DE102013011089A1 - Antikollisionssystem für ein landwirtschaftliches Fahrzeug mit selbsttätiger Erkennung der Abmessungen einer Last - Google Patents
Antikollisionssystem für ein landwirtschaftliches Fahrzeug mit selbsttätiger Erkennung der Abmessungen einer Last Download PDFInfo
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Abstract
Ein Antikollisionssystem für ein landwirtschaftliches Fahrzeug (10) umfasst einen ersten Sensor (28) zur Erfassung der Abmessungen eines in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug (10) zur Verfügung stehenden Lichtraumprofils, einen zweiten Sensor (30) zur Erfassung der Abmessungen einer vom Fahrzeug (10) bewegten Last (12), und eine Verarbeitungseinrichtung (32), die anhand der Signale des ersten Sensors (28) und des zweiten Sensors (32) die Abmessungen des Lichtraumprofils mit den Abmessungen der Last (12) vergleicht und im Falle einer drohenden Kollision zwischen der Last (12) und einer Begrenzung des Lichtraumprofils ein Warnsignal abgibt.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Antikollisionssystem für ein landwirtschaftliches Fahrzeug.
- Stand der Technik
- In der Landwirtschaft sind vielfältige Aufgaben zu bewältigen. Man bedient sich daher üblicherweise eines universell einsetzbaren Fahrzeugs, in der Regel eines Traktors, an das unterschiedliche Lasten angebaut oder angehängt werden, je nach der spezifischen Aufgabe. Da nicht immer gut ausgebildetes, erfahrenes Personal zur Verfügung steht, werden oft Aushilfskräfte eingesetzt. Es besteht demnach ein gewisses Unfallrisiko, beispielsweise beim Befahren enger Feldwege, da sich die Last nicht im Blickfeld des Fahrers befindet und in unterschiedlichem Maß über die seitlichen und oberen Begrenzungen des Fahrzeugs hinausragen kann, beispielsweise bei Bodenbearbeitungswerkzeugen, Heubearbeitungsgeräten oder befüllbaren Anhängern, bei denen sich die Abmessungen sogar bei der Arbeit ändern, und der Fahrer zudem als Aushilfskraft mit den Abmessungen der Last nicht gut vertraut ist.
- Im Stand der Technik sind Anti-Kollisionssensoren für Kraftfahrzeuge bekannt, bei denen der Umriss des zu schützenden Fahrzeugs bereits bekannt und fest einprogrammiert ist oder sich aus der Anbringung der Sensoren ergibt (
DE 101 13 413 A1 ,US 7 076 366 B2 ,US 6 012 008 A ,JP 2007 201 748 A - Die
DE 10 2008 057 027 A1 beschreibt ein Zugfahrzeug zum Transport von Flugzeugen oder Lastkähnen, das einen optischen, insbesondere als Kamerasystem aufgeführten Sensor umfasst, der auf die Last ausgerichtet ist und dessen Signal zur automatischen Erkennung der Last dient. Auf diese Weise soll die Last kollisionsfrei an Hindernissen vorbeigeführt werden, die sich an in einer Karte eingezeichneten Positionen befinden. Aufgrund der Unterschiede in den Lasten und der Notwendigkeit, Hindernisse auf einem zu befahrenden Weg zunächst in einer Karte zu erfassen, eignet sich diese Vorgehensweise ebenfalls nicht für landwirtschaftliche Anwendungen, bei denen die Hindernisse, wie entgegen kommender Verkehr, in vielen Fällen beweglich sind. - Aufgabe der Erfindung
- Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, ein Antikollisionssystem für ein landwirtschaftliches Fahrzeug bereitzustellen, bei dem die erwähnten Probleme nicht oder in einem verminderten Maße auftreten.
- Lösung
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst, wobei in den weiteren Patentansprüchen Merkmale aufgeführt sind, die die Lösung in vorteilhafter Weise weiterentwickeln.
- Ein Antikollisionssystem für ein landwirtschaftliches Fahrzeug weist einen ersten Sensor zur Erfassung der Abmessungen eines in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug zur Verfügung stehenden Lichtraumprofils, einen zweiten Sensor zur Erfassung der Abmessungen einer vom Fahrzeug bewegten Last, und eine mit dem ersten Sensor und dem zweiten Sensor verbundene Verarbeitungseinrichtung auf, die anhand der Signale des ersten Sensors und des zweiten Sensors die Abmessungen des Lichtraumprofils mit den Abmessungen der Last vergleicht und im Falle einer drohenden Kollision zwischen der Last und einer Begrenzung des Lichtraumprofils ein Warnsignal abgibt.
- Auf dieses Weise werden die Abmessungen der Last durch den zweiten Sensor ermittelt und mit den mittels des ersten Sensors ermittelten Abmessungen des Lichtraumprofils, d. h. der in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug zur Verfügung stehenden, vertikalen Querschnittsfläche verglichen. Falls eine Berührung zwischen der Last und einer Begrenzung des Lichtraumprofils droht, wird ein Warnsignal abgegeben.
- Die Sensoren können jeweils die Abmessungen des Lichtraumprofils und der Last in horizontaler und vertikaler Richtung erfassen.
- Das Warnsignal kann einer Geschwindigkeitsvorgabeeinrichtung des Fahrzeugs zugeführt werden, um das Fahrzeug im Falle einer drohenden Kollision zwischen der Last und einer Begrenzung des Lichtraumprofils anzuhalten. Alternativ oder zusätzlich kann eine Lenkeinrichtung des Fahrzeugs im Sinne einer kollisionsvermeidenden Lenkbewegung angesteuert werden.
- Die Sensoren können jeweils Stereokameras mit Bildverarbeitungssystemen und/oder abtastende Laserentfernungsmesser und/oder PMD-Kameras und/oder Ultraschallentfernungsmesser umfassen.
- Ausführungsbeispiel
- Anhand der Abbildung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigt:
-
1 eine seitliche Ansicht eines landwirtschaftlichen Traktors mit einer gezogenen Last und einem Antikollisionssystem, und -
2 einen Bildschirm einer Bedienerschnittstelle. - Die
1 zeigt ein landwirtschaftliches Fahrzeug10 in Form eines Traktors, das an einer Deichsel14 eine Last12 in Form eines Transportwagens für Silage hinter sich herzieht. Das Fahrzeug10 umfasst ein Fahrgestell16 mit vorderen, lenkbaren Rädern18 und antreibbaren Hinterrädern20 sowie eine Kabine22 mit einem Arbeitsplatz für einen Bediener. Die Deichsel14 ist rückwärtig am Fahrgestell durch eine Kupplung (nicht gezeigt) lösbar am Fahrgestell16 angekuppelt. - Die vertikalen Abmessungen der Last
12 , die im unbeladenen Zustand etwa so hoch ist wie das Dach der Kabine22 können im Arbeitsbetrieb variieren, wenn der Ladebehälter24 der Last12 über dessen obere Kanten hinaus beladen werden, wie es beispielsweise bei der Ernte von Silage mit einem Feldhäcksler der Fall sein kann, der die Silage in den Ladebehälter24 überlädt, sodass sich größere Hügel26 von Erntegut im Ladebehälter24 bilden, die über dessen obere Kanten hinausragen. - Um selbsttätig Kollisionen zwischen der Last
12 und einem eventuellen, sich in Fahrtrichtung V vor dem Fahrzeug10 befindlichen Hindernis, wie beispielsweise einer Brücke oder auf einen Weg hängenden Asten zu vermeiden, ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Antikollisionssystem vorgesehen. Es umfasst einen ersten Sensor28 , einen zweiten Sensor30 und eine Verarbeitungseinheit32 . Die Sensoren28 ,30 sind auf dem Dach der Kabine22 angebracht. - Der erste Sensor
28 ist hier als Stereokamera mit zwei seitlich, quer zur Fahrtrichtung V nebeneinander angeordneten Kameras und einem Bildverarbeitungssystem ausgebildet, das auch in der Verarbeitungseinheit32 enthalten sein kann. Das Bildverarbeitungssystem gibt kontinuierlich ein Signal ab, das Informationen hinsichtlich des vor dem Fahrzeug zur Verfügung stehenden Lichtraumprofils enthält, d. h. den seitlichen Abstand eventuell erfasster Hindernisse von der Längsmittelebene des Fahrzeugs10 und den vertikalen Abstand dieser Hindernisse vom Erdboden. - Der zweite Sensor
30 ist hier ebenfalls als Stereokamera mit zwei seitlich, quer zur Fahrtrichtung V nebeneinander angeordneten Kameras und einem Bildverarbeitungssystem ausgebildet, das auch in der Verarbeitungseinheit32 enthalten sein kann. Das Bildverarbeitungssystem gibt kontinuierlich ein Signal ab, das Informationen hinsichtlich der Abmessungen der Last12 enthält, d. h. den seitlichen Abstand der beiden seitlichen Begrenzungen der Last12 von der Längsmittelebene des Fahrzeugs10 und den vertikalen Abstand der oberen Begrenzung der Last vom Erdboden. - Die elektronische Verarbeitungseinrichtung
32 vergleicht kontinuierlich auf beiden Seiten die horizontalen Abstände eventueller erfasster Hindernisse im Signal des ersten Sensors28 von der Längsmittelebene des Fahrzeugs10 mit den seitlichen Abständen der beiden seitlichen Begrenzungen der Last von der Längsmittelebene des Fahrzeugs10 . Dabei kann, wenn die vorderen Räder18 und/oder die Deichsel14 nicht in Geradeausstellung sind, auch die Kinematik des Fahrzeugs10 mit der Last12 und der Abstand zwischen dem Hindernis und dem Fahrzeug in Fahrtrichtung V berücksichtigt werden, um die Präzision des Vergleichs zu verbessern. Hierzu sei auf die Offenbarung derDE 10 2008 057 027 A1 verwiesen, die durch Verweis mit in die vorliegenden Unterlagen aufgenommen wird. Bei einer simplen Ausführungsform werden hingegen einfach die mit den Sensoren28 und30 erfassten Abstände in beiden seitlichen Richtungen verglichen. - Analog vergleicht die Verarbeitungseinrichtung
32 im Betrieb die vertikale Position eines Hindernisses mit der vertikalen Position der oberen Begrenzung der Last. Hier kann ggf. ein in Fahrtrichtung V ansteigendes oder absinkendes Bodenprofil mit dem ersten Sensor28 erfasst und durch die Verarbeitungseinrichtung32 berücksichtigt werden. - Falls in horizontaler und/oder vertikaler Richtung eine Kollision der Last mit dem Hindernis droht, gibt die Verarbeitungseinrichtung
32 ein Warnsignal ab, vorzugsweise in Form eines akustischen oder optischen Signals über eine Bedienerschnittstelle38 an einen Bediener in der Kabine22 . Alternativ oder zusätzlich kann in diesem Fall durch die die Verarbeitungseinrichtung32 eine (die Drehzahl des Verbrennungsmotors und/oder Getriebeübersetzung und/oder Bremsen beeinflussende) Geschwindigkeitsvorgabeeinrichtung34 des Fahrzeugs10 durch ein entsprechendes Signal veranlasst werden, das Fahrzeug10 anzuhalten, und/oder es wird eine Lenkeinrichtung36 durch ein geeignetes Signal im Sinne einer Kollisionsvermeidung angesteuert. - Die
2 zeigt die Anzeigeeinrichtung40 einer in der Kabine22 angeordneten Bedienerschnittstelle38 . Dort werden schematisch der Umriss42 der vom zweiten Sensor30 erfassten Last12 und ggf. vom ersten Sensor28 erfasste Hindernisse44 , im Beispiel ein Ast, angezeigt. Falls eine Kollision droht, kann die betreffende Stelle farblich hervorgehoben werden. - In die Verarbeitungseinrichtung
32 sind vorzugsweise auch die horizontalen und vertikalen Abmessungen des Fahrzeugs10 einprogrammiert. Die Verarbeitungseinrichtung32 vergleicht auch diese Abmessungen mit der Position eines eventuell vom ersten Sensor28 erfassten Hindernisses und gibt im Fall einer drohenden Kollision das beschriebene Warnsignal und/oder Anhaltesignal an die Geschwindigkeitsvorgabeeinrichtung34 und/oder Lenksignal an die Lenkeinrichtung36 . - Wenn die Last
12 an der Vorderseite des Fahrzeugs10 angebracht sein sollte, z. B. bei einem Frontmähwerk oder einer Bodenwalze, kann der zweite Sensor30 auch nach vorn ausgerichtet werden, indem er manuell oder motorisch um 180° um die Hochachse gedreht wird. Alternativ oder zusätzlich übernimmt in diesem Fall der erste Sensor28 dessen Aufgabe. - Die Signale des ersten Sensors
28 können weiterhin zur Erkennung von Verkehrszeichen, Straßenmarkierungen und -begrenzungen etc. herangezogen werden und zur Bereitstellung von Signalen für die Geschwindigkeitsvorgabeeinrichtung34 und/oder die Lenkeinrichtung36 dienen, um den Bediener zu entlasten. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
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Claims (10)
- Antikollisionssystem für ein landwirtschaftliches Fahrzeug (
10 ), umfassend: einen ersten Sensor (28 ) zur Erfassung der Abmessungen eines in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug (10 ) zur Verfügung stehenden Lichtraumprofils, einen zweiten Sensor (30 ) zur Erfassung der Abmessungen einer vom Fahrzeug (10 ) bewegten Last (12 ), und eine mit dem ersten Sensor (28 ) und dem zweiten Sensor (30 ) verbundene Verarbeitungseinrichtung (32 ), die eingerichtet ist, anhand der Signale des ersten Sensors (28 ) und des zweiten Sensors (32 ) die Abmessungen des Lichtraumprofils mit den Abmessungen der Last (12 ) zu vergleichen und im Falle einer drohenden Kollision zwischen der Last (12 ) und einer Begrenzung des Lichtraumprofils ein Warnsignal abzugeben. - Antikollisionssystem nach Anspruch 1, wobei die Sensoren (
28 ,30 ) jeweils die Abmessungen in horizontaler und vertikaler Richtung erfassen. - Antikollisionssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Warnsignal einer Geschwindigkeitsvorgabeeinrichtung (
34 ) des Fahrzeugs (10 ) zuführbar ist, um das Fahrzeug (10 ) im Falle einer drohenden Kollision zwischen der Last (12 ) und einer Begrenzung des Lichtraumprofils anzuhalten. - Antikollisionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Verarbeitungseinrichtung (
32 ) mit einer Lenkeinrichtung (36 ) des Fahrzeugs (10 ) verbunden ist und eingerichtet ist, die Lenkeinrichtung (36 ) bei drohender Kollision im Sinne einer kollisionsvermeidenden Lenkbewegung anzusteuern. - Antikollisionssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensoren (
28 ,30 ) jeweils Stereokameras mit Bildverarbeitungssystemen und/oder abtastende Laserentfernungsmesser und/oder PMD-Kameras und/oder Ultraschallentfernungsmesser umfassen. - Antikollisionssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verarbeitungseinrichtung (
32 ) mit einer Bedienerschnittstelle (38 ) verbunden ist und die Verarbeitungseinrichtung (32 ) und die Bedienerschnittstelle (38 ) eingerichtet sind, auf einer Anzeigeeinrichtung (40 ) der Bedienerschnittstelle (38 ) einen Umriss (42 ) der vom zweiten Sensor (30 ) erfassten Last (12 ) und vom ersten Sensor (28 ) erfasste Hindernisse (44 ) anzuzeigen. - Antikollisionssystem nach Anspruch 6, wobei die Verarbeitungseinrichtung (
32 ) und die Bedienerschnittstelle (38 ) eingerichtet sind, auf der Anzeigeeinrichtung (40 ) eine Stelle, an der eine Kollision droht, farblich hervorzuheben. - Antikollisionssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Abmessungen der Last (
12 ) während des Betriebs des Fahrzeugs (10 ) ändern. - Antikollisionssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Last (
12 ) an der Vorder- oder Rückseite des Fahrzeugs (10 ) befindet. - Landwirtschaftliches Fahrzeug (
10 ), insbesondere Traktor, mit einem Antikollisionssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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