农业沟道深度感测系统、方法和装置制造方法及图纸

农业沟道深度感测系统和方法，其包括光源(2002)、接收器(2003)和传感器(2004)。光源将光向下引向土壤表面先前打开的沟道。接收器相对于光源成一定角度设置，以接收反射光。连接到接收器的传感器感测反射光的图案。与传感器通信的监视系统生成数据帧，该数据帧包含用以表示沟道的测量深度的反射光的三角化线坐标和强度值。生成的数据帧可以与用于生成空间地图的GPS坐标相关联，并且可以用于控制操作参数。生成的数据帧还可以识别相对土壤湿度与沟道深度的关系，或沟道中是否存在干燥表土或残留物，或识别种子、种子间距和种子深度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】农业沟道深度感测系统、方法和装置相关应用的交互引用本申请要求2018年8月24日提交的美国序列号62/722,286的优先权，其以全文引用的方式并入到本文中。
技术介绍
近年来，农业从业者已经认识到需要选择和维持适当的种植深度，以确保适当的种子环境(如温度和湿度)和幼苗出苗。为了改进农艺措施，农业从业者还需要了解实际种植深度与诸如出苗和产量等度量之间的关系。常规的农业播种机仅包括用于调节最大种植深度的装置，由于土壤条件或播种机行单元上的向下压力不足，最大种植深度在操作过程中可能无法维持。在美国专利申请公开号2015/0298438中公开了一种深度传感器，该深度传感器具有枢转臂，该枢转臂具有左右地面接合指，左右地面接合指可枢转地连接到角位移传感器，角位移传感器安装在行单元上的支架上或种子定位器上。地面接合指接合沟道任一侧上的土壤表面。随着沟道深度的变化，枢转臂旋转，导致角位移传感器中的信号变化。在国际专利公开号WO2018/018050和WO2017/197292中公开了另一些深度测量系统。虽然这些系统提供了良好的测量，但希望提高系统的准确度和/或耐用性。...

【技术保护点】
1.一种农业沟道深度感测系统，其包括：/n农业行单元，其包括开沟盘，所述开沟盘被配置为当行单元在穿过田地行进的向前方向上前进时在土壤表面中打开沟道；以及/n光源，其设置在所述沟道上方，并被配置为将光向下导向所述沟道；/n接收器，其相对于所述光源成一定角度设置，用于接收来自所述光源并且从所述沟道和土壤表面反射的反射光；/n传感器，其连接到所述接收器，所述传感器基于所述反射光生成输出信号；/n监视系统，其与所述传感器通信，所述监视系统被配置为基于所述传感器的输出信号而生成数据帧，所述数据帧包含三角化线图案和沿着所述三角化线图案的所述反射光的强度值，所述强度值用以表示所述沟道的测量深度；/nGPS接...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180824 US 62/722,3861.一种农业沟道深度感测系统，其包括：
农业行单元，其包括开沟盘，所述开沟盘被配置为当行单元在穿过田地行进的向前方向上前进时在土壤表面中打开沟道；以及
光源，其设置在所述沟道上方，并被配置为将光向下导向所述沟道；
接收器，其相对于所述光源成一定角度设置，用于接收来自所述光源并且从所述沟道和土壤表面反射的反射光；
传感器，其连接到所述接收器，所述传感器基于所述反射光生成输出信号；
监视系统，其与所述传感器通信，所述监视系统被配置为基于所述传感器的输出信号而生成数据帧，所述数据帧包含三角化线图案和沿着所述三角化线图案的所述反射光的强度值，所述强度值用以表示所述沟道的测量深度；
GPS接收器，其与所述监视系统通信；
其中所述监视系统被配置为将来自所述GPS接收器的GPS坐标与每个所述数据帧相关联。


2.根据权利要求1所述的农业沟道深度感测系统，其中，所述光源、所述接收器和所述传感器设置在单个主体中，所述单个主体安装到所述农业行单元的框架构件上。


3.根据权利要求1所述的农业沟道深度感测系统，其中，所述光源、所述接收器和所述传感器分开设置并且在所述开沟盘后方被支承在所述行单元上。


4.根据权利要求1所述的农业沟道深度感测系统，其中，所述光源、所述接收器和所述传感器安装在由所述行单元的框架构件支承的附件上，所述附件从所述开沟盘向后延伸并且沿纵向与所述沟道对准。


5.根据权利要求4所述的农业沟道深度感测系统，其中，所述附件是种子定位器，所述种子定位器具有设置在所述沟道中的地面接合部分。


6.根据权利要求5所述的农业沟道深度感测系统，其中，所述光源和所述接收器设置在所述种子定位器的下侧上。


7.根据权利要求5所述的农业沟道深度感测系统，其中，所述光源设置在所述种子定位器上方，将光向下导向所述土壤表面并进入所述沟道和设置在所述种子定位器的下侧上的所述接收器。


8.根据权利要求5所述的农业沟道深度感测系统，其中，所述光源包括第一光源和第二光源，所述第一光源设置在所述种子定位器上方，将光向下导向所述沟道的至少一侧上的所述土壤表面，所述第二光源设置在所述种子定位器的下侧上，将光导入所述沟道，所述接收器设置在所述种子定位器的下侧上，并设置为接收来自所述第一光源和所述第二光源的所述反射光。


9.根据权利要求1所述的农业沟道深度感测系统，其中，所述监视系统被配置为当所述农业行单元穿过所述田地前进时显示所述沟道的所述测量深度的空间地图。


10.根据权利要求1所述的农业沟道深度感测系统，进一步包括：
向下压力致动器，其被配置为在所述农业行单元上施加向下压力；
其中，所述监视系统被配置为基于所述测量的深度来致动所述向下压力致动器以调节施加到所述农业行单元的向下压力。


11.根据权利要求1所述的农业沟道深度感测系统，进一步包括：
深度控制致动器，其被配置为调节所述沟道的深度；
其中，所述监视系统被配置为基于所述测量深度来致动所述深度控制致动器以调节所述沟道的深度。


12.根据权利要求1所述的农业沟道深度感测系统，其中，来自所述光源的所述光被调制以产生不同波长的光，由此所述数据帧包含三角化线图案和沿着所述三角化线图案的所述反射光的所述不同波长的强度值，并且由此所述三角化线图案与沿着所述三角化线图案的所述强度值之间的关系用以表示下列中的至少一者：(i)所述沟道的均匀度；(ii)相对土壤湿度与沟道深度的关系；(iii)干燥表土在所述沟道中的存在；(iv)残留物在所述沟道中的存在；(v)种子在所述沟道中的存在；(vi)所述种子在所述沟道中的深度；以及(vii)相对于全沟道深度的规轮深度。


13.根据权利要求12所述的农业沟道深度感测系统，其中，所述监视系统被配置为基于所生成的数据帧而生成所述沟道的轮廓。


14.根据权利要求12所述的农业沟道深度感测系统，其中，所述监视系统被配置为显示随着所述农业行单元穿过所述田地行进时的种子深度的空间地图。


15.根据权利要求12所述的农业沟道深度感测系统，进一步包括：
深度控制致动器，其被配置为调节所述沟道的深度；
其中，所述监视系统被配置为基于表示所述沟道中存在干表土土壤的所述数据帧来致动所述深度控制致动器以调节所述沟道的深度。


16.根据权利要求14所述的农业沟道深度感测系统，进一步包括：
深度控制致动器，其被配置为调节所述沟道的深度；
其中，所述监视系统被配置为基于表示与所述相对土壤湿度有关的所述种子深度的所述数据帧来致动所述深度控制致动器以调节所述沟道的深度。


17.根据权利要求12所述的农业沟道深度感测系统，进一步包括：
清垄器，其安装在所述开沟盘前方，所述清垄器包括清垄器致动器，所述清垄器致动器用于调节施加到所述清垄器的向下压力；
其中，所述监视系统被配置为基于所述沟道中残留物的存在来致动所述清垄器致动器，以调节由所述清垄器致动器施加到所述清垄器的所述向下压力。


18.根据权利要求12所述的农业沟道深度感测系统，进一步包括：
液体布置系统，其与液体源流体连通，所述液体布置系统包括能够在打开位置与关闭位置之间移动的阀，其中，在所述打开位置，来自所述流体源的流体被释放；
其中，所述监视系统被配置为打开所述阀，以相对于所述沟道中的所述种子而释放液体，使得所述液体被布置在所述种子上、所述种子之间或所述种子附近。


19.根据权利要求12所述的农业沟道深度感测系统，其中，基于所述不同波长的第一波长的所述反射光生成第一图像，并且其中，基于所述不同波长的第二波长的所述反射光生成第二图像，并且其中，当所述光源关掉时生成第三图像；
由此所述监视系统通过从所述第一图像中减去所述第三图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·斯特尔纳德，N·米纳里奇，
申请(专利权)人：精密种植有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US