WO2025045877A1 - Landwirtschaftliche erntemaschine und verfahren zur bestimmung mindestens einer eigenschaft von erntegut - Google Patents

Landwirtschaftliche erntemaschine und verfahren zur bestimmung mindestens einer eigenschaft von erntegut Download PDF

Info

Publication number
WO2025045877A1
WO2025045877A1 PCT/EP2024/073922 EP2024073922W WO2025045877A1 WO 2025045877 A1 WO2025045877 A1 WO 2025045877A1 EP 2024073922 W EP2024073922 W EP 2024073922W WO 2025045877 A1 WO2025045877 A1 WO 2025045877A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
crop
detection unit
property
harvesting machine
calibration
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
PCT/EP2024/073922
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Steffen GÜRKE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMF Holding GmbH
Original Assignee
SMF Holding GmbH
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 SMF Holding GmbH filed Critical SMF Holding GmbH
Priority to CN202480055561.3A priority Critical patent/CN121752115A/zh
Publication of WO2025045877A1 publication Critical patent/WO2025045877A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01DHARVESTING; MOWING
    • A01D41/00Combines, i.e. harvesters or mowers combined with threshing devices
    • A01D41/12Details of combines
    • A01D41/127Control or measuring arrangements specially adapted for combines
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3563Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing solids; Preparation of samples therefor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/359Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using near infrared light

Definitions

  • the application relates to an agricultural harvesting machine with a harvesting attachment with a mowing and intake device for cutting and picking up crops, wherein a measuring device is provided for determining at least one property of the crops, as well as a method for determining at least one property of crops, wherein the crops are harvested with an agricultural harvesting machine with a harvesting attachment, wherein the harvesting attachment has a mowing and intake device with which the crops are cut and picked up.
  • EP 3 130 213 A1 relates to a measuring device for examining harvested grain for a combine harvester, which comprises a measuring chamber with an inlet and an outlet for a sample of harvested grain to be examined, the measuring chamber being designed such that the sample passes from the inlet into the measuring chamber and from there into the outlet during operation along a flow direction.
  • a transmission spectrometer is equipped with a first element in the form of a light source and a second element with a sensor for light that was generated by the light source and transmitted through the sample. The sensor is connected to an analyzer for wavelength-resolved analysis of the received light.
  • DE 10 2011 051 784 A1 discloses a method for operating a harvesting machine with an optical sensor, with which the processed area immediately behind the attachment is optically recorded in order to draw conclusions about the condition of the processed area.
  • a camera that is sensitive in the near infrared (NIR) is indicated as particularly suitable, since such a camera enables additional Analysis options for plant remains and soil can be used. For example, conclusions can be drawn about the water content of soil and/or plant remains.
  • One task may be to propose an agricultural harvesting machine that avoids the disadvantages of the state of the art.
  • the object is solved by the subject matter of claim 1.
  • the object is further solved by a method according to claim 7.
  • Embodiments are specified in the dependent claims.
  • the agricultural harvesting machine has a harvesting attachment with a mowing and intake device for cutting and picking up harvested crops.
  • a measuring device is provided for determining at least one property of the harvested crops, wherein the measuring device has at least one optical detection unit arranged on the harvesting machine behind the harvesting attachment and wherein the optical detection unit detects radiation reflected from plant stubble remaining in the soil.
  • the detection of reflected radiation from the plant stubble remaining in the soil has the advantage that the properties of the crop in the lower part of the plant can be determined and that additional growth can also be taken into account in the determination.
  • Determining the properties of the crop in the lower part of the plant i.e. in a plane in which the crop is cut, has the advantage that straw moisture can be determined as a property of the crop. Straw moisture is an important plant physiological characteristic that is particularly important for cutting the crop. Determining straw toughness therefore offers the particularly advantageous possibility of controlling the mowing device depending on the straw toughness determined immediately after the crop has been cut. In particular, in the case of a crop that is inhomogeneous in terms of ripening, Such a control is advantageous for the current crop stock. Straw toughness is also an important parameter for the intake device as well as for a threshing unit and a straw chopper on the harvesting machine, so that these components can also be advantageously controlled depending on the determined straw toughness.
  • Another advantage of the solution is that non-grain components are examined at cutting height.
  • the plants can be very dry in the upper area and very moist and therefore tough in the lower third. Undergrowth can only grow a few centimeters above the cutting height.
  • the properties of the plant parts in the lower third of the growth height are often not taken into account enough.
  • these plant properties often have a significant influence on the threshing properties and the grain quality.
  • the statement "ten centimeters more cutting height can result in up to 1% less grain moisture" is often true, which is not scientifically proven and certainly does not apply in dry, crumbly stands.
  • tough straw impairs threshing properties and ultimately also machine performance. Therefore, especially in difficult harvesting conditions, it can be advantageous to take a closer look at the stand at cutting height and to adjust the threshing elements and cutting unit based on these parameters, for example by raising the harvesting attachment when there is undergrowth.
  • the agricultural harvesting machine has in particular a harvesting attachment whose mowing and intake device cuts the crop and then immediately collects it.
  • it is not a so-called swath mower, which deposits the cut crop for later collection.
  • radiation is to be understood in the sense of electromagnetic radiation, in particular light, which should at least include the wavelength spectrum of sunlight, including visible light, ultraviolet radiation and infrared radiation.
  • the detection unit is arranged on an underside of the harvesting machine facing the ground.
  • the detection unit can be arranged in the area of a front axle of the harvesting machine, i.e. between the drive wheels of the harvesting machine.
  • the detection unit is aligned obliquely to the ground, in particular at an angle between 35 degrees and 55 degrees, preferably at an angle of approximately 45 degrees.
  • the detection unit is aligned in particular in such a way that as much light as possible from the plant stubble and as little light as possible reflected from the ground reaches the detection unit.
  • the soil spectrum interferes with the measurement.
  • An arrangement obliquely to the ground, for example at an angle of 45 degrees to the ground, is particularly advantageous.
  • a detection axis over which the reflected light falls in a straight line into the detection unit then encloses an angle of, for example, 45 degrees with the ground. At a steeper angle of, for example, more than 55 degrees, more light reflected from the ground reaches the detection unit. At a flatter angle of, for example, less than 35 degrees, only light reflected from the upper part of the plant stubble and from plant stubble further away reaches the detection unit. However, the plant stubble is preferably detected over as much of its length as possible and in the immediate vicinity of the detection unit.
  • the detection unit has a light source for illuminating the plant stubble remaining in the ground. This advantageously makes the detection of the reflected radiation independent of the natural lighting conditions.
  • the detection unit has a spectrometer that detects an intensity of the radiation reflected by the plant stubble remaining in the ground with wavelength resolution. This means that an intensity of the radiation is detected over the detected spectrum.
  • the spectrometer can be an optical spectrometer, for example, in which the wavelengths of the reflected light to be analyzed are differentiated, for example, by directional deflection by means of refraction in a prism or by diffraction on a grating.
  • FTIR spectrometer Fourier analysis
  • the property of the crop stream to be determined is in particular straw toughness, which depends on the degree of ripeness of the crop in the crop stream.
  • This can advantageously be determined using a comparable method, such as a vegetation index, i.e. a characteristic value that is representative of an analysis of vegetation.
  • a vegetation index i.e. a characteristic value that is representative of an analysis of vegetation.
  • Certain radiation characteristics of plants are used to distinguish them from non-vegetation, as the chlorophyll of a plant absorbs mainly visible light in the blue and red frequency range. In the near infrared range, between 700nm and 900nm wavelengths, there are areas in which the light is reflected particularly strongly by an intact cell structure of the plant.
  • This principle can be applied to harvested crops, even if the differences in the radiation characteristics between different degrees of ripeness of the harvested crop are smaller.
  • the degree of ripeness can be determined from the cell structure of the plants and the remaining chlorophyll content.
  • the vegetation index is determined, for example, from at least one ratio of the reflection values in different spectral ranges, in particular a ratio of sums and/or differences of reflection values in different spectral ranges.
  • the vegetation index is designed as NDVI (Normalized Differenced Vegetation Index).
  • the vegetation index designed as NDVI is calculated, in particular with the computer of the evaluation unit, from a quotient of a difference between a reflection value in the near infrared range of the electromagnetic spectrum RNIR and a reflection value in the red visible range of the electromagnetic spectrum and a sum of the reflection value in the near infrared range of the electromagnetic spectrum RNIR and the reflection value in the red visible range of the electromagnetic spectrum.
  • a frequency band in the blue visible range of the electromagnetic spectrum RBlue In addition, the received signals are processed and prepared before the index is calculated in order to achieve better results.
  • the red visible range of the electromagnetic spectrum can be used to better assess a high proportion of green growth if the chlorophyll content is still correspondingly high.
  • a formula for calculating the vegetation index which is designed as a modified NDVI, is:
  • NDVI (RNIR - RBlue) / (RNIR + RBlue).
  • the resulting values are between -1 and +1, whereby negative values occur, for example, in the case of radiation from a water surface and are not relevant in the application.
  • the reflection value R is a value between 0 and 1 and indicates how much light in a certain wavelength is reflected from a surface.
  • the reflection values RNIR in the NIR range and RBlue in the blue range are used to assess the degree of aging.
  • the spectrometer is designed to detect the intensity of at least one calibration wavelength range, the calibration wavelength range lying outside a wavelength spectrum emitted by the light source and the calibration wavelength range lying in a wavelength spectrum of sunlight.
  • the evaluation unit can be designed to determine the property of the harvested crop depending on a development of the intensity of the radiation in the calibration wavelength range. In this way, the intensity of the sunlight radiation that influences the detection can advantageously be determined.
  • the calibration wavelength range is advantageously selected in such a way that the reflection properties of the stubble and the soil are as independent as possible of the ripening and moisture and of green growth within its spectral range.
  • a frequency band from the UV range is an example of a usable calibration wavelength range.
  • the evaluation unit can then advantageously differentiate whether changing light intensities in the spectral ranges to be evaluated caused by a change in the stock characteristics or other lighting conditions are the reason for the changed light intensities.
  • the detection unit can have a housing with a transparent cover.
  • the spectrometer and, if applicable, the lighting are advantageously protected from external influences in the housing.
  • the transparent cover can, for example, be a pane of glass made of safety glass, wherein the safety glass has an impact and shock resistance of at least 80 MPa, in particular between 120 MPa and 200 MPa, in a pendulum impact test according to DIN EN 12600.
  • Such safety glass is advantageously scratch-resistant and can, for example, be a borosilicate glass, an aluminosilicate glass, a thermally tempered soda-lime glass or a chemically tempered glass.
  • the reflected radiation advantageously reaches the spectrometer through the transparent cover.
  • a cleaning device can be provided to remove dirt on an outside of the transparent cover.
  • the detection unit can have a calibration light source, wherein a light beam of the calibration light source is directed at the transparent cover in such a way that a portion of the light beam reflected by the cover hits a light receiver.
  • the calibration light source is arranged inside the housing so that the light beam hits an inside of the transparent cover.
  • the light receiver can be integrated in the spectrometer or arranged spatially separate from the spectrometer in the housing.
  • the light receiver is designed in particular in such a way that no reflections of the light beam from outside the housing reach the light receiver.
  • the portion reflected by the transparent cover increases and the light receiver measures an increasing intensity. This information can advantageously be used to correct the determined property of the crop and/or to initiate cleaning of the transparent cover.
  • a control of at least one component of the harvesting machine can be set up to control the component depending on the at least one property of the crop, wherein the components the harvesting attachment, conveyor elements, the threshing element, a drive and a straw chopper.
  • the drive can be used to control the driving speed to adapt the throughput to the crop
  • a further aspect for solving the above-mentioned problem relates to a method for determining at least one property of crops, wherein the crops are harvested with an agricultural harvesting machine with a harvesting attachment, wherein the harvesting attachment has a mowing and intake device with which the crops are cut and collected. After the crops have been cut, radiation reflected by plant stubble remaining in the ground is detected with at least one optical detection unit.
  • a spectrum of the detected light is evaluated, wherein at least one property of the crop flow is derived from the spectrum.
  • the plant stubble remaining in the soil can be illuminated with a light source.
  • An intensity of at least one calibration wavelength range is recorded, the calibration wavelength range lying outside a wavelength spectrum emitted by the light source and the calibration wavelength range lying in a wavelength spectrum of sunlight.
  • the properties of the harvested crop can be determined depending on a development of the intensity of the radiation in the calibration wavelength range.
  • the calibration wavelength range is advantageously selected in such a way that the reflection properties of the stubble and the soil are as independent as possible of the ripening and moisture and of green growth within its spectral range.
  • a frequency band from the UV range is an example of a usable calibration wavelength range. If more or less strong sunlight hits the spectrometer, this can be registered by the measured intensity of the calibration wavelength range.
  • the evaluation unit can then advantageously differentiate whether changing light intensities in the spectral ranges to be evaluated are caused by a change in the stock properties or whether other lighting conditions are the reason for the changed light intensities.
  • a light beam from a calibration light source of the detection unit is directed onto a transparent cover of the detection unit in such a way that a portion of the light beam reflected by the cover hits a light receiver.
  • the intensity of the reflected portion of the light beam can advantageously be used to determine the degree of contamination of the transparent cover.
  • the light receiver is designed in particular in such a way that no reflections of the light beam from outside the housing reach the light receiver.
  • the light beam can be pulsed in order to form a difference between reflected radiation from outside the detection device and the portion of the light beam reflected by the transparent cover plus the reflected radiation from outside the sensor.
  • a measure of the contamination of the transparent cover can advantageously be derived from the difference.
  • the spectral range of the light beam of the calibration light source can be in the range of the spectrometer or in a spectral range independent of it. If the light receiver and the spectrometer use the same wavelengths and/or the same installation space, the spectral values of the stubble can be measured, particularly during the pulse pauses.
  • Another subject matter of the application relates to a method for controlling at least one component of a harvesting machine, wherein at least one property of a crop is determined according to the method described above and wherein the component is controlled depending on the at least one property of the crop flow.
  • the components comprise at least the harvesting attachment, conveyor elements, the threshing element, a drive and a straw chopper.
  • Figure 1 shows an embodiment of an agricultural harvesting machine in a schematic representation
  • Figure 2 shows the measuring device from Figure 1 as a detail in a schematic view.
  • Figure 1 shows a combine harvester as an example of an agricultural harvesting machine with a harvesting attachment 14 hinged to a frame of the combine harvester at the front in the direction of travel and an inclined conveyor 9, via which a mown crop flow reaches a threshing device 10.
  • the frame has front drive wheels 1 and a rear wheel axle with steering wheels 2.
  • a driver's cabin 3 is arranged on the frame in the area in front of the drive wheels 1.
  • a grain tank 4 Directly behind it is a grain tank 4, to which a drive motor 5 is connected.
  • In the rear area of the combine harvester there is a straw chopper 16 and an outlet 7 for the part of the crop that is separated from the grains as a non-usable portion.
  • a shaker 11 is designed to rise from a central area of the combine harvester towards the rear.
  • the harvesting attachment 14 has a mowing and intake device for cutting and picking up the harvested crop.
  • a measuring device is provided to determine at least one property of the harvested crop, wherein the measuring device has at least one optical detection unit 12 arranged on the harvesting machine behind the harvesting attachment 14 and wherein the optical detection unit 12 detects radiation 8 reflected by plant stubble 6 remaining in the ground after the harvested crop has been cut.
  • the detection unit 12 can be arranged on an underside 15 of the harvesting machine facing the ground, as in the exemplary embodiment, in the area of a front axle of the harvesting machine between the drive wheels 1.
  • An evaluation unit 20 is provided to evaluate a spectrum of the detected light, wherein straw toughness can be derived from the spectrum as at least one property of the crop.
  • the evaluation unit can be arranged at the installation location of the detection unit 12.
  • the evaluation unit 20 is arranged in the driver's cab 3 and receives the measurement signals from the detection unit 12 via a signal connection (not shown) that can be wired, wireless or via a fiber optic cable.
  • a control 19 of at least one component of the harvesting machine is set up to control the component depending on the straw toughness of the crop, wherein the control 19 receives the information from the evaluation unit 20 via a further signal connection (not shown).
  • the components controlled by the control 19 depending on the straw toughness can be the harvesting attachment 14, conveyor elements 21, the threshing element 10 and the straw chopper 16.
  • FIG 2 shows a schematic view of the detection unit 12 of the measuring device from Figure 1 as a detail.
  • the detection unit 12 has two light sources 22 for illuminating the plant stubble 6 remaining in the ground.
  • the radiation 8 reflected by the plant stubble 6 remaining in the ground passes through a lens 23 to a spectrometer 18, which detects an intensity of the broadband radiation 8 reflected by the plant stubble 6 remaining in the ground in a wavelength-resolved manner.
  • the spectrometer 18 is also designed to detect the intensity of at least one calibration wavelength range, wherein the calibration wavelength range lies outside a wavelength spectrum emitted by the light source 22 and wherein the calibration wavelength range lies in a wavelength spectrum of sunlight.
  • the evaluation unit 20 determines the property of the crop as a function of a development of the intensity of the radiation in the calibration wavelength range in order to compensate for the influence of sunlight on the measurement.
  • the detection unit 12 has a housing 28 with a transparent cover 17.
  • the transparent cover 17 can be a glass pane made of scratch-resistant safety glass.
  • An additional calibration light source 24 is provided in the housing 28, wherein a light beam 25 of the calibration light source 24 is directed onto the transparent cover 17 in such a way that a portion 26 of the light beam 25 reflected by the transparent cover 17 strikes a light receiver 27. The intensity of the reflected portion 26 of the light beam 25 is used to determine the degree of contamination of the transparent cover 17.
  • the detection unit 12 is aligned at an angle to the ground, in particular such that as much light as possible from the plant stubble 6 and as little light as possible reflected from the ground reaches the detection unit 12.
  • the ground spectrum interferes with the measurement.
  • An arrangement at an angle to the ground, for example at an angle a of 45 degrees to the ground, is particularly advantageous.
  • a detection axis E, via which the light 8 falls straight into the detection unit 12, then encloses an angle a of, for example, 45 degrees with the ground. list of reference symbols

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

Landwirtschaftliche Erntemaschine mit einem Erntevorsatz mit einer Mäh- und Einzugseinrichtung zum Schneiden und Aufnehmen von Erntegut auf, wobei eine Messeinrichtung ist zur Bestimmung mindestens einer Eigenschaft des Ernteguts vorgesehen ist, sowie Verfahren zur Bestimmung mindestens einer Eigenschaft von Erntegut, wobei das Erntegut mit einer landwirtschaftlichen Erntemaschine mit einem Erntevorsatz geerntet wird, wobei der Erntevorsatz eine Mäh- und Einzugseinrichtung aufweist, mit der das Erntegut geschnitten und aufgenommen wird.

Description

Landwirtschaftliche Erntemaschine und
Verfahren zur Bestimmung mindestens einer Eigenschaft von Erntegut
Beschreibung
Die Anmeldung betrifft eine landwirtschaftliche Erntemaschine mit einem Erntevorsatz mit einer Mäh- und Einzugseinrichtung zum Schneiden und Aufnehmen von Erntegut auf, wobei eine Messeinrichtung zur Bestimmung mindestens einer Eigenschaft des Ernteguts vorgesehen ist, sowie ein Verfahren zur Bestimmung mindestens einer Eigenschaft von Erntegut, wobei das Erntegut mit einer landwirtschaftlichen Erntemaschine mit einem Erntevorsatz geerntet wird, wobei der Erntevorsatz eine Mäh- und Einzugs-einrichtung aufweist, mit der das Erntegut geschnitten und aufgenommen wird.
Erntegut bereits während der Ernte auf bestimmte Eigenschaften hin zu untersuchen ist bekannt. Die EP 3 130 213 A1 betrifft eine Messeinrichtung zur Untersuchung geernteten Korns für einen Mähdrescher, die eine Messkammer mit einem Einlass und einem Auslass für eine zu untersuchende Probe geernteten Korns umfasst, wobei die Messkammer so ausgebildet ist, dass die Probe im Betrieb entlang einer Durchlaufrichtung vom Einlass in die Messkammer und von dort in den Auslass gelangt. Ein Transmissionsspektrometer ist mit einem ersten Element in Form einer Lichtquelle und einem zweiten Element mit einem Aufnehmer für Licht, das von der Lichtquelle erzeugt und durch die Probe hindurch transmittiert wurde, ausgestattet. Der Aufnehmer ist mit einem Analysator zur wellenlängenaufgelösten Analyse des empfangenen Lichts verbunden.
Die DE 10 2011 051 784 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben einer Erntemaschine mit einem optischen Sensor, mit dem die bearbeitete Fläche unmittelbar hinter dem Vorsatzgerät optisch erfasst wird, um Rückschlüsse auf die Beschaffenheit der bearbeiteten Fläche zu erhalten. Als besonders geeignet ist eine Kamera angegeben, die im Nah-infrarot (NIR) empfindlich ist, da sich mit einer solchen Kamera zusätzliche Analysemöglichkeiten der Pflanzenreste sowie des Bodens ergeben. Beispielsweise kann auf den Wassergehalt von Boden und/oder Pflanzenresten geschlossen werden.
Die Verwendung einer NIR-Kamera in einem Bereich mit Tageslicht birgt den Nachteil einer Beeinflussung der Messergebnisse durch NIR-Anteile des Sonnenlichts, wobei die Beeinflussung von der Tageszeit, der Jahreszeit und dem Wetter abhängig ist.
Eine Aufgabe kann darin bestehen, eine landwirtschaftliche Erntemaschine vorzuschlagen, die die Nachteile des Stands der Technik vermeidet.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren gemäß Anspruch 7 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind Ausführungsformen angegeben.
Die landwirtschaftliche Erntemaschine weist einem Erntevorsatz mit einer Mäh- und Einzugseinrichtung zum Schneiden und Aufnehmen von Erntegut auf. Eine Messeinrichtung ist zur Bestimmung mindestens einer Eigenschaft des Ernteguts vorgesehen, wobei die Messeinrichtung zumindest eine an der Erntemaschine hinter dem Erntevorsatz angeordnete, optische Erfassungseinheit aufweist und wobei die optische Erfassungseinheit eine von im Boden verbleibenden Pflanzenstoppeln reflektierte Strahlung erfasst.
Das Erfassen der reflektierten Strahlung der im Boden verbleibenden Pflanzenstoppeln hat den Vorteil, dass die Eigenschaft des Ernteguts im unteren Bereich der Pflanze ermittelt werden kann und dass zudem Beiwuchs bei der Ermittlung berücksichtigt werden kann. Das Ermitteln der Eigenschaft des Ernteguts im unteren Bereich der Pflanze, also in einer Ebene in der das Erntegut geschnitten wird, hat den Vorteil, dass insbesondere eine Strohfeuchte als Eigenschaft des Ernteguts bestimmbar wird. Die Strohfeuchte ist ein wesentliches pflanzenphysiologisches Merkmal darstellt, das insbesondere für das Schneiden des Ernteguts von Bedeutung ist. Die Bestimmung der Strohzähigkeit eröffnet somit besonders vorteilhaft die Möglichkeit, die Mähvorrichtung in Abhängigkeit von der unmittelbar nach dem Schneiden des Ernteguts bestimmten Strohzähigkeit zu steuern. Insbesondere bei einem hinsichtlich der Abreife inho- mogenen Bestand an Erntegut ist eine solche Steuerung vorteilhaft. Auch für die Einzugseinrichtung sowie für ein Dreschorgan und einen Strohhäcksler der Erntemaschine ist die Strohzähigkeit ein wichtiger Parameter, so dass auch diese Komponenten vorteilhaft in Abhängigkeit von der ermittelten Strohzähigkeit gesteuert werden können.
Vorteilhaft an der Lösung ist weiterhin, dass Nichtkornbestandteile auf Schnitthöhe untersucht werden. Die Pflanzen können im oberen Bereich sehr trocken sein und im unteren Drittel sehr feucht und damit zäh. Unterwuchs kann nur auf wenige Zentimeter über der Schnitthöhe wachsen. Bei einer Ermittlung der Eigenschaften am gesamten Erntegutstrom werden die Eigenschaften der Pflanzenteile im unteren Drittel der Wuchshöhe häufig zu wenig berücksichtigt. Jedoch haben diese Eigenschaften der Pflanze oft einen erheblichen Einfluss auf die Druscheigenschaften und die Kornqua- lität. In der Praxis gilt oft die Aussage "Zehn Zentimeter mehr Schnitthöhe kann bis zu 1 % weniger Kornfeuchte bringen", was nicht wissenschaftlich belegt ist und sicher nicht in trockenen, mürben Beständen zutrifft. Zudem verschlechtert zähes Stroh die Druscheigenschaften und letztlich auch die Maschinenleistung. Daher kann es gerade bei schwierigen Erntebedingungen vorteilhaft sein, den Bestand auf Schnitthöhe genauer zu betrachten und Dreschorgane und Schneidwerk anhand dieser Parameter einzustellen, beispielsweise durch Anheben des Erntevorsatzes bei Unterwuchs.
Die landwirtschaftliche Erntemaschine weist insbesondere einen solchen Erntevorsatz auf, dessen Mäh- und Einzugseinrichtung das Erntegut schneidet und unmittelbar im Anschluss aufnimmt. Es handelt sich insbesondere nicht um einen sogenannten Schwadmäher, der das geschnittene Erntegut zur späteren Aufnahme ablegt. Der Begriff Strahlung ist im Sinne einer elektromagnetischen Strahlung zu verstehen, insbesondere von Licht, wobei mindestens das Wellenlängen-Spektrum von Sonnenlicht umfasst sein soll, einschließlich sichtbarem Licht, Ultraviolett-Strahlung und Infrarotstrahlung.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfassungseinheit an einer dem Boden zugewandten Unterseite der Erntemaschine angeordnet. Insbesondere kann die Erfassungseinheit im Bereich einer Vorderachse der Erntemaschine angeordnet sein, also zwischen den Antriebsrädern der Erntemaschine. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Erfassungseinheit schräg zu dem Boden ausgerichtet, insbesondere unter einem Winkel zwischen 35 Grad und 55 Grad, bevorzugt unter einem Winkel von etwa 45 Grad. Die Erfassungseinheit ist insbesondere derart ausgerichtet, dass möglichst viel Licht, das von den Pflanzenstoppeln und wenig Licht, das vom Boden reflektiert wird, in die Erfassungseinheit gelangt. Das Bodenspektrum stört die Messung. Eine zum Boden schräge Anordnung, beispielsweise unter einem Winkel von 45 Grad zum Boden, ist besonders vorteilhaft. Eine Erfassungsachse, über die das reflektierte Licht in gerader Linie in die Erfassungseinheit fällt, schließt dann einen Winkel von beispielsweise 45 Grad mit dem Boden ein. Bei einem steileren Winkel von beispielsweise mehr als 55 Grad gelangt vermehrt vom Boden reflektiertes Licht in die Erfassungseinheit. Bei einem flacheren Winkel von beispielsweise weniger als 35 Grad gelangt nur vom oberen Teil der Pflanzenstoppeln und von weiter entfernten Pflanzenstoppeln reflektiertes Licht in die Erfassungseinheit. Bevorzugt werden jedoch die Pflanzenstoppeln über einen möglichst großen Teil ihrer Länge und in unmittelbarer Nähe der Erfassungseinheit erfasst.
Die Erfassungseinheit weist eine Lichtquelle zur Beleuchtung der im Boden verbleibenden Pflanzenstoppeln auf. So wird die Erfassung der reflektierten Strahlung vorteilhaft unabhängig von den natürlichen Lichtverhältnissen. Die Erfassungseinheit weist ein Spektrometer auf, das eine Intensität der von den im Boden verbleibenden Pflanzenstoppeln reflektierten Strahlung wellenlängenaufgelöst erfasst. Das heißt, dass eine Intensität der Strahlung über das erfasste Spektrum erfasst wird. Das Spektrometer kann beispielsweise ein optisches Spektrometer sei, bei dem die Unterscheidung der Wellenlängen des zu analysierenden reflektierten Lichts beispielsweise durch Richtungsablenkung mittels Brechung in einem Prisma oder durch Beugung an einem Gitter erfolgt. Es ist alternativ auch möglich, die Frequenzanteile mittels eines Interferometers anhand einer Fourieranalyse zu bestimmen (FTIR-Spektrometer). Als weiteres Ausführungsbeispiel kann ein Spektrometer auf Basis eines Photodiodenarrays angewendet werden. Dieses besitzt mehrere Halbleiterdioden die auf einzelne Wellenlängen ansprechen. Die Auflösung ist für die Zwecke ausreichend und die Ausführungsform ist deutlich günstiger als die zuvor genannten Spektrometer.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann eine Auswerteeinheit vorgesehen sein, um ein Spektrum des erfassten Lichts auszuwerten, wobei aus dem Spektrum die mindestens eine Eigenschaft des Erntegutstroms ableitbar ist. Die Auswerteeinheit kann einen Computer aufweisen und die Auswerteeinheit kann mit der Erfassungseinheit über eine Signalleitung zur Übertragung von Messsignalen verbunden sein. Das Spektrum kann im sichtbaren Wellenlängenbereich und/oder im nahen Infrarotbereich liegen, insbesondere mit Wellenlängen zwischen 400 nm und 2200 nm. Bis 900 nm lassen sich vorteilhaft Farbeigenschaften und Chlorophyll-Gehalt bestimmen. Zwischen 1000 nm und 2200 nm finden Wechselwirkungen resultierend auf den Pflanzenzustand statt durch Stoffe wie Zellulose, Lignin und Wasser. Die zu ermittelnde Eigenschaft des Erntegutstroms ist insbesondere eine Strohzähe, die von einem Abreifegrad des Ernteguts im Erntegutstrom abhängig ist. Dieser lässt sich vorteilhaft mit einem vergleichbaren Verfahren ermitteln, wie ein Vegetationsindex, also ein Kennwert, der repräsentativ für eine Analyse einer Vegetation steht. Bestimmte Abstrahlcharakteristiken von Pflanzen werden ausgenutzt, um diese von Nicht-Vegetation zu unterscheiden, da das Chlorophyll einer Pflanze vor allem sichtbares Licht im blauen und im roten Frequenzbereich absorbiert. Im Nahinfrarotbereich treten zwischen 700nm und 900nm Wellenlänge Bereiche auf, in denen das Licht besonders stark durch eine intakte Zellstruktur der Pflanze reflektiert wird. Dieses Prinzip lässt sich auf Erntegut anwenden, auch wenn die Unterschiede in der Abstrahlcharakteristik zwischen verschiedenen Graden der Abreife des Ernteguts geringer sind. Über die Zellstruktur der Pflanzen und den restlichen Chlorophyllgehalt kann wird auf den Abreifegrad geschlossen werden.
Der Vegetationsindex wird beispielsweise aus zumindest einem Verhältnis der Reflek- tionswerte in verschiedenen Spektralbereichen, insbesondere einem Verhältnis von Summen und/oder Differenzen von Reflektionswerten in verschiedenen Spektralbereichen, ermittelt. Beispielsweise ist der Vegetationsindex als NDVI (Normalized Differenced Vegetation Index) ausgebildet. Der als NDVI ausgebildete Vegetationsindex wird, insbesondere mit dem Computer der Auswerteeinheit, aus einem Quotienten einer Differenz aus einem Reflektionswert im nahen Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums RNIR und einem Reflektionswert im roten sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums und einer Summe des Reflektionswerts im nahen Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums RNIR und dem Reflektionswert im roten sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums berechnet. In dem An- wendungsfall bei erntereifem Erntegut hat es sich als vorteilhaft erwiesen, ein Frequenzband im blauen sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums RBlau zu nutzen. Zudem werden die empfangenen Signale vor der Indexberechnung bearbeitet und aufbereitet, um bessere Ergebnisse zu erzielen. Mit dem roten sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums lässt sich jedoch ein hoher Anteil von Grünwuchs besser beurteilen, wenn der Chlorophyllgehalt noch entsprechend hoch ist. Insbesondere lautet eine Formel zur Berechnung des als abgewandeltem NDVI ausgebildeten Vegetationsindex:
NDVI = (RNIR - RBlau) / (RNIR + RBlau).
Es ergeben sich Werte zwischen -1 und +1 , wobei negative Werte beispielsweise bei einer Abstrahlung einer Wasseroberfläche vorkommen und im Anwendungsfall nicht relevant sind. Je näher der positive Indexwert an Null liegt, desto größer ist der Grad der Abreife. Der Reflektionswert R ist ein Wert zwischen 0 und 1 und gibt an, wie viel Licht in einer bestimmten Wellenlänge von einer Oberfläche zurückgeworfen wird. In der abgewandelten NDVI-Formel werden die Reflektionswerte RNIR im NIR- und RBlau im blauen Bereich verwendet, um den Grad der Abreife zu bewerten.
Das Spektrometer ist dazu eingerichtet, die Intensität mindestens eines Abgleich-Wellenlängenbereichs zu erfassen, wobei der Abgleich-Wellenlängenbereich außerhalb eines von der Lichtquelle abgegebenen Wellenlängenspektrums liegt und wobei der Abgleich-Wellenlängenbereich in einem Wellenlängenspektrum des Sonnenlichts liegt. Die Auswerteeinheit kann dazu eingerichtet sein, die Eigenschaft des Ernteguts in Abhängigkeit von einer Entwicklung der Intensität der Strahlung in dem Abgleich- Wellenlängenbereich zu ermitteln. Auf diese Weise lässt sich vorteilhaft die Intensität der Sonnenlichtstrahlung ermitteln, welche die Erfassung beeinflusst. Dabei wird der Abgleich-Wellenlängenbereich vorteilhaft derart ausgewählt, dass die Reflexionseigenschaften der Stoppeln und des Bodens möglichst unabhängig von der Abreife und der Feuchte und von Grünwuchs innerhalb dessen Spektralbereichs sind. Ein Frequenzband aus dem UV-Bereich ist ein Beispiel für einen nutzbaren Abgleich-Wellenlängenbereich. Tritt eine mehr oder weniger starke Sonneneinstrahlung auf das Spektrometer, kann dies durch die gemessene Intensität des Abgleich-Wellenlängenbereichs registriert werden. In der Auswerteeinheit kann daraufhin vorteilhaft differenziert werden, ob sich ändernde Lichtintensitäten in den auszuwertenden Spektralbereichen von einem Wechsel der Bestandseigenschaften verursacht werden oder andere Beleuchtungsverhältnisse der Grund für die geänderten Lichtintensitäten sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Erfassungseinheit ein Gehäuse mit einer transparenten Abdeckung aufweisen. Das Spektrometer und gegebenenfalls die Beleuchtung sind in dem Gehäuse vorteilhaft vor äußeren Einflüssen geschützt. Die transparente Abdeckung kann beispielsweise eine Glasscheibe ist aus Sicherheitsglas sein, wobei das Sicherheitsglas in einem Pendelschlagversuch nach der DIN EN 12600 eine Stoß- und Schlagfestigkeit von mindestens 80 MPa, insbesondere zwischen 120 MPa und 200 MPa aufweist. Ein solches Sicherheitsglas ist vorteilhaft kratzfest und kann beispielsweise ein Borosilkatglas, ein Alumosilikatglas, ein thermisch vorgespanntes Kalk-Natron-Glas oder ein chemisch vorgespanntes Glas sein. Die reflektierte Strahlung gelangt vorteilhaft durch die transparente Abdeckung zu dem Spektrometer. Es kann eine Reinigungsvorrichtung vorgesehen sein, um Schmutz auf einer Außenseite der transparenten Abdeckung zu entfernen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Erfassungseinheit eine Abgleich- Lichtquelle aufweisen, wobei ein Lichtstrahl der Abgleich-Lichtquelle derart auf die transparente Abdeckung gerichtet ist, dass ein von der Abdeckung reflektierter Anteil des Lichtstrahls auf einen Lichtempfänger trifft. Die Abgleich-Lichtquelle ist dabei innerhalb des Gehäuses angeordnet, so dass der Lichtstrahl auf eine Innenseite der transparenten Abdeckung trifft. Der Lichtempfänger kann in dem Spektrometer integriert sein oder räumlich getrennt von dem Spektrometer in dem Gehäuse angeordnet sein. Der Lichtempfänger ist insbesondere derart gestaltet, dass keine Reflexionen des Lichtstrahls von außerhalb des Gehäuses in den Lichtempfänger gelangen. Mit zunehmender Verschmutzung der transparenten Abdeckung steigt der durch die transparente Abdeckung reflektierte Anteil und der Lichtempfänger eine ansteigende Intensität misst. Vorteilhaft kann mit dieser Information die ermittelte Eigenschaft des Ernteguts korrigiert werden und/oder eine Reinigung der transparenten Abdeckung ausgelöst werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann eine Steuerung mindestens einer Komponente der Erntemaschine dazu eingerichtet ist, die Komponente in Abhängigkeit von der mindestens einen Eigenschaft des Ernteguts zu steuern, wobei die Komponenten den Erntevorsatz, Förderorgane, das Dreschorgan, einen Fahrantrieb und einen Strohhäcksler umfassen. Über den Fahrantrieb kann die Fahrgeschwindigkeit zur Anpassung des Durchsatzes an Erntegut gesteuert werden
Ein weiterer Aspekt zur Lösung der oben genannten Aufgabe betrifft ein Verfahren zur Bestimmung mindestens einer Eigenschaft von Erntegut, wobei das Erntegut mit einer landwirtschaftlichen Erntemaschine mit einem Erntevorsatz geerntet wird, wobei der Erntevorsatz eine Mäh- und Einzugseinrichtung aufweist, mit der das Erntegut geschnitten und aufgenommen wird. Nach dem Schneiden des Ernteguts wird eine von im Boden verbleibenden Pflanzenstoppeln reflektierte Strahlung mit zumindest einer optische Erfassungseinheit erfasst.
Gemäß einer Ausführungsform wird ein Spektrum des erfassten Lichts auswertet, wobei aus dem Spektrum die mindestens eine Eigenschaft des Erntegutstroms abgeleitet wird. Die im Boden verbleibenden Pflanzenstoppeln können dabei mit einer Lichtquelle beleuchtet werden.
Eine Intensität mindestens eines Abgleich-Wellenlängenbereichs wird erfasst, wobei der Abgleich-Wellenlängenbereich außerhalb eines von der Lichtquelle abgegebenen Wellenlängenspektrums liegt und wobei der Abgleich-Wellenlängenbereich in einem Wellenlängenspektrum des Sonnenlichts liegt. Die Eigenschaft des Ernteguts kann in Abhängigkeit von einer Entwicklung der Intensität der Strahlung in dem Abgleich-Wellenlängenbereich ermittelt werden. Dabei wird der Abgleich-Wellenlängenbereich vorteilhaft derart ausgewählt, dass die Reflexionseigenschaften der Stoppeln und des Bodens möglichst unabhängig von der Abreife und der Feuchte und von Grünwuchs innerhalb dessen Spektralbereichs sind. Ein Frequenzband aus dem UV-Bereich ist ein Beispiel für einen nutzbaren Abgleich-Wellenlängenbereich. Tritt eine mehr oder weniger starke Sonneneinstrahlung auf das Spektrometer, kann dies durch die gemessene Intensität des Abgleich-Wellenlängenbereichs registriert werden. In der Auswerteeinheit kann daraufhin vorteilhaft differenziert werden, ob sich ändernde Lichtintensitäten in den auszuwertenden Spektralbereichen von einem Wechsel der Bestandseigenschaften verursacht werden oder andere Beleuchtungsverhältnisse der Grund für die geänderten Lichtintensitäten sind. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Lichtstrahl einer Abgleich-Lichtquelle der Erfassungseinheit derart auf eine transparente Abdeckung der Erfassungseinheit gerichtet, dass ein von der Abdeckung reflektierter Anteil des Lichtstrahls auf einen Lichtempfänger trifft. Von einer Intensität des reflektierten Anteils des Lichtstrahls kann vorteilhaft auf einen Verschmutzungsgrad der transparenten Abdeckung geschlossen werden. Der Lichtempfänger ist insbesondere derart gestaltet, dass keine Reflexionen des Lichtstrahls von außerhalb des Gehäuses in den Lichtempfänger gelangen. Insbesondere kann der Lichtstrahl gepulst sein, um so eine Differenz zwischen reflektierter Strahlung von außerhalb der Erfassungseinrichtung und dem von der transparenten Abdeckung reflektierter Anteil des Lichtstrahls plus der reflektierten Strahlung von außerhalb des Sensors bilden zu. Aus der Differenz ist vorteilhaft ein Maß für die Verschmutzung der transparenten Abdeckung ableitbar. Der Spektralbereich des Lichtstrahls der Abgleich-Lichtquelle kann im Bereich des Spektrometers oder in einem davon unabhängigen Spektralbereich liegen. Nutzen der Lichtempfänger und das Spektrometer gleiche Wellenlängen und/oder gleichen Bauraum, ist können insbesondere in den Impulspausen die Spektralwerte der Stoppeln gemessen werden.
Ein weiterer Gegenstand der Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Steuerung mindestens einer Komponente einer Erntemaschine, wobei mindestens eine Eigenschaft eines Ernteguts nach dem zuvor beschriebenen Verfahren bestimmt wird und wobei die Komponente in Abhängigkeit von der mindestens einen Eigenschaft des Erntegut- stroms gesteuert wird. Die Komponenten umfassen zumindest den Erntevorsatz, Förderorgane, das Dreschorgan, einen Fahrantrieb und einen Strohhäcksler.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Ausführungen beziehen sich gleichermaßen auf die landwirtschaftliche Erntemaschine und die beschriebenen Verfahren. Es zeigt
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer landwirtschaftlichen Erntemaschine in einer schematischen Darstellung;
Figur 2 die Messeinrichtung aus Figur 1 als Detail in einer schematischen Ansicht. Die Figur 1 zeigt einen Mähdrescher als Beispiel einer landwirtschaftlichen Erntemaschine mit einem in Fahrtrichtung vorne an einem Rahmen des Mähdreschers angelenkten Erntevorsatz 14 und einem Schrägförderer 9, über den ein abgemähter Ernte- gutstrom zu einem Dreschorgan 10 gelangt. Der Rahmen weist vordere Antriebsräder 1 und eine hintere Radachse mit Lenkrädern 2 auf. Auf dem Rahmen ist im Bereich vor den Antriebsrädern 1 eine Fahrerkabine 3 angeordnet. Direkt dahinter befindet sich ein Korntank 4, an den sich ein Antriebsmotor 5 anschließt. Im hinteren Bereich des Mähdreschers befindet sich ein Strohhäcksler 16 und ein Auslass 7 für den Teil des Erntegutes, der von den Körnern als nicht verwertbarer Anteil abgetrennt ist. Ein Schüttler 11 ist von einem mittleren Bereich des Mähdreschers nach hinten hin ansteigend ausgelegt.
Der Erntevorsatz 14 weist eine Mäh- und Einzugseinrichtung zum Schneiden und Aufnehmen von Erntegut auf. Zur Bestimmung mindestens einer Eigenschaft des Ernteguts ist eine Messeinrichtung vorgesehen, wobei die Messeinrichtung zumindest eine an der Erntemaschine hinter dem Erntevorsatz 14 angeordnete, optische Erfassungseinheit 12 aufweist und wobei die optische Erfassungseinheit 12 nach dem Schneiden des Ernteguts eine von im Boden verbleibenden Pflanzenstoppeln 6 reflektierte Strahlung 8 erfasst. Die Erfassungseinheit 12 kann an einer dem Boden zugewandten Unterseite 15 der Erntemaschine angeordnet sein, wie in dem Ausführungsbeispiel, im Bereich einer Vorderachse der Erntemaschine zwischen den Antriebsrädern 1.
Eine Auswerteeinheit 20 ist vorgesehen, um ein Spektrum des erfassten Lichts auszuwerten, wobei aus dem Spektrum eine Strohzähigkeit als mindestens eine Eigenschaft des Ernteguts ableitbar ist. Die Auswerteeinheit kann am Einbauort der Erfassungseinheit 12 angeordnet sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Auswerteeinheit 20 in der Fahrerkabine 3 angeordnet und erhält die Messsignale der Erfassungseinheit 12 über eine nicht gezeigte Signalverbindung, die kabelgebunden, kabellos oder per Lichtleiter ausgeführt sein kann. Eine Steuerung 19 mindestens einer Komponente der Erntemaschine ist dazu eingerichtet, die Komponente in Abhängigkeit von der Strohzähigkeit des Ernteguts zu steuern, wobei die Steuerung 19 die Information von der Auswerteeinheit 20 über eine weitere nicht gezeigte Signalverbindung erhält. Die von der Steuerung 19 in Abhängigkeit von der Strohzähigkeit gesteuerten Komponenten können der Erntevorsatz 14, Förderorgane 21 , das Dreschorgan 10 und der Strohhäcksler 16 sein.
In der Figur 2 ist von der Messeinrichtung aus Figur 1 als Detail die Erfassungseinheit 12 in einer schematischen Ansicht dargestellt. Zur Beleuchtung der im Boden verbleibenden Pflanzenstoppeln 6 weist die Erfassungseinheit 12 zwei Lichtquellen 22 auf. Die von den im Boden verbleibenden Pflanzenstoppeln 6 reflektierte Strahlung 8 gelangt über eine Linse 23 zu einem Spektrometer 18, das eine Intensität der durch die im Boden verbleibenden Pflanzenstoppeln 6 reflektierten breitbandigen Strahlung 8 wellenlängenaufgelöst erfasst. Das Spektrometer 18 ist ferner dazu eingerichtet, die Intensität mindestens eines Abgleich-Wellenlängenbereichs zu erfassen, wobei der Abgleich-Wellenlängenbereich außerhalb eines von der Lichtquelle 22 abgegebenen Wellenlängenspektrums liegt und wobei der Abgleich-Wellenlängenbereich in einem Wellenlängenspektrum des Sonnenlichts liegt. Die Auswerteeinheit 20 ermittelt die Eigenschaft des Ernteguts in Abhängigkeit von einer Entwicklung der Intensität der Strahlung in dem Abgleich-Wellenlängenbereich, um den Einfluss des Sonnenlichts auf die Messung zu kompensieren.
Die Erfassungseinheit 12 weist ein Gehäuse 28 mit einer transparenten Abdeckung 17 auf. Die transparente Abdeckung 17 kann eine Glasscheibe aus einem kratzfesten Sicherheitsglas sein. In dem Gehäuse 28 ist eine zusätzliche Abgleich-Lichtquelle 24 vorgesehen, wobei ein Lichtstrahl 25 der Abgleich-Lichtquelle 24 derart auf die transparente Abdeckung 17 gerichtet ist, dass ein von der transparenten Abdeckung 17 reflektierter Anteil 26 des Lichtstrahls 25 auf einen Lichtempfänger 27 trifft. Von einer Intensität des reflektierten Anteils 26 des Lichtstrahls 25 wird auf einen Verschmutzungsgrad der transparenten Abdeckung 17 geschlossen.
Die Erfassungseinheit 12 ist schräg zu dem Boden ausgerichtet, insbesondere derart, dass möglichst viel Licht, das von den Pflanzenstoppeln 6 und wenig Licht, das vom Boden reflektiert wird, in die Erfassungseinheit 12 gelangt. Das Bodenspektrum stört die Messung. Eine zum Boden schräge Anordnung, beispielsweise unter einem Winkel a von 45 Grad zum Boden, ist besonders vorteilhaft. Eine Erfassungsachse E, über die das Licht 8 gerade in die Erfassungseinheit 12 fällt, schließt dann einen Winkel a von beispielsweise 45 Grad mit dem Boden ein. Bezugszeichenliste
1 Antriebsräder
2 Lenkräder
3 Fahrerkabine
4 Korntank
5 Antriebsmotor
6 Pflanzenstoppeln
7 Auslass
8 Reflektierte Strahlung
9 Schrägförderer
10 Dreschorgan
11 Schüttler
12 Optische Erfassungseinheit
14 Erntevorsatz
15 Unterseite
16 Strohhäcksler
17 Transparente Abdeckung
18 Spektrometer
19 Steuerung
20 Auswerteeinheit
21 Förderorgan
22 Lichtquelle
23 Linse
24 Abgleich-Lichtquelle
25 Lichtstrahl
26 Reflektierter Anteil
27 Lichtempfänger
28 Gehäuse
E Erfassungsachse

Claims

Ansprüche
1. Landwirtschaftliche Erntemaschine mit einem Erntevorsatz, wobei der Erntevorsatz eine Mäh- und Einzugseinrichtung zum Schneiden und Aufnehmen von Erntegut aufweist, wobei eine Messeinrichtung zur Bestimmung mindestens einer Eigenschaft des Ernteguts vorgesehen ist, wobei die Messeinrichtung zumindest eine an der Erntemaschine hinter dem Erntevorsatz angeordnete, optische Erfassungseinheit (12) aufweist und wobei die optische Erfassungseinheit eine von im Boden verbleibenden Pflanzenstoppeln reflektierte Strahlung (8) erfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinheit (12) mindestens eine Lichtquelle (22) zur Beleuchtung der im Boden verbleibenden Pflanzenstoppeln (6) aufweist, wobei die Erfassungseinheit (12) ein Spektrometer (18) aufweist, das eine Intensität der von den im Boden verbleibenden Pflanzenstoppeln reflektierten Strahlung (8) wellenlängenaufgelöst erfasst, wobei das Spektrometer (18) dazu eingerichtet ist, die Intensität mindestens eines Abgleich-Wellenlängenbereichs zu erfassen, wobei der Abgleich-Wellenlängenbereich außerhalb eines von der Lichtquelle (22) abgegebenen Wellenlängenspektrums liegt und wobei der Abgleich-Wellenlängenbereich in einem Wellenlängenspektrum des Sonnenlichts liegt.
2. Landwirtschaftliche Erntemaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinheit an einer dem Boden zugewandten Unterseite der Erntemaschine angeordnet ist, insbesondere im Bereich einer Vorderachse der Erntemaschine.
3. Landwirtschaftliche Erntemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinheit (12) schräg zu dem Boden ausgerichtet ist, insbesondere unter einem Winkel (a) zwischen 35 Grad und 55 Grad.
4. Landwirtschaftliche Erntemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswerteeinheit (20) vorgesehen ist, um ein Spektrum der erfassten Strahlung (8) auszuwerten, wobei aus dem Spektrum die mindestens eine Eigenschaft des Ernteguts ableitbar ist, wobei eine Steuerung (19) mindestens einer Komponente der Erntemaschine dazu eingerichtet ist, die Komponente in Abhängigkeit von der mindestens einen Eigenschaft des Ernteguts zu steuern, wobei die Komponenten den Erntevorsatz (14), Förderorgane (21 ), das Dreschorgan (10), einen Strohhäcksler (16) und einen Fahrantrieb umfassen.
5. Landwirtschaftliche Erntemaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (20) dazu eingerichtet ist, die Eigenschaft des Ernteguts in Abhängigkeit von einer Entwicklung der Intensität der Strahlung in dem Abgleich-Wellenlängenbereich zu ermitteln.
6. Landwirtschaftliche Erntemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinheit (12) ein Gehäuse (28) mit einer transparenten Abdeckung (17) und eine Abgleich-Lichtquelle (24) aufweist, wobei ein Lichtstrahl (25) der Abgleich-Lichtquelle derart auf die Abdeckung (17) gerichtet ist, dass ein von der Abdeckung reflektierter Anteil (26) des Lichtstrahls auf einen Lichtempfänger (27) trifft.
7. Verfahren zur Bestimmung mindestens einer Eigenschaft von Erntegut, wobei das Erntegut mit einer landwirtschaftlichen Erntemaschine mit einem Erntevor- satz (14) geerntet wird, wobei der Erntevorsatz eine Mäh- und Einzugseinrichtung aufweist, mit der das Erntegut geschnitten und aufgenommen wird, wobei nach dem Schneiden des Ernteguts eine von im Boden verbleibenden Pflanzenstoppeln (6) reflektierte Strahlung (8) mit zumindest einer optische Erfassungseinheit (12) erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die im Boden verbleibenden Pflanzenstoppeln (6) mit einer Lichtquelle (22) beleuchtet werden, wobei eine Intensität mindestens eines Abgleich-Wellenlängenbereichs erfasst wird, wobei der Abgleich-Wellenlängenbereich außerhalb eines von der Lichtquelle abgegebenen Wellenlängenspektrums liegt und wobei der Abgleich-Wellenlängenbereich in einem Wellenlängenspektrum des Sonnenlichts liegt..
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spektrum der erfassten Strahlung (8) ausgewertet wird, wobei aus dem Spektrum die mindestens eine Eigenschaft des Ernteguts abgeleitet wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigenschaft des Ernteguts in Abhängigkeit von einer Entwicklung der Intensität der Strahlung in dem Abgleich-Wellenlängenbereich ermittelt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lichtstrahl (25) einer Abgleich-Lichtquelle (24) der Erfassungseinheit (12) derart auf eine transparente Abdeckung (17) der Erfassungseinheit (12) gerichtet ist, dass ein von der Abdeckung reflektierter Anteil (26) des Lichtstrahls auf einen Lichtempfänger (27) trifft.
11 . Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass von einer Intensität des reflektierten Anteils (26) des Lichtstrahls (25) auf einen Verschmutzungsgrad der transparenten Abdeckung (17) geschlossen wird.
12. Verfahren zur Steuerung mindestens einer Komponente einer Erntemaschine, wobei mindestens eine Eigenschaft eines Ernteguts nach einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 11 bestimmt wird und wobei die Komponente in Abhängigkeit von der mindestens einen Eigenschaft des Erntegutstroms gesteuert wird.
PCT/EP2024/073922 2023-09-01 2024-08-27 Landwirtschaftliche erntemaschine und verfahren zur bestimmung mindestens einer eigenschaft von erntegut Pending WO2025045877A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202480055561.3A CN121752115A (zh) 2023-09-01 2024-08-27 农业收割机和用于确定所收割作物的至少一个特性的方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102023123645.8 2023-09-01
DE102023123645.8A DE102023123645A1 (de) 2023-09-01 2023-09-01 Landwirtschaftliche Erntemaschine und Verfahren zur Bestimmung mindestens einer Eigenschaft von Erntegut

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2025045877A1 true WO2025045877A1 (de) 2025-03-06

Family

ID=92593142

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2024/073922 Pending WO2025045877A1 (de) 2023-09-01 2024-08-27 Landwirtschaftliche erntemaschine und verfahren zur bestimmung mindestens einer eigenschaft von erntegut

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN121752115A (de)
DE (1) DE102023123645A1 (de)
WO (1) WO2025045877A1 (de)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040021077A1 (en) * 2002-03-20 2004-02-05 Jack Ambuel High speed analyzer using near infrared radiation transmitted through thick samples of optically dense materials
EP1754407A2 (de) * 2005-08-19 2007-02-21 Maschinenfabrik Bernard Krone GmbH Landwirtschaftliche Erntemaschine
DE102010041793A1 (de) * 2010-09-30 2012-04-05 Carl Zeiss Microlmaging Gmbh Spektroskopische Messeinrichtung
DE102011051784A1 (de) 2011-07-12 2013-01-17 Claas Selbstfahrende Erntemaschinen Gmbh Verfahren zum Betreiben einer selbstfahrenden Erntemaschine
EP3130213A1 (de) 2015-08-11 2017-02-15 Deere & Company Messeinrichtung zur untersuchung geernteten korns in einem mähdrescher
EP3444577A1 (de) * 2017-08-17 2019-02-20 Deere & Company Spektrometrischer messkopf für forst-, land- und lebensmittelwirtschaftliche anwendungen
US20210181078A1 (en) * 2018-06-01 2021-06-17 Monsanto Technology Llc Rapid stalk strength assessment
EP3865855A1 (de) * 2020-02-12 2021-08-18 Deere & Company Nahinfrarot-spektrometeranordnung für eine landwirtschaftliche arbeitsmaschine
DE102021121366A1 (de) * 2021-08-17 2023-02-23 Carl Geringhoff Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft Verfahren zur Bildauswertung eines Betriebsparameters eines landwirtschaftlichen Erntevorsatzgerätes

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040021077A1 (en) * 2002-03-20 2004-02-05 Jack Ambuel High speed analyzer using near infrared radiation transmitted through thick samples of optically dense materials
EP1754407A2 (de) * 2005-08-19 2007-02-21 Maschinenfabrik Bernard Krone GmbH Landwirtschaftliche Erntemaschine
DE102010041793A1 (de) * 2010-09-30 2012-04-05 Carl Zeiss Microlmaging Gmbh Spektroskopische Messeinrichtung
DE102011051784A1 (de) 2011-07-12 2013-01-17 Claas Selbstfahrende Erntemaschinen Gmbh Verfahren zum Betreiben einer selbstfahrenden Erntemaschine
EP3130213A1 (de) 2015-08-11 2017-02-15 Deere & Company Messeinrichtung zur untersuchung geernteten korns in einem mähdrescher
EP3444577A1 (de) * 2017-08-17 2019-02-20 Deere & Company Spektrometrischer messkopf für forst-, land- und lebensmittelwirtschaftliche anwendungen
US20210181078A1 (en) * 2018-06-01 2021-06-17 Monsanto Technology Llc Rapid stalk strength assessment
EP3865855A1 (de) * 2020-02-12 2021-08-18 Deere & Company Nahinfrarot-spektrometeranordnung für eine landwirtschaftliche arbeitsmaschine
DE102021121366A1 (de) * 2021-08-17 2023-02-23 Carl Geringhoff Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft Verfahren zur Bildauswertung eines Betriebsparameters eines landwirtschaftlichen Erntevorsatzgerätes

Also Published As

Publication number Publication date
DE102023123645A1 (de) 2025-03-06
CN121752115A (zh) 2026-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19922867C5 (de) Erntemaschine mit einer Meßeinrichtung zur Messung von Inhaltsstoffen in und/oder Eigenschaften von Erntegut
EP3444577B1 (de) Spektrometrischer messkopf für forst-, land- und lebensmittelwirtschaftliche anwendungen
DE102004038404B4 (de) Einrichtung zur selbsttätigen Einstellung der Schnitthöhe eines Erntevorsatzes zur Ernte stängelartiger Pflanzen
CA2308934C (en) Measuring device for measuring components in and/or properties of crop material
DE102004048103B4 (de) Spektrometrischer Messkopf für Erntemaschinen und andere landwirtschaftlich genutzte Maschinen
DE10346412A1 (de) Erntemaschine mit einer Überwachungseinrichtung zur Überwachung der Schärfe von Schneidmessern und/oder ihres Abstands zu einer Gegenschneide
DE102008043377A1 (de) Messanordnung zur spektroskopischen Untersuchung und Durchsatzerfassung eines Erntegutstroms
DE10348040A1 (de) Messeinrichtung
WO2012019863A1 (de) Sensorsystem und verfahren zur bestimmung einer optischen eigenschaft einer pflanze
EP3932174B1 (de) Landwirtschaftliche erntemaschine
DE102004038408A1 (de) Messeinrichtung
EP3437451B1 (de) Landwirtschaftliche maschine mit einer spektrometeranordnung
DE69806516T2 (de) Nahinfrarot spektrometer zum gebrauch in kombination mit einem mähdrescher für echtzeitkornanalyse
DE102020117069A1 (de) Landwirtschaftliche Erntemaschine
EP3961190A1 (de) Optische messeinrichtung
DE102005039596B4 (de) Landwirtschaftliche Erntemaschine
DE102015212107B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur kontinuierlichen Bestimmung des Sandgehaltes von Futterpflanzen während des Ernteprozesses
WO2025045877A1 (de) Landwirtschaftliche erntemaschine und verfahren zur bestimmung mindestens einer eigenschaft von erntegut
DE102021106119A1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Hackfruchtfördermaschine
EP4184148B1 (de) Sensoranordnung
DE102023116408A1 (de) Kamerasystem für einen selbstfahrenden Feldhäcksler
DE102018004219A1 (de) Landwirtschaftliche Erntemaschine
DE102022121838A1 (de) Messvorrichtung einer selbstfahrenden landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 24762629

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2024762629

Country of ref document: EP