UA130247C2 - Автономна сільськогосподарська робоча машина та спосіб її експлуатації - Google Patents

Автономна сільськогосподарська робоча машина та спосіб її експлуатації

Info

Publication number
UA130247C2
UA130247C2 UAA202002534A UAA202002534A UA130247C2 UA 130247 C2 UA130247 C2 UA 130247C2 UA A202002534 A UAA202002534 A UA A202002534A UA A202002534 A UAA202002534 A UA A202002534A UA 130247 C2 UA130247 C2 UA 130247C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
working machine
current position
autonomous
agricultural working
machine
Prior art date
Application number
UAA202002534A
Other languages
English (en)
Inventor
Теодор ЛЕЕБ
Original Assignee
Хорш Лееб Апплікатіон Сістемс Гмбх
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 Хорш Лееб Апплікатіон Сістемс Гмбх filed Critical Хорш Лееб Апплікатіон Сістемс Гмбх
Publication of UA130247C2 publication Critical patent/UA130247C2/uk

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/20—Instruments for performing navigational calculations
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B79/00—Methods for working soil
    • A01B79/005—Precision agriculture
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0212—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B69/00—Steering of agricultural machines or implements; Guiding agricultural machines or implements on a desired track
    • A01B69/007—Steering or guiding of agricultural vehicles, e.g. steering of the tractor to keep the plough in the furrow
    • A01B69/008—Steering or guiding of agricultural vehicles, e.g. steering of the tractor to keep the plough in the furrow automatic
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/34—Route searching; Route guidance
    • G01C21/3407—Route searching; Route guidance specially adapted for specific applications
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/34—Route searching; Route guidance
    • G01C21/36—Input/output arrangements for on-board computers
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0257—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using a radar
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0276—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using signals provided by a source external to the vehicle
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0276—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using signals provided by a source external to the vehicle
    • G05D1/0278—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using signals provided by a source external to the vehicle using satellite positioning signals, e.g. GPS
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/20—Control system inputs
    • G05D1/24—Arrangements for determining position or orientation
    • G05D1/243—Means capturing signals occurring naturally from the environment, e.g. ambient optical, acoustic, gravitational or magnetic signals
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/20—Control system inputs
    • G05D1/24—Arrangements for determining position or orientation
    • G05D1/244—Arrangements for determining position or orientation using passive navigation aids external to the vehicle, e.g. markers, reflectors or magnetic means
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/20—Control system inputs
    • G05D1/24—Arrangements for determining position or orientation
    • G05D1/247—Arrangements for determining position or orientation using signals provided by artificial sources external to the vehicle, e.g. navigation beacons
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/20—Control system inputs
    • G05D1/24—Arrangements for determining position or orientation
    • G05D1/247—Arrangements for determining position or orientation using signals provided by artificial sources external to the vehicle, e.g. navigation beacons
    • G05D1/248—Arrangements for determining position or orientation using signals provided by artificial sources external to the vehicle, e.g. navigation beacons generated by satellites, e.g. GPS
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/20—Control system inputs
    • G05D1/24—Arrangements for determining position or orientation
    • G05D1/247—Arrangements for determining position or orientation using signals provided by artificial sources external to the vehicle, e.g. navigation beacons
    • G05D1/249—Arrangements for determining position or orientation using signals provided by artificial sources external to the vehicle, e.g. navigation beacons from positioning sensors located off-board the vehicle, e.g. from cameras
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/60—Intended control result
    • G05D1/646—Following a predefined trajectory, e.g. a line marked on the floor or a flight path
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D2105/00—Specific applications of the controlled vehicles
    • G05D2105/15—Specific applications of the controlled vehicles for harvesting, sowing or mowing in agriculture or forestry
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D2107/00—Specific environments of the controlled vehicles
    • G05D2107/20—Land use
    • G05D2107/21—Farming, e.g. fields, pastures or barns
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D2109/00—Types of controlled vehicles
    • G05D2109/10—Land vehicles
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D2111/00—Details of signals used for control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles
    • G05D2111/10—Optical signals
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D2111/00—Details of signals used for control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles
    • G05D2111/30—Radio signals
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D2111/00—Details of signals used for control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles
    • G05D2111/50—Internal signals, i.e. from sensors located in the vehicle, e.g. from compasses or angular sensors
    • G05D2111/54—Internal signals, i.e. from sensors located in the vehicle, e.g. from compasses or angular sensors for measuring the travel distances, e.g. by counting the revolutions of wheels
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D2111/00—Details of signals used for control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles
    • G05D2111/60—Combination of two or more signals
    • G05D2111/67—Sensor fusion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Guiding Agricultural Machines (AREA)

Abstract

Винахід належить, в тому числі, до способу експлуатації автономної сільськогосподарської машини (10). Перше поточне положення сільськогосподарської робочої машини (10) визначається за допомогою першого пристрою для визначення положення (18). Друге поточне положення сільськогосподарської робочої машини (10) визначається за допомогою другого пристрою для визначення положення (20). Визначається значення відхилення, яке належить до різниці між першим поточним положенням та другим поточним положенням. Робоча машина (10) працює автономно, залежно від встановленого значення відхилення.

Description

Винахід стосується автономної сільськогосподарської робочої машини та способу експлуатації автономної сільськогосподарської робочої машини.
Напівавтономні та повністю автономні транспортні засоби стають все більш поширеними у сільськогосподарському машинобудуванні. Такий транспортний засіб було зареєстровано, наприклад, у заявці на патент Німечини Мо 10 2018 108 024.
Такі автономні транспортні засоби повинні відповідати вимогам Директиви про машинобудування 2006/42/Еб, зокрема вимогам стандартів І5О 12100, І5О 13849 та ІБО 25119. Відповідно до цих стандартів, для функцій управління повинен бути визначений так званий рівень продуктивності (РП), а елементи управління повинні бути розроблені відповідно до нього. Це означає, що залежно від визначеного рівня продуктивності, архітектура управління та програмне забезпечення управління повинні бути розроблені відповідно до нього.
Виходячи з цього, надійна система розпізнавання пішоходів виявилася великою складністю.
Наприклад, сенсорні технології, відомі в автомобільній галузі можна використовувати лише в обмеженому обсязі. Однією з причин цього є різні стадії росту рослин. Наприклад, рослини кукурудзи можуть виростати до З метрів і більше. Крім того, сільськогосподарські машини (наприклад, польові обприскувачі, розкидачі добрив, сівалки) можуть мати велику робочу ширину: 24 метри, 30 метрів і більше. Сенсорна технологія, за допомогою якої, наприклад, людина, що лежить серед рослин висотою 3 метри, або рослин, які щільно ростуть, при робочій ширині до 36 метрів, може бути "надійно" розпізнана відповідно до Директиви про машинобудування, на даний момент технічно неможлива, або якщо й можлива, то буде надзвичайно складною і дорогою.
Ще один аспект, який важко реалізувати з точки зору техніки безпеки, стосується впровадження "віртуальної межі", всередині якої сільськогосподарська машина може рухатися. Це означає, що необхідно забезпечити, щоб робоча машина не залишала відповідну сільськогосподарську територію безконтрольно. Тут виникає відмінність, наприклад, від транспортних засобів, відомих в автомобільній галузі. Автомобілі та вантажівки спрямовані по дорогах, межі яких виділені, наприклад, направляючими, які легко розпізнати або виявити за допомогою датчиків. Це не відноситься або лише частково відноситься до великих сільськогосподарських територій, які можуть мати найрізноманітніші межі (наприклад, прилегати до автомобільної чи грунтової дороги або до інших культур тощо) та контури цих меж (наприклад, криві, прямі тощо). Надійний прилад для визначення геолокації може стати основою для безпечної навігації. 5 974 348 А розкриває автоматизовану систему та спосіб роботи. Один або кілька роботів з автоматичною навігацію можуть виконувати автоматизовані операції з точністю до шести ступенів рухомості на хвилястій, похилій або неоднорідній місцевості. Самохідний робот рухається по саду і виконує садові роботи за заздалегідь визначеним курсом за допомогою з'єднання та періодичного визначення його розташування та орієнтації. В зоні саду розташовано щонайменше сім навігаційних маяків. Кожен маяк випромінює в сад електромагнітні хвилі, щоб його міг розпізнати самохідний робот.
Навігаційний модуль визначає положення та орієнтацію робота в саду на основі даних відеокамери.
ЕР 1 266 552 ВІ розкриває пристрій для визначення положення сільськогосподарського транспортного засобу. Перший датчик положення генерує сигнал першого положення, який містить інформацію про поточне положення робочого транспортного засобу і генерується за допомогою супутникового сигналу. Другий датчик положення генерує сигнал другого положення, який містить інформацію про поточне положення робочого транспортного засобу і створюється локальним, другим датчиком положення, приєднаним до робочого транспортного засобу. Аналітичний пристрій отримує перший сигнал положення та другий сигнал положення та розпочинає обчислення відповідного положення робочого транспортного засобу. Аналітичний пристрій отримує інформацію про якість обох сигналів положення, і при обчисленні поточної позиції робочого транспортного засобу оцінює перший сигнал положення та другий сигнал положення відповідно до їх якості.
Пристрої для визначення положення, відомі з рівня техніки, іноді можуть відхилятися від фактичного положення на відстань від декількох сантиметрів до одного метра або більше. Це може призвести до того, що робоча машина буде направлена впродовж заданої смуги із певним зміщенням.
Крім того, може статися, що зв'язок між блоком управління та пристроєм визначення положення перерветься, що, в свою чергу, може призвести до ситуацій, критичних для безпеки. Це може бути особливо критичним, якщо машину потрібно пересувати поруч із дорогою.
Винахід засновано на задачі запропонувати альтернативну та/або вдосконалену технологію експлуатації автономної сільськогосподарської робочої машини.
Задача вирішується особливостями незалежного пункта формули винаходу. Переважні вдосконалення вказані в залежних пунктах формули винаходу та описані в матеріалах заявки.
Винахід пропонує спосіб управління (наприклад, частково або повністю) автономною сільськогосподарською робочою машиною. Спосіб передбачає визначення (наприклад, реєстрацію) першого поточного положення сільськогосподарської робочої машини за допомогою пристрою визначення першого положення. Спосіб передбачає визначення (наприклад, реєстрацію) другого поточного положення сільськогосподарської робочої машини за допомогою пристрою визначення другого положення. Метод включає в себе визначення значення відхилення, яке розраховується на основі різниці (наприклад, віддаленості, відстані тощо) між першим поточним положенням і другим поточним положенням. Метод передбачає автономну експлуатацію автономної сільськогосподарської робочої машини залежно від визначеного значення відхилення.
Порівнюючи два поточні положення, визначені незалежно одне від одного, можна зменшити ризик виникнення критичих для безпеки ситуацій, спричинених неправильним визначенням положення.
Якщо обидва положення, визначені незалежно одне від одного, схожі між собою, можна з великою часткою ймовірності вважати, що робоча машина фактично знаходиться в області першого і другого поточних положень. Крім того, обробка (рослин або грунту) робочою машиною може бути покращена, оскільки бажану обробку можна проводити з більшою впевненістю у більш точному положенні.
В одному прикладі реалізації визначення першого поточного положення та визначення другого поточного положення здійснюються одночасно або в заздалегідь заданому часовому інтервалі. Це збільшує порівнянність позицій. Часовий інтервал (наприклад, до 1 с, 0,1 с або 0,01 с) може бути настільки малим, що відповідних відмінностей у положенні через відхилення часу вимірювань не буде.
Використання часового інтервалу може підвищити практичну придатність, оскільки визначення першого та другого поточних положень рівно в один і той же момент часу можна реалізувати лише з великим зусиллям. Порівняння часу у зв'язку з визначенням поточних позицій може виконуватися, наприклад, шляхом автоматичного генерування часових позначок, які присвоюються поточним положенням.
У ще одному прикладі реалізації визначення першого поточного положення та визначення другого поточного положення здійснюються в різний час. Перше поточне положення або друге поточне положення перераховуються в загальну часову базу, бажано з урахуванням швидкості руху та/або напрямку руху автономної сільськогосподарської робочої машини. Вплив зміни положення робочої машини через різницю в часі при визначенні першого і другого поточного положення може бути компенсований або принаймні зменшений. Наприклад може бути здійснена інтерполяція щодо першого чи другого поточного положення із врахуванням швидкості руху та/"або напрямку руху автономної сільськогосподарської робочої машини.
У ще одному прикладі виконання пристрій визначення першого положення сконструйовано окремо та/або незалежно від другого пристрою визначення положення. Наприклад, пристрої визначення положення можуть використовувати різні принципи фізичного вимірювання. Таким чином можна гарантувати, що обидва пристрої визначення положення не припустять однакову помилку, якої б не було помітно при порівнянні.
У ще одному прикладі виконання пристрій визначення першого положення та/або пристрій визначення другого положення вбудовано в автономну сільськогосподарську робочу машину.
В одному варіанті виконання керування автономною сільськогосподарською робочою машиною включає зупинку, виведення з експлуатації, перехід у безпечний стан, припинення обробки, зменшення поточної швидкості руху талабо зменшення максимально дозволеної швидкості руху автономної сільськогосподарської робочої машини, якщо вимірене відхилення перевищує попередньо встановлене, бажано змінюване та/або багатоступеневе граничне значення. Таким чином можна реагувати на занадто великі відхилення між поточними положеннями, щоб запобігти небезпечним ситуаціям, спричиненим неправильним визначенням позиції.
В іншому варіанті виконання керування автономної сільськогосподарської робочої машини включає в себе продовження руху, продовження обробки, функціонування відповідно до попереднього планування (наприклад, запланованого перед експлуатацією робочої машини, наприклад, з використанням інструменту планування смуги руху), підвищення або підтримання поточної швидкості руху та/або підвищення або підтримання максимально допустимої швидкості руху автономної сільськогосподарської робочої машини, якщо визначене значення відхилення опускається нижче попередньо встановленого, бажано змінюваного та/або багатоступеневого, граничного значення.
Таким чином, робоча машина може працювати автономно, як було бажано і заплановано, лише при невеликих (допустимих) відхиленнях між першим та другим поточним положеннями.
У наступному варіанті виконання граничне значення залежить від поточної швидкості руху автономної сільськогосподарської роботи. Бажано, щоб граничне значення збільшувалося при збільшенні поточної швидкості руху та/"або зменшенні поточної швидкості руху. Таким чином, при більш високих швидкостях руху, при яких небезпечні ситуації можуть відбуватися швидше, може бути встановлений нижчий поріг допуску для допустимих відхилень між визначеними положеннями. Це може значно знизити ризик виникнення небезпечних ситуацій.
У наступному варіанті виконання граничне значення залежить від положення, бажано - від першого поточного положення та/або другого поточного положення. Бажано, щоб граничне значення зменшувалося, коли перше поточне положення та/або друге поточне положення знаходяться в межах заздалегідь визначеної просторової, переважно нерухомої або небезпечної зони, що змінюється (наприклад, на дорозі, шляху, схилі, воді, межі поля, межі власності, поруч з будівлею, вітрогенератором, сонячною установкою, опорою лінії електропередач, іншим транспортним засобом,
людиною, твариною тощо), або коли автономна сільськогосподарська робоча машина наближається до зазначеної просторової небезпечної зони. Як альтернативний або додатковий варіант, граничне значення може збільшуватися, якщо перше поточне положення та/або друге поточне положення знаходиться за межами заздалегідь визначеної просторової, переважно нерухомої або небезпечної зони, що змінюється (наприклад, на дорозі, шляху, схилі, воді, межі поля, власності, поруч з будівлею, вітрогенератором, сонячною установкою, опорою лінії електропередач, іншим транспортним засобом, людиною, твариною тощо), або коли автономна сільськогосподарська робоча машина віддаляється від визначеної просторової небезпечної зони. Це може зменшити ризик виникнення небезпечних ситуацій у зазначених просторових небезпечних зонах через відхилення між першим поточним положенням та другим поточним положенням.
В одному варіанті реалізації перший пристрій для визначення положення є супутниковим пристроєм визначення положення (або частиною супутникової системи визначення глобальної позиції), а другий пристрій визначення положення - пристрій локального визначення положення (або частина локальної системи визначення положення). Як альтернативний варіант, пристрій для визначення першого положення та пристрій для визначення другого положення можуть бути локальними пристроями визначення положення. Як інший альтернативний варіант, пристрій для визначення першого положення та пристрій для визначення другого положення, обидва, можуть бути пристроями визначення положення на супутниковій основі.
У вдосконаленому варіанті пристрій локального визначення положення має систему датчиків розпізнавання навколишнього середовища автономної сільськогосподарської робочої машини.
Бажано, щоб система датчиків розпізнавання навколишнього середовища мала радіолокаційний пристрій, пристрій лазерного сканування, оптичний локатор, камеру та/або безпілотний літальний апарат.
В одному варіанті виконання локальний пристрій для визначення положення призначений для визначення або реєстрації відстані та/або кутового положення між (наприклад, заздалегідь визначеним положенням або віссю (наприклад, поздовжньою віссю або поперечною віссю)) автономної сільськогосподарської робочої машини і щонайменше одним (наприклад, 1, 2 або більше) попередньо заданим або розташованим у заздалегідь заданій позиції ориєнтиром, бажано, для визначення поточного положення автономної сільськогосподарської машини.
В іншому варіанті виконання мінімум один орієнтир є хоча б частково штучним та, бажано, позначає стовб, будівлю, вітрогенератор, опору лінії електропередач, дорогу, інший транспортний засіб, сонячну установку та/або межу поля. Як альтернативний або додатковий варіант, щонайменше один орієнтир є хоча б частково природним та, бажано, позначає скельне утворення, рослинне утворення, форму місцевості та/або водойму.
В одному варіанті виконання мінімум один орієнтир є стаціонарним або мобільним.
Наприклад, щонайменше два орієнтири, наприклад стовпи, можуть бути розташовані на рухомому транспортному засобі, наприклад причепі.
В іншому прикладі реалізації принаймні один орієнтир має маркування, бажано, для алгоритму обробки зображень камерою та/або відбивачем або джерела сигналу, бажано, для реєстрації датчиком розпізнавання навколишнього середовища. Таким чином, система датчиків розпізнавання навколишнього середовища може покращити виявлення та/або ідентифікацію орієнтирів.
В одному варіанті здійснення система датчиків розпізнавання навколишнього середовища має радіолокаційний пристрій, за допомогою якого визначається відстань та/або кутове положення між автономною сільськогосподарською робочою машиною та щонайменше одним орієнтиром, бажано, стовпом, і таким чином визначається перше або друге поточне положення. Бажано, щоб радар мав круговий радіолокаційний датчик, що має всебічний характер. Як альтернативний або додатковий варіант, радіолокаційний пристрій може мати, наприклад, радіолокаційний датчик на кожній з двох поздовжніх зовнішніх сторін автономної сільськогосподарської робочої машини. Бажано використовувати радіолокаційний пристрій, оскільки він нечутливий до погоди і, відповідно, має велику дальність дії, так що навіть при великих орних площах може бути достатньо кількох орієнтирів.
В прикладі виконання локальний пристрій визначення положення має одометричний пристрій (наприклад, датчик(и) обертання коліс) для визначення відстані, пройденої робочою машиною, та/або інерційний вимірювальний пристрій (наприклад, гіроскоп(и) та/"або датчик(и) прискорення, та/або датчик(и) швидкості для визначення швидкості, прискорення, кочення, нахилу та/або відхилу від курса робочої машини. Цей пристрій визначення локального положення може використовуватися, наприклад, для виявлення першого поточного положення або другого поточного положення, наприклад на основі раніше визначеної позиції, встановленої за допомогою іншого пристрою для визначення положення.
Можливо також використовувати одометричний прилад та/або інерційний вимірювальний прилад для визначення (тривалого або з зупинками) напрямку руху. Якщо в цьому випадку робоча машина, наприклад, короткий час не отримує сигнал позиціонування від іншого локального пристрою визначення положення (якщо він присутній) та/або супутникового пристрою позиціонування (якщо він присутній), то робоча машина, якщо це бажано, зможе продовжувати в попередньому напрямку руху.
В одному варіанті реалізації автономна сільськогосподарська робоча машина призначена для автономного руху в заздалегідь визначеній просторовій робочій зоні по заздалегідь визначеній траєкторії руху, яка, бажано, має багато паралельних доріжок або колій, бажано, з максимально допустимою швидкістю руху та/або, бажано, з виконанням однієї з призначених автономній машині задач з обробки землі або рослин на заздалегідь визначених позиціях впродовж траєкторії руху.
Робоча зона та траєкторія руху можуть бути, наприклад, перед початком роботи призначені робочій машині комп'ютером за допомогою інструменту планування траєкторій та зберігатися у блоці управління робочої машини.
Винахід також належить до автономної сільськогосподарської робочої машини, яка має пристрій для визначення першого положення та пристрій для визначення другого положення. Робоча машина також має блок управління, призначений для здійснення способу, описаного в цій заявці. Робоча машина дозволяє дося!їти тих самих переваг, що вже описані для методу.
Бажано, щоб "блок управління" позначав електронну систему управління (наприклад, мікропроцесори) та пристрій зберігання даних), яка, залежно від конструкції, може виконувати задачі управління та/або задачі регулювання. В тому випадку, якщо тут використовується термін "управління", він також може позначати "регулювання" або "управління із зворотним зв'язком" у відповідних випадках.
Відповідно до ще одного аспекту винаходу, блок управління може визначати довгострокову орієнтацію робочої машини на орній площині на основі безперервного виявлення положення робочої машини за допомогою двох пристроїв, що визначають положення, при цьому бажано забезпечити, щоб блок управління здійснював порівняння між визначеною довгостроковою орієнтацією робочої машини і траєкторією руху, заданою за допомогою інструмента планування траєкторії руху, щоб визначити, чи точно виконується заданий маршрут.
Бажані варіанти здійснення та ознаки винаходу, описані вище, можуть комбінуватися один з одним за бажанням. Подальші деталі та переваги винаходу описані нижче з посиланням на додані фігурах.
На фігурах показано наступне: фіг. 1: схематичний вигляд збоку автономної машини для сільськогосподарських робіт; фіг. 2: схематичний вигляд плану сільськогосподарської корисної площі, на якій працює автономна сільськогосподарська робоча машина; фіг. 3: схематичний план іншої сільськогосподарської корисної площі, на якій працює автономна сільськогосподарська робоча машина; фіг. 4: схематичне зображення роботи автономної сільськогосподарської робочої машини; фіг. 5: схематичне зображення зверху роботи автономної сільськогосподарської робочої машини згідно з фіг. 4; фіг. 6: схематичне зображення роботи автономної сільськогосподарської робочої машини; фіг. 7: схематичне зображення зверху роботи автономної сільськогосподарської робочої машини згідно з фіг. б; та фіг. 8: приклад втілення методу експлуатації сільськогосподарської робочої машини згідно з цим розкриттям винаходу.
Варіанти втілення, показані на фігурах, співпадають принаймні частково, тому подібні або однакові частини мають однакові позначення, для пояснення яких також робиться посилання на опис інших варіантів здійснення або малюнків, щоб уникнути повторень.
На фігурі 1 показана автономна сільськогосподарська робоча машина 10 у вигляді самохідного автономного польового обприскувача. Польовий обприскувач може використовувати рідкі засоби, наприклад добрива, засоби захисту рослин тощо, розбризкуючи їх за допомогою пристрою для обробки (робочого пристрою) 12 у формі розподільної штанги (розпилювальної штанги) на сільськогосподарській території.
Можливе виконання робочої машини 10 не в формі самохідної машини, а, наприклад, у вигляді відомої машини, яка пересувається за допомогою, наприклад, трактора, який, в бажаному варіанті, її тягне. Можливо також, щоб робоча машина 10 має альтернативний або додатковий пристрій 12 для обробки грунту та/або рослин.
Наприклад, робоча машина 10 альтернативно може бути сконструйована як розкидач добрив або сівалка. Згідно з альтернативним варіантом втілення, робоча машина 10 також може бути машиною для обробки грунту та/або для сівби і може бути обладнана, наприклад, пристроєм 12 для обробки грунту та/або для посіву сільськогосподарського насіння, внесення добрив тощо. Робоча машина 10 також може бути автономним транспортним засобом, на якому, в свою чергу, можуть кріпитися інструменти для обробки грунту, сошники або розпилювачі та інше. Робоча машина 10 також може бути транспортним засобом, що використовується як тягач в сільскому господарстві (наприклад, трактором), або мати такий транспортний засіб. Машина для обробки грунту та/або для сівби або для розподілу засобів захисту рослин може, в свою чергу, бути вбудована до буксирувального транспортного засобу або прикріплена до нього, щоб здійснювати рух через поле. Робоча машина 10 також може бути машиною для збирання врожаю, як, наприклад, польовий подрібнювач або комбайн тощо. Загалом, робоча машина 10, таким чином, може бути будь-якою робочою машиною, яка використовується в сільському господарстві.
Робочою машиною 10 також можна керувати вручну, наприклад, за допомогою дистанційного управління та/або за допомогою пульта управління, передбаченого на робочій машині 10. Введені вручну команди можуть мати пріоритет над автономно створеними командами. Прикладом такої ручної команди, наприклад, може бути аварійна зупинка.
Робоча машина 10 має блок управління 14. Блок управління 14 може автономно керувати робочою машиною 10 в попередньо заданій просторовій робочій зоні на попередньо визначеній траєкторії руху, яка, бажано, має багато паралельних доріжок або колій.
Для наочного пояснення на малюнках 2 і З показаний приклад траєкторії руху В в заздалегідь визначеній просторовій робочій зоні А. Робоча зона А - це придатна для сільського господарства територія або рілля, наприклад, зона для вирощування зернових. Робоча зона А обмежена зовнішньою (польовою) межею 0.
Траєкторія руху В задається, наприклад, за допомогою інструменту планування траєкторії перед початком роботи. Тоді під час роботи робоча машина 10 рухається по заданій траєкторії руху В.
Траєкторію руху В можна запланувати таким чином, щоб задати оптимальну колію для робочої машини 10, наприклад, доцільно вказати, в якому порядку потрібно проїхати робочу зону А. При такому плануванні траєкторії, наприклад, можна врахувати перешкоди при завданні траєкторії руху В.
Траєкторія руху В також може бути заздалегідь задана таким чином, щоб запобігти подвійному перетинанню окремих ділянок робочої зони А, принаймні значною мірою. Такі інструменти планування смуги руху можуть базуватися, наприклад, на техніці, відомій як "контрольований рух техніки по полю (СТРУ.
Окрім траєкторії руху В, можна також, наприклад, задати швидкість руху, з якою робочий транспортний засіб 10 може або повинен автономно рухатися в певній точці робочої зони А. Також можна визначити, наприклад, де (положення) та/або як (наприклад, інтенсивність) відповідний пристрій для обробки 12 повинен використовуватися на траєкторії руху В (наприклад, розподілення матеріалу для розподілення, збирання врожаю тощо).
Можливо, щоб для забезпечення робочої машини 10 енергією (наприклад, електричною енергією або паливом) та/або забезпечення пристрою для обробки 12 був передбачений транспортний засіб забезпечення 16. Транспортний засіб забезпечення 16 може, наприклад, постачати речовини, що мають бути розподілені в рідкій та/або твердій формі (зокрема, у вигляді гранул). При бажанні робоча машина 10 може пересуватись незалежно від транспортного засобу забезпечення 16 (див. мал. 2).
Робоча машина 10 може рухатись до транспортного засобу забезпечення 16 з тією ж швидкістю руху, що і під час роботи в робочій зоні А, або з іншою швидкістю. Пристрій для обробки може бути переміщений у транспортне положення для руху до транспортного засобу забезпечення 16, наприклад, бути складеним. Як альтернативний або додатковий варіант транспортний засіб забезпечення 16, може (повністю або частково) автономно наближатися до робочої машини 10.
Наприклад, водієві транспортного засобу забезпечення 16 може бути показана позиція забезпечення, в якій необхідно зустрітися з робочою машиною 10.
Можливо, щоб, наприклад, положення, в якому процес роботи робочої машини 10 переривається, під час експлуатації зберігався за допомогою блока управління 14. Після забезпечення за допомогою транспортного засобу забезпечення 16, робоча машина 10 може знову переміститися в це положення і продовжити свій шлях по траєкторії руху В. Маршрути, які використовуються з цією метою, не повинні бути ідентичними.
Також можливо, щоб робоча машина 10 мала систему контролю залишкової кількості. Іншими словами, може бути передбачено, щоб робоча машина 10 мала, наприклад, датчики контроля рівня (наприклад, систему зважування, систему поточної витрати тощо), за допомогою яких можна визначити, наприклад, скільки матеріалу для розподілення все ще наявне у робочій машині 10. Блок управління тепер може визначити, наскільки ще вистачить матеріалу для розподілення, тобто, який маршрут ще можна покрити. На основі цієї оцінки робочою машиною 10 потім можна керувати, наприклад, таким чином, щоб обробити маршрут або ділянку маршруту, для якої кількість матеріалу для розподілення ще є достатньою, або перемістити робочу машину 10 безпосередньо до транспортного засобу постачання 16, не починаючи обробку наступної ділянки.
Описаний спосіб забезпечення робочої машини 10 за допомогою транспортного засобу забезпечення 16 аналогічно може використовуватися і для сервісних робіт. Наприклад, у разі проведення технічного обслуговування на робочій машині 10 може бути визначений оптимальний шлях руху до стаціонарного або мобільного "сервісного пункту", наприклад, від блока управління 14.
Те ж саме стосується і несправностей на робочій машині 10. У разі виникнення несправностей блок управління 14 може, в свою чергу, оцінювати, чи може робоча машина 10 переміститися до "сервісного пункту", чи ні.
Ми знову посилаємося на фіг. 1. Для навігації по заданій траєкторії руху В робоча машина 10 має пристрій визначення першого положення 18 та пристрій визначення другого положення 20. Пристрої 18 ії 20 для визначення положення призначені для незалежного визначення поточного положення робочої машини 10. Пристрої моложеня 18, 20 можуть бути виконані як на супутниковій основі (глобальні), так і як локальні пристрої позиціонування. Бажано, щоб перший пристрій визначення положення був супутниковим пристроєм визначення положення, а другий пристрій визначення положення - локальним.
Пристроєм для визначення положення на основі супутника може бути, наприклад, пристрій СР5- позиціонування, пристрій позиціонування Саїйео, пристрій позиціонування Сіопаз5 або пристрій позиціонування Веїдои.
Локальний пристрій визначення положення може мати систему датчиків розпізнавання навколишнього середовища 22. Система датчиків розпізнавання навколишнього середовища 22 може мати радіолокаційний пристрій, пристрій лазерного сканування, оптичний локатор та/або камеру.
Наприклад, може бути передбачений круговий радіолокаційний пристрій (наприклад, на верхній стороні робочої машини 10) або декілька радіолокаційних датчиків з різних сторін робочої машини 10.
Система датчиків розпізнавання навколишнього середовища 22 може доцільно мати декілька сенсорних пристроїв, заснованих на різних принципах фізичного вимірювання. Алгоритми розпізнавання зображень можуть також застосовуватися до даних системи датчиків розпізнавання навколишнього середовища 22 з метою ідентифікації, наприклад, відомих структур (наприклад, орієнтирів) у записах.
Можливо, щоб система датчиків розпізнавання навколишнього середовища 22 мала безпілотний літальний апарат (дрон) для спостереження за оточенням робочої машини 10 відносно ориєнтирів та/або умов навколишнього середовища. Безпілотний літальний апарат може бути пов'язаний з блоком управління 14 та, наприклад, бути обладнаний радіолокаційним апаратом, оптичним датчиком та/або камерою.
Система датчиків розпізнавання навколишнього середовища 22 може бути доцільно використана для розпізнавання заздалегідь визначених орієнтирів 24 навколо робочої машини 10. Кожен з орієнтирів 24 може мати попередньо визначене, відоме положення. Орієнтири 24 розташовані так, щоб було відомо їх точне положення відносно робочої області А. Зокрема, положення можна виміряти один раз за допомогою супутників. Положення може бути введене вручну. Однак також можливо, щоб орієнтири 24 автоматично реєстрували своє точне положення.
Поточне положення робочої машини 10 можна визначити на основі відомих положень виявлених орієнтирів 24. Наприклад, можна визначити відстані до орієнтирів 24 та/або кутове положення відносно орієнтирів 24. На малюнках 4 і 5 показаний приклад того, як стаціонарні стовпи або палі можна використовувати як орієнтири 24. Стовби можуть розташовуватися, наприклад, на зовнішніх межах робочої зони А. Однак стовби або орієнтири 24 також можуть бути розміщені принаймні частково всередині або ззовні робочої зони А. Висоту, розмір та кількість стовпів або орієнтирів 24 можна пристосувати до робочої зони А (розмір, форма, нерівності, різновід рослин тощо).
На фігурах 6 і 7 показаний приклад того, як можна використовувати мобільні стовпи як ориєнтири 24. Наприклад, стовпи можуть розміщуватися на мобільному транспортному засобі (наприклад, причепі). Поточне положення стовпів або орієнтирів 24 спочатку визначається, наприклад, після припаркування мобільного транспортного засобу, і зберігається в блоці управління 14 робочої машини 10.
Орієнтири 24 можуть бути позначені певним маркуванням, щоб орієнтири 24 могли бути однозначно ідентифіковані, наприклад, при використанні алгоритму розпізнавання зображень.
Орієнтири 24 можуть також мати відбивач або джерело сигналу (наприклад, джерело світла), що полегшує або в принципі дозволяє виявляти їх за допомогою системи датчиків розпізнавання навколишнього середовища 22.
Орієнтири 24 можуть бути принаймні частково штучними, як описані стовпи. Можливо також використовувати будівлю, вітрогенератор, опору лінії електропередач, інший транспортний засіб, дорогу, сонячну установку чи межу поля тощо, як орієнтир 24 з відомим, попередньо визначеним положенням. Окрім штучних орієнтирів 24, також можуть використовуватися природні орієнтири.
Наприклад, скельні утворення, рослинні утворення, деформації рельєфу, водойми тощо можуть бути використані в якості орієнтирів 24 з відомим, попередньо визначеним положенням.
Можливо також, щоб, наприклад, був передбачений додатковий або альтернативний локальний пристрій визначення положення для визначення поточного положення робочої машини 10. Робоча машина 10 може мати одометричний пристрій та/або інерційний пристрій для вимірювання в якості локального пристрою визначення положення. Одометричний пристрій може визначати відстань, пройдену робочою машиною 10, наприклад за допомогою датчиків обертання коліс. Інерційний вимірювальний прилад може визначати швидкість, прискорення, кочення, коливання кузова та/або відхил від траєкторії робочої машини 10, наприклад. за допомогою відповідних гіроскопів, датчиків швидкості та датчиків прискорення. Дані одометричного пристрою та/або інерційного вимірювального пристрою можуть використовуватися для відстеження шляху робочої машини 10, починаючи з відомого положення, і, таким чином, реєстрації поточного положення робочої машини.
Відповідно до винаходу, доцільно, щоб робоча машина 10 могла працювати щонайменше у двох режимах роботи: режимі ручного управління та автономному режимі роботи. В режимі ручного управління команди для руху та операцій робочої машини віддає оператор відповідно до параметрів ручного управління, наприклад, за допомогою пульта дистанційного керування. В автономному режимі роботи робоча машина 10 управляється (частково або повністю) блоком управління 14, зокрема на основі заданих значень, визначених за допомогою інструмента планування траєкторії руху. Активація автономного режиму роботи може бути пов'язана з певними умовами: наприклад, відсутність перешкод навколо робочої машини 10, достатня зона огляду системи датчиків розпізнавання навколишнього середовища 22 для бажаної швидкості руху та/або достатня точність встановлення поточного положення робочої машини 10.
На фігурі 8 показаний зразок послідовності стадій автономної експлуатації робочої машини 10.
Процес може здійснюватися, наприклад, за допомогою блоку управління 14. Для цього блок управління 14 може приймати дані від пристроїв визначення першого і другого положень 18 і 20.
На етапі 510 перше поточне положення робочої машини 10 можна визначити, використовуючи перший пристрій визначення положення 18.
На етапі 512 друге поточне положення робочої машини 10 можна визначити, використовуючи перший пристрій визначення положення 20. Друге поточне положення визначається незалежно від першого поточного положення.
Бажано, щоб перше та друге поточне положення визначалися одночасно. Однак можливо також визначати перше та друге поточні положення в різний час. При відомих швидкості руху та напрямку руху робочої машини 10, перше та друге поточне положення можуть бути перераховані в загальну (одночасну) базу часу, наприклад, за допомогою інтерполяції.
Можливо, щоб перше поточне положення і друге поточне положення відносилися до різних систем координат, наприклад, глобальної системи координат та локальної системи координат робочої машини 10. Для забезпечення порівнянності позицій, відповідно, може бути здійснене відповідне перетворення координат стосовно першого поточного положення або другого поточного положення.
На етапі 514 може бути розраховане значення відхилення між першим поточним положенням і другим поточним положенням. Значення відхилення може представляти собою відстань між положеннями у напрямку х, у та/л"або 7. Значення відхилення може включати в себе відхилення орієнтації або кутове відхилення відносно осі х, у та/або 7. Значення відхилення вказує наскільки сильно відрізняється перше поточне положення від другого поточного положення. Залежно від величини відхилення, робочий апарат 10 може автономно керуватися блоком управління 14.
Наприклад, на етапі 516 значення відхилення може бути порівняне з заздалегідь визначеним граничним значенням для того, щоб визначити, яким чином робоча машина 10 повинна продовжувати працювати автономно. Якщо значення відхилення перевищує граничне значення (7), процес можна продовжити етапом 518. Якщо значення відхилення опускається нижче граничного значення (-), процесс можна продовжити етапом 520.
На етапі 518, тобто якщо відхилення між першим і другим поточним положенням занадто велике, в автономну роботу робочої машини 10 можуть бути внесені різноманітні зміни. Наприклад, робоча машина 10 може автономно зупинятися, вимикатися або переводитися в безпечний режим, наприклад, додатково зупиняючи обробку за допомогою пристрою для обробки 12. Можливо також, щоб, наприклад, зменшувалася поточна або максимально допустима швидкість руху робочої машини 10. Після цього процес може бути закінчений. Як альтернативний варіант, процесс може бути запущено спочатку з етапів 510 і 512, якщо, наприклад, бажано також здійснити автономний перезапуск робочої машини 10.
На етапі 520, тобто, якщо відхилення між першим та другим поточним положенням невелике або взагалі відсутнє, поточна експлуатація робочої машини 10 може, зокрема, продовжуватися. Робоча машина 10 може продовжувати рух та/(або операцію, як було спочатку заплановано за допомогою інструмента планування траєкторії руху. Можливо також, щоб поточна або максимально допустима швидкість руху робочої машини 10 підтримувалася або навіть збільшувалася. Після цього процесс може бути запущено спочатку з єтапів 510 і 512.
Наприклад, для переміщення робочої машини 10 по траєкторії руху В, середньозважене значення може бути визначене на основі встановлених першого та другого поточних положень. Значення можуть бути статичними або динамічними (наприклад, в залежності від інформації про якість відповідних сигналів положення).
Граничне значення може бути багаторівневим. Наприклад, для декількох можливих автономних дій робочої машини 10 можуть бути передбачені кілька відповідних рівнів граничного значення.
Наприклад, може бути встановлений порівняно великий рівень граничного значення, при перевищенні якого робоча машина 10 буде відключена автономно. Можна встановити рівень граничного значення, нижчий порівняно з попереднім, при перевищенні якого відбувається (тільки) автономне зниження швидкості руху робочої машини 10 доти, поки не буде перевищено вказаний раніше відносно великий рівень граничного значення.
Граничне значення може змінюватися. Наприклад, граничне значення може залежати від поточної швидкості руху робочої машини 10. Якщо швидкість руху збільшується і відповідно збільшується ризик аварії, граничне значення може зменшитися. Однак, якщо швидкість руху зменшується і, відповідно, зменшується ризик аварії, граничне значення може зростати. Як альтернативний або додатковий варіант, граничне значення також може залежати від положення. Наприклад, граничне значення може зменшуватися, якщо (наприклад, перше та/або друге) поточне положення вказує на те, що робоча машина 10 знаходиться в попередньо заданій просторовій небезпечній зоні в межах робочої зони А або поза нею. Наприклад, робоча машина 10 може проїжджати біля дороги, схилу, будівлі чи людини.
З іншого боку, граничне значення може збільшуватися, якщо поточне положення знаходиться за межами заздалегідь визначеної просторової небезпечної зони або робоча машина 10 віддаляється від попередньо визначеної просторової небезпечної зони.
Винахід не обмежується бажаними прикладами здійснення, описаними вище. Напроти, можлива велика кількість варіантів і модифікацій, які також використовують винахідницьку ідею і тому підпадають під сферу захисту. Зокрема, винахід також вимагає захисту предмета та ознак підпунктів, незалежно від того, про які пункти патентної заявки йденться. Зокрема, індивідуальні особливості незалежної формули 1 розкриваються незалежно одна від одної. Крім того, ознаки підпунктів також розкриваються незалежно від усіх ознак незалежної формули 1.
Перелік умовних позначень - автономна сільскогосподарська робоча машина 12 - пристрій для обробки 14 - блок управління 16 - транспортний засіб забезпечення 18 - перший пристрій визначення положення - другий пристрій визначення положення 22 - система датчиків розпізнавання навколишнього середовища 24 - орієнтир
А - робоча зона
В - траєкторія руху о - межа 510-520 - етапи процессу то
Ох - 82
ІВ», ШИ як
І ЕЕ й що
У т З я й 7 У Ж я Я хо не і Ух ери я
Фіг. 1 ох ас У 1 С -- і х : 5. тн, м х х : Кол М м ми М мм м м ту ме у мх сю Ем : : ; : Ї х і т. ГУ У 7 : : ї у І : : : ох Н з : : : у : ї ф : : х : : : : : : : : : : х : А : : не ї І : Н І : т 7 т : : . : : : : : : : : : : ! ї : : ! : : сш шкі : : : ї у : : Н : : - я : ї : : у : : : : : їх : : : : : : : і : : З один п : ї : : : : : : З тд : , : : : : : : : у : : : : : і : : : Нй 2: : : .: у І : : І : з Х: : : 4 : : : з : : : кеш : : 7 Н : ї у : : тн 7 : : ; : : т Б ж : : 7 : : : : : : Її ним». К- : : : : : : ; : : ї щи ; : : : : : : : : : 3 Кен : : : : : : : й : : То осееудуемаю ої : : : : : : ! : : і ХА і : : 7 : : : -ї : : х ТЗ : : : : : : : : : х мо 7 : : : ї : : : : хо Кох Є : : : ї : : : : : т В є : : : т : ще | | | | | ще с : і : : : : : : : :
Ко : : : : : : : : : . : 1 в х : " у І : Н І : І й :
Е : ї у І : Н І : І : : х : ; : : : : : : : : : 1 : " у І : Н І : і т : т : : у : : Н : : ж : :
Де ИН ї : ї ї З : : : : У
Зх . 7 х є ». 4 К. Еш:
МКУ осмос ему тт Мити тенти ї
Фіг. 2
У КО ї ! й х я им с : ин нн а а а : : є я х - ї : : х ї х ї у : : 4 : ї : : ї 1 : СУ : ї : : :
Н ї Н ї : І : їх і : і : : : ; і : : ї : : ! У : ї : ї : : Н ї і : і : і : ; І ї в : ї : ї : ! ! 1 оч Ж у : Ї : : ! ! х Ко 1 ЩА ї : 7 : ї Н : : я у : ї : ї : ! і ї і : ї : ї : : х чи 2 : 7 : ї : : т К. скж ве чу : з : ї : : :х : я ТЯ : ї : ї : і шк ї КК Е Зк : І : ї : І У і З КК її ! ї ! : Кк ви : ; : ї Н : : З т Й В і : і : : З ТЕ М, х як ! У : ї ! Я | й Ко м, : ї Н ї : І : я КУ У : " : ї : : : як «є « і : і : і : : Бо У : ї : ї : : : : в Я 5 : : : ї : : : : вх ч - рої ! : ! : : : х а : 7 : ї : 1 у : 1 : , : . : ї : : : : ї : : : ї : ї : і : : ї : І : : : ї : : : : ї : : ї : ї : Я ї : Ж : : ї : ї : : : : ї : : : ї : ї : і : : ї : І : ї : ї Н : : : ї : І 1 В й : т : ї Н : : : ї : 3 ря : 7 : ї : : : : ї : " ї у : 1 : ї : : : : ї : і . : : : ї : : : : ї : з ї : ї : ї : : : : : : , і : ; : ї : : : : ї : х : 7 : ї : Я ї : ї : дено ї х ї х у : : 7 І і
Вп: ІЗ Б Я г я я я х :
БУ рони нт тт нн от нти уиттттттт ктнтттння : !
З ях у, : ; х т. щі х ша ВЛ КЛ ЛК ВЛ ВЛ ЛВ :
І :
Фіг. З
Ж в
А. у 0-20 я й. й : - й Її 4 ; «и | і ш. « і Мо аа но і нефрит о ; беж ох. дп вівця, У
Фіг. 4 -84
Ат а " ж и ' і !
Ян І «і
З дяк і ; . й у 84- х ) за що ка як т нн ЖИ я ши Ше ит
Фіг. 5
Ж
ДЗ ява В Ах . фен ЕІЕслЕсгхнтнинях ще :
Ше ПОД етннтехзаєк» рій : і В я г М Ж Ї
Фіг.
А п 0 а ях Бо | іх ди м жи Її
КА М ї Ж я х (я 7 ї
Фіг. т
: і
Р
У оо ІНД панна нн нн наааааалннн : і ї що Віз
НИ ! щ-ї
Бонн ШЕ ді. | : рей Ж : : ї пен ї : ще Ї : я ї : ї ї
Ето | ї : Я ' ї ав | :
Н я а ї : х р . :
І и а ї : пішнк диня Ї : оте я . : : Си : : ї і ; х | і щІВ дов ой
Фіг. 8

Claims (16)

1. Спосіб експлуатації автономної сільськогосподарської робочої машини, що включає: визначення першого поточного положення сільськогосподарської робочої машини за допомогою першого пристрою для визначення положення; визначення другого поточного положення сільськогосподарської робочої машини за допомогою другого пристрою для визначення положення, при цьому другий пристрій для визначення положення являє собою систему розпізнавання навколишнього середовища, яка містить щонайменше одне з: допоміжного рухомого транспортного засобу, виконаного з можливістю виявлення орієнтирів та/або умов навколишнього середовища в оточенні робочої машини; або встановленої на робочій машині сенсорної системи, виконаної з можливістю виявлення орієнтирів навколишнього середовища, що включають щонайменше два налаштовуваних орієнтири, розміщені на одному або більше інших рухомих транспортних засобах; одночасне визначення різниці між першим поточним положенням та другим поточним положенням; визначення граничного порогового значення для різниці між першим та другим поточними положеннями, при цьому робочий стан робочої машини вибрано залежно від того, чи є різниця більшою або меншою за граничне значення; та автономну експлуатацію автономної сільськогосподарської робочої машини відповідно до робочого стану робочої машини.
2. Спосіб за п. І, який відрізняється тим, що допоміжний рухомий транспортний засіб є розгортаним автономним транспортним засобом, таким як безпілотний літальний апарат.
3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що два налаштовуваних орієнтири, розміщені на одному або більше інших рухомих транспортних засобах, являють собою стовпи з розміткою для алгоритму обробки зображень камери та/або з відбивачем або джерелом сигналу для виявлення за допомогою сенсорної системи розпізнавання навколишнього середовища.
4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що перше поточне положення та друге поточне положення визначають у різний час, і перше поточне положення або друге поточне положення перераховують у загальну часову базу.
5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що перерахування першого поточного положення або другого поточного положення в загальну часову базу залежить від щонайменше одного зі швидкості або напрямку руху автономної сільськогосподарської робочої машини.
6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що експлуатація автономної сільськогосподарської робочої машини відповідно до робочого стану робочої машини включає щонайменше одне із зупинки, виведення З експлуатації, переведення у безпечний стан, припинення дії, зменшення поточної швидкості або зниження максимально допустимої швидкості автономної сільськогосподарської робочої машини, коли визначена різниця перевищує граничне порогове значення.
7. Спосіб за п. 6, який відрізняється тим, що граничне порогове значення оцінюють як таке, що збільшується або зменшується від попередньо визначеного значення на основі або: виміряної відстані між сільськогосподарською робочою машиною та одним або більше виявленими орієнтирами в робочому середовищі; або виміряної поточної швидкості сільськогосподарської робочої машини.
8. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що сенсорна система розпізнавання навколишнього середовища визначає відстань талабо кутове положення між автономною сільськогосподарською робочою машиною та щонайменше одним попередньо заданим орієнтиром, розташованим у заздалегідь заданому положенні, для визначення другого поточного положення сільськогосподарської робочої машини.
9, Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що щонайменше один попередньо заданий орієнтир включає: штучний орієнтир, що містить стовп, будівлю, вітрогенератор, електроопору, інший транспортний засіб, дорогу, сонячну установку або межу поля; або природний орієнтир, що містить скельне утворення, рослинне утворення, форму місцевості або водойми.
10. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що сенсорна система розпізнавання навколишнього середовища містить радіолокаційний пристрій, що вимірює щонайменше одне 3: відстані між автономною сільськогосподарською робочою машиною та щонайменше одним орієнтиром; та кутового положення між сільськогосподарською робочою машиною та щонайменше одним орієнтиром.
11. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що радіолокаційний пристрій містить щонайменше одне з: кругового радіолокаційного датчика; або радіолокаційного датчика на кожній із двох поздовжніх зовнішніх сторін автономної сільськогосподарської робочої машини.
12. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що: щонайменше один із першого пристрою для визначення положення або другого пристрою для визначення положення містить одометричний пристрій для визначення пройденої відстані машини або інерційний вимірювальний пристрій для визначення щонайменше одного із швидкості, прискорення, кочення, нахилу або відхилу від курсу робочої машини.
13. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що перше поточне положення та друге поточне положення визначають у заздалегідь заданому часовому вікні.
14. Спосіб за п. І, який відрізняється тим, що сільськогосподарська робоча машина розроблена для автономного руху в заздалегідь визначеній просторовій робочій зоні за заздалегідь визначеною траєкторією руху, що включає множину паралельних доріжок або колій із заздалегідь визначеною максимально допустимою швидкістю руху та/або з виконанням процесу обробки землі та/або рослинних культур, який призначено для автономної сільськогосподарської робочої машини, в заздалегідь визначених положеннях за заздалегідь визначеною траєкторією руху.
15. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що експлуатація автономної сільськогосподарської робочої машини включає щонайменше одне 13: продовження руху, продовження дії, функціонування відповідно до попереднього планування, підвищення або підтримання поточної швидкості руху, або підвищення або підтримання максимально допустимої швидкості руху автономної сільськогосподарської робочої машини, коли визначена різниця не перевищує заздалегідь визначене граничне значення.
16. Автономна сільськогосподарська робоча машина, яка має: перший пристрій для визначення положення; другий пристрій для визначення положення; та блок управління, призначений для здійснення способу за будь-яким 1з пп. 1-15.
UAA202002534A 2019-05-02 2020-04-22 Автономна сільськогосподарська робоча машина та спосіб її експлуатації UA130247C2 (uk)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019111315.6A DE102019111315A1 (de) 2019-05-02 2019-05-02 Autonome landwirtschaftliche Arbeitsmaschine und Verfahren zu deren Betrieb

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA130247C2 true UA130247C2 (uk) 2025-12-31

Family

ID=72839247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAA202002534A UA130247C2 (uk) 2019-05-02 2020-04-22 Автономна сільськогосподарська робоча машина та спосіб її експлуатації

Country Status (3)

Country Link
US (1) US12105511B2 (uk)
DE (1) DE102019111315A1 (uk)
UA (1) UA130247C2 (uk)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7141883B2 (ja) * 2018-07-31 2022-09-26 株式会社小松製作所 作業機械の制御システム、作業機械、及び作業機械の制御方法
USD962998S1 (en) 2019-03-18 2022-09-06 Deere & Company Hood for a work machine
USD939592S1 (en) 2020-03-05 2021-12-28 Deere & Company Work machine
US12277716B2 (en) * 2020-04-10 2025-04-15 Brigham Young University Cooperative aircraft navigation
EP4579193A3 (en) * 2021-06-17 2025-07-30 The Toro Company Autonomous work vehicle using image-based localization
US11981336B2 (en) * 2021-09-30 2024-05-14 Zimeno Inc. Vehicle row follow system
WO2023084402A1 (en) * 2021-11-09 2023-05-19 Mdb Technology Srl Control method for agricultural or industrial operating machine and agricultural or industrial operating machine
DE102021213380B3 (de) 2021-11-28 2023-02-02 Continental Automotive Technologies GmbH Automatische Ermittlung geometrischer Kennwerte eines Fahrzeugs
JP2023098041A (ja) * 2021-12-28 2023-07-10 株式会社クボタ 作業車
DE102022105922A1 (de) * 2022-03-14 2023-09-14 Krone Agriculture Se Verfahren zur fahrroutenoptimierung
DE102022105920A1 (de) 2022-03-14 2023-09-14 Krone Agriculture Se Verfahren zur fahrroutenoptimierung
JP7616191B2 (ja) * 2022-11-07 2025-01-17 井関農機株式会社 水田作業機
FR3141595B1 (fr) * 2022-11-09 2024-10-25 Naio Tech Système de protection de cultures pour véhicule agricole et procédé de protection associé
CN116400655A (zh) * 2023-03-31 2023-07-07 中联重科股份有限公司 用于生产线的控制方法及控制装置、处理器及生产线
DE102024136749A1 (de) * 2024-12-09 2026-06-11 Krone Agriculture Se System zur felbearbeitung
US20260157257A1 (en) * 2024-12-11 2026-06-11 Deere & Company Row guidance using sensor data fusion

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07230315A (ja) 1994-02-16 1995-08-29 Fuji Heavy Ind Ltd 自律走行車の走行制御装置
US5974348A (en) * 1996-12-13 1999-10-26 Rocks; James K. System and method for performing mobile robotic work operations
DE10129135B4 (de) * 2001-06-16 2013-10-24 Deere & Company Einrichtung zur Positionsbestimmung eines landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeugs sowie ein landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug mit dieser
US7479922B2 (en) * 2005-03-31 2009-01-20 Deere & Company Method and system for determining the location of a vehicle
DE102006015204A1 (de) * 2006-03-30 2007-10-18 Claas Selbstfahrende Erntemaschinen Gmbh Verfahren zur Erstellung eines Routenplans für landwirtschaftliche Maschinensysteme
US8392065B2 (en) * 2008-09-11 2013-03-05 Deere & Company Leader-follower semi-autonomous vehicle with operator on side
CA2804569C (en) * 2013-02-04 2014-09-30 Bourgault Industries Ltd. Air seeder apparatus
KR20150008255A (ko) * 2013-07-11 2015-01-22 현대자동차주식회사 차량용 변속기 제어 장치 및 방법
WO2016050280A1 (en) * 2014-09-30 2016-04-07 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Technique for identifying at least one mobile terminal use travelling in a vehicle comprising a connected device
US20160260328A1 (en) * 2015-03-06 2016-09-08 Qualcomm Incorporated Real-time Occupancy Mapping System for Autonomous Vehicles
BR112017021860A2 (pt) * 2015-04-10 2018-07-10 Wu Songpo método de interação, servidor na nuvem, dispositivo de difusão e sistema com base em informações de posição geográfica.
JP6762148B2 (ja) * 2015-07-09 2020-09-30 パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカＰａｎａｓｏｎｉｃ Ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ 地図生成方法、移動ロボット及び地図生成システム
JP6380422B2 (ja) * 2016-02-05 2018-08-29 トヨタ自動車株式会社 自動運転システム
US10694734B2 (en) * 2017-02-28 2020-06-30 Deere & Company Adjustable row unit and sprayer vehicle with adjustable row unit
US10654063B2 (en) * 2017-02-28 2020-05-19 Deere & Company Adjustable row unit and agricultural vehicle with adjustable row unit
EP3591421A4 (en) * 2017-05-26 2020-12-02 Positec Power Tools (Suzhou) Co., Ltd MOBILE OBJECT AND CORRESPONDING POSITIONING PROCESS, AUTOMATED WORK SYSTEM AND INFORMATION SUPPORT
US10444759B2 (en) * 2017-06-14 2019-10-15 Zoox, Inc. Voxel based ground plane estimation and object segmentation
US10526766B2 (en) * 2017-07-31 2020-01-07 Deere & Company Work machines and methods and systems to control and determine a position of an associated implement
JP6967417B2 (ja) * 2017-10-03 2021-11-17 株式会社 ミックウェア 経路生成装置、及びプログラム
WO2019117094A1 (ja) * 2017-12-15 2019-06-20 株式会社クボタ スリップ判定システム、走行経路生成システム及び圃場作業車
WO2019180765A1 (ja) * 2018-03-19 2019-09-26 本田技研工業株式会社 自律走行作業機
DE102018108024A1 (de) 2018-04-05 2019-10-10 Horsch Maschinen Gmbh Autonomes landwirtschaftliches Trägerfahrzeug
DE102018218492A1 (de) * 2018-10-29 2020-04-30 Robert Bosch Gmbh Steuergerät, Verfahren und Sensoranordnung zur selbstüberwachten Lokalisierung
US20200300967A1 (en) * 2019-03-20 2020-09-24 Zenuity Ab Sensor verification
AR121386A1 (es) * 2020-02-21 2022-06-01 Climate Corp Señalización de diferencias operacionales en implementos agrícolas

Also Published As

Publication number Publication date
US12105511B2 (en) 2024-10-01
DE102019111315A1 (de) 2020-11-05
BR102020008648A2 (pt) 2020-11-10
US20200356096A1 (en) 2020-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12105511B2 (en) Autonomous agricultural working machine and method of operation
USRE48509E1 (en) Raster-based contour swathing for guidance and variable-rate chemical application
US9002566B2 (en) Visual, GNSS and gyro autosteering control
EP3878255B1 (en) Method and system for estimating surface roughness of ground for an off-road vehicle to control steering
US11753016B2 (en) Method and system for estimating surface roughness of ground for an off-road vehicle to control ground speed
US11667171B2 (en) Method and system for estimating surface roughness of ground for an off-road vehicle to control steering
US11685381B2 (en) Method and system for estimating surface roughness of ground for an off-road vehicle to control ground speed
US20180364739A1 (en) Choreographer system for autonomous off-road vehicles
JP6384848B1 (ja) 農業耕作方法
JP2025022818A (ja) 自律農業車両の旋回制御
JP2025022817A (ja) 自律農業車両の旋回制御
CN108780327A (zh) 用于在农业和林业中局部精确地播撒固体和液体以及其混合物的系统和方法
Ahamed Navigation of an autonomous tractor using multiple sensors
EP4278876B1 (en) Method and system for precise planting based on planned paths
AHAMED et al. Navigation using a laser range finder for autonomous tractor (part 1) positioning of implement
Rovira-Más Recent innovations in off-road intelligent vehicles: in-field automatic navigation
US20260124912A1 (en) Speed control system for an agricultural machine
BR102020008648B1 (pt) Máquina de trabalho agrícola autônoma e método para sua operação
AU2011211346A1 (en) Raster-based contour swathing for guidance and variable-rate chemical application
THANPATTRANON Navigation of an Autonomous Tractor for a Row-Type Tree Plantation