RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP 1493316 (13) T3 (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: 25.06.2004 04014941.1 (51) Int. Cl. A01C21/00 (2006.01) (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej 13.02.2008 Europejski Biuletyn Patentowy 2008/07 EP 1493316 B1 (54) Tytuł wynalazku: Urządzenie do pomiaru gęstości inwentarza roślinnego (30) Pierwszeństwo: DE20031029472 DE20031049324 01.07.2003 23.10.2003 (43) Zgłoszenie ogłoszono: 05.01.2005 Europejski Biuletyn Patentowy 2005/01 (45) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: 30.04.2008 Wiadomości Urzędu Patentowego 04/2008 (73) Uprawniony z patentu: Amazonen-Werke H. Dreyer GmbH & Co. KG, Hasbergen, DE (72) Twórca (y) wynalazku: PL/EP 1493316 T3 Marquering Johannes, Borgloh, DE Linz Andreas, Osnabrück, DE Ruckelshausen Arno, Osnabrück, DE (74) Pełnomocnik: Przedsiębiorstwo Rzeczników Patentowych Patpol Sp. z o.o. rzecz. pat. Borowska-Kryśka Urszula 02-770 Warszawa 130 skr. poczt. 37 Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).
V1566PL00/UK EP 1 493 316 B1 Opis [0001] Wynalazek dotyczy urządzenia do pomiaru gęstości inwentarza roślinnego według części nieznamiennej zastrzeżenia patentowego 1. [0002] W DE 195 28 663 A1 jest opisany sposób nastawiania ruchomej maszyny roboczej, m.in. również siewnika nawozowego, zatem maszyny rozdzielczej. Przy tym, za pomocą odpowiedniego czujnika przeprowadza się odczytywanie przedpola, aby ustalić m.in. wysokość inwentarza lub oczekiwany plon. [0003] Podobne urządzenie jest znane również z WO 03/010535. [0004] U podstaw wynalazku leży zadanie, zaproponowania niedrogiego układu czujnikowego do określania masy zielonej. [0005] Zadanie to jest rozwiązane według wynalazku przez cechy znamienne zastrzeżenia patentowego 1. Wskutek tych środków zaradczych można określić masę zieloną w prosty sposób przy pomocy niedrogiego czujnika lub kilku niedrogich czujników. Masa zielona jest miarą gęstości inwentarza. Na podstawie ustalonych wartości można ustalić potrzebną ilość nawozu. Ze względu na ustalone wartości można wówczas odpowiednio nastawić maszynę rozdzielczą, aby umożliwić optymalne wyprowadzanie nawozów odpowiednio do rzeczywiście ustalonej masy zielonej. [0006] Szczególnie dobre wartości dają się ustalić, jeśli podejmuje się w ocenie elementy do filtrowania danych i sygnałów świetlnych. Wiele ze stosowanych typów czujników ma wyjście błędu, tak że można maskować odpowiednie sygnały zgodnie z oprogramowaniem przez filtrowanie. Takie filtrowanie oraz ewentualnie inne zgodne z oprogramowaniem redukcje danych pomiarowych są w wielu przypadkach bardzo ważne jako etap pośredni oceny danych, np. jako filtrowanie danych. [0007] Pod pojęciem optoelektronicznego czujnika odległościowego rozumie się optoelektroniczny czujnik lub optoelektroniczny układ czujników do pomiaru odległości, jaki stanowią m.in. czujniki triangulacyjne, czujniki laserowe do pomiaru odległości, czujniki czasu biegu. [0008] Ustalone dane, ustalane przez czujniki, można stosować oprócz ustalania specyficznego dla położenia zapotrzebowania na nawóz i jego rozprowadzenia także do innych dziedzin. Można ustalać przykładowo głębokość śladu, korelację do plonu, można rozpoznawać przeszkody i można przykładowo oceniać powierzchnie doświadczalne. [0009] Proste ustalanie gęstości inwentarza roślinnego, tzn. masy zielonej uzyskuje się w prosty sposób przy pomocy programu oceniającego poprzez to, że w programie oceniającym jest zmagazynowany statystyczny stosunek między ilością sygnałów glebowych i sygnałów roślinnych, a na podstawie tego zdeponowanego stosunku jest ustalona online przez zestrajanie z aktualnie ustalonymi stosunkami rzeczywista gęstość inwentarza, a na podstawie ustalonych online wartości przy pomocy zdeponowanego programu jest odpowiednio nastawna maszyna rozdzielcza.
2 [0010] Przy tym następnie, z ustalonej gęstości inwentarza przy pomocy zdeponowanego programu ustala się specyficzne dla położenia zapotrzebowanie na nawóz i odpowiednio nastawia się maszynę rozdzielczą. [0011] Jak już wcześniej wspomniano, optoelektroniczne czujniki odległościowe mogą być wykonane jako czujnik triangulacyjny, czujniki czasu biegu, skaner, czujnik laserowy. Może być przewidziany jeden albo kilka czujników. [0012] Uogólnioną zasadę można przedstawić w następujący sposób: [0013] Czujnik wysyła światło (np. światło LED lub światło laserowe, korzystnie w zakresie IR; istnieją jednak też czujniki ze światłem białym). Światło może być wysyłane w sposób ciągły lub pulsacyjny. [0014] Odbite światło mierzy się. Może odbywać się to poprzez zasadę triangulacji (dla światła ciągłego) albo poprzez czas biegu (dla światła pulsującego). Ocena pomiaru triangulacyjnego lub czasu biegu daje odległość. [0015] W przypadku czujników triangulacyjnych oprócz klasycznej zasady dwustrumieniowej występuje również zasada trzystrumieniowa o wyższej dokładności. Tutaj wbudowuje się drugi czuły na pozycję element symetrycznie do wysyłanego strumienia światła. Takie czujniki (np. firmy Wenglor) są skrajnie nieczułe względem światła zakłócającego lub zmian wyglądu powierzchni. [0016] Ponadto, można stosować również skaner jako czujnik. Jeśli rozszerzy się punktowe ujęcie optoelektronicznego czujnika odległościowego na wiele punktów pomiarowych w jednej linii, wówczas otrzymuje się skaner odległościowy do kompletnego pomiaru profilowego (podobnie do optycznego skanera z linią CCD) Przy pionowym wbudowaniu odpowiada to pod względem funkcji wielu czujnikom triangulacyjnym. Może być wykonanych kilka optoelektronicznych czujników odległościowych w postaci skanera liniowego. [0017] Ponadto, są stosowalne także kamery 3D, dające płaszczyznową informację o odległości. Gdy stosuje się pojedynczy czujnik laserowy i zmienia jego pozycję, można wówczas zmierzyć również profil. [0018] Dalsze szczegóły wynalazku są do zaczerpnięcia z opisu przykładów i rysunków. Przy tym przedstawiają Fig.1 układ czujnika na maszynie rozdzielczej w widoku z boku i w widoku zasadniczym, Fig.2 kolejny układ czujników względem maszyny rozdzielczej w widoku z góry, Fig.3 kolejny układ czujników względem maszyny rozdzielczej w widoku z góry i w widoku zasadniczym, Fig.4 kolejny rysunek układu czujników względem maszyny rozdzielczej w widoku zasadniczym i w widoku z góry, Fig.5 rysunek zasady pomiarowej dla optoelektronicznego czujnika odległościowego wykonanego jako dwustrumieniowy czujnik triangulacyjny, Fig.6 ocenę danych na wykresie przebiegu funkcji, Fig.7 zasadę pomiarową na podstawie inwentarza zboża, a Fig.8 rysunek sygnałów na wykresie.
3 [0019] W przypadku wykonania według fig.1, czujnik 1 urządzenia do pomiaru gęstości inwentarza roślinnego, jest umieszczony bocznie na maszynie rozdzielczej 2.Tę maszynę rozdzielczą 2 przenosi się przez ciągnik 3 na roli. [0020] Według fig.2, czujnik 1 urządzenia do pomiaru gęstości inwentarza roślinnego jest umieszczony na drążku 4 za maszyną rozdzielczą 2, dźwiganą przez ciągnik rolniczy 3. W przypadku tego urządzenia są przewidziane łącznie trzy czujniki 1. [0021] Według fig.3, czujniki 1 urządzenia do pomiaru gęstości inwentarza roślinnego są umieszczone na tylnych bocznych końcach maszyny rozdzielczej 2.Ta maszyna rozdzielcza 2 jest dźwigana przez ciągnik 3 na roli. [0022] Według fig.4, czujniki 1 urządzenia do pomiaru gęstości inwentarza roślinnego są umieszczone na drążku 5, znajdującym się na przedniej stronie ciągnika rolniczego 2, dźwigającego maszynę rozdzielczą 2. [0023] Czujnik 1 do pomiaru gęstości inwentarza roślinnego jest wykonany jako optoelektroniczny czujnik odległościowy, przykładowo jako czujnik triangulacyjny. Stosuje się przy tym czujniki, wysyłające światło ciągłe lub pulsujące (LED, laser, światło białe) i mierzące odbite światło. Zasadami pomiarowymi są triangulacja (zasada dwustrumieniowa lub trzystrumieniowa) lub pomiar czasu biegu. Zasada funkcjonowania dwustrumieniowego czujnika triangulacyjnego tego czujnika jest przedstawiona jako przykład na fig.5. Czujnik triangulacyjny 1 ma diodę laserową 6 wykonaną jako nadajnik. Ta dioda laserowa 6 wysyła światło 7 przez soczewkę 8 optyki w kierunku gleby 9 i roślin 10. Odbite światło 11 prowadzi się soczewką odbiorczą 12 optyki i dostaje się na czujnik pozycyjny 13 wykonany jako odbiornik. Obiektywem wykonanym jako soczewka 8 rzutuje się punkt świetlny na obiektyw pomiarowy, glebę, roślinę i odbija się on od tego w sposób rozproszony. Ten punkt odwzorowuje się obiektywem 12 na czujniku pozycyjnym 13 (odbiorniku). Czujnik pozycyjny 13 dostarcza zależne od pozycji analogowe napięcie wyjściowe, proporcjonalne do drogi pomiarowej (czujnik odległościowy obiekt pomiarowy). [0024] Fig.6 przedstawia zasadę oceniania wartości odbieranych przez różne czujniki 1 i przekazywanych wartości pomiarowych do elektronicznego komputera. W zależności od ilości czujników 3, wartości pomiarowe ocenia się i wylicza w sterowniku 14. W tym sterowniku 14 ustala się wysokość inwentarza z pomiaru wysokości podczas przejazdu. Błędne dane można eliminować filtrowaniem według oprogramowania. Ze względu na wyżej przedstawioną zasadę pomiarową optoelektronicznego czujnika odległościowego czujnika triangulacyjnego otrzymuje się statystyczne rozmieszczenie 15 sygnałów czujnika, odwzorowane na fig.8. [0025] Na fig.7 jest przedstawione ustalanie wysokości inwentarza B, przy czym odstęp a stanowi wysokość roślin b plus głębokość śladu pojazdu c ciągnika. Oprócz absolutnej wysokości inwentarza b,b, wynika ze względu na statystykę stosunek między ilością trafień w glebę i trafień w inwentarz, z których daje się ustalić wysokość inwentarza zgodnie z fig.6. Z korelacji między wysokością inwentarza i gęstością inwentarza wyciąga się wnioski odnośnie zaopatrywania roślin w nawóz. [0026] Zwłaszcza, jak wynika z fig.6, pomiar dla określania masy zielonej inwentarza roślinnego odbywa się przy pomocy jednego lub kilku optoelektronicznych czujników odległościowych, wykonanych jako czujnik triangulacyjny 1. Te czujniki odległościowe wykonane jako czujniki
4 triangulacyjne, mające nadajnik 6 i odbiornik 13, dostarczają odpowiednie sygnały do komputera pokładowego. Przy pomocy czujnika 1 można ustalić wysokość inwentarza, inwentarza roślinnego. Z sygnałów daje się ustalić gęstość inwentarza roślinnego, przy pomocy programu oceniającego zmagazynowanego w komputerze pokładowym w nośniku danych. [0027] W programie oceniającym jest przechowywany statystyczny stosunek między ilością sygnałów glebowych i sygnałów roślinnych. Na podstawie tego zmagazynowanego stosunku, przez zestrajanie z aktualnie ustalonymi stosunkami ustala się online rzeczywistą gęstość inwentarza, tzn. masę zieloną. Na podstawie wartości ustalonych online, przy pomocy zdeponowanego programu, jest odpowiednio nastawna maszyna rozdzielcza. Zatem, z ustalonej gęstości inwentarza, przy pomocy zdeponowanego programu daje się ustalać specyficzne dla położenia zapotrzebowanie na nawóz. Odpowiednio nastawia się maszynę rozdzielczą, aby ustalone zapotrzebowanie na nawóz zostało rozsiane przez maszynę rozdzielczą. Zastrzeżenia patentowe 1. Urządzenie do pomiaru gęstości inwentarza roślinnego, zwłaszcza masy zielonej inwentarza roślinnego rolniczej powierzchni inwentarzowej dla sterowania i/lub regulowania rolniczej maszyny rozdzielczej (2), przy czym urządzenie ma przynajmniej jeden dostarczający sygnały do komputera pokładowego czujnik (1) z nadajnikiem (6) i odbiornikiem (13), przy czy czujnik (1) jest wykonany jak optoelektroniczny czujnik odległościowy, znamienne tym, że przy pomocy czujnika (1) daje się ustalać absolutną wysokość inwentarza, inwentarza roślinnego (b, b ), że z sygnałów daje się ustalać gęstość inwentarza roślinnego przy pomocy programu oceniającego zmagazynowanego w komputerze pokładowym w nośniku danych, i że na podstawie fałszywego kroku na czujniku (1) daje się maskować według oprogramowania filtrowaniem błędne sygnały. 2. Urządzenie według zastrzeżenia 1, znamienne tym, że w programie oceniającym jest zmagazynowany statystyczny stosunek między liczbą sygnałów glebowych i sygnałów roślinnych, a na podstawie tego zdeponowanego stosunku przez zestrajanie z aktualnie ustalonymi stosunkami ustalona jest online rzeczywista gęstość inwentarza i na podstawie ustalonych online wartości za pomocą zdeponowanego programu jest odpowiednio nastawna maszyna rozdzielcza (2). 3. Urządzenie według zastrzeżenia 2, znamienne tym, że z ustalonej gęstości inwentarza daje się ustalić przy pomocy zdeponowanego programu specyficzne dla położenia zapotrzebowanie na nawóz, i że maszyna rozdzielcza (2) jest odpowiednio nastawna. 4. Urządzenie według zastrzeżenia 1, znamienne tym, że czujnik (1) jest wykonany jako czujnik triangulacyjny. 5. Urządzenie według zastrzeżenia 1, znamienne tym, że czujnik (1) jest wykonany jako czujnik czasu biegu. 6. Urządzenie według zastrzeżenia 1, znamienne tym, że czujnik (1) jest wykonany jako skaner.
5 7. Urządzenie według zastrzeżenia 1, znamienne tym, że czujnik (1) jest wykonany jako czujnik laserowy. 8. Urządzenie według zastrzeżenia 1, znamienne tym, że jest przewidzianych kilka czujników (1).