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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur mechanischen Bearbeitung von reihenförmig angeordneten, insbesondere bodennahen Objekten. Die Erfindung betrifft ferner eine Verwendung einer solchen Vorrichtung.
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Stand der Technik
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Verfahren zur Bearbeitung von reihenförmig angeordneten Objekten kommen in vielfältigen technischen Bereichen zum Einsatz. So ist es aus dem Bereich der Abfüllung von Getränken bekannt, Flaschen der Reihe nach in einem ersten Schritt zu befüllen, in einem zweiten Schritt mit einer Verschlusskappe zu versehen und in einem dritten Schritt die gefüllten und verschlossenen Flaschen mit einem Etikett zu versehen. Ein weiterer Einsatzbereich ist die Bearbeitung von Pflanzen auf landwirtschaftlich genutzten Flächen. Hierbei sind beispielsweise Beeren, Bohnen etc. in Reihen auf einem Feld angeordnet. Mit entsprechenden Maschinen, die die Reihen abfahren, können die Pflanzen beispielsweise mit Insektiziden besprüht werden oder Dünger aufgebracht werden. Um jedoch Fremdgewächse, beispielsweise Unkraut, zwischen den einzelnen Pflanzen entfernen zu können oder auch Dünger gezielt nur auf die Nutzpflanzen aufzubringen, ist eine äußerst zuverlässige Identifizierung der Pflanzen und der Fremdgewächse oder auch von Schädlingen oder bestimmten Merkmalen der jeweiligen Böden notwendig.
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Um landwirtschaftliche Kulturen zu erfassen, ist es aus der
DE 10 2009 028 990 A1 ein Verfahren für die Umfelderfassung bekannt geworden. Das Umfeld wird hierbei mit Strahlung eines Sensors bestrahlt und die aus dem Umfeld reflektierte Strahlung in ein dreidimensionales Abbild des Umfeldes umgewandelt. Anhand dieses Abbildes des Umfeldes werden dann Eigenschaften des Umfelds und der darin befindlichen Objekte abgeleitet. Ein derartiges System erfordert jedoch eine manuelle Kontrolle der Identifikation der Pflanzen, etc. wenn diffuse Lichtverhältnisse oder auch Regen oder dergleichen eine automatisierte Identifikation der Pflanzen erschweren. Aufgrund der manuellen Identifikation muss die Bearbeitung der jeweiligen Pflanzen bis zur vollständigen Identifikation durch einen Benutzer zurückgestellt werden, was zeitaufwändig ist.
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Offenbarung der Erfindung
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In Anspruch 1 ist ein Verfahren zur mechanischen Bearbeitung von reihenförmig angeordneten, insbesondere bodennahen Objekten definiert, umfassend die Schritte:
- a) Sensieren von zumindest einer ersten Anzahl von Objekten in einer ersten Reihe,
- b) Bearbeiten der zumindest ersten Anzahl der sensierten Objekten in der ersten Reihe,
- c) Sensieren von zumindest einer zweiten Anzahl von Objekten in einer zweiten Reihe,
- d) Bearbeiten der zumindest zweiten Anzahl von Objekten in der zweiten Reihe, wobei zumindest einer der Schritte a) und c) im Wesentlich gleichzeitig zu zumindest einem der Schritte b) und d) durchgeführt wird.
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In Anspruch 9 ist eine Vorrichtung zur mechanischen Bearbeitung von reihenförmig angeordneten, insbesondere bodennahen Objekten, definiert, vorzugsweise zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Objektsensiereinrichtung zur Erkennung der reihenförmig angeordneten Objekte, mit einer Ortssensiereinrichtung zur Erkennung von Reihen der reihenförmig angeordneten Objekte und des Ortes der reihenförmig angeordneten Objekte, mit einer Bearbeitungseinrichtung zur mechanischen Bearbeitung der reihenförmig angeordneten Objekte, wobei die Einrichtungen derart ausgebildet sind, dass im Wesentlichen gleichzeitig eine Betätigung der Objektsensiereinrichtung zur Erkennung einer ersten Reihe von reihenförmig angeordneten Objekten und der Bearbeitungseinrichtung zur mechanischen Bearbeitung einer zweiten Reihe von reihenförmig angeordneten Objekten erfolgt.
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In Anspruch 14 ist die Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur mechanischen Bearbeitung von land- oder forstwirtschaftlichen Kulturen definiert.
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Vorteile der Erfindung
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Einer der Vorteile der Erfindung ist, dass damit die Effizienz der Bearbeitung der reihenförmig angeordneten Objekte wesentlich verbessert wird, da eine Reihe sensiert und eine bereits sensierte Reihe mechanisch bearbeitet werden kann. Gleichzeitig wird damit auch eine Unabhängigkeit von Sensier- und Bearbeitungsschritten erreicht. Dadurch ist es möglich, dass eine manuelle Überprüfung der sensierten Objekte, beispielsweise eine Identifizierung durch einen Benutzer, ermöglicht wird, während eine bereits sensierte Reihe bearbeitet wird. Hat der Benutzer die Identifizierung des Objektes in der zu sensierenden Reihe abgeschlossen, kann eine Bearbeitung dieser Reihe in einem nächsten Schritt ohne Verzögerung durchgeführt werden. Muss beispielsweise eine mobile Vorrichtung, welche sich parallel zu den reihenförmig angeordneten Objekten bewegt, am Ende jeder Reihe gewendet werden, kann die Wendezeit zusätzlich genutzt werden, um eine zuverlässige Identifizierung der reihenförmig angeordneten Objekte zu ermöglichen, indem ein Benutzer während dieser Zeit weitere Identifikationen vornehmen kann.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden zumindest teilweise Daten der sensierten ersten und/oder zweiten Anzahl einem Benutzer zur genaueren Identifizierung übermittelt. Der erzielte Vorteil dabei ist, dass damit eine genauere Identifizierung der sensierten Objekte ermöglicht wird. Dies erhöht wesentlich die Zuverlässigkeit des Verfahrens zur Bearbeitung von reihenförmig angeordneten Objekten.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden die zumindest teilweise übertragenen Daten zwischengespeichert. Der damit erzielte Vorteil ist, dass damit zwischen dem Speichern und dem Übertragen an einen Benutzer eine zeitliche Lücke entsteht. Diese zeitliche Lücke erlaubt es einem Benutzer, die an ihm übermittelten Daten ohne Zeitdruck auszuwerten und die Objekte zu identifizieren. Auf diese Weise wird die Zuverlässigkeit der Identifizierung noch weiter gesteigert.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden die zumindest teilweise übertragenen Daten aufgeteilt und an mehrere Benutzer übermittelt. Der damit erzielte Vorteil ist, dass damit die Zuverlässigkeit einer Identifizierung der sensierten Objekte noch gesteigert werden kann, da beispielsweise durch Vorgeben einer Mindestzeitspanne für die Bearbeitung von Aufgaben bei einer zu großen Anzahl von zu identifizierenden Objekten die Identifizierung der Objekte durch mehrere Benutzer erfolgen kann. So kann beispielsweise bei zwei Benutzern jeder einzelne Benutzer nur jedes zweite Objekt zur Identifizierung erhalten, sodass jeder Benutzer genügend Zeit für eine zuverlässige und genaue Identifizierung zur Verfügung gestellt bekommt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfassen zumindest teilweise die Daten der sensierten ersten und/oder zweiten Anzahl der Objekte Bilddaten, Positionsdaten und/oder abstrahierte Daten. Der damit erzielte Vorteil ist, dass damit einem Benutzer einfacher eine genaue Identifizierung der Objekte vornehmen kann. Gleichzeitig wird die Flexibilität des Verfahrens erhöht, da ein Benutzer beispielsweise bestimmte Daten zur Identifizierung nutzen kann oder diese auch ausblenden kann, sollte er diese nicht benötigen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden zumindest teilweise die Daten der sensierten ersten und/oder zweiten Anzahl der Objekte anhand zumindest eines vorgebbaren Parameters analysiert und der Teil der Daten, welche dem vorgebbaren Parameter entsprechen, dem Benutzer zur Identifizierung übermittelt. Der damit erzielte Vorteil ist, dass damit bereits eine Vorauswahl von Objekten erfolgen kann, die dem Benutzer zur genaueren Identifizierung übermittelt werden. Der Benutzer wird somit nicht übermäßig beansprucht und nur bei Objekten, deren Identifizierung hinreichend unklar ist, überhaupt zur Identifizierung benötigt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung sind die erste Reihe und die zweiten Reihe durch zumindest eine weitere Reihe voneinander getrennt.
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Auf diese Weise ist zwischen der Reihe mit Objekten, die sensiert werden, und der Reihe von Objekten, die bearbeitet werden, zumindest eine weitere Reihe angeordnet, welche weder sensiert noch mechanisch bearbeitet wird. Damit können, wenn beispielsweise die Anzahl der Reihen, die zwischen der zu sensierenden Reihe und der zu bearbeiteten Reihe vorhanden sind, ungerade ist, die Reihen zur Sensierung und Bearbeitung immer in der gleichen Richtung durchfahren werden, was eine noch zuverlässigere mechanische Bearbeitung und Sensierung von im Wesentlichen reihenförmig angeordneten Objekten ermöglicht. Darüber hinaus entsteht zwischen Sensierung und Bearbeitung eine noch größere zeitlichere Lücke, sodass einem Benutzer mehr Zeit zur Verfügung gestellt bekommt, um Daten der sensierten Objekte zu überprüfen. Dies erhöht die Zuverlässigkeit des Verfahrens noch weiter.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung der Erfindung umfasst die Objektsensiereinrichtung eine Aufzeichnungseinrichtung, eine Identifikationseinrichtung und/oder eine Speichereinrichtung. Der damit erzielte Vorteil ist, dass damit auf einfache und zuverlässige Weise die Daten von zu sensierenden Objekten aufgezeichnet, gespeichert sowie identifiziert werden können.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung der Erfindung ist eine Kommunikationseinrichtung zur Kommunikation mit einem Benutzer angeordnet. Der damit erzielte Vorteil ist, dass damit eine einfache und zuverlässige Kommunikation mit einem Benutzer ermöglicht wird. Gleichzeitig kann die Kommunikationseinrichtung bereits entsprechende sensierte Daten der noch durch einen Benutzer genauer zu identifizierenden Objekte bereitstellen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung ist die Vorrichtung beweglich, insbesondere als Land-, Luft- oder als Wasserfahrzeug ausgebildet. Der damit erzielte Vorteil ist, dass die Vorrichtung äußerst flexibel für verschiedene Umweltbedingungen angepasst werden kann.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigt in schematischer Form:
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1 eine Vorrichtung zur mechanischen Bearbeitung von reihenförmig angeordneten Objekten in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Ausführungsform der Erfindung
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1 zeigt eine Vorrichtung zur mechanischen Bearbeitung von reihenförmig angeordneten Objekten in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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In 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 eine Vorrichtung zur mechanischen Bearbeitung von reihenförmig angeordneten Objekten. Die Vorrichtung 1 umfasst dabei eine Aufzeichnungseinrichtung 5 zum Aufzeichnen von so genannten Remote-Aufgaben, also Aufgaben, die einem Benutzer 12 übertragen werden, beispielsweise die Aufgabe, ein sensiertes Objekt zu identifizieren, zu klassifizieren und/oder eine Bearbeitungsroutine zur späteren mechanischen Bearbeitung des sensierten Objekts zu definieren. Die Vorrichtung 1 umfasst weiter einen mobilen Träger 4, sodass die Vorrichtung 1 insgesamt zwischen Reihen 20, 21, 22, 23 verfahrbar ist. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung 1 eine Speichereinrichtung 8, eine Reihenerkennungseinrichtung 7 und eine Navigationseinrichtung 6. Die Navigationseinrichtung 6 und die Reihenerkennungseinrichtung 7 bilden zusammen eine Ortssensiereinrichtung zur Erkennung von Reihen der reihenförmig angeordneten Objekte und des jeweiligen Ortes der reihenförmig angeordneten Objekte. Weiter umfasst die Vorrichtung 1 auch eine Bearbeitungseinrichtung 2 zur mechanischen Bearbeitung von Objekten 30, 31, 32 der Reihen 20, 21, 22, 23 und auch eine Objektsensiereinrichtung 3 zur Erkennung der reihenförmig angeordneten Objekte 30, 31, 32. Die Vorrichtung 1 umfasst schließlich eine Kommunikationseinrichtung 5a zur Kommunikation mit einem Benutzer 12.
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Weiterhin in 1 sind vier Reihen 20, 21, 22, 23 zu sehen, in der Objekte 30, 31, 32 reihenförmig angeordnet sind. Die Vorrichtung 1 kann sich nun zwischen zwei jeweils benachbarten Reihen 20, 21 und 21, 22 und 22, 23 so bewegen, dass in einer ersten Reihe diese reihenförmig angeordneten Objekte 30, 31, 32 sensiert werden, wohingegen in einer bereits sensierten Reihe die sensierten und identifizierten Objekte 30, 31, 32 mechanisch bearbeitet werden. Das Sensieren und mechanische Bearbeiten der reihenförmig angeordneten Objekte 30, 31, 32 in den Reihen 20, 21, 22, 23 wird nun wie folgt durchgeführt: Die Vorrichtung 1 wird gemäß 1 links der ersten Reihe 20 entlang der Reihe 20 bewegt und zeichnet während der Bewegung entlang der Reihe 20 mittels der Aufzeichnungseinrichtung 5 Daten der Objekte 30 der Reihe 20 auf. In Abhängigkeit der Kapazität der lokalen Speichereinrichtung 8 werden diese aufgezeichneten Daten in entsprechendem Umfang in der Speichereinrichtung 8 gespeichert und/oder mittels der Kommunikationseinrichtung 5a über einen Kanal 9 auf einen externen Speicher 10 übermittelt. Die Aufzeichnungseinrichtung 5 speichert und übermittelt nur diejenigen Daten, die einer weiteren genaueren Identifikation durch einen Benutzer 12 bedürfen. Die Daten können dabei beispielsweise in Form von Bilddaten mit entsprechenden Positionen zu sehen sein. Es können darüber hinaus alternativ oder zusätzlich auch weitere Sensordaten oder abstrahierte Daten, beispielsweise in Form von Piktogrammen, fotoähnlichen Aufarbeitungen der Bilddaten, ausgewählten Pixelkombinationen der aufgezeichneten Bilddaten oder dergleichen, verwendet werden.
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Die Remote-Aufgaben, also die genaue Identifizierung von noch nicht zuverlässig und/oder vollständig identifizierten Objekten werden in der Speichereinrichtung 8 zwischengespeichert. Nachdem die Vorrichtung 1 die Reihe 20 vollständig sensiert und aufgezeichnet hat oder auch während des Sensierens der Reihe 20, wird dem Benutzer 12 über die Kommunikationseinrichtung 5a mittels des Kanals 9 über eine Remote-Speichereinrichtung 10 und eine Visualisierungseinrichtung 11 die entsprechenden Remote-Aufgaben gestellt. Der Benutzer 12 kann anhand der Visualisierungseinrichtung 11 eine Identifizierung des Objektes vornehmen. Die entsprechende Lösung der jeweiligen Remote-Aufgabe wird in dem externen Speicher 10 zwischengespeichert. Es ist dabei ebenso möglich, direkt nach Sensieren eines noch genauer zu identifizierenden Objektes Daten an den Benutzer 12 zu übertragen und nicht zwischenzuspeichern bis die Reihe 20 abgefahren ist.
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Sind sämtliche Remote-Aufgaben durch den Benutzer 12 abgearbeitet und/oder gelöst, fährt die Vorrichtung 1 nun in den Zwischenraum zwischen den Reihen 20 und 21 ein. Während des Abfahrens des Zwischenraums zwischen den Reihen 20 und 21 werden im Wesentlichen gleichzeitig die folgenden Schritte durchgeführt: Zum einen werden die reihenförmig angeordneten Objekte 30, 31 der Reihe 21 identifiziert und gegebenenfalls entsprechende Remote-Aufgaben für die Reihe 21 in der Speichereinrichtung 8 zwischengespeichert. Mittels der Bearbeitungseinrichtung werden im Wesentlichen gleichzeitig die Objekte 30 der Reihe 20 mechanisch bearbeitet. Mittels der Objektsensiereinrichtung 3 und der Ortssensiereinrichtung 6, 7 werden die Orte der zu identifizierenden Objekte entsprechend den zuvor gestellten Remote-Aufgaben ermittelt und mittels der von dem Benutzer 12 ermittelten Lösung bearbeitet. Darüber hinaus werden die eindeutig identifizierten Objekte 30, die dem Benutzer 12 nicht angezeigt werden, ebenfalls bearbeitet. Durch Abfahren des Zwischenraums zwischen den Reihen 20 und 21 wird nun im Folgenden der Zwischenraum zwischen den Reihen 21 und 22 durchfahren. Hierbei wird die Reihe 21 bearbeitet und die Reihe 22 sensiert, analog wie vorstehend für die Reihen 20 und 21 beschrieben. Nach Durchfahren des Zwischenraums zwischen den Reihen 21 und 22 durchfährt die Vorrichtung 1 den Zwischenraum zwischen den Reihen 22 und 23. Die Vorrichtung 1 sensiert dabei die Reihe 23 und bearbeitet die Objekte der Reihe 22 mechanisch. Weitere Reihen werden analog sensiert und mechanisch bearbeitet.
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Die Vorrichtung 1 kann weiter eine Aufgabenverteilungseinrichtung 13 aufweisen, die überprüft, ob die von einem Benutzer 12 zu bearbeitenden Remote-Aufgaben in einer gewissen Zeit bearbeitet werden können. Wenn ein Benutzer 12 eine zu große Anzahl von Remote-Aufgaben für eine vorgegebene Zeit erhält, verteilt die Aufgabenverteilungseinrichtung 13 weitere Remote-Aufgaben an einen weiteren Benutzer, sodass eine Verzögerung bei der Durchführung der mechanischen Bearbeitung der reihenförmig angeordneten Objekte nicht eintritt und die Benutzer die Remote-Aufgaben innerhalb einer vorgebbaren Zeit lösen können. Es ist ebenso möglich, die Aufgabenverteilungseinrichtung 13 auf der Remote-Seite oder Benutzer-Seite anzuordnen, und diese mit dem externen Speicher 10 und/oder der Visualisierungseinrichtung 11 zu verbinden. Stellt die Aufgabenverteilungseinrichtung 13 fest, dass ein Benutzer 12 – wie vorstehend beschrieben – erhält, eine zu große Anzahl von Remote-Aufgaben erhalten hat, kann diese die Remote-Aufgaben wieder an die Vorrichtung 1 zur weiteren Verteilung an andere Benutzer rückübertragen oder auch selbst Remote-Aufgaben anderen Benutzern zur Bearbeitung zuweisen.
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Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens zur mechanischen Bearbeitung von reihenförmig angeordneten Objekten ist beispielsweise, dass zunächst ein Sensieren der Reihe 20 durchgeführt wird, danach fährt dann die Vorrichtung 1 den in den Zwischenraum zwischen den Reihen 20 und 21 und sensiert dabei die reihenförmigen Objekte der Reihe 21. Danach fährt die Vorrichtung in den Zwischenraum zwischen den Reihen 21 und 22 und sensiert die reihenförmig angeordneten Objekte der Reihen 22 und bearbeitet im Wesentlichen gleichzeitig mechanisch Objekte 30 der Reihe 20. Anschließend fährt die Vorrichtung 1 in den Zwischenraum zwischen den Reihen 22 und 23, sensiert Objekte der Reihe 23 und bearbeitet mechanisch im Wesentlichen gleichzeitig Objekte der Reihe 21. Es ist also zwischen der Reihe mit Objekten, die sensiert werden und der Reihe von Objekten, die mechanisch bearbeitet werden, zumindest eine Reihe angeordnet, welche weder sensiert noch mechanisch bearbeitet wird. Die Vorrichtung 1 kann, wenn die Anzahl der Reihen, die zwischen der zu sensierenden Reihe und der zu bearbeiteten Reihe ungerade ist, immer in der gleichen Richtung durchfahren werden, was eine noch zuverlässigere mechanische Bearbeitung und Sensierung von im Wesentlichen reihenförmig angeordneten Objekten ermöglicht.
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Darüber hinaus entsteht zwischen Sensierung und mechanischer Bearbeitung eine noch größere zeitlichere Lücke, sodass ein Benutzer 12 noch mehr Zeit zur Verfügung hat um Remote-Aufgaben zu lösen, was die Zuverlässigkeit noch weiter erhöht.
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Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009028990 A1 [0003]