DE102018204301B4 - Verfahren zum Ermitteln einer Bestandhöhe von Feldpflanzen - Google Patents
Verfahren zum Ermitteln einer Bestandhöhe von Feldpflanzen Download PDFInfo
- Publication number
- DE102018204301B4 DE102018204301B4 DE102018204301.9A DE102018204301A DE102018204301B4 DE 102018204301 B4 DE102018204301 B4 DE 102018204301B4 DE 102018204301 A DE102018204301 A DE 102018204301A DE 102018204301 B4 DE102018204301 B4 DE 102018204301B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- objects
- radar sensor
- height
- determined
- inventory
- 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.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 6
- 238000012549 training Methods 0.000 claims description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 34
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 5
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 2
- 238000013213 extrapolation Methods 0.000 description 2
- 241001124569 Lycaenidae Species 0.000 description 1
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 description 1
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 244000038559 crop plants Species 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 244000037666 field crops Species 0.000 description 1
- 238000012067 mathematical method Methods 0.000 description 1
- 238000009343 monoculture Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- A01B63/00—Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements
- A01B63/02—Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements for implements mounted on tractors
- A01B63/10—Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements for implements mounted on tractors operated by hydraulic or pneumatic means
- A01B63/111—Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements for implements mounted on tractors operated by hydraulic or pneumatic means regulating working depth of implements
- A01B63/1112—Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements for implements mounted on tractors operated by hydraulic or pneumatic means regulating working depth of implements using a non-tactile ground distance measurement, e.g. using reflection of waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01D—HARVESTING; MOWING
- A01D75/00—Accessories for harvesters or mowers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/06—Systems determining position data of a target
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
- G01S13/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01D—HARVESTING; MOWING
- A01D41/00—Combines, i.e. harvesters or mowers combined with threshing devices
- A01D41/12—Details of combines
- A01D41/127—Control or measuring arrangements specially adapted for combines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
Verfahren zum Ermitteln einer Bestandhöhe von Feldpflanzen, wobei die Ermittlung der Bestandhöhe mittels eines Signals eines Radarsensors (16) erfolgt, wobei die Ermittlung der Bestandshöhe eine Kategorisierung von Reflexionsobjekten (20,22) in Bestandsobjekte (22) oder Bodenobjekte (20) umfasst, wobei zur Kategorisierung der Reflexionsobjekte (20,22) ein Abstand zwischen dem Radarsensor (16) und den Reflexionsobjekten (20,22) sowie eine Relativgeschwindigkeit zwischen den Reflexionsobjekten (20,22) und dem Radarsensor (16) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestandhöhe ermittelt wird, indem eine Extrapolation einer Bestandsobjektkurve (48) durchgeführt wird, wobei die Bestandsobjektkurve (48) ausgehend von den Abständen zwischen dem Radarsensor (16) und den Bestandsobjekten (22) ermittelt wird.
Description
- Stand der Technik
- Bei einigen Agrarmaschinen, wie beispielsweise Mähdreschern oder anderen Erntemaschinen, stellten die Bestandhöhe der zu erntenden Feldpflanzen eine Eingangsgröße für den Betrieb der Agrarmaschine dar. Beispielsweise können Komponenten bzw. Anbauteile der Agrarmaschine, die die geernteten Feldpflanzen verarbeiten, in Abhängigkeit der Bestandhöhe der Feldpflanzen vorgesteuert oder eingestellt werden. Eine solche Einstellung bzw. Vorsteuerung erfolgt im Stand der Technik durch eine manuelle Einstellung eines Bedieners der Agrarmaschine, beispielsweise dadurch, dass der Bediener der Agrarmaschine ein Mähwerk einer Erntemaschine passend auf die Bestandshöhe der zu erntenden Feldpflanzen ausrichtet. Die Bestandshöhe von Feldpflanzen stellt auch für die Einstellung einer Behandlungsvorrichtung, beispielsweise einer Sprühvorrichtung, eine Eingangsgröße dar.
- Aus dem Stand der Technik sind Radarsensoren für vielfältige Anwendungen bekannt.
- Aus der
DE 102 14 648 A1 ist eine Messeinrichtung an einer landwirtschaftlichen Maschine bekannt. Diese Messeinrichtung umfasst einen Radarsensor zur Ermittlung des Abstands zwischen einer landwirtschaftlichen Maschine und einem Boden. Hierbei wird zu einer automatischen Einhaltung einer Arbeitshöhe des Getreideschneidwerks der landwirtschaftlichen Maschine der Abstand zwischen dem Radarsensor und der Oberfläche des Feldes ermittelt. - Aus dem Artikel „Radarsensoren: Neue Technologien zur präzisen Bestandsführung; T.2, Messung der Bestandsdichte und Ausblick“, Landbauforschung Völkenrode; 54 (2004) 2: 87-102 von Wolfgang Paul und Hermann Speckmann ist ebenfalls die Anwendung von Radarsensoren zur Bestimmung der Wuchshöhe von Feldpflanzen bekannt.
- Aus der
DE 10 2016 116 808 A1 sind ein Regelsystem, ein landwirtschaftliches Nutzfahrzeug und die Verwendung eines Radarsensors für ein Regelsystem sowie ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines landwirtschaftlichen Nutzfahrzeuges bekannt. Hierbei wird vorgeschlagen, einen Abstand zwischen einem Verteilergestänge und einem Boden bzw. einer Wuchshöhe mittels eines Radarsensors zu erfassen. - Aus der
DE 10 2011 017 621 A1 sind eine Anordnung und ein Verfahren zur Erfassung der Menge von Pflanzen auf einem Feld bekannt. Zur Erfassung der Wuchshöhe auf dem Feld sind dabei ein erster und ein zweiter Sender sowie zugehöriger Empfänger vorgesehen, wobei der erste Empfänger von Pflanzen reflektiertes Licht empfängt und der zweite Empfänger vom Erdboden reflektierte Radarstrahlen. - Aus der
ist eine Höhenkontrolleinrichtung für eine Erntemaschine bekannt. Hierbei ist vorgesehen, mittels eines berührungslosen Sensors die Position von Feldpflanzen zu ermitteln und mittels eines Kontaktsensors die Position des Ackerbodens zu bestimmen.US 9 585 309 B2 - Offenbarung der Erfindung
- Das erfindungsgemäße Verfahren zum Ermitteln einer Bestandhöhe von Feldpflanzen hat den Vorteil, dass die Ermittlung der Bestandhöhe mittels eines Signals eines Radarsensors erfolgt. Die Ermittlung der Bestandhöhe kann somit automatisiert erfolgen, so dass auch eine automatisierte Einstellung bzw. Vorsteuerung von Komponenten bzw. Anbauteilen einer Agrarmaschine ermöglicht wird. Vorteilhaft ist weiterhin, dass die Verwendung eines Radarsensors eine Ermittlung auch bei Dunkelheit oder schlechter Sicht ermöglicht. Unter Feldpflanze werden dabei Pflanzen verstanden, die üblicherweise in Monokultur auf einer Anbaufläche angebaut werden. Insbesondere betrifft das erfindungsgemäße Verfahren solche Feldpflanzen, die geerntet werden, indem die Feldpflanzen knapp oberhalb eines Bodens der Anbaufläche abgeschnitten werden. Bei solchen Feldpflanzen kann es sich insbesondere um Getreide, Mais oder Zuckerrohr handeln. Unter Bestandhöhe ist dabei eine durchschnittliche Wuchshöhe der Feldpflanzen auf einem gegebenen Flächenabschnitt der Anbaufläche gemeint.
- Erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass die Ermittlung der Bestandhöhe eine Kategorisierung von Reflexionsobjekten in Bestandsobjekte oder Bodenobjekte umfasst. Unter Reflexionsobjekt ist dabei jedes Objekt zu verstehen, dass ein durch den Radarsensor erkennbares Radarecho reflektiert. Bodenobjekte sind somit für den Radarsensor sichtbare Bereiche des Bodens der Anbaufläche. Bestandsobjekte sind Radarreflexionen, die den auf der Anbaufläche wachsenden Feldpflanzen zugeordnet werden können. Die Kategorisierung von Reflexionsobjekten in Bestandsobjekte und Bodenobjekte bietet insbesondere den Vorteil, dass zur Bestimmung der Bestandshöhe lediglich die Bestandsobjekte betrachtet werden müssen, was die Güte der Bestandshöhenbestimmung verbessert und den Rechenaufwand zur Bestimmung der Bestandshöhe reduziert.
- Erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass zur Kategorisierung der Reflexionsobjekte ein Abstand zwischen dem Radarsensor und den Reflexionsobjekten sowie eine Relativgeschwindigkeit zwischen den Reflexionsobjekten und dem Radarsensor ermittelt wird. Somit kann vorteilhaft ausgenutzt werden, dass die von den Bestandsobjekten und die von den Bodenobjekten verursachten Radarreflexionen üblicherweise einen unterschiedlichen geometrischen Ursprung haben. Durch eine Kategorisierung basierend auf Relativgeschwindigkeit und Abstand kann auch auf die Bestimmung eines Winkels der Reflexionsobjekte verzichtet werden.
- Erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass die Bestandshöhe ermittelt wird, indem eine Extrapolation einer Bestandsobjektkurve durchgeführt wird, wobei die Bestandsobjektkurve ausgehend von den Abständen zwischen dem Radarsensor und den Bestandsobjekten ermittelt wird.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
- In vorteilhafter Ausgestaltung wird die Bestandsobjektkurve zusätzlich ausgehend von den Relativgeschwindigkeiten zwischen dem Radarsensor und den Bestandsobjekten ermittelt. In besonders vorteilhafter Ausgestaltung handelt es sich bei der Bestandsobjektkurve um eine Kurve in einem zweidimensionalen Diagramm, dessen Achsen durch den Abstand zwischen dem Radarsensor und den Bestandsobjekten sowie durch die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Radarsensor und den Bestandsobjekten definiert sind. Die Bestandsobjektkurve ist dabei eine Kurve, die einen charakteristischen Zusammenhang zwischen Abstand und Relativgeschwindigkeit innerhalb des zweidimensionalen Diagramms bezeichnet.
- Vorteilhaft ist, dass die Bestandsobjektkurve auf einen Bereich extrapoliert wird, der einer Relativgeschwindigkeit zwischen den Bestandsobjekten und dem Radarsensor von 0 entspricht. Wenn der Radarsensor an einer sich bewegenden Agrarmaschine oberhalb der Feldpflanzen angebracht ist, haben lediglich die Reflexionsobjekte eine Relativgeschwindigkeit von null, die sich unmittelbar unterhalb des Radarsensors befinden. Eine Bestandsobjektkurve, die den Zusammenhang zwischen Abstand und Relativgeschwindigkeit illustriert, liefert im Bereich einer Relativgeschwindigkeit von null somit Informationen über die Bestandshöhe unterhalb eines an einer Agrarmaschine montierten Radarsensors. Da die Bestandshöhe aus einer Extrapolation der Bestandsobjektkurve gewonnen wird, gehen in die Bestimmung der Bestandshöhe aber auch Informationen von Reflexionsobjekten ein, die nicht unmittelbar unterhalb des Radarsensors angeordnet sind, sondern sich in einem Bereich vor der Agrarmaschine befinden. Die Bestimmung der Bestandshöhe ist somit erheblich robuster als eine Bestimmung einer Bestandshöhe, die lediglich auf radarbasierten Messungen eines nach unten gerichteten Radarsensors basieren würde. Vorteilhaft ist außerdem, dass somit eine Bestandshöhenbestimmung auch von Feldpflanzen, die nur mit geringer Wahrscheinlichkeit zuverlässige Radarechos ergeben, ermöglicht ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass eine Änderung der Bestandshöhe der Feldpflanzen somit frühzeitig erkannt werden kann, was eine rechtzeitige Vorsteuerung eines oftmals trägen Anbauteils der Agrarmaschine ermöglicht.
- Vorteilhaft ist, dass die Kategorisierung von Reflexionsobjekten in Bestandsobjekte oder Bodenobjekte unter Verwendung von Trainingsdaten erfolgt. Trainingsdaten können hierbei Daten von früheren Durchführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sein, die zusätzlich, beispielsweise durch ergänzende Messungen oder Verfahren, verifiziert wurden. Bei einer alternativen Ausgestaltung handelt es sich bei den Trainingsdaten um Daten, die mit Hilfe selbstlernender Algorithmen wie beispielsweise neuronaler Netze gewonnen wurden.
- Vorteilhaft ist, dass die Ermittlung der Bestandshöhe mittels des Signals eines Radarsensors erfolgt, wobei der Radarsensor an einer Agrarmaschine oberhalb einer Bestandsmaximalhöhe angeordnet ist. Die Bestandsmaximalhöhe bezeichnet dabei eine maximale Wuchshöhe, die den Feldpflanzen, deren Bestandshöhe ermittelt werden soll, zugeordnet ist. Bei einer Feldpflanze, die typischerweise eine Wuchsgöhe von 1,5 Metern nicht überschreitet entspricht die Bestandsmaximalhöhe somit 1,5 Meter, sodass im Rahmen dieser vorteilhaften Ausgestaltung der Radarsensor beispielsweise in einer Höhe von 2 Metern an der Agrarmaschine angeordnet sein kann.
- Vorteilhaft ist außerdem eine Vorrichtung, die eingerichtet ist, jeden Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen.
- Vorteilhaft ist ein Computerprogramm, das eine Steuereinheit veranlasst, jeden Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf der Steuereinheit abläuft. Vorteilhaft ist weiterhin ein Speichermedium, auf dem das erfindungsgemäße Computerprogramm gespeichert ist.
- Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen
- Figurenliste
-
-
1 eine schematische Darstellung einer Agrarmaschine, die eine zur Durchführung des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtete Vorrichtung umfasst; -
2 eine beispielhafte Darstellung einer Bestandsobjektkurve und einer Bodenobjektkurve in einem Abstands-Relativgeschwindigkeits-Diagramm; -
3 eine beispielhafte Darstellung eines Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens. -
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Agrarmaschine (10 ), bei der es sich um eine Erntemaschine, insbesondere um einen Mähdrescher, handeln kann. Die Agrarmaschine (10 ) umfasst eine Vorrichtung, die eingerichtet ist, ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen. Die Agrarmaschine (10 ) umfasst einen Radarsensor (16 ), der an einer Vorderseite der Agrarmaschine (10 ) derart angeordnet ist, dass er sich oberhalb einer Bestandsmaximalhöhe von Feldpflanzen befindet, deren Bestandshöhe mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmt werden soll. Bei Feldpflanzen, die typischerweise Wuchshöhen von 1,5 Metern erreichen, ist der Radarsensor (16 ) daher oberhalb einer Höhe von 1,5 Metern an der Agrarmaschine (10 ) angebracht. Beispielsweise kann der Radarsensor (16 ) in einer Höhe von 2 Metern an der Agrarmaschine (10 ) angebracht sein. Die Agrarmaschine (10 ) umfasst eine Steuereinheit (12 ), die wiederum ein Speichermedium (14 ) umfasst. Die Steuereinheit (12 ) und der Radarsensor (16 ) stehen über eine Signalleitung in Verbindung. - Der Radarsensor (
16 ) ist derart an der Agrarmaschine (10 ) angeordnet, dass ein Sichtwinkel (17 ) des Radarsensors (16 ) einen Bereich abdeckt, der eine Sicht des Radarsensors (16 ) senkrecht nach unten sowie vor die Agrarmaschine (10 ) ermöglicht. Der Sichtwinkel kann beispielsweise 82° betragen. Bei einem Betrieb des Radarsensors (16 ) erfasst dieser verschiedene Reflexionsobjekte (20 ,22 ). In1 ist schematisch dargestellt, dass es sich bei den Reflexionsobjekten (20 ,22 ) um Abschnitte des Bodens einer Anbaufläche handeln kann, so dass die Reflexionsobjekte, die durch die Abschnitte des Bodens der Anbaufläche verursacht werden, als Bodenobjekte (20 ) bezeichnet sind, sowie dass es sich bei den Reflexionsobjekten um Teile der Feldpflanzen handeln kann, so dass diese Reflexionsobjekte als Bestandsobjekte (22 ) bezeichnet sind. Bei den Bestandsobjekten kann es sich insbesondere um die Spitzen der Feldpflanzen handeln, aber auch um andere Pflanzenteile, die geeignet sind, Radarechos zu bewirken. - In dem in der
1 illustrierten Beispiel sei angenommen, dass die Agrarmaschine (10 ) sich bewegt. Diese Bewegung ist durch einen Geschwindigkeitsvektor (24 ) der Agrarmaschine angedeutet. -
2 zeigt einen schematischen Verlauf einer Bestandsobjektkurve (48 ) und einer Bodenobjektkurve (47 ) in einem zweidimensionalen Diagramm, dessen erste Achse (40 ) einen Abstand zwischen dem Radarsensor (16 ) und den Reflexionsobjekten (20 ,22 ) bezeichnet und dessen zweiter Achse (42 ) eine Relativgeschwindigkeit zwischen Radarsensor (16 ) und Reflexionsobjekten (20 ,22 ) bezeichnet. Mittels des Radarsensors (16 ) kann für jedes Reflexionsobjekt (20 ,22 ) sowohl ein Abstand zum Radarsensor (16 ) als auch eine Relativgeschwindigkeit zwischen Reflexionsobjekten (20 ,22 ) und Radarsensor (16 ) ermittelt werden. Entsprechend dieser beiden ermittelten Größen erfolgt ein Eintrag in dem in2 illustrierten Diagramm. - Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die Einträge in dem in
2 illustrierten Diagramm nicht gleichmäßig verteilt sind, sondern sich in zwei unterscheidbare Bereiche gliedern. Der erste dieser unterscheidbaren Bereiche bildet den Bereich der Bodenobjekte (20 ), der zweite Bereich bildet den Bereich der Bestandsobjekte (22 ). Durch geeignete mathematische Methoden, wie beispielsweise einen Fit, lassen sich ausgehend von den beiden getrennten Bereichen eine Bodenobjektkurve (47 ) und eine Bestandsobjektkurve (48 ) ermitteln. In besonders vorteilhafter Ausgestaltung wird dabei der Umstand berücksichtigt, dass eine Höhe von Bodenobjekten einer im Wesentlichen ebenen Anbaufläche lediglich in einer Größenordnung von +-10cm schwankt. In besonders vorteilhafter Ausgestaltung wird ebenfalls berücksichtigt, dass durch Bestandsobjekte (22 ) verursachte Reflexionen lediglich bis zu einer maximalen Wuchshöhe der Feldpflanzen möglich sind. Die Reflexionen der Bestandsobjekte (22 ) entstammen dabei einem Höhenbereich, der vom Boden bis zu einer maximalen Wuchshöhe der Feldpflanze reicht. Entsprechend werden die Reflexionen, die mutmaßlich nahe einer maximalen Wuchshöhe in der Feldpflanze liegen, bei der Ermittlung der Bestandsobjektkurve vorteilhafter Weise stärker gewichtet. - Ein Schnittpunkt (
46 ) zwischen der Bodenobjektkurve (47 ) und der ersten Achse (40 ) entspricht einer Montagehöhe des Radarsensors (16 ) oberhalb des Bodens. Der Schnittpunkt (46 ) zwischen Bodenobjektkurve (47 ) und erster Achse (40 ) wird beispielsweise mittels einer Extrapolation der Bodenobjektkurve (47 ) ermittelt. Ein Schnittpunkt (44 ) zwischen der Bestandsobjektkurve (48 ) und der ersten Achse (40 ) entspricht einem Abstand zwischen dem Radarsensor (16 ) und der zu ermittelnden Bestandshöhe der Feldpflanzen. Auch der Schnittpunkt (44 ) zwischen der Bestandsobjektkurve (48 ) und der ersten Achse (40 ) kann vorteilhafter Weise durch eine Extrapolation der Bestandsobjektkurve (48 ) ermittelt werden. -
3 zeigt einen schematischen Ablauf eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens startet in Schritt100 . In Schritt100 werden mittels des Radarsensors (16 ) Reflexionsobjekte (20 ,22 ) detektiert. Im Anschluss an Schritt100 wird Schritt110 durchgeführt. - In Schritt
110 wird ausgehend von den in Schritt100 ermittelten Daten für jedes Reflexionsobjekt (20 ,22 ) ein Abstand zwischen Reflexionsobjekt und Radarsensor (16 ) sowie eine Relativgeschwindigkeit zwischen Radarsensor (16 ) und Reflexionsobjekt bestimmt. Anschließend wird Schritt120 durchgeführt. - Im Schritt
120 werden die in Schritt110 ermittelten Abstände und Relativgeschwindigkeiten in ein Koordinatensystem eingetragen, bei dem es sich beispielsweise um das in2 illustrierte Koordinatensystem handeln kann. Anschließend wird Schritt130 durchgeführt. - In Schritt
130 wird eine Bestandsobjektkurve (48 ) ermittelt. Vorteilhafter Weise geschieht dies durch eine Fit. In alternativer Ausgestaltung wird in Schritt130 ebenfalls eine Bodenobjektkurve (47 ) ermittelt. Im Anschluss an Schritt130 wird Schritt140 durchgeführt. - In Schritt
140 wird die in Schritt130 ermittelte Bestandsobjektkurve auf einen Bereich extrapoliert, der eine Relativgeschwindigkeit von null zwischen Radarsensor (16 ) und Bestandsobjekten (22 ) entspricht. Dieser Bereich wird durch einen Schnittpunkt (44 ) zwischen Bestandsobjektkurve (48 ) und erster Achse (40 ) des in2 illustrierten Diagramms gekennzeichnet. Im Anschluss an Schritt140 wird Schritt150 durchgeführt. - In Schritt
150 wird ausgehend von der in Schritt140 durchgeführten Extrapolation die Bestandshöhe der Feldpflanzen ermittelt und ausgegeben. In optionaler Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann auf Schritt150 Schritt160 folgen. - In Schritt
160 wird die ermittelte Bestandshöhe verwendet, um Komponenten oder Anbauteile der Agrarmaschine (10 ), die zur Ernte der Feldpflanzen verwendet werden, entsprechend der ermittelten Bestandshöhe einzustellen oder vorzusteuern. - Das vorgestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zyklisch durchlaufen, so dass jederzeit eine aktuelle Bestandhöhe der Feldpflanzen ermittelt ist.
- Das vorgestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens bietet den großen Vorteil, dass die Bestandhöhe der Feldpflanzen für einen Bereich unmittelbar unterhalb des Radarsensors (
16 ) ermittelt wird, diese Ermittlung aber Informationen der Bestandsobjekte (22 ), die in einem Bereich der Agrarmaschine (10 ) liegen, Berücksichtigung finden. Der Bereich vor der Agrarmaschine (10 ), innerhalb dessen die Bestandsobjekte (22 ) berücksichtigt werden, kann dabei beispielsweise einen Bereich von 10 Metern vor der Agrarmaschine (10 ) umfassen. Somit ist es möglich, die Bestandhöhe der Feldpflanzen unterhalb des Radarsensors (16 ) in einer sehr viel höheren Präzision zu bestimmen als dies ohne die Berücksichtigung weiterer Bestandsobjekte (22 ) in einem Bereich vor der Agrarmaschine (10 ) möglich wäre. Das vorgestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich somit auch auf Feldpflanzen anwenden, die wenige Radarechos bewirken.
Claims (7)
- Verfahren zum Ermitteln einer Bestandhöhe von Feldpflanzen, wobei die Ermittlung der Bestandhöhe mittels eines Signals eines Radarsensors (16) erfolgt, wobei die Ermittlung der Bestandshöhe eine Kategorisierung von Reflexionsobjekten (20,22) in Bestandsobjekte (22) oder Bodenobjekte (20) umfasst, wobei zur Kategorisierung der Reflexionsobjekte (20,22) ein Abstand zwischen dem Radarsensor (16) und den Reflexionsobjekten (20,22) sowie eine Relativgeschwindigkeit zwischen den Reflexionsobjekten (20,22) und dem Radarsensor (16) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestandhöhe ermittelt wird, indem eine Extrapolation einer Bestandsobjektkurve (48) durchgeführt wird, wobei die Bestandsobjektkurve (48) ausgehend von den Abständen zwischen dem Radarsensor (16) und den Bestandsobjekten (22) ermittelt wird.
- Verfahren nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bestandsobjektkurve (48) auf einen Bereich extrapoliert wird, der einer Relativgeschwindigkeit zwischen den Bestandsobjekten (22) und dem Radarsensor (16) von null entspricht. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kategorisierung von Reflexionsobjekten (20,22) in Bestandsobjekte (22) oder Bodenobjekte (20) unter Verwendung von Trainingsdaten erfolgt. - Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der Bestandhöhe mittels des Signals eines Radarsensors (16) erfolgt, wobei der Radarsensor (16) an einer Agrarmaschine (10) oberhalb einer Bestandsmaximalhöhe angeordnet ist.
- Vorrichtung, eingerichtet jeden Schritt des Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche durchzuführen.
- Computerprogramm, das eine Steuereinheit (12) veranlasst, jeden Schritt des Verfahrens nach einem der
Ansprüche 1 bis4 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf der Steuereinheit (12) abläuft. - Speichermedium (14), auf dem das Computerprogramm nach
Anspruch 6 gespeichert ist.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102018204301.9A DE102018204301B4 (de) | 2018-03-21 | 2018-03-21 | Verfahren zum Ermitteln einer Bestandhöhe von Feldpflanzen |
| PCT/EP2019/055323 WO2019179756A1 (de) | 2018-03-21 | 2019-03-04 | Verfahren zum ermitteln einer bestandhöhe von feldpflanzen |
| US16/979,092 US11874367B2 (en) | 2018-03-21 | 2019-03-04 | Method for ascertaining a plant height of field crops |
| CN201980020288.XA CN111867351B (zh) | 2018-03-21 | 2019-03-04 | 用于确定农作物的生存高度的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102018204301.9A DE102018204301B4 (de) | 2018-03-21 | 2018-03-21 | Verfahren zum Ermitteln einer Bestandhöhe von Feldpflanzen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102018204301A1 DE102018204301A1 (de) | 2019-09-26 |
| DE102018204301B4 true DE102018204301B4 (de) | 2020-06-18 |
Family
ID=65729325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102018204301.9A Active DE102018204301B4 (de) | 2018-03-21 | 2018-03-21 | Verfahren zum Ermitteln einer Bestandhöhe von Feldpflanzen |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11874367B2 (de) |
| CN (1) | CN111867351B (de) |
| DE (1) | DE102018204301B4 (de) |
| WO (1) | WO2019179756A1 (de) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20210342713A1 (en) * | 2020-05-04 | 2021-11-04 | Bioverse Labs Corp | Environmental and crop monitoring system |
| DE102019218186A1 (de) * | 2019-11-25 | 2021-05-27 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Bearbeiten von Pflanzen auf einem Feld |
| US12477986B2 (en) | 2022-07-13 | 2025-11-25 | Deere & Company | Radar based cutting height system for a sugarcane harvester |
| CN117694091A (zh) * | 2024-01-24 | 2024-03-15 | 潍柴雷沃智慧农业科技股份有限公司 | 一种监测收获机喂入量的方法以及系统 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10214648A1 (de) | 2002-04-02 | 2003-10-16 | Claas Selbstfahr Erntemasch | Messeinrichtung an einer landwirtschaftlichen Maschine |
| DE102011017621A1 (de) | 2011-04-27 | 2012-10-31 | Deere & Company | Anordnung und Verfahren zur Erfassung der Menge von Pflanzen auf einem Feld |
| US9585309B2 (en) | 2015-07-14 | 2017-03-07 | Cnh Industrial America Llc | Header height control system for an agricultural harvester |
| DE102016116808A1 (de) | 2016-09-08 | 2018-03-08 | Amazonen-Werke H. Dreyer Gmbh & Co. Kg | Regelsystem, landwirtschaftliches Nutzfahrzeug, Verwendung eines Radarsensors für ein Regelsystem, Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines landwirtschaftlichen Nutzfahrzeuges |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5327345A (en) * | 1991-02-15 | 1994-07-05 | Laser Alignment, Inc. | Position control system for a construction implement such as a road grader |
| FR2809186B1 (fr) * | 2000-05-22 | 2002-07-12 | Celine Corbrion | Procede et dispositif pour mesurer la vitesse d'un mobile |
| US7136753B2 (en) * | 2002-12-05 | 2006-11-14 | Denso Corporation | Object recognition apparatus for vehicle, inter-vehicle control apparatus, and distance measurement apparatus |
| CN2736784Y (zh) * | 2004-09-17 | 2005-10-26 | 北京农业信息技术研究中心 | 农机导航指示系统 |
| DE102005008715A1 (de) * | 2005-02-25 | 2006-08-31 | Robert Bosch Gmbh | Radarsystem für Kraftfahrzeuge |
| JP4534846B2 (ja) * | 2005-04-13 | 2010-09-01 | トヨタ自動車株式会社 | 物体検出装置 |
| JP4595833B2 (ja) * | 2006-02-24 | 2010-12-08 | トヨタ自動車株式会社 | 物体検出装置 |
| CN101042435B (zh) * | 2006-03-23 | 2011-03-23 | 欧姆龙汽车电子株式会社 | 单脉冲式雷达装置 |
| CN103197311B (zh) * | 2013-04-12 | 2015-02-11 | 中国石油集团钻井工程技术研究院 | 一种用于水平井随钻探层测距雷达的电磁波波速测量装置以及测量方法 |
| DE102013209197A1 (de) * | 2013-05-17 | 2014-11-20 | Deere & Company | Erntemaschine mit vorausschauender Vortriebsgeschwindigkeitsregelung |
| DE102013209530A1 (de) * | 2013-05-23 | 2014-11-27 | Robert Bosch Gmbh | Bestimmung eines elevations-dejustagewinkels eines radarsensors eines kraftfahrzeugs |
| CN103404298A (zh) * | 2013-06-05 | 2013-11-27 | 西北农林科技大学 | 一种电驱动智能联合收割机控制系统 |
| DE102013019803A1 (de) * | 2013-11-27 | 2015-05-28 | Daimler Ag | Verfahren zur Bestimmung einer Objekthöhe aus Radardaten |
| CN103843485A (zh) * | 2013-12-18 | 2014-06-11 | 朱华 | 高海拔虹吸管网调水发电防灾灌溉变沙漠为良田工程 |
| US9565802B2 (en) * | 2014-05-20 | 2017-02-14 | Deere & Company | Crop sensing system and method with immediate gap detection |
| US10444346B2 (en) * | 2014-07-25 | 2019-10-15 | Robert Bosch Gmbh | Method for migrating radar sensor limitations with video camera input for active braking for pedestrians |
| DE102014219110A1 (de) * | 2014-09-23 | 2016-03-24 | Robert Bosch Gmbh | Fahrerassistenzsystem für Kraftfahrzeuge |
| DE102015009382A1 (de) * | 2015-07-24 | 2016-01-21 | Daimler Ag | Verfahren zur radarbasierten Bestimmung einer Höhe eines Objekts |
| WO2017106874A1 (en) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | Intellifarm, Inc. | Autonomous integrated farming system |
| CN205787903U (zh) * | 2016-06-30 | 2016-12-07 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 农业无人机 |
| BE1024471B1 (nl) * | 2017-05-09 | 2018-02-28 | Cnh Ind Belgium Nv | Landbouwsysteem |
-
2018
- 2018-03-21 DE DE102018204301.9A patent/DE102018204301B4/de active Active
-
2019
- 2019-03-04 US US16/979,092 patent/US11874367B2/en active Active
- 2019-03-04 WO PCT/EP2019/055323 patent/WO2019179756A1/de not_active Ceased
- 2019-03-04 CN CN201980020288.XA patent/CN111867351B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10214648A1 (de) | 2002-04-02 | 2003-10-16 | Claas Selbstfahr Erntemasch | Messeinrichtung an einer landwirtschaftlichen Maschine |
| DE102011017621A1 (de) | 2011-04-27 | 2012-10-31 | Deere & Company | Anordnung und Verfahren zur Erfassung der Menge von Pflanzen auf einem Feld |
| US9585309B2 (en) | 2015-07-14 | 2017-03-07 | Cnh Industrial America Llc | Header height control system for an agricultural harvester |
| DE102016116808A1 (de) | 2016-09-08 | 2018-03-08 | Amazonen-Werke H. Dreyer Gmbh & Co. Kg | Regelsystem, landwirtschaftliches Nutzfahrzeug, Verwendung eines Radarsensors für ein Regelsystem, Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines landwirtschaftlichen Nutzfahrzeuges |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Paul, W. und Speckmann, H.; Radarsensoren : neue Technologien zur präzisen Bestandsführung. In: Landbauforschung Völkenrode, (2004), Vol. 54, S. 87-102. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20210055099A1 (en) | 2021-02-25 |
| US11874367B2 (en) | 2024-01-16 |
| CN111867351A (zh) | 2020-10-30 |
| CN111867351B (zh) | 2023-02-21 |
| DE102018204301A1 (de) | 2019-09-26 |
| WO2019179756A1 (de) | 2019-09-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3866593B1 (de) | Verfahren zum ausbringen eines spritzmittels auf ein feld | |
| EP0906720B1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur berührungslosen Erkennung von Bearbeitungsgrenzen oder entsprechenden Leitgrössen | |
| DE102018204301B4 (de) | Verfahren zum Ermitteln einer Bestandhöhe von Feldpflanzen | |
| EP3097754B1 (de) | Landwirtschaftliche arbeitsmaschine | |
| EP3165062A1 (de) | Umfelddetektionseinrichtung für landwirtschaftliche arbeitsmaschine | |
| DE19647523A1 (de) | Landwirtschaftliches Nutzfahrzeug mit einem in seiner Lage und/oder Ausrichtung gegenüber dem Fahrzeug verstellbar angeordneten Bearbeitungsgerät | |
| EP3932162B1 (de) | System zur bestimmung der position einer kamera einer kameraanordnung bezüglich einer bodenebene | |
| EP3530098B1 (de) | Verfahren zur ermittlung der bestandsdichte eines feldbestands | |
| EP3056076B2 (de) | Verfahren zur bestimmung von kalibrierungsdaten für einen kornverlustsensor | |
| DE102019211642A1 (de) | Verfahren zum Identifizieren von Beikräutern innerhalb einer definierten Pflanzenreihe einer landwirtschaftlichen Fläche | |
| WO2020164834A1 (de) | Trajektoriebestimmung für landmaschinen unter verwendung von rasterkarten | |
| EP3738420B1 (de) | Verfahren für den betrieb einer selbstfahrenden landwirtschaftlichen arbeitsmaschine | |
| EP3530099A1 (de) | Selbstfahrende erntemaschine | |
| EP3653052A1 (de) | Verfahren zum erfassen des abstands eines gestänges zu einer landwirtschaftlichen nutzfläche und deren pflanzenbestand | |
| DE102019114866A1 (de) | Steuersystem und Verfahren zum Betreiben einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine sowie landwirtschaftliche Arbeitsmaschine | |
| EP3887915B1 (de) | Vorrichtung zum lokalisieren einer landmaschine basierend auf sensordaten und bildsegmentierung | |
| EP3895531A1 (de) | Landwirtschaftliches verteilsystem, verfahren zur anpassung einer ausbringmenge sowie landwirtschaftliche verteilmaschine | |
| DE102019202068A1 (de) | Verfahren zum Betreiben eines automatisierten Fahrzeugs | |
| EP1493316A1 (de) | Vorrichtung zur Messung der Pflanzenbestandsdichte | |
| DE102021125362A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung einer Lage einer Pflanzenreihe und/oder eines Pflanzenreihenrasters | |
| WO2021244887A1 (de) | Verfahren zum pflegen von reihenkulturen | |
| WO2020160863A1 (de) | Vorrichtung zur routenplanung für eine landmaschine basierend auf sensordaten und bildsegmentierung | |
| EP3732950B1 (de) | Verfahren für den betrieb einer selbstfahrenden landwirtschaftlichen arbeitsmaschine | |
| EP4154698A1 (de) | Verfahren zur detektion des bodenniveaus auf einer von einer landwirtschaftlichen arbeitsmaschine zu bearbeitenden fläche | |
| DE102022212162A1 (de) | Verfahren zum Ermitteln einer Pflanzenkennzahl von Pflanzen einer Pflanzenreihe einer landwirtschaftlichen Fläche |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R012 | Request for examination validly filed | ||
| R016 | Response to examination communication | ||
| R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
| R020 | Patent grant now final |