DE69711366T2

DE69711366T2 - Bodenbearbeitungsmaschine

Info

Publication number: DE69711366T2
Application number: DE69711366T
Authority: DE
Inventors: Ary Van Der Lely; Cornelis Van Der Lely
Original assignee: Maasland NV
Current assignee: Maasland NV
Priority date: 1996-11-06
Filing date: 1997-11-04
Publication date: 2002-10-31
Anticipated expiration: 2017-11-05
Also published as: EP0888043A1; WO1998019514A1; DE69711366D1; NL1004450C2; EP0888043B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bodenbearbeitungsvorrichtung, die ein Fahrzeug mit einem daran angeschlossenen landwirtschaftlichen Gerät sowie ein Meßsystem zur Ermittlung der Position des Fahrzeuges nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 umfaßt.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der US-A-4,700,301 bekannt.
Die Erfindung sieht eine alternative Vorrichtung der oben beschriebenen Art vor, bei der das Fahrzeug mit einem Laser-Reflektor und einer Winkelmeßvorrichtung versehen ist, um die Position des Laser-Reflektors relativ zur Vertikalen zu ermitteln, wobei diese Position über die Funkeinrichtung an das drehbare Laser-Sende- Empfangsgerät übermittelt werden kann, um die mit dessen Hilfe ermittelten Positionskoordinaten des Fahrzeuges zu korrigieren. Dies ist im Interesse einer guten Funktion des Meßsystems von Vorteil. Es ist jedoch auch möglich, das Fahrzeug mit einem Laser-Reflektor zu versehen, der auf einer stabilisierten Plattform angeordnet oder in einem kardanischen Aufhängungssystem aufgehängt ist. Insbesondere wenn ein Pflug an das Fahrzeug angeschlossen ist, kann es vorkommen, daß sich das Fahrzeug in geneigter Lage über das Land bewegt, wodurch auch der Laser-Reflektor in eine geneigte Lage gerät, wenn er nicht stabilisiert ist. Diese geneigte Lage muß bei der Ermittlung der Position des Fahrzeuges berücksichtigt werden.
Um die Vorrichtung an eine beliebige landwirtschaftliche Fläche anzupassen, umfaßt das Meßsystem einen Computer mit einem Speicher, in dem die Konturen einer zu bearbeitenden Parzelle aufgezeichnet werden können. Es ist zwar möglich, im voraus die Konturen einer zu bearbeitenden Parzelle mit Hilfe von Karten in den Speicher einzugeben, doch ist es von Vorteil, wenn die Konturen einer zu bearbeitenden Parzelle dadurch in dem Speicher aufgezeichnet werden, daß die Positionskoordinaten des Fahrzeuges in dem Speicher registriert werden, wenn das Fahrzeug über oder entlang den Konturen der Parzelle bewegt wird. Anders ausgedrückt kann der Landwirt selbst die Konturen der zu bearbeitenden Parzelle in dem Computer aufzeichnen, indem er ihnen einfach mit dem Fahrzeug folgt.
Durch Bewegen des Fahrzeuges über eine Parzelle, deren Konturen in den Speicher des Computers eingegeben worden sind, und aufgrund der Kombination des Meßsystems mit der Funkeinrichtung ist es möglich, das Fahrzeug als Fahrzeug mit eigenem Antrieb auszuführen. Das Fahrzeug kann daher unbemannt sein und von einem Arbeitsplatz aus gesteuert werden, an dem ein Computer mit einem Bildschirm angeordnet ist. Von diesem Platz aus kann das Fahrzeug dann über Funk gesteuert werden.
Obwohl das Fahrzeug beim Wenden auf dem Vorgewende über das zu bearbeitende Feld hin- und herbewegt werden kann, ist es von Vorteil, wenn das Fahrzeug auf beiden Seiten mit demselben landwirtschaftlichen Gerät versehen ist, von dem die Parzelle zu bearbeiten ist, wobei sich jeweils eines dieser landwirtschaftlichen Geräte in der Ruhelage befindet. Auf diese Weise ist es möglich, durch eine genau festgelegte, seitwärts nach hinten oder seitwärts nach vorn gerichtete Bewegung in der von dem Computer bestimmten Richtung das Fahrzeug mit den daran angeschlossenen landwirtschaftlichen Geräten über das zu bearbeitende Feld ohne Wenden hin- und herzubewegen.
Aus der EP-A-0 578 325 ist ein funkgesteuertes Fahrzeug mit eigenem Antrieb an sich bekannt, bei dem ein Typ eines Positionsmeßsystems verwendet wird, der sich von dem der Erfindung unterscheidet. Dieses bekannte Fahrzeug ist auf beiden Seiten mit einem Pflug versehen, von dem die Parzelle zu bearbeiten ist, wobei sich jeweils einer dieser Pflüge in der Ruhelage befindet. Das bekannte Fahrzeug bewegt sich ohne Wenden, jedoch mit einer genau festgelegten, seitwärts nach hinten oder seitwärts nach vorn gerichteten Bewegung.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird im folgenden auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen. Es zeigen:
Fig. 1 eine beliebige Parzelle, auf der die erfindungsgemäße Bodenbearbeitungsvorrichtung schematisch dargestellt ist;
Fig. 2 die Bewegung eines unbemannten Fahrzeuges, das auf beiden Seiten mit einem Pflug versehen ist, über eine zu bearbeitende Parzelle;
Fig. 3 die geneigte Lage des Fahrzeuges in einer Furche und
Fig. 4 eine Ausführungsform eines einfachen unbemannten Fahrzeuges, auf dessen beiden Seiten ein Pflug mit einem Schar angeordnet ist.
Fig. 1 zeigt eine beliebige Parzelle 1 mit einer darauf dargestellten Bodenbearbeitungsvorrichtung, die ein Fahrzeug 2 enthält, auf dessen beiden Seiten ein landwirtschaftliches Gerät, insbesondere ein Pflug 3 bzw. 4, angeschlossen ist. Die Vorrichtung umfaßt ferner ein Meßsystem zur Ermittlung der Position des Fahrzeuges 2. Zu diesem Zweck umfaßt dieses Meßsystem ein Laser- Sende-Empfangsgerät 5, das um eine vertikale Achse drehbar und mit mindestens einem Reflektor 6 versehen ist, der auf dem Fahrzeug angeordnet ist. Mit Hilfe von impulsweise gesendeten Lasersignalen, die beim Auftreffen auf das Fahrzeug 2 von dem Fahrzeug reflektiert und von dem Laser-Sende-Empfangsgerät empfangen werden, kann die Position des Fahrzeuges in Polarkoordinaten r, φ ermittelt werden. Auf der Basis des Zeitunterschiedes zwischen einem gesendeten Laserimpuls und einem anschließend reflektierten Laserimpuls kann die Entfernung r ermittelt werden, während der Winkel φ, in dem das reflektierte Signal auf das Laser-Sende-Empfangsgerät auftrifft, eine zweite Polarkoordinate relativ zu einer Bezugsrichtung bildet. Wenn der Landwirt mit dem Fahrzeug 2, an das die landwirtschaftlichen Geräte 3, 4 angeschlossen sein können oder nicht, den Konturen der Parzelle folgt, beispielsweise von A nach B und anschließend nach C, D, E, F und zurück zu A, so können, wenn während dieser Fahrt jeweils die Positionskoordinaten r, φ des Fahrzeuges 2 bestimmt werden, die Konturen der Parzelle 1 aufgezeichnet und in dem Speicher eines Computers gespeichert werden. Dieser Computer kann am Arbeitsplatz des Landwirtes angeordnet sein. Wenn das Fahrzeug 2 unbemannt ist und durch Funk gesteuert wird, so kann wahlweise eine Detektionsvorrichtung integriert sein, um ein etwaiges Überschreiten der Konturen dar Parzelle durch das Fahrzeug 2 zu überwachen. Daher sind bei den in Fig. 1 gezeigten Ausführungsformen weitere Laser-Sende-Empfangsgeräte an mehreren Ecken (B, C, D) der Parzelle angeordnet, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß diese Laser-Sende- Empfangsgeräte in der Lage sind, einen Strahl an den betreffenden Konturen entlangzuschicken; die Laser- Sende-Empfangsgeräte sind daher nicht um eine Achse drehbar angeordnet, sondern senden den Laserstrahl in eine bestimmte Richtung aus. Sobald das Fahrzeug mit dem Laserstrahl in Berührung kommt, erfolgt eine Reflexion durch dieses Fahrzeug, und es wird festgestellt, daß das Fahrzeug die Grenze der Parzelle erreicht hat, wonach es gestoppt werden kann und, falls erforderlich, seine Richtung geändert werden kann. In Fig. 1 sind nur drei solcher fest angeordneten Laser-Sende-Empfangsgeräte gezeigt. Selbstverständlich können solche Laser- Sende-Empfangsgeräte auch an den anderen Ecken angeordnet sein. Das Anhalten des Fahrzeuges 2 oder das Wenden desselben erfolgt durch Funksteuerung vom Wirtschaftsgebäude aus, wo das Computersystem angeordnet ist. Wenn die Konturen der zu bearbeitenden Parzelle in den Speicher des Computers eingegeben sind, kann in dem Computer die optimale Arbeitsrichtung ermittelt werden. In Fig. 1 kann dies die Richtung parallel zu der Linie A-B sein. Wenn das unbemannte Fahrzeug mit den beiden landwirtschaftlichen Geräten 3 und 4 nahe Punkt A angeordnet ist, kann sich das Fahrzeug, nachdem es über Funk gestartet worden ist, in die Richtung des Punktes B bewegen und entlang der Strecke A-B eine landwirtschaftliche Bearbeitung vornehmen, im vorliegenden Fall durch Pflügen. Wenn sich das Fahrzeug mit den landwirtschaftlichen Geräten der Linie B-C nähert, ist es von Vorteil, das Fahrzeug, anstatt es um 180º zu wenden, eine seitwärts nach vorn gerichtete Bewegung ausführen zu lassen (siehe Fig. 2); danach kann sich das Fahrzeug wieder parallel zu der Linie A-B in Richtung der Linie A-F bewegen. Wenn sich das Fahrzeug der Linie A-F genähert hat, macht es eine seitwärts nach hinten gerichtete Bewegung und bewegt sich anschließend wieder parallel zu der Linie A-B in die Richtung der Linie B-C. Durch ein solches Hin- und Herfahren, wobei jeweils eine Seitwärtsbewegung gemacht wird, kann die gesamte Parzelle bearbeitet werden.
Während eine Bearbeitung durch Pflügen durchgeführt wird, kann es vorkommen, daß sich das Fahrzeug 2 mit einem seiner Räder in der Furche bewegt und daher eine geneigte Lage einnimmt, wie in Fig. 3 dargestellt. Wenn sich das Fahrzeug in einer geneigten Lage befindet, so nimmt auch der darauf angeordnete Reflektor 6 eine geneigte Lage ein, was einen Meßfehler bei der Distanz r zwischen dem Fahrzeug und dem Laser-Sende-Empfangsgerät 5 zur Folge hat. Um diesen Fehler zu korrigieren, muß eine Winkelmeßvorrichtung an dem Fahrzeug angeordnet sein, die den schrägen Winkel α mißt und seine Größe über Funk an den Computer des Arbeitsplatzes gibt, so daß der Computer beim Berechnen der Entfernung zwischen dem Fahrzeug und dem Laser-Sende-Empfangsgerät die Ausrichtung des Fahrzeuges berücksichtigen kann. Fig. 4 zeigt ein einfaches unbemanntes Fahrzeug 2, an dessen beiden Seiten ein Pflug 3 bzw. 4 angeordnet ist; diese Pflüge haben nur ein Schar. Das Fahrzeug ist mit zwei Reflexionsmasten mit jeweils einem Reflektor 6 versehen, was deshalb von Vorteil ist, weil bei jeder Messung durch das Laser-Sende-Empfangsgerät gleichzeitig die Fahrtrichtung des Fahrzeuges ermittelt werden kann. Wenn das Fahrzeug nur einen Reflektor hat, tritt eine abweichende Fahrtrichtung erst nach einer Anzahl von Messungen in Erscheinung, also nachdem das Fahrzeug eine bestimmte Strecke in der falschen Richtung zurückgelegt hat, und die Korrektur erfolgt zu spät. Für ein einfaches Fahrzeug, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, ist ein relativ leichter Dieselmotor von z. B. 30 kW ausreichend. Das Fahrzeug braucht keine Kabine; Luftbereifung ist nicht erforderlich: es genügen zwei Stahlräder mit Rutschsicherung; eine Vorwärts- und Rückwärtssteuerung kann ausreichend sein.

Claims

1. Bodenbearbeitungsvorrichtung, die ein Fahrzeug (2) mit einem daran angeschlossenen landwirtschaftlichen Gerät (3, 4) sowie ein Meßsystem zur Ermittlung der Position des Fahrzeuges (2) umfaßt, wobei das Meßsystem ein Laser-Sende-Empfangsgerät (5) zur Ermittlung der Position des Fahrzeuges (2) umfaßt, wobei ferner eine Funkeinrichtung vorhanden ist, die zwischen dem Meßsystem und dem Fahrzeug (2) wirksam ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug (2) mit einem Laser-Reflektor (6) und einer Winkelmeßvorrichtung versehen ist, um die Position des Laser-Reflektors (6) relativ zur Vertikalen zu ermitteln, wobei diese Position über die Funkeinrichtung an das drehbare Laser-Sende- Empfangsgerät (5) übermittelt werden kann, um die mit dessen Hilfe ermittelten Positionskoordinaten des Fahrzeuges (2) zu korrigieren.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug (2) mit einem Laser-Reflektor (6) versehen ist, der auf einer stabilisierten Plattform angeordnet oder in einem kardanischen Aufhängungssystem (6) aufgehängt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Computer mit einem Programm versehen ist, um auf der Basis der im Speicher des Computers gespeicherten Konturen der zu bearbeitenden Parzelle (1) die Richtung zu ermitteln, in der die Parzelle (1) vorzugsweise bearbeitet werden sollte.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug (2) als Fahrzeug mit eigenem Antrieb ausgeführt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug (2) funksteuerbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug (2) auf beiden Seiten mit demselben landwirtschaftlichen Gerät (3, 4) versehen ist, von dem die Parzelle (1) zu bearbeiten ist, wobei sich jeweils eines dieser landwirtschaftlichen Geräte (3, 4) in der Ruhelage befindet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug (2) mit den daran angeschlossenen landwirtschaftlichen Geräten (3, 4) über das zu bearbeitende Feld in der von dem Computer bestimmten Richtung ohne Wenden, jedoch nach einer genau festgelegten, seitwärts nach hinten oder seitwärts nach vorn gerichteten Bewegung hin- und herbewegt werden kann.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der landwirtschaftlichen Geräte (3, 4) durch einen Pflug gebildet ist.