安全的自主式农用机械制造技术

一种系统(100)包括自主行驶的农用机械(105)和沿农业种植区(110)的边界(115)安装的一系列转换器(120)。转换器(120)被配置成响应于输入的第一信号而发出第二信号。自主行驶的农用机械(105)包括：用于在农用机械(105)的周围环境中发出第一信号的发送装置(130)、用于接收响应于第一信号而发出的第二信号的接收装置(135)以及处理装置，处理装置被配置成基于所接收的第二信号来确定农用机械(105)相对于边界(115)的位置。在此，转换器(120)在边界(115)的第一区段(150)上的布置和/或转换特性被设计成与在边界(115)的第二区段(155)上不同。同。同。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】安全的自主式农用机械
[0001]本专利技术涉及一种自主式农业设备。本专利技术尤其涉及一种对可自主行驶的农用机械的控制。
[0002]在现代农业中使用自主行驶的农用机械来播种、照料或收割作物。例如，自动联合收割机可以很大程度上自主地收割完谷物田。在此，自动联合收割机自动地转向并且精确地沿着谷物的收割棱边行驶。自主式拖拉机可以伴随联合收割机，并且持续地在挂车中接纳收获的谷物。
[0003]与公共道路交通中的自主式机动车辆不同的是，自主式农用机械通常不必考虑其他车辆或交通参与者，并且也通常无关乎交通规则。另一方面可能出现障碍物，例如沟渠、坑洼或斜坡，在公共道路交通中是不必考虑这些障碍物的。此外，农用机械的控制必须根据农业功能进行，该农业功能例如涉及对种植的作物进行处理。必须确保自主式农用机械不容易离开预先确定的农业种植区。
[0004]为了确保这一点，通常确定农用机械的绝对位置并且将该绝对位置与农用机械应在其中进行操作的预先确定的地理区域进行比较(“地理围栏”)。如果存在农用机械离开该区域的危险，则可以使该农用机械转向或停止。这种方案的可靠性主要取决于正确的位置确定。如果为此目的使用基于卫星的全球导航系统(GNSS)，则干扰或系统误差可能导致错误地确定位置。在特定的条件下(例如在信号路径被阻断时)，位置确定可能完全失效。
[0005]本专利技术所基于的目的之一在于，提供一种用于可靠地运行可自主行驶的农用机械的经改进的技术。本专利技术借助于独立权利要求的主题来实现该目的。从属权利要求给出优选的实施方式。
[0006]根据本专利技术的第一方面，一种系统包括自主行驶的农用机械和沿农业种植区的边界安装的一系列转换器。转换器被配置成响应于输入的第一信号而发出第二信号。自主行驶的农用机械包括：用于在所述农用机械的周围环境中发出所述第一信号的发送装置、用于接收响应于所述第一信号而发出的所述第二信号的接收装置、以及处理装置，所述处理装置被配置成基于所接收的第二信号来确定所述农用机械相对于所述边界的位置。在此，转换器在所述边界的第一区段上的布置和/或转换特性被设计成与在所述边界的第二区段上不同。
[0007]农用机械接近边界一般表示尚不能明确地确定农用机械的位置的信息。在常见的系统中，转换器大多是统一实施并且等距地布置的，因此这些转换器不允许做出关于农用机械的位置的其他论断。通过所选择的布置和/或转换特性，除了转换器存在于扫描区域中之外还可以提供附加的信息。由此可以区分边界的不同区段。农用机械也可以根据特定的区段来控制。因此，例如可以标记边界的特殊位置，例如用于自主行驶的起点或终点。当接近起点或终点时，农用机械例如可以停止，而在接近其余边界时则改变其路线。
[0008]系统不依赖于从卫星辅助的导航系统(例如GPS、GLONASS或GALILEO)接收信号。即使在卫星信号接收条件困难的条件下，也能够通过转换器确保农用机械不离开种植区。因此，能够提高农用机械、种植区的周围环境、种植区外的人或物体的安全性。通过转换器的布置和/或设计所提供的附加位置信息可以用于位置的一阶近似或者与其他信息相融合，
以便更准确或更可靠地确定农用机械的位置。农用机械可以在不同区段上对边界做出不同的反应。
[0009]所述转换特性优选涉及所述第二信号相对于所述第一信号的强度。如果转换器是反射器，则该反射器可以具有预先确定的形状或大小，以便相应地更强地或不那么强地发出第二信号。如果该转换器是应答器，则该应答器也可以改变频率、调制或者施加到第二信号上的消息，以便提供指配给该转换器的特征信息。在农用机械方面可以已知转换器与其位置之间的指配关系。
[0010]所述转换特性可以取决于所述第一信号的类型。例如，转换器可以将可见光、红外光和雷达信号以不同的方式转换成第二信号。其他类型的信号也是可能的。对于n种不同类型的第一信号，可以发出相同数量的第二信号，并且因此彼此区分多达2
n
个转换器。为此，转换器也可以是多个单个转换器的组合，这些单个转换器分别被指配给一种类型的第一信号。
[0011]布置方案可以涉及转换器与相邻转换器间的距离。例如，相应相邻的转换器间的距离可以沿边界严格单调增大，使得两个转换器之间的确定的距离可以指示沿着边界的位置。如果相邻转换器间的距离成对地彼此不同，则已经可以实现该确定。可以任意选择沿边界的距离序列。
[0012]布置方案也可以涉及转换器尤其相对于限定的高度或地面的竖直高度。转换器的预先确定的位置可以与某一高度相关联，使得已经可以通过确定唯一的转换器的高度来确定该农用机械的位置。
[0013]在还另一个实施方式中，在沿所述边界的至少一个位置处，多个转换器被布置成竖直偏移。该变体可以与本专利技术所描述的其它变体很好地组合。通过组合由竖直偏移的转换器提供的信息，可以更好地确定转换器的水平位置。
[0014]第一信号优选包括电磁波。该波可以处于预先确定的频率范围内并且例如包括可见光、红外光或者雷达信号。在第一变体中，转换器被设计为反射器并且第二信号基本上与第一信号相对应。反射器能够简单、稳定并且成本有效地构造并且不需要自身的能量供应装置。在第二变体中，第一信号和第二信号包括彼此不同的电磁波并且转换器被设计为应答器。转换器例如可以借助RFID或NFC技术来实现。在此，转换器可以具有自己的能量供应装置或者由第一信号的能量馈电。特别优选的是，第二信号承载有应答器的唯一标识。转换器的标识可以分别被指配给位置，使得可以在了解其标识的情况下确定该转换器的位置。
[0015]根据本专利技术的第二方面，提供了一种用于确定农用机械相对于农业种植区的边界的位置的方法。沿所述边界安装有一系列转换器，其中转换器被配置成响应于输入的第一信号而发出第二信号。该方法优选包括以下步骤：在所述农用机械的周围环境中发出至少一个第一信号；接收已响应于所述至少一个第一信号而发出的至少一个第二信号；以及基于所接收的所述至少一个第二信号来确定所述位置。
[0016]尤其可以在本专利技术所描述的农用机械上执行该方法。应当注意的是，在第一变体中仅发出一个第一信号，在该第一信号的响应中可以不接收第二信号、接收一个或多个第二信号。在第二变体中发出多个第一信号，在该多个第一信号的响应中同样可以不接收第二信号、接收一个或多个第二信号。
[0017]根据本专利技术的第三方面，被配置成用于在农业种植区上自主行驶的农用机械的控
制装置包括：发送装置，所述发送装置用于在所述农用机械的周围环境中发出至少一个第一信号；接收装置，所述接收装置用于接收已响应于所述至少一个第一信号而发出的多个第二信号；存储装置，所述存储装置用于存储所述第一信号到所述第二信号的转换器沿所述种植区的边界的位置；以及处理装置。在此，所述处理装置被配置成基于所接收到的第二信号中的一个或多个第二信号来确定所述农用机械相对于所述边界的位置。
[0018]通过藉由转换器接收(或没有接收)一个或多个第二信号所能收集到的信息优选可以借助于存储在存储装置中的指配关系来映射到相关转换器的位置上。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种系统(100)，包括：沿农业种植区(110)的边界(115)安装的一系列转换器(120)，其中转换器(120)被配置成响应于输入的第一信号而发出第二信号；自主行驶的农用机械(105)，所述农用机械具有：用于在所述农用机械(105)的周围环境中发出所述第一信号的发送装置(130)、用于接收响应于所述第一信号而发出的所述第二信号的接收装置(135)、处理装置(140)，所述处理装置被配置成基于所接收的第二信号来确定所述农用机械(105)相对于所述边界(115)的位置，其特征在于，转换器(120)在所述边界(115)的第一区段(150)上的布置和/或转换特性被设计成与在所述边界(115)的第二区段(155)上不同。2.根据权利要求1所述的系统(100)，其中所述转换特性涉及所述第二信号相对于所述第一信号的强度。3.根据权利要求2所述的系统(100)，其中所述转换特性取决于所述第一信号的类型。4.根据前述权利要求之一所述的系统(100)，其中所述布置涉及转换器(120)与相邻的转换器(120)的距离(210)。5.根据前述权利要求之一所述的系统(100)，其中所述布置涉及转换器(120)的竖直高度(215)。6.根据前述权利要求之一所述的系统(100)，其中在沿所述边界(115)的至少一个位置处，多个转换器(120)被布置成竖直偏移。7.根据前述权利要求之一所述的系统(100)，其中这两个信号包括彼此相对应的电磁波并且所述转换器(120)被设计为反射器。8.根据前述权利要求之一所述的系统(...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈之虎，
申请(专利权)人：采埃孚股份公司，
类型：发明
国别省市：