用于经由无人载具来对作物授粉的系统和方法技术方案

在一个实施例中，对作物授粉的方法和系统包括一个或多个无人载具，所述无人载具包括：花粉敷抹器，所述花粉敷抹器被配置成从第一作物的花朵收集花粉并且将从第一作物的花朵所收集的花粉应用到第二作物的花朵上；以及传感器，所述传感器被配置成检测由花粉敷抹器应用到第二作物的花朵的花粉的存在，以验证由花粉敷抹器从第一作物的花朵所收集的花粉被花粉敷抹器成功应用到第二作物的花朵上。

Systems and methods for pollination of crops by unmanned vehicles

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于经由无人载具来对作物授粉的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求2016年9月8日提交的、申请号为62/384,920的美国临时申请的权益，该申请通过引用以其全部内容并入到本文中。
本公开内容一般涉及对作物授粉，并且具体地涉及用于使用无人载具来对作物授粉的系统和方法。
技术介绍
由于大多数开花作物依赖于昆虫和/或动物进行授粉，因此授粉者对于野生和农业植物群落两者的维持来说非常重要。近年来，授粉者（例如，蚂蚁、蜜蜂、甲虫、蝴蝶、黄蜂等）的量已经处于持续下降中，这导致了作物的降低的可繁殖性（fertility）和生物多样性以及降低的作物产量。虽然存在对于通过经由作物喷粉对作物授粉来使作物受粉的尝试，但是从在地面上方飞行的飞机将花粉毯式（blanket）喷洒到作物上是非针对性的，并且由于正在移动的飞机的速度和干预的风，显著百分比的花粉可能无法到达其所意图的目标作物。在用于确保含作物区域中的大百分比的作物被授粉的尝试中，作物喷粉器（crop-duster）飞机经常会喷洒比如果授粉是针对性的话将需要的花粉更多的花粉，从而使得基于作物喷粉器的授粉更加昂贵。此外，因为作物喷粉器仅以提供最大花粉覆盖的希望来喷洒花粉，但并不提供关于哪些作物被成功授粉而哪些没有被成功授粉的任何验证，所以尽管由作物喷粉器喷洒了过量花粉，但是显著百分比的作物可能仍然未授粉。附图说明本文中所公开的是涉及经由无人载具来对作物授粉的系统、设备和方法的实施例。本说明书包括附图，其中：图1是根据一些实施例的用于经由无人空中载具（UAV）来对作物授粉的系统的图解；图2包括如根据这些教导的各种实施例配置的UAV的框图；图3是根据一些实施例的计算设备的功能框图；以及图4是根据一些实施例的用于经由UAV来对作物授粉的方法的流程图。图中的元件是为了简单和清楚而图示的，并且不一定按比例绘制。例如，图中的一些元件的尺寸和/或相对定位可能相对于其他元件被夸大，以帮助改进对本专利技术的各种实施例的理解。而且，通常不描绘在商业上可行的实施例中有用或必要的常见但易于理解的元件，以便于对这些各种实施例进行不受阻碍的观看。可以以特定的出现次序来描述或描绘某些动作和/或步骤，然而本领域技术人员应当理解的是，实际上不要求关于顺序的这种特异性。本文中使用的术语和表达具有如上所阐述的如由本领域技术人员对这种术语和表达所赋予的普通技术含义，除了在本文中已经以其他方式阐述了不同的具体含义的情况下。具体实施方式不应以限制的意义理解以下描述，而是仅仅出于描述示例性实施例的一般原理的目的来做出以下描述。遍及本说明书的对“一个实施例”、“实施例”或类似语言的引用意味着与该实施例结合描述的特定特征、结构或特性被包括在本专利技术的至少一个实施例中。由此，短语“在一个实施例中”、“在实施例中”以及类似语言遍及本说明书的出现可以但不一定全部指代相同的实施例。一般地，用于对作物授粉的系统、设备和方法包括一个或多个无人载具，所述无人载具包括：至少一个花粉敷抹器（applicator），所述花粉敷抹器被配置成从第一作物的花朵收集花粉并且将从第一作物的花粉所收集的花粉应用到第二作物的花朵上；以及传感器，所述传感器被配置成检测由花粉敷抹器应用到第二作物的花朵的花粉的存在，以验证花粉被成功应用。在一个实施例中，一种用于对作物授粉的系统包括一个或多个无人载具，所述无人载具包括：一个或多个花粉敷抹器，所述花粉敷抹器被配置成从第一作物的花朵收集花粉并且将从第一作物的花朵所收集的花粉应用到第二作物的花朵上；以及一个或多个传感器，所述传感器被配置成检测由花粉敷抹器应用到第二作物的花朵的花粉的存在，以验证由花粉敷抹器从第一作物的花朵所收集的花粉被花粉敷抹器成功应用到第二作物的花朵上。在另一实施例中，一种用于对作物授粉的方法包括提供一个或多个无人载具，所述无人载具有：一个或多个花粉敷抹器，所述花粉敷抹器被配置成从第一作物的花朵收集花粉并且将从第一作物的花朵所收集的花粉应用到第二作物的花朵上；以及一个或多个传感器，所述传感器被配置成检测由花粉敷抹器应用到第二作物的花朵的花粉的存在，以验证由花粉敷抹器从第一作物的花朵所收集的花粉被花粉敷抹器成功应用到第二作物的花朵上。图1图示了用于将花粉分配到含作物区域110中的作物上并且验证作物利用花粉而被成功授粉的系统100的实施例。应当理解的是，该示例的细节意图以说明性的能力而起作用，并且不一定意图表明关于本教导的任何限制。一般地，图1的示例性系统100包括：UAV120，其包括一个或多个花粉敷抹器124和一个或多个传感器122，该花粉敷抹器124具有花粉敷抹器元件127，该花粉敷抹器元件127被配置成从第一作物192a的花朵190a收集花粉并且将从第一作物192a的花朵190a所收集的花粉应用到第二作物192b的花朵190b上，该传感器122被配置成检测由花粉敷抹器元件127应用到第二作物192b的花朵190b的花粉的存在，并且验证由花粉敷抹器元件127从第一作物192a的花朵190a所收集的花粉被花粉敷抹器元件127成功应用到第二作物192b的花朵190b上；对接站130，其被配置成允许UAV120降落在其上并与其对接以进行再充电；基于处理器的计算设备140，其通过网络150与UAV120（例如，经由通信信道125和145）和/或对接站130（例如，经由通信信道135和145）进行双向通信；以及电子数据库160，其通过网络150与至少计算设备140（例如，经由通信信道145和165）进行双向通信。应当理解的是，可以在系统100的不同实施例中包括更多或更少的这种组件。如上所讨论的，虽然为了便于图示，图1中仅示出了一个UAV120，但是应当领会的是，在一些实施例中，计算设备140可以同时与两个或更多个UAV120通信和/或向两个或更多个UAV120提供飞行路线指令和/或授粉指令，以沿着UAV120的预定路线引导UAV120以对含作物区域110中的作物授粉并且检测由UAV120的花粉敷抹器124应用到作物上的花粉。类似地，虽然图1中仅示出了一个对接站130，但是应当领会的是，系统100可以包括两个或更多个对接站130，UAV120可以在其中对接以便进行再充电、和/或添加或另外替换UAV120的模块化组件。在一些方面中，计算设备140和电子数据库160可以被实现为如图1中所示的分离的物理设备（其可以在一个物理位置或两个分离的物理位置处），或者可以被实现为单个设备。在一些实施例中，电子数据库160可以存储在例如计算设备140内部或外部、或不同于计算设备140的计算设备内部或外部的非易失性储存介质（例如，硬盘驱动器、闪存驱动器或可移动光盘）上。在一些实施例中，电子数据库160是基于云的。一般地，UAV120被配置成：在地面上方飞行通过覆盖含作物区域110的空间；从第一作物192a的花朵190a收集花粉180并且将从第一作物192a的花朵190a所收集的花粉180应用到第二作物192b的花朵190b上；检测被应用到第二作物192b的花朵190b的花粉180的存在；降落到对接站130上；以及对接到对接站130上（例如，用于再充电），如下面更详细地描述的那样。虽然对接站130在图1中被示为位于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对作物授粉的系统，所述系统包括：至少一个无人载具，其包括：至少一个花粉敷抹器，所述花粉敷抹器被配置成从第一作物的花朵收集花粉并且将从第一作物的花朵所收集的花粉应用到第二作物的花朵上；以及至少一个传感器，所述传感器被配置成检测由所述至少一个花粉敷抹器应用到第二作物的花朵的花粉的存在，以验证由所述至少一个花粉敷抹器从第一作物的花朵所收集的花粉被所述至少一个花粉敷抹器成功应用到第二作物的花朵上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.08 US 62/3849201.一种用于对作物授粉的系统，所述系统包括：至少一个无人载具，其包括：至少一个花粉敷抹器，所述花粉敷抹器被配置成从第一作物的花朵收集花粉并且将从第一作物的花朵所收集的花粉应用到第二作物的花朵上；以及至少一个传感器，所述传感器被配置成检测由所述至少一个花粉敷抹器应用到第二作物的花朵的花粉的存在，以验证由所述至少一个花粉敷抹器从第一作物的花朵所收集的花粉被所述至少一个花粉敷抹器成功应用到第二作物的花朵上。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个无人载具的所述至少一个传感器包括视频相机，所述视频相机被配置成光学地观察第二作物的花朵，以检测由所述至少一个花粉敷抹器应用到第二作物的花朵上的花粉的存在。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个无人载具包括主体，并且所述花粉敷抹器包括从所述主体向外延伸的至少一个臂，并且其中所述至少一个臂可操作地耦合到以下各项中的至少一个：撒布器、垫、织物和刷，其被配置成从第一作物的花朵收集花粉并且将从第一作物的花朵所收集的花粉应用到第二作物的花朵上。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述刷包括多个毛须，所述毛须由至少一种粘着材料形成，所述粘着材料被配置成当所述毛须与第一作物的花朵的花粉接触时使得第一作物的花朵的花粉粘着到所述毛须，并且当所述毛须与第二作物的花朵接触时允许第一作物的花朵的粘着到所述毛须的花粉被应用到第二作物的花朵。5.根据权利要求3所述的系统，其中所述刷包括多个毛须，所述毛须涂覆有至少一种粘着材料，所述粘着材料被配置成当所述毛须与第一作物的花朵的花粉接触时使得第一作物的花朵的花粉粘着到所述毛须，并且当所述毛须与第二作物的花朵接触时允许第一作物的花朵的粘着到所述毛须的花粉被应用到第二作物的花朵。6.根据权利要求3所述的系统，其中所述至少一个臂可操作地耦合到至少一个花粉分配器，所述花粉分配器被配置成在不与第一作物的花朵的花粉直接接触的情况下收集第一作物的花朵的花粉，并且在不与第二作物的花朵直接接触的情况下将由所述至少一个花粉分配器从第一作物的花朵所收集的花粉应用到第二作物的花朵。7.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个无人载具是无人空中载具和自主地面载具中的一个。8.根据权利要求1所述的系统，进一步包括：至少一个对接站，其被定位成邻近第一和第二作物中的至少一个，并且被配置成容纳所述至少一个无人载具；以及计算设备，其包括基于处理器的控制电路，并且被配置成经由无线网络而与所述至少一个无人载具和所述至少一个对接站通信。9.根据权利要求8所述的系统，其中所述至少一个无人载具被配置成经由无线网络向计算设备通过无线网络发送信号，所述信号包括由所述至少一个无人载具的所述至少一个传感器在检测到由所述至少一个花粉敷抹器应用的花粉在第二作物的花朵上的存在时所捕获的花粉检测数据，并且其中计算设备的控制电路被编程为基于在计算设备处从所述至少一个无人载具所接收的信号、通过无线网络来控制所述至少一个无人载具的移动。10.根据权利要求9所述的系统，进一步包括与计算设备和所述至少一个无人载具中的至少一个通信的电子数据库，所述电子数据库被配置成存储由计算设备通过无线网络从所述至少一个无人载具所接收的花粉检测数据。11....

【专利技术属性】
技术研发人员：RL肯特雷尔，JP汤普森，DC温克尔，MD阿奇利，DR海，TD马廷利，BG麦克黑尔，JJ奥布里恩，JF西蒙，
申请(专利权)人：沃尔玛阿波罗有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US