DE102020210494A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Ausbringen eines Spritzmittels sowie Computerprogrammprodukt und Steuereinrichtung - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Ausbringen eines Spritzmittels sowie Computerprogrammprodukt und Steuereinrichtung Download PDF

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Philip Nagel
Nicolas Houis
Peter Seitz
Achim Brenk
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausbringen eines Spritzmittels (1), insbesondere auf eine landwirtschaftliche Nutzfläche (NF), bei dem über wenigstens eine an einem Spritzgestänge (14) angeordnete, vorzugsweise von einem Ventil (20) ansteuerbare Spritzdüse (18) das Spritzmittel (1) ausgebracht wird, wobei an dem Spritzgestänge (14) wenigstens eine Sensoreinrichtung (24, 28) angeordnet ist, die eine lokale Bewegung des Spritzgestänges (14) erfasst.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Ausbringen eines Spritzmittels, insbesondere für landwirtschaftliche Zwecke. Dabei wird das Spritzmittel über wenigstens eine, an einem Spritzgestell angeordnete Spritzdüse abgegeben. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. als Bestandteil einer zum Durchführen des Verfahrens ausgebildeten Vorrichtung sowie eine Steuereinrichtung.
  • Stand der Technik
  • Aus der EP 2 837 285 A1 ist ein Verfahren zum Ausbringen eines Spritzmittels mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt. Das bekannte Verfahren zeichnet sich durch an einem Spritzgestänge angeordnete Sensoreinrichtungen aus, die dazu dienen, Bewegungen bzw. Auslenkungen des Spritzgestells zu erfassen, wenn das typischerweise an einem Traktor oder ähnlichem landwirtschaftlichen Fahrzeug angeordnete Spritzgestell beim Überfahren eines Untergrunds in Folge von Bodenunebenheiten zu Schwingungen angeregt wird. Die von den Sensoreinrichtungen erfassten Bewegungen bzw. Schwingungen des Spritzgestänges dienen der aktiven Ansteuerung einer Dämpfungseinrichtung, die dazu dient, die Schwingungen des Spritzgestells zu dämpfen. Letztendlich dient die Dämpfung der Schwingungen des Spritzgestänges dazu, eine verbesserte Genauigkeit beim Ausbringen des Spritzmittels und eine damit verbundene mögliche Verbrauchsoptimierung bzw. Verbrauchsreduzierung realisieren zu können.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Ausbringen eines Spritzmittels, insbesondere für landwirtschaftliche Zwecke, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass es unter Berücksichtigung der Schwingungen bzw. Bewegungen des Spritzgestänges eine verbesserte Dosiergenauigkeit und somit einen minimierten Verbrauch an Spritzmittel ermöglicht. Die Erfindung verlässt den aus dem Stand der Technik bekannten bzw. eingeschlagenen Weg, die Schwingungen bzw. Bewegungen des Spritzgestänges beim Auftreten von Schwingungen zu dämpfen und schlägt stattdessen vor, in Kenntnis der Bewegungen bzw. Schwingungen, insbesondere in Kenntnis einer zu erwartenden Bewegung bzw. Schwingung des Spritzgestänges, die wenigstens eine Spritzdüse am Spritzgestänge derart anzusteuern, dass trotz der (zugelassenen) Bewegung bzw. Schwingung des Spritzgestänges das Spritzmittel in der benötigten Menge an der gewünschten Stelle dosiert wird. Unter einer Ansteuerung der Spritzdüse bzw. deren Ventil wird dabei verstanden, dass die Ansteuerung sowohl den Zeitpunkt der Ansteuerung, als auch die Länge der Ansteuerung des Ventils bzw. die Spritzdauer der Spritzdüse umfasst.
  • Vor dem Hintergrund der obigen Erläuterung schlägt es daher das erfindungsgemäße Verfahren zum Ausbringen eines Spritzmittels vor, dass die Ansteuerung der Spritzdüse bzw. des Ventils in Abhängigkeit zumindest von einem horizontalen Bewegungsanteil der erfassten lokalen Bewegung des Spritzgestänges im Bereich der Spritzdüse aufgrund einer Verformung des Spritzgestänges erfolgt.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ausbringen eines Spritzmittels sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
  • In bevorzugter Ausgestaltung des allgemeinen Erfindungsgedankens ist es vorgesehen, dass die lokale Bewegung des Spritzgestänges mittels mehrerer, in einer Längsrichtung des Spritzgestänges zueinander in Abständen angeordneter Sensoreinrichtungen erfasst wird, und dass aus zeitlich aufeinanderfolgenden lokalen Bewegungen des Spritzgestänges ein Verformungsmodell des Spritzgestänges generiert wird, das dazu dient, auf eine zu erwartende Verformung des Spritzgestänges mit entsprechenden lokalen Bewegungen und Positionen der wenigstens einen Spritzdüse zu schließen.
  • Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass beispielsweise aus der Schwingungs- bzw. Festigkeitslehre bekannte Verformungsmodelle, zum Beispiel für Biegebalken oder Ähnlichem, auf das Spritzgestänge angewandt werden, sodass auf zukünftige Positionen der wenigstens einen Spritzdüse während der Schwingung bzw. Bewegung des Spritzgestänges geschlossen werden kann, um daraus eine zeitgerechte Ansteuerung der wenigstens einen Spritzdüse zum positions- und mengengenauen Abgeben des Spritzmittels generieren zu können.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung hinsichtlich der wenigstens einen Sensoreinrichtung sieht vor, dass die wenigstens eine Sensoreinrichtung als bildaufnehmende Kamera ausgebildet ist, und dass der zeitliche Abstand zwischen zwei von der Kamera aufgenommener Bilder abhängig von der lokalen Bewegung des Spritzgestänges am Anbauort der Kamera verändert wird. Dies erfolgt vor folgendem Hintergrund: Bei der Schwingung bzw. Bewegung des Spritzgestänges am Anbauort der Kamera erfolgt eine Überlagerung der horizontalen Geschwindigkeit der Kamera infolge der Schwingung des Spritzgestänges und der Fahrgeschwindigkeit des Zugfahrzeugs für das Spritzgestänge. Werden Bilder von der Kamera in konstanten bzw. gleichen Zeitabständen aufgenommen und verarbeitet bzw. ausgewertet, insbesondere um eine lokale Position von zu behandelnden Pflanzen bzw. Unkräutern und/oder indirekt zur Positionsbestimmung der Spritzdüse zu den Pflanzen zu bestimmen, so ergeben sich bei einer Bewegungsrichtung der Schwingung des Spritzgestänges am Anbauort der Kamera in Fahrtrichtung des Zugfahrzeugs zwischen zwei aufgenommenen Bildern typischerweise Lücken bzgl. der aufgenommenen Bodenabschnitte, während sich bei einer Bewegung des Spritzgestänges am Anbauort der Sensoreinrichtung entgegen der Fahrtrichtung des Zugfahrzeugs typischerweise Überschneidungen der einzelnen Bilder bzw. der aufgenommenen Bodenabschnitte ergeben. Ist die Schwingungsrichtung sowie die Schwingungsgeschwindigkeit bzw. der zeitliche Verlauf der Schwingung bekannt, so kann es das erfindungsgemäße Verfahren daher ermöglichen, dass es durch eine Veränderung der Zeitspanne zwischen zwei aufgenommenen Bildern der Kamera zu keinen Überlappungen bzw. Lücken kommt, um dadurch eine vollständige Erfassung und Auswertung der aufgenommenen Fläche zu ermöglichen.
  • Zusätzlich oder alternativ zu kamerabasierten Sensoreinrichtungen ist es möglich, dass die wenigstens eine Sensoreinrichtung einen Beschleunigungssensor umfasst, und dass die von der wenigstens einen Sensoreinrichtung erfassten Messwerte in Geschwindigkeiten sowie Positionen der wenigstens einen Spritzdüse bzw. des Spritzgestänges umgewandelt werden. Eine derartige Umwandlung erfolgt mittels bekannter mathematischer Algorithmen, indem durch Integration aus den Beschleunigungen zunächst Geschwindigkeiten, und anschließend durch nochmalige mathematische Integration Wegstrecken und somit Positionen der Spritzdüse generiert werden.
  • Wesentlich für die Dosiergenauigkeit bzw. Ansteuerung der Spritzdüsen ist es darüber hinaus, dass die aktuelle Geschwindigkeit eines Fahrzeugs für das Spritzgestänge berücksichtigt wird. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass die lokalen Bewegungen des Spritzgestänges mit einer lokalen Bewegung einer das Spritzgestänge bewegenden Antriebseinheit, insbesondere eines Zugfahrzeugs, verrechnet werden.
  • Das Dosieren bzw. Abgeben von Spritzmittel auf landwirtschaftliche Flächen erfolgt typischerweise auch unter Zuhilfenahme einer GPS-Positionsbestimmung des Zugfahrzeugs. Hierbei wird in Kenntnis der Position der mit dem Spritzmittel zu behandelnden Fläche und der Position des Fahrzeugs mit daran angeschlossenem Spritzgestänge und in Kenntnis der Position der einzelnen Spritzdüsen an dem Spritzgestänge eine entsprechende Ansteuerung der Spritzdüsen ermöglicht. Daher sieht es eine Weiterbildung des zuletzt vorgeschlagenen Verfahrens vor, dass zusätzlich die Position des Zugfahrzeugs auf Grundlage eines GPS-Systems erfasst wird, und dass die Ansteuerung der wenigstens einen Spritzdüse in Abhängigkeit von der Position des Zugfahrzeugs erfolgt.
  • Obwohl es der Erfindungsgedanke in seiner allgemeinsten Form ermöglicht, auf aufwendige, insbesondere aktiv betriebene Dämpfungssysteme zur Begrenzung der Schwingungen des Spritzgestänges zu verzichten, kann es ggf. sinnvoll sein, zur Vermeidung lokal hoher Beschleunigungen bzw. Geschwindigkeiten des Spritzgestänges, bei denen eine zeitgerechte Ansteuerung der Spritzdüse ggf. kritisch ist, eine zusätzliche Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung von Schwingungen des Spritzgestänges zu verwenden.
  • Eine weitere, besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht es, nicht nur horizontale Bewegungen des Spritzgestänges aufgrund von Schwingungen bei der Ansteuerung der Spritzdüsen zu berücksichtigen, sondern auch Torsionsbewegungen um die Längsachse des Spritzgestänges sowie vertikale Schwingungen. Hierzu sieht es eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, dass bei der Ansteuerung der Spritzdüse bzw. des Ventils zusätzlich ein vertikaler Bewegungsanteil der erfassten lokalen Bewegung des Spritzgestänges gegenüber einem Untergrund und/oder eine Torsion des Spritzgestänges (um seine Längsachse) berücksichtigt wird.
  • Die Verarbeitung der Daten von Kameraeinrichtungen und/oder Beschleunigungssensoren kann entweder am Ort der jeweiligen Sensoreinrichtung, oder aber zentral erfolgen, indem die entsprechenden Sensordaten an eine zentrale Einrichtung übermittelt werden. Letzteres ist insbesondere im Zusammenhang mit der Ansteuerung von Spritzdüsen durch eine zentrale Steuereinheit vorteilhaft. Daher sieht es eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens vor, dass beim Vorhandensein mehrerer Sensoreinrichtungen und Spritzdüsen die Verarbeitung von Sensordaten und die Ansteuerung von Ventilen der Spritzdüsen über eine zentrale Steuereinrichtung erfolgt.
  • Weiterhin umfasst die Erfindung auch eine Vorrichtung zum Ausbringen eines Spritzmittels, wobei die Vorrichtung ein Spritzgestänge aufweist, an dem wenigstens eine von einem Ventil ansteuerbare Spritzdüse angeordnet ist, und wobei mittels wenigstens einer Sensoreinrichtung lokale Bewegungen des Spritzgestänges erfasst werden, insbesondere lokale Bewegungen zu einem das Spritzgestänge bewegenden Fahrzeug. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass eine Steuereinrichtung mit einem Algorithmus vorhanden ist, die dazu ausgebildet ist, aufgrund der von der wenigstens einen Sensoreinrichtung erfassten Daten eine von der Bewegung des Spritzgestänges abhängige Ansteuerung der wenigstens einen Spritzdüse auszuführen.
  • In Weiterbildung einer derartigen Vorrichtung ist es vorgesehen, dass die wenigstens eine Sensoreinrichtung mehrere, vorzugsweise gleiche Kameras umfasst, die in vorzugsweise gleichmäßigen Abständen entlang einer Längsrichtung des Spritzgestänges angeordnet sind, wobei die Kameras auf eine Nutzfläche ausrichtbare Erfassungsbereiche aufweisen. In diesem Fall erfolgt sowohl die Erfassung der Schwingungen des Spritzgestänges als auch die Lokalisation von Pflanzen bzw. Unkraut über ein Bildauswerteprogramm.
  • Insbesondere kann es weiterhin auch vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Sensoreinrichtung wenigstens einen am Spritzgestänge angeordneten Beschleunigungssensor und/oder wenigstens einen Ultraschallsensor zur Erfassung eines Höhenabstands des Spritzgestänges zu einem Untergrund umfasst, die der lokalen Schwingungserfassung des Spritzgestänges dienen. In diesem Fall kann es vorgesehen sein, dass die Kameras (lediglich) der Lokalisation von Pflanzen bzw. Von Unkraut dienen.
  • Weiterhin umfasst die Erfindung ein Computerprogrammprodukt, insbesondere einen Datenträger oder ein Datenprogramm, das dazu ausgebildet ist, wenigstens einen Verfahrensschritt nach einem erfindungsgemäßen Verfahren auszuführen oder als Bestandteil einer soweit beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung dient sowie eine Steuereinrichtung.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnungen.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt in einer vereinfachten Draufsicht ein landwirtschaftliches Zugfahrzeug mit einem am Heckbereich des Zugfahrzeugs angeordneten Spritzgestänge im ausgelenkten und im unausgelenkten Zustand eines linken Teils des Spritzgestänges,
    • 2 eine vereinfachte Hinteransicht auf das Spritzgestänge mit daran angeordneten Sensoreinrichtungen und
    • 3 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung eines Ansteuerverfahrens für die Spritzdüsen und/oder Kameras.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
  • In der 1 ist ein landwirtschaftliches Fahrzeug 10, beispielhaft in Form eines Traktors dargestellt. Am Heckbereich des Fahrzeugs 10 ist ein sich quer zur Längsachse 12 des Fahrzeugs 10 erstreckendes Spritzgestänge 14 angeordnet, das entsprechend der 2 beispielhaft in Art einer Fachwerkkonstruktion aus einer Vielzahl von miteinander verbundenen Stäben 13 besteht. Die Länge des Spritzgestänges 14 in dessen Längsrichtung, d.h. quer zur Längsachse 12 des Fahrzeugs 10, kann beispielsweise bis zu 20m betragen. Das Spritzgestänge 14 ist Bestandteil einer Spritzvorrichtung 15, die ebenfalls rein beispielhaft einen am Heckbereich des Fahrzeugs 10 angeordneten Vorratsbehälter 16 für ein Spritzmittel 1, beispielsweise ein Pestizid, umfasst. Das Spritzmittel 1 ist ebenfalls rein beispielhaft über mehrere, vorzugsweise in gleichmäßigen Abständen a am Spritzgestänge 14 zueinander angeordneten Spritzdüsen 18 auf einen Untergrund einer landwirtschaftlichen Nutzfläche NF dosierbar, wobei das unter Druck stehende Spritzmittel 1 zur lokalen oder flächigen Behandlung der Nutzfläche NF bzw. darauf angeordneter Pflanzen oder Unkräuter (nicht dargestellt) dient.
  • Die Ansteuerung der einzelnen Spritzdüsen 18 erfolgt vorzugsweise durch jeweils ein, insbesondere im Bereich der jeweiligen Spritzdüse 18 angeordnetes Ventil 20, wobei aus Vereinfachungsgründen dies in der 1 lediglich bei einigen Spritzdüsen 20 dargestellt ist. Jede Spritzdüse 18 bzw. jedes Ventil 20 kann wiederum individuell über eine Ausgangsschnittstelle 21 einer Steuereinrichtung 25, die beispielhaft zentral im Bereich des Fahrzeugs 10 angeordnet ist, angesteuert werden.
  • Zur Dämpfung von Schwingungen des Spritzgestänges 14, die beim Überfahren von Bodenunebenheiten oder ähnlichem der Nutzfläche NF durch das Fahrzeug 10 entstehen, kann es darüber hinaus vorgesehen sein, dass das Spritzgestänge 14 mittels einer Dämpfungseinrichtung 22 mit dem Fahrzeug 10 verbunden ist.
  • Weiterhin sind im Bereich des Spritzgestänges 14, vorzugsweise in Fahrtrichtung des Zugfahrzeugs 10 betrachtet vor dem Spritzgestänge 14, mehrere, jeweils an einem Auslegergestänge 23 befestigte erste, vorzugsweise identisch ausgebildete Sensoreinrichtungen 24 vorgesehen. Dies ist in der 1 ebenfalls aus Vereinfachungsgründen nur am Beispiel einer einzigen Sensoreinrichtung 24 dargestellt. Die erste Sensoreinrichtung 24 ist in Form einer bildaufnehmenden Kamera 26 ausgebildet.
  • Die erste Sensoreinrichtung 24 bzw. Kamera 26 erfüllt dabei im Wesentlichen zwei Aufgaben mittels eines dafür vorgesehenen Bildauswerteprogramms: Zum einen wird die Nutzfläche NF mit Blick auf mittels der Spritzdüsen 18 zu behandelnder Pflanzen bzw. Unkräuter erfasst, um deren Position zu erkennen. Zum anderen kann über eine Analyse zeitlich aufeinanderfolgender Bilder auf eine Bewegung des Spritzgestänges 14 zur Nutzfläche NF geschlossen werden, insbesondere als Bestandteil einer Schwingungsanalyse des Spritzgestänges 14.
  • In der 2 ist dargestellt, dass die ersten Sensoreinrichtungen 24 bzw. Kameras 26 vorzugsweise in gleich großen Abständen b in Längsrichtung des Spritzgestänges 14 betrachtet an diesem angeordnet bzw. befestigt sind. Ferner kann es vorgesehen sein, dass wenigstens eine zweite Sensoreinrichtung 28 in Form eines Beschleunigungssensors 30 vorhanden ist, der vorzugsweise zusammen mit der Kamera 26 eine gemeinsame Baueinheit ausbildet oder aber zumindest nahe der Kamera 26 angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Beschleunigungssensor 30 dazu ausgebildet, Beschleunigungen in den drei Raumrichtungen sowie um die drei Raumachsen (zur Torsionserfassung des Spritzgestänges 14) eines kartesischen Koordinatensystems zu detektieren.
  • Von den Sensoreinrichtungen 24, 28 bzw. den Kameras 26 und den Beschleunigungssensoren 30 werden Sensordaten SK (Sensordaten der Kameras 26) und SB (Sensordaten der Beschleunigungssensoren 30) generiert, die der Steuereinrichtung 25 über eine Eingangsschnittstelle 31 als Eingangsgröße zugeführt werden. Die Steuereinrichtung 25 umfasst einen Algorithmus 32 zur Verarbeitung der Sensordaten SK und SB. Ferner sind in dem Algorithmus 32 Positionsdaten PSD der einzelnen Spritzdüsen 18 und Positionsdaten PSE der einzelnen Sensoreinrichtungen 24, 28 am Spritzgestänge 14 abgespeichert oder als Eingangswerte zuführbar. Die Positionsdaten PSD und PSE beziehen sich hierbei einerseits auf die entsprechenden Positionen entlang des Spritzgestänges 14, d.h. relativ zum Spritzgestänge 14, sowie andererseits in Bezug bzw. deren Abstände zum Fahrzeug 10.
  • Das Fahrzeug 10 weist darüber hinaus ein GPS-System 35 auf, dessen Positionsdaten PD des Fahrzeugs 10, insbesondere im Hinblick auf eine Positionsbestimmung des Fahrzeugs 10 zu der zu behandelten landwirtschaftlichen Nutzfläche NF, der Steuereinrichtung 25 über die Eingangsschnittstelle 31 als Eingangsgröße zuführbar sind.
  • Auch sind am Spritzgestänge 14 beispielhaft mehrere Ultraschallsensoren 36 angeordnet, die dazu dienen, einen vertikalen Abstand h zwischen dem Spritzgestänge 14 bzw. den jeweiligen Spritzdüsen 18 zum Untergrund bzw. zur Nutzfläche NF zu erfassen. Auch die Daten DH der Ultraschallsensoren 36 werden der Steuereinrichtung 25 über die Eingangsschnittstelle 31 als Eingangsgröße zugeführt.
  • Während des Ausbringens des Spritzmittels 1 auf die Nutzfläche NF bzw. den Untergrund bewegt sich das Fahrzeug 10 mit einer Geschwindigkeit v1 (1). Beim Überfahren von Bodenunebenheiten oder ähnlichem kann es vorkommen, dass das Spritzgestänge 14 in Schwingungen gerät. Dieser Zustand ist in der 1 am Beispiel der in Draufsicht linken Seite des Spritzgestänges 14 durch die gestrichelte Darstellung des Spritzgestänges 14 dargestellt, bei der das äußere Ende des Spritzgestänges 14 beispielsweise um ein Maß c in horizontaler Richtung entgegen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs 10 ausgelenkt wurde.
  • Erläuternd wird erwähnt, dass es sich bei derartigen Auslenkung des Spritzgestänges 14 um keinen statischen, sondern um einen dynamischen Vorgang handelt. Hierbei wird beispielsweise die in der 1 dargestellte Kamera 26 aus ihrer ursprünglichen Position zunächst, wie dargestellt, nach hinten bewegt bzw. verzögert, um anschließend (nicht dargestellt) beispielsweise nach vorne über deren Normalposition hinaus zu schwingen.
  • Wesentlich für eine zeitgerechte Ansteuerung der jeweiligen Spritzdüsen 18 im Bereich des Spritzgestänges 14 ist es, die Verformung bzw. Auslenkung des Spritzgestänges 14 zu erfassen, und anhand der erfassten Verformung bzw. Auslenkung des Spritzgestänges 14 auf ein (mathematisches) Schwingungsverhalten des Spritzgestänges 14 zu schließen, um daraus folgern zu können, wie sich das Spritzgestänge 14, ausgehend von dem augenblicklichen Zustand, zukünftig verformt bzw. wie es ausgelenkt wird.
  • Hierzu werden u.a. die Sensordaten SK und SB von der Steuereinrichtung 25 mittels des Algorithmus 32 verarbeitet. Insbesondere dienen die Sensordaten SK und SB dazu, ein mathematisches Modell M der Verformung des Spritzgestänges 14 zu generieren. Weiterhin werden die Daten insbesondere auch dazu verwendet, um die Kameras 26 derart anzusteuern, dass trotz auftretender Beschleunigungen bzw. Verzögerungen in Fahrtrichtung des Fahrzeugs 10 bei einer Verformung des Spritzgestänges 14 keine Überlappungen bzw. Lücken zwischen den einzelnen Bildern einer Kamera 26 entstehen, die eine Bildauswertung, insbesondere mit Blick auf eine Erkennung und Lokalisierung von zu behandelten Flächen bzw. Pflanzen, erschweren.
  • Entsprechend der Darstellung der 3 sieht es das Verfahren zum Ausbringen des Spritzmittels 1 vor, dass in einem ersten Programmschritt 101 der Steuereinrichtung 25 zumindest die Sensordaten SK und SB zugeführt werden. In einem zweiten Programmschritt 102 ermittelt nunmehr der Algorithmus 32 das Modell M der Verformung des Spritzgestänges 14 aufgrund der aktuell erfassten Sensordaten SK und SB. In einem dritten Programmschritt 103 wird anschließend eine zukünftige Verformung V(t) des Spritzgestänges 14 berechnet. Die Ermittlung der zukünftige zeitlichen Verformung V(t) dient anschließend in einem vierten Programmschritt 104 zumindest der zeitgerechten (individuellen) Ansteuerung A der Ventile 20 der Spritzdüsen 18 hinsichtlich Spritzbeginn und Spritzdauer, vorzugsweise ebenfalls zur Anpassung des Zeitraums zwischen zwei, von einer Kamera 26 aufgenommenen Bildern.
  • Ergänzend wird erwähnt, dass die entsprechende zeitliche Ansteuerung der Ventile 20 sowie der Kameras 26 vorzugsweise ebenfalls unter Berücksichtigung des vertikalen Abstands h zwischen dem Spritzgestänge 14 und dem Untergrund bzw. der Nutzfläche NF sowie einer ggf. auftretenden Torsion des Spritzgestänges 14 und der Geschwindigkeit v1 sowie der Positionsdaten PD des Fahrzeugs 10 ermittelt wird.
  • Das soweit beschriebene Verfahren sowie die konkrete Ausgestaltung des Spritzgestänges 14 mit deren Spritzdüsen 18, Ventilen 20, Kameras 26 und Beschleunigungssensoren 30 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So ist es beispielsweise denkbar, die Verarbeitung der Sensordaten SK und SB nicht an einer zentralen Steuereinrichtung 25 vorzunehmen, sondern lokal im Bereich der Kamera 26 bzw. des Beschleunigungssensors 30.
  • 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
    • EP 2837285 A1 [0002]

Claims (14)

  1. Verfahren zum Ausbringen eines Spritzmittels (1), insbesondere auf eine landwirtschaftliche Nutzfläche (NF), bei dem über wenigstens eine an einem Spritzgestänge (14) angeordnete, vorzugsweise von einem Ventil (20) ansteuerbare Spritzdüse (18) das Spritzmittel (1) ausgebracht wird, wobei an dem Spritzgestänge (14) wenigstens eine Sensoreinrichtung (24, 28) angeordnet ist, die eine lokale Bewegung des Spritzgestänges (14) erfasst, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ansteuerung (A) der Spritzdüse (18) und/oder des Ventils (20) in Abhängigkeit zumindest von einem horizontalen Bewegungsanteil der erfassten lokalen Bewegung des Spritzgestänges (14) im Bereich der Spritzdüse (18) aufgrund einer Verformung des Spritzgestänges (14) erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Bewegung des Spritzgestänges (14) mittels mehrerer, in einer Längsrichtung des Spritzgestänges (14) zueinander in Abständen (b) angeordneter Sensoreinrichtungen (24, 28) erfasst wird, und dass aus lokalen, zeitlich aufeinanderfolgenden lokalen Bewegungen des Spritzgestänges (14) ein Verformungsmodell des Spritzgestänges (14) generiert wird, aus dem eine zu erwartende Verformung (V(t)) des Spritzgestänges (14) mit entsprechenden lokalen Bewegungen und Positionen der wenigstens einen Spritzdüse (18) berechnet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Sensoreinrichtung (24) als bildaufnehmende Kamera (26) ausgebildet ist, und dass der zeitliche Abstand zwischen zwei von der Kamera (26) aufgenommener Bilder abhängig von der lokalen Bewegung des Spritzgestänges (14) am Anbauort der Kamera (26) verändert wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Sensoreinrichtung (28) einen Beschleunigungssensor (30) aufweist, und dass die von dem Beschleunigungssensor (30) erfassten Messwerte in lokale Geschwindigkeiten und Positionen des Spritzgestänges (14) umgewandelt werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die lokalen Bewegungen des Spritzgestänges (14) mit einer lokalen Bewegung einer das Spritzgestänge (14) bewegenden Fahrzeugs (10) verrechnet werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich die Position (PF) des Fahrzeugs (10) auf Grundlage eines GPS-Systems (35) erfasst wird, und dass die Ansteuerung (A) der wenigstens einen Spritzdüse (18) in Abhängigkeit der Position (PF) des Fahrzeugs (10) erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Schwingungen des Spritzgestänges (14) mittels wenigstens einer Dämpfungseinrichtung (22) gedämpft werden.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ansteuerung (A) der Spritzdüse (18) und/oder des Ventils (20) zusätzlich einem vertikalen Bewegungsanteil der erfassten lokalen Bewegung des Spritzgestänges (14) gegenüber einem Untergrund und/oder eine Torsion des Spritzgestänges (14) berücksichtigt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass beim Vorhandensein mehrerer Sensoreinrichtungen (24, 28) und Spritzdüsen (18) die Verarbeitung von Sensordaten und die Ansteuerung von Ventilen (20) der Spritzdüsen (18) über eine zentrale Steuereinrichtung (25) erfolgt.
  10. Vorrichtung zum Ausbringen eines Spritzmittels (1), mit einem Spritzgestänge (14), an dem wenigstens eine vorzugsweise von einem Ventil (20) ansteuerbare Spritzdüse (18) angeordnet ist, mit wenigstens einer Sensoreinrichtung (24, 28) zur Erfassung einer lokalen Bewegung des Spritzgestänges (14), dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (25) mit einem Algorithmus (32) vorhanden ist, die dazu ausgebildet ist, aufgrund der von der wenigstens einen Sensoreinrichtung (24, 28) erfassten Daten (SK, SB) eine von der Bewegung des Spritzgestänges (14) abhängige Ansteuerung (A) der wenigstens einen Spritzdüse (18) auszuführen.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Sensoreinrichtung (24) mehrere, vorzugsweise gleiche Kameras (26) umfasst, die in vorzugsweise gleichmäßigen Abstanden (b) entlang einer Längsrichtung des Spritzgestänges (14) angeordnet sind, wobei die Kameras (26) dazu ausgebildet sind, eine Nutzfläche (NF) zu erfassen.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Sensoreinrichtung (28) wenigstens einen am Spritzgestänge (14) angeordneten Beschleunigungssensor (30) aufweist und/oder dass wenigstens ein Ultraschallsensor (36) zur Erfassung eines Abstands (h) des Spritzgestänges (14) zu einem Untergrund vorgesehen ist.
  13. Computerprogrammprodukt, insbesondere Datenträger oder Datenprogramm, ausgebildet zum Durchführen wenigstens eines Verfahrensschritts nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und/oder als Bestandteil einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12.
  14. Steuereinrichtung (25), mit einer Eingangsschnittstelle (31) zum Empfangen von Sensordaten zumindest einer Sensoreinrichtung (24, 28) und einer Ausgangsschnittstelle (21) zur zumindest mittelbaren Ansteuerung einer Spritzdüse (18), sowie vorzugsweise einem Computerprogrammprodukt nach Anspruch 13.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2837285A1 (de) 2013-08-09 2015-02-18 Lemken GmbH & Co. KG Spritzgestänge einer landwirtschaftlichen Feldspritze
DE102017114637A1 (de) 2017-06-07 2018-12-13 Amazonen-Werke H. Dreyer Gmbh & Co. Kg Spritzeinrichtung für ein landwirtschaftliches Spritzgerät Durchflussmengenregelung

Patent Citations (2)

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