TY  - BOOK
T1  - Untersuchungen zur automatischen Erntemaschinenführung mit Satellitennavigation und Leitlinienplanung
A1  - Stoll,Albert
Y1  - 2012/01/24
N2  - Die Entwicklung landwirtschaftlicher Arbeitsmaschinen ist in den letzten Jahrzehnten von einer kontinuierlichen Optimierung der Arbeitsorgane sowie einer Steigerung der Baugröße, Arbeitsbreite und der installierten Leistung gekennzeichnet. In vielen Fällen wird die herkömmliche Kombination von Ackerschlepper und angebautem, austauschbarem Gerät durch spezialisierte, für eine bestimmte Arbeit ausgelegte, selbstfahrende Arbeitsmaschinen abgelöst. Dieser Trend ist bei Erntemaschinen besonders deutlich. Die Bedienung einer Erntemaschine erfordert vom Maschinenführer eine hohe Konzentration. Einerseits muss er die häufig komplexen und zahlreichen Arbeitsorgane der Maschine bedienen und überwachen. Je nach Art der Erntemaschine muss das Erntegut entweder kontinuierlich oder intermittierend an ein Transportfahrzeug während der Fahrt übergeben werden. Neben diesen Hauptfunktionen muss der Maschinenführer andererseits lenken und sicherstellen, dass die Arbeitsbreite vollständig ausgenutzt wird und keine Fehlstellen in der Bearbeitung auftreten. Die Erntevorsätze können in Deutschland bis zu 9 m, in anderen Ländern häufig sogar noch breiter sein und sind entsprechend schlecht zu überblicken. Zusätzlich muss er die Fahrgeschwindigkeit an die lokalen Erntebedingungen anpassen. Der Maschinenführer hat auch die Aufgabe, mit einem günstigen Fahrkurs einen effizienten Ernteprozess zu gewährleisten und die Maschine am Feldrand entsprechend wieder in die richtige Spur zu führen. Diese Aufgaben werden häufig sowohl durch schlechte Sichtbedingungen, bedingt durch Gegenlicht, Staub oder Dunkelheit, als auch durch Zeitdruck, hervorgerufen durch die Wetterverhältnisse und Reifezustand des Erntegutes, zusätzlich erschwert. Wird der Maschinenführer vom Lenken und der Fahrgeschwindigkeitsanpassung durch geeignete Regeleinrichtungen entlastet, kann er sich auf die Hauptfunktionen konzentrieren und die Auslastung und die Arbeitsqualität der Erntemaschine steigern.
Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Erarbeitung von Grundlagen für automatisch geführte Erntemaschinen, die exemplarisch an einem selbstfahrenden Feldhäcksler untersucht werden. Die für die automatische Führung notwendigen Positionsdaten liefern hoch genaue Empfänger für das differenzielle Global Positioning System. Sie zeichnen sich durch eine erzielbare Ortungsgenauigkeit von wenigen Zentimetern aus und werden als einzige Positionssensoren verwendet. Das entwickelte Führungssystem gliedert sich in die Querregelung, um die seitliche Abweichung der Maschine in Bezug zu einer vorgegeben Leitlinie zu minimieren und einer kombinierten Fahrgeschwindigkeits- und Durchsatzregelung, um die Maschine trotz veränderlicher Erntebedingungen im Feld konstant auszulasten. Diesen beiden Regelaufgaben ist ein Fahrkurs übergeordnet. Es wurden Methoden entwickelt, nach denen Leitlinien für verschiedene Erntevorgänge mit einer automatisch geführten Maschine berechnet werden können. Die Querregelung basiert auf Ansätzen mit einem linearen Fahrzeugmodell. Der seitliche Versatz und die Fehlorientierung zur Leitlinie dienen als Reglereingangsgrößen. Zusätzlich werden die Fahrgeschwindigkeit und die Krümmung der Leitlinie berücksichtigt. Für die Fahrgeschwindigkeitsregelung wird angenommen, dass die ermittelte Antriebsleistung des Erntevorsatzes des Feldhäckslers ein geeignetes Maß für den Durchsatz ist. Es wurden verschiedene Verfahren untersucht, nach denen der Durchsatz mit der Fahrgeschwindigkeit geregelt werden kann. Im ersten Verfahren wurde die Soll-Fahrgeschwindigkeit direkt aus der ermittelten Antriebsleistung des Erntevorsatzes abgeleitet. Um den Zeitbedarf der Fahrgeschwindigkeitsanpassung zu reduzieren, wurde in einem zweiten Verfahren auch die Antriebsleistung, die bei der bereits geernteten Nachbarspur ortsbezogen gemessen und gespeichert wurde, herangezogen. Aus diesen Messungen wurde die zu erwartende Soll-Fahrgeschwindigkeit vor der Maschine abgeschätzt. In einem dritten Verfahren wurde die Antriebsleistung eines vorausgegangenen Arbeitsganges ortsbezogen gemessen und daraus die Soll-Fahrgeschwindigkeit der nachfolgenden, automatisch geführten Maschine berechnet. In diesem Fall sollte der Feldhäcksler Halmgut ernten, welches in einem vorangegangen Arbeitsgang mit einem Schwader zu Halmgutreihen, sogenannten Schwaden, zusammengeführt wurde. Wird bei dieser Arbeit der Leistungsbedarf und die Fahrgeschwindigkeit aufgezeichnet, so kann mit diesen Daten eine Soll-Fahrgeschwindigkeit des nachfolgenden Feldhäckslers berechnet werden. Die Regelung passt bei bekanntem Verlauf der Soll-Fahrgeschwindigkeit rechtzeitig die Fahrgeschwindigkeit an
KW  - Satellitennavigation
KW  - Feldhäcksler
KW  - Dissertation Stuttgart
CY  - Hohenheim
PB  - Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
AD  - Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
UR  - http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2012/650
ER  -