用于田间处理和监控的系统和方法技术方案

使用无人驾驶空中或陆地交通工具(例如，无人机)进行农业和/或有害生物防治应用的系统和方法，诸如在农场、高尔夫球场、公园和/或沿着道路、电力线等。该系统可以具有：无人机，其从分配农药的基站接收农药；以及贮槽，其向基站供应农药。基站供应农药。基站供应农药。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于田间处理和监控的系统和方法
优先权
[0001]本申请要求于2019年2月28日提交的加拿大申请号3,035,225(其内容通过援引以其整体明确地并入)和2019年11月14日提交的美国临时申请号62//935,362(其内容通过援引以其整体明确地并入)的优先权。


[0002]本专利技术属于无人机领域，更具体地，涉及使用无人驾驶空中或陆地交通工具(例如，无人机)进行农业和/或有害生物防治应用的系统和方法，诸如在农场、高尔夫球场、公园和/或沿着道路、电力线、铁路等。

技术介绍

[0003]通常，具有作物过程100的当前农场管理可以在图1中示出。农民或农学家可以勘测102田间的各种杂草、真菌或昆虫(本文中统称为“有害生物”)。可以选择104并从农药经销商处购买农药，诸如除草剂、杀真菌剂或杀虫剂和/或其混合物。可以确定106适当的施用时间，并且当达到施用时间时，可以将农药广泛地施用到田间。术语“农药”可以包括所有以下各者：除草剂、杀虫剂(其可以包括昆虫生长调节剂、杀白蚁剂等)、杀线虫剂、杀软体动物剂、杀鱼剂、杀鸟剂、杀鼠剂、杀菌剂、驱虫剂、动物驱避剂、抗微生物剂、杀真菌剂及其任何组合。
[0004]在一些情况下，适当的施用时间可能是若干种有害生物、施用农药的费用和对作物的潜在损害之间的平衡。如果农药施用得太晚，则有害生物可能对作物造成重大损害。如果农药施用得过早，则可能需要在季节的晚些时候进行二次施用，从而产生附加的费用。而且，农药的广泛施用可能是浪费的，因为农药可能施用到没有有害生物的田间区域。
[0005]本文中所描述的各方面的益处可以解决具有作物过程的当前农场管理的缺点。在理解如本文中所描述的各方面后，其他优点对于本领域技术人员来说可以是显而易见的。

技术实现思路

[0006]如本文中所描述的呈任何和/或所有组合的方面与本领域技术人员在审查本申请时的理解一致。
[0007]根据一方面，提供了一种田间处理系统。该田间处理系统可以具有接收一种或多种农药的一个或多个无人机。基站可以分配农药。一个或多个贮槽可以向基站供应农药。无人机可以具有数据收集系统、导航系统、推进系统、瞄准系统、处理系统和电源。
[0008]数据收集系统可以提供数据并且具有以下中的至少一者：一个或多个定位传感器、一个或多个农业传感器、以及一个或多个相机。定位传感器可以选自以下中的至少一者：高度计、超声波传感器、雷达、激光雷达、加速度计、全球定位传感器和相机。该一个或多个农业传感器可以被配置为测量以下中的至少一者：土壤酸度、土壤湿度、土壤温度、电导率、风向、风速和辐射。
[0009]导航系统可以从数据收集系统接收数据、确定无人机的行进路径、确定无人机的行进路径中何时有障碍物并调整行进路径、以及向推进系统提供一个或多个推进指令以便移动自主无人机。该一个或多个无人机可以选自以下中的至少一者：空中无人机、翻滚无人机、以及空中无人机和翻滚无人机的组合。推进系统可以包括一个或多个马达，其转动以下中的至少一者：一个或多个螺旋桨和一个或多个轮子。
[0010]瞄准系统可以从数据收集系统接收数据、分析数据以识别一个或多个目标、向导航系统提供一个或多个目标指令、确定无人机何时在处理系统的范围内、以及向处理系统提供一个或多个处理指令。处理系统可以向该一个或多个目标提供该一种或多种农药。处理系统可以激活被引导到该一个或多个目标的根除装置。根除装置可以选自以下中的至少一者：杂草修剪机、加热器、挖掘机、微波、高能激光和放电。瞄准系统可以构建土壤剖面或植物剖面。
[0011]数据收集系统、导航系统和瞄准系统中的至少一者可以存储在有形的计算机可读介质内并且可以由该一个或多个无人机内的处理器执行。瞄准系统可以存储在有形的计算机可读介质内并且由基站内的处理器执行。
[0012]基站包括用于再装填一个或多个罐的再装填系统。罐可以在无人机内。再装填系统可以具有：受压软管；以及控制器，其用以激活阀以将农药分配到该至少一个罐中。软管中的压力可以由受控制器控制的泵或由重力式给料系统提供。对罐进行称重的磅秤可以确定满罐状态，并且控制器可以停用阀。溢出容器可以从泄漏处抑或装得太满的该至少一个罐捕获农药。溢出容器内的液位传感器可以关闭阀或停用泵。输送机系统可以将一个或多个空罐从无人机接驳区域运输到再装填系统，并且可以将一个或多个满罐从再装填系统运输到无人机接驳区域。基站可以具有用于为无人机的电源充电的电池充电系统。
[0013]通信系统可以实现基站与无人机之间的通信以及至少一对无人机之间的通信。可以在基站与自主无人机之间传输一个或多个任务规则。瞄准系统可以被配置为对该至少一个任务规则进行优先级排序。
[0014]田间处理系统可以是在自包含式拖车中可运输的。
[0015]在另一个方面中，提供了一种用于监控田间的系统。一个或多个无人机可以具有数据收集系统、导航系统、推进系统和电源。无人机可以从田间上空经过，从而收集数据。数据收集系统可以从以下中的至少一者收集数据：至少一个定位传感器、至少一个农业传感器和至少一个相机。该至少一个定位传感器可以选自以下中的至少一者：高度计、超声波传感器、雷达、激光雷达、加速度计、全球定位传感器和该至少一个相机。该至少一个农业传感器被配置为测量以下中的至少一者：土壤酸度、土壤湿度、土壤温度、电导率、风向、风速和辐射。
[0016]导航系统可以从数据收集系统接收数据、确定无人机的行进路径、确定无人机的行进路径中何时有障碍物并调整行进路径、以及向推进系统提供至少一个推进指令以便移动无人机。推进系统可以具有至少一个马达，其转动以下中的至少一者：至少一个螺旋桨和至少一个轮子。无人机可以选自以下中的至少一者：空中无人机、翻滚无人机、以及空中无人机和翻滚无人机的组合。
[0017]瞄准系统可以从数据收集系统接收数据、分析数据以识别至少一个目标、以及将该至少一个目标的位置记录在目标列表中。通信系统可以在无人机和基站当中实现数据的
通信。基站可以将该至少一个目标传输到至少一个翻滚无人机以进行处理。高地隙喷洒机可以接收目标列表并处理来自目标列表的该至少一个目标。
[0018]数据收集系统、导航系统和瞄准系统可以存储在有形的计算机可读介质内并且由无人机内的处理器执行。瞄准系统可以构建土壤剖面或植物剖面。
[0019]根据另一个方面，提供了一种用于田间处理的方法。该方法可以利用数据收集系统收集数据；由导航系统处理数据来为至少一个自主无人机产生行进路径；由推进系统根据行进路径来推进该至少一个自主无人机；以及沿着行进路径从田间进行至少一次农业测量。
[0020]数据收集系统可以从以下中的至少一者收集数据：至少一个定位传感器、至少一个农业传感器和至少一个相机。该至少一个定位传感器可以选自以下中的至少一者：高度计、超声波传感器、雷达、激光雷达、加速度计、全球定位传感器和该至少一个相机。该至少一次农业测量可以选自以下中的至少一者：土壤酸度、土壤湿度、土壤温度、电导率、风向、风速和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种田间处理系统，包括：至少一个自主无人机，其接收至少一种农药；基站，其分配该至少一种农药；以及至少一个贮槽，其向该基站供应该至少一种农药。2.根据权利要求1所述的田间处理系统，其中该至少一个自主无人机包括数据收集系统、导航系统、推进系统、瞄准系统、处理系统和电源。3.根据权利要求2所述的田间处理系统，其中该数据收集系统提供数据并且包括以下中的至少一者：至少一个定位传感器、至少一个农业传感器和至少一个相机。4.根据权利要求3所述的田间处理系统，其中该至少一个定位传感器选自以下中的至少一者：高度计、超声波传感器、雷达、激光雷达、加速度计、全球定位传感器和该至少一个相机。5.根据权利要求3所述的田间处理系统，其中该导航系统从该数据收集系统接收该数据、确定该至少一个自主无人机的行进路径、确定该至少一个自主无人机的行进路径中何时有障碍物并调整该行进路径、以及向该推进系统提供至少一个推进指令以便移动该至少一个自主无人机。6.根据权利要求2所述的田间处理系统，其中该推进系统包括至少一个马达，该至少一个马达转动以下中的至少一者：至少一个螺旋桨和至少一个轮子。7.根据权利要求3所述的田间处理系统，其中该瞄准系统从该数据收集系统接收该数据、分析该数据以识别至少一个目标、向该导航系统提供至少一个目标指令、确定该至少一个自主无人机何时在该处理系统的范围内、以及向该处理系统提供至少一个处理指令。8.根据权利要求7所述的田间处理系统，其中该处理系统向该至少一个目标提供该至少一种农药。9.根据权利要求7所述的田间处理系统，其中该处理系统激活被引导到该至少一个目标的根除装置。10.根据权利要求9所述的田间处理系统，其中该根除装置选自以下中的至少一者：杂草修剪机、加热器、挖掘机、微波、高能激光和放电。11.根据权利要求2所述的田间处理系统，其中该数据收集系统、该导航系统和该瞄准系统中的至少一者存储在有形的计算机可读介质内并且由该至少一个自主无人机内的处理器执行。12.根据权利要求1所述的田间处理系统，其中该至少一个自主无人机选自以下中的至少一者：空中无人机、翻滚无人机、以及空中无人机和翻滚无人机的组合。13.根据权利要求3所述的田间处理系统，其中该至少一个农业传感器被配置为测量以下中的至少一者：土壤酸度、土壤湿度、土壤温度、电导率、风向、风速和辐射。14.根据权利要求13所述的田间处理系统，其中该瞄准系统构建土壤剖面或植物剖面。15.根据权利要求1所述的田间处理系统，其中该基站包括用于再装填至少一个罐的再装填系统。16.根据权利要求15所述的田间处理系统，其中该至少一个罐在该至少一个自主无人机内。17.根据权利要求15所述的田间处理系统，其中该再装填系统包括：受压软管；以及控
制器，该控制器用以激活阀以将该至少一种农药分配到该至少一个罐中。18.根据权利要求17所述的田间处理系统，其中该软管中的压力由受该控制器控制的泵或由重力式给料系统提供。19.根据权利要求17所述的田间处理系统，进一步包括磅秤，该磅秤对该至少一个罐进行称重以确定满罐状态并且该控制器停用该阀。20.根据权利要求17至19中任一项所述的田间处理系统，进一步包括溢出容器，该溢出容器从泄漏处抑或装得太满的该至少一个罐捕获该至少一种农药。21.根据权利要求20所述的田间处理系统，进一步包括该溢出容器内的液位传感器，该液位传感器关闭该阀或停用该泵。22.根据权利要求15所述的田间处理系统，进一步包括输送机系统，该输送机系统将至少一个空罐从无人机接驳区域运输到该再装填系统以及将至少一个满罐从该再装填系统运输到该无人机接驳区域。23.根据权利要求2所述的田间处理系统，其中该基站包括用于为该至少一个自主无人机的电源充电的电池充电系统。24.根据权利要求2所述的田间处理系统，其中该瞄准系统存储在有形的计算机可读介质内并且由该基站内的处理器执行。25.根据权利要求2至24中任一项所述的田间处理系统，进一步包括通信系统，该通信系统实现该基站与该至少一个自主无人机之间的通信以及至少一对该至少一个自主无人机之间的通信。26.根据权利要求25所述的田间处理系统，进一步包括在该基站与该至少一个自主无人机之间传输的至少一个任务规则。27.根据权利要求26所述的田间处理系统，其中该瞄准系统被配置为对该至少一个任务规则进行优先级排序。28.根据权利要求1至27中任一项所述的田间处理系统，其中该田间处理系统是在自包含式拖车中可运输的。29.一种用于监控田间的系统，包括：至少一个自主无人机，其具有数据收集系统、导航系统、推进系统和电源；其中，该至少一个自主无人机从该田间上空经过，从而收集数据。30.根据权利要求29所述的系统，其中该数据收集系统从以下中的至少一者收集该数据：至少一个定位传感器、至少一个农业传感器和至少一个相机。31.根据权利要求30所述的系统，其中该至少一个定位传感器选自以下中的至少一者：高度计、超声波传感器、雷达、激光雷达、加速度计、全球定位传感器和该至少一个相机。32.根据权利要求29所述的系统，其中该导航系统从该数据收集系统接收该数据、确定该至少一个自主无人机的行进路径、确定该至少一个自主无人机的行进路径中何时有障碍物并调整该行进路径、以及向该...

【专利技术属性】
技术研发人员：维萨姆，
申请(专利权)人：精密人工智能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：