Brevet FR2859873A1 — publié le 20050325

La présente invention se rapporte à un procédé de guidage d'un appareil agricole, et à un appareil agricole fonctionnant selon ce procédé. On connaît de la technique antérieure un certain nombre de procédés de guidage automatique d'un engin agricole à l'intérieur d'une zone de végétaux à traiter. Parmi ces procédés, on peut citer par exemple ceux consistant à utiliser un positionnement GPS (Global Positioning System) de l'appareil agricole à l'intérieur de la zone à traiter. Tous les procédés de guidage automatique existants ont ceci de commun qu'ils n'offrent qu'une fiabilité et une précision médiocres. Ainsi, ces procédés conduisent fréquemment à des dérives par rapport aux rangs de végétaux à traiter, ce qui peut amener, dans certains cas extrêmes, à traiter deux fois un même rang de végétaux ou, à l'inverse, à ne pas traiter du tout un rang de végétaux. La présente invention a pour but de fournir un procédé de guidage d'un appareil agricole nettement plus fiable et plus précis que ceux de la technique antérieure. On atteint ce but de l'invention avec un procédé de guidage automatique d'un appareil agricole destiné à traiter des végétaux disposés à l'intérieur d'une zone à traiter, remarquable en ce qu'on cale le déplacement dudit appareil par rapport au bord de ladite zone. Grâce à ce procédé, on guide l'appareil agricole par rapport aux limites effectives de la zone à traiter elle-même, et non plus par rapport à des références sans lien direct avec ces limites. De la sorte, on est sûr que le guidage peut s'effectuer au plus près de la réalité de la zone à traiter. Suivant d'autres caractéristiques du procédé selon l'invention: - on cale la largeur de travail dudit appareil contre ledit bord, - on prédéfinit une fenêtre d'analyse attachée audit appareil et située à cheval sur ledit bord, et on réalise ledit calage en déterminant les proportions respectives de surfaces traitées et à traiter à l'intérieur de ladite fenêtre d'analyse, - on effectue ladite détermination à partir des différences d'aspect respectives desdites surfaces traitées et à traiter, - on différentie les aspects respectifs desdites surfaces traitées et à traiter à partir de leurs couleurs. La présente invention se rapporte également à un appareil agricole destiné à traiter des végétaux disposés à l'intérieur d'une zone à traiter, remarquable en ce qu'il comprend des moyens de guidage automatique adaptés pour caler le déplacement dudit appareil par rapport au bord de ladite zone. Suivant d'autres caractéristiques de l'appareil agricole selon l'invention: - lesdits moyens de guidage sont adaptés pour caler la largeur de travail dudit appareil contre ledit bord, - lesdits moyens de guidage comprennent des moyens pour déterminer les proportions respectives de surfaces traitées et à traiter à l'intérieur d'une fenêtre d'analyse prédéfinie attachée audit appareil et située à cheval sur ledit bord, lesdits moyens de détermination de proportions sont adaptés pour distinguer les aspects respectifs desdites surfaces traitées et à traiter, - lesdits moyens de détermination de proportions sont adaptés pour distinguer les couleurs respectives desdites surfaces traitées et à traiter, - lesdits moyens de détermination de proportions comprennent au moins une 20 caméra à capteur CCD, - ladite caméra est du type pouvant restituer une image en couleur, - lesdits moyens de détermination de proportions sont disposés de manière que ladite fenêtre d'analyse soit située à l'avant dudit appareil, - lesdits moyens de détermination de proportions sont disposés de manière que ladite fenêtre d'analyse soit située à l'arrière dudit appareil. D'autres caractéristiques et avantages du procédé et de l'appareil agricole selon l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel: - la figure 1 représente une vue de côté d'un appareil agricole selon l'invention, - la figure 2 représente une vue en perspective de cet appareil agricole travaillant dans un champ, et - la figure 3 représente une vue de dessus de cet appareil agricole travaillant dans un champ. On se reporte aux figures 1 à 3 sur lesquelles on a représenté, à titre d'exemple, une machine à arracher des betteraves. Comme cela est connu en soi, la machine comprend typiquement de l'avant vers l'arrière: - un dispositif 1 pour effeuiller les betteraves, - une première paire de roues 3, - une poutre-support 5 réglable en hauteur au moyen de vérins hydrauliques 7, - des socs d'extraction 9 montés sur la poutre-support 5, - une turbine 13 de réception et de renvoi des betteraves vers l'arrière de la machine, - des roues arrières 15, l'ensemble de ces organes étant reliés entre eux par un châssis 17. On a représenté sur les figures 2 et 3 la machine à arracher les betteraves en train de travailler sur un champ C comprenant d'une part une zone Z1 de betteraves à arracher et d'autre part une zone Z2 de betteraves déjà arrachées. Les nervures N de la zone Z1 symbolisent les rangs de betteraves à arracher. La machine à arracher les betteraves comprend une première caméra Cl visant vers l'avant de la machine de manière à définir une fenêtre F1 d'analyse de la surface du champ C. Comme cela est visible sur les figures 2 et 3, la caméra Cl est réglée de manière que la fenêtre F1 se trouve à cheval sur le bord BI séparant la zone à traiter Z1 de la zone traitée Z2. La fenêtre F1 comprend ainsi deux sous-fenêtres F11 et F12 situées respectivement sur la zone à traiter Z1 et sur la zone traitée Z2. La caméra Cl est de préférence une caméra CCD couleur ayant par exemple une résolution de 752/582 pixels. Ainsi, pour cette caméra, les sous-fenêtres F11 et F12 présenteront des couleurs différentes. Plus précisément, ces sous-fenêtres apparaîtront respectivement en vert et en marron. En effet, dans la sous-fenêtre F11 se trouvent des betteraves à arracher surmontées de leur feuillage de couleur verte, et dans la sous-fenêtre F12 se trouve le sol nu duquel ont été extraites les betteraves. La caméra Cl est reliée à des moyens de traitement d'image non représentés mais connus en soi, comprenant par exemple une carte de traitement d'image MATROX commercialisée par la société française I2S. Ces moyens de traitement d'image sont utilisés pour déterminer les proportions respectives des sous-fenêtres F11 et F12 à l'intérieur de la fenêtre FI. Ces moyens de traitement d'image sont eux-mêmes interfacés avec le système de commande de direction de la machine à arracher les betteraves. Comme cela est représenté sur la figure 3, on peut également prévoir une deuxième caméra C2 disposée sur le côté de la machine à arracher les betteraves qui longe la zone à traiter Z1. Cette caméra vise vers l'arrière de la machine à arracher les betteraves et définit ainsi une fenêtre d'analyse F2 chevauchant le bord B2 de la zone Z1 et comprenant deux sous-fenêtres F21 et F22 analogues aux sousfenêtres F11 et F12 précédemment décrites. Cette caméra C2, qui peut être du même type que la caméra Cl, est également inferfacée au système de commande de direction de la machine à arracher les betteraves. Le mode de fonctionnement et les avantages de l'appareil agricole selon l'invention résultent directement de la description qui précède. Lorsque la machine à arracher les betteraves circule dans le champ C, on détermine en permanence les proportions respectives des sous-fenêtres F11 et F12 à l'intérieur de la fenêtre FI, grâce aux moyens de traitement d'image interfacés avec la caméra Cl. S'il s'avère que la surface de la sous-fenêtre F11 diminue au profit de la surface de la sous-fenêtre F12 pendant l'avancement de la machine à arracher les betteraves, cela signifie que cette machine à tendance à dévier de la zone Z1 vers la zone Z2. Dans ces conditions, la machine à arracher les betteraves a tendance à empiéter sur la zone Z2 qu'elle a déjà traitée, ce qui est préjudiciable à la qualité de son travail et est de surcroît inutile et fait perdre du temps. Pour remédier à cela, une fois que les moyens de traitement d'image de la caméra Cl ont détecté une réduction de la sous-fenêtre F11 au profit de la sous-fenêtre F12, le système de commande de direction de l'arracheuse de betteraves réagit de manière à inverser cette tendance. Le processus symétrique se déroule lorsque la sous-fenêtre F12 a tendance à réduire par rapport à la sous-fenêtre F11. Comme on peut le comprendre à présent, l'invention permet de caler le déplacement de l'appareil agricole par rapport au bord B1, B2 de la zone à traiter. On peut être sûr de la sorte que le guidage s'effectue au plus près de la réalité de cette zone à traiter. Avantageusement, on peut programmer le système de commande de la direction de l'appareil agricole de manière que la largeur de travail L de cet appareil (voir figure 3) soit elle-même calée contre le bord B1. Ceci permet d'éviter que la largeur de travail chevauche ce bord B1, au risque de circuler partiellement sur la zone déjà traitée Z2. On notera que la présence d'une deuxième caméra C2 visant en direction de l'arrière de l'appareil agricole permet d'augmenter la précision du guidage en détectant une dérive de l'arrière de l'appareil avant même que les effets d'une telle dérive aient pu être détectés par la caméra Cl. Ceci est particulièrement utile dans le cas d'un appareil agricole ayant une lourde charge sur l'essieu arrière. C'est le cas notamment d'une arracheuse de betteraves, qui supporte sur l'essieu arrière non seulement l'ensemble de cabine et de commandes, mais également tout le groupe motopropulseur de la machine, ainsi que des moyens de trémie permettant de décharger de manière automatique les betteraves. Avec une telle machine en effet, on observe fréquemment un glissement transversal de l'essieu arrière notamment lors du passage sur des zones de champs en dévers. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté. C'est ainsi par exemple que l'on pourrait utiliser une caméra CCD noir et blanc, étant entendu que les différences de teintes entre les zones à traiter Z1 et traitées Z2 seraient alors plus difficiles à numériser et à traiter. C'est ainsi également que l'on pourrait recourir à tout autre moyen permettant de caler le déplacement de l'appareil agricole par rapport au bord de la zone à traiter. On peut par exemple utiliser des couples de capteurs à ultrasons, comprenant chacun un capteur destiné à être positionné au-dessus de la zone à traiter et un capteur destiné à être disposé au-dessus de la zone traitée. Ces deux capteurs permettent de mesurer la hauteur qui les sépare des feuilles des végétaux à traiter (zone Z1) ou du sol (zone Z2). Lorsque ces deux capteurs mesurent la même hauteur, cela signifie que l'appareil agricole a dévié de sa trajectoire normale, soit en direction de la zone à 5 traiter Z1 soit en direction de la zone traitée Z2. Lorsque ces deux capteurs mesurent des hauteurs différentes, cela signifie qu'ils se trouvent à cheval sur les zones Z1 et Z2, et donc l'appareil est correctement calé par rapport au bord de la zone à traiter. REVENDICATIONS 1. Procédé de guidage automatique d'un appareil agricole destiné à traiter des végétaux disposés à l'intérieur d'une zone à traiter (Z1), caractérisé en ce qu'on cale le déplacement dudit appareil par rapport au bord (BI, B2) de ladite zone (Z1). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on cale la largeur (L) de travail dudit appareil contre ledit bord (B1). 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on prédéfinit une fenêtre d'analyse (F1, F2) attachée audit appareil et située à cheval sur ledit bord (B1, B2), et en ce qu'on réalise ledit calage en déterminant les proportions respectives de surfaces traitées (F12, F22) et à traiter (F11, F21) à l'intérieur de ladite fenêtre d'analyse (FI, F2). 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on effectue ladite détermination à partir des différences d'aspect respectives desdites surfaces traitées (F12, F22) et à traiter (F11, F21). 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on différentie les aspects respectifs desdites surfaces traitées (F12, F22) et à traiter (F11, F21) à partir de leurs couleurs. 6. Appareil agricole destiné à traiter des végétaux disposés à l'intérieur d'une zone à traiter (Z1), caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de guidage automatique (Cl, C2) adaptés pour caler le déplacement dudit appareil par rapport au bord (BI, B2) de ladite zone (Z1). 7. Appareil agricole selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de guidage (Cl, C2) sont adaptés pour caler la largeur de travail (L) dudit appareil contre ledit bord (B1). 8. Appareil agricole selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de guidage (Cl, C2) comprennent des moyens pour déterminer les proportions respectives de surfaces traitées (F12, F22) et à traiter (F11, F21) à l'intérieur d'une fenêtre d'analyse (F1, F2) prédéfinie attachée audit appareil et située à cheval sur ledit bord (B1, B2). 9. Appareil agricole selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits moyens de détermination de proportions sont adaptés pour distinguer les aspects respectifs desdites surfaces traitées (F12, F22) et à traiter (F11, F21). 10. Appareil agricole selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits moyens de détermination de proportions sont adaptés pour distinguer les couleurs respectives desdites surfaces traitées (F12, F22) et à traiter (FI 1, F21). 11. Appareil agricole selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que lesdits moyens de détermination de proportions comprennent au moins une caméra à capteur CCD (Cl, C2). 12. Appareil agricole selon les revendications 10 et 11, caractérisé en ce que ladite caméra (Cl, C2) est du type pouvant restituer une image en couleur. 13. Appareil agricole selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que lesdits moyens de détermination de proportions (Cl) sont disposés de manière que ladite fenêtre d'analyse (FI) soit située à l'avant dudit appareil. 14. Appareil agricole selon l'une quelconque des revendications 8 à 13, caractérisé en ce que lesdits moyens de détermination de proportions (C2) sont disposés de manière que ladite fenêtre d'analyse (F2) soit située à l'arrière dudit appareil.