用于对收获根茎作物的机器的运行进行调节的方法

技术领域

本发明涉及一种用于对收获根茎作物和/或用于将根茎作物与其他收获物分离的机器的运行进行调节的方法以及涉及该机器。在该方法中，通过至少一个光学的图像检测单元记录借助于至少一个输送元件相对于机架向前移动的至少一部分收获物的至少一个检验图像。

背景技术

检验图像显示事先通过用于收获根茎作物的机器所拾取或交付的收获物。在此，作为机器一部分的输送元件用于使收获物在机器内向前移动，其中至少一部分收获物在此与输送元件直接接触。

公开文献US 2018/0047177 A1公开一种方法，其中使用所记录的检验图像，以便计算输送元件的速度。随后，基于计算出的速度来调整输送元件的实际速度。

已知的这种类型的方法中的缺点是，根据收获条件造成根茎作物显著损坏或造成从机器上卸下根茎作物中的大量的夹杂物。因此，补充地，在US 2018/0047177 A1中一般性地提出，根据对通过机器的传感器记录的收获物三维数据进行基于服务器的评估来改变收获速率或机器的一种或多种配置。

发明内容

本发明的目的是提供一种方法，其中改进对根茎作物的保护，其中将尽可能大份额的夹杂物与根茎作物分离。

根据本发明，所述目的通过这种类型方法来实现，其中评估设备基于根据检验图像产生的或通过所述检验图像构成的检验数据集产生用于设置机器的分离设备的至少一个运行参数的分离设备调整信号。

该机器是用于收获根茎作物、尤其马铃薯、甜菜、胡萝卜或菊苣的在运行中自行式或牵引式的车辆。在实施该方法期间，所述机器尤其沿排、尤其要收获的根茎作物的植物堤的方向向前移动，并且在连续过程中将所述根茎作物作为收获物的一部分从土地拾取。在拾取收获物之后，将至少一部分收获物、尤其根茎作物和/或夹杂物至少部分地由至少一个输送元件相对于机器的机架向前移动。特别地，输送元件环绕地构成并且构成为输送带、优选构成为筛网带、或者构成为旋转的星形筛网。

替选地，该机器也可以是用于将收获物的根茎作物与夹杂物、例如土块、石头或土壤分离的机器。

分离设备的可能能够个别设置的分离元件是机器的一部分，并且在此优选与一个或多个输送元件共同作用。替选地，分离设备是输送元件的一部分，由所述输送元件至少共同构成(例如在设有振动设备的筛网带中)，或者共同构成一个或多个输送元件(例如在辊式除土机中)。在运行中，通过收获物相对于分离设备移动将移动脉冲施加到收获物的至少一个组成部分上、尤其施加到根茎作物上或夹杂物上。分离设备例如以辊式除土机形式尤其设有辊形式的回转的分离元件，其中收获物的不同的组成部分通过分离设备至少不沿相同的方向移动。

光学的图像检测单元特别地在输送机元件上方位置固定地设置在机器上，并且指向输送元件，进而在运行中指向处于图像检测单元和输送元件之间的收获物或其组成部分、尤其根茎作物或夹杂物的物流上。根据本发明的方法尤其在借助机器收获或分离期间实施，并且对此优选重复。

检验图像尤其是多维成像、优选是二维成像，在所述多维成像上描绘了具有根茎作物，夹杂物的收获物的至少一部分和/或输送元件。基于由图像检测单元记录的检验图像，检验数据集或者已经通过图像检测单元或者通过评估设备产生。替选地，检验数据集可以通过检验图像本身构成。这尤其适用于图像检测单元，所述图像检测单元的检验图像已经具有匹配于评估设备中随后分析的格式。检验数据集尤其是通过处理、例如滤波和/或以其他方式描绘来提供的至少临时存在于系统中的数据集，所述数据集的信息、例如呈一个或多个颜色值形式的颜色信息在评估设备中被评估。例如，所述检验数据集可以作为图像文件、表格、矩阵或矢量字段存在。检验图像或已经在图像检测单元中提供的检验数据集由图像检测单元传输给评估设备。光学的图像检测单元尤其构成为用于二维记录检验图像的数字照相机或摄像机，或构成为行扫描相机。如果随后在与评估设备中处理图像信息相关的描述中涉及检验图像，其在该上下文中就可以为检验数据集。

评估设备用于评估检验数据集。评估设备包括至少一个处理器，并且作为中央计算单元或者作为分散式系统，所述分散式系统包括以不同的位置构成在机器的组成部分处的至少一个存储器和至少一个处理器。因此，涉及本地系统，以便直接在本地执行可能的评估并且直接地提供结果。

运行参数是变量，所述变量涉及分离设备或其分离元件的几何形状、相对于机架或输送元件的位置或定向、分离设备的速度和/或马达功率。通过运行参数可设置，分离设备以何种方式或以何种程度与收获物或其至少一个组成部分共同作用。特别地，可以通过运行参数的变化来改变，相对于在机器内要输送根茎作物的输送路线，在根茎作物中有多少夹杂物保留在分离设备下游。运行参数尤其与用于至少输送根茎作物的输送元件的输送速度无关，而所述根茎作物放置在输送元件上并且沿与输送元件相同的方向移动。

通过运行参数定义，在分离根茎作物和夹杂物时分离设备多激进地进行处理。在激进性过低的情况下，过多部分的夹杂物不与根茎作物分开。在激进性过高的情况下，不仅夹杂物，而且还有根茎作物都被分离或损坏进而降低收获量。通过产生分离设备调整信号并且尤其通过将其发送给分离设备控制器，优选地根据借助检验图像成像的收获物或收获物的一部分来设置运行参数。分离设备控制器根据分离设备调整信号尤其提高或降低运行参数。为此，分离设备控制器尤其将电信号优选地发送给给致动器。通过分离设备控制器、尤其通过电信号，尤其适配用于驱动或调节分离设备或运行参数的液压压力、气动压力、电流、电压、力和/或力矩。在此，分离设备控制器尤其是计算单元的与评估设备相同的部分。

通过该方法可以实现连续地优化分离设备的运行。特别地，可以持续地优化分离元件或分离设备的激进性进而实现对根茎作物进行温和处理并且同时实现从收获物中有效地分离夹杂物。

特别地，评估设备为了提供分离设备调整信号本地地在机器上或在直接联接在所述机器处的牵引车辆上评估检验数据集。由此，在识别到分离设备处的不期望的状态的情况下可以进行几乎瞬时的调节并且相应地避免堵塞或损坏。

在根据本发明的方法的一种有利的改进形式中，评估设备计算检验图像的由至少一个图像区域形成的至少一个第一份额。至少一个图像区域至少部分地描绘收获物或机器的限定的组成部分。基于第一份额尤其计算清理特征值。

在计算第一份额之前，通过第一份额以统计学表达的组成部分被预先限定。检验图像和/或检验数据集尤其被划分成多个优选相同大小的图像区域。至少部分地示出该组成部分的图像区域共同形成第一份额，该份额尤其是在整个图像区域上至少部分地显示组成部分的图像区域，其中第一份额根据图像区域的数量的比例或根据其总面积形成。

第一份额是描述组成部分的图像区域的规模的量度进而是图像检测单元或检验图像的要观察的份额的视场中组成部分的密度的量度。组成部分尤其至少部分地是根茎作物组成部分，由此第一份额至少近似地说明根茎作物的密度。如果所述图像区域的面积的至少50％至100％显示该组成部分，则图像区域尤其评价为描绘组成部分并且归入第一份额。替选地，可以通过将描述组成部分的各个像素相加来得到份额。特别地，至少一个图像区域也仅可以按份额归入第一份额或者优选地分别部分地归入不同的份额。如果在优选基于模型的分类方法的范围内不可以将图像区域唯一地与相应的组成部分相关联，则这是特别有利的。在这种情况下，优选地求出与不同份额的关联的概率。图像区域特别优选地根据概率按份额或部分地归入不同的份额。由此，还更精确地描绘组成部分彼此间的比例。

通过计算第一份额来计算出特征值，所述特征值尤其表征出收获物的组成。基于此可以特别有利地调节运行参数，因为输送元件或包括输送元件的分离设备的清理性能与收获物的组成紧密相关。对于第一份额表示夹杂物密度的情而言，优选地可以随第一份额的增加来改变运行参数，以便产生更大的分离效果或分离性能。清理特征值优选至少根据第一份额来计算或者等于第一份额。

优选地，形成第一份额的至少一个图像区域尤其基于根据图像区域产生的检验子数据集被显示性地鉴别为限定的组成部分。特别地，基于包含在检验图像和/或检验子数据集中的检验值、优选颜色信息来鉴别图像区域。颜色信息尤其包括颜色空间的黑白、灰度和/或颜色通道值。

优选地，通过特别基于模型的统计分类方法对检验子数据集、检验值或颜色信息进行分类。因此，如果分类方法的结果与收获物或机器的限定的组成部分相对应，则尤其才将图像区域归入第一份额。该分类方法尤其使用神经网络、随机森林、贝叶斯分类器、支持向量机和/或决策树。通过使用分类方法，第一份额、尤其不同的份额的计算结果在收获物的组成方面是特别稳定和有效力的。

特别优选地，将检验值或颜色信息与一个或多个参考值或参考区域进行校准，并基于此将图像区域或者归入第一份额或者不归入。参考图像优选如检验图像那样可以通过光学的图像检测单元来检测，其中用户尤其将参考图像的不同部分可显示性地标记为不同的组成部分。通过区别的这种形式，实现对检验图像上的相关的组成部分尤其可靠的鉴别。尤其优选地，尤其包括颜色信息的检验子数据集的检验值中的至少一个与至少一个参考值比较，并且当检验子数据集的至少一个检验值至少位于相关联的参考值范围内时，尤其才将图像区域归入第一份额。所述参考值范围尤其通过最高值和最小值限制，其中优选地为了将图像区域归入第一份额，不同的检验值必须位于分别相关联的参考值范围内。

在本发明的一种有利的设计方案中，在输入参考图像的示例性的要归入第一份额的图像区域时，评估设备自动地开发或自动地进一步开发分类方法所基于的模型。替选地或附加地，评估设备在输入参考图像的示例性的能归入第一份额的图像区域时自动地计算或改变至少一个参考值区域。因此，尤其至少不需要完全地通过用户手动地预先限定参考值、参考值范围或模型或其模型参数。替代与此，足够的是：为了将评估设备投入运行，输入显示组成部分的至少一个示例性的图像区域。评估设备根据图像区域自动地确定至少一个参考值、至少一个参考值范围或模型或其模型参数。因此，评估设备尽可能自主地适应于不同的应用情况。在此，输入的图像区域的数量越大，就可以更精确地确定参考值或参考值范围或模型或其模型参数。

如果输入的图像区域显示在不同亮度和/或土壤条件下的组成部分，则该方法特别稳定。因此，该方法可以在不同的应用条件下可靠地使用。特别优选地，评估设备在重复实施该方法时适配至少一个参考值或参考值范围，必要时在通过操作人员对相关组成部分进行示例性鉴别的情况下进行适配，从中可以描绘用于算法的训练数据。

特别地，根据其他传感器、如用于测量通过评估设备与基本上同时记录的检验数据集相关联的环境亮度的亮度传感器，评估设备自动扩展参考数据的规模。替选地或附加地，该方法的使用者、即尤其机器或与其耦联的机器的驾驶员或操作人员能够在可视化的检验图像上手动地标记至少一个组成部分，以便扩展评估设备的参考数据的规模。因此，基于由用户一次性做出的说明或基于存储在评估设备中的数据，所述评估设备执行对例如马铃薯、茎叶、石头、松动的土壤和土块的区分，并计算相应的份额。

优选地，除了输入可能存在的呈组成部分标记形式的训练数据之外，根据本发明的方法在其开始之后自动地被执行。对于机器驾驶员或操作人员来说，其控制更加简单。

优选地，基于分别相邻的图像区域产生的或通过所述图像区域构成的图像子数据集附加地鉴别形成第一份额的图像区域。特别地，为此又使用由检验子数据集所包括的颜色信息、尤其包括黑白和/或灰度值的颜色信息。因此，不仅仅根据与所述图像区域相关联的数据进行图像区域的评估，而且还附加地使用与周围的图像区域相关联的其他的数据。由此，可以求出亮度变化曲线和/或颜色变化曲线，进而基于更宽的数据基础进行鉴别。

优选地，在计算第一份额时，对不同的图像区域不同地加权。因此，形成第一份额的图像区域的贡献不同。由此实现：不是单纯根据检验图像的立体图来计算第一份额，而是与显示距图像检测单元更近的组成部分的图像区域相比，尤其对显示收获物的进一步远离图像检测单元的组成部分的图像区域进行更高权重的加权。由此，可以形成经清除的第一份额的立体图进而实现在输送元件上的收获物组成的尤其接近现实的图像。

优选地，将整个检验图像或连贯的检验图像部分划分为部分图像区域。特别地，部分图像区域尤其分别包括检验图像的相同数量的像素、优选刚好一个像素。检验图像是检验图像的包括多个部分图像区域的一部分或片段。为了计算第一份额，尤其仅考虑显示该份额的属于检验图像部分的图像区域。为此，尤其将检验图像部分限定为，使得其描绘出机器内的敏感的且要监视的区。因此，形成第一份额的图像区域尤其包括检验图像部分的多个部分图像区域。

检验图像或检验图像部分尤其网格化成多个部分图像区域，所述部分图像区域分别优选是矩形的。在通过刚好一个像素构成部分图像区域时，提供特别大的数据基础，其用于对收获物在其各个组成部分方面的状态进行评估，进而实现运行参数的尤其敏感的调节。同时，对于配备一个或多个当前处理器的评估设备可以容易地迅速地处理由具有通常最大几百万像素的常规的2D数码相机提供的数据集。

优选地，检验图像包括多个检验图像部分，评估设备对于所述检验图像部分分别计算图像区域的第一份额、尤其图像区域的多个份额，其中优选地检验图像部分描述由分离设备输送出的不同的输送元件的收获物。因此，检验图像部分特别示出相同的输送元件的不同部段，其中的一个部段在输送方向上设置在分离设备或其分离元件之前并且另一个设置在分离设备或其分离元件之后。替选地，检验图像部分示出不同的输送元件，所述输送元件为用于收获物的不同的组成部分的替选的输送路线(例如，用于经清理的根茎作物的输送元件，用于分拣出的夹杂物的输送元件)。通过计算不同的检验图像部分的第一份额，可以尤其全面地评估所属的分离设备的清理或分离性能。特别地，可以将至分离设备的收获物输入流的第一份额与分离装置或分离设备的根茎作物混合物排出流的第一份额比较进而确定分离设备的有效性。替选地，优选地将连接于分离设备进而由所述分离设备输送出的输送元件的收获物的组成对于分离出的收获物确定一次并且对于要继续输送的收获物确定一次。

根据分离设备的有效性尤其设置运行参数。同样地，在相应的检验数据集中描绘或存在的检验图像部分可以显示输送元件在分离或换向元件之前的部分和该输送元件在分离或换向元件之后的部分。如果图像分析得出根茎作物在换向元件之后出现在不期望的区域中的份额过大，所述换向元件就可以不同地、例如更低地定位在输送元件上方，这提高了分离性能。

在本发明的一种有利的实施方案中，检验图像部分优选在分离设备之后显示不同的输送元件，尤其用于将根茎作物混合物导出的输送元件和在同一分离设备之后的用于导出夹杂物的输送元件。对于这两个检验图像部分，在这种情况下优选地确定组成部分的第一份额、例如根茎作物的第一份额。替选地，对于不同的检验图像部分计算不同的份额。借此，例如可以将根茎作物混合物排出流中的夹杂物的份额与分拣出的夹杂物的物流中的根茎作物的份额比较，并且基于此对由分离设备所包括的分离元件在其相对于输送元件的方位方面或在其速度方面进行设置。

优选地，形成第一份额的图像区域示出根茎作物或其部分，并且形成第二份额的图像区域示出夹杂物或其一部分。因此，评估设备计算至少两个不同的份额。评估设备特别优选地计算至少四个份额，用于根茎作物的第一份额、用于茎叶组成部分的第二份额、用于土壤的第三份额以及用于受损的部位的第四份额。特别地，份额之和≤1。替选地，第一份额也可以是夹杂物份额，第二份额也可以是根茎作物份额，等等。附加地或替选地，优选计算土块和/或石头的份额。

替选地或附加地，在根据本发明的另一改进形式中，设有至少两个图像检测单元和至少两个输送元件，其中第一图像检测单元记录由分离设备借助于第一输送元件输送出的收获物部分的第一检验图像，第二图像检测单元记录由分离设备借助于第二输送元件输送出的收获物部分的另一检验图像，并且基于通过形成两个检验图像或基于其产生的检验数据集中的至少一个、优选两个产生分离设备调整信号。在此，对检验数据集分别如上文或下文描述的那样尤其在相应的份额方面进行评估。

通过评估设备的计算中的多个份额，可以实现收获物的组成或输送元件的占用的更精确的图像。替选于根据极限值鉴别图像区域，需要将检验图像或一检验图像部分的所有图像区域与一份额相关联。在此，优选地，评估根据图像区域计算的检验子数据集与参考子数据集的一致性的程度，并且将每个图像区域与一致性最大的份额相关联。

在本发明的一种有利的设计方案中，借助于由评估设备所计算的第一份额与阈值的偏差来确定清理特征值。特别地，阈值表征输送元件的最佳负荷率，其中与其限定的绝对值的偏差触发运行参数变化。清理特征值尤其基于多个份额以及优选地基于其他的数据、尤其传感器数据。

在本发明的一种有利的设计方案中，分离设备调整信号根据多个尤其时间上依次计算的清理特征值来计算或者将至少一个事先计算的清理特征值包括到清理特征值的计算中。特别地，计算清理特征值的滑动平均值并且作为分离设备调整信号的基础或者尤其根据低通滤波器进行清理特征值变化曲线的平滑。通过这些措施，根据本发明的方法尤其不易受干扰影响进而可尤其稳定地使用。

在本发明的一种有利的设计方案中，至少一个另外的传感器将传感器数据传输给评估设备，所述传感器数据进入分离设备调整信号的计算中。传感器尤其是用于测量输送元件上的收获物层厚度的传感器、尤其触摸传感器或超声波传感器、用于测量驱动功率的传感器、例如呈用于测量液压油压力的压力传感器形式的传感器和/或尤其用于测量输送元件驱动器的转速的转速传感器。特别地，根据转速传感器确定输送元件的滑移，所述滑移以传感器数据的形式传输给评估设备。借助于湿度传感器，可以将另外的信息包括到分离设备调整信号的计算中。

基于存在于传感器数据中的、超出基于检验图像所提供的这些其他的信息，对于评估设备存在在输送元件区域中的清理情况的显著更精确的图像，由此又可以与此更好协调地影响运行参数。

优选地，评估设备借助于不同的分离设备调整信号触发运行参数的增大或减小。特别地，评估设备或分离设备控制器包括模糊调节器、PID调节器或三点调节器，由此彼此替选地触发当前的运行参数的提高、减小或维持。尤其如果清理特征值超过预先限定的第一阈值，才触发提高，如果清理特征值低于预先限定的第二阈值，则相应地触发减小。

优选地，运行参数是两个输送元件彼此间的间距，其中通过该间距输送元件可以共同地起分离设备的作用，或者是分离设备的分离元件或分离设备距输送元件的间距。特别地，运行参数是在辊台的在运行中旋转的两个输送辊之间的间距，土壤在所述输送辊之间筛除。替选地，运行参数是构成为筛网带的输送元件距构成为换向辊的分离元件的间距，其中分离元件横向地在输送元件上延伸并且引起根茎作物从输送元件侧向偏转。在此，换向辊在运行中围绕旋转轴线旋转，所述旋转轴线在输送元件的俯视图中相对于输送元件的输送方向成小于90°的角度。替选地，分离元件构成为在运行中回转的指形带，所述指形带处于输送元件上方，并且其向外突出的指在运行中通过设置在输送元件上的收获物啮合。替选地，分离元件又被构造为在运行中不回转的剥离设备，所述剥离设备设置在与筛网带共同作用的粗大茎叶带上方，并且引起根茎作物与堆积在粗大茎叶带上的茎叶剥离。该间距分别尤其可通过液压或机械的调节装置来设置，由此可以特别简单地改变分离设备的分离元件协同输送元件的激进性或者输送元件的分离性能。

替选地，运行参数是机器的至少一个掘起铲进入土地中的进入深度。由此可以以简单的方式影响收获物中的夹杂物的量。

替选于或除了上述之外，运行参数是分离设备或分离设备的分离元件的分离速度、尤其回转速度或旋转速度。特别地，分离速度是上述的指形带的回转速度或上述换向辊的旋转速度。替选地，分离速度是成角度的且在运行中向上输送夹杂物的分离设备的回转速度，所述分离设备例如呈细茎叶带的形式，运行所述分离设备，使得尽可能向上输送夹杂物并且相反于分离设备的朝向根茎作物的部段的移动方向向下滚动根茎作物。

优选地，运行参数替选地表达为输送元件的、分离设备的、即分离设备的至少一个分离元件的迎角。特别地，运行参数是也被称为细茎叶升降机的分离设备的迎角。通过迎角改变分离设备的细茎叶带的输送平面相对于水平线的倾斜，进而设置分离设备的激进性。

在本发明的一种替选的有利的设计方案中，运行参数引起每时间单位的空气流速或空气质量通过量的变化，其中相应的分离设备由于空气流而分离。在此，例如通过马达转速描绘的马达功率可以是相应的运行参数。在此，通过空气又引起根茎作物和夹杂物的分离，尤其从收获物流中吹出茎叶进而将其移除。在这种尤其也可固定地安装的空气分离设备中，运行参数优选是所属的鼓风机的转速或呈空气引导板形式的所属机组的迎角，所述机组例如将空气流划分成主空气流和横向空气流。

在根据本发明的方法的一种有利的设计方案中，尤其通过相同或不同的分离设备调整信号来设置前述运行参数中的多个。为此，在评估设备中可以存储规则，所述规则对于相应的分离设备的期望的额外或最小分离性能得到用于相应的可设置的变量的相应信号。

优选地，在触发运行参数变化之后，对于限定的时间段或输送元件的限定的输送路线不触发任何其他运行参数变化。特别地，这仅涉及在运行中设置在下游的至少一个分离设备的相同的运行参数和/或至少一个运行参数。由此确保：不造成分离元件的过度调节，并且每个运行参数改变都基于有保障的数据基础，所述数据基础已经考虑所经过的运行参数变化。

分离设备调整信号优选有线地、尤其借助于CAN总线或以太网、或无线地传输给分离元件控制器，其中优选地分离设备设置可以事先由操作人员经由在界面输入来启用。由此，可以将现有的或至少已建立的系统用于通信传输以设置分离元件，并且尤其通过如下方式提高该方法的可靠性：即，代替对分离设备进行自动的设置，操作人员尤其在驾驶室中以显示的方式获得分离设备的所得到的或要执行的设置，并且经由相应的输入在界面处开启。

此外，根据本发明，该目的通过一种用于收获根茎作物和/或用于将根茎作物与其他的收获物夹杂物分离的机器来实现。该机器具有机架、输送元件、图像检测单元、分离设备和评估设备。该机器用于执行前述的或下面描述的方法。

评估设备优选地包括图形的处理器单元，尤其基于GPU(图形处理单元)或GPGPU(通用图形处理器)和/或FPGA(现场可编程门阵列)的处理器单元。通过评估设备的这种形式可以特别节省资源并且尤其本地地评估检验数据集。要理解的是：构成为EDV设备的评估设备具有例如用于供电、界面和工作存储器的其他常见的机构。

在本发明的一种有利的设计方案中，机器具有至少一个与评估设备耦合的传感器、尤其用于测量输送元件上的收获物层厚度的触摸或超声波传感器、用于测量驱动功率的传感器、例如用于测量液压油压力的压力传感器、和/或设置在输送元件处的转速传感器。通过所述传感器可以基于测量到的物理变量计算输送速度信号，由此显著地提高了借助评估设备计算的变量的效力，并且降低其易出错性。同样地，湿度传感器可以附加地提供信息，所述信息在评估设备分析范围中有助于设置分离设备中的一个或多个。

优选地，该机器具有多个在运行中分别记录相同的输送元件的至少一个检验图像的图像记录单元。替选地，该机器优选具有多个在运行中分别记录尤其由同一分离设备输送出的不同输送元件的至少一个检验图像的图像检测单元。替选地，两个图像检测单元之一可以指向例如通过空气流分离的分离设备的输出区域上。通过多个图像检测单元可以沿着输送路线并且尤其在输送路线在机器的分离设备之后的不同部分上跟踪收获物的组成、尤其第一份额的变化曲线。因此，特别地，可以根据不同的第一份额设置不同的输送元件的输送速度。相应地，根据上述或下面描述的方法，在至少一个评估设备中执行对于由相应的检验图像检测到的输送路线区域的分析。优选仅设有一个中央评估机构用于评估图像检测单元的数据，也可以将多个自身的评估设备与相应的图像检测单元相关联。然后，所述评估设备可以尤其与其他的评估设备协调地操控分别相关联的分离设备。替选地或补充地，中央评估设备负责创建分离设备调整信号并且将其转发给机器控制装置。

图像检测单元优选地被设置成，使得检验图像对于不同的收获物组成部分、尤其对于根茎作物和对于夹杂物示出整个输送路线的至少两个替选的输送路径。由此，可以根据图像检测单元监视两个输送元件，其中检验图像的各一个检验图像部分描述不同的输送元件或其上的收获物的部段。特别地，输送元件之一构成用于输送分拣出的夹杂物，并且输送元件中的另一个构成用于输送清理过的根茎作物。由此可以实现清理性能的特别全面的图像进而检测输送元件和/或包括输送元件的分离设备的负荷。

图像检测单元优选地设置成，使得在运行中，检验图像分别至少部分地描绘至少两个通过分离设备、尤其分离设备的分离元件分离的输送元件部段。输送元件部段在图中仅通过检验图像通过分离设备的分离元件分离并且分别由输送元件包围。分离元件比输送元件更靠近图像检测单元，并且所述输送元件由此在检验图像上由分离元件遮盖。通过图像检测单元的该定位可行的是，对于两个单独的检验图像部分各计算至少一个第一份额进而直接地评估分离元件和所属的分离设备的有效性。特别地，为此，将收获物在达到分离元件之前的组成与收获物的至少一个份额在经过分离元件之后的组成进行比较。

优选地，输送元件构成为筛网带或耙形带，其在运行中尤其在至少一个横向地在输送元件上延伸的且将收获物从其侧向偏转的换向辊下方伸展穿过。替选地，输送元件构成为星形筛网或输送辊，其中输送辊尤其由辊台所包围。

替选于或补充于上述内容，该机器构成为用于将根茎作物与其他的收获物分离的机器。在此，该机器根据一种有利的改进形式在运行期间尤其固定式地运行，即在机器没有连续的本地的向前移动的情况下运行。

根据另一有利的改进形式，该机器为马铃薯收获机或甜菜收获机。

附图说明

可以在下面描述的示意性示出的实施例中得出本发明的其他细节和优点。附图示出：

图1示出根据本发明的方法的程序流程图，

图2示出用于求出分离设备调整信号的所属的程序流程图，

图3示出具有处理清理特征值的所属的程序流程图，

图4示出用于分离设备设置的所属的程序流程图，

图5示出检验图像和其部分评估的视图，

图6示出根据本发明的对象，

图7和8示出根据图6的对象的不同侧视图，

图9示出根据图6的对象与输送元件的部分视图，

图10示出根据图6的设备的图9中局部示出的区域的细节图，

图11从不同的视角示出根据图10的对象，

图12示出根据图10的图像检测单元的检验图像的视图，

图13示出根据图6的机器的分离设备与图像检测单元，

图14示出从图13所示的图像检测单元的视角记录的示意性检验图像，

图15示出根据图6的机器的另一分离设备与图像检测单元，

图16示出从图15所示的图像检测单元的视角记录的且示意性示出的检验图像。

图17示出根据图6的机器与另一图像检测单元的另一细节图，

图18示出从根据图17的图像检测单元的视角观察检验图像的示意图，

图19示出根据本发明的另一设备的细节图，

图20示出根据本发明的另一设备的另一细节图。

如果需要的话，相同的或起相似作用的部件设有相同的附图标记。下面描述的实施例的各个技术特征也可以与之前描述的实施例的特征实现根据本发明的改进方案，但是总是至少与独立权利要求之一的特征组合来产生。附图列表中列出的对象在个别附图中有时仅部分地示出。

具体实施方式

根据本发明的方法用于调节收获根茎作物4的机器2的运行(参见图6至图8)。在该方法中，通过至少一个光学的图像检测单元6记录至少一个检验图像8，所述检验图像呈现借助于至少一个首先一般性地设有附图标记10的输送元件相对于机器2的机架12向前移动的、包括根茎作物4的收获物。

检验图像8被传输给评估设备，所述评估设备基于根据检验图像产生的或通过所述检验图像构成的检验数据集产生分离设备调整信号，该分离设备调整信号用于设定机器(2)的分离设备的至少一个运行参数。作为检验图像示出的绘图仅示意地示出对于本发明重要的部分，而没有可能的边界或界限。由相机记录的、尤其数字图像可能具有未在绘图中示出的其他信息。所述其他信息例如可以已经在相机侧或在创建或处理检验数据集时被标记或过滤。

在根据本发明的一种实施例中，从收获物流1.1开始，借助于上述方法在第一分离元件之前对收获物的组成进行评估(方框1.2)(图1)。此外，在另一分离设备的入口之前和出口之后同样再次计算收获物流的组成(方框1.3和1.4)。最后，同样在第三分离设备的入口处又对收获物流确定其组成。从中得到根茎作物和夹杂物的相应份额A1和A2(方框1.6、1.7、1.8和1.9)。根据在各个分离设备处的期望分离性能，在评估设备中对于相应的分离设备使根茎作物或夹杂物的各个份额A1和A2进行相互结算(方框1.10)。接下来设置相应的分离设备的运行参数(方框1.11)，以便在相应的分离设备处优化性能。

在图2中更详细地示出分离设备调整信号的确定。从检验图像8开始，首先为了设定检验数据集而提取相关的检验图像部分(方框2.1)。为此，可以基于图像检测单元的位置，预先限定遮掩部或感兴趣区域(ROI)(方框2.2)，根据所述遮掩部或感兴趣区域区分需要考虑的和不要考虑的检验图像间距。基于检验图像的相关图像部段和对于处理所存在的检验数据集现在计算显示各个收获物组成部分的图像区域的份额(方框2.3)。为此，尤其可以评估颜色信息。所述值可以从参考表中获取，或者也可以通过操作人员预设(方框2.4)。

基于阈值定义(方框2.5)，计算算出份额与阈值的偏差(方框2.6)。阈值例如是对于所涉及各份额(例如，根茎作物、夹杂物1、夹杂物2)的理想值。然后，为了平滑所求出的偏差而进行低通滤波(方框2.7)。在此，使用根据方框2.8定义的滤波器时间常数。然后，基于对沿着输送路线的各个位置和相应份额的偏差的经平滑的值计算清理特征值RS(方框2.9)。在此，简化地可以使用调节器参数，根据所述调节器参数例如，如果偏差太大进而在所观察的检验图像(部分)中存在过多的夹杂物，则在用于呈根茎作物形式的份额A1的受监视的第一输送路线处将清理特征值RS_1(A1)设置为1。在与理想值的偏差足够小的情况下，可以将份额A1的清理特征值RS设置为零。基于方框2.9的清理特征值RS_1(A1)，例如可以借助三点调节器来产生分离设备调节信号(方框2.10)。

因此借助于根据本发明的方法，例如在一分离设备之前和随后在一分离设备之后、例如在用于产物、即根茎作物(4)的输出的输送元件和用于夹杂物(5)的输出的输送元件上对存在于收获物流中的产物之间的比例单独地进行评估。对于单个相机监视两个输送机元件的情况而言，为此对于输出夹杂物和对于输出根茎作物的输送元件定义单独的区域。根据在输出夹杂物的输送元件上是否存在过多的马铃薯(根茎作物4)或者在输出产物的输送元件上是否存在过多的夹杂物，相应地适配分离设备的参数，所述参数影响分离阈值。因此，尤其将指形带的指或刷子带的刷设置得更高或更低，和/或指形带或刷子带可以更缓慢或更快速地运转。

在根据图3的三点调节系统的示例性实施中，首先获悉清理特征值RS_1(A2)-RS_n(A2)，即描述夹杂物的份额A2的清理特征值(方框3.1)。示例性地，涉及对在分离设备之前和之后或在包括多个分离设备的输送路线之前和之后在收获物中的呈石头形式的夹杂物的份额的观测。清理特征值根据上述说明是“零”或“一”。然后，在方框3.2中检查，清理特征值RS_i(A2)(其中i＝1…m)之和是否等于零。如果答案是否定的，则在方框3.3中首先查询相应位置处的最后的清理特征值和可能所属的收获物组成的存储器3.4。如果在方框3.5中检查表明分离设备设置的变化已足够长时间，则在方框3.6中为相应的分离设备产生递减的运行参数信号。在此也可以考虑出自存储器中的查询的清理特征值。一个或多个分离设备的设置(方框3.7)不太激进地进行，使得在输送路线上在夹杂物流或收获物流中残留较少的根茎作物份额。一个或多个最后的清理特征值RS_i(A2)登记在存储器3.4中，必要时与各所属的份额A2一起登记(方框3.15)。

对于清理特征值RS_i(A2)(其中i＝1…m)的总和等于零的情况而言，随后在方框3.8中，获悉涉及份额A1、例如根茎作物的清理特征值RS_i(A1)，或者相应地查询所述清理特征值。随后，检查所述清理值的总和是否再次为零(方框3.9)。如果是这样，则最后的清理特征值RS_i(A1)同样又被登记在存储器3.4中(方框3.10)。无需改变运行参数，并且输出中性的运行参数信号或不输出任何运行参数信号(方框3.11)。如果份额A1的清理值的总和不等于零，则在3.12下再次从存储器中查询旧值，并在方框3.13中检查，自最后的运行参数变化起是否已经经过足够的时间。如果是这种情况，则在3.14中输出用于更激进地设置分离设备的运行参数。

为了在方框3.7中实施根据图3的预设，必须操控分离设备致动器。为此，根据图4在调节装置4.1中，在考虑相应分离设备的当前设置(4.2)的情况下基于方框3.6、3.11和3.14的预设求出分离设备特定的运行参数变化。为此，例如限定分离设备元件的速度、转速、间距或倾斜度。从中，在方框4.3中定义用于相应分离设备的分离设备致动器的调节变量，经由所述调节变量设置分离设备(方框4.4)。

图5在该图的上部中示例性地示出检验图像8，所述检验图像示出从输送元件10a到输送元件10b的过渡。在所述输送路线区域上存在根茎作物4和夹杂物5，所述夹杂物可能包括石头和茎叶。根据在算法训练中限定的或者经由数据库、例如具有例如HSV格式的颜色信息的表格预设的分类器对各个部分图像区域16检查是否存在相同的组成部分。因此基于相应图像区域与示例性在图5中左下方示出的各个份额的关联，得到检验图像8中的根茎作物4和夹杂物5的各个份额的份额分布。因此，A1示出检验图像或相应的检验数据集中的根茎作物4的份额，A2示出茎叶的份额，并且A3示出石头的份额。优选地，所述关联基于各个像素的颜色信息来进行，即与一份额相关联的图像区域19尤其对应于像素的一个面。通常用RS表示的清理特征值示例性地、仍优选地基于第一份额A1与阈值R的偏差，所述阈值指示根茎作物4在输送路线的观察点上的最佳的份额分布。例如，将清理特征值RS在与清理值的偏差≥50％的情况下设置为1，并且在与清理值的偏差<50％的情况下设置为0。所述值于是被相应地存储或者在进一步的程序流程中根据图1至4中处理。

根据本发明的机器2根据图6构成为牵引式马铃薯收割机，其中多个输送元件10及其所属的分离设备经由仅部分编号的机架12保持。沿着输送路线存在多个图像检测单元6，所述图像检测单元记录在输送元件10上运输的、包括根茎作物4的收获物。在图6中所示的图像检测单元6的位置为从筛网带形式的第一输送元件10A到筛网带形式的第二输送元件10B上的过渡、为从所述第二筛网带10B到包括另一分离设备的另一输送元件10C的过渡，其中所述第二输送元件10B附加地由粗大茎叶带所包围。此外，在所述分离设备的出口侧借助另一图像检测单元6监视引导至分选台的输送元件10E，其中同时检测对于夹杂物5的剩余物、尤其石头所设的另一输送元件10F。

评估设备可以定位在任意的、然而优选处于选出台附近的可在中央接近的位置处。通过评估设备例如可以经由图6中可识别的线缆12.1将涉及分离设备的设置的信息或行进速度信号提供给牵引车辆。

在图7和8中以侧视图示出的机器可在其他的位置处设有光学的图像检测单元6。因此可以附加地直接在开垦设备29的区域中或在引导至储藏室33的下降台阶的区域中设置另外的图像检测单元。

图9和图10示出在框架侧设置在输送元件10A和输送元件10B之间的第一下降台阶上方的光学的图像检测单元6的设置，所述图像检测单元的视场向下定向。光源7用于照亮视场以检测被充分照明的检验图像8。输送元件10A是筛网带，所述筛网带来自开垦设备29已经筛出一部分夹杂物5、尤其土壤和/或土块，并经由下降台阶交付到构成为筛网带的另一输送元件10B上。所述输送元件10B附加地具有粗大茎叶带，所述粗大茎叶带设置用于分离存在于马铃薯上或收获物中的茎叶。相应地，剥离设备32设置在输送元件10B的宽度上。

剥离设备32在输送元件10B的输送平面上方的高度H可以借助于分离设备调整信号来设置。这能够影响构成为茎叶带的分离设备的分离性能。此外，可以设置筛分带相对于粗大茎叶带43的相对速度。在图10中为了概览的目的仅示出粗大茎叶带43而没有示出实际的、以筛分带形式构成的输送元件10B(参见图14)。

在图12中详细示出从图11中的虚线所示的光学图像检测单元6的视场中得出的检验图像8。根据从所述检验图像8提供的或通过所述检验图像构成的检验数据集，基于检测到的且分类的物体的份额与阈值R的偏差执行上面描述的评估。

从输送元件10B开始，仍存在的收获物以输送方向1C交付到另一输送元件10C上。将呈多个彼此叠加的旋转的换向辊24形式的分离设备与所述另一输送元件相关联。经由由所述分离设备施加的脉冲，朝输送元件10D的方向运输收获物(图13)。

为了变化分离性能，能够设置输送元件10C和下部的换向辊24之间的间距H，进而呈现为可设置的运行参数。必要时，在各个换向辊24之间的其他间距为了换向的强度或茎叶被拉入换向辊24之间的可能的分离功能可在彼此的间距方面进行变化。替选地或附加地，分离性能或换向的变化从换向辊24的回转速度的可设置性中得出。

同样地，可以将构成为指形带26.1的分离设备的下端部的高度H设置为多个运行参数之一，所述分离设备属于输送元件10D。高度H描述指26距构成为耙形带的输送元件的上棱边的间距。此外，指形带26.1相对于输送元件的输送平面的垂线的迎角可能设置地构造。相同的内容适用于指形带26.1的回转速度。

图13中所示的图像检测单元6产生图14中所示的检验图像8，其中经由滤波或遮掩部限定在当前的实施例中相关的检验图像部分8A。为了监控分离设备性能，在此为换向辊24的分离性能，可以附加地还选择如下检验图像部分8B，所述检验图像部分从输送方向1C观察位于换向辊24后方。特别地，对于分离设备设置监视换向辊24之前的区域。检验数据集随后从相应的检验图像部分8A中得出。

如果用于检验图像部分8A的所属的清理特征值RS得到设置在上游的或所示的分离设备的分离性能太低，则可以更激进地设置分离设备。替选地，对于例如由于呈换向辊24后方的土块形式的夹杂物5的份额过大而引起检验图像部分8B中的清理特征值指示分离性能过大的情况，可以减小换向辊24距输送元件10的间距H进而不那么激进地设置输送设备，其中所述过大的份额还至少部分地用于在后续的输送路线上保护马铃薯。

在图15和图16中示出设置在输送带10C和10D的区域中的另一光学的图像检测单元6。补充于或替选于根据图6的图像检测单元6，可以使用该图像检测单元6。特别地，该图像检测单元用于监视通过换向辊24构成的分离和换向设备。也将光源7与所述监视单元相关联以更好照亮被监视的区域。

另一光学的图像检测单元6与所属的光源7设置在分选台上方以观察输送元件10E和输送元件10F(图17)。借助于遮掩部，选择在根据图18的检验图像8中成像的检验图像部分8A和8B，所述检验图像部分一方面作为输送路径监视具有输送方向1E的用于运输出根茎作物4的输送元件10E并且另一方面作为另外的输送路径监视具有输送方向1F的用于运输出呈石头和/或土块形式的夹杂物5的输送元件10F。借助于之前描述的评估检查，输送元件10F上的根茎作物4的份额是否过大。如果是这种情况，则借助于根据本发明的方法更严格地设置连接在上游的分离设备。所述分离设备位于构成为耙形带的输送元件10D的上方并且特别地作为指形带设有示例性且虚线示出的指26，尽管在所示的绘图中设置在位于其前方的覆盖件40的后方。例如，指26距输送元件10D的间距被减小，以便将更多的根茎作物4形式的收获物经由所属的滑槽41输送到输送元件10E上。只要在输送元件10E上识别到过多的呈石头和/或土块形式的夹杂物5，例如就可以降低换向辊24的回转速度，以便将更小的脉冲施加到夹杂物5上使得可能的石头朝输送元件10F的方向更好地换向。随后，夹杂物5经由滑道42更好地滑移到输送元件10F上。

图19说明根据本发明的方法在另一分离设备中的使用，所述另一分离设备在此呈细茎叶升降机的形式。相应地，图19中所示的检验图像8示出具有输送方向1K的进行输送的输送元件10K，所述输送元件经由下降台阶引导到具有茎叶带30的构成为细茎叶升降机的分离设备上。所述分离设备沿方向31继续运输可能存在于收获物流中的细茎叶，而收获物流的落在茎叶带30上的马铃薯和较重的夹杂物由于茎叶带30的可经由能设置的角度α预设的倾斜方位而向回落到输送元件10K和细茎叶升降机之间的间隙中。如果在检验图像部分8A和8B中根茎作物4或夹杂物5的份额位于参考值之外，则例如可以通过设置迎角α或通过茎叶带30的回转速度变化将分离设备设置成更激进或者相应地不太激进，以便因此产生期望的分离性能。

在优选在仓储技术领域中使用的根据图20的辊式除土机中，各个输送元件10T之间的间距H构造成可设定的。因此，输送元件10T直接地共同构成分离设备。在检验图像8的各个检验图像部分8A和8B中优选计算夹杂物份额，并将其用于设置分离设备性能。在此，如上所述，根据图像检测单元6的“鱼眼”显示来执行视角调试。

本发明的其他替选实施例例如可以构成为自行式甜菜收获机或马铃薯或甜菜仓储技术中的清理路线。