WO2020161040A1 - Method for defining an operating area for a vehicle - Google Patents

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WO2020161040A1
WO2020161040A1 PCT/EP2020/052540 EP2020052540W WO2020161040A1 WO 2020161040 A1 WO2020161040 A1 WO 2020161040A1 EP 2020052540 W EP2020052540 W EP 2020052540W WO 2020161040 A1 WO2020161040 A1 WO 2020161040A1
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WO
WIPO (PCT)
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vehicle
transponders
type
transponder
distance
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/052540
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Matthias Leiter
Torsten Karch
Original Assignee
Zf Friedrichshafen Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zf Friedrichshafen Ag filed Critical Zf Friedrichshafen Ag
Publication of WO2020161040A1 publication Critical patent/WO2020161040A1/en

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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0212Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
    • G05D1/0219Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory ensuring the processing of the whole working surface
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0259Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using magnetic or electromagnetic means
    • G05D1/0261Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using magnetic or electromagnetic means using magnetic plots
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01BSOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B69/00Steering of agricultural machines or implements; Guiding agricultural machines or implements on a desired track
    • A01B69/001Steering by means of optical assistance, e.g. television cameras

Definitions

  • the present invention relates to a method for defining a work area for a vehicle with the features according to claim 1, a control device with the features according to claim 5 and a system for defining a work area with the features according to claim 6.
  • GNSS Global Navigation Satellite Systems
  • Other localization methods can also be used, depending on the crops being planted.
  • the localization must ensure that autonomously driving agricultural vehicles do not leave the assigned work area.
  • the area in which the agricultural vehicle moves and which it is not allowed to leave is also called the Safe Autonomous Operation Zone.
  • safeguarding the algorithms and techniques required for this is very costly. For example, in the field of garden maintenance, a wire is buried at the property boundary and the property boundary is recognized with a suitable sensor and the vehicle is stopped or turned. Further possibilities would be the creation of a demarcation such as can be realized by ditches, walls, bodies of water, fences and the like
  • GNSS Global System for Mobile Communications
  • a camera-based recognition of the field boundary is difficult, since today's image processing algorithms are often implemented by KI algorithms which, according to the current state of the art, are not used for safety-relevant functions or require an immense number of test kilometers for approval. Also, depending on the design of the field boundary, it is difficult to recognize it and also depends on the vegetation of the cultivated plant. For example, the color of wheat, rye, or the like hardly differs in certain stages from the grass on the edge. In addition, with camera-based systems weather-related difficulties come into play, as well as the fact that the systems have to work both day and night. If landmarks such as fences, walls, masts, posts or the like are used at the field boundary, the construction effort and maintenance effort is not insignificant for larger fields. In addition, it must be ensured that the sensors can detect this in all weather and light conditions.
  • the present invention is based on the object of proposing an alternative method for defining a work area for a vehicle that uses the above. Avoids problems.
  • the present invention proposes a method for defining a working area for a vehicle according to claim 1, a control device according to claim 5 and a system for defining a working area according to claim 6. Further advantageous embodiments and further developments emerge from the subclaims.
  • a plurality of transponders of a first type are brought along a boundary of the work area. These transponders are detected by the vehicle by means of at least one detection device when the vehicle approaches at least one of these transponders. A distance between the vehicle and this at least one transponder is determined. The vehicle adjusts its trajectory automatically on when the distance reaches a threshold so that the vehicle remains within the work area.
  • the vehicle here is an off-road utility vehicle, e.g. B. an agricultural or forestry vehicle, namely an agricultural machine, a construction machine, an industrial truck, a snow groomer, a mining vehicle, a cleaning machine, or another utility vehicle.
  • the vehicle is an agricultural vehicle.
  • the vehicle is designed in such a way that it can perform automated functions.
  • automated functions of the vehicle can be autonomous or semi-autonomous driving.
  • automated functions can be: the application of seeds, grit, bulk material, fertilizers, herbicides, pesticides, fungicides or the like; harvesting, pruning or clearing plants or the like; turning, loosening or removing soil; a transport of goods.
  • the off-road area refers to the area that is located away from roads and paths, for example areas used for agriculture or forestry, construction site areas, company premises, etc.
  • the work area is the area within which the vehicle should be in order to do its work.
  • the work area can be an agricultural area to be processed, z. B. be a field or a plantation.
  • the work area has a boundary that separates it from the surroundings.
  • This limitation can be defined, for example, by a property boundary, field boundary or floor boundary.
  • transponders of the first type are deployed along the boundary of the working area.
  • the transponders of the first type differ from the transponders of the second type and from the transponders of the third type in theirs identifying code.
  • the transponders of the second type also differ from the transponders of the third type in their identifying code.
  • All transponders of the first type preferably have the same identifying code.
  • All transponders of the second type preferably have the same identifying code.
  • All transponders of the third type preferably have the same identifying code.
  • the transponders of the first, second and third types are each RFID transponder (radio-frequency identification transponder)
  • the large number of transponders of the first type denotes a large number of transponders that are deployed along the boundary.
  • the transponders of the first type can, for example, be placed in a row along the border.
  • the transponders of the first type can be placed in multiple rows or randomly and randomly along the boundary.
  • the required amount of transponders of the first type depends on the size of the work area which is to be bordered by them. So many transponders should be brought in that the work area is completely surrounded. In other words, there is a collection of transponders on the boundary.
  • the transponders of the first type can be buried in the ground around an agricultural area.
  • the transponders of the first type can be embedded in the ground on a factory site around a storage area.
  • the advantage of deploying a large number of transponders of the first type along the boundary is that the marking of the boundary remains in tact even in the event of failure or when individual transponders are removed. This ensures that the work area is always completely delimited.
  • the transponders are detected by the vehicle by means of the at least one detection device when the vehicle approaches at least one of these transponders.
  • the vehicle thus has the at least one detection device.
  • This can for example be arranged on the front of the vehicle.
  • This is a reader that can read the code of the transponder of the first, second and third type.
  • the detection device is an RFID reader.
  • the detection device is preferably set up in such a way that it activates all transponders and supplies them with energy as soon as the detection device approaches these transponders.
  • the transponders of the first, second and third types can each be designed to be active, that is to say equipped with their own power supply.
  • the transponders of the first type can each have an acceleration sensor so that it can be determined when a movement of one of the transponders occurs. This can be advantageous in order to determine whether all transponders are still arranged along the boundary or whether individual transponders have been removed.
  • a distance between this transponder and the detection device and thus the vehicle is determined. This takes place either by means of the detection device itself or by means of a control device which is connected to the detection device and which the vehicle has.
  • the control device has at least one interface via which it is connected to at least one interface of the at least one detection device. The connection is such that data and signal exchange can take place.
  • the control device can, for. B. be designed as an ECU or domain ECU.
  • the control device serves u. a. to carry out a trajectory planning for the vehicle.
  • a trajectory planning for the vehicle.
  • the control device can use a computer program product.
  • the control device defines which route the vehicle is to cover, at what speed and at what acceleration.
  • the control device can also plan the automated functions.
  • the result of the trajectory planning is a trajectory for the vehicle, along which the vehicle should move at a certain speed and with a certain acceleration.
  • the control device has at least one interface, via which it can be connected to an actuator system of a drive system of the vehicle, so that data and signals can be exchanged.
  • the Control device control the actuators of the drive system of the vehicle.
  • This drive system has z. B. a motor for energy supply, a Ge gear, a steering system, a braking system o. ⁇ . On. In this way, for example, a speed, an acceleration and a deceleration of the vehicle can be adjusted.
  • the steering angle can be adapted to the wheels of the vehicle.
  • the control device is set up to control autonomous driving functions of the vehicle.
  • the control device controls the drive system of the vehicle so that the vehicle moves according to its trajectory. For example, a steering, braking force and energy supply are influenced.
  • the trajectory of the vehicle is automatically adapted when the distance between the vehicle and the at least one transponder of the first type reaches a threshold value.
  • the threshold value can be preset at the factory, for example.
  • the threshold value can be set by means of an input device before the vehicle starts to work in the work area. This input device can be, for example, an on-board computer of the vehicle or a mobile terminal.
  • the threshold value denotes a distance between the detection device and the at least one transponder, which must not be undershot. A minimum distance is therefore established between the transponder and the vehicle.
  • the trajectory is adapted, that is to say rescheduled, by the trajectory planning of the control device.
  • the trajectory of the vehicle is changed in such a way that the distance is increased, that is to say is above the threshold value.
  • the control device can initiate a turning maneuver of the vehicle or allow the vehicle to reverse.
  • further specifications are taken into account, for example due to a running the automated function and / or by security aspects who the.
  • the advantage of the method presented here is that even if a GNSS fails, the vehicle can localize its working area. It is also advantageous that the method can be used both at night and during the day even under unfavorable weather conditions, such as fog, heavy rain or snowfall. In addition, the method can also be used for transponders that are overgrown or covered. Furthermore, the transponders and the detection device are inexpensive.
  • transponders of a second type are additionally deployed in each lane for the vehicle within the work area. These transponders are detected by the vehicle by means of its at least one detection device when the vehicle approaches at least one of these transponders. A distance between the vehicle and this at least one transponder is determined. The vehicle automatically adjusts its trajectory when the distance between the vehicle and at least one of these multiple transponders reaches a limit value so that the vehicle remains in the lane within the working area.
  • lanes are arranged within the work area. These lanes are the lanes along which the vehicle moves when it is doing its work. These lanes can be defined, for example, by rows of plants, by fixed obstacles such as walls or columns, by paths or the like.
  • transponders of the second type are deployed in each lane.
  • the second type of transponder differs from the first type of transponder in its coding.
  • Multiple transponders refer to a large number of transponders, although this can be less than a large number of transponders.
  • the transponders of the second type are preferably brought out in a single row in the lane, but can also be deployed in multiple rows.
  • the transponders of the second type can be buried in the earth of the lane.
  • the transponders of the second type can be embedded in the ground in a storage area on a factory site.
  • the detection device of the vehicle detects the transponder of the second type when it approaches the transponders.
  • the detection device can either activate the transponders of the second type and supply them with energy, or the transponders of the second type can have their own energy supply. This has already been explained in the previous description.
  • the limit value of this distance is selected such that the vehicle moves as close as possible to the at least one transponder of the second type.
  • the limit value defines an upper limit of the distance that the vehicle should not exceed.
  • the limit value of the distance between the vehicle and the at least one transponder of the second type is preferably only a few decimeters.
  • the limit value can be preset at the factory, for example. As an alternative to this, the limit value can be set by means of the input device before starting work on the vehicle in the work area.
  • the vehicle automatically adjusts its trajectory when the distance between the vehicle and at least one of these multiple transponders reaches the limit value, so that the vehicle remains in the lane within the working area.
  • the control device of the vehicle plans the trajectory of the vehicle through its trajectory planning so that the distance between the at least one transponder of the second type and the detection device is below the limit value.
  • the trajectory of the vehicle is changed in such a way that the distance is reduced, that is to say lies below the limit value.
  • the control device can initiate a correction of a steering angle of the vehicle or a steering.
  • further specifications are of course taken into account, which are specified, for example, on the basis of an automated function running and / or through safety aspects.
  • the vehicle thereby moves on the lane defined by the transponder of the second type.
  • the vehicle can locate the lanes of its work area. It is also advantageous that the method can be used both at night and during the day even under unfavorable weather conditions, such as fog, heavy rain or snowfall. In addition, the process can also be used for transponders that are overgrown or covered.
  • a plurality of objects to be protected are arranged within the work area.
  • Protective objects are defined as those objects with which the vehicle should not come into contact or which the vehicle should avoid, for example plants, stones, walls, shelves, pillars or the like.
  • At least one transponder of the first type or a transponder of a third type is additionally arranged on each protected object.
  • the transponder of the third type differs from the transponder of the first type in its code. If a transponder of the first type is arranged on each protected object, the process can proceed similarly to the process which has already been described in the previous description. The trajectory of the vehicle is adjusted in the same way as already described. This can be advantageous if the objects to be protected are to act like a limitation of the working area. This can be the case with columns or walls, for example.
  • At least one Transponders of the first type are, for example, buried in the protected object, placed on it or attached to it.
  • transponders of the third type are deployed.
  • the at least one transponder of the third type can be buried in the ground on a protected object within the work area.
  • the at least one transponder of the third type can be embedded in the ground on a factory site at a protected object.
  • the at least one trans ponder of the third type can, for example, alternatively be placed on the protected object or attached to it.
  • the transponders of the third type can either be of passive design, that is to say they can be supplied with energy by means of the detection device, or they can be actively designed and have their own energy supply.
  • the transponders of the third type can each have an acceleration sensor so that it can be determined when a movement of one of these transponders occurs. This can be advantageous in order to determine whether all transponders are still being arranged on their protected objects or whether individual transponders have been removed.
  • transponder of the first or third type can be deployed per protected object.
  • the transponders of the third type are detected by the vehicle by means of the at least one detection device when the vehicle approaches at least one of these transponders. The distance between the vehicle and this at least one transponder is then determined. This is done by means of the detection device.
  • the further threshold value of this distance is selected such that the vehicle always maintains a minimum distance from the transponders of the third type.
  • the further threshold value sets one here The lower limit of the distance that the vehicle should not fall below.
  • the further threshold value of the distance between the vehicle and the at least one transponder of the third type is preferably less than the threshold value of the distance between the vehicle and the at least one transponder of the first type.
  • the further threshold value can for example be preset at the factory.
  • the further threshold value can be set by means of the input device before the vehicle starts to work in the work area.
  • the further threshold value can be selected in such a way that the objects to be protected can be processed without destroying them, for example fertilising, pruning, watering or the like.
  • the vehicle automatically adjusts its trajectory when the distance between the vehicle and at least one of these transponders of the third type reaches the further threshold value so that the vehicle maintains a distance from the objects to be protected within the working area.
  • the control device of the vehicle plans the trajectory of the vehicle through its trajectory planning so that the distance between the at least one transponder of the third type and the detection device is above the further threshold value.
  • the trajectory of the vehicle is changed in such a way that the distance is increased, that is, it is above the further threshold value.
  • the control device can initiate a correction of a steering angle of the vehicle or a turning in, a turning maneuver or reversing of the vehicle.
  • further specifications are of course taken into account, which are specified, for example, on the basis of an automated function that is running and / or through safety aspects.
  • the vehicle moves within the work area in such a way that the objects to be protected are avoided and protected. This protects the objects to be protected.
  • the individual transponders can be weighted with respect to one another. For example, an Approach to a transponder of the first type can be weighted higher than an approach to a transponder of the third type or as a removal from one
  • Transponders of the second type it is more important to ensure that the work area is not left than to follow the lane or protect the protected objects.
  • an approach to a transponder of the third type can be weighted higher than an approach to a transponder of the first type or as a removal from a transponder of the second type.
  • it is more important to ensure that the objects to be protected are protected than not to leave the work area, than to follow the lane or to protect the protected objects.
  • all three types of transponders can be weighted equally.
  • each transponder of each type is connected to the other transponder of each type. After activation by means of the detection device, they communicate their position to the vehicle as a function of one another. That is, each of the transponders of each type communicates with at least two other of the transponders, so that the position of this transponder is defined as a function of these other two transponders.
  • Communication with the vehicle takes place e.g. B. by means of the detection device.
  • the vehicle can have an additional communication device, by means of which it is possible to communicate with the transponders of the first, second and third types.
  • the advantage here is that a map of the work area can be created that is based solely on the positions of the transponders in relation to one another. This allows the work area to be mapped independently of GNSS.
  • the control device for the vehicle can be connected to the at least one detection device via its at least one interface.
  • the control device can be connected to the at least one detection device via its at least one interface.
  • the at least one detection device has at least one interface. The connection is such that data and signals can be exchanged.
  • the control device is set up to control automated functions of the vehicle, with the control device being able to adapt a trajectory of the vehicle on the basis of at least one of the methods which have already been described in the previous description. As already described, the control device undertakes the trajectory planning for the vehicle. Furthermore, the control device can control further automated functions. This has also already been described. In other words, the control device is a device that z. B. enables autonomous driving of the vehicle.
  • the control device When the control device has adapted the trajectory of the vehicle, for example in order to maintain a minimum distance from the transponders of the first type, the control device controls the actuators of the drive system of the vehicle.
  • a steering system, a drive system or a braking system of the vehicle can be influenced in such a way that the vehicle can follow the adapted trajectory.
  • a system for determining the working area for the vehicle has the vehicle with the control device, which has already been described in the previous description, and the detection device.
  • the detection device is connected to the control device.
  • the system also includes a plurality of transponders of the first type deployed along the boundary of the work area.
  • the detection device is set up to detect the transponders of the first type.
  • the transponders of the first type have already been described in the previous description.
  • the detection device was also described in the previous description.
  • the system additionally has a plurality of transponders of the second type, which are deployed in each lane for the vehicle within the work area.
  • the detection device is also set up to detect the transponders of the second type.
  • the transponders of the second type have already been described in the previous description.
  • the system additionally has several transponders of the third type or several transponders of the first type, which are applied to each of the protected objects within the work area.
  • the detection device is also set up to detect the transponders of the third type.
  • the transponders of the third type have already been described in the previous description.
  • At least one transponder of a first, second and / or third type is therefore used in the system which has been described in the previous description.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a vehicle in a work area according to an exemplary embodiment
  • Fig. 2 is a schematic representation of the vehicle from Fig. 1 in the Häbe rich according to a further embodiment
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the vehicle from FIGS. 1 and 2 in the working area according to a further exemplary embodiment
  • Fig. 4 is a schematic representation of a method according to a further Auss approximately example.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a vehicle F in a Häbe rich 1 according to an embodiment.
  • the same work area 1 that is shown here is shown in Fig. 2 and Fig. 3 as well.
  • the lanes 6 for the vehicle F are additionally marked in FIG. In FIG. 3, objects to be protected 7 are again marked.
  • the work area 1 is an agricultural area to be processed, e.g. B. a field.
  • the vehicle F is a farm machine.
  • the vehicle F is set up to carry out automated functions such. B. the vehicle F can drive autonomously and carry out a processing of the agricultural area autonomously.
  • the vehicle F works on the agricultural area and moves within the work area 1 in the direction of its trajectory 9.
  • the work area 1 is surrounded by a boundary 2.
  • the boundary 2 thus represents the edge of the working area 1 that is not to be crossed.
  • the vehicle F should always be within the work area 1 as long as the vehicle F is performing its automated functions. As soon as the processing of the work area 1 is finished, the vehicle F can of course leave the work area 1.
  • the vehicle F has two detection devices 3. These are arranged on a vehicle front of the vehicle F.
  • the vehicle F also has a control device 8. This is connected to the two detection devices 8.
  • the detection devices 3 each have at least one interface.
  • the control device 8 also has at least one interface le. The connection between the control device 8 and the detection devices 3 is thus made by means of the interfaces. The connection is such that data and signals can be exchanged.
  • the control device 8 is used to control the systems of the vehicle F so that it can carry out its automated functions.
  • the control device 8 can control the actuators of a drive system of the vehicle F.
  • the control device 8 can control an actuator system of an auxiliary drive system of the vehicle F.
  • the control device 8 is used to carry out trajectory planning for the vehicle F.
  • a large number of transponders of a first type 4a are brought along the boundary 2. This multiplicity of transponders of the first type 4a is buried in the ground, for example.
  • the individual transponders 4a of the plurality of transponders of the first type 4a are randomly placed along the boundary 2.
  • the transponders of the first type 4a differ from the transponders of the second type 4b shown in FIG. 2 by their coding.
  • the transponders of the first type 4a also differ from the transponders of the third type 4c shown in FIG. 3 by their coding.
  • the transponders of the second type 4b shown in FIG. 2 also differ from the transponders of the third type 4c shown in FIG. 3 by their coding.
  • only four trans ponders of the first type 4a are provided with a reference number.
  • Passive RFID transponders can preferably be used as transponders of the first, second and third types.
  • the detection devices 3 are set up to activate and detect all of the transponders 4a, 4b, 4c.
  • the activation takes place only when the detection devices 3, and thus the vehicle F, approaches the transponders 4a, 4b, 4c. In other words, those transponders of the first type 4a which are too far away from the detection devices are inactive.
  • the vehicle F with its two detection devices 3 approaches at least one of the transponders of the first type 4a, these are activated. After activation, a distance 5a between the activated transponders of the first type 4a and the respective detection devices 3 is determined. As a result, the distance 5a between the vehicle F and the activated transponders of the first type 4a is known.
  • the vehicle F retains its current trajectory 9. However, if the distance 5a is at or below the threshold value X, the trajectory 9 of the vehicle F is adapted by means of the control device 8, that is to say rescheduled, so that the distance 5a is above the threshold value X.
  • the threshold value X defines a minimum distance that the vehicle F to the transponders of the first type 4a and thus to limit tongue 2 should have.
  • the control device 8 can initiate a turning maneuver or an adjustment of the steering angle of the vehicle F if the latter moves too close to the boundary 2. This ensures that the vehicle F does not leave the work area 1.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of the vehicle F from FIG. 1 in the work area 1 according to a further embodiment.
  • the transponders of the first type 4a several transponders of the second type 4b are deployed in each lane 6.
  • the transponders of the second type 4b are buried in the soil of each lane 6 in a single row.
  • the lane 6 is thereby defined.
  • only two transponders of the second type 4b are provided with a reference number.
  • the vehicle F works the agricultural area and moves within the work area 1 in the direction of its trajectory 9 on one of the driving lanes 6.
  • the vehicle F with its two detection devices 3 approaches at least one transponder of the second type 4b, these are activated. After the activation, a distance 5b between the detection devices 3 and the transponders of the second type 5b is determined. In addition to the distance 5a to the transponders of the first type 4a, the distance 5b to the transponders of the second type 4b is determined.
  • the trajectory 9 of the vehicle F is adjusted by means of the control device 9, i.e. rescheduled so that the Distance 5b is below the limit value Y.
  • the limit value Y defines an upper limit of the distance 5b between the vehicle F and the transponders of the second type 4b.
  • control device 8 can initiate an adjustment of the steering angle of the vehicle F if it is too far away from the lane 6. This ensures that the vehicle F is moving in the lane and does not leave the work area 1.
  • FIG 3 shows a schematic illustration of the vehicle F from FIGS. 1 and 2 in the work area 1 according to a further exemplary embodiment.
  • at least one transponder of the third type 4c is attached to each protected object 7.
  • the transponders of the third type 4c are buried in the ground at each protected object 7. This defines where a protected object 7 is located.
  • a protected object 7 is a plant here.
  • transponders of the third type 4c are provided with a reference symbol.
  • protective objects 7 are provided with a reference number for a better overview.
  • the vehicle F works on the agricultural area and moves within the working area 1 in the direction of its trajectory 9 on one of the lanes 6 at a distance from the protected objects 7.
  • the vehicle F with its two detection devices 3 approaches at least one transponder of the third type 4c, these are activated. After activation, a distance 5c between the detection devices 3 and the transponders of the third type 5c is determined. In addition to the distance 5a to the transponders of the first type 4a, and to the distance 5b to the transponders of the second type 4b, the distance 5c to the transponders of the third type 4c is determined. This distance 5c to the transponders of the third type 4c is less than the distance 5a to the transponders of the first type 4a.
  • the vehicle F retains its current trajectory 9. If, however, the distance 5c is at or below the further threshold value Z, the trajectory 9 of the vehicle F is adapted by means of the control device 8, that is to say rescheduled so that the distance 5c is above the further threshold value Z
  • the threshold value Z defines a minimum distance that the vehicle F should have from the transponders of the third type 4c and thus from the objects to be protected 7. For example, the tax device 8 initiate a turning maneuver or an adjustment of the steering angle of the vehicle F if it moves too close to the objects to be protected 7.
  • Fig. 4 is a schematic representation of a method V according to a further exemplary embodiment.
  • a first step 101 a plurality of transponders of the first type are deployed along the delimitation of the work area.
  • several transponders of the second type can additionally be deployed along the lanes within the work area.
  • at least one transponder of the third type can additionally be connected to each
  • Protected object can be deployed within the work area.
  • these transponders are detected by the vehicle by means of its detection devices when the vehicle approaches at least one of these transponders.
  • the detection devices activate these transponders.
  • a third step 103 the distances between the detection devices and thus the vehicle and the transponders of the first, second and third type are determined.
  • a fourth step 104 the distances determined from the third step 103 are compared with a threshold value X, a limit value Y and a further threshold value Z.
  • the distances between the vehicle and the transponders of the first type are compared with the threshold value X.
  • the distances between the vehicle and the transponders of the second type are compared with the limit value Y.
  • the distances between the vehicle and the transponders of the third type are compared with the further threshold value Z.
  • step 104 On the basis of the results of fourth step 104, the trajectory of the vehicle is adapted by means of the control device in a fifth step 105.
  • the adjustment is made so that the distance between the vehicle and the Transponders of the first type is above the threshold value X. Furthermore, the adaptation takes place in such a way that the distance between the vehicle and the transponders of the second type is below the limit value Y. Furthermore, the adaptation takes place in such a way that the distance between the vehicle and the transponders of the third type is above the further threshold value Z.
  • process steps 101 to 105 depends on which transponders have been deployed. If only transponders of the first type are deployed, there is no need to activate the transponders of the second and third types, or to determine the distances to the transponders just mentioned. In addition, only the threshold value is relevant in this case.
  • the transponders of the second type can be dispensed with and only transponders of the first type can be deployed along the boundary and transponders of the third type on the protected objects.
  • transponders of the first type can be placed on the objects to be protected so that the distance to be maintained from the objects to be protected is just as great as to the boundary.
  • the vehicle can have only one detection device or more than two detection devices.
  • the detection device can not only be arranged on a front of the vehicle, for example on the rear of the vehicle or on a boom of the vehicle.

Landscapes

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Abstract

In a method (V) for defining an operating area (1) for a vehicle (F), wherein the operating area (1) is arranged in an off-road area, a multiplicity of transponders of a first kind (4a) are installed along a boundary (2) of the operating area (1). These transponders (4a) are detected by the vehicle (F) by way of at least one detection device (3) when the vehicle (F) approaches at least one of these transponders (4a). A distance (5a) between the vehicle (F) and this at least one transponder (4a) is determined. The vehicle (F) adjusts its trajectory automatically when the distance (5a) reaches a threshold value (X) so that the vehicle (F) remains within the operating area (1).

Description

Verfahren zum Festleqen eines Arbeitsbereichs für ein Fahrzeug Method for defining a work area for a vehicle
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Festlegen eines Arbeitsbereichs für ein Fahrzeug mit den Merkmalen nach Anspruch 1 , eine Steuereinrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 5 und ein System zum Festlegen eines Arbeitsbe reichs mit den Merkmalen nach Anspruch 6. The present invention relates to a method for defining a work area for a vehicle with the features according to claim 1, a control device with the features according to claim 5 and a system for defining a work area with the features according to claim 6.
Die Ermittlung der eigenen Position eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf einem Feld wird normalerweise über Globalen Navigationssatelliten-Systeme (GNSS) reali siert. Abhängig von den angepflanzten Kulturen kann auch auf andere Lokalisie rungsmethoden zurückgegriffen werden. Durch die Lokalisierung muss insbesondere bei autonom fahrenden landwirtschaftlichen Fahrzeugen sichergestellt werden, dass diese den zugewiesenen Arbeitsbereich nicht verlassen. Das Gebiet auf dem sich das landwirtschaftliche Fahrzeug bewegt und das es nicht verlassen darf, wird auch Safe Autonomous Operation Zone genannt. Meist ist die Absicherung der dazu not wendigen Algorithmen und Techniken mit sehr hohem Aufwand verbunden. So wird beispielsweise im Bereich der Gartenpflege ein Draht der an der Grundstücksgrenze vergraben und mit einer geeigneten Sensorik die Grundstücksgrenze erkannt und das Fahrzeug gestoppt oder gewendet. Weitere Möglichkeiten wären das Herstellen einer Abgrenzung wie sie durch Graben, Mauern, Gewässer, Zäune und dergleichen realisiert werden können The determination of the own position of an agricultural vehicle in a field is normally realized via Global Navigation Satellite Systems (GNSS). Other localization methods can also be used, depending on the crops being planted. The localization must ensure that autonomously driving agricultural vehicles do not leave the assigned work area. The area in which the agricultural vehicle moves and which it is not allowed to leave is also called the Safe Autonomous Operation Zone. In most cases, safeguarding the algorithms and techniques required for this is very costly. For example, in the field of garden maintenance, a wire is buried at the property boundary and the property boundary is recognized with a suitable sensor and the vehicle is stopped or turned. Further possibilities would be the creation of a demarcation such as can be realized by ditches, walls, bodies of water, fences and the like
Eine alleinige Lokalisierung mit einem GNSS ist nach heutigem Stand der Technik nicht ausreichend um den für die Anwendung geforderten Performance-Level errei chen zu können. Deshalb wird in der Regel das GNSS mit weiteren Maßnahmen ver knüpft. Bei kleineren Feldern ist eine Drahtschleife oder das Errichten von Zäunen, Mauern oder das besetzen der Ränder durch markante Landmarken durchaus denk bar, nicht aber bei größeren Feldern wie sie großen Anbaugebieten für landwirt schaftliche Produkte zu finden sind. Localization with a GNSS alone is not sufficient according to the current state of the art in order to be able to achieve the performance level required for the application. Therefore, the GNSS is usually linked to other measures. In the case of smaller fields, a wire loop or the erection of fences, walls or the occupation of the edges with distinctive landmarks is quite conceivable, but not in the case of larger fields such as those found in large cultivation areas for agricultural products.
Ein kamerabasiertes erkennen der Feldgrenze gestaltet sich schwierig, da heutige Bildverarbeitungsalgorithmen oft durch Kl -Algorithmen realisiert werden, die nach aktuellem Stand der Technik nicht für sicherheitsrelevante Funktionen eingesetzt werden dürfen, oder eine immense Anzahl von Test-Kilometer für die Freigabe benö tigen. Auch ist je nach Gestaltung der Feldgrenze ein Erkennen dieser nur schwer möglich und auch von Bewuchs der angebauten Pflanze abhängig. Beispielsweise unterscheidet sich die Farbe von Weizen, Roggen, oder ähnlichem in gewissen Sta dien kaum von dem Gras am Rand. Zusätzlich kommen bei kamerabasierten Syste men noch witterungsbedingte Schwierigkeiten zum Tragen sowie der Umstand, dass die Systeme sowohl bei Tag als auch bei Nacht funktionieren müssen. Werden an der Feldgrenze Landmarken wie Zäune, Mauern, Masten, Pfähle oder ähnliches ver wendet, so ist der Errichtungsaufwand und Wartungsaufwand bei größeren Feldern nicht unerheblich. Außerdem muss sichergestellt werden, dass die Sensorik dies bei jedem Wetter und Lichtverhältnissen erkennen kann. A camera-based recognition of the field boundary is difficult, since today's image processing algorithms are often implemented by KI algorithms which, according to the current state of the art, are not used for safety-relevant functions or require an immense number of test kilometers for approval. Also, depending on the design of the field boundary, it is difficult to recognize it and also depends on the vegetation of the cultivated plant. For example, the color of wheat, rye, or the like hardly differs in certain stages from the grass on the edge. In addition, with camera-based systems weather-related difficulties come into play, as well as the fact that the systems have to work both day and night. If landmarks such as fences, walls, masts, posts or the like are used at the field boundary, the construction effort and maintenance effort is not insignificant for larger fields. In addition, it must be ensured that the sensors can detect this in all weather and light conditions.
Aus DE4446867C2 ist eine Vorrichtung zur Erfassung von Grenzen zwischen von einem Messermechanismus gemähten und nichtgemähten Rasenfeldern zum auto nomen Steuern eines Mähfahrzeugs bekannt. From DE4446867C2 a device for detecting boundaries between mowed by a knife mechanism and unmowed lawn fields for automatic control of a mowing vehicle is known.
Der vorliegenden Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zu Grunde, eine alternative Methode zum Festlegen eines Arbeitsbereichs für ein Fahr zeug vorzuschlagen, welche die o. g. Probleme vermeidet. Based on the prior art, the present invention is based on the object of proposing an alternative method for defining a work area for a vehicle that uses the above. Avoids problems.
Die vorliegende Erfindung schlägt ausgehend von der vorgenannten Aufgabe ein Verfahren zum Festlegen eines Arbeitsbereichs für ein Fahrzeug nach Anspruch 1 , eine Steuereinrichtung nach Anspruch 5 und ein System zum Festlegen eines Ar beitsbereichs nach Anspruch 6 vor. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Wei terbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor. On the basis of the aforementioned object, the present invention proposes a method for defining a working area for a vehicle according to claim 1, a control device according to claim 5 and a system for defining a working area according to claim 6. Further advantageous embodiments and further developments emerge from the subclaims.
Bei einem Verfahren zum Festlegen eines Arbeitsbereichs für ein Fahrzeug, wobei der Arbeitsbereich in einem Off-Road-Bereich angeordnet ist, wird entlang einer Be grenzung des Arbeitsbereichs eine Vielzahl von Transpondern einer ersten Art aus gebracht. Diese Transponder werden von dem Fahrzeug mittels wenigstens einer Detektionseinrichtung erfasst, wenn sich das Fahrzeug wenigstens einem dieser Transponder nähert. Ein Abstand zwischen dem Fahrzeug und diesem wenigstens einen Transponder wird ermittelt. Das Fahrzeug passt seine Trajektorie automatisiert an, wenn der Abstand einen Schwellenwert erreicht, so dass das Fahrzeug innerhalb des Arbeitsbereichs verbleibt. In a method for defining a work area for a vehicle, the work area being arranged in an off-road area, a plurality of transponders of a first type are brought along a boundary of the work area. These transponders are detected by the vehicle by means of at least one detection device when the vehicle approaches at least one of these transponders. A distance between the vehicle and this at least one transponder is determined. The vehicle adjusts its trajectory automatically on when the distance reaches a threshold so that the vehicle remains within the work area.
Das Fahrzeug ist hierbei ein Off-Road-Nutzfahrzeug, z. B. ein landwirtschaftliches oder forstwirtschaftliches Fahrzeug, nämlich eine Landmaschine, eine Baumaschine, ein Flurförderfahrzeug, ein Pistenfahrzeug, ein Bergbaufahrzeug, eine Reinigungs maschine, oder ein anderes Nutzfahrzeug. Vorzugsweise ist das Fahrzeug ein land wirtschaftliches Fahrzeug. The vehicle here is an off-road utility vehicle, e.g. B. an agricultural or forestry vehicle, namely an agricultural machine, a construction machine, an industrial truck, a snow groomer, a mining vehicle, a cleaning machine, or another utility vehicle. Preferably the vehicle is an agricultural vehicle.
Das Fahrzeug ist dabei derart ausgeformt, dass es automatisierte Funktionen durch führen kann. Beispielsweise können automatisierte Funktionen des Fahrzeugs das autonome oder teilautonome Fahren sein. Zudem können automatisierte Funktionen sein: ein Ausbringen von Saatgut, Streugut, Schüttgut, Düngemittel, Herbiziden, Pes tiziden, Fungiziden oder dergleichen; ein Ernten, Beschneiden oder Roden von Pflanzen o. ä.; ein Wenden, Lockern oder Abtragen von Erdreich; ein Befördern von Gütern. The vehicle is designed in such a way that it can perform automated functions. For example, automated functions of the vehicle can be autonomous or semi-autonomous driving. In addition, automated functions can be: the application of seeds, grit, bulk material, fertilizers, herbicides, pesticides, fungicides or the like; harvesting, pruning or clearing plants or the like; turning, loosening or removing soil; a transport of goods.
Der Off-Road -Bereich bezeichnet denjenigen Bereich, der sich abseits von Straßen und Wegen befindet, beispielsweise landwirtschaftlich oder forstwirtschaftlich genutz te Flächen, Baustellenbereiche, Firmengelände o. ä. The off-road area refers to the area that is located away from roads and paths, for example areas used for agriculture or forestry, construction site areas, company premises, etc.
Der Arbeitsbereich ist derjenige Bereich, innerhalb dessen sich das Fahrzeug aufhal ten soll, um seine Arbeit zu verrichten. Handelt es sich beispielsweise um ein land wirtschaftliches Fahrzeug kann der Arbeitsbereich eine zu bearbeitende landwirt schaftliche Fläche, z. B. ein Feld oder eine Plantage sein. The work area is the area within which the vehicle should be in order to do its work. For example, if it is an agricultural vehicle, the work area can be an agricultural area to be processed, z. B. be a field or a plantation.
Der Arbeitsbereich weist eine Begrenzung auf, die diesen von der Umgebung ab grenzt. Diese Begrenzung kann beispielsweise durch eine Grundstücksgrenze, Feld grenze oder Flurgrenze festgelegt sein. The work area has a boundary that separates it from the surroundings. This limitation can be defined, for example, by a property boundary, field boundary or floor boundary.
Entlang der Begrenzung des Arbeitsbereichs wird eine Vielzahl von Transpondern der ersten Art ausgebracht. Die Transponder der ersten Art unterscheiden sich von den Transpondern der zweiten Art und von den Transpondern der dritten Art in ihrem kennzeichnenden Code. Ebenso unterscheiden sich die Transponder der zweiten Art von den Transpondern der dritten Art in ihrem kennzeichnenden Code. Sämtliche Transponder der ersten Art weisen vorzugsweise denselben kennzeichnenden Code auf. Sämtliche Transponder der zweiten Art weisen vorzugsweise denselben kenn zeichnenden Code auf. Sämtliche Transponder der dritten Art weisen vorzugsweise denselben kennzeichnenden Code auf. Beispielsweise sind die Transponder der ers ten, zweiten und dritten Art jeweils RFID-Transponder (radio-frequency Identification transponder) A large number of transponders of the first type are deployed along the boundary of the working area. The transponders of the first type differ from the transponders of the second type and from the transponders of the third type in theirs identifying code. The transponders of the second type also differ from the transponders of the third type in their identifying code. All transponders of the first type preferably have the same identifying code. All transponders of the second type preferably have the same identifying code. All transponders of the third type preferably have the same identifying code. For example, the transponders of the first, second and third types are each RFID transponder (radio-frequency identification transponder)
Die Vielzahl der Transponder der ersten Art bezeichnet eine große Menge an Trans pondern, die entlang der Begrenzung ausgebracht werden. Die Transponder der ers ten Art können beispielsweise einreihig entlang der Grenze eingebracht werden. Al ternativ dazu können die Transponder der ersten Art mehrreihig oder ungeordnet und zufällig entlang der Begrenzung eingebracht werden. Die benötige Menge an Trans pondern der ersten Art richtet sich dabei nach der Größe des Arbeitsbereichs, wel cher von diesen umrandet werden soll. Es sollten derart viele Transponder einge bracht werden, dass der Arbeitsbereich vollständig umrandet ist. Auf der Begrenzung ist somit in anderen Worten eine Ansammlung an Transpondern vorhanden. Bei spielsweise können die Transponder der ersten Art in die Erde rund um eine land wirtschaftliche Fläche eingegraben werden. Beispielsweise können die Transponder der ersten Art auf einem Werksgelände rund um einen Lagerbereich in den Boden eingelassen werden. Vorteilhaft an dem Ausbringen einer Vielzahl von Transpondern der ersten Art entlang der Begrenzung ist, dass selbst bei einem Ausfall oder bei ei nem Entfernen einzelner Transponder die Markierung der Begrenzung in Takt bleibt. Dadurch kann gewährleistet werden, dass der Arbeitsbereich stets vollständig um grenzt ist. The large number of transponders of the first type denotes a large number of transponders that are deployed along the boundary. The transponders of the first type can, for example, be placed in a row along the border. As an alternative to this, the transponders of the first type can be placed in multiple rows or randomly and randomly along the boundary. The required amount of transponders of the first type depends on the size of the work area which is to be bordered by them. So many transponders should be brought in that the work area is completely surrounded. In other words, there is a collection of transponders on the boundary. For example, the transponders of the first type can be buried in the ground around an agricultural area. For example, the transponders of the first type can be embedded in the ground on a factory site around a storage area. The advantage of deploying a large number of transponders of the first type along the boundary is that the marking of the boundary remains in tact even in the event of failure or when individual transponders are removed. This ensures that the work area is always completely delimited.
Die Transponder werden von dem Fahrzeug mittels der wenigstens einen Detekti onseinrichtung erfasst, wenn sich das Fahrzeug wenigstens einem dieser Transpon der nähert. Das Fahrzeug weist somit die wenigstens eine Detektionseinrichtung auf. Diese kann beispielsweise an einer Fahrzeugfront angeordnet sein. Diese ist ein Le segerät, welches den Code der Transponder der ersten, zweiten und dritten Art aus- lesen kann. Beispielsweise ist die Detektionseinrichtung ein RFID-Lesegerät. Vor- zugsweise ist die Detektionseinrichtung derart eingerichtet, dass diese sämtliche Transponder aktiviert und mit Energie versorgt, sobald sich die Detektionseinrichtung diesen T ranspondern annähert. Alternativ dazu können die T ransponder der ersten, zweiten und dritten Art jeweils aktiv ausgebildet sein, d. h. mit einer eigenen Energie versorgung ausgestattet sein. Ist dies der Fall, können die Transponder der ersten Art jeweils einen Beschleunigungssensor aufweisen, so dass ermittelt werden kann, wenn eine Bewegung eines der Transponder erfolgt. Dies kann vorteilhaft sein, um festzustellen, ob noch sämtliche Transponder entlang der Begrenzung angeordnet oder ob einzelne T ransponder entfernt worden sind. The transponders are detected by the vehicle by means of the at least one detection device when the vehicle approaches at least one of these transponders. The vehicle thus has the at least one detection device. This can for example be arranged on the front of the vehicle. This is a reader that can read the code of the transponder of the first, second and third type. For example, the detection device is an RFID reader. In front- The detection device is preferably set up in such a way that it activates all transponders and supplies them with energy as soon as the detection device approaches these transponders. As an alternative to this, the transponders of the first, second and third types can each be designed to be active, that is to say equipped with their own power supply. If this is the case, the transponders of the first type can each have an acceleration sensor so that it can be determined when a movement of one of the transponders occurs. This can be advantageous in order to determine whether all transponders are still arranged along the boundary or whether individual transponders have been removed.
Wenn sich das Fahrzeug mit seiner wenigstens einen Detektionseinrichtung also we nigstens einem der Transponder der ersten Art annähert, wird ein Abstand zwischen diesem Transponder und der Detektionseinrichtung und somit dem Fahrzeug ermit telt. Dies erfolgt entweder mittels der Detektionseinrichtung selbst oder mittels einer Steuereinrichtung, die mit der Detektionseinrichtung verbunden ist, und die das Fahr zeug aufweist. Die Steuereinrichtung weist wenigstens eine Schnittstelle auf, über welche diese mit wenigstens einer Schnittstelle der wenigstens einen Detektionsein richtung verbunden ist. Die Verbindung ist derart, dass ein Daten- und Signalaus tausch erfolgen kann. Die Steuereinrichtung kann z. B. als ECU oder Domain-ECU ausgebildet sein. When the vehicle with its at least one detection device approaches at least one of the transponders of the first type, a distance between this transponder and the detection device and thus the vehicle is determined. This takes place either by means of the detection device itself or by means of a control device which is connected to the detection device and which the vehicle has. The control device has at least one interface via which it is connected to at least one interface of the at least one detection device. The connection is such that data and signal exchange can take place. The control device can, for. B. be designed as an ECU or domain ECU.
Die Steuereinrichtung dient u. a. dazu, eine Trajektorien-Planung für das Fahrzeug durchzuführen. Dazu kann diese sich eines Computerprogrammprodukts bedienen. Die Steuereinrichtung legt in anderen Worten fest, welchen Streckenverlauf das Fahrzeug mit welcher Geschwindigkeit und mit welcher Beschleunigung zurücklegen soll. Weiterhin kann die Steuereinrichtung neben der Trajektorien-Planung auch eine Planung der automatisierten-Funktionen durchführen. Das Ergebnis der Trajektorien- Planung ist eine Trajektorie für das Fahrzeug, entlang welcher das Fahrzeug sich mit einer gewissen Geschwindigkeit und einer gewissen Beschleunigung bewegen soll. The control device serves u. a. to carry out a trajectory planning for the vehicle. For this purpose, it can use a computer program product. In other words, the control device defines which route the vehicle is to cover, at what speed and at what acceleration. In addition to planning the trajectories, the control device can also plan the automated functions. The result of the trajectory planning is a trajectory for the vehicle, along which the vehicle should move at a certain speed and with a certain acceleration.
Die Steuereinrichtung weist wenigstens eine Schnittstelle auf, über welche sie mit einer Aktuatorik eines Antriebssystems des Fahrzeugs verbunden werden kann, so dass ein Daten- und Signalaustausch erfolgen kann. In anderen Worten kann die Steuereinrichtung die Aktuatorik des Antriebssystems des Fahrzeugs ansteuern. Dieses Antriebssystems weist z. B. einen Motor zur Energiebereitstellung, ein Ge triebe, ein Lenksystem, ein Bremssystem o. ä. auf. Dadurch kann beispielsweise eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung und eine Verzögerung des Fahrzeugs ange passt werden. Weiterhin können dadurch die Lenkwinkel an den Rädern des Fahr zeugs angepasst werden. In anderen Worten ist die Steuereinrichtung dazu einge richtet, autonome Fahrfunktionen des Fahrzeugs anzusteuern. The control device has at least one interface, via which it can be connected to an actuator system of a drive system of the vehicle, so that data and signals can be exchanged. In other words, the Control device control the actuators of the drive system of the vehicle. This drive system has z. B. a motor for energy supply, a Ge gear, a steering system, a braking system o. Ä. On. In this way, for example, a speed, an acceleration and a deceleration of the vehicle can be adjusted. Furthermore, the steering angle can be adapted to the wheels of the vehicle. In other words, the control device is set up to control autonomous driving functions of the vehicle.
Ausgehend von der Trajektorien-Planung steuert die Steuereinrichtung das Antriebs system des Fahrzeugs an, so dass das Fahrzeug sich gemäß seiner Trajektorie be wegt. Es wird beispielsweise eine Lenkung, eine Bremskraft und eine Energiebereit stellung beeinflusst. Based on the trajectory planning, the control device controls the drive system of the vehicle so that the vehicle moves according to its trajectory. For example, a steering, braking force and energy supply are influenced.
Damit nun das Fahrzeug stets innerhalb des Arbeitsbereichs verbleibt, wird die Trajektorie des Fahrzeugs automatisiert angepasst, wenn der Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem wenigstens einen Transponder der ersten Art einen Schwellen wert erreicht. Der Schwellenwert kann dabei beispielsweise werksseitig vorgegeben sein. Alternativ dazu kann der Schwellenwert vor Beginn einer Arbeit des Fahrzeugs im Arbeitsbereich mittels einer Eingabevorrichtung eingestellt werden. Diese Einga bevorrichtung kann beispielsweise ein Bordcomputer des Fahrzeugs oder ein mobi les Endgerät sein. Der Schwellenwert bezeichnet einen Abstand zwischen der Detek tionseinrichtung und dem wenigstens einen Transponder, der nicht unterschritten werden darf. Es wird also ein Mindestabstand zwischen dem Transponder und dem Fahrzeug festgelegt. Sobald der Schwellenwert erreicht wird, wird die Trajektorie durch die Trajektorien-Planung der Steuereinrichtung angepasst, also umgeplant. So that the vehicle always remains within the working area, the trajectory of the vehicle is automatically adapted when the distance between the vehicle and the at least one transponder of the first type reaches a threshold value. The threshold value can be preset at the factory, for example. As an alternative to this, the threshold value can be set by means of an input device before the vehicle starts to work in the work area. This input device can be, for example, an on-board computer of the vehicle or a mobile terminal. The threshold value denotes a distance between the detection device and the at least one transponder, which must not be undershot. A minimum distance is therefore established between the transponder and the vehicle. As soon as the threshold value is reached, the trajectory is adapted, that is to say rescheduled, by the trajectory planning of the control device.
Sobald sich das Fahrzeug also zu stark an den wenigstens einen Transponder der ersten Art annähert, wird die Trajektorie des Fahrzeugs derart geändert, dass der Abstand vergrößert wird, also oberhalb des Schwellenwerts liegt. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung ein Wendemanöver des Fahrzeugs einleiten oder das Fahrzeug rückwärtsfahren lassen. Bei der Anpassung der Trajektorie werden selbst verständlich weitere Vorgaben beachtet, die beispielsweise aufgrund einer ablaufen- den automatisierten Funktion und/oder durch Sicherheitsaspekte vorgegeben wer den. As soon as the vehicle comes too close to the at least one transponder of the first type, the trajectory of the vehicle is changed in such a way that the distance is increased, that is to say is above the threshold value. For example, the control device can initiate a turning maneuver of the vehicle or allow the vehicle to reverse. When adapting the trajectory, of course, further specifications are taken into account, for example due to a running the automated function and / or by security aspects who the.
Vorteilhaft an dem hier vorgestellten Verfahren ist, dass selbst bei Ausfall eines GNSS das Fahrzeug seinen Arbeitsbereich lokalisieren kann. Weiterhin vorteilhaft ist, dass das Verfahren selbst bei ungünstigen Witterungsverhältnissen, wie Nebel, Starkregen oder Schneefall, sowohl nachts als auch tagsüber eingesetzt werden kann. Zudem kann das Verfahren auch bei bewachsenen Transpondern oder über deckten eingesetzt werden. Weiterhin sind die Transponder sowie die Detektionsein richtung kostengünstig. The advantage of the method presented here is that even if a GNSS fails, the vehicle can localize its working area. It is also advantageous that the method can be used both at night and during the day even under unfavorable weather conditions, such as fog, heavy rain or snowfall. In addition, the method can also be used for transponders that are overgrown or covered. Furthermore, the transponders and the detection device are inexpensive.
Nach einer weiterbildenden Ausführungsform werden in jeder Fahrspur für das Fahr zeug innerhalb des Arbeitsbereichs zusätzlich mehrere Transponder einer zweiten Art ausgebracht. Diese Transponder werden von dem Fahrzeug mittels seiner we nigstens einen Detektionseinrichtung erfasst, wenn sich das Fahrzeug wenigstens einem dieser Transponder nähert. Ein Abstand zwischen dem Fahrzeug und diesem wenigstens einen Transponder wird ermittelt. Das Fahrzeug passt seine Trajektorie automatisiert an, wenn der Abstand zwischen dem Fahrzeug und wenigstens einem dieser mehreren Transponder einen Grenzwert erreicht, so dass das Fahrzeug in nerhalb des Arbeitsbereichs auf der Fahrspur verbleibt. According to a further development, several transponders of a second type are additionally deployed in each lane for the vehicle within the work area. These transponders are detected by the vehicle by means of its at least one detection device when the vehicle approaches at least one of these transponders. A distance between the vehicle and this at least one transponder is determined. The vehicle automatically adjusts its trajectory when the distance between the vehicle and at least one of these multiple transponders reaches a limit value so that the vehicle remains in the lane within the working area.
Innerhalb des Arbeitsbereichs sind mehrere Fahrspuren angeordnet. Diese Fahrspu ren sind diejenigen Spuren entlang derer sich das Fahrzeug bewegt, wenn es seine Arbeit ausführt. Diese Fahrspuren können beispielsweise durch Bepflanzungsreihen, durch feste Hindernisse wie Mauern oder Säulen, durch Wege o. ä. definiert werden. Several lanes are arranged within the work area. These lanes are the lanes along which the vehicle moves when it is doing its work. These lanes can be defined, for example, by rows of plants, by fixed obstacles such as walls or columns, by paths or the like.
In jeder Fahrspur werden mehrere T ransponder der zweiten Art ausgebracht. Die zweite Art an Transpondern unterscheidet sich von der ersten Art an Transpondern durch ihre Codierung.„Mehrere Transponder“ bezeichnen eine große Menge an Transpondern, die jedoch geringer sein kann als eine Vielzahl an Transpondern. Die Transponder der zweiten Art werden vorzugsweise einreihig in der Fahrspur ausge bracht, können aber auch mehrreihig ausgebracht werden. Beispielsweise können die Transponder der zweiten Art in die Erde der Fahrspur eingegraben werden. Bei- spielsweise können die Transponder der zweiten Art auf einem Werksgelände in ei nen Lagerbereich in den Boden eingelassen werden. Vorteilhaft an dem Ausbringen mehrerer Transpondern der zweiten Art in den Fahrspuren ist, dass selbst bei einem Ausfall oder bei einem Entfernen einzelner T ransponder die Markierung der Fahrspu ren in Takt bleibt. Dadurch kann gewährleistet werden, dass die Fahrspuren stets vollständig definiert sind. Several transponders of the second type are deployed in each lane. The second type of transponder differs from the first type of transponder in its coding. “Multiple transponders” refer to a large number of transponders, although this can be less than a large number of transponders. The transponders of the second type are preferably brought out in a single row in the lane, but can also be deployed in multiple rows. For example, the transponders of the second type can be buried in the earth of the lane. At- For example, the transponders of the second type can be embedded in the ground in a storage area on a factory site. The advantage of deploying a plurality of transponders of the second type in the lanes is that even in the event of failure or removal of individual transponders, the marking of the lanes remains in tact. This ensures that the lanes are always fully defined.
Die Detektionseinrichtung des Fahrzeugs erfasst die Transponder der zweiten Art, wenn sich diese den Transpondern nähert. Die Detektionseinrichtung kann die Transponder der zweiten Art entweder aktivieren und mit Energie versorgen, oder die Transponder der zweiten Art können eine eigene Energieversorgung aufweisen. Dies wurde bereits in der vorherigen Beschreibung erläutert. The detection device of the vehicle detects the transponder of the second type when it approaches the transponders. The detection device can either activate the transponders of the second type and supply them with energy, or the transponders of the second type can have their own energy supply. This has already been explained in the previous description.
Sobald die Detektionseinrichtung wenigstens einen der Transponder der zweiten Art erfasst hat, wird ein Abstand zwischen diesem Transponder der zweiten Art und der Detektionseinrichtung, und somit dem Fahrzeug, ermittelt. Im Gegensatz zum As soon as the detection device has detected at least one of the transponders of the second type, a distance between this transponder of the second type and the detection device, and thus the vehicle, is determined. In contrast to the
Schwellenwert bezüglich des Abstands zwischen den Transpondern der ersten Art und dem Fahrzeug ist der Grenzwert dieses Abstands derart gewählt, dass das Fahrzeug sich möglichst nahe an dem wenigstens einen Transponder der zweiten Art bewegt. Hier legt der Grenzwert in anderen Worten eine Obergrenze des Abstands fest, die das Fahrzeug nicht überschreiten soll. Vorzugsweise beträgt der Grenzwert des Abstands zwischen dem Fahrzeug und dem wenigstens einen Transponder der zweiten Art nur wenige Dezimeter. Der Grenzwert kann dabei beispielsweise werks seitig vorgegeben sein. Alternativ dazu kann der Grenzwert vor Beginn einer Arbeit des Fahrzeugs im Arbeitsbereich mittels der Eingabevorrichtung eingestellt werden. Threshold value with regard to the distance between the transponders of the first type and the vehicle, the limit value of this distance is selected such that the vehicle moves as close as possible to the at least one transponder of the second type. In other words, the limit value defines an upper limit of the distance that the vehicle should not exceed. The limit value of the distance between the vehicle and the at least one transponder of the second type is preferably only a few decimeters. The limit value can be preset at the factory, for example. As an alternative to this, the limit value can be set by means of the input device before starting work on the vehicle in the work area.
Das Fahrzeug passt seine Trajektorie automatisiert an, wenn der Abstand zwischen dem Fahrzeug und wenigstens einem dieser mehreren T ransponder den Grenzwert erreicht, so dass das Fahrzeug innerhalb des Arbeitsbereichs auf der Fahrspur ver bleibt. Die Steuereinrichtung des Fahrzeugs plant in anderen Worten durch ihre Trajektorien-Planung die Trajektorie des Fahrzeugs um, dass der Abstand zwischen dem wenigstens einen T ransponder der zweiten Art und der Detektionseinrichtung unterhalb des Grenzwerts liegt. Sobald sich das Fahrzeug also zu weit von dem wenigstens einen Transponder der zweiten Art entfernt, wird die Trajektorie des Fahrzeugs derart geändert, dass der Abstand verkleinert wird, also unterhalb des Grenzwerts liegt. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung ein Korrigieren eines Lenkwinkels des Fahrzeugs bzw. ein Ein lenken einleiten. Bei der Anpassung der Trajektorie werden selbstverständlich weite re Vorgaben beachtet, die beispielsweise aufgrund einer ablaufenden automatisier ten Funktion und/oder durch Sicherheitsaspekte vorgegeben werden. Das Fahrzeug bewegt sich dadurch auf der durch die Transponder der zweiten Art festgelegten Spur. The vehicle automatically adjusts its trajectory when the distance between the vehicle and at least one of these multiple transponders reaches the limit value, so that the vehicle remains in the lane within the working area. In other words, the control device of the vehicle plans the trajectory of the vehicle through its trajectory planning so that the distance between the at least one transponder of the second type and the detection device is below the limit value. As soon as the vehicle moves too far away from the at least one transponder of the second type, the trajectory of the vehicle is changed in such a way that the distance is reduced, that is to say lies below the limit value. For example, the control device can initiate a correction of a steering angle of the vehicle or a steering. When adapting the trajectory, further specifications are of course taken into account, which are specified, for example, on the basis of an automated function running and / or through safety aspects. The vehicle thereby moves on the lane defined by the transponder of the second type.
Vorteilhaft daran ist, dass selbst bei Ausfall eines GNSS das Fahrzeug die Fahrspu ren seines Arbeitsbereichs lokalisieren können. Weiterhin vorteilhaft ist, dass das Verfahren selbst bei ungünstigen Witterungsverhältnissen, wie Nebel, Starkregen oder Schneefall, sowohl nachts als auch tagsüber eingesetzt werden kann. Zudem kann das Verfahren auch bei bewachsenen Transpondern oder überdeckten einge setzt werden. The advantage of this is that even if a GNSS fails, the vehicle can locate the lanes of its work area. It is also advantageous that the method can be used both at night and during the day even under unfavorable weather conditions, such as fog, heavy rain or snowfall. In addition, the process can also be used for transponders that are overgrown or covered.
Nach einer weiterbildenden Ausführungsform sind innerhalb des Arbeitsbereichs mehrere Schutzobjekte angeordnet. Schutzobjekte sind dabei definiert als diejenigen Objekte, mit welchen das Fahrzeug nicht in Kontakt kommen soll oder welche das Fahrzeug meiden soll, beispielsweise Pflanzen, Steine, Wände, Regale, Säulen o. ä. According to a further-developing embodiment, a plurality of objects to be protected are arranged within the work area. Protective objects are defined as those objects with which the vehicle should not come into contact or which the vehicle should avoid, for example plants, stones, walls, shelves, pillars or the like.
An jedem Schutzobjekt wird zusätzlich wenigstens ein Transponder der ersten Art oder ein T ransponder einer dritten Art angeordnet. Der T ransponder der dritten Art unterscheidet sich von dem Transponder der ersten Art durch seinen Code. Wenn an jedem Schutzobjekt ein Transponder der ersten Art angeordnet wird, kann das Ver fahren ähnlich zu dem Verfahren, das bereits in der vorherigen Beschreibung be schrieben wurde, ablaufen. Dabei wird die Trajektorie des Fahrzeugs auf die gleiche Art und Weise angepasst, wie bereits beschrieben. Dies kann vorteilhaft sein, wenn die Schutzobjekte ähnlich einer Begrenzung des Arbeitsbereichs wirken sollen. Dies kann beispielsweise bei Säulen oder Wänden der Fall sein. Der wenigstens eine Transponder der ersten Art wird beispielsweise an dem Schutzobjekt eingegraben, an diesem platziert oder an diesem befestigt. At least one transponder of the first type or a transponder of a third type is additionally arranged on each protected object. The transponder of the third type differs from the transponder of the first type in its code. If a transponder of the first type is arranged on each protected object, the process can proceed similarly to the process which has already been described in the previous description. The trajectory of the vehicle is adjusted in the same way as already described. This can be advantageous if the objects to be protected are to act like a limitation of the working area. This can be the case with columns or walls, for example. At least one Transponders of the first type are, for example, buried in the protected object, placed on it or attached to it.
Wenn jedoch ein stärkeres Annähern an die Schutzobjekte erlaubt sein soll, bei spielsweise weil eine Bearbeitung der Schutzobjekte nötig ist, beispielsweise bei Pflanzen, wird ein Ausbringen von Transpondern der dritten Art vorgenommen. Bei spielsweise kann der wenigstens eine Transponder der dritten Art in die Erde an ei nem Schutzobjekt innerhalb des Arbeitsbereichs eingegraben werden. Beispielswei se kann der wenigstens eine Transponder der dritten Art auf einem Werksgelände an einem Schutzobjekt in den Boden eingelassen werden. Der wenigstens eine Trans ponder der dritten Art wird beispielsweise kann alternativ an dem Schutzobjekt plat ziert oder an diesem befestigt werden. Die Tranponder der dritten Art können entwe der passiv ausgeformt sein, also mittels der Detektionseinrichtung mit Energie ver sorgt werden, oder aktiv ausgebildet sein und eine eigene Energieversorgung auf weisen. Wenn die Transponder der dritten Art aktiv ausgeformt sind, können diese jeweils einen Beschleunigungssensor aufweisen, so dass ermittelt werden kann, wenn eine Bewegung eines dieser Transponder erfolgt. Dies kann vorteilhaft sein, um festzustellen, ob noch sämtliche Transponder an ihren Schutzobjekten angeord net oder ob einzelne Transponder entfernt worden sind. If, however, a closer approach to the protected objects is to be allowed, for example because processing of the protected objects is necessary, for example in the case of plants, transponders of the third type are deployed. For example, the at least one transponder of the third type can be buried in the ground on a protected object within the work area. For example, the at least one transponder of the third type can be embedded in the ground on a factory site at a protected object. The at least one trans ponder of the third type can, for example, alternatively be placed on the protected object or attached to it. The transponders of the third type can either be of passive design, that is to say they can be supplied with energy by means of the detection device, or they can be actively designed and have their own energy supply. If the transponders of the third type are actively formed, they can each have an acceleration sensor so that it can be determined when a movement of one of these transponders occurs. This can be advantageous in order to determine whether all transponders are still being arranged on their protected objects or whether individual transponders have been removed.
Selbstverständlich können pro Schutzobjekt mehr als ein Transponder der ersten oder der dritten Art ausgebracht werden. Of course, more than one transponder of the first or third type can be deployed per protected object.
Die Transponder der dritten Art werden von dem Fahrzeug mittels der wenigstens einen Detektionseinrichtung erfasst, wenn sich das Fahrzeug wenigstens einem die ser Transponder nähert. Daraufhin wird der Abstand zwischen dem Fahrzeug und diesem wenigstens einen Transponder ermittelt. Dies erfolgt mittels der Detektions einrichtung. The transponders of the third type are detected by the vehicle by means of the at least one detection device when the vehicle approaches at least one of these transponders. The distance between the vehicle and this at least one transponder is then determined. This is done by means of the detection device.
Im Gegensatz zum Grenzwert bezüglich des Abstands zwischen den Transpondern der zweiten Art und dem Fahrzeug ist der weitere Schwellenwert dieses Abstands derart gewählt, dass das Fahrzeug stets einen Mindestabstand zu den Transpondern der dritten Art einhält. Hier legt der weitere Schwellenwert in anderen Worten eine Untergrenze des Abstands fest, die das Fahrzeug nicht unterschreiten soll. Vorzugs weise ist der weitere Schwellenwert des Abstands zwischen dem Fahrzeug und dem wenigstens einen Transponder der dritten Art geringer als der Schwellenwert des Abstands zwischen dem Fahrzeug und dem wenigstens einen Transponder der ers ten Art. Der weitere Schwellenwert kann dabei beispielsweise werksseitig vorgege ben sein. Alternativ dazu kann der weitere Schwellenwert vor Beginn einer Arbeit des Fahrzeugs im Arbeitsbereich mittels der Eingabevorrichtung eingestellt werden. Bei spielsweise kann der weitere Schwellenwert so gewählt sein, dass ein Bearbeiten der Schutzobjekte ermöglicht wird, ohne diese zu zerstören, beispielsweise ein Düngen, Beschneiden, Bewässern o. ä. In contrast to the limit value with regard to the distance between the transponders of the second type and the vehicle, the further threshold value of this distance is selected such that the vehicle always maintains a minimum distance from the transponders of the third type. In other words, the further threshold value sets one here The lower limit of the distance that the vehicle should not fall below. The further threshold value of the distance between the vehicle and the at least one transponder of the third type is preferably less than the threshold value of the distance between the vehicle and the at least one transponder of the first type. The further threshold value can for example be preset at the factory. Alternatively, the further threshold value can be set by means of the input device before the vehicle starts to work in the work area. For example, the further threshold value can be selected in such a way that the objects to be protected can be processed without destroying them, for example fertilising, pruning, watering or the like.
Das Fahrzeug passt seine Trajektorie automatisiert an, wenn der Abstand zwischen dem Fahrzeug und wenigstens einem dieser T ransponder der dritten Art den weite ren Schwellenwert erreicht, so dass das Fahrzeug innerhalb des Arbeitsbereichs ei nen Abstand zu den Schutzobjekten einhält. Die Steuereinrichtung des Fahrzeugs plant in anderen Worten durch ihre Trajektorien-Planung die Trajektorie des Fahr zeugs um, dass der Abstand zwischen dem wenigstens einen Transponder der drit ten Art und der Detektionseinrichtung oberhalb des weiteren Schwellenwerts liegt. The vehicle automatically adjusts its trajectory when the distance between the vehicle and at least one of these transponders of the third type reaches the further threshold value so that the vehicle maintains a distance from the objects to be protected within the working area. In other words, the control device of the vehicle plans the trajectory of the vehicle through its trajectory planning so that the distance between the at least one transponder of the third type and the detection device is above the further threshold value.
Sobald sich das Fahrzeug also zu stark an den wenigstens einen Transponder der dritten Art und somit dem Schutzobjekt annähert, wird die Trajektorie des Fahrzeugs derart geändert, dass der Abstand vergrößert wird, also oberhalb des weiteren Schwellenwerts liegt. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung ein Korrigieren eines Lenkwinkels des Fahrzeugs bzw. ein Einlenken, ein Wendemanöver oder eine Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs einleiten. Bei der Anpassung der Trajektorie werden selbstverständlich weitere Vorgaben beachtet, die beispielsweise aufgrund einer ab laufenden automatisierten Funktion und/oder durch Sicherheitsaspekte vorgegeben werden. Das Fahrzeug bewegt sich innerhalb des Arbeitsbereichs so, dass die Schutzobjekte vermieden und geschont werden. Dadurch werden die Schutzobjekte geschützt. As soon as the vehicle comes too close to the at least one transponder of the third type and thus the protected object, the trajectory of the vehicle is changed in such a way that the distance is increased, that is, it is above the further threshold value. For example, the control device can initiate a correction of a steering angle of the vehicle or a turning in, a turning maneuver or reversing of the vehicle. When adapting the trajectory, further specifications are of course taken into account, which are specified, for example, on the basis of an automated function that is running and / or through safety aspects. The vehicle moves within the work area in such a way that the objects to be protected are avoided and protected. This protects the objects to be protected.
Bei den eben beschriebenen Verfahrensschritten kann eine Gewichtung der einzel nen Transponder zueinander vorgenommen werden. Beispielsweise kann eine An- näherung an einen Transponder der ersten Art höher gewichtet sein als eine Annä herung an einen Transponder der dritten Art oder als ein Entfernen von einem In the method steps just described, the individual transponders can be weighted with respect to one another. For example, an Approach to a transponder of the first type can be weighted higher than an approach to a transponder of the third type or as a removal from one
Transponder der zweiten Art. In anderen Worten ist es wichtiger, sicherzustellen, dass der Arbeitsbereich nicht verlassen wird, als der Fahrspur zu folgen oder die Schutzobjekte zu schützen. Alternativ dazu kann eine Annäherung an einen Trans ponder der dritten Art höher gewichtet sein als eine Annäherung an einen Transpon der der ersten Art oder als ein Entfernen von einem Transponder der zweiten Art. In anderen Worten ist es wichtiger, sicherzustellen, dass die Schutzobjekte geschützt werden, als den Arbeitsbereich nicht zu verlassen, als der Fahrspur zu folgen oder die Schutzobjekte zu schützen. Alternativ können alle drei Arten der Transponder gleich gewichtet werden. Transponders of the second type. In other words, it is more important to ensure that the work area is not left than to follow the lane or protect the protected objects. Alternatively, an approach to a transponder of the third type can be weighted higher than an approach to a transponder of the first type or as a removal from a transponder of the second type. In other words, it is more important to ensure that the objects to be protected are protected than not to leave the work area, than to follow the lane or to protect the protected objects. Alternatively, all three types of transponders can be weighted equally.
Nach einer weiterbildenden Ausführungsform ist jeder Transponder jeder Art mit je dem anderen Transponder jeder Art verbunden. Dabei kommunizieren diese nach einer Aktivierung mittels der Detektionseinrichtung ihre Position in Abhängigkeit von einander an das Fahrzeug. Das heißt, jeder der Transponder jeder Art kommuniziert mit wenigstens zwei anderen der Transponder, so dass die Position dieses Trans ponders in Abhängigkeit von diesen anderen beiden Transpondern definiert ist. According to a further development, each transponder of each type is connected to the other transponder of each type. After activation by means of the detection device, they communicate their position to the vehicle as a function of one another. That is, each of the transponders of each type communicates with at least two other of the transponders, so that the position of this transponder is defined as a function of these other two transponders.
Dadurch wird eine Art Netzwerk erstellt, wobei zu jeder Zeit nach der Aktivierung der Transponder bekannt ist, welche Position jeder Transponder zu wenigstens zwei an deren der Transponder einnimmt. This creates a type of network, with it being known at any time after activation of the transponder which position each transponder occupies in relation to at least two other transponders.
Die Kommunikation mit dem Fahrzeug erfolgt z. B. mittels der Detektionseinrichtung. Alternativ dazu kann das Fahrzeug eine zusätzliche Kommunikationseinrichtung auf weisen, mittels welcher mit den Transpondern der ersten, zweiten und dritten Art kommuniziert werden kann. Communication with the vehicle takes place e.g. B. by means of the detection device. Alternatively, the vehicle can have an additional communication device, by means of which it is possible to communicate with the transponders of the first, second and third types.
Vorteilhaft daran ist, dass dadurch eine Karte des Arbeitsbereichs erstellt werden kann, welche allein auf den Positionen der Transponder zueinander basiert. Dadurch kann der Arbeitsbereich unabhängig von GNSS kartiert werden. The advantage here is that a map of the work area can be created that is based solely on the positions of the transponders in relation to one another. This allows the work area to be mapped independently of GNSS.
Die Steuereinrichtung für das Fahrzeug ist über ihre wenigstens eine Schnittstelle mit der wenigstens einen Detektionseinrichtung verbindbar. Wenn die Steuereinrichtung in dem Fahrzeug verwendet wird, kann die Steuereinrichtung über ihre wenigstens eine Schnittstelle mit der wenigstens einen Detektionseinrichtung verbunden werden. Zu diesem Zweck weist die wenigstens eine Detektionseinrichtung wenigstens eine Schnittstelle auf. Die Verbindung ist derart, dass ein Daten- und Signalaustausch erfolgen kann. The control device for the vehicle can be connected to the at least one detection device via its at least one interface. When the controller is used in the vehicle, the control device can be connected to the at least one detection device via its at least one interface. For this purpose, the at least one detection device has at least one interface. The connection is such that data and signals can be exchanged.
Die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, automatisierte Funktionen des Fahrzeugs zu steuern, wobei mittels der Steuereinrichtung eine Trajektorie des Fahrzeugs auf Grundlage von wenigstens einem der Verfahren, welche bereits in der vorherigen Beschreibung beschrieben worden sind, anpassbar ist. Die Steuereinrichtung nimmt, wie bereits beschrieben, die Trajektorien-Planung für das Fahrzeug vor. Weiterhin kann die Steuereinrichtung weitere automatisierte Funktionen steuern. Dies wurde ebenfalls bereits beschrieben. In anderen Worten stellt die Steuereinrichtung eine Einrichtung dar, die z. B. das autonome Fahren des Fahrzeugs ermöglicht. The control device is set up to control automated functions of the vehicle, with the control device being able to adapt a trajectory of the vehicle on the basis of at least one of the methods which have already been described in the previous description. As already described, the control device undertakes the trajectory planning for the vehicle. Furthermore, the control device can control further automated functions. This has also already been described. In other words, the control device is a device that z. B. enables autonomous driving of the vehicle.
Wenn die Steuereinrichtung die Trajektorie des Fahrzeugs angepasst hat, um bei spielsweise einen Mindestabstand zu den Transpondern der ersten Art einzuhalten, steuert die Steuereinrichtung die Aktuatorik des Antriebssystems des Fahrzeugs an. Dadurch kann ein Lenksystem, ein Antriebsystem oder ein Bremssystem des Fahr zeugs so beeinflusst werden, dass die angepasste Trajektorie von dem Fahrzeug abgefahren werden kann. When the control device has adapted the trajectory of the vehicle, for example in order to maintain a minimum distance from the transponders of the first type, the control device controls the actuators of the drive system of the vehicle. As a result, a steering system, a drive system or a braking system of the vehicle can be influenced in such a way that the vehicle can follow the adapted trajectory.
Ein System zum Festlegen des Arbeitsbereichs für das Fahrzeug weist das Fahrzeug mit der Steuereinrichtung, die bereits in der vorherigen Beschreibung beschrieben wurde, und der Detektionseinrichtung auf. Die Detektionseinrichtung ist mit der Steu ereinrichtung verbunden. Das System weist zudem eine Vielzahl von Transpondern der ersten Art, die entlang der Begrenzung des Arbeitsbereichsausgebracht sind, auf. Dabei ist die Detektionseinrichtung dazu eingerichtet, die Transponder der ers ten Art zu erfassen. Die Transponder der ersten Art wurden bereits in der vorherigen Beschreibung beschreiben. Ebenso wurde die Detektionseinrichtung bereits in der vorherigen Beschreibung beschreiben. Nach einer weiterbildenden Ausführungsform weist das System zusätzlich mehrere Transponder der zweiten Art, die in jeder Fahrspur für das Fahrzeug innerhalb des Arbeitsbereichs ausgebracht sind, auf. Dabei ist die Detektionseinrichtung zusätzlich dazu eingerichtet, die T ransponder der zweiten Art zu erfassen. Die T ransponder der zweiten Art wurden bereits in der vorherigen Beschreibung beschreiben. A system for determining the working area for the vehicle has the vehicle with the control device, which has already been described in the previous description, and the detection device. The detection device is connected to the control device. The system also includes a plurality of transponders of the first type deployed along the boundary of the work area. The detection device is set up to detect the transponders of the first type. The transponders of the first type have already been described in the previous description. The detection device was also described in the previous description. According to a further-developing embodiment, the system additionally has a plurality of transponders of the second type, which are deployed in each lane for the vehicle within the work area. The detection device is also set up to detect the transponders of the second type. The transponders of the second type have already been described in the previous description.
Nach einer weiterbildenden Ausführungsform weist das System zusätzlich mehrere Transponder der dritten Art oder mehrere Transponder der ersten Art auf, die an je dem Schutzobjekt innerhalb des Arbeitsbereichs ausgebracht sind. Dabei ist die De tektionseinrichtung zusätzlich dazu eingerichtet, die Transponder der dritten Art zu erfassen. Die Transponder der dritten Art wurden bereits in der vorherigen Beschrei bung beschreiben. According to a further developing embodiment, the system additionally has several transponders of the third type or several transponders of the first type, which are applied to each of the protected objects within the work area. The detection device is also set up to detect the transponders of the third type. The transponders of the third type have already been described in the previous description.
Wenigstens ein Transponders einer ersten, zweiten und/ oder dritten Art wird daher in dem System verwendet, das in der vorherigen Beschreibung beschrieben wurde. At least one transponder of a first, second and / or third type is therefore used in the system which has been described in the previous description.
Anhand der im Folgenden erläuterten Figuren werden verschiedene Ausführungsbei spiele und Details der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen: Based on the figures explained below, various Ausführungsbei games and details of the invention are described in more detail. Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs in einem Arbeitsbereich nach einem Ausführungsbeispiel, 1 shows a schematic representation of a vehicle in a work area according to an exemplary embodiment,
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Fahrzeugs aus Fig. 1 in dem Arbeitsbe reich nach einem weiteren Ausführungsbeispiel, Fig. 2 is a schematic representation of the vehicle from Fig. 1 in the Arbeitsbe rich according to a further embodiment,
Fig. 3 eine schematische Darstellung des Fahrzeugs aus Fig. 1 und Fig. 2 in dem Arbeitsbereich nach einem weiteren Ausführungsbeispiel, 3 shows a schematic representation of the vehicle from FIGS. 1 and 2 in the working area according to a further exemplary embodiment,
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Verfahrens nach einem weiteren Ausfüh rungsbeispiel. Fig. 4 is a schematic representation of a method according to a further Ausfüh approximately example.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs F in einem Arbeitsbe reich 1 nach einem Ausführungsbeispiel. Derselbe Arbeitsbereich 1 , der hier darge- stellt ist, ist in Fig. 2 und Fig. 3 ebenfalls dargestellt. Allerdings sind in Fig. 2 zusätz lich die Fahrspuren 6 für das Fahrzeug F markiert. In Fig. 3 sind wiederum zusätzlich Schutzobjekte 7 markiert. Bei dem Arbeitsbereich 1 handelt es sich um eine zu bear beitende landwirtschaftliche Fläche, z. B. ein Feld. Das Fahrzeug F ist eine Landma schine. Das Fahrzeug F ist dazu eingerichtet, automatisierte Funktionen durchzufüh ren, z. B. kann das Fahrzeug F autonom fahren und autonom eine Bearbeitung der landwirtschaftlichen Fläche durchführen. Das Fahrzeug F bearbeitet die landwirt schaftliche Fläche und bewegt sich innerhalb des Arbeitsbereichs 1 in Richtung sei ner Trajektorie 9. Fig. 1 shows a schematic representation of a vehicle F in a Arbeitsbe rich 1 according to an embodiment. The same work area 1 that is shown here is shown in Fig. 2 and Fig. 3 as well. However, the lanes 6 for the vehicle F are additionally marked in FIG. In FIG. 3, objects to be protected 7 are again marked. The work area 1 is an agricultural area to be processed, e.g. B. a field. The vehicle F is a farm machine. The vehicle F is set up to carry out automated functions such. B. the vehicle F can drive autonomously and carry out a processing of the agricultural area autonomously. The vehicle F works on the agricultural area and moves within the work area 1 in the direction of its trajectory 9.
Der Arbeitsbereich 1 wird von einer Begrenzung 2 umgrenzt. Die Begrenzung 2 stellt also den Rand des Arbeitsbereichs 1 dar, der nicht überfahren werden soll. Das Fahrzeug F soll sich stets innerhalb des Arbeitsbereichs 1 aufhalten, solange das Fahrzeug F seine automatisierten Funktionen ausführt. Sobald die Bearbeitung des Arbeitsbereichs 1 beendet ist, kann das Fahrzeug F den Arbeitsbereich 1 selbstver ständlich verlassen. The work area 1 is surrounded by a boundary 2. The boundary 2 thus represents the edge of the working area 1 that is not to be crossed. The vehicle F should always be within the work area 1 as long as the vehicle F is performing its automated functions. As soon as the processing of the work area 1 is finished, the vehicle F can of course leave the work area 1.
Das Fahrzeug F weist zwei Detektionseinrichtungen 3 auf. Diese sind an einer Fahr zeugfront des Fahrzeugs F angeordnet. Weiterhin weist das Fahrzeug F eine Steu ereinrichtung 8 auf. Diese ist verbunden mit den beiden Detektionseinrichtungen 8. Die Detektionseinrichtungen 3 weisen zu diesem Zweck jeweils wenigstens eine Schnittstelle auf. Die Steuereinrichtung 8 weist ebenfalls wenigstens eine Schnittstel le auf. Die Verbindung zwischen der Steuereinrichtung 8 und den Detektionseinrich tungen 3 erfolgt somit mittels der Schnittstellen. Die Verbindung ist derart, dass ein Daten- und Signalaustausch erfolgen kann. The vehicle F has two detection devices 3. These are arranged on a vehicle front of the vehicle F. The vehicle F also has a control device 8. This is connected to the two detection devices 8. For this purpose, the detection devices 3 each have at least one interface. The control device 8 also has at least one interface le. The connection between the control device 8 and the detection devices 3 is thus made by means of the interfaces. The connection is such that data and signals can be exchanged.
Die Steuereinrichtung 8 dient dazu, die Systeme des Fahrzeugs F anzusteuern, so dass dieses seine automatisierten Funktionen durchführen kann. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 8 die Aktuatorik eines Antriebssystems des Fahrzeugs F ansteuern. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 8 eine Aktuatorik eines Hilfsan triebssystem des Fahrzeugs F ansteuern. Zudem dient die Steuereinrichtung 8 dazu, eine Trajektorien-Planung für das Fahrzeug F durchzuführen. Entlang der Begrenzung 2 ist eine Vielzahl an Transpondern einer ersten Art 4a aus gebracht. Diese Vielzahl an Transpondern der ersten Art 4a ist beispielsweise in ein Erdreich eingegraben. Die einzelnen Transponder 4a der Vielzahl an Transpondern der ersten Art 4a sind nach dem Zufallsprinzip entlang der Begrenzung 2 platziert.The control device 8 is used to control the systems of the vehicle F so that it can carry out its automated functions. For example, the control device 8 can control the actuators of a drive system of the vehicle F. For example, the control device 8 can control an actuator system of an auxiliary drive system of the vehicle F. In addition, the control device 8 is used to carry out trajectory planning for the vehicle F. A large number of transponders of a first type 4a are brought along the boundary 2. This multiplicity of transponders of the first type 4a is buried in the ground, for example. The individual transponders 4a of the plurality of transponders of the first type 4a are randomly placed along the boundary 2.
Die Transponder der ersten Art 4a unterscheiden sich von den in Fig. 2 dargestellten Transpondern der zweiten Art 4b durch ihre Codierung. Ebenso unterscheiden sich die Transponder der ersten Art 4a von den in Fig. 3 dargestellten Transpondern der dritten Art 4c durch ihre Codierung. Ebenso unterscheiden sich die in Fig. 2 darge stellten Transponder der zweiten Art 4b von den in Fig. 3 dargestellten Transpondern der dritten Art 4c durch ihre Codierung. Zur besseren Übersicht sind nur vier Trans ponder der ersten Art 4a mit einem Bezugszeichen versehen. Als Transponder der ersten, zweiten und dritten Art können vorzugsweise passive RFID-Transponder verwendet werden. The transponders of the first type 4a differ from the transponders of the second type 4b shown in FIG. 2 by their coding. The transponders of the first type 4a also differ from the transponders of the third type 4c shown in FIG. 3 by their coding. The transponders of the second type 4b shown in FIG. 2 also differ from the transponders of the third type 4c shown in FIG. 3 by their coding. For a better overview, only four trans ponders of the first type 4a are provided with a reference number. Passive RFID transponders can preferably be used as transponders of the first, second and third types.
Die Detektionseinrichtungen 3 sind dazu eingerichtet, die sämtliche Transponder 4a, 4b, 4c zu aktivieren und zu erfassen. Das Aktivieren erfolgt dabei erst dann, wenn die Detektionseinrichtungen 3, und somit das Fahrzeug F sich den Transpondern 4a, 4b, 4c annähert. In anderen Worten sind diejenigen Transponder der ersten Art 4a, die zu weit von den Detektionseinrichtungen entfernt sind, inaktiv. The detection devices 3 are set up to activate and detect all of the transponders 4a, 4b, 4c. The activation takes place only when the detection devices 3, and thus the vehicle F, approaches the transponders 4a, 4b, 4c. In other words, those transponders of the first type 4a which are too far away from the detection devices are inactive.
Wenn sich das Fahrzeug F mit seinen beiden Detektionseinrichtungen 3 wenigstens einem der Transponder der ersten Art 4a annähert, werden diese aktiviert. Nach dem Aktivieren wird ein Abstand 5a zwischen den aktivierten Transpondern der ersten Art 4a und den jeweiligen Detektionseinrichtungen 3 ermittelt. Dadurch ist der Abstand 5a zwischen dem Fahrzeug F und den aktivierten Transpondern der ersten Art 4a bekannt. When the vehicle F with its two detection devices 3 approaches at least one of the transponders of the first type 4a, these are activated. After activation, a distance 5a between the activated transponders of the first type 4a and the respective detection devices 3 is determined. As a result, the distance 5a between the vehicle F and the activated transponders of the first type 4a is known.
Wenn der Abstand 5a oberhalb eines Schwellenwerts X liegt, behält das Fahrzeug F seine aktuelle T rajektorie 9 bei. Wenn der Abstand 5a allerdings auf oder unterhalb des Schwellenwerts X liegt, wird die Trajektorie 9 des Fahrzeugs F mittels der Steu ereinrichtung 8 angepasst, also umgeplant, so dass der Abstand 5a oberhalb des Schwellenwerts X liegt. Der Schwellenwert X legt dabei einen Mindestabstand fest, den das Fahrzeug F zu den Transpondern der ersten Art 4a und somit zur Begren- zung 2 aufweisen soll. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 8 ein Wendemanö ver oder ein Anpassen des Lenkwinkels des Fahrzeugs F einleiten, wenn dieses sich zu nahe an der Begrenzung 2 bewegt. Dadurch wird sichergestellt, dass das Fahr zeug F den Arbeitsbereich 1 nicht verlässt. If the distance 5a is above a threshold value X, the vehicle F retains its current trajectory 9. However, if the distance 5a is at or below the threshold value X, the trajectory 9 of the vehicle F is adapted by means of the control device 8, that is to say rescheduled, so that the distance 5a is above the threshold value X. The threshold value X defines a minimum distance that the vehicle F to the transponders of the first type 4a and thus to limit tongue 2 should have. For example, the control device 8 can initiate a turning maneuver or an adjustment of the steering angle of the vehicle F if the latter moves too close to the boundary 2. This ensures that the vehicle F does not leave the work area 1.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung des Fahrzeugs F aus Fig. 1 in dem Ar beitsbereich 1 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel. Zusätzlich zu den Trans pondern der ersten Art 4a sind in jeder Fahrspur 6 mehrere Transponder der zweiten Art 4b ausgebracht. Die Transponder der zweiten Art 4b sind in das Erdreich jeder Fahrspur 6 einreihig eingegraben. Dadurch ist die Fahrspur 6 definiert. Zur besseren Übersicht sind nur zwei Transponder der zweiten Art 4b mit einem Bezugszeichen versehen. Das Fahrzeug F bearbeitet die landwirtschaftliche Fläche und bewegt sich innerhalb des Arbeitsbereichs 1 in Richtung seiner Trajektorie 9 auf einer der Fahr spuren 6. Fig. 2 shows a schematic representation of the vehicle F from FIG. 1 in the work area 1 according to a further embodiment. In addition to the transponders of the first type 4a, several transponders of the second type 4b are deployed in each lane 6. The transponders of the second type 4b are buried in the soil of each lane 6 in a single row. The lane 6 is thereby defined. For a better overview, only two transponders of the second type 4b are provided with a reference number. The vehicle F works the agricultural area and moves within the work area 1 in the direction of its trajectory 9 on one of the driving lanes 6.
Nähert sich das Fahrzeug F mit seinen beiden Detektionseinrichtung 3 wenigstens einem T ransponder der zweiten Art 4b an, werden diese aktiviert. Nach der Aktivie rung wird ein Abstand 5b zwischen den Detektionseinrichtungen 3 und den Trans pondern der zweiten Art 5b ermittelt. Zusätzlich zum Abstand 5a zu den Transpon dern der ersten Art 4a, wird also der Abstand 5b zu den Transpondern der zweiten Art 4b bestimmt. If the vehicle F with its two detection devices 3 approaches at least one transponder of the second type 4b, these are activated. After the activation, a distance 5b between the detection devices 3 and the transponders of the second type 5b is determined. In addition to the distance 5a to the transponders of the first type 4a, the distance 5b to the transponders of the second type 4b is determined.
Wenn dieser Abstand 5b einen Grenzwert Y unterschreitet, wird keine Anpassung der Trajektorie 9 vorgenommen. Wenn allerding der Abstand 5b zwischen den akti vierten Transpondern der zweiten Art 4b und den Detektionseinrichtungen 3 und so mit dem Fahrzeug F den Grenzwert Y erreicht oder überschreitet, wird die Trajektorie 9 des Fahrzeugs F mittels der Steuereinrichtung 9 angepasst, also umgeplant, so dass der Abstand 5b unterhalb des Grenzwerts Y liegt. Der Grenzwert Y legt dabei eine Obergrenze des Abstands 5b zwischen dem Fahrzeug F und den Transpondern der zweiten Art 4b fest. If this distance 5b falls below a limit value Y, no adaptation of the trajectory 9 is carried out. However, if the distance 5b between the activated fourth transponders of the second type 4b and the detection devices 3 and thus with the vehicle F reaches or exceeds the limit value Y, the trajectory 9 of the vehicle F is adjusted by means of the control device 9, i.e. rescheduled so that the Distance 5b is below the limit value Y. The limit value Y defines an upper limit of the distance 5b between the vehicle F and the transponders of the second type 4b.
Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 8 ein Anpassen des Lenkwinkels des Fahrzeugs F einleiten, wenn dieses sich zu weit von der Fahrspur 6 entfernt. Dadurch wird sichergestellt, dass das Fahrzeug F sich auf der Fahrspur bewegt und den Arbeitsbereich 1 nicht verlässt. For example, the control device 8 can initiate an adjustment of the steering angle of the vehicle F if it is too far away from the lane 6. This ensures that the vehicle F is moving in the lane and does not leave the work area 1.
Fig. 3 eine schematische Darstellung des Fahrzeugs F aus Fig. 1 und Fig. 2 in dem Arbeitsbereich 1 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel. Zusätzlich zu den Trans pondern der ersten Art 4a und zu den Transpondern der zweiten Art 4b ist an jedem Schutzobjekt 7 wenigstens ein Transponder der dritten Art 4c ausgebracht. Die Transponder der dritten Art 4c sind in das Erdreich an jedem Schutzobjekt 7 einge graben. Dadurch ist definiert, an welcher Stelle sich ein Schutzobjekt 7 befindet. Ein Schutzobjekt 7 ist hier eine Pflanze. 3 shows a schematic illustration of the vehicle F from FIGS. 1 and 2 in the work area 1 according to a further exemplary embodiment. In addition to the transponders of the first type 4a and to the transponders of the second type 4b, at least one transponder of the third type 4c is attached to each protected object 7. The transponders of the third type 4c are buried in the ground at each protected object 7. This defines where a protected object 7 is located. A protected object 7 is a plant here.
Zur besseren Übersicht sind nur zwei Transponder der dritten Art 4c mit einem Be zugszeichen versehen. Weiterhin sind zur besseren Übersicht nur zwei Schutzobjek te 7 mit einem Bezugszeichen versehen. Das Fahrzeug F bearbeitet die landwirt schaftliche Fläche und bewegt sich innerhalb des Arbeitsbereichs 1 in Richtung sei ner Trajektorie 9 auf einer der Fahrspuren 6 beabstandet zu den Schutzobjekten 7. For a better overview, only two transponders of the third type 4c are provided with a reference symbol. Furthermore, only two protective objects 7 are provided with a reference number for a better overview. The vehicle F works on the agricultural area and moves within the working area 1 in the direction of its trajectory 9 on one of the lanes 6 at a distance from the protected objects 7.
Nähert sich das Fahrzeug F mit seinen beiden Detektionseinrichtung 3 wenigstens einem T ransponder der dritten Art 4c an, werden diese aktiviert. Nach der Aktivierung wird ein Abstand 5c zwischen den Detektionseinrichtungen 3 und den Transpondern der dritten Art 5c ermittelt. Zusätzlich zum Abstand 5a zu den Transpondern der ers ten Art 4a, und zum Abstand 5b zu den Transpondern der zweiten Art 4b wird also der Abstand 5c zu den Transpondern der dritten Art 4c bestimmt. Dieser Abstand 5c zu den Transpondern der dritten Art 4c ist geringer als der Abstand 5a zu den Trans pondern der ersten Art 4a. If the vehicle F with its two detection devices 3 approaches at least one transponder of the third type 4c, these are activated. After activation, a distance 5c between the detection devices 3 and the transponders of the third type 5c is determined. In addition to the distance 5a to the transponders of the first type 4a, and to the distance 5b to the transponders of the second type 4b, the distance 5c to the transponders of the third type 4c is determined. This distance 5c to the transponders of the third type 4c is less than the distance 5a to the transponders of the first type 4a.
Wenn der Abstand 5c oberhalb eines weiteren Schwellenwerts Z liegt, behält das Fahrzeug F seine aktuelle Trajektorie 9 bei. Wenn der Abstand 5c allerdings auf oder unterhalb des weiteren Schwellenwerts Z liegt, wird die Trajektorie 9 des Fahrzeugs F mittels der Steuereinrichtung 8 angepasst, also umgeplant, so dass der Abstand 5c oberhalb des weiteren Schwellenwerts Z liegt. Der Schwellenwert Z legt dabei einen Mindestabstand fest, den das Fahrzeug F zu den Transpondern der dritten Art 4c und somit zu den Schutzobjekten 7 aufweisen soll. Beispielsweise kann die Steuer- einrichtung 8 ein Wendemanöver oder ein Anpassen des Lenkwinkels des Fahr zeugs F einleiten, wenn dieses sich zu nahe an den Schutzobjekten 7 bewegt. If the distance 5c is above a further threshold value Z, the vehicle F retains its current trajectory 9. If, however, the distance 5c is at or below the further threshold value Z, the trajectory 9 of the vehicle F is adapted by means of the control device 8, that is to say rescheduled so that the distance 5c is above the further threshold value Z The threshold value Z defines a minimum distance that the vehicle F should have from the transponders of the third type 4c and thus from the objects to be protected 7. For example, the tax device 8 initiate a turning maneuver or an adjustment of the steering angle of the vehicle F if it moves too close to the objects to be protected 7.
Dadurch wird sichergestellt, dass das Fahrzeug F den Arbeitsbereich 1 nicht verlässt, die Schutzobjekte 7 vermeidet und sich entlang der Fahrspur 6 bewegt. This ensures that the vehicle F does not leave the work area 1, avoids the objects to be protected 7 and moves along the lane 6.
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Verfahrens V nach einem weiteren Aus führungsbeispiel. In einem ersten Schritt 101 wird entlang der Begrenzung des Ar beitsbereichs eine Vielzahl von Transpondern der ersten Art ausgebracht. Im selben Schritt 101 können zusätzlich mehrere Transponder der zweiten Art entlang der Fahrspuren innerhalb des Arbeitsbereichs ausgebracht werden. Im selben Schritt 101 können zusätzlich wenigstens ein Transponder der dritten Art an jedem Fig. 4 is a schematic representation of a method V according to a further exemplary embodiment. In a first step 101, a plurality of transponders of the first type are deployed along the delimitation of the work area. In the same step 101, several transponders of the second type can additionally be deployed along the lanes within the work area. In the same step 101, at least one transponder of the third type can additionally be connected to each
Schutzobjekt innerhalb des Arbeitsbereichs ausgebracht werden. Protected object can be deployed within the work area.
In einem zweiten Schritt 102 werden diese Transponder von dem Fahrzeug mittels seiner Detektionseinrichtungen erfasst, wenn sich das Fahrzeug wenigstens einem dieser Transponder nähert. Die Detektionseinrichtungen aktivieren in diesem zweiten Schritt 102 diese Transponder. In a second step 102, these transponders are detected by the vehicle by means of its detection devices when the vehicle approaches at least one of these transponders. In this second step 102, the detection devices activate these transponders.
In einem dritten Schritt 103 werden die Abstände zwischen den Detektionseinrich tungen und somit dem Fahrzeug und den Transpondern der ersten, zweiten und drit ten Art bestimmt. In a third step 103, the distances between the detection devices and thus the vehicle and the transponders of the first, second and third type are determined.
In einem vierten Schritt 104 werden die ermittelten Abstände aus dem dritten Schritt 103 verglichen mit einem Schwellenwert X, einem Grenzwert Y und einem weiteren Schwellenwert Z. Dabei werden die Abstände zwischen dem Fahrzeug und den Transpondern der ersten Art mit dem Schwellenwert X verglichen. Zudem werden die Abstände zwischen dem Fahrzeug und den Transpondern der zweiten Art mit dem Grenzwert Y verglichen. Zudem werden die Abstände zwischen dem Fahrzeug und den Transpondern der dritten Art mit dem weiteren Schwellenwert Z verglichen. In a fourth step 104, the distances determined from the third step 103 are compared with a threshold value X, a limit value Y and a further threshold value Z. The distances between the vehicle and the transponders of the first type are compared with the threshold value X. In addition, the distances between the vehicle and the transponders of the second type are compared with the limit value Y. In addition, the distances between the vehicle and the transponders of the third type are compared with the further threshold value Z.
Ausgehend von den Ergebnissen des vierten Schritts 104 wird in einem fünften Schritt 105 die Trajektorie des Fahrzeugs mittels der Steuereinrichtung angepasst.On the basis of the results of fourth step 104, the trajectory of the vehicle is adapted by means of the control device in a fifth step 105.
Die Anpassung erfolgt derart, dass der Abstand zwischen dem Fahrzeug und den Transpondern der ersten Art oberhalb des Schwellenwerts X liegt. Weiterhin erfolgt die Anpassung derart, dass der Abstand zwischen dem Fahrzeug und den Trans pondern der zweiten Art unterhalb des Grenzwerts Y liegt. Weiterhin erfolgt die An passung derart, dass der Abstand zwischen dem Fahrzeug und den Transpondern der dritten Art oberhalb des weiteren Schwellenwerts Z liegt The adjustment is made so that the distance between the vehicle and the Transponders of the first type is above the threshold value X. Furthermore, the adaptation takes place in such a way that the distance between the vehicle and the transponders of the second type is below the limit value Y. Furthermore, the adaptation takes place in such a way that the distance between the vehicle and the transponders of the third type is above the further threshold value Z.
Dadurch wird sichergestellt, dass das Fahrzeug den Arbeitsbereich nicht verlässt, die Schutzobjekte vermeidet und sich entlang der Fahrspur bewegt. Selbstverständlich richtet sich die genaue Ausformung der Verfahrensschritte 101 bis 105 danach, wel che T ransponder ausgebracht worden sind. Sind nur T ransponder der ersten Art ausgebracht, entfällt das Aktivieren der Transponder der zweiten und dritten Art ebenso wie das Bestimmen der Abstände zu den eben genannten Transpondern. Zudem ist in diesem Fall nur der Schwellenwert relevant. This ensures that the vehicle does not leave the working area, avoids the protected objects and moves along the lane. Of course, the exact shape of process steps 101 to 105 depends on which transponders have been deployed. If only transponders of the first type are deployed, there is no need to activate the transponders of the second and third types, or to determine the distances to the transponders just mentioned. In addition, only the threshold value is relevant in this case.
Die hier dargestellten Beispiele sind nur beispielhaft gewählt. Beispielsweise können die Transponder der zweiten Art entfallen und nur Transponder der ersten Art entlang der Begrenzung und Transponder der dritten Art an den Schutzobjekten ausgebracht werden. Alternativ können an den Schutzobjekten Transponder der ersten Art aus gebracht werden, so dass der einzuhaltende Abstand zu den Schutzobjekten ebenso groß ist wie zur Begrenzung. Außerdem kann das Fahrzeug nur eine Detektionsein richtung oder mehr als zwei Detektionseinrichtungen aufweisen. Zudem können die Detektionseinrichtung nicht nur an einer Front des Fahrzeugs angeordnet sein, bei spielsweise an einem Fahrzeugheck oder an einem Ausleger des Fahrzeugs. The examples shown here are only selected as examples. For example, the transponders of the second type can be dispensed with and only transponders of the first type can be deployed along the boundary and transponders of the third type on the protected objects. Alternatively, transponders of the first type can be placed on the objects to be protected so that the distance to be maintained from the objects to be protected is just as great as to the boundary. In addition, the vehicle can have only one detection device or more than two detection devices. In addition, the detection device can not only be arranged on a front of the vehicle, for example on the rear of the vehicle or on a boom of the vehicle.
Bezuqszeichen Reference sign
1 Arbeitsbereich 1 work area
2 Begrenzung 2 limitation
3 Detektionseinrichtung 3 detection device
4a Transponder einer ersten Art 4a transponder of a first kind
4b T ransponder einer zweiten Art 4b Transponder of a second kind
4c Transponder einer dritten Art 4c transponders of a third kind
5a Abstand zum T ransponder einer ersten Art 5a Distance to the transponder of a first kind
5b Abstand zum T ransponder einer zweiten Art5b Distance to the transponder of a second type
5c Abstand zum T ransponder einer dritten Art5c Distance to the transponder of a third kind
6 Fahrspur 6 lane
7 Schutzobjekt 7 Protected object
8 Steuereinrichtung 8 control device
9 Trajektorie 9 trajectory
101 erster Schritt 101 first step
102 zweiter Schritt 102 second step
103 dritter Schritt 103 third step
104 vierter Schritt 104 fourth step
105 fünfter Schritt 105 fifth step
F Fahrzeug F vehicle
V Verfahren V procedure
X Schwellenwert X threshold
Y Grenzwert Y limit value
Z weiterer Schwellenwert Z further threshold

Claims

Patentansprüche Claims
1 . Verfahren (V) zum Festlegen eines Arbeitsbereichs (1 ) für ein Fahrzeug (F), wobei der Arbeitsbereich (1 ) in einem Off-Road-Bereich angeordnet ist, 1 . Method (V) for defining a work area (1) for a vehicle (F), the work area (1) being arranged in an off-road area,
- entlang einer Begrenzung (2) des Arbeitsbereichs (1 ) eine Vielzahl von Transpon dern einer ersten Art (4a) ausgebracht wird, - a plurality of transponders of a first type (4a) are deployed along a boundary (2) of the work area (1),
- diese Transponder (4a) von dem Fahrzeug (F) mittels wenigstens einer Detektions einrichtung (3) erfasst werden, wenn sich das Fahrzeug (F) wenigstens einem dieser Transponder (4a) nähert, - These transponders (4a) are detected by the vehicle (F) by means of at least one detection device (3) when the vehicle (F) approaches at least one of these transponders (4a),
- ein Abstand (5a) zwischen dem Fahrzeug (F) und diesem wenigstens einen Trans ponder (4a) ermittelt wird, - A distance (5a) between the vehicle (F) and this at least one transponder (4a) is determined,
- das Fahrzeug (F) seine Trajektorie (9) automatisiert anpasst, wenn der Abstand (5a) einen Schwellenwert (X) erreicht, so dass das Fahrzeug (F) innerhalb des Ar beitsbereichs (1 ) verbleibt. - The vehicle (F) automatically adjusts its trajectory (9) when the distance (5a) reaches a threshold value (X), so that the vehicle (F) remains within the working area (1).
2. Verfahren (V) nach Anspruch 1 , wobei 2. The method (V) according to claim 1, wherein
- in jeder Fahrspur (6) für das Fahrzeug (F) innerhalb des Arbeitsbereichs (1 ) zusätz lich mehrere Transponder einer zweiten Art (4b) ausgebracht werden, - In each lane (6) for the vehicle (F) within the work area (1), additional transponders of a second type (4b) are deployed,
- diese Transponder (4b) von dem Fahrzeug (F) mittels seiner wenigstens einen De tektionseinrichtung (3) erfasst werden, wenn sich das Fahrzeug (F) wenigstens ei nem dieser Transponder (4b) nähert, - These transponders (4b) are detected by the vehicle (F) by means of its at least one detection device (3) when the vehicle (F) approaches at least one of these transponders (4b),
- ein Abstand (5b) zwischen dem Fahrzeug (F) und diesem wenigstens einen Trans ponder (4b) ermittelt wird, - A distance (5b) between the vehicle (F) and this at least one transponder (4b) is determined,
- das Fahrzeug (F) seine Trajektorie (9) automatisiert anpasst, wenn der Abstand (5b) zwischen dem Fahrzeug (F) und wenigstens einem dieser mehreren Transpon der (4b) einen Grenzwert (Y) erreicht, so dass das Fahrzeug (F) innerhalb des Ar beitsbereichs (1 ) auf der Fahrspur (6) verbleibt. - The vehicle (F) automatically adjusts its trajectory (9) when the distance (5b) between the vehicle (F) and at least one of these several transponders (4b) reaches a limit value (Y) so that the vehicle (F) remains within the working area (1) in the lane (6).
3. Verfahren (V) nach Anspruch 1 oder 2, wobei 3. The method (V) according to claim 1 or 2, wherein
- innerhalb des Arbeitsbereichs (1 ) mehrere Schutzobjekte (7) angeordnet sind, - Several protected objects (7) are arranged within the working area (1),
- an jedem Schutzobjekt (7) zusätzlich wenigstens ein Transponder der ersten Art (4a) oder ein Transponder einer dritten Art (4c) angeordnet wird, - diese Transponder (4a; 4c) von dem Fahrzeug (F) mittels seiner wenigstens einen Detektionseinrichtung (3) erfasst werden, wenn sich das Fahrzeug wenigstens einem dieser Transponder (4a; 4c) nähert, - at least one transponder of the first type (4a) or one transponder of a third type (4c) is additionally arranged on each protected object (7), - These transponders (4a; 4c) are detected by the vehicle (F) by means of its at least one detection device (3) when the vehicle approaches at least one of these transponders (4a; 4c),
- ein Abstand (5c) zwischen dem Fahrzeug (F) und diesem wenigstens einen Trans ponder (4a; 4c) ermittelt wird, - A distance (5c) between the vehicle (F) and this at least one trans ponder (4a; 4c) is determined,
- das Fahrzeug (F) seine Trajektorie (9) automatisiert anpasst, wenn der Abstand (5c) einen weiteren Schwellenwert (Z) erreicht, so dass das Fahrzeug (F) die - The vehicle (F) automatically adjusts its trajectory (9) when the distance (5c) reaches a further threshold value (Z), so that the vehicle (F) the
Schutzobjekte (7) schützt. Protected objects (7) protects.
4. Verfahren (V) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei jeder Transponder (4a; 4b; 4c) jeder Art mit jedem anderen Transponder (4a; 4b; 4c) jeder Art verbun den ist, wobei diese nach einer Aktivierung mittels der Detektionseinrichtung (3) ihre Position in Abhängigkeit voneinander an das Fahrzeug (F) kommunizieren. 4. The method (V) according to any one of the preceding claims, wherein each transponder (4a; 4b; 4c) of each type with each other transponder (4a; 4b; 4c) of each type is verbun, which after activation by means of the detection device ( 3) communicate their position to the vehicle (F) depending on one another.
5. Steuereinrichtung (8) für ein Fahrzeug (F), wobei die Steuereinrichtung (8) über wenigstens eine Schnittstelle mit wenigstens einer Detektionseinrichtung (3) verbind bar ist, wobei die Steuereinrichtung (8) dazu eingerichtet ist, automatisierte Funktio nen des Fahrzeugs (F) zu steuern, wobei mittels der Steuereinrichtung (8) eine Trajektorie (9) des Fahrzeugs (F) auf Grundlage von wenigstens einem der Verfah ren (V) nach Anspruch 1 bis 5 anpassbar ist. 5. Control device (8) for a vehicle (F), the control device (8) being connectable via at least one interface to at least one detection device (3), the control device (8) being set up to automate functions of the vehicle ( F) to control, wherein by means of the control device (8) a trajectory (9) of the vehicle (F) on the basis of at least one of the procedural ren (V) according to claims 1 to 5 can be adapted.
6. System zum Festlegen eines Arbeitsbereichs (1 ) für ein Fahrzeug (F), aufweisend6. A system for defining a work area (1) for a vehicle (F), comprising
- ein Fahrzeug (F) mit einer Steuereinrichtung (8) nach Anspruch 5 und einer Detek tionseinrichtung (3), die mit der Steuereinrichtung (8) verbunden ist, - A vehicle (F) with a control device (8) according to claim 5 and a detection device (3) which is connected to the control device (8),
- eine Vielzahl von Transpondern einer ersten Art (4a), die entlang einer Begrenzung (2) des Arbeitsbereichs (1 ) ausgebracht sind, wobei die Detektionseinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, die Transponder der ersten Art zu (4a) erfassen. - A plurality of transponders of a first type (4a) which are deployed along a boundary (2) of the working area (1), the detection device (3) being set up to detect (4a) the transponders of the first type.
7. System nach Anspruch 6, zusätzlich aufweisend mehrere Transponder einer zwei ten Art (4b), die in jeder Fahrspur (6) für das Fahrzeug (F) innerhalb des Arbeitsbe reichs (1 ) ausgebracht sind, wobei die Detektionseinrichtung (3) zusätzlich dazu ein gerichtet ist, die Transponder der zweiten Art (4b) zu erfassen. 7. System according to claim 6, additionally comprising a plurality of transponders of a two th type (4b), which are deployed in each lane (6) for the vehicle (F) within the Arbeitsbe area (1), the detection device (3) additionally one is directed to detect the transponder of the second type (4b).
8. System nach Anspruch 6 oder 7, zusätzlich aufweisend mehrere Transponder ei ner dritten Art (4c) oder mehrere Transponder einer ersten Art (4a), die an jedem Schutzobjekt (7) innerhalb des Arbeitsbereichs (1 ) ausgebracht sind, wobei die De tektionseinrichtung (3) zusätzlich dazu eingerichtet ist, die Transponder der dritten Art (4c) zu erfassen. 8. System according to claim 6 or 7, additionally comprising several transponders of a third type (4c) or several transponders of a first type (4a), which are applied to each protected object (7) within the work area (1), the detection device (3) is additionally set up to detect the transponder of the third type (4c).
9. Verwendung wenigstens eines Transponders einer ersten, zweiten und/ oder drit ten Art in einem System nach Anspruch 6 bis 8. 9. Use of at least one transponder of a first, second and / or third type in a system according to claims 6 to 8.
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