CH677308A5 - Wildlife detection system for mowing or reaping machine - uses IR sensors extending across machine working width providing signal for activating scare alarm - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erkennung von sich in landwirtschaftlich genutztem Grund vor einem herannahenden landwirtschaftlichen Fahrzeug duckendem Wild nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Einrichtung zur Erkennung von Wild, wie Rehkitze, brütende Feldhühner, Hasen usw., wobei sich das Wild in Wiesen vor heranfahrenden Mähfahrzeugen duckt bzw. in die Wiesen "drückt" und dann nach seiner Erkennung vor dem sogenannten "Vermähen", d.h. vor meist tödlichen Verletzungen durch das Mähwerk der Mähfahrzeuge, gerettet werden kann. In jedem Frühjahr kommen beim Mähen landwirtschaftlich genutzter Flächen, wie Wiesen, Kleefelder u.ä., eine grosse Anzahl von Wildtieren, und zwar vorwiegend Rehkitze, aber auch brütende Feldhühner und Junghasen, durch die Mähwerke von Mähfahrzeugen ums Leben. Die Ursache hierfür ist einerseits das zeitliche Zusammentreffen der Setzzeit (der Geburtszeit) von Rehen bzw. der Brutzeit der Feldhühner, Fasane, Rebhühner u.ä., mit der Zeit der ersten Wiesenmahd, und andererseits das Verhalten der Tiere. Die Feldhühner brüten gerne im "schützenden" hohen Gras, während Rehgeissen, aber auch Häsinnen ihre Kitze bzw. Junghasen gern tagsüber in den hohen Wiesen "ablegen" und nur nachts kommen, um sie zu säugen. Vor ihren natürlichen Feinden, wie beispielsweise Füchsen, Steinadlern, Uhus u.ä. sind die Jungtiere dort verhältnismässig gut versteckt. Ihre Sicherheit wird auch noch durch eine Tarnfärbung, durch einen äusserst schwachen Körpergeruch und auch noch dadurch erhöht, dass sie sich bei Störung oder Ge fahr flach an den Boden ducken, d.h. "drücken" und dort völlig bewegungslos verharren. Bei Rehkitzen ist ferner in den ersten Lebenstagen bzw. in den ersten ein bis zwei Lebenswochen überhaupt noch kein Fluchttrieb entwickelt. Die in natürlicher Umwelt wirkungsvollen Mechanismen funktionieren nicht, und es ergeben sich daher beim Zusammentreffen mit dem Mähwerk von Mähmaschinen die bekannt fatalen Folgen. Gegenwärtig werden eine Reihe von nachfolgend im einzelnen beschriebenen Wildrettungsmassnahmen ergriffen. Beispielsweise werden am Abend vor dem Mähen sogenannte Scheuchen aufgestellt. Sucht nun eine Rehgeiss ihr Kitz in der Nacht auf, wird sie es wegführen und an einer anderen Stelle ablegen. Nachteilig bei diesem "Aufstecken" ist die schnelle Gewöhnung des Wildes sowie ferner die Gefahr, dass die Geissen verschreckt werden, dass sie ihre Kitzen gar nicht mehr abholen und obendrein ist ein beträchtlicher Arbeitsaufwand erforderlich, da beispielsweise wegen eines überraschenden Wetterwechsels nicht gemäht werden kann, mitunter ein häufiges Aufstecken und Abräumen der sogenannten Scheuchen notwendig ist, um dadurch den Gewöhnungseffekt bei dem zu schützenden Wild auszuschalten. Optische (Blitzlampen) und akustische (Sirenen) "Wildretter" sollen wie Scheuchen wirken; werden jedoch allzuoft die Muttertiere verschreckt, so dass sie ihre Jungen überhaupt nicht mehr abholen; aus diesem Grund hat sich diese Massnahme als wenig zufriedenstellend erwiesen. Ein "Verstänkern" der Wiesen oder der Wiesenränder mit Raubtierkot und -urin vertreibt vorwiegend die Geissen, so dass die Kitze wieder nicht abgeholt werden. Obendrein ist dies der Qualität des Mähguts abträglich, Die Suche mit Vorstehhunden und ein anschliessendes Vertreiben der Rehkitze ist äusserst zeitraubend und wegen der geringen Kitzwitterung nicht zuverlässig genug. Da die genannten, vorbeugenden Massnahmen nicht in ausreichender Weise wirksam sind, werden sogenannte mechanische "Wildretter" am Mähwerk eines Mähfahrzeugs oder am Schlepper selbst angebracht. In den unterschiedlichsten Ausführungen sind dies im Prinzip grobe Rechen, welche vor dem Mähwerk bis zum Boden reichen und durch Berührung das Wild zur Flucht zwingen sollen. Solche Zusatzgeräte behindern einerseits den Mähvorgang und verursachen andererseits einen erhöhten Fahrwiderstand, der insbesondere bei schnellfahrenden Kreiselmähern zu einem erhöhten Treibstoffverbrauch führt. Gerade bei diesen modernen schnellen Mähfahrzeugen sind die groben Rechen ausserdem nur von begrenzter Wirksamkeit, da aufgescheuchtes Wild oft nicht schnell genug flieht, bzw. das Mähfahrzeug nicht rechtzeitig anhalten kann. Trotz Anwendung aller genannter Massnahmen kommen in Deutschland im Jahr etwa 60 000 Kitze durch das sogenannte "Vermähen" ums Leben. Als nachteilig bei den bekannten Verfahren und Geräten zur Wildrettung ist auch anzusehen, dass sie zeitraubend und arbeitsintensiv sind oder wegen des hohen Treibstoffverbrauchs kostenintensiv und somit mit grossem Aufwand verbunden sind; obendrein sind sie nur von begrenzter Wirksamkeit, da praktisch alle Verfahrern zu sehr auf den Zufall angewiesen sind. Ferner können durch Verwendung von optischen und/oder Infrarot- oder UV-Detektoren in Verbindung mit landwirtschaftlichen Maschinen in Deckung befindliche Wildtiere erkannt und lokalisiert werden. Hierzu wird ein Gerät, in welchem vorzugsweise entsprechend angeordnete Infrarot-Detektoren untergebracht sind, beispielsweise mittels einer Auslegerstange vor oder seitlich an den landwirtschaftlichen Maschinen, hauptsächlich Mähmaschinen angebracht. Die elektrischen Ausgangssignale der Detektoren werden in einer Vergleichselektronik bewertet. Hierbei sind die Auswerteelektroniks sowie die elektrische Versorgung vorzugsweise in einem Gerät an der landwirtschaftlichen Maschine zusammenge fasst. Das Ergebnis der Auswertung dieser Signale wird dem Fahrer der landwirtschaftlichen Maschine durch akustische und/oder optische Signale sofort zur Kenntnis gebracht, damit er beispielsweise die landwirtschaftliche Maschine stoppt, oder aber bei Lokalisierung eines auf diese Weise entdeckten Tieres wird das landwirtschaftliche Gerät automatisch gestoppt. (DE 3 216 977 A1). Darüber hinaus ist bei einem Wildretter, insbesondere für die Land- und Forstwirtschaft zur Rettung von Jungwild die Verwendung mikroelektronischer, insbesondere optoelektronischer Verfahren und Bauelemente zur Darstellung und anschliessenden Rettung von Wild bekannt. Hierzu wird beispielsweise ein als Resonator ausgebildeter Sensor verwendet, der auf Temperatur-Strahlungswellen des Wildes im Bereich elektromagnetischer Wellen im Bereich von etwa 10 mu m anspricht, indem er vorzugsweise in Resonanz verfällt. (DE 3 531 392 A1). Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einrichtung zur Erkennung von sich in landwirtschaftlich genutztem Grund vor einem herannahenden landwirtschaftlichen Fahrzeug duckendem Wild zu schaffen, mit welcher gefährdetes Wild mit verhältnismässig geringem Aufwand und hoher Zuverlässigkeit so rechtzeitig erkannt wird, dass es mit hoher Wahrscheinlichkeit gerettet werden kann. Gemäss der Erfindung ist dies bei einer Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale in dessen kennzeichnendem Teil erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemässen Einrichtung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Bei der erfindungsgemässen Einrichtung wird mit Hilfe einer an einem landwirtschaftlichen Fahrzeug angebrachten, an sich bekannten infrarot-optischen Sensoranordnung das sich in die Wiesen duckende Wild frühzeitig optisch detektiert, und durch die Detektion wird dann ein Signal für den Fahrzeugfahrer ausgelöst. Nach Anhalten des Fahrzeugs hat dann der Fahrer den unmittelbar zuvor von der Sensoranordnung überstrichenen Bereich abzusuchen und das aufgefundene Wild zu verscheuchen bzw. Rehkitze hinauszutragen, wobei er beispielsweise Grasbüschel zur Hilfe nehmen kann, um den menschlichen Geruch nicht auf das Kitz zu übertragen. Der mittels der Sensoranordnung angezeigte Bereich, z.B. ein Feldhuhngelege, kann jedoch auch von der anschliessenden Mahd ausgenommen werden. Oder aber der Fahrer kann nach dem Anhalten des Mähfahrzeugs oder Schleppers so weit langsam rückwärts fahren, bis die infrarot-optische Sensoranordnung das Wild wieder erfasst und dies durch das Signal anzeigt. Dadurch wird dem Fahrer sogar eine kurze Suche erspart, da sich in diesem Fall das Wild unmittelbar unter der Sensoranordnung bzw. im unmittelbaren Bereich der Sensoranordnung befindet. Hierbei arbeitet die verwendete infrarot-optische Sensoranordnung vorzugsweise im Wellenbereich von 8 mu m bis 14 mu m, da einerseits in diesem Band das Maximum der emittierten Infrarotstrahlung für Objekte liegt, die, wie der Körper des Wildes, eine Temperatur von etwa 38 DEG haben, und andererseits bei Wellenlängen unter 8 mu m bzw. über 14 mu m die Atmosphäre nicht mehr über längere Wegstrecken durchlässig ist. Die Umgebung des Wildes, im wesentlichen der Boden der Wiese, wird in der Regel eine deutlich geringere Temperatur beispielsweise von 25 DEG C oder meist eine viel niedrigere Temperatur aufweisen. Daher ist ein ausgeprägter Temperatur- und damit Infrarotstrahlungskontrast gegeben, welcher eine sichere Detektion ermöglicht. Die Detektion erfolgt unter steilen Winkeln, vorzugsweise senkrecht von oben, da aus dieser Blickrichtung die Wiese "optisch dünn" ist und den "Blick" zum Boden ermöglicht. Mit der erfindungsgemässen Einrichtung wird gefährdetes Wild somit systematisch erkannt, so dass das anschliessende Retten des Wildes eine sehr hohe Erfolgswahrscheinlichkeit hat. Darüber hinaus erfordert die Benutzung der erfindungsgemässen Einrichtung für den Anwender keine zusätzliche Arbeit; beim Erkennen von Wild muss der Fahrer des landwirtschaftlichen Fahrzeugs lediglich anhalten und das Wild aus dem Gefahrenbereich entfernen bzw. diesen umfahren. Dieser Zeitaufwand ist durchaus vertretbar, da bei einem Vermähen von Wild durch die Mähmaschine bzw. das Mähwerk der Fahrer für das Beseitigen des vermähten Wildes bzw. für das Reinigen des verunreinigten Mähwerks noch viel mehr Zeit aufbringen muss. Bei der erfindungsgemässen Einrichtung kann der äusserst geringe Verbrauch an elektrischer Energie bequem aus dem Schlepperbordnetz oder durch zusätzlich - gegebenenfalls wieder aufladbare - Batterien gedeckt werden. Ausserdem wird die Qualität des Mähgutes in keiner Weise beeinträchtigt. Wie bei den herkömmlichen Wildrettern beim Aufstehen eines Kitzes, so besteht auch bei der erfindungsgemässen Einrichtung bei der Detektion von Wild das Problem, das Mähfahrzeug oder den Schlepper rechtzeitig anzuhalten. Dieses Problem lässt sich in einfacher Weise dadurch lösen, dass der erste Streifen mit niedriger Fahrgeschwindigkeit gemäht wird und eine "vorausschauende" Sensoranordnung vorgesehen ist, so dass ein schnelles Anhalten möglich ist. Hierauf wird immer der anschliessend zu mähende Streifen überwacht, indem die Sensoranordnung z.B. seitlich am Schlepper angebracht ist. Bei dieser Ausführungsform muss gegebenenfalls der erste, schon gemähte Streifen ein zweites Mal abgefahren werden. Auch kann eine Sensoranordnung gewissermassen "vorausblicken" und zusätzlich in den anschliessenden Streifen "zur Seite blicken", wodurch dann insgesamt eine doppelte Sicherheit erreicht wird. Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines typischen, kommerziellen Infrarotdetektors; Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung des Infrarotdetektors mit einer das Gesichtsfeld einschränkenden Blende; Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung einer Einrichtung zur Erkennung von Wild mit drei Infrarotdetektoren; Fig. 4 eine schematische Darstellung der Dimensionierung einer bevorzugten Ausführungsform der Einrichtung zum Erkennen von Wild; Fig. 5 eine schematische Darstellung eines frontmähenden Schleppers mit einer seitlich angebrachten Einrichtung zur Erkennung von Wild und Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Auswerte- und Alarmschaltung für eine Einrichtung nach Fig. 3. Für eine Einrichtung zur Erkennung von Wild sind u.a. auch aus Kostengründen, vorzugsweise thermoelektrische Infrarotdetektoren, wie beispielsweise Thermosäulen, Bolometer, pyroelektrischer Detektoren zu verwenden, obwohl auch photoelektrische Detektoren geeignet sind. In Fig. 1 ist eine Schnittdarstellung eines solchen Detektors D wiedergegeben, der im allgemeinen in einem sogenannten TO 5-Gehäuse G untergebracht ist. Im Inneren des Gehäuses G ist das eigent liche Sensorelement SE schematisch dargestellt, über welchem auf der Innenseite des Gehäuses G eine Filterscheibe FS angeordnet ist. Unterhalb des Gehäuses G sind noch Anschlüsse A dargestellt. Ein solcher üblicher Detektor D weist einen Durchmesser von etwa 8,3 mm und abgesehen von den Anschlüssen eine Höhe in der Grössenordnung von 6,3 bis 7 mm auf. Thermoelektrische Detektoren sind strahlungsempfindlich vom ultravioletten bis weit in den infraroten Spektralbereich. Für ein Erkennen von Wild ist vorzugsweise der Spektralbereich von 8 mu m bis 14 mu m nutzbar; daher wird üblicherweise für die Filterscheibe FS in der Strahlungseintrittsöffnung des Detektors D ein Material ausgewählt, welches nur Strahlung in dem genannten Bereich zu dem strahlungsempfindlichen Sensorelement SE durchlässt. Als geeignet hierfür haben sich Filterscheiben aus Silizium oder Germanium erwiesen. Die Bestrahlung bzw. die Änderung der Bestrahlung erzeugt im Sensorelement SE ein Signal, welches über die Anschlüsse A einer elektronischen Verarbeitung zugeführt wird. Der Sichtwinkel des in Fig. 1 dargestellten Detektors liegt zwischen etwa 80 DEG und 120 DEG . Gegebenenfalls kann der Sichtwinkel auch durch eine in Fig. 2 schematisch dargestellte Sichtblende B verkleinert werden; hierdurch können dann zu flache Bildwinkel vermieden werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Einrichtung zur Erkennung von Wild werden beispielsweise drei dem in Fig. 1 dargestellten Detektor D entsprechende Infrarotdetektoren D1 bis D3 in einer dem Fachmann geläufigen Weise an einer nur schematisch dargestellten Haltevorrichtung H in bekannter Weise schlag-, stoss-, schmutz- und wassergeschützt angebracht. Die Halterungsvorrichtung H (Fig. 4, 5) weist eine - nicht näher dargestellte - Vorrichtung auf, um sie (H) an einem Mähfahrzeug oder an einem Mähschlepper im Abstand h über den Erd- oder Wiesenboden WB horizontal ausgerichtet anzubringen und zu haltern. In der Halterung H sind die Detektoren D1 bis D3 in einem Abstand a voneinander so mon tiert, dass bei einer Anbringung der Halterungsvorrichtung H beispielsweise an einem Schlepper SCH alle drei Detektoren D1 bis D3 senkrecht zur Halterungsvorrichtung H nach unten zum Boden "blicken", d.h. vom Boden senkrecht nach oben abgegebene Infrarotstrahlung empfangen. Der Abstand a der Detektoren D1 bis D3 und die Montagehöhe h der Halterungsvorrichtung H über dem Wiesenboden WB sind unter Beachtung des Detektorsichtwinkels, der Mähstreifenbreite, der typischen Grashöhe und einer anhand von Fig. 6 nachfolgend näher erläuterten Auswertemethode ausgewählt. Hierbei ist zu beachten, dass die zu mähende Wiese nur unter steilen Bildwinkeln von oben "optisch" dünn ist, d.h. nur so einen Blick zum Boden und zum Wild ermöglicht. Ideal ist somit, bezogen auf die Horizontale, d.h. den Wiesenboden, ein Winkel von 90 DEG . Ein Detektor mit einem Sichtwinkel von 120 DEG ermöglicht, bezogen auf die Horizontale, einen Blickwinkel von 30 DEG . Wie bereits ausgeführt, kann dieser Sichtwinkel gegebenenfalls durch eine in Fig. 2 dargestellte Sichtblende B verkleinert werden. In Fig. 4 ist eine mögliche Dimensionierung der Halterungsvorrichtung H für drei Infrarotdetektoren D1 bis D3, deren Abstand a voneinander sowie deren Montagehöhe h über dem Wiesenboden WB angegeben. Durch Blenden B sind die Gesichtsfelder der drei Detektoren D1 bis D3 auf 40 DEG eingeschränkt, so dass der maximale Blickwinkel am Boden 20 DEG beträgt. Die Detektoren D1 und D3 sind beispielsweise in einem Abstand a von 50 cm (500 mm) an der Halterung H angebracht, die wiederum an einem nicht näher dargestellten Mähfahrzeug in einer Höhe h von 90 cm (900 mm) über dem Wiesenboden WB montiert sind. Damit ist dann insgesamt der von den Detektoren D1 bis D3 "eingesehene" Streifen 160 cm (1600 mm) breit; hierbei erfasst jeder Detektor einen Streifen von 60 cm, wobei die Detektoren D1 und D2 sowie D2 und D3 einen sich überlappenden Streifen von 10 cm Breite überdecken. Für andere Mähstreifenbreiten gelten natürlich andere Abmessungen, die sich in einer zu Fig. 4 analogen Weise realisieren lassen. In Fig. 5 ist schematisch ein frontmähender Schlepper SCH mit einer seitlich angebrachten Halterungsvorrichtung H dargestellt, an welcher vorzugsweise ebenfalls eine Sensoranordnung S (Fig.3) aus drei Detektoren D1 bis D3 angebracht ist. Die seitlich angebrachte Einrichtung kann analog zu Fig. 4 dimensioniert sein. In Fig. 6 ist schematisch eine bevorzugte Ausführungsform einer Schaltung zur Signalverarbeitung und Alarmauslösung für eine Einrichtung nach Fig. 3 bzw. 4 dargestellt. Die drei Detektoren D1 bis D3 sind über die Differenzeingänge von drei Operationsverstärkern V1 bis V3 derart geschaltet und verknüpft, dass an den Verstärkerausgängen die Differenzen von jeweils zwei Detektorsignalen SD1-SD2, SD2-SD1 und SD3-SD2 erscheinen. Der Verstärkungsfaktor der drei Verstärker V1 bis V3 ist gleich und in üblicherweise entsprechend dem Detektorsignal gewählt und entsprechend eingestellt. In der Reihenfolge der zu erwartenden Wahrscheinlichkeit können mit einer Schaltungsanordnung nach Fig. 5 folgende Situationen im Betrieb mit der erfindungsgemässen Einrichtung eintreten: 1. Alle drei Detektoren D1 bis D3 "sehen" Gras. 2. Zwei Detektoren, beispielsweise D1 und D2 "sehen" Gras und der dritte Detektor D3 "sieht" Wild. 3. Der Detektor D1 "sieht" Gras und die Detektoren D2 und D3 "sehen" dasselbe Stück Wild, und zwar - bezogen auf die Infrarotstrahlung - der Detektor D2 davon mehr und der Detektor D3 weniger. 4. Der Detektor D1 "sieht" Gras, und die Detektoren D2 und D3 "sehen" gleich viel von demselben Stück Wild. 5. Die Detektoren D1 bis D3 "sehen" von zwei Stück Wild unterschiedlich viel, und zwar beispielsweise in der Ziffernreihenfolge abnehmende Anteile. Der Fall, dass alle drei Detektoren D1 bis D3 von zwei oder mehr Stück Wild gleichviel "sehen", kann als äusserst unwahrscheinlich ausgeschlossen werden. (Sollte dieser extrem seltene Fall auftreten, dann spricht die Anordnung nicht an). Die sich einstellenden Verstärker-Ausgangssignale für die vorstehend unter 1. bis 5. dargestellten Fälle sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefasst, dabei entsprechen die Ausgänge immer jeweils SV1 = SD1-SD3; SV2 = SD2-SD1 und SV3 = SD3-SD2. <tb><TABLE> Columns=6 <tb> <SEP>Tabelle 1 <tb> <SEP>Ausgang <SEP>Fall 1 <SEP>Fall 2 <SEP>Fall 3 <SEP>Fall 4 <SEP>Fall 5 <tb> <SEP>SV1 <SEP>0 <SEP>- <SEP>- (weniger) <SEP>- <SEP>+ (mehr) <tb> <SEP>SV2 <SEP>0 <SEP>0 <SEP>+ (mehr) <SEP>+ <SEP>- (weniger) <tb> <SEP>SV3 <SEP>0 <SEP>+ <SEP>+ (weniger) <SEP>0 <SEP>- (weniger) <tb></TABLE> Damit sind in der vorstehenden Tabelle 1 die jeweiligen Verstärker-Ausgangspegel für die insgesamt fünf Fälle wiedergegeben. Hieraus ist zu ersehen, dass immer ein Verstärkerausgang einen positiven Pegel hat, wenn sich Wild in einer der beschriebenen Weisen unter der Sensoranordnung S befindet. Zur weiteren Signalverarbeitung und Alarmausrüstung genügen daher drei nachgeschaltete Komparatoren K1 bis K3, welchen jeweils einer der Transistoren T1 bis T3 nachgeschaltet ist, welche alle die Sirene SI oder eine Warnlampe L anschalten. Hierbei ist der Schaltpegel der Komparatoren K1 bis K3 so eingestellt, dass sie bei positivem Pegel die Fälle 2 bis 5 (Tabelle 1) sicher schalten. Sobald einer der Komparatoren durchschaltet, wird der ihm nachgeschaltete Transistor leitend und schaltet damit die Versorgungsspannung für ein Relais R. Hierdurch werden Relaiskontakte r1 und r2 geschlossen, so dass Spannung an die Sirene SI und an die Warnlampe L angelegt wird, die dann beide - akustisch und optisch - Alarm geben. Ein Alarm bleibt erhalten, bis der Fahrer des Mähfahrzeugs durch Betätigung eines Tasters b das Relais R abfallen lässt und dadurch dessen Kontakte r1 und r2 geöffnet werden. Auf einen Alarm hin muss dann der Fahrer das Mähfahrzeug anhalten und so verfahren, wie es eingangs beschrieben ist. Selbstverständlich sind auch andere Auswerteschaltungen sowie eine andere Anzahl von Detektoren und eine andere Detektoranordnung anwendbar; dabei ergeben sich jedoch gewisse Vor- und Nachteile. Beispielsweise wäre eine Anordnung mit nur einem Detektor am billigsten, dafür aber weniger zuverlässig in der Detektion. Mehr als drei Detektoren wären teurer, bieten dafür aber eine erhebliche Detektionssicherheit. Der Vollständigkeit halber soll hier auch noch auf die Möglichkeit der Verwendung von Zweielement- bzw. Mehrelement-Detektoren hingewiesen werden. Hierbei stellt eine Ausführungsform mit einem oder zwei Zweielement-Detektoren eine kostengünstige, zuverlässige Lösung dar, bei welcher erforderlichenfalls eine Bildfeldtrennung der beiden Detektoren in dem jeweils einen Gehäuse durch mechanische Mittel (beispielsweise eine Trennwand) in bekannter Weise vorgenommen werden kann. Bei einer schaltungstechnisch einfacheren Auswerte- und Alarmschaltung können die Komparatoren K1 bis K3 entfallen. In einem solchen Fall werden dann die Ausgänge der Verstärker V1 bis V3 direkt auf die Transistoren T1 bis T3 geschaltet. Erforderlichenfalls können auch dreimal zwei Transistoren parallelgeschaltet werden, nämlich je ein Transistor des PNP- und NPN-Typs; hierdurch würde dann ein Alarm sowohl bei positiven als auch bei negativen Verstärkerausgängen ausgelöst werden. Bei einer solchen Schaltungsausführung wird der Verstärkungsfaktor der Verstärker V1 bis V3 in bekannter Weise so eingestellt, dass die Ausgangsspannung bei den üblichen Strahlungsinhomogenitäten einer Wiese W nicht soweit von OV verschieden wird, dass die Transistoren erst beim Er fassen von "warmen Wild" schalten. Der Verstärkungsfaktor ersetzt hier also die Funktion der Schaltschwelle der in Fig. 6 vorgesehenen Komparatoren K1 bis K3. Als Schutz vor Staub, Schmutz, Wasser und mechanischer Beschädigung können die Infrarotdetektoren in der Halterung versenkt hinter einem für Infrarotstrahlung durchlässigen Fenster angebracht werden. Als Materialien eignen sich hierzu Germanium oder Silizium oder auch andere infrarot-optische Materialien, wie KRS 5, KRS 6. Auch Polyethylenfolie eignet sich und erlaubt obendrein, ähnlich wie zumindest Germanium- und Siliziumfenster, eine leichte Reinigung und somit einen preiswerten Einsatz. Die Fenster können auch als infrarot-optische Sammellinsen ausgebildet sein, in deren Brennpunkt die Detektoren angeordnet sind und welche die Einstellung einer Empfangsapertur und Gesichtsfeldwinkel der Anordnung ermöglichen. Ferner kann die Strahlungssammlung auch über einen sogenannten Lichtleitkonus erfolgen, welcher vor jedem der Detektoren D1 bis D3 angeordnet ist. Ein solcher Lichtleitkonus ist ein innen hochreflektierend beschickter Kegel, in dessen Spitze der Detektor untergebracht ist und dessen offene Basis der Wiese und dem Wild zugewandt ist. Die durch die Basis eintretende Strahlung wird über Reflexionen an den Konuswänden auf den jeweiligen Detektor gelegt. Durch eine Alarmauslösung kann selbstverständlich auch ein Mähfahrzeug selbst und/oder dessen Mähwerk bei einer Wilddetektion auf eine dem Fachmann geläufige Weise automatisch zum Halten gebracht werden. Flach liegendes und das zu erkennende Wild zudeckendes Gras kann gegebenenfalls mit einem vor der infrarot-optischen Sensoranordnung angebrachten Rechen aufgerichtet und so optisch "verdünnt" werden. Ein solcher Rechen müsste verhältnis mässig eng angeordnet Zinken beispielsweise in einem Abstand von 10 cm angeordnete Zinken aufweisen, die etwa in Form von kleinen, zweischneidigen Pflugscharen ausgebildet sind. Mittels eines derart ausgestalteten Rechens kann im Vorbeistreichen das Gras aufgerichtet werden, wodurch dann der Blick zum Wiesenboden freigegeben und damit freier wird. Ein solcher Rechen ist dann so anzubringen, dass sich seine Zinken - in Fahrtrichtung gesehen - am vorderen Rande des Blickfeldes der Detektoren befinden.
Claims (7)
1. Einrichtung zur Erkennung von sich in landwirtschaftlich genutztem Grund vor einem herannahenden landwirtschaftlichen Fahrzeug duckendem Wild, mittels einer optischen Sensoranordnung (5) aus Infrarot-Detektoren, welche an einer horizontalen Halterung (H) seitlich oder vorausschauend am landwirtschaftlichen Fahrzeug (MF) angebracht und den zu überwachenden, landwirtschaftlich genutzten Grund flächendeckend abtastet, und mit einer Elektronik zur Auswertung von erhaltenen Detektorsignalen und zur Abgabe von optischen und/oder akustischen Anzeigesignalen, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsempfindlichkeit von thermoelektrischen Infrarotdetektoren (D1 bis D3) zur Registrierung des Strahlungskontrastes zwischen warmem Wildkörper und einer kälteren Wiese (W) oder der Wiesenbodenumgebung (WB) durch Infrarotfilter (FS) eingegrenzt ist,
wozu deren Blickrichtung senkrecht von oben zum Boden ausgerichtet und deren Gesichtsfeld mittels Blenden (B) auf enge Winkel begrenzt ist, dass zwei oder mehr Sensoren in gleichen Abständen (a) und in einer angemessene Höhe (h) über dem Boden (W; WB) angeordnet sind, so dass bei Gesichtsfeldwinkeln in der Grössenordnung von 40 DEG und bei einer geringen Überlappung der von den einzelnen Sensoren überstrichenen Flächen die von mehreren Sensoren am Boden überstrichene Fläche der gesamten Streifenbreite entspricht und dass zum Erkennen des Vorhandenseins von Wild in dem überwachten Flächenbereich mittels der der Sensoranordnung (5) nachgeordneten Auswerteelektronik die Differenz aller Sensorsignale gegeneinander gebildet ist.
2.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsempfindlichkeit von thermoelektrischen Infrarot-Dektoren (D1 bis D3) durch die Infrarotfilter auf einen Wellenlängenbereich von 8 mu m bis 14 mu m beschränkt ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Anordnung von drei Sensoren in gleichen Abständen (a) von etwa 50 cm und in einer Höhe (h) über dem Boden (W; WB) von etwa 90 cm, bei Gesichtsfeldwinkeln von etwa 40 DEG und bei einer Überlappung der von den einzelnen Sensoren überstrichenen Flächen von etwa 10 cm die gesamte, mittels der drei Sensoren überstrichene Streifenbreite etwa 160 cm beträgt.
4.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der elektronischen Auswert- und Alarmeinrichtung die Signale der Infrarot-Detektoren (D1 bis D3) jeweils in Differenzverstärkern (V1 bis V3) verstärkt und derart verknüpft sind, dass an den Ausgängen der Verstärker (V1 bis V3), die drei möglichen Differenzen der Signale von den Detektoren (D1 bis D3) anliegen, und nur dann ungleich null sind, wenn Wild von einem oder mehreren der Detektoren (D1 bis D3) erfasst ist.
5.
Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkerausgänge mit Komparatoren (K1 bis K3) verbunden sind, welche die Verstärkersignale mit Schwellenwerten vergleichen und bei Unter- bzw. Überschreiten der Schwellenwerte durchschalten, dass den Komparatoren (K1 bis K3) jeweils ein Transistor (T1 bis T3) nachgeschaltet ist, welche Transistoren (T1 bis T3) gemeinsam mit einer Sirene (SI) und/oder einer Warnlampe (L) so verbunden sind, dass der Transistor (T1, T2 oder T3) leitend wird, wenn dessen vorgeschalteter Komparator (K1, K2 oder K3) durchgeschaltet hat, und dass durch den leitenden Transistor (T1, T2 oder T3) die Sirene (SI) mit Spannung versorgt und dadurch ein Alarm ausgelöst wird.
6.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schutz von Staub, Schmutz, Wasser und mechanischer Beschädigung der an der Halterung (H) angebrachten Detektoren (D1 bis D3) jeweils Fenster aus Germanium, Silizium; KRS5, KRS6, oder Polyethylenfolie oder ein anderes übliches Infrarot-Fenstermaterial vorgesehen sind, welche Fenster vorzugsweise als infrarot-optische Sammellinsen ausgebildet sind.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Strahlungsammlung vor jedem Detektor (D1 bis D3) ein Lichtleitkonus angebracht ist.
1. Einrichtung zur Erkennung von sich in landwirtschaftlich genutztem Grund vor einem herannahenden landwirtschaftlichen Fahrzeug duckendem Wild, mittels einer optischen Sensoranordnung (5) aus Infrarot-Detektoren, welche an einer horizontalen Halterung (H) seitlich oder vorausschauend am landwirtschaftlichen Fahrzeug (MF) angebracht und den zu überwachenden, landwirtschaftlich genutzten Grund flächendeckend abtastet, und mit einer Elektronik zur Auswertung von erhaltenen Detektorsignalen und zur Abgabe von optischen und/oder akustischen Anzeigesignalen, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsempfindlichkeit von thermoelektrischen Infrarotdetektoren (D1 bis D3) zur Registrierung des Strahlungskontrastes zwischen warmem Wildkörper und einer kälteren Wiese (W) oder der Wiesenbodenumgebung (WB) durch Infrarotfilter (FS) eingegrenzt ist,
wozu deren Blickrichtung senkrecht von oben zum Boden ausgerichtet und deren Gesichtsfeld mittels Blenden (B) auf enge Winkel begrenzt ist, dass zwei oder mehr Sensoren in gleichen Abständen (a) und in einer angemessene Höhe (h) über dem Boden (W; WB) angeordnet sind, so dass bei Gesichtsfeldwinkeln in der Grössenordnung von 40 DEG und bei einer geringen Überlappung der von den einzelnen Sensoren überstrichenen Flächen die von mehreren Sensoren am Boden überstrichene Fläche der gesamten Streifenbreite entspricht und dass zum Erkennen des Vorhandenseins von Wild in dem überwachten Flächenbereich mittels der der Sensoranordnung (5) nachgeordneten Auswerteelektronik die Differenz aller Sensorsignale gegeneinander gebildet ist.
2.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsempfindlichkeit von thermoelektrischen Infrarot-Dektoren (D1 bis D3) durch die Infrarotfilter auf einen Wellenlängenbereich von 8 mu m bis 14 mu m beschränkt ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Anordnung von drei Sensoren in gleichen Abständen (a) von etwa 50 cm und in einer Höhe (h) über dem Boden (W; WB) von etwa 90 cm, bei Gesichtsfeldwinkeln von etwa 40 DEG und bei einer Überlappung der von den einzelnen Sensoren überstrichenen Flächen von etwa 10 cm die gesamte, mittels der drei Sensoren überstrichene Streifenbreite etwa 160 cm beträgt.
4.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der elektronischen Auswert- und Alarmeinrichtung die Signale der Infrarot-Detektoren (D1 bis D3) jeweils in Differenzverstärkern (V1 bis V3) verstärkt und derart verknüpft sind, dass an den Ausgängen der Verstärker (V1 bis V3), die drei möglichen Differenzen der Signale von den Detektoren (D1 bis D3) anliegen, und nur dann ungleich null sind, wenn Wild von einem oder mehreren der Detektoren (D1 bis D3) erfasst ist.
5.
Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkerausgänge mit Komparatoren (K1 bis K3) verbunden sind, welche die Verstärkersignale mit Schwellenwerten vergleichen und bei Unter- bzw. Überschreiten der Schwellenwerte durchschalten, dass den Komparatoren (K1 bis K3) jeweils ein Transistor (T1 bis T3) nachgeschaltet ist, welche Transistoren (T1 bis T3) gemeinsam mit einer Sirene (SI) und/oder einer Warnlampe (L) so verbunden sind, dass der Transistor (T1, T2 oder T3) leitend wird, wenn dessen vorgeschalteter Komparator (K1, K2 oder K3) durchgeschaltet hat, und dass durch den leitenden Transistor (T1, T2 oder T3) die Sirene (SI) mit Spannung versorgt und dadurch ein Alarm ausgelöst wird.
6.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schutz von Staub, Schmutz, Wasser und mechanischer Beschädigung der an der Halterung (H) angebrachten Detektoren (D1 bis D3) jeweils Fenster aus Germanium, Silizium; KRS5, KRS6, oder Polyethylenfolie oder ein anderes übliches Infrarot-Fenstermaterial vorgesehen sind, welche Fenster vorzugsweise als infrarot-optische Sammellinsen ausgebildet sind.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Strahlungsammlung vor jedem Detektor (D1 bis D3) ein Lichtleitkonus angebracht ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH32789A CH677308A5 (en) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | Wildlife detection system for mowing or reaping machine - uses IR sensors extending across machine working width providing signal for activating scare alarm |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH32789A CH677308A5 (en) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | Wildlife detection system for mowing or reaping machine - uses IR sensors extending across machine working width providing signal for activating scare alarm |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CH677308A5 true CH677308A5 (en) | 1991-05-15 |
Family
ID=4184494
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CH32789A CH677308A5 (en) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | Wildlife detection system for mowing or reaping machine - uses IR sensors extending across machine working width providing signal for activating scare alarm |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CH (1) | CH677308A5 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3183950A1 (de) * | 2015-11-27 | 2017-06-28 | PÖTTINGER Landtechnik GmbH | Landwirtschaftliches arbeitsgerät und verfahren zur tiererkennung |
DE102019129937A1 (de) * | 2019-11-06 | 2021-05-06 | Pöttinger Landtechnik Gmbh | Landwirtschaftliches Arbeitsgerät und -gerätekombination |
-
1989
- 1989-01-31 CH CH32789A patent/CH677308A5/de not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3183950A1 (de) * | 2015-11-27 | 2017-06-28 | PÖTTINGER Landtechnik GmbH | Landwirtschaftliches arbeitsgerät und verfahren zur tiererkennung |
EP3183950B1 (de) | 2015-11-27 | 2021-12-29 | PÖTTINGER Landtechnik GmbH | Landwirtschaftliches arbeitsgerät und verfahren zur tiererkennung |
DE102019129937A1 (de) * | 2019-11-06 | 2021-05-06 | Pöttinger Landtechnik Gmbh | Landwirtschaftliches Arbeitsgerät und -gerätekombination |
EP3818797A1 (de) | 2019-11-06 | 2021-05-12 | PÖTTINGER Landtechnik GmbH | Landwirtschaftliches arbeitsgerät und -gerätekombination |
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