WO2024037740A1 - Verbesserte lagebestimmung für landwirtschaftliche geräte - Google Patents

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WO2024037740A1
WO2024037740A1 PCT/EP2023/051086 EP2023051086W WO2024037740A1 WO 2024037740 A1 WO2024037740 A1 WO 2024037740A1 EP 2023051086 W EP2023051086 W EP 2023051086W WO 2024037740 A1 WO2024037740 A1 WO 2024037740A1
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WO
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angle
sensor arrangement
inclination
sensor
sensor data
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/051086
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Große Prues
Original Assignee
Amazonen-Werke H. Dreyer SE & Co. KG
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 Amazonen-Werke H. Dreyer SE & Co. KG filed Critical Amazonen-Werke H. Dreyer SE & Co. KG
Publication of WO2024037740A1 publication Critical patent/WO2024037740A1/de

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01M—CATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS; APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS OR NOXIOUS PLANTS
    • A01M7/00—Special adaptations or arrangements of liquid-spraying apparatus for purposes covered by this subclass
    • A01M7/005—Special arrangements or adaptations of the spraying or distributing parts, e.g. adaptations or mounting of the spray booms, mounting of the nozzles, protection shields
    • A01M7/0053—Mounting of the spraybooms
    • A01M7/0057—Mounting of the spraybooms with active regulation of the boom position

Definitions

  • the invention relates to an agricultural device for spreading material such as fertilizers, crop protection products or seeds and to a method for determining the angle of inclination of a distribution linkage of an agricultural device.
  • Such agricultural devices are generally known, for example as field sprayers.
  • the agricultural equipment In order to spread the material over a large area and efficiently on the field soil to be worked, the agricultural equipment has a distribution linkage with several application elements, such as spray nozzles.
  • the distribution linkage extends transversely to the direction of travel and can have working widths of up to 50m or more.
  • the distance between the distributor boom and the ground should remain as constant as possible over the entire working width of the distributor boom. This means that the distribution linkage is kept as parallel as possible to the soil to be worked. It is therefore necessary to record the distance between the distributor linkage and the ground as accurately as possible while driving.
  • a device for dispensing liquid and/or solid active ingredients with a linkage in which a rotational speed of the linkage with respect to a reference plane is detected by means of a first sensor arrangement and a rotational position of the linkage with respect to the reference plane is detected by means of a second sensor arrangement become.
  • These sensors are often arranged directly on the booms of the boom.
  • the rotational position of the linkage with respect to the reference plane is calculated by integrating the rotational speed over time, and the current rotational position of the linkage with respect to the reference plane is determined by fusing the calculated and the measured rotational position of the linkage.
  • the sensor technology of this system known from the prior art is complex and vulnerable.
  • the sensors arranged on the booms are at risk when driving across the field. When there is a lot of vegetation, the booms can brush against plants in the field and the sensors can be damaged. Wiring the sensors is also complicated because the cables have to be routed along the folding arms. Damage to the cables can therefore occur when the booms move.
  • measurement errors can occur due to a translational movement of the distributor linkage. Such a translational movement of the distributor linkage can occur, for example, when the direction of travel changes, for example when cornering, especially when entering and exiting a curve. Such measurement errors can lead to an incorrect determination of the rotational position of the linkage, which requires computationally complex corrections.
  • the invention is therefore based on the object of specifying an improved agricultural device in which an inclination of a distribution linkage can be precisely determined.
  • the agricultural implement comprises a support part, a distribution linkage arranged on the support part, the distribution linkage being at least partially rotatable about an axis pointing in the direction of travel of the agricultural implement, a first sensor arrangement for detecting an angle of rotation of the support part, a second sensor arrangement for detecting a rotational speed and / or rotational acceleration of the carrier part, a third sensor arrangement for detecting a relative angle between the carrier part and the distributor linkage, and an electronic data processing device configured to determine an inclination angle of the distributor rod with respect to a reference plane based on sensor data from the first sensor arrangement, the second sensor arrangement and to determine the third sensor arrangement.
  • the second sensor arrangement comprises at least one sensor that is based on a different measuring principle than a sensor of the first sensor arrangement.
  • the agricultural device can in particular be a field sprayer. It can be a self-propelled sprayer, a trailed sprayer or a carried sprayer.
  • the carrier part can be part of a chassis of the agricultural implement.
  • the carrier part can also be a carrier frame, for example if the agricultural implement is a carried field sprayer.
  • the entire distribution linkage can be rotatable about the axis pointing in the direction of travel of the agricultural implement. It is also possible for the distribution linkage to have side arms, each of which can be rotated and/or pivoted about an axis pointing in the direction of travel of the agricultural implement.
  • the booms can be rotatable and/or pivotable about a common axis. It is also possible for the arms to each be rotatable and/or pivotable about a separate axis.
  • the reference plane can represent the agricultural area, in particular an average soil profile of the arable land on which the agricultural device moves, an artificial horizon, ie a calculated level, or a height profile of the plant population.
  • the reference plane can be an arbitrarily predetermined plane in space, in particular stored in a storage device of the electronic data processing device.
  • the reference plane can alternatively be defined by several points along any, in particular curved, contour.
  • the determination of the angle of inclination of the distributor linkage is therefore based on the determined inclination of the support part and the relative angle between the support part and the distributor linkage. Since the carrier part is more compact than the distribution linkage and is arranged closer to the center of mass of the agricultural implement, it is less sensitive to vibrations, especially about an axis pointing in the direction of travel. Thus, the inclination position of the support part, and thus that of the distributor linkage, can be determined in a robust and improved manner. For example, it is possible that low-pass filtering of the sensor signals to filter out oscillatory movements is simplified or even becomes unnecessary.
  • the first sensor arrangement can include one or more sensors that directly determine the rotational position of the carrier part. Such sensors can be designed, for example, as inclinometers or inclinometers. Alternatively or additionally, the first sensor arrangement can comprise one or more sensors which can detect an acceleration of the carrier part, in particular a linear acceleration of the carrier part. It is known that the rotation angles (the Euler or gimbal angles) of a body in an earth-fixed reference frame can be determined based on the relationships between the accelerations in the body-fixed system and the gravitational acceleration. For example, the agricultural implement can move in the x-direction, whereby the x-direction of the body-fixed system coincides with the x-direction of the earth-fixed reference system.
  • the distributor linkage extends in the y-direction, and the z-direction corresponds to the vertical vertical axis.
  • the angle of rotation a of the support part about the x-axis can be determined using the following formula:
  • g denotes the acceleration due to gravity and a y the acceleration in the y-direction determined in the solid system. It should be noted that this is merely an exemplary way of determining the angle of rotation based on the determined accelerations.
  • the first sensor arrangement can comprise one or more sensors that are designed to determine a distance of the support part from the ground.
  • the first sensor arrangement can be designed to determine the respective distance of the carrier part from the ground at two points which have a different radial distance from an axis of rotation pointing in the direction of travel of the agricultural implement. Based on the respective distances, it may be possible to determine an angle of rotation of the carrier part about the axis of rotation.
  • the second sensor arrangement can in particular include one or more sensors that determine a rotational speed of the carrier part. By integrating the rotational speed over time, the angle of rotation can be calculated from the rotational speed.
  • the signals from the first and second sensor arrangements it is possible to correctly determine the rotational position of the carrier part depending on the situation.
  • the signals from the second sensor arrangement are usually more sensitive to short-term position changes that occur, for example, when driving over a stone or the like.
  • the signals from the first sensor arrangement can be better suited to detecting a constant inclination, for example when driving on a slope.
  • the first sensor arrangement and/or the second sensor arrangement can or can be arranged directly on the carrier part. It is also possible for the first sensor arrangement and/or the second sensor arrangement to be arranged on a part of the distributor linkage which is non-rotatably connected to the carrier part, for example on a central part of the distributor linkage.
  • axis of rotation generally refers to an axis around which the body rotates. This can therefore be either a physically existing axis or a virtual axis. It should be noted that an axis of rotation can also lie outside the body.
  • pivot point refers to a point or position on a body through which an axis of rotation runs.
  • the first sensor arrangement and/or the second sensor arrangement can or can be arranged on, in the immediate vicinity of or at a fixed distance from a rotation axis of the distributor linkage or an arm of the distributor linkage and/or the carrier part.
  • the specified distance can be less than 100 cm, especially less than 50 cm.
  • the axis of rotation can be a vertical axis of rotation of the distributor linkage or a boom of the distributor linkage or of the carrier part, i.e. a yaw axis.
  • the vertical axis of rotation can in particular be a virtual axis of rotation around which the distributor linkage or an arm of the distributor linkage and / or the carrier part describes a rotational movement when the direction of travel changes, in particular when cornering, in particular when entering or exiting a curve.
  • first sensor arrangement and/or the second sensor arrangement By arranging the first sensor arrangement and/or the second sensor arrangement on or in the immediate vicinity of such an axis of rotation, the influence of translational acceleration components, such as centripetal accelerations, which occur in particular when the direction of travel of the agricultural device changes, for example when cornering, can be suppressed or minimized.
  • translational acceleration components such as centripetal accelerations
  • the third sensor arrangement can be arranged at a pivot point of the distributor linkage or an arm of the distributor linkage, in particular a pivot point through which an axis of rotation running in the direction of travel, i.e. a roll axis, runs. It is also possible for the first, second and/or third sensor arrangement to be arranged on a carrier vehicle if the carrier part is connected to the carrier vehicle in a rotationally fixed manner.
  • Arranging the sensors on the support part eliminates the need for complex cabling. Furthermore, the sensors can be better protected against damage, for example due to collisions with plant growth.
  • the agricultural device can also include one or more adjusting devices with which the inclination of the distribution linkage can be influenced.
  • the adjusting devices can in particular be designed as hydraulically and/or pneumatically operated actuating cylinders be.
  • the electronic data processing device may be configured to control the one or more actuating devices based on the determined angle of inclination of the distribution linkage with respect to the reference plane.
  • the electronic data processing device can be configured to control the one or more adjusting devices in such a way that the angle of inclination of the distributor linkage to the reference plane is kept constant or set to a desired value.
  • the electronic data processing device can be configured to perform a sensor data fusion of the sensor data of the first sensor arrangement and the second sensor arrangement.
  • a sensor data fusion the sensor data from the first and second sensor arrangements complement each other so that the inclination of the carrier part can be determined very precisely.
  • the first sensor arrangement it is possible for the first sensor arrangement to compensate for measurement inaccuracies and/or fluctuations in the second sensor arrangement and vice versa.
  • Such a sensor data fusion can be particularly effective if sensors of the first sensor arrangement have a different measuring principle from sensors of the second sensor arrangement.
  • a determination of the angle of rotation using the first sensor arrangement based on the measured accelerations can be computationally simple, but it can also be susceptible to short-term fluctuations.
  • the determination of the angle of rotation via the temporal integration of the sensor data of the second sensor arrangement can be less susceptible to short-term fluctuations, but it can be subject to uncertainty due to the integration constants that occur. Sensor data fusion can therefore ensure that the disadvantages of one method can be compensated for by the other method.
  • Such a sensor data fusion can, for example, be designed in such a way that an estimation algorithm is used to estimate the true angle of rotation from the angle of rotation, which is determined based on the sensor data of the first sensor arrangement, and the angle of rotation, which is determined based on the sensor data of the second sensor arrangement to obtain.
  • estimation algorithms are known per se. For example, a Kalman filter can be used.
  • the electronic data processing device can further be configured to determine an angle of inclination of the support part with respect to the reference plane based on the sensor data of the first and second sensor arrangements, in particular based on the fused sensor data, and the angle of inclination of the distributor linkage based on the determined angle of inclination of the support part and the sensor data of the third sensor arrangement to determine.
  • an angle of inclination of the support part to the reference plane can first be determined with high precision, as stated above, before the angle of inclination of the distributor linkage is subsequently determined. This means that the angle of inclination of the distributor linkage can be determined with a correspondingly high level of precision.
  • the electronic data processing device can in particular be configured to carry out a temporal integration of the sensor data from the second sensor arrangement.
  • the integration of the sensor data from the second sensor arrangement can be a simple temporal integration if the second sensor arrangement detects a rotation rate of the carrier part. By integrating the sensor data from the second sensor arrangement, an angle of rotation of the carrier part can be calculated.
  • the integration of the sensor data from the second sensor arrangement can involve a double temporal integration if the second sensor arrangement detects a rotational acceleration of the carrier part.
  • the electronic data processing device can be configured to carry out a sensor data fusion of the sensor data of the first sensor arrangement and the integrated sensor data of the second sensor arrangement, and to carry out an addition or subtraction of the fused sensor data and the sensor data of the third sensor arrangement.
  • a o denotes the angle of inclination of the support part to the reference plane and a r the relative angle between the linkage and the support part.
  • Si, S2 and S3 respectively denote the sensor data of the first, second and third sensor arrangements.
  • f(S ⁇ denotes a function that indicates the angle of inclination of the carrier part as a function of the sensor data S1.
  • g(S 2 ) denotes a function that indicates the angle of inclination of the carrier part as a function of the sensor data S2.
  • the function g(S 2 ) includes at least one temporal integration of the sensor data S2.
  • the notation ⁇ f ⁇ g ⁇ S ⁇ ) indicates that a sensor data fusion of the sensor data S1 and S2 is carried out.
  • the function /i(S 3 ) denotes a function that indicates the relative angle of inclination of the distributor linkage relative to the support part depending on the sensor data S3.
  • the electronic data processing device can further be configured to use calibration data of the first and/or when determining the angle of inclination of the distributor linkage second sensor arrangement must be taken into account.
  • the data can be stored, for example as a calibration curve, in a storage device of the electronic data processing device.
  • the calibration data can be data that links the angle of inclination of the carrier part with output values of the first and/or second sensor arrangement.
  • the calibration data can be determined by a calibration measurement, for example during or after assembly of the first and/or second sensor arrangement.
  • the third sensor arrangement can include a potentiometer, in particular a rotary or angle potentiometer. Potentiometers are advantageous for measuring relative angle because they can be read with high precision. Potentiometers are also very robust measuring instruments.
  • the electronic data processing device can further be configured to take calibration data from the potentiometer into account when determining the angle of inclination of the distributor linkage.
  • the calibration data can be data that links the relative angle of the distributor linkage or an arm of the distributor linkage with output values of the potentiometer.
  • the data can be stored, for example as a calibration curve, in a storage device of the electronic data processing device. In this way, a particularly precise determination of the relative angle between the distributor linkage and the support part can be achieved.
  • the third sensor arrangement can comprise one or more acceleration sensors.
  • the third sensor arrangement can comprise an acceleration sensor arranged on the distributor linkage and an acceleration sensor arranged on the support part. By comparing the accelerations determined by these sensors, a relative angle between the support part and the distributor linkage can be determined. It is possible for the third sensor arrangement to comprise an acceleration sensor of the first sensor arrangement and an acceleration sensor arranged on the distributor linkage intended for other purposes. In this way, a reduction in the number of sensors required can be achieved.
  • the first and second sensor arrangements may be designed to detect the angle of rotation and/or the speed of rotation of the carrier part with respect to a first reference plane, and the electronic data processing device may be configured to determine the angle of inclination of the distributor linkage with respect to a second reference plane.
  • the first and second reference levels can be different levels.
  • an angle of inclination to the ground and an angle of inclination of the distribution linkage to the artificial horizon can be determined for the support part. This can be advantageous, for example, if it is easy to measure the inclination of the support part to the ground, but it is desired that the distribution linkage is guided at a constant distance from the artificial horizon.
  • the first sensor arrangement and/or the second sensor arrangement can be part of an inertial measuring unit, IMU.
  • IMU inertial measuring unit
  • Such IMlIs are robust and compact measuring units that offer the possibility of recording various kinematic data, in particular rotation rates and accelerations, in several degrees of freedom using inertial sensors, for example acceleration and/or rotation rate sensors.
  • the first sensor arrangement and the second sensor arrangement can be part of a single IMU, so that a compact design of the sensor system is possible.
  • the first sensor arrangement and the second sensor arrangement can be parts of different IMUs. It is therefore possible to use the acceleration sensors of an IMU to determine the angle of rotation of the carrier part via a relationship between the measured acceleration and the acceleration due to gravity, as described above.
  • the rotation rate sensors can be used to determine the rotation angle via time integration.
  • the first sensor arrangement and/or the second sensor arrangement each comprise one or more IMUs.
  • the first sensor arrangement can comprise a first IMU, which is arranged at a first location on the carrier part, and a second IMU, which is arranged at a second location on the carrier part.
  • the second sensor arrangement can include several IMUs. It is also possible for multiple IMUs to be part of both the first and second sensor arrays.
  • the acceleration sensors of the IMUs can be used to determine the angle of rotation and the yaw rate sensors of the IMUs can be used to determine the speed of rotation.
  • the electronic data processing device can be configured to determine a rotation rate about any further rotation axis based on the specific accelerations and rotation rates. This is possible as long as a rotation axis of the second sensor arrangement runs essentially parallel to an acceleration axis of the first sensor arrangement.
  • the electronic data processing device can use trigonometric transformations and coordinate transformations that are known per se. This can simplify the calculation of the rotation rate about any axis.
  • the first sensor arrangement can each detect an acceleration along at least three mutually orthogonal axes and the second sensor arrangement can each detect a rotation rate about three mutually orthogonal axes, with one rotation axis of the second sensor arrangement running essentially parallel to each acceleration axis of the first sensor arrangement.
  • Such a configuration enables an exact determination of the rotation rate about any axis regardless of the orientation of the first and second sensor arrangements relative to the carrier part.
  • the distribution linkage can comprise a center frame, which is non-rotatably connected to the agricultural implement, in particular the carrier part, and two side arms connected to the center frame.
  • the booms can each be pivotable about an axis pointing in the direction of travel of the agricultural implement.
  • the third sensor arrangement can be designed to determine a relative angle between a first of the side arms and the support part, a relative angle between the second of the side arms and the support part, and an angle of inclination of the first arm with respect to a reference plane and/or to determine an angle of inclination of the second boom with respect to a reference plane based on sensor data from the first sensor arrangement, the second sensor arrangement and the third sensor arrangement.
  • This means that the respective angle of inclination of the boom can be determined in a precise and robust manner even for a distribution linkage in which both booms can be pivoted and/or angled independently of one another.
  • the third sensor arrangement can each comprise a sensor, in particular a potentiometer, for both booms. These sensors can be arranged in particular at the respective pivot points of the booms.
  • corresponding calibration data of the potentiometers can be stored, for example in a storage unit of an electronic data processing device of the agricultural machine.
  • the electronic data processing device can be designed to determine the angle of inclination CM of the first boom and «4 of the second boom to the reference plane based on the sensor data of the first sensor arrangement, the sensor data of the second sensor arrangement, and the sensor data of the third sensor arrangement as follows determine:
  • a 0 again denotes the angle of inclination of the support part to the reference plane.
  • Si and S 2 each denote the sensor data of the first and second sensor arrangements.
  • S3 and S4 respectively denote the sensor data of the third sensor arrangement, which relate to the relative angle between the first boom and the support part and the relative angle between the second boom and the support part.
  • f S ) denotes a function that indicates the angle of inclination of the support part depending on the sensor data S1.
  • g(S 2 ) denotes a function that indicates the angle of inclination of the support part depending on the sensor data S 2 .
  • the function g(S 2 ) includes at least one temporal integration of the sensor data S 2 .
  • the notation ⁇ f(Si) ⁇ g(S 2 y> indicates that sensor data fusion of the sensor data S1 and S 2 is performed.
  • the function /ii(S 3 ) denotes a function that determines the relative inclination angle of the first boom relative to the carrier part depending on the sensor data S3.
  • the function h 2 (S ⁇ ) denotes a function that indicates the relative angle of inclination of the second boom relative to the carrier part depending on the sensor data S 4 .
  • the electronic data processing device may be configured to determine an angle of inclination of the first boom with respect to a third reference plane and to determine the angle of inclination of the second boom with respect to a fourth reference plane, the third and fourth reference planes being different planes. It is thus possible for the angle of inclination of the first boom to be determined with respect to the ground, while the angle of inclination of the second boom to be determined with respect to an artificial horizon. This can be advantageous if, for example, one boom is guided along a slope while the other boom is guided over a flat surface.
  • the invention further provides a method for determining the angle of inclination of a distribution linkage of an agricultural implement with respect to a reference plane, wherein the agricultural implement can in particular have one or more of the above-mentioned features.
  • the procedure includes:
  • determining a rotation angle of a support part of the agricultural implement Determining a rotational speed and/or rotational acceleration of the carrier part
  • the angle of inclination of the distribution linkage can be determined in a precise and robust manner.
  • the method may further comprise performing a sensor data fusion of sensor data that corresponds to the angle of rotation of the carrier part and of sensor data that corresponds to the determined rotational speed and/or the determined rotational acceleration.
  • the sensor data can be recorded by a first and second sensor arrangement of the agricultural device.
  • the procedure may further include:
  • angle of rotation and/or the speed of rotation of the carrier part can be detected with respect to a first reference plane and the angle of inclination of the distributor linkage to be determined with respect to a second reference plane, the first and second reference planes being different planes.
  • the procedure may further include: • Temporal integration of sensor data that correspond to the specific rotational speed and/or the specific rotational acceleration;
  • the distribution linkage can include a center frame that is connected in a rotationally fixed manner to the agricultural implement, in particular the support part, and two side arms connected to the center frame.
  • the procedure may further include:
  • the angle of inclination of the first boom can be determined with respect to a third reference plane and the angle of inclination of the second boom can be determined with respect to a fourth reference plane, the third and fourth reference planes being different planes.
  • Figure 1 shows a schematic perspective view of an agricultural
  • Figure 2 shows a schematic detailed view of a linkage of an agricultural
  • Figure 3 shows a schematic detailed view of a linkage of an agricultural
  • Figure 4 shows a schematic top view of an agricultural implement.
  • Figure 1 shows schematically a perspective view of an agricultural device 1, which is designed as a field sprayer for spreading material, in particular spray, on an agricultural area N and/or its plants 51.
  • the agricultural device 1 comprises a tractor Z, which moves in a direction of travel F.
  • the agricultural implement 1 includes a linkage 12, a storage container 10, and a carrier part 11 designed as a chassis.
  • the material to be applied, in particular plant protection products and/or fertilizers, is stored in the storage container 10 and can be distributed and applied via a conveyor system (not shown) to several application elements designed as spray nozzles 14, which are arranged next to one another on the linkage 12.
  • the linkage 12 each includes a left boom 12a and a right boom 12b which extend from a central part 13 to the left and to the right.
  • the linkage 12 can be pivoted and/or angled about an axis of rotation D.
  • the arms 12a and 12b can each be pivoted and/or bent or bent about the axis of rotation D.
  • Figure 1 shows a state in which the booms 12a and 12b are completely unfolded.
  • the agricultural implement 1 also includes an electronic data processing device 200, which is set up to determine an inclination of the linkage 12, in particular an inclination of the boom 12a and/or the boom 12b, with respect to a reference plane 20a, 20b.
  • the reference plane 20a, 20b can be a plane running along an artificial horizon, a ground profile and/or an arbitrarily defined plane in space. It is possible for the electronic data processing device 200 to determine the inclination for the booms 12a, 12b with respect to different reference planes 20a, 20b.
  • the left boom 12a is Inclination with respect to the soil profile N of the agricultural area is determined as the first reference plane 20a and for the right boom 12b the inclination with respect to an artificial horizon is determined as the second reference plane 20b.
  • the angle of inclination of the arms 12a, 12b to the same reference plane 20a, 20b can be determined.
  • Figure 2 shows a first exemplary embodiment of a linkage 12 of an agricultural implement in a detailed view.
  • the agricultural device can in particular be the device shown in Figure 1.
  • the arms 12a, 12b are arranged on the middle part 13 so that they can pivot about a common axis of rotation D.
  • the middle part 13 is connected in a rotationally fixed manner to a support part of the agricultural implement, not shown in FIG.
  • a first sensor arrangement 100a is arranged on the middle part 13 and is designed to detect an angle of inclination of the middle part 13.
  • the first sensor arrangement 100a includes an inclinometer.
  • a second sensor arrangement 100b is arranged on the middle part 13, which is designed to detect a rotational speed and/or rotational acceleration of the middle part 13.
  • the second sensor arrangement 100b includes an IMU in the exemplary embodiment shown.
  • the electronic data processing device 200 is designed to receive sensor data from the first sensor arrangement 100a and the second sensor arrangement 100b, and to determine an angle of inclination of the middle part 13 to the reference plane 20a and/or the reference plane 20b based on the received sensor data.
  • the electronic data processing device 200 is designed to carry out a sensor data fusion of the sensor data of the first sensor arrangement 100a and the second sensor arrangement 100b and to determine the angle of inclination of the middle part 13, and thus of the carrier part 11, to the reference plane 20a and/or the reference plane 20b on the basis of the fused Determine sensor data.
  • the electronic data processing device 200 is designed to carry out a single or double temporal integration of the data from the second sensor arrangement 100b, depending on whether a rotational speed or a rotational acceleration of the middle part 13 is detected. It is also possible for both a rotational speed and a rotational acceleration of the middle part 13 to be detected with the second sensor arrangement 100b. In this case, the electronic data processing device 200 can be designed to carry out a single temporal integration of the rotational speed and a double temporal integration of the rotational acceleration. As an alternative to the described exemplary embodiment, it is also possible for both the first sensor arrangement 100a and the second sensor arrangement 100b to comprise an IMU, in particular the same one.
  • the electronic data processing device 200 can, for example, be designed to determine an angle of inclination based on acceleration data from the first sensor arrangement 100a, to carry out a simple temporal integration of rotational speed data from the second sensor arrangement 100b, and then to fuse this data.
  • the agricultural device 1 includes a third sensor arrangement 101, which is arranged on the axis of rotation D.
  • the third sensor arrangement 101 comprises an angle-detecting sensor, in particular a potentiometer, which is set up to detect an inclination caused by a pivoting of the linkage 12.
  • the electronic data processing device 200 is designed to determine an inclination of the linkage 12 to the reference plane 20a and/or the reference plane 20b based on the data from the third sensor arrangement 101 and the fused data from the first sensor arrangement 100a and the second sensor arrangement 100b. It is possible here for the electronic data processing device 200 to use calibration data, which link the measured values of the third sensor arrangement 101 with an inclination of the linkage 12 with respect to the carrier part 11. This calibration data can be stored in a storage unit (not shown) of the electronic data processing device 200.
  • a o denotes the angle of inclination of the support part 11 to the reference plane 20a and/or the reference plane 20b and a r denotes the relative angle between the linkage 12 and the support part 11.
  • f(S ⁇ denotes a function which depends on the angle of inclination of the support part 11 which indicates the sensor data S1.
  • g(S 2 ) denotes a function which indicates the angle of inclination of the carrier part 11 depending on the sensor data S2.
  • the function g(S 2 ) includes at least one temporal integration of the sensor data S2.
  • the notation f( .s i) ⁇ g(.Sz)) indicates that a sensor data fusion of the sensor data S1 and S2 was carried out becomes.
  • the function /i(S 3 ) denotes a function that indicates the relative angle of inclination of the linkage 12 relative to the support part 11 as a function of the sensor data S3.
  • the boom 12a is connected to the middle part 13 by means of a first adjusting device 102.
  • a second adjusting device 103 connects the boom 12a with the boom 12b.
  • the first adjusting device 102 and/or second adjusting device 103 can in particular be designed as hydraulically and/or pneumatically operable adjusting cylinders. By appropriately controlling the adjusting devices 102 and 103, it is possible to individually adjust the position of the booms 12a and 12b.
  • the arms 12a and 12b can be pivoted together and/or independently of one another via the first adjusting device 102.
  • a pivoting and/or change in angle of the respective arms 12a, 12b towards or away from each other is blocked by the second adjusting device 103.
  • the entire linkage rotates in the same direction around the axis of rotation D.
  • the first adjusting device 102 can be retracted in this embodiment.
  • the second adjusting device 103 can also be retracted. This can be done, for example, by actively controlling the second adjusting device 103. In other words, in this case there is only a rotation of the first boom 12a about the axis of rotation D.
  • the second adjusting device 103 can be retracted in this embodiment.
  • the length of the first adjusting device 102 can be retained. This can be done, for example, by actively controlling the first adjusting device 102, but also by locking the first adjusting device 102, for example.
  • the left arm 12a is fixed by means of the first adjusting device 102, and only the second arm 12b rotates about the axis of rotation D.
  • the first adjusting device 102 and/or the second adjusting device 103 can also be designed as at least one electric drive, in particular a motor with or without a mechanical transmission.
  • Figure 3 shows a second embodiment of a linkage 12 of an agricultural implement in a detailed view.
  • the agricultural device can in particular be the device shown in Figure 1.
  • the exemplary embodiment shown in FIG. 3 differs from the exemplary embodiment shown in FIG. 2 in that the arms 12a, 12b are each arranged on the middle part 13 so that they can pivot about their own axis of rotation Da, Db.
  • the third sensor arrangement 101 comprises a first angle-detecting sensor 101a, in particular a potentiometer, which is arranged on the axis of rotation Da, and a second angle-detecting sensor 101b, in particular a potentiometer, which is arranged on the axis of rotation Db.
  • the boom 12a is inclined by a relative angle «2 with respect to the middle part 13.
  • the boom 12b is inclined relative to the middle part 13 by the relative angle «3.
  • angles of inclination and «4 the cantilevers 12a and 12b to the reference plane 20a and/or the reference plane 20b through the electronic data processing device based on the sensor data Si of the first sensor arrangement 100a, the sensor data S2 of the second sensor arrangement 100b, the sensor data S3 of the sensor 101a and the sensor data S4 that of the sensor 101 b can be determined as follows:
  • a 0 again denotes the angle of inclination of the support part 11 to the reference plane 20a and/or the reference plane 20b.
  • f S denotes a function that indicates the angle of inclination of the carrier part 11 depending on the sensor data S1.
  • g(S 2 ) denotes a function that indicates the angle of inclination of the carrier part 11 as a function of the sensor data S2.
  • the function g(S 2 ) includes at least one temporal integration of the sensor data S2.
  • the notation ⁇ f(Si) ⁇ g(S 2 y> indicates that sensor data fusion of the sensor data S1 and S2 is performed.
  • the function /ii(S 3 ) denotes a function that represents the relative inclination angle of the boom 12a relative to the Support part 11 indicates the support part 11 depending on the sensor data S3.
  • the function h 2 (S ⁇ ) denotes a function that indicates the relative angle of inclination of the boom 12b relative to the support part 11 depending on the sensor data S4.
  • Figure 4 shows a top view of an agricultural implement 1.
  • the carrier I 11, the middle part 13, the distributor linkage 12, as well as the position of the first sensor arrangement 100a and the second sensor arrangement 100b are shown.
  • the solid lines 31a, 31b and 31c schematically indicate traces which describe the rear wheels and the center of the agricultural implement 1 when driving through the curve shown.
  • the carrier part it is possible for the carrier part to be provided with appropriate steering for keeping the track.
  • the dashed line 30 schematically indicates a track that is described by the position of the first sensor arrangement 100a and the second sensor arrangement 100b, or would be described if the sensor arrangements are not firmly arranged on the carrier part 11.
  • the distance of the first sensor arrangement 100a and the second sensor arrangement 100b to the axis V is less than 100 cm, preferably less than 50 cm.

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Abstract

Landwirtschaftliches Gerät (1) zum Ausbringen von Material, wie Düngemittel, Pflanzenschutzmittel oder Saatgut, umfassend ein Trägerteil (11), ein am Trägerteil (11) angeordnetes Verteilergestänge (12), wobei das Verteilergestänge (12) zumindest teilweise um eine in Fahrtrichtung des landwirtschaftlichen Geräts weisende Achse drehbar ist, eine erste Sensoranordnung (100a) zur Erfassung eines Drehwinkels des Trägerteils (11), eine zweite Sensoranordnung (100b) zur Erfassung einer Drehgeschwindigkeit und/oder Drehbeschleunigung des Trägerteils (11), eine dritte Sensoranordnung (101) zur Erfassung eines relativen Winkels zwischen dem Trägerteil (11) und dem Verteilergestänge (12), und eine elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung (200), die dazu konfiguriert ist, einen Neigungswinkel des Verteilergestänges (12) bezüglich einer Referenzebene (20a, 20b) auf Grundlage von Sensordaten der ersten Sensoranordnung (100a), der zweiten Sensoranordnung (100b) und der dritten Sensoranordnung (101) zu bestimmen.

Description

Verbesserte Lagebestimmung für landwirtschaftliche Geräte
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein landwirtschaftliches Gerät zum Ausbringen von Material, wie Düngemittel, Pflanzenschutzmittel oder Saatgut sowie ein Verfahren zur Bestimmung des Neigungswinkels eines Verteilergestänges eines landwirtschaftlichen Geräts.
Hintergrund
Derartige landwirtschaftliche Geräte sind generell bekannt, beispielsweise als Feldspritzen. Um das Material großflächig und effizient auf dem zu bearbeitenden Feldboden auszubringen, weisen die landwirtschaftlichen Geräte ein Verteilergestänge mit mehreren Ausbringungselementen, etwa Sprühdüsen auf. Das Verteilergestänge erstreckt sich quer zur Fahrtrichtung und kann Arbeitsbreiten von bis zu 50m oder mehr aufweisen. Dabei soll der Abstand zwischen dem Verteilergestänge und dem Boden über die gesamte Arbeitsbreite des Verteilergestänges möglichst konstant bleiben. Das bedeutet, dass das Verteilergestänge möglichst parallel zum zu bearbeitenden Boden gehalten wird. Daher ist es notwendig, den Abstand des Verteilergestänges zum Boden während der Fahrt möglichst genau zu erfassen.
Aus der EP 3 007 553 B1 ist eine Vorrichtung zum Ausbringen von flüssigen und/oder festen Wirkstoffen mit einem Gestänge bekannt, bei dem mittels einer ersten Sensoranordnung eine Drehgeschwindigkeit des Gestänges bezüglich einer Referenzebene und mittels einer zweiten Sensoranordnung eine Drehlage des Gestänges bezüglich der Referenzebene erfasst werden. Diese Sensoren sind häufig direkt an den Auslegern des Gestänges angeordnet. Durch zeitliche Integration der Drehgeschwindigkeit wird die Drehlage des Gestänges in Bezug auf die Referenzebene berechnet, und durch eine Fusionierung der berechneten und der gemessenen Drehlage des Gestänges wird die momentane Drehlage des Gestänges in Bezug auf die Referenzebene bestimmt.
Die Sensorik dieses aus dem Stand der Technik bekannten Systems ist jedoch aufwändig und anfällig. Beispielsweise sind die an den Auslegern angeordneten Sensoren bei einer Fahrt über das Feld gefährdet. So können die Ausleger bei hohem Pflanzenwuchs Pflanzen auf dem Feld streifen, und die Sensoren können beschädigt werden. Auch ist eine Verkabelung der Sensoren kompliziert, da die Kabel entlang der einklappbaren Ausleger geführt werden müssen. Bei der Bewegung der Ausleger können daher Schäden an den Kabeln auftreten. Weiterhin können bei der aus dem Stand der Technik bekannten Sensorik Messfehler durch eine translatorische Bewegung des Verteilergestänges auftreten. Eine solche translatorische Bewegung des Verteilergestänges kann beispielsweise bei Änderungen der Fahrtrichtung, beispielsweise bei einer Kurvenfahrt, insbesondere bei der Ein- und Ausfahrt in eine Kurve, auftreten. Solche Messfehler können zu einer fehlerhaften Ermittlung der Drehlage des Gestänges führen, die rechnerisch aufwendig korrigiert werden muss.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes landwirtschaftliches Gerät anzugeben, bei dem eine Neigung eines Verteilergestänges präzise bestimmt werden kann.
Zusammenfassung
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein landwirtschaftliches Gerät zum Ausbringen von Material, wie Düngemittel, Pflanzenschutzmittel oder Saatgut gemäß Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Das landwirtschaftliche Gerät, umfasst ein Trägerteil, ein am Trägerteil angeordnetes Verteilergestänge, wobei das Verteilergestänge zumindest teilweise um eine in Fahrtrichtung des landwirtschaftlichen Geräts weisende Achse drehbar ist, eine erste Sensoranordnung zur Erfassung eines Drehwinkels des Trägerteils, eine zweite Sensoranordnung zur Erfassung einer Drehgeschwindigkeit und/oder Drehbeschleunigung des T rägerteils, eine dritte Sensoranordnung zur Erfassung eines relativen Winkels zwischen dem Trägerteil und dem Verteilergestänge, und eine elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung, die dazu konfiguriert ist, einen Neigungswinkel des Verteilergestänges bezüglich einer Referenzebene auf Grundlage von Sensordaten der ersten Sensoranordnung, der zweiten Sensoranordnung und der dritten Sensoranordnung zu bestimmen. Insbesondere umfasst die zweite Sensoranordnung mindestens einen Sensor, der auf einem anderen Messprinzip basiert als ein Sensor der ersten Sensoranordnung.
Das landwirtschaftliche Gerät kann insbesondere eine Feldspritze sein. Es kann sich um eine selbstfahrende Feldspritze, eine gezogene Feldspritze oder eine getragene Feldspritze handeln.
Das Trägerteil kann ein Teil eines Fahrwerks des landwirtschaftlichen Geräts sein. Es kann sich bei dem Trägerteil auch um einen Trägerrahmen handeln, beispielsweise, wenn es sich bei dem landwirtschaftlichen Gerät um eine getragene Feldspritze handelt.
Es ist möglich, dass das gesamte Verteilergestänge um die in Fahrtrichtung des landwirtschaftlichen Geräts weisende Achse drehbar ist. Es ist auch möglich, dass das Verteilergestänge seitliche Ausleger aufweist, die jeweils um eine in Fahrtrichtung des landwirtschaftlichen Geräts weisende Achse dreh- und/oder schwenkbar sind. Dabei können die Ausleger um eine gemeinsame Achse dreh- und/oder schwenkbar sein. Es ist ebenfalls möglich, dass die Ausleger jeweils um eine separate Achse dreh- und/oder schwenkbar sind. Die Referenzebene kann je nach Anwendungsfall und/oder Bedarf die landwirtschaftliche Nutzfläche, insbesondere ein gemitteltes Bodenprofil des Ackerbodens auf dem das landwirtschaftliche Gerät sich bewegt, ein künstlicher Horizont, d.h. eine errechnete Ebene, oder ein Höhenprofil des Pflanzenbestandes darstellen. Alternativ oder zusätzlich kann die Referenzebene eine beliebig vorgegebene, insbesondere in einer Speichervorrichtung der elektronischen Datenverarbeitungsvorrichtung hinterlegte, Ebene im Raum sein. Darüber hinaus kann die Referenzebene alternativ durch mehrere Punkte entlang einer beliebigen, insbesondere gekrümmten, Kontur festgelegt sein.
Die Bestimmung des Neigungswinkels des Verteilergestänges erfolgt somit auf Grundlage der ermittelten Neigung des Trägerteils und des relativen Winkels zwischen dem Trägerteil und dem Verteilergestänge. Da der Trägerteil im Vergleich zu dem Verteilergestänge kompakter und näher am Massenschwerpunkt des landwirtschaftlichen Geräts angeordnet ist, ist er unempfindlicher gegenüber Schwingungen, insbesondere um eine in Fahrtrichtung zeigenden Achse. Somit kann die Neigungslage des Trägerteils, und damit die des Verteilergestänges, auf robuste und verbesserte Art und Weise bestimmt werden. Beispielsweise ist es möglich, dass eine Tiefpassfilterung der Sensorsignale zum Herausfiltern von Schwingungsbewegungen vereinfacht oder sogar überflüssig wird.
Die erste Sensoranordnung kann einen oder mehrere Sensoren umfassen, die die Drehlage des Trägerteils direkt bestimmen. Solche Sensoren können beispielsweise als Neigungsmesser oder Inklinometer ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die erste Sensoranordnung einen oder mehrere Sensoren umfassen, die eine Beschleunigung des Trägerteils, insbesondere eine lineare Beschleunigung des Trägerteils, erfassen können. Es ist bekannt, dass die Drehwinkel (die Euler- oder Kardanwinkel) eines Körpers in einem erdfesten Bezugssystem auf Grundlage der Beziehungen zwischen den Beschleunigungen im körperfesten System und der Gravitationsbeschleunigung bestimmt werden können. Beispielsweise kann sich das landwirtschaftliche Gerät in x-Richtung bewegen, wobei die x-Richtung des körperfesten Systems mit der x-Richtung des erdfesten Bezugssystems zusammenfällt. Das Verteilergestänge erstreckt sich in diesem Fall in y-Richtung, und die z-Richtung entspricht der vertikalen Hochachse. In diesem beispielhaften Fall kann der Drehwinkel a des Trägerteils um die x-Achse mittels der folgenden Formel bestimmt werden:
Figure imgf000005_0001
Hierbei bezeichnet g die Erdbeschleunigung und ay die im körperfesten System bestimmte Beschleunigung in y-Richtung. Es ist anzumerken, dass dies lediglich eine beispielhafte Möglichkeit zur Bestimmung des Drehwinkels aufgrund der ermittelten Beschleunigungen ist.
Es ist weiterhin möglich, dass die erste Sensoranordnung einen oder mehrere Sensoren umfasst, die dazu ausgebildet sind, einen Abstand des Trägerteils vom Boden bestimmen. Insbesondere kann die erste Sensoranordnung dazu ausgebildet sein, den jeweiligen Abstand des Trägerteils vom Boden an zwei Punkten zu bestimmen, die einen unterschiedlichen radialen Abstand zu einer in Fahrtrichtung des landwirtschaftlichen Geräts weisenden Drehachse aufweisen. Aufgrund der jeweiligen Abstände kann es möglich sein, einen Drehwinkel des Trägerteils um die Drehachse zu bestimmen.
Die zweite Sensoranordnung kann insbesondere einen oder mehrere Sensoren umfassen, die eine Drehgeschwindigkeit des Trägerteils bestimmen. Durch eine zeitliche Integration der Drehgeschwindigkeit kann aus der Drehgeschwindigkeit der Drehwinkel errechnet werden.
Durch die Verwendung der Signale der ersten und der zweiten Sensoranordnung ist es möglich, die Drehlage des Trägerteils je nach Situation korrekt zu bestimmen. So sind üblicherweise die Signale der zweiten Sensoranordnung empfindlicher gegenüber zeitlich kurzen Lageänderungen, die beispielsweise beim Überfahren eines Steins oder Ähnlichem auftreten. Demgegenüber können die Signale der ersten Sensoranordnung besser geeignet sein, um eine konstante Neigung, beispielsweise bei einer Hangfahrt, festzustellen.
Die erste Sensoranordnung und/oder die zweite Sensoranordnung kann bzw. können direkt an dem Trägerteil angeordnet sein. Es ist auch möglich, dass die erste Sensoranordnung und/oder die zweite Sensoranordnung an einem Teil des Verteilergestänges angeordnet ist bzw. sind, welches drehfest mit dem Trägerteil verbunden ist, beispielsweise an einem Mittelteil des Verteilergestänges.
Im Folgenden wird mit dem Begriff Drehachse allgemein eine Achse bezeichnet, um die eine Drehung des Körpers stattfindet. Es kann sich dabei also sowohl um eine physisch vorhandene Achse als auch um eine virtuelle Achse handeln. Dabei ist zu beachten, dass eine Drehachse auch außerhalb des Körpers liegen kann. Mit dem Begriff Drehpunkt wird ein Punkt oder eine Position auf einem Körper, bezeichnet, durch den eine Drehachse verläuft.
Die erste Sensoranordnung und/oder die zweite Sensoranordnung kann bzw. können an, in unmittelbarer Nähe zu oder in einem festgelegten Abstand zu einer Drehachse des Verteilergestänges bzw. eines Auslegers des Verteilergestänges und/oder des Trägerteils angeordnet sein. Der festgelegte Abstand kann weniger als 100 cm, insbesondere weniger als 50 cm betragen. Insbesondere kann die Drehachse eine vertikale Drehachse des Verteilergestänges bzw. eines Auslegers des Verteilergestänges oder des Trägerteils, also eine Gierachse, sein. Die vertikale Drehachse kann insbesondere eine virtuelle Drehachse sein, um die das Verteilergestänge bzw. ein Ausleger des Verteilergestänges und/oder das Trägerteil bei einer Änderung der Fahrtrichtung, insbesondere bei einer Kurvenfahrt, insbesondere bei einer Ein- oder Ausfahrt einer Kurve, eine Drehbewegung beschreibt.
Durch die Anordnung der ersten Sensoranordnung und/oder der zweiten Sensoranordnung an bzw. in unmittelbarer Nähe zu einer solchen Drehachse kann der Einfluss von translatorischen Beschleunigungskomponenten, wie beispielsweise Zentripetalbschleunigungen, die insbesondere bei Änderungen der Fahrtrichtung des landwirtschaftlichen Geräts, beispielsweise bei Kurvenfahrten, auftreten, unterdrückt bzw. minimiert werden.
Durch die Anordnung in festgelegtem Abstand zu einer solchen Drehachse kann eine rechnerische Korrektur des durch eine translatorische Beschleunigungskomponente verfälschten Ausgabewertes des Sensors und/oder der ermittelten Drehgeschwindigkeit und/oder Drehlage des Gestänges durchgeführt werden. Insbesondere bei einer Anordnung der ersten Sensoranordnung und/oder der zweiten Sensoranordnung auf dem Trägerteil oder einem Teil des Verteilergestänges, welches drehfest mit dem Trägerteil verbunden ist, bleibt der Abstand zwischen Sensor und Drehachse konstant und wird nicht durch eine Lageänderung des Gestänges beeinflusst.
Somit kann die Drehgeschwindigkeit und/oder Drehlage des Gestänges genauer ermittelt werden.
Die dritte Sensoranordnung kann an einem Drehpunkt des Verteilergestänges bzw. eines Auslegers des Verteilergestänges, insbesondere einem Drehpunkt, durch den eine in Fahrtrichtung verlaufende Drehachse, also eine Wankachse, verläuft, angeordnet sein. Es ist weiterhin möglich, dass die erste, zweite und/oder dritte Sensoranordnung an einem Trägerfahrzeug angeordnet ist bzw. sind, wenn das Trägerteil drehfest mit dem Trägerfahrzeug verbunden ist.
Durch die Anordnung der Sensoren an dem Trägerteil kann die Notwendigkeit einer aufwändigen Verkabelung entfallen. Weiterhin können die Sensoren besser vor einer Beschädigung, beispielsweise durch Kollisionen mit Pflanzenbewuchs, geschützt sein.
Das landwirtschaftliche Gerät kann weiterhin eine oder mehrere Stellvorrichtungen umfassen, mit denen die Neigung des Verteilergestänges beeinflusst werden kann. Die Stellvorrichtungen können insbesondere als hydraulisch und/oder pneumatisch betreibbare Stellzylinder ausgebildet sein. Die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung kann dazu konfiguriert sein, die eine oder mehreren Stellvorrichtungen auf Grundlage des bestimmten Neigungswinkels des Verteilergestänges bezüglich der Referenzebene anzusteuern. Insbesondere kann die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung dazu konfiguriert sein, die eine oder mehreren Stellvorrichtungen so anzusteuern, dass der Neigungswinkel des Verteilergestänges zu der Referenzebene konstant gehalten oder auf einen gewünschten Wert eingestellt wird.
Die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung kann dazu konfiguriert sein, eine Sensordatenfusion der Sensordaten der ersten Sensoranordnung und der zweiten Sensoranordnung vorzunehmen. Bei einer solche Sensordatenfusion ergänzen sich die Sensordaten der ersten und der zweiten Sensoranordnung komplementär, so dass die Neigung des Trägerteils sehr präzise bestimmt werden kann. Insbesondere ist es möglich, dass die erste Sensoranordnung Messungenauigkeiten und/oder -Schwankungen der zweiten Sensoranordnung ausgleichen kann und umgekehrt. Besonders effektiv kann eine solche Sensordatenfusion sein, wenn Sensoren der ersten Sensoranordnung ein unterschiedliches Messprinzip von Sensoren der zweiten Sensoranordnung aufweisen.
Beispielsweise kann eine Bestimmung des Drehwinkels mittels der ersten Sensoranordnung aufgrund der gemessenen Beschleunigungen, wie oben beschrieben, zwar rechnerisch einfach sein, sie kann aber auch störanfällig gegenüber kurzzeitigen Schwankungen sein. Demgegenüber kann die Bestimmung des Drehwinkels über die zeitliche Integration der Sensordaten der zweiten Sensoranordnung weniger anfällig gegenüber kurzzeitigen Schwankungen sein, allerdings kann sie mit einer Unsicherheit aufgrund der auftretende Integrationskonstanten behaftet sein. Durch eine Sensordatenfusion kann somit erreicht werden, dass die Nachteile der einen Methode durch die andere Methode ausgeglichen werden können.
Eine solche Sensordatenfusion kann beispielsweise derart ausgebildet sein, dass ein Schätzalgorithmus verwendet wird, um aus dem Drehwinkel, der aufgrund der Sensordaten der ersten Sensoranordnung bestimmt wird, und dem Drehwinkel, der der aufgrund der Sensordaten der zweiten Sensoranordnung bestimmt wird, eine Schätzung des wahren Drehwinkels zu erhalten. Solche Schätzalgorithmen sind an sich bekannt. Beispielsweise kann ein Kalman-Filter verwendet werden.
Die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung kann weiterhin dazu konfiguriert sein, einen Neigungswinkel des Trägerteils bezüglich der Referenzebene auf Grundlage der Sensordaten der ersten und der zweiten Sensoranordnung, insbesondere auf Grundlage der fusionierten Sensordaten, zu bestimmen, und den Neigungswinkel des Verteilergestänges auf Grundlage des bestimmten Neigungswinkels des Trägerteils und der Sensordaten der dritten Sensoranordnung zu bestimmen. Mit anderen Worten kann zunächst ein Neigungswinkel des Trägerteils zur Referenzebene wie oben angegeben mit hoher Präzision bestimmt werden, bevor anschließend der Neigungswinkel des Verteilergestänges ermittelt wird. Somit kann auch der Neigungswinkel des Verteilergestänges mit entsprechend hoher Präzision bestimmt werden.
Die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung kann insbesondere dazu konfiguriert sein, eine zeitliche Integration der Sensordaten der zweiten Sensoranordnung vorzunehmen. Dabei kann es sich bei der Integration der Sensordaten der zweiten Sensoranordnung um eine einfache zeitliche Integration handeln, falls die zweite Sensoranordnung eine Drehrate des Trägerteils erfasst. Durch die Integration der Sensordaten der zweiten Sensoranordnung kann ein Drehwinkel des Trägerteils errechnet werden. Es kann sich bei der Integration der Sensordaten der zweiten Sensoranordnung um eine zweifache zeitliche Integration handeln, falls die zweite Sensoranordnung eine Drehbeschleunigung des Trägerteils erfasst. Weiterhin kann die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung dazu konfiguriert sein, eine Sensordatenfusion der Sensordaten der ersten Sensoranordnung und der integrierten Sensordaten der zweiten Sensoranordnung vorzunehmen, und eine Addition oder Subtraktion der fusionierten Sensordaten und der Sensordaten der dritten Sensoranordnung vorzunehmen.
Mit anderen Worten kann die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung dazu ausgebildet sein, einen Neigungswinkel a des Gestänges zu einer Referenzebene basierend auf den Sensordaten der ersten Sensoranordnung, den Sensordaten der zweiten Sensoranordnung und den Sensordaten der dritten Sensoranordnung folgendermaßen zu bestimmen: a = aQ + ar = {f S1)\g S2')) + h(S3)
Hierbei bezeichnet ao den Neigungswinkel des Trägerteils zu der Referenzebene und ar den relativen Winkel zwischen dem Gestänge und dem Trägerteil. Si, S2 und S3 bezeichnen jeweils die Sensordaten der ersten, zweiten und dritten Sensoranordnung. f(S^ bezeichnet eine Funktion, die den Neigungswinkel des Trägerteils in Abhängigkeit der Sensordaten S1 angibt. Analog bezeichnet g(S2) eine Funktion, die den Neigungswinkel des Trägerteils in Abhängigkeit der Sensordaten S2 angibt. Die Funktion g(S2) umfasst dabei mindestens eine zeitliche Integration der Sensordaten S2. Die Notation {f^^g^S^) zeigt an, dass eine Sensordatenfusion der Sensordaten S1 und S2 durchgeführt wird. Die Funktion /i(S3) bezeichnet eine Funktion, die den relativen Neigungswinkel des Verteilergestänges relativ zu dem Trägerteil in Abhängigkeit der Sensordaten S3 angibt.
Die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung kann weiterhin dazu konfiguriert sein, bei der Bestimmung des Neigungswinkels des Verteilergestänges Kalibrationsdaten der ersten und/oder zweiten Sensoranordnung zu berücksichtigen. Die Daten können, beispielsweise als Kalibrationskurve, in einer Speichereinrichtung der elektronischen Datenverarbeitungsvorrichtung hinterlegt sein. Dabei können die Kalibrationsdaten Daten sein, die den Neigungswinkel des Trägerteils mit Ausgabewerten der ersten und/oder zweiten Sensoranordnung verknüpfen. Die Kalibrationsdaten können durch eine Kalibrationsmessung, beispielsweise während oder nach der Montage der ersten und/oder zweiten Sensoranordnung, ermittelt werden. Durch die Berücksichtigung der Kalibrationsdaten ist es beispielsweise möglich, Messfehler des Neigungswinkels aufgrund von Ungenauigkeiten bei der Montage der Sensoren zu vermeiden und/oder zu korrigieren. Auf diese Weise kann eine besonders präzise Bestimmung des Neigungswinkels des Trägerteils erreicht werden.
Die dritte Sensoranordnung kann ein Potentiometer, insbesondere ein Dreh- oder Winkelpotentiometer, umfassen. Potentiometer sind für die Messung des relativen Winkels vorteilhaft, da sie mit hoher Präzision ausgelesen werden können. Weiterhin sind Potentiometer sehr robuste Messinstrumente. Die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung kann weiterhin dazu konfiguriert sein, bei der Bestimmung des Neigungswinkels des Verteilergestänges Kalibrationsdaten des Potentiometers zu berücksichtigen. Dabei können die Kalibrationsdaten Daten sein, die den relativen Winkel des Verteilergestänges bzw. eines Auslegers des Verteilergestänges mit Ausgabewerten des Potentiometers verknüpfen. Die Daten können, beispielsweise als Kalibrationskurve, in einer Speichereinrichtung der elektronischen Datenverarbeitungsvorrichtung hinterlegt sein. Auf diese Weise kann eine besonders präzise Bestimmung des relativen Winkels zwischen dem Verteilergestänge und dem Trägerteil erreicht werden.
Es ist weiterhin möglich, dass die dritte Sensoranordnung einen oder mehrere Beschleunigungssensoren umfasst. Insbesondere kann die dritte Sensoranordnung einen an dem Verteilergestänge angeordneten und einen an dem Trägerteil angeordneten Beschleunigungssensor umfassen. Durch einen Vergleich der von diesen Sensoren ermittelten Beschleunigungen kann ein relativer Winkel zwischen dem Trägerteil und dem Verteilergestänge ermittelt werden. Es ist möglich, dass die dritte Sensoranordnung einen Beschleunigungssensor der ersten Sensoranordnung und einen für andere Zwecke vorgesehenen an dem Verteilergestänge angeordneten Beschleunigungssensor umfasst. So kann eine Reduzierung der nötigen Sensoren erreicht werden.
Die erste und die zweite Sensoranordnung können dazu ausgebildet sein, den Drehwinkel und/oder die Drehgeschwindigkeit des Trägerteils bezüglich einer ersten Referenzebene zu erfassen, und die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung kann dazu konfiguriert sein, den Neigungswinkel des Verteilergestänges bezüglich einer zweiten Referenzebene zu bestimmen. Insbesondere können die erste und die zweite Referenzebene unterschiedliche Ebenen sein. Beispielsweise kann für das Trägerteil ein Neigungswinkel zum Boden, und ein Neigungswinkel des Verteilergestänges zum künstlichen Horizont bestimmt werden. Dies kann beispielswiese vorteilhaft sein, wenn es messtechnisch einfach ist, die Neigung des Trägerteils zum Boden zu bestimmen, es aber gewünscht ist, dass das Verteilergestänge in einem konstanten Abstand zum künstlichen Horizont geführt wird.
Es ist möglich, dass in diesem Fall zusätzliche Daten, die die erste und die zweite Referenzebene miteinander verknüpfen, in einer Speichereinrichtung der elektronischen Datenverarbeitungsvorrichtung hinterlegt sind.
Die erste Sensoranordnung und/oder die zweite Sensoranordnung können Teil einer inertialen Messeinheit, IMU, sein. Solche IMlIs sind robuste und kompakte Messeinheiten, die die Möglichkeit bieten, mittels Inertialsensoren, beispielsweise Beschleunigungs- und/oder Drehratensensoren, verschiedene kinematische Daten, insbesondere Drehraten und Beschleunigungen, in mehreren Freiheitsgraden zu erfassen. Insbesondere können die erste Sensoranordnung und die zweite Sensoranordnung Teil einer einzigen IMU sein, so dass eine kompakte Ausbildung des Sensorsystems möglich ist. Es ist aber auch möglich, dass die erste Sensoranordnung und die zweite Sensoranordnung Teile unterschiedlicher IMUs sind. So ist es möglich, die Beschleunigungssensoren einer IMU zu verwenden, um wie oben beschrieben den Drehwinkel des Trägerteils über eine Beziehung der gemessenen Beschleunigung mit der Erdbeschleunigung zu bestimmten. Die Drehratensensoren können verwendet werden, um den Drehwinkel über eine zeitliche Integration zu bestimmen.
In einer alternativen Ausführungsform ist es möglich, dass die erste Sensoranordnung und/oder die zweite Sensoranordnung jeweils eine oder mehrere IMUs umfassen. Beispielsweise ist es möglich, dass die erste Sensoranordnung eine erste IMU, die an einer ersten Stelle des Trägerteils angeordnet ist, und eine zweite IMU, die an einer zweiten Stelle des Trägerteils angeordnet ist, umfasst. Durch die Auswertung, insbesondere Fusionierung, der Sensordaten der ersten und der zweiten IMU kann der Drehwinkel des Trägerteils mit hoher Präzision ermittelt werden. Analog kann die zweite Sensoranordnung mehrere IMUs umfassen. Es ist auch möglich, dass mehrere IMUs Teil sowohl der ersten als auch der zweiten Sensoranordnung sind. Dabei können beispielsweise die Beschleunigungssensoren der IMUs zur Bestimmung des Drehwinkels und die Drehratensensoren der IMUs zur Bestimmung der Drehgeschwindigkeit verwendet werden.
In dem Fall, dass die erste Sensoranordnung jeweils eine Beschleunigung entlang mindestens zweier zueinander orthogonaler Achsen und die zweite Sensoranordnung jeweils eine Drehrate um mindestens zwei zueinander orthogonale Achsen erfassen kann, ist es möglich, dass die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung dazu konfiguriert ist, aufgrund der bestimmten Beschleunigungen und Drehraten eine Drehrate um eine beliebige weitere Drehachse zu bestimmen. Dies ist möglich, solange jeweils eine Drehachse der zweiten Sensoranordnung im Wesentlichen parallel zu jeweils einer Beschleunigungsachse der ersten Sensoranordnung verläuft. Die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung kann dabei auf an sich bekannte trigonometrische Umformungen und Koordinatentransformationen zurückgreifen. Dies kann die Berechnung der Drehrate um die beliebige Achse vereinfachen.
Insbesondere kann die erste Sensoranordnung jeweils eine Beschleunigung entlang mindestens dreier zueinander orthogonaler Achsen erfassen und die zweite Sensoranordnung jeweils eine Drehrate um drei zueinander orthogonale Achsen erfassen, wobei jeweils eine Drehachse der zweiten Sensoranordnung im Wesentlichen parallel zu jeweils einer Beschleunigungsachse der ersten Sensoranordnung verläuft. Eine solche Konfiguration ermöglicht eine genaue Bestimmung der Drehrate um eine beliebige Achse unabhängig von der Orientierung der ersten und der zweiten Sensoranordnung relativ zu dem Trägerteil.
Das Verteilergestänge kann einen Mittelrahmen, der drehfest mit dem landwirtschaftlichen Gerät, insbesondere dem Trägerteil, verbunden ist, und zwei mit dem Mittelrahmen verbundene seitliche Ausleger umfassen. Hierbei können die Ausleger jeweils um eine in Fahrtrichtung des landwirtschaftlichen Geräts weisende Achse schwenkbar sein.
In diesem Fall kann die dritte Sensoranordnung dazu ausgebildet sein, einen relativen Winkel zwischen einem ersten der seitlichen Ausleger und dem Trägerteil zu bestimmen, einen relativen Winkel zwischen dem zweiten der seitlichen Ausleger und dem Trägerteil zu bestimmen, und einen Neigungswinkel des ersten Auslegers bezüglich einer Referenzebene und/oder einen Neigungswinkel des zweiten Auslegers bezüglich einer Referenzebene auf Grundlage von Sensordaten der ersten Sensoranordnung, der zweiten Sensoranordnung und der dritten Sensoranordnung zu bestimmen. Somit kann auch für ein Verteilergestänge, bei dem beide Ausleger unabhängig voneinander verschwenkt und/oder angewinkelt werden können, der jeweilige Neigungswinkel der Ausleger auf präzise und robuste Art und Weise bestimmt werden.
Insbesondere kann die dritte Sensoranordnung für beide Ausleger jeweils einen Sensor, insbesondere ein Potentiometer, umfassen. Diese Sensoren können insbesondere an den jeweiligen Drehpunkten der Ausleger angeordnet sein. Auch hier können entsprechende Kalibrationsdaten der Potentiometer hinterlegt sein, beispielweise in einer Speichereinheit einer elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine. Analog zu dem oben Gesagten kann die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung dazu ausgebildet sein, den Neigungswinkel CM des ersten Auslegers und «4 des zweiten Auslegers zu der Referenzebene basierend auf den Sensordaten der ersten Sensoranordnung, den Sensordaten der zweiten Sensoranordnung, und den Sensordaten der dritten Sensoranordnung folgendermaßen zu bestimmen:
Figure imgf000013_0001
«4 = «0 + «3 = < (^l) lör(-S‘2)> + 5 4)
Hierbei bezeichnet a0 wiederum den Neigungswinkel des Trägerteils zu der Referenzebene. Si und S2 bezeichnen jeweils die Sensordaten der ersten und zweiten Sensoranordnung. S3 und S4 bezeichnen jeweils die Sensordaten der dritten Sensoranordnung, die sich auf den relativen Winkel zwischen dem ersten Ausleger und dem Trägerteil und den relativen Winkel zwischen dem zweiten Ausleger und dem Trägerteil beziehen. f S ) bezeichnet eine Funktion, die den Neigungswinkel des Trägerteils in Abhängigkeit der Sensordaten S1 angibt. Analog bezeichnet g(S2) eine Funktion, die den Neigungswinkel des Trägerteils in Abhängigkeit der Sensordaten S2 angibt. Die Funktion g(S2) umfasst dabei mindestens eine zeitliche Integration der Sensordaten S2. Die Notation {f(Si)\g(S2y> zeigt an, dass eine Sensordatenfusion der Sensordaten S1 und S2 durchgeführt wird. Die Funktion /ii(S3) bezeichnet eine Funktion, die den relativen Neigungswinkel des ersten Auslegers relativ zu dem Trägerteil in Abhängigkeit der Sensordaten S3 angibt. Analog bezeichnet die Funktion h2(S^) eine Funktion, die den relativen Neigungswinkel des zweiten Auslegers relativ zu dem Trägerteil in Abhängigkeit der Sensordaten S4 angibt.
Die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung kann dazu konfiguriert sein, einen Neigungswinkel des ersten Auslegers bezüglich einer dritten Referenzebene zu bestimmen und den Neigungswinkel des zweiten Auslegers bezüglich einer vierten Referenzebene zu bestimmen wobei die dritte und die vierte Referenzebene unterschiedliche Ebenen sind. So ist es möglich, dass der Neigungswinkel des ersten Auslegers bezüglich des Boden bestimmt wird, während der der Neigungswinkel des zweiten Auslegers bezüglich eines künstlichen Horizonts bestimmt wird. Dies kann vorteilhaft sein, wenn beispielsweise der eine Ausleger entlang eines Hangs geführt wird, während der andere Ausleger über eine ebene Fläche geführt wird.
Die Erfindung stellt weiterhin ein Verfahren zur Bestimmung des Neigungswinkels eines Verteilergestänges eines landwirtschaftlichen Geräts bezüglich einer Referenzebene zur Verfügung, wobei das landwirtschaftlichen Gerät insbesondere eines oder mehrere der oben genannten Merkmale aufweisen kann. Das Verfahren umfasst:
Bestimmen eines Drehwinkels eines Trägerteils des landwirtschaftlichen Geräts; Bestimmen einer Drehgeschwindigkeit und/oder Drehbeschleunigung des Trägerteils;
• Bestimmen eines relativen Winkels zwischen dem Verteilergestänge und dem Trägerteil; und
• Bestimmen des Neigungswinkels des Verteilergestänges bezüglich einer Referenzebene auf Grundlage des bestimmten Drehwinkels des Trägerteils, der bestimmten Drehgeschwindigkeit des Trägerteils und des bestimmten relativen Winkels, und/oder
• Bestimmen des Neigungswinkels des Verteilergestänges auf Grundlage des bestimmten Drehwinkels des Trägerteils, der bestimmten Drehbeschleunigung des Trägerteils und des bestimmten relativen Winkels.
Wie weiter oben bereits erwähnt, kann durch die Verwendung des Drehwinkels des Trägerteils, der Drehgeschwindigkeit und/oder -beschleunigung und des relativen Winkels zwischen dem Trägerteil und dem Verteilergestänge der Neigungswinkel des Verteilergestänges auf präzise und robuste Art bestimmt werden.
Das Verfahren kann weiterhin das Durchführen einer Sensordatenfusion von Sensordaten umfassen, die dem Drehwinkel des Trägerteils entsprechen und von Sensordaten, die der bestimmten Drehgeschwindigkeit und/oder der bestimmten Drehbeschleunigung entsprechen. Dabei können die Sensordaten jeweils von einer ersten und zweiten Sensoranordnung des landwirtschaftlichen Geräts erfasst werden.
Das Verfahren kann weiterhin umfassen:
• Bestimmen eines Neigungswinkels des Trägerteils auf Grundlage des bestimmten Drehwinkels des Trägerteils und der bestimmten Drehgeschwindigkeit und/oder der bestimmten Drehbeschleunigung, insbesondere auf Grundlage von fusionierten Sensordaten; und
• Bestimmen des Neigungswinkels des Verteilergestänges auf Grundlage des bestimmten Neigungswinkels des Trägerteils und des bestimmten relativen Winkels.
Es ist möglich, dass der Drehwinkel und/oder die Drehgeschwindigkeit des Trägerteils bezüglich einer ersten Referenzebene erfassen werden und der Neigungswinkel des Verteilergestänges bezüglich einer zweiten Referenzebene bestimmt wird, wobei die erste und die zweite Referenzebene unterschiedliche Ebenen sind.
Das Verfahren kann weiterhin umfassen: • Zeitliche Integration von Sensordaten die der bestimmten Drehgeschwindigkeit und/oder der bestimmten Drehbeschleunigung entsprechen;
• Sensordatenfusion von Sensordaten, die dem Drehwinkels des Trägerteils entsprechen und den integrierten Sensordaten; und
• Addition oder Subtraktion der fusionierten Sensordaten mit Sensordaten, die dem relativen Winkel zwischen dem Trägerteil und dem Verteilergestänge entsprechen.
Das Verteilergestänge kann einen Mittelrahmen, der drehfest mit dem landwirtschaftlichen Gerät, insbesondere dem Trägerteil, verbunden ist und zwei mit dem Mittelrahmen verbundene seitliche Ausleger umfassen. In diesem Fall kann das Verfahren weiterhin umfassen:
• Bestimmen eines relativen Winkels zwischen einem ersten der seitlichen Ausleger und dem Trägerteil;
• Bestimmen eines relativen Winkels zwischen dem zweiten der seitlichen Ausleger und dem Trägerteil; und
• Bestimmen eines Neigungswinkels des ersten Auslegers bezüglich einer Referenzebene und/oder eines Neigungswinkels des zweiten Auslegers bezüglich einer Referenzebene auf Grundlage des bestimmten Drehwinkels des Trägerteils, der bestimmten Drehgeschwindigkeit des Trägerteils und der jeweiligen bestimmten relativen Winkel, und/oder
• Bestimmen eines Neigungswinkels des ersten Auslegers bezüglich einer Referenzebene und/oder eines Neigungswinkels des zweiten Auslegers bezüglich einer Referenzebene auf Grundlage des bestimmten Drehwinkels des Trägerteils, der bestimmten Drehbeschleunigung des Trägerteils und der jeweiligen bestimmten relativen Winkel.
Dabei kann der Neigungswinkel des ersten Auslegers bezüglich einer dritten Referenzebene bestimmt werden und der Neigungswinkel des zweiten Auslegers bezüglich einer vierten Referenzebene bestimmt werden, wobei die dritte und die vierte Referenzebene unterschiedliche Ebenen sind.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der beispielhaften Figuren erläutert. Dabei zeigt: Figur 1 schematisch eine perspektivische Ansicht eines landwirtschaftlichen
Geräts;
Figur 2 schematisch eine Detailansicht eines Gestänges eines landwirtschaftlichen
Geräts;
Figur 3 schematisch eine Detailansicht eines Gestänges eines landwirtschaftlichen
Geräts; und
Figur 4 schematisch eine Draufsicht auf ein landwirtschaftliches Gerät.
Detaillierte Beschreibung
Figur 1 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht eines landwirtschaftlichen Geräts 1 , welches als Feldspritze zum Ausbringen von Material, insbesondere Spritzmittel, auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche N und/oder deren Pflanzenbestand 51 ausgebildet ist. In der gezeigten Ausführungsform umfasst das landwirtschaftliche Gerät 1 eine Zugmaschine Z, die sich in einer Fahrtrichtung F bewegt. Es ist zu erkennen, dass das landwirtschaftliche Gerät 1 ein Gestänge 12, einen Vorratsbehälter 10, und ein als Fahrwerk ausgebildetes Trägerteil 11 umfasst. Das auszubringende Material, insbesondere Pflanzenschutzmittel und/oder Düngemittel, ist in dem Vorratsbehälter 10 bevorratet und ist über ein nicht gezeigtes Fördersystem mehreren als Spritzdüsen 14 ausgebildeten Ausbringelementen, die nebeneinander an dem Gestänge 12 angeordnet sind, verteil- und über diese ausbringbar.
Das Gestänge 12 umfasst jeweils einen sich von einem Mittelteil 13 nach links und nach rechts erstreckenden linken Ausleger 12a und rechten Ausleger 12b. Das Gestänge 12 ist um eine Drehachse D verschwenk- und/oder an- bzw. abwinkelbar. Insbesondere ist es möglich, dass die Ausleger 12a und 12b jeweils um die Drehachse D verschwenk- und/oder an- bzw. abwinkelbar. Figur 1 zeigt einen Zustand, bei dem die Ausleger 12a und 12b vollständig ausgeklappt sind.
Das landwirtschaftliche Gerät 1 umfasst außerdem eine elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung 200, die dazu eingerichtet ist, eine Neigung des Gestänges 12, insbesondere eine Neigung des Auslegers 12a und/oder des Auslegers 12b, bezüglich einer Referenzebene 20a, 20b zu bestimmen. Die Referenzebene 20a, 20b kann eine entlang eines künstlichen Horizonts, eines Bodenprofils und/oder einer beliebig festgelegten Ebene im Raum verlaufende Ebene sein. Es ist möglich, dass die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung 200 für die Ausleger 12a, 12b die Neigung bezüglich unterschiedlicher Referenzebenen 20a, 20b bestimmt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird für den linken Ausleger 12a die Neigung bezüglich des Bodenprofils N der landwirtschaftlichen Nutzfläche als erste Referenzebene 20a und für den rechten Ausleger 12b die Neigung bezüglich eines künstlichen Horizonts als zweite Referenzebene 20b bestimmt. Alternativ oder zusätzlich zum dargestellten Ausführungsbeispiel 20 kann der Neigungswinkel der Ausleger 12a, 12b zu der gleichen Referenzebene 20a, 20b bestimmt werden.
Figur 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Gestänges 12 eines landwirtschaftlichen Geräts in einer Detailansicht. Bei dem landwirtschaftlichen Gerät kann es sich insbesondere um das in Figur 1 gezeigte Gerät handeln. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Ausleger 12a, 12b um eine gemeinsame Drehachse D verschwenkbar am Mittelteil 13 angeordnet. Der Mittelteil 13 ist drehfest mit einem in Figur 2 nicht gezeigten Trägerteil des landwirtschaftlichen Geräts verbunden.
An dem Mittelteil 13 ist eine erste Sensoranordnung 100a angeordnet, die dazu ausgebildet ist, einen Neigungswinkel des Mittelteils 13 zu erfassen. Die erste Sensoranordnung 100a umfasst in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Inklinometer. Weiterhin ist an dem Mittelteil 13 eine zweite Sensoranordnung 100b angeordnet, die dazu ausgebildet ist, eine Drehgeschwindigkeit und/oder Drehbeschleunigung des Mittelteils 13 zu erfassen. Die zweite Sensoranordnung 100b umfasst in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine IMU.
Die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung 200 ist dazu ausgebildet, Sensordaten der ersten Sensoranordnung 100a und der zweiten Sensoranordnung 100b zu empfangen, und aufgrund der empfangenen Sensordaten einen Neigungswinkel des Mittelteils 13 zu der Referenzebene 20a und/oder der Referenzebene 20b zu bestimmen. Insbesondere ist die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung 200 dazu ausgebildet, eine Sensordatenfusion der Sensordaten der ersten Sensoranordnung 100a und der zweiten Sensoranordnung 100b vorzunehmen und den Neigungswinkel des Mittelteils 13, und damit des Trägerteils 11 , zu der Referenzebene 20a und/oder der Referenzebene 20b auf Grundlage der fusionierten Sensordaten zu bestimmen. Hierbei ist die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung 200 dazu ausgebildet, eine einfache oder doppelte zeitliche Integration der Daten der zweiten Sensoranordnung 100b durchzuführen, je nachdem, ob eine Drehgeschwindigkeit oder eine Drehbeschleunigung des Mittelteils 13 erfasst wird. Es ist auch möglich, dass mit der der zweiten Sensoranordnung 100b sowohl eine Drehgeschwindigkeit und eine Drehbeschleunigung des Mittelteils 13 erfasst wird. In diesem Fall kann die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung 200 dazu ausgebildet sein, eine einfache zeitliche Integration der Drehgeschwindigkeit und eine doppelte zeitliche Integration der Drehbeschleunigung durchzuführen. Alternativ zu dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, dass sowohl die erste Sensoranordnung 100a als auch die zweite Sensoranordnung 100b eine, insbesondere dieselbe, IMU umfassen. In diesem Fall kann die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung 200 beispielsweise dazu ausgebildet sein, einen Neigungswinkel aufgrund von Beschleunigungsdaten der ersten Sensoranordnung 100a zu bestimmen, eine einfache zeitliche Integration von Drehgeschwindigkeitsdaten der zweiten Sensoranordnung 100b vorzunehmen, und diese Daten anschließend zu fusionieren.
Weiterhin ist in Figur 2 zu sehen, dass das landwirtschaftliche Gerät 1 eine dritte Sensoranordnung 101 umfasst, die an der Drehachse D angeordnet ist. Die dritte Sensoranordnung 101 umfasst einen winkelerfassenden Sensor, insbesondere ein Potentiometer, der dazu eingerichtet sind, eine durch eine Verschwenkung des Gestänges 12 hervorgerufene Neigung zu erfassen. Die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung 200 ist dazu ausgebildet, aufgrund der Daten der dritten Sensoranordnung 101 und der fusionierten Daten der ersten Sensoranordnung 100a und der zweiten Sensoranordnung 100b eine Neigung des Gestänges 12 zu der Referenzebene 20a und/oder der Referenzebene 20b zu bestimmen. Hierbei ist es möglich, dass die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung 200 auf Kalibrierungsdaten zurückgreift, die Messwerte der dritten Sensoranordnung 101 mit einer Neigung des Gestänges 12 bezüglich des Trägerteils 11 verknüpfen. Diese Kalibrierungsdaten können in einer Speichereinheit (nicht gezeigt) der elektronischen Datenverarbeitungsvorrichtung 200 hinterlegt sein.
Mit anderen Worten ist die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung 200 dazu ausgebildet, einen Neigungswinkel a des Gestänges 12 zu der Referenzebene 20a und/oder der Referenzebene 20b basierend auf den Sensordaten Si der ersten Sensoranordnung 100a, den Sensordaten S2 der zweiten Sensoranordnung 100b und den Sensordaten S3 der dritten Sensoranordnung 101 folgendermaßen zu bestimmen: a = aQ + ar = {f S1)\g S2')) + h(S3)
Hierbei bezeichnet ao den Neigungswinkel des Trägerteils 11 zu der Referenzebene 20a und/oder der Referenzebene 20b und ar den relativen Winkel zwischen dem Gestänge 12 und dem Trägerteil 11. f(S^ bezeichnet eine Funktion, die den Neigungswinkel des Trägerteils 11 in Abhängigkeit der Sensordaten S1 angibt. Analog bezeichnet g(S2) eine Funktion, die den Neigungswinkel des T rägerteils 11 in Abhängigkeit der Sensordaten S2 angibt. Die Funktion g(S2) umfasst dabei mindestens eine zeitliche Integration der Sensordaten S2. Die Notation f(.si)\g(.Sz)) zeigt an, dass eine Sensordatenfusion der Sensordaten S1 und S2 durchgeführt wird. Die Funktion /i(S3) bezeichnet eine Funktion, die den relativen Neigungswinkel des Gestänges 12 relativ zu dem Trägerteil 11 in Abhängigkeit der Sensordaten S3 angibt.
In Figur 2 ist weiterhin zu erkennen, dass der Ausleger 12a mittels einer ersten Stellvorrichtung 102 mit dem Mittelteil 13 verbunden ist. Zudem verbindet eine zweite Stellvorrichtung 103 den Ausleger 12a mit dem Ausleger 12b. Die erste Stellvorrichtung 102 und/oder zweite Stellvorrichtung 103 können insbesondere als hydraulisch und/oder pneumatisch betreibbare Stellzylinder ausgebildet sein. Durch eine entsprechende Ansteuerung der Stellvorrichtungen 102 und 103 ist es möglich, die Stellung der Ausleger 12a und 12b individuell einzustellen.
Ist das Ein- oder Ausfahren der zweiten Stellvorrichtung 103 gesperrt, können die Ausleger 12a und 12b gemeinsam und/oder abhängig voneinander, über die erste Stellvorrichtung 102 verschwenkt werden. Hierbei ist eine Verschwenkung und/oder Winkeländerung der jeweiligen Ausleger 12a, 12b zueinander hin oder voneinander weg durch zweite Stellvorrichtung 103 gesperrt. Mit anderen Worten erfolgt in diesem Fall eine gleichsinnige Drehung des gesamten Gestänges um die Drehachse D.
Soll hingegen nur der Ausleger 12a angewinkelt werden, so kann bei dieser Ausführungsform die erste Stellvorrichtung 102 eingefahren werden. Um zu verhindern, dass die resultierende Bewegung des ersten Auslegers 12a auf den zweiten Ausleger 12b übertragen wird, kann die zweite Stellvorrichtung 103 ebenfalls eingefahren werden. Dies kann beispielsweise durch eine aktive Ansteuerung der zweiten Stellvorrichtung 103 geschehen. Mit anderen Worten erfolgt in diesem Fall lediglich eine Drehung des ersten Auslegers 12a um die Drehachse D.
Soll nur der zweite Ausleger 12b angewinkelt werden, so kann bei dieser Ausführungsform die zweite Stellvorrichtung 103 eingefahren werden. Die Länge der ersten Stellvorrichtung 102 kann hingegen beibehalten werden. Dies kann beispielsweise durch aktive Ansteuerung der ersten Stellvorrichtung 102 erfolgen, aber auch durch ein Verriegeln der ersten Stellvorrichtung 102, beispielsweise. In diesem Fall wird also der linke Ausleger 12a mittels der ersten Stellvorrichtung 102 fixiert, und es erfolgt lediglich eine Drehung des zweiten Auslegers 12b um die Drehachse D.
Alternativ oder zusätzlich zur beschriebenen Ausführungsform können die erste Stellvorrichtung 102 und/oder die zweite Stellvorrichtung 103 auch als zumindest ein elektrischer Antrieb, insbesondere Motor mit oder ohne mechanisches Getriebe, ausgeführt sein.
Figur 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Gestänges 12 eines landwirtschaftlichen Geräts in einer Detailansicht. Bei dem landwirtschaftlichen Gerät kann es sich insbesondere um das in Figur 1 gezeigte Gerät handeln. Das in Figur 3 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Ausleger 12a, 12b jeweils um eine eigene Drehachse Da, Db verschwenkbar am Mittelteil 13 angeordnet sind. Weiterhin umfasst die dritte Sensoranordnung 101 einen ersten winkelerfassenden Sensor 101a, insbesondere ein Potentiometer, der an der Drehachse Da angeordnet ist, und einen zweiten winkelerfassenden Sensor 101 b, insbesondere ein Potentiometer, der an der Drehachse Db angeordnet ist. In Figur 3 ist zu erkennen, dass der Ausleger 12a um einen relativen Winkel «2 gegenüber dem Mittelteil 13 geneigt ist. Der Ausleger 12b ist gegenüber dem Mittelteil 13 um den relativen Winkel «3 geneigt.
Analog zu dem oben Gesagten können die Neigungswinkel
Figure imgf000020_0001
und «4 der Ausleger 12a und 12b zu der Referenzebene 20a und/oder der Referenzebene 20b durch die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung basierend auf den Sensordaten Si der ersten Sensoranordnung 100a, den Sensordaten S2 der zweiten Sensoranordnung 100b, den Sensordaten S3 des Sensors 101a und den Sensordaten S4 der des Sensors 101 b folgendermaßen bestimmt werden:
Figure imgf000020_0002
Hierbei bezeichnet a0 wiederum den Neigungswinkel des Trägerteils 11 zu der Referenzebene 20a und/oder der Referenzebene 20b. f S ) bezeichnet eine Funktion, die den Neigungswinkel des Trägerteils 11 in Abhängigkeit der Sensordaten S1 angibt. Analog bezeichnet g(S2) eine Funktion, die den Neigungswinkel des Trägerteils 11 in Abhängigkeit der Sensordaten S2 angibt. Die Funktion g(S2) umfasst dabei mindestens eine zeitliche Integration der Sensordaten S2. Die Notation {f(Si)\g(S2y> zeigt an, dass eine Sensordatenfusion der Sensordaten S1 und S2 durchgeführt wird. Die Funktion /ii(S3) bezeichnet eine Funktion, die den relativen Neigungswinkel des Auslegers 12a relativ zu dem Trägerteil 11 in Abhängigkeit der Sensordaten S3 angibt. Analog bezeichnet die Funktion h2(S^) eine Funktion, die den relativen Neigungswinkel des Auslegers 12b relativ zu dem Trägerteil 11 in Abhängigkeit der Sensordaten S4 angibt.
Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf ein landwirtschaftliches Gerät 1. In der Figur 4 sind der T rägertei I 11 , der Mittelteil 13, das Verteilergestänge 12, sowie die Position der ersten Sensoranordnung 100a und der zweiten Sensoranordnung 100b gezeigt. Mit den durchgezogenen Linien 31a, 31b und 31c sind schematisch Spuren angedeutet, welche die hinteren Räder und der Mittelpunkt des landwirtschaftlichen Geräts 1 beim Durchfahren der gezeigten Kurve beschreiben. Bei der gezeigten Ausführungsform ist es möglich, dass der Trägerteil zum Halten der Spur mit einer entsprechenden Lenkung versehen ist. Die gestrichelte Linie 30 deutet schematisch eine Spur an, die von der Position der ersten Sensoranordnung 100a und der zweiten Sensoranordnung 100b beschrieben wird, bzw. beschrieben würde, falls die Sensoranordnungen nicht fest am Trägerteil 11 angeordnet sind. Es ist zu erkennen, dass die Position der ersten Sensoranordnung 100a und der zweiten Sensoranordnung 100b in den Bereichen 30a und 30b gegenüber der Spur des Mittelpunkts 31c ausschert. Dies liegt daran, dass bei der Einfahrt in die bzw. Ausfahrt aus der gezeigten Kurve eine Drehung des Mittelteils bzw. des Verteilergestänges um die Hochachse V stattfindet. In den Bereichen 30a und 30b wirkt damit eine translatorische Beschleunigung (die Zentripetalbeschleunigung) auf die erste Sensoranordnung 100a und die zweite Sensoranordnung 100b. Dabei ist festzuhalten, dass eine solche Beschleunigung bei einer Kurvenfahrt natürlich auch dann auf die die erste Sensoranordnung 100a und die zweite Sensoranordnung 100b wirkt, wenn die Sensoranordnungen fest am Trägerteil angeordnet sind.
Um den Einfluss dieser Beschleunigung auf die oben beschriebene Bestimmung des Neigungswinkels des Verteilergestänges 12 zu minimieren, beträgt der Abstand der ersten Sensoranordnung 100a und der zweiten Sensoranordnung 100b zu der Achse V weniger als 100 cm, vorzugsweise weniger als 50 cm.
Es versteht sich, dass in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen genannte Merkmale, nicht auf diese speziellen Kombinationen beschränkt und auch in beliebigen anderen Kombinationen möglich sind. Weiterhin versteht es sich, dass in den Figuren gezeigte Geometrien nur beispielhaft sind und auch in beliebigen anderen Ausgestaltungen möglich sind.

Claims

Ansprüche Landwirtschaftliches Gerät (1) zum Ausbringen von Material, wie Düngemittel, Pflanzenschutzmittel oder Saatgut, umfassend ein Trägerteil (11); ein am Trägerteil (11) angeordnetes Verteilergestänge (12), wobei das Verteilergestänge (12) zumindest teilweise um eine in Fahrtrichtung des landwirtschaftlichen Geräts weisende Achse drehbar ist; eine erste Sensoranordnung (100a) zur Erfassung eines Drehwinkels des Trägerteils (11); eine zweite Sensoranordnung (100b) zur Erfassung einer Drehgeschwindigkeit und/oder Drehbeschleunigung des Trägerteils (11); eine dritte Sensoranordnung (101 ) zur Erfassung eines relativen Winkels zwischen dem Trägerteil (11) und dem Verteilergestänge (12); und eine elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung (200), die dazu konfiguriert ist, einen Neigungswinkel des Verteilergestänges (12) bezüglich einer Referenzebene (20a, 20b) auf Grundlage von Sensordaten der ersten Sensoranordnung (100a), der zweiten Sensoranordnung (100b) und der dritten Sensoranordnung (101) zu bestimmen. Landwirtschaftliches Gerät (1) gemäß Anspruch 1 , wobei die erste Sensoranordnung (100a) und/oder die zweite Sensoranordnung (100b) und/oder die die dritte Sensoranordnung (101) an dem Trägerteil (11) angeordnet ist. Landwirtschaftliches Gerät (1) gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die erste Sensoranordnung und/oder die zweite Sensoranordnung an, in unmittelbarer Nähe zu oder in einem festgelegten Abstand zu einer Drehachse (V), insbesondere zu einer vertikalen Drehachse, des Verteilergestänges bzw. eines Auslegers des Verteilergestänges und/oder des Trägerteils angeordnet sind. Landwirtschaftliches Gerät (1) einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung (200) dazu konfiguriert ist, eine Sensordatenfusion der Sensordaten der ersten Sensoranordnung (100a) und der zweiten Sensoranordnung (100b) vorzunehmen. Landwirtschaftliches Gerät (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung (200) dazu konfiguriert ist, einen Neigungswinkel des Trägerteils (11) bezüglich der Referenzebene (20a, 20b) auf Grundlage der Sensordaten der ersten (100a) und der zweiten Sensoranordnung (100b), insbesondere auf Grundlage der fusionierten Sensordaten, zu bestimmen; und den Neigungswinkel des Verteilergestänges (12) auf Grundlage des bestimmten Neigungswinkels des Trägerteils (11) und der Sensordaten der dritten Sensoranordnung (101) zu bestimmen. Landwirtschaftliches Gerät (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung (200) dazu konfiguriert ist, eine zeitliche Integration der Sensordaten der zweiten Sensoranordnung (100b) vorzunehmen; eine Sensordatenfusion der Sensordaten der ersten Sensoranordnung (100a) und der integrierten Sensordaten der zweiten Sensoranordnung (100b) vorzunehmen; und eine Addition oder Subtraktion der fusionierten Sensordaten und der Sensordaten der dritten Sensoranordnung (101) vorzunehmen. Landwirtschaftliches Gerät (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die dritte Sensoranordnung (101) ein Potentiometer umfasst, insbesondere wobei die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung (200) dazu konfiguriert ist, bei der Bestimmung des Neigungswinkels des Verteilergestänges (12) Kalibrationsdaten des Potentiometers zu berücksichtigen. Landwirtschaftliches Gerät (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Sensoranordnung (100a) und/oder die zweite Sensoranordnung (100b) Teil einer inertialen Messeinheit, IMU, ist. Landwirtschaftliches Gerät (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verteilergestänge (12) umfasst: einen Mittelrahmen (13), der drehfest mit dem landwirtschaftlichen Gerät (1), insbesondere dem Trägerteil (11), verbunden ist; und zwei mit dem Mittelrahmen (13) verbundene seitliche Ausleger (12a, 12b), wobei die Ausleger (12a, 12b) um jeweils um in Fahrtrichtung des landwirtschaftlichen Geräts (1) weisende Achse schwenkbar sind. Landwirtschaftliches Gerät (1) gemäß Anspruch 9, wobei die dritte Sensoranordnung (101) dazu ausgebildet ist einen relativen Winkel zwischen einem ersten der seitlichen Ausleger (12a, 12b) und dem Trägerteil (11) zu bestimmen; einen relativen Winkel zwischen dem zweiten der seitlichen Ausleger (12a, 12b) und dem Trägerteil (11) zu bestimmen; und einen Neigungswinkel des ersten Auslegers (12a, 12b) bezüglich einer Referenzebene (20a, 20b) und/oder einen Neigungswinkel des zweiten Auslegers (12a, 12b) bezüglich einer Referenzebene (20a, 20b) auf Grundlage von Sensordaten der ersten Sensoranordnung (100a), der zweiten Sensoranordnung (100b) und der dritten Sensoranordnung (101) zu bestimmen. Verfahren zur Bestimmung des Neigungswinkels eines Verteilergestänges (12) eines landwirtschaftlichen Geräts (1) bezüglich einer Referenzebene (20a, 20b), insbesondere eines landwirtschaftlichen Geräts (1) gemäß den Ansprüchen 1 bis 9, umfassend:
Bestimmen eines Drehwinkels eines Trägerteils (11) des landwirtschaftlichen Geräts (1);
Bestimmen einer Drehgeschwindigkeit und/oder Drehbeschleunigung des Trägerteils (11);
Bestimmen eines relativen Winkels zwischen dem Verteilergestänge (12) und dem Trägerteil (11); und
Bestimmen des Neigungswinkels des Verteilergestänges (12) bezüglich einer Referenzebene (20a, 20b) auf Grundlage des bestimmten Drehwinkels des Trägerteils (11), der bestimmten Drehgeschwindigkeit des Trägerteils (11) und des bestimmten relativen Winkels, und/oder
Bestimmen des Neigungswinkels des Verteilergestänges (12) auf Grundlage des bestimmten Drehwinkels des Trägerteils (11), der bestimmten Drehbeschleunigung des Trägerteils (11) und des bestimmten relativen Winkels. Verfahren gemäß Anspruch 11 , weiterhin umfassend:
Durchführen einer Sensordatenfusion von Sensordaten, die dem Drehwinkels des Trägerteils (11) entsprechen und von Sensordaten, die der bestimmten Drehgeschwindigkeit und/oder der bestimmten Drehbeschleunigung entsprechen. Verfahren gemäß Anspruch 11 oder Anspruch 12, weiterhin umfassend:
Bestimmen eines Neigungswinkels des Trägerteils (11) auf Grundlage des bestimmten Drehwinkels des Trägerteils (11) und der bestimmten Drehgeschwindigkeit und/oder der bestimmten Drehbeschleunigung, insbesondere auf Grundlage von fusionierten Sensordaten; und
Bestimmen des Neigungswinkels des Verteilergestänges (12) auf Grundlage des bestimmten Neigungswinkels des Trägerteils (11) und des bestimmten relativen Winkels. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei das Verfahren weiterhin umfasst: Integration von Sensordaten die der bestimmten Drehgeschwindigkeit und/oder der bestimmten Drehbeschleunigung entsprechen;
Sensordatenfusion von Sensordaten, die dem Drehwinkels des Trägerteils (11) entsprechen und den integrierten Sensordaten; und
Addition oder Subtraktion der fusionierten Sensordaten mit Sensordaten, die dem relativen Winkel zwischen dem Trägerteil (11) und dem Verteilergestänge (12) entsprechen. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei das das Verteilergestänge (12) einen Mittelrahmen (13), der drehfest mit dem landwirtschaftlichen Gerät (1), insbesondere dem Trägerteil (11), verbunden ist und zwei mit dem Mittelrahmen (13) verbundene seitliche Ausleger (12a, 12b) umfasst, wobei das Verfahren weiterhin umfasst:
Bestimmen eines relativen Winkels zwischen einem ersten der seitlichen Ausleger (12a, 12b) und dem Trägerteil (11);
Bestimmen eines relativen Winkels zwischen dem zweiten der seitlichen Ausleger (12a, 12b) und dem Trägerteil (11); und
Bestimmen eines Neigungswinkels des ersten Auslegers (12a, 12b) bezüglich einer Referenzebene (20a, 20b) und/oder eines Neigungswinkels des zweiten Auslegers (12a, 12b) bezüglich einer Referenzebene (20a, 20b) auf Grundlage des bestimmten Drehwinkels des Trägerteils (11), der bestimmten Drehgeschwindigkeit des Trägerteils (11) und der jeweiligen bestimmten relativen Winkel, und/oder
Bestimmen eines Neigungswinkels des ersten Auslegers (12a, 12b) bezüglich einer Referenzebene (20a, 20b) und/oder eines Neigungswinkels des zweiten Auslegers (12a, 12b) bezüglich einer Referenzebene (20a, 20b) auf Grundlage des bestimmten Drehwinkels des Trägerteils (11), der bestimmten Drehbeschleunigung des Trägerteils (11) und der jeweiligen bestimmten relativen Winkel. Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei der Neigungswinkel des ersten Auslegers (12a, 12b) bezüglich einer dritten Referenzebene bestimmt wird, wobei der Neigungswinkel des zweiten Auslegers (12a, 12b) bezüglich einer vierten Referenzebene bestimmt wird, und wobei die dritte und die vierte Referenzebene unterschiedliche Ebenen sind.
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