtung der Erntemaschine.
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Die Rechnereinrichtung kann das Bewegungsmodell unter Verwendung eines so genannten Kalman-Filters erstellen. Ein derartiges Filter berechnet anhand der historischen Daten der Bildaufnahmeeinrichtung die wahrscheinlichste aktuelle Position des Ladebehälters, wobei eine Kovarianzmatrix als ein Maß für die Ungenauigkeit der Positionsermittlung gebildet werden kann.
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Die Rechnereinrichtung kann auch bei auswertbaren Signalen der Bildaufnahmeeinrichtung den Aktor anhand von aus dem Bewegungsmodell abgeleiteten Daten ansteuern. Auf diese Weise glättet die Rechnereinrichtung (insbesondere das Kalman-Filter) im Falle ungünstiger Sichtverhältnisse, bei denen Merkmale des Transportfahrzeugs bzw. Ladebehälters schlecht identifiziert werden können, die aufgrund der schlechten Bilder entstehenden Sprünge in den anhand der Signale der Bildaufnahmeeinrichtung erzeugten Positionsdaten des Ladebehälters.
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Die Rechnereinrichtung kann weiterhin aus dem Bewegungsmodell ableiten, an welcher Stelle eines von der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Bildes sich ein identifizierbares Merkmal des Ladebehälters befinden müsste und dort bevorzugt nach dem identifizierbaren Merkmal suchen. Dadurch kann die Bildverarbeitungszeit verkleinert werden.
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Ausführungsbeispiel
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In den Zeichnungen ist ein nachfolgend näher beschriebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt:
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1 eine seitliche Ansicht einer selbstfahrenden Erntemaschine und eines Transportfahrzeugs,
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2 eine schematische Draufsicht auf die Erntemaschine und das Transportfahrzeug, die gemeinsam auf einem Feld einen Ernte- und Überladevorgang durchführen,
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3 eine schematische rückwärtige Ansicht der Erntemaschine und des Transportfahrzeugs beim Überladevorgang,
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4 eine schematische Darstellung der Positionsbestimmungseinrichtungen der beiden Fahrzeuge sowie der damit zusammenwirkenden Elemente, und
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5 ein Flussdiagramm, nach dem die Rechnereinrichtung der Erntemaschine arbeitet.
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Eine in der 1 dargestellte Kombination zweier landwirtschaftlicher Maschinen umfasst eine selbstfahrende Erntemaschine 10 in der Art eines Feldhäckslers und ein Transportfahrzeug 12 in der Art eines selbstfahrenden Traktors, der mittels einer Deichsel 14 einen Anhänger 16 zieht, der einen Ladebehälter 18 umfasst.
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Die Erntemaschine 10 baut sich auf einem Rahmen 20 auf, der von vorderen angetriebenen Rädern 22 und lenkbaren rückwärtigen Rädern 24 getragen wird. Die Bedienung der Erntemaschine 10 erfolgt von einer Fahrerkabine 26 aus, von der aus ein Erntevorsatz 28 in Form eines Maismähvorsatzes sichtbar ist, der an einem Einzugskanal 30 an der Frontseite des Feldhäckslers 10 befestigt ist. Mittels des Erntevorsatzes 28 von einem Feld 34 aufgenommenes Erntegut wird über einen im Einzugskanal 30 angeordneten Einzugsförderer mit Vorpresswalzen einer Häckseltrommel 36 zugeführt, die es in kleine Stücke häckselt und es einem Auswurfbeschleuniger 38 aufgibt. Zwischen der Häckseltrommel 36 und dem Auswurfbeschleuniger 38 erstreckt sich eine Nachbearbeitungsvorrichtung 42 mit zwei Körnerprozessorwalzen. Der Antrieb der erwähnten, antreibbaren Aggregate der Erntemaschine 10 und des Erntevorsatzes 28 erfolgt mittels eines Verbrennungsmotors 44. Das vom Auswurfbeschleuniger 38 abgegebene Gut verlässt die Erntemaschine 10 zu dem nebenher fahrenden Ladebehälter 18 über eine mittels eines ersten, fremdkraftbetätigten Aktors 46 um eine etwa vertikale Achse drehbaren und mittels eines zweiten, fremdkraftbetätigten Aktors 48 in der Neigung verstellbare Überladeeinrichtung 40 in Form eines Auswurfkrümmers, deren Abwurfrichtung durch eine Klappe 50 veränderbar ist, deren Neigung mittels eines dritten, fremdkraftbetätigten Aktors 52 verstellbar ist.
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Das Transportfahrzeug 12 und der Anhänger 16 sind konventionellen Aufbaus. Das Transportfahrzeug 12 umfasst vordere lenkbare Räder 64 und rückwärtige angetriebene Räder 66, die an einer tragenden Struktur 68 abgestützt sind, die eine Fahrerkabine 70 trägt.
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In der 2 sind die Erntemaschine 10 und das Transportfahrzeug 12 in einer Draufsicht wiedergegeben. Es ist erkennbar, dass die Erntemaschine 10 entlang einer Erntegutkante 54 fährt, die eine Grenze zwischen dem abgeernteten Bereich 56 des Felds 34 und dem noch stehenden, mit Maispflanzen 58 besetzten Bestand 60 des Felds 34 darstellt, und die die Pflanzen 58 aberntet. Das Transportfahrzeug 12 fährt auf dem abgeernteten Teil 56 des Felds parallel zur Erntemaschine 10 entlang eines Weges, auf dem die von der Erntemaschine 10 gehäckselten Pflanzen durch die Überladeeinrichtung 40 in den Ladebehälter 18 gelangen. Das Transportfahrzeug 12 muss daher stets parallel neben der Erntemaschine 10 herfahren; insbesondere beim Einfahren in das Feld kann das Transportfahrzeug 12 aber auch hinter der Erntemaschine 10 herfahren, da noch kein abgeernteter Teil 56 des Feldes 34 vorliegt, auf dem das Transportfahrzeug 12 fahren könnte, ohne die dort stehenden Pflanzen zu beschädigen.
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Die Erntemaschine 10 wird durch einen in der Fahrerkabine 18 sitzenden Fahrer oder durch eine an sich bekannte, selbsttätig arbeitende Lenkvorrichtung gelenkt. Das Transportfahrzeug 12 ist mit einer im Folgenden näher beschriebenen Lenkeinrichtung ausgestattet, um das Parallelfahren zur Erntemaschine 10 zu erleichtern bzw. automatisieren, die aber auch entfallen kann. Die Erntemaschine 10 könnte auch eine beliebige andere selbstfahrende Erntemaschine sein, wie ein Mähdrescher oder Rübenernter.
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Die Erntemaschine 10 ist mit einer ersten Positionsbestimmungseinrichtung 72 ausgestattet, die sich auf dem Dach der Kabine 26 befindet. Dort ist auch eine erste Radioantenne 74 positioniert. Das Transportfahrzeug 12 ist mit einer zweiten Positionsbestimmungseinrichtung 76 ausgestattet, die sich auf dem Dach der Kabine 70 befindet. Dort ist auch eine zweite Radioantenne 78 positioniert.
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In der 3 ist eine rückwärtige Ansicht der Erntemaschine 10 und des Transportfahrzeugs 12 mit dem Ladebehälter 18 und einem sich darauf bildenden Erntegutkegel gezeigt.
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Nunmehr wird auf die 4 Bezug genommen, in der u. a. die einzelnen Komponenten der Positionsbestimmungseinrichtungen 72, 76, eine Rechnereinrichtung 112, Aktoren 46, 48, 52 für die Verstellung der Überladeeinrichtung 40, Sensoren 128–132 zur Erfassung ihrer Istposition und die Lenkeinrichtungen des Transportfahrzeugs 12 und der Erntemaschine 10 schematisch dargestellt sind.
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An Bord der Erntemaschine 10 befindet sich die erste Positionsbestimmungseinrichtung 76, die eine Antenne 80 und eine mit der Antenne 80 verbundene Auswertungsschaltung 82 umfasst. Die Antenne 80 empfängt Signale von Satelliten eines Positionsbestimmungssystems, wie GPS, Galileo oder Glonass, die der Auswertungsschaltung 82 zugeführt werden. Anhand der Signale der Satelliten bestimmt die Auswertungsschaltung 82 die aktuelle Position der Antenne 80. Die Auswertungsschaltung 82 ist weiterhin mit einer Korrekturdatenempfangsantenne 84 verbunden, die von Referenzstationen an bekannten Standorten ausgestrahlte Radiowellen empfängt. Anhand der Radiowellen werden von der Auswertungsschaltung 82 Korrekturdaten zur Verbesserung der Genauigkeit der Positionsbestimmungseinrichtung 72 erzeugt. Die Auswertungsschaltung 82 übersendet durch eine Busleitung 86 ihre Positionsdaten an eine Kontrolleinrichtung 88.
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Die Kontrolleinrichtung 88 ist über eine Schnittstelle 90 mit einer Empfangs- und Sendeeinrichtung 92 verbunden, die wiederum mit der Radioantenne 74 verbunden ist. Die Empfangs- und Sendeeinrichtung 92 empfängt und erzeugt Radiowellen, die von der Antenne 74 aufgenommen bzw. abgestrahlt werden. Analog befindet sich an Bord des Transportfahrzeugs 12 die zweite Positionsbestimmungseinrichtung 76, die eine Antenne 94 und eine mit der Antenne 94 verbundene Auswertungsschaltung 96 umfasst. Die Antenne 94 empfängt Signale von Satelliten desselben Positionsbestimmungssystems wie die Antenne 80, die der Auswertungsschaltung 96 zugeführt werden. Anhand der Signale der Satelliten bestimmt die Auswertungsschaltung 96 die aktuelle Position der Antenne 94. Die Auswertungsschaltung 96 ist weiterhin mit einer Korrekturdatenempfangsantenne 98 verbunden, die von Referenzstationen an bekannten Standorten ausgestrahlte Radiowellen empfängt. Anhand der Radiowellen werden von der Auswertungsschaltung 96 Korrekturdaten zur Verbesserung der Genauigkeit der Positionsbestimmungseinrichtung 76 erzeugt.
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Die Auswertungsschaltung 96 übersendet durch eine Busleitung 100 ihre Positionsdaten an eine Kontrolleinrichtung 102. Die Kontrolleinrichtung 102 ist über eine Schnittstelle 104 mit einer Empfangs- und Sendeeinrichtung 106 verbunden, die wiederum mit der Radioantenne 78 verbunden ist. Die Empfangs- und Sendeeinrichtung 106 empfängt und erzeugt Radiowellen, die von der Antenne 78 aufgenommen bzw. abgestrahlt werden. Durch die Empfangs- und Sendeeinrichtungen 90, 106 und die Radioantennen 74, 78 können Daten von der Kontrolleinrichtung 88 an die Kontrolleinrichtung 102 und umgekehrt übermittelt werden. Die Verbindung zwischen den Radioantennen 74, 78 kann direkt sein, z. B. in einem zugelassenen Funkbereich wie CB-Funk o. ä., oder über eine oder mehrere Relaisstationen bereitgestellt werden, beispielsweise wenn die Empfangs- und Sendeeinrichtungen 90, 106 und die Radioantennen 74, 78 nach dem GSM- oder UMTS-Standard oder einem anderen geeigneten Standard für Mobiltelefone arbeiten.
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Die Kontrolleinrichtung 102 ist mit einer Lenkeinrichtung 108 verbunden, welche den Lenkwinkel der vorderen, lenkbaren Räder 64 steuert. Außerdem übersendet die Kontrolleinrichtung 102 Geschwindigkeitssignale an eine Geschwindigkeitsvorgabeeinrichtung 110, die über eine Variation der Motordrehzahl des Transportfahrzeugs 12 und/oder der Getriebeübersetzung die Geschwindigkeit des Transportfahrzeugs 12 kontrolliert. Außerdem ist die Kontrolleinrichtung 102 mit einem permanenten Speicher 120 verbunden.
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An Bord der Erntemaschine 10 ist die Kontrolleinrichtung 88 mit einer Rechnereinrichtung 112 verbunden, die gemeinsam mit den von ihr kontrollierten Aktoren und den mit ihr verbundenen Sensoren eine Steueranordnung zur Kontrolle des Überladens des Ernteguts von der Erntemaschine 10 auf den Ladebehälter 18 des Transportfahrzeugs 12 bildet. Die Rechnereinrichtung 112 ist mit einer Lenkeinrichtung 114 verbunden, welche den Lenkwinkel der rückwärtigen, lenkbaren Räder 24 steuert. Außerdem übersendet die Rechnereinrichtung 112 Geschwindigkeitssignale an eine Geschwindigkeitsvorgabeeinrichtung 116, die über eine Variation der Getriebeübersetzung die Geschwindigkeit der Erntemaschine 10 kontrolliert. Die Rechnereinrichtung 112 ist weiterhin mit einem Durchsatzsensor 118, der den Abstand zwischen den Vorpresswalzen im Einzugskanal 30 erfasst, mit einem Sensor zur Erfassung der Position von an einer Teilerspitze des Erntevorsatzes 28 angebrachten Tastbügeln 62, einem permanenten Speicher 122, über (nicht gezeigte Ventileinrichtungen) mit den Aktoren 46, 48 und 50 sowie mit Sensoren 128, 130, 132, die jeweils die Stellung eines der Aktoren 46, 48 und 50 erfassen, und mit einer optischen Bildaufnahmevorrichtung 136 verbunden, die etwa in der Mitte der Überladeeinrichtung 40 an deren Unterseite angebracht und im Erntebetrieb auf den Ladebehälter 18 ausgerichtet und vorzugsweise als Stereokamera ausgeführt ist.
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In der 5 ist ein Flussdiagramm dargestellt, nach dem die Rechnereinrichtung 112 der Erntemaschine 10 während des Erntebetriebs vorgeht. Es wird davon ausgegangen, dass der Bediener die Überladeeinrichtung 40 durch geeignete Betätigung manueller Eingabeelemente die Aktoren 46, 48 und 52 in eine Stellung gebracht hat, in welcher das Erntegut auf den Ladebehälter 18 gelangt, oder dass die Erntemaschine 10 und das Transportfahrzeug 12 bei der Aufnahme der selbsttätigen Kontrolle der Überladung des Ernteguts zunächst stehen, damit die Überladeeinrichtung 40 ohne Erntegutverlust auf den Ladebehälter ausgerichtet werden kann. Nach dem Start im Schritt 500 wird im Schritt 502 mit der Bildaufnahmevorrichtung 502 ein Bild aufgenommen. Im folgenden Schritt 504 wird das im Schritt 502 aufgenommene Bild der Rechnereinrichtung 112 zugeführt und dort mittels eines Bildverarbeitungsprogrammes ausgewertet. Das Bildverarbeitungsprogramm untersucht das Bild daraufhin, ob es identifizierbare Merkmale des Ladebehälters 18 oder des Anhängers 16 enthält, beispielsweise eine obere Begrenzungskante einer Wand des Ladebehälters 18 und/oder eine Ecke des Ladebehälters 18 und/oder ein Rad des Anhängers 16 oder einen sich im Ladebehälter 18 ansammelnden Ernteguthaufen oder eine an der Seitenwand des Ladebehälters 18 angebrachte Aufschrift oder Markierung.
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Falls im Schritt 504 wenigstens ein Merkmal des Ladebehälters 18 oder des Anhängers 16 identifiziert werden kann, folgt der Schritt 506, in dem die Position des Ladebehälters 18 gegenüber der Erntemaschine 10 berechnet und mit einer Information über den Zeitpunkt der Datenaufnahme und die aktuelle Vortriebsgeschwindigkeit der Erntemaschine 10, die anhand der Geschwindigkeitssignale der Rechnereinrichtung 112 an die Geschwindigkeitsvorgabeeinrichtung 116 oder mittels eines separaten Sensors erzeugt werden können, abgespeichert wird. Bei der Bestimmung der Position des Ladebehälters 18 greift die Rechnereinrichtung auf die Signale der Sensoren 128 und 130 zurück, um die Position der Bildaufnahmevorrichtung 136 gegenüber der Erntemaschine 10 zu evaluieren. Im Schritt 506 können beliebige Referenzpunkte für die Erntemaschine 10 und den Ladebehälter 18 verwendet werden, wie beispielsweise jeweils die Mittelpunkte in Vorwärts- und Seitenrichtung. Es folgt auf den Schritt 506 der Schritt 508, in dem abgefragt wird, ob die Positionsdaten von zumindest zwei Bildern abgespeichert sind. Ist das nicht der Fall, folgt wieder der Schritt 502, anderenfalls der Schritt 510.
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Im Schritt 510 wird ein so genanntes Bewegungsmodell des Ladebehälters 18 erstellt (wenn der Schritt 510 zum ersten Mal aufgerufen wird) oder aktualisiert (bei nachfolgenden Ausführungen des Schritts 510). Das Bewegungsmodell enthält Daten hinsichtlich der Position des Ladebehälters 18 und seiner Geschwindigkeit (in Vorwärts- und Querrichtung) gegenüber dem Erdboden und vorzugsweise seiner Beschleunigung (in Vorwärts- und Querrichtung). Diese Daten werden aus den Positionsdaten aus den vorhergehenden Aufrufen des Schritts 506 und den zugehörigen Daten für die Vortriebsgeschwindigkeit der Erntemaschine 10 sowie den Zeitpunkten berechnet. Hierbei werden nur hinreichend aktuelle Daten verwendet und veraltete Daten zyklisch durch neu hinzugekommene Daten ersetzt. Im Schritt 510 wird vorzugsweise ein so genanntes Kalman-Filter verwendet, um auch weniger genaue Daten aus dem Schritt 506 verwenden zu können.
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An den Schritt 510 schließt sich der Schritt 512 an, in dem die Aktoren 46, 48 und 52 basierend auf dem im Schritt 510 erzeugten Bewegungsmodell angesteuert werden. In erster Linie werden die Aktoren 46, 48 und 52 anhand der zuvor evaluierten Position des Ladebehälters 18 kontrolliert, insbesondere wenn die letzte gültige Bilderfassung (Schritt 506) zeitlich nicht lange zurückliegt. Falls die letzte gültige Bilderfassung schon länger zurückliegt, d. h. der Schritt 512 ausgehend vom weiter unten beschriebenen Schritt 514 angesteuert wurde, werden im zunehmenden Maße auch die Geschwindigkeits- und ggf. auch Beschleunigungsdaten aus den zuvor durchlaufenen Schritten 506 berücksichtigt, um die Position des Ladebehälters 18 zu evaluieren und darauf basierend die Aktoren 46, 48 und 52 anzusteuern. Im Schritt 512 werden die Aktoren 46, 48, 52 und ggf. 108, 110, 116 anhand aus dem Bewegungsmodell abgeleiteter, extrapolierter Daten für eine zu erwartende Position des Ladebehälters angesteuert. Falls der Bediener die Überladeeinrichtung 40 anfangs durch manuelle Eingaben auf den Ladebehälter ausgerichtet hat, wird die Überladeeinrichtung 40 beim Erntebetrieb durch das Bewegungsmodell derart angesteuert, dass eventuelle Änderungen in der Relativposition zwischen der Erntemachine 10 und dem Ladebehälter 18 ausgeglichen werden. Falls hingegen keine manuelle Ersteinstellung der Überladeeinrichtung 40 durch den Bediener erfolgt ist, richtet die Rechnereinrichtung 112 die Überladeeinrichtung 40 beim Erntebetrieb anhand eines oder mehrerer erkannter Merkmale des Ladebehälters 18 oder Transportfahrzeugs 12 im Bild der Bildaufnahmeeinrichtung 136 selbsttätig auf den Ladebehälter 18 aus und justiert sie beim Erntebetrieb basierend auf dem Bewegungsmodell derart nach, dass eventuelle Änderungen in der Relativposition zwischen der Erntemachine 10 und dem Ladebehälter 18 ausgeglichen werden. In beiden Fällen muss nichtfortlaufend derselbe Punkt auf dem Ladebehälter 18 angezielt werden, sondern er kann nach einer geeigneten Ladestrategie selbsttätig variiert werden, um den Ladebehälter sukzessive gleichmäßig zu füllen.
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Es sei angemerkt, dass im Schritt 512 bei einer relativ einfachen Ausführungsform der Erfindung nur die Aktoren 46, 48 und 52 angesteuert werden, d. h. nur die Überladeeinrichtung 40 gegenüber der Erntemaschine 10 verstellt wird. Die in der 4 gezeigte Elektronik seitens des Transportfahrzeugs 12 und die Kontrolleinrichtung 88 mit den Antennen 74, 84 seitens der Erntemaschine 10 kann dann entfallen. Bei einer fortgeschrittenen Ausführungsform sind diese Elemente jedoch vorhanden und die Rechnereinrichtung 112 kann, falls der Verstellbereich der Überladeeinrichtung 40 nicht hinreichen sollte, auch die Lenkeinrichtung 108 und/oder die Geschwindigkeitsvorgabeeinrichtung 110 des Transportfahrzeugs 12 (und/oder die Geschwindigkeitsvorgabeeinrichtung 116 der Erntemaschine) derart beeinflussen, dass das Erntegut den Ladebehälter 18 sicher erreicht. Ist die Erntemaschine 10 ein Mähdrescher mit einer nicht verstellbaren Überladeeinrichtung, würden die Aktoren 46, 48, 52 entfallen und nur die Lenkeinrichtung 108 und/oder die Geschwindigkeitsvorgabeeinrichtung 110 des Transportfahrzeugs 12 (und/oder die Geschwindigkeitsvorgabeeinrichtung 116 der Erntemaschine) durch die Rechnereinrichtung 112 beeinflusst.
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An den Schritt 512 schließt sich wieder der Schritt 502 an. Da nun bekannt ist, an welcher Stelle des Bildes sich der Ladebehälter 18 befinden müsste, kann die Rechnereinrichtung 112 im nächsten Aufruf der Schritte 504 und 506 anhand des Bewegungsmodells feststellen, an welcher Stelle sich die identifizierbaren Merkmale im Bild befinden sollten und zunächst dort nach ihnen suchen, um Bildverarbeitungszeit einzusparen. Nur wenn sie dort nicht gefunden werden, kann die Suche auf das ganze Bild ausgedehnt werden.
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Falls sich im Schritt 504 ergibt, dass in einem neu aufgenommenen Bild keine Merkmale des Ladebehälters identifiziert werden können, folgt der Schritt 514. In diesem wird abgefragt, ob bereits ein Bewegungsmodell vorhanden ist und seit der letzten Aktualisierung des Bewegungsbilds (Schritt 510) nicht mehr als eine bestimmte Zeitspanne von beispielsweise 10 Sekunden vergangen ist. Ist das nicht der Fall (kein Bewegungsbild oder die Zeitspanne ist überschritten), folgt der Schritt 516, in der eine Fehlernachricht gegeben und der Bediener zur Aufnahme einer manuellen Steuerung aufgefordert wird. Anderenfalls folgt der Schritt 512, wie oben beschrieben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4426059 A1 [0005]
- EP 0843960 A1 [0005]
- EP 1344445 A1 [0005]
- DE 102009027245 A1 [0005]