用于分配液体的农业设备和方法技术

本发明专利技术涉及一种用于将待喷洒的液体产品分配到诸如农业田地的表面上的农业设备和方法，该农业设备包括：至少一个杆，其包括用于运输液体产品的纵向供应管线和多个喷嘴；压力调节单元，其被配置为用于控制一个或更多个相关联的喷嘴的打开和关闭；定位系统，其被配置为提供位置数据，其中位置数据包括农业设备的实时位置和时间戳；检测系统，其位于杆上和/或农业设备的前方，并被配置为提供包括关于待喷洒表面的信息的检测数据；和地图生成器，其被配置为基于检测数据和位置数据生成对表面的基于光栅的表示，该表示包括多个光栅元素，其中每个光栅元素包括与该光栅元素相关联的位置数据。数据。数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于分配液体的农业设备和方法
[0001]本专利技术涉及一种用于分配液体的农业设备和一种使用这种设备在待喷洒的表面(例如农业田地)上分配液体产品的方法。本专利技术适用于农业田地，以便用液体植物检疫产品(例如肥料或杀虫剂或其它类型的产品)喷洒田地。
[0002]实践中已知用于将液体分配到诸如农业田地的田地表面上的农业设备。这种设备包括喷洒杆(spray boom)，或者简称杆，杆包括用于输送待分配液体的多个连续导管。连续的导管一起形成纵向供应管线，该纵向供应管线从液体产品供应源到位于杆上的喷洒喷嘴。喷洒喷嘴被配置成将液体产品分配到目标上，目标可以由植物(包括作物和杂草)形成，植物位于待喷洒的农业田地上。通常，喷嘴和目标物体之间的距离约为25cm、37.5cm或50cm，以获得良好的喷洒结果。
[0003]在操作过程中，液体产品从产品供应源(例如储罐)中提取，随后通过由导管形成的纵向供应管线泵送到喷洒喷嘴或喷嘴。为了确定每个处理过的表面单元的喷洒的液体产品的恒定总流速，纵向供应管线中的压力需要与杆(以及因此设备)沿着农业田地距离的行进速度的平方成比例。这通常通过使用一个或更多个旁通阀和/或不同的供应管线来实现，以在纵向供应管线的整个长度上保持所需的压力。传统的杆可能长达36m，甚至55m，这需要大量的技术措施来保持纵向供应管线在其整个长度上的压力。
[0004]为了减少环境影响和与喷洒田地相关的成本，需要增加对待分配的液体的量和位置的控制。
[0005]为了解决这个问题，可以在农业设备上安装一个或更多个检测系统，其可以检测杆前方的植物。当检测到待喷洒的植物时，设备的控制单元将启动与检测系统相关联的一个或更多个喷嘴，以在农业机械已经移动预定距离时开始分配，所述一个或更多个喷嘴是检测时与检测到的植物成一直线的喷嘴。预定距离基于检测系统的视野内的田地和杆之间的距离以及喷嘴的行进速度和杆高。
[0006]上述设备的缺点是，该系统经常导致分配时杆的预期位置和杆的实际位置不匹配。这主要是由于该设备在例如路线和移动速度方面的固有偏差，还由于杆(例如钳口)的移动。结果，错过了待喷洒的植物，而不应该被喷洒的植物被喷洒。可以通过(大大)增加喷洒裕度来提供解决方案，例如，更大的表面积与检测到的植物相关联。这种解决方案将导致待喷洒植物的喷洒率增加，但也将增加被喷洒但不应被喷洒的植物的数量。
[0007]本专利技术旨在通过提供一种能够更精确地分配液体产品的设备来避免或至少显著减少上述问题。
[0008]为此，本专利技术提供了一种用于将待喷洒的液体产品分配到表面(诸如农业田地)上的农业设备，该设备包括：
[0009]‑
至少一个杆，其包括用于运输液体产品的纵向供应管线和沿着杆定位的多个喷嘴，其中每个喷嘴可操作地连接到纵向供应管线并且具有喷嘴分配范围；
[0010]‑
液体产品供应源，其连接到纵向供应管线，用于向纵向供应管线供应待喷洒的液体；
[0011]‑
压力调节单元，其包括至少一个喷嘴控制单元，该至少一个喷嘴控制单元被配置
为控制一个或更多个相关联的喷嘴的打开和关闭，以在与喷嘴相关联的喷嘴分配范围上分配液体；
[0012]‑
定位系统，其被配置为提供位置数据，其中位置数据包括农业设备的实时位置和时间戳；
[0013]‑
检测系统，其位于杆上和/或所述农业设备的前方，并被配置为提供包括关于待喷洒表面的信息的检测数据；
[0014]‑
地图生成器，其可操作地连接到检测系统和定位系统，用于分别接收检测数据和位置数据，其中地图生成器被配置为基于检测数据和位置数据生成表面的基于光栅的表示(raster
‑
based representation)，表示包括多个光栅元素(raster elements)，其中每个光栅元素包括与光栅元素相关联的位置数据和检测数据；
[0015]‑
存储器，其被配置为存储基于光栅的表示；
[0016]其中所述压力调节单元和/或所述至少一个喷嘴控制单元可操作地连接到所述定位系统和存储器，并且还被配置成：
[0017]‑
从所述定位系统接收实时位置信息；
[0018]‑
基于实时位置信息、基于光栅的表示以及喷嘴相对于实时位置信息的位置，为每个光栅元素选择在特定时间与该光栅元素相关联的喷嘴；和
[0019]‑
打开选定的喷嘴，以在特定时间将液体量分配到与光栅元素相关联的表面。
[0020]注意，包括关于待喷洒表面信息的检测数据可以包含一个或更多个分配目标，例如植物或杂草、土壤类型、温度指示、作物生长阶段、其他土壤数据等等。
[0021]应当理解，诸如喷洒目标、喷洒对象、分配目标等术语，将在本专利技术的上下文中互换使用。
[0022]还应注意，在本专利技术的上下文中，表面的基于光栅的表示可以包括任何能够以连续且不重叠的方式划分田地表面的表示，例如网格、光栅和其他基于多边形的表示。
[0023]根据本专利技术的设备的优点在于，对分配液体的喷嘴的选择基于实时位置信息以及在基于光栅的表示中实现的检测信息。换句话说，在分配时，检查设备的(实时)位置，以确定在当前位置喷洒了正确量的液体。这是通过基于位置和所述表示选择位于待喷洒的特定光栅元素上方的喷嘴，并控制喷嘴喷洒与特定光栅元素相关联的液体量来实现的。
[0024]根据本专利技术的设备的另一个优点是，表示(更具体地说，其光栅元素)可以被存储以供后续使用。光栅元素包含关于在该特定光栅元素上检测到的植物的特定信息(例如光栅元素所表示的区域内存在的不同植物的数量、包含的植物类型等)，并且还可以包含光栅元素所表示的特定区域的其他相关信息。
[0025]基于光栅的表示的另一个优点是，通过分析不同光栅元素之间的差异，地图允许对整个田地的情况进行详细分析。为此，优选地，基于光栅的表示被传输到远程设备，例如农民的计算设备，使得可以使用适当的软件来分析数据。这种分析可以进一步提高产量。
[0026]注意，如上所述的设备的位置可以是例如由全球定位系统(GPS)确定的“绝对”位置或全球位置，还可以构成可以使用(本地)标记确定的在田地上的相对位置或相对于农业设备的位置。
[0027]还应注意，为了本专利技术的目的，术语“喷洒范围”应理解为喷嘴能够分配的区域。因此，术语喷洒范围也可以理解为包括类似的措辞，例如喷洒表面、空间范围、空间喷洒范围
或空间喷洒表面。它限定了空间位置，该空间位置由喷嘴和/或喷嘴相对于待喷洒田地的距离决定。因此，术语喷洒范围指的是(主要为)锥形或金字塔形形式，其顶点靠近分配液体的喷嘴开口。
[0028]还应注意的是，检测系统位于杆上和/或农业设备的前方，当例如农业设备的其他元件(部分地)位于杆之前时。
[0029]在一个实施例中，压力调节单元和/或喷嘴控制单元还被配置为通过将喷嘴沿着杆的布局与动态杆模型和/或杆传感器数据结合在一起来获得喷嘴相对于农业设备位置的位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种农业设备，用于将待喷洒的液体产品分配到诸如农业田地的表面上，所述设备包括：
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至少一个杆，其包括纵向供应管线和多个喷嘴，所述纵向供应管线用于运输所述液体产品，所述多个喷嘴沿着所述杆定位，其中每个喷嘴可操作地连接到所述纵向供应管线并且具有喷嘴喷洒范围；
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液体产品供应源，其连接到所述纵向供应管线，用于向所述纵向供应管线供应待喷洒的液体；
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压力调节单元，其包括至少一个喷嘴控制单元，所述至少一个喷嘴控制单元被配置为控制一个或更多个相关联的喷嘴的打开和关闭，以在与所述喷嘴相关联的喷嘴分配范围上分配液体；
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定位系统，其被配置为提供位置数据，其中所述位置数据包括所述农业设备的实时位置和时间戳；
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检测系统，其位于所述杆上和/或所述农业设备的前方，并被配置为提供包括关于待喷洒表面的信息的检测数据；
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地图生成器，其可操作地连接到所述检测系统和所述定位系统，用于分别接收检测数据和位置数据，其中所述地图生成器被配置为基于所述检测数据和所述位置数据生成所述表面的基于光栅的表示，所述表示包括多个光栅元素，其中每个光栅元素包括与该光栅元素相关联的位置数据；
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存储器，其被配置为存储所述基于光栅的表示；其中所述压力调节单元和/或所述至少一个喷嘴控制单元可操作地连接到所述定位系统和所述存储器，并且还被配置成：
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从所述定位系统接收实时位置信息；
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基于所述实时位置信息和所述基于光栅的表示，为每个光栅元素选择在特定时间与所述光栅元素相关联的喷嘴；
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打开被选定的喷嘴，以在特定时间将一定量液体分配到与所述光栅元素相关联的表面。2.根据权利要求1所述的农业设备，其中，所述光栅元素还包括检测数据，并且其中，所述压力调节单元和/或所述至少一个喷嘴控制单元至少基于与所述光栅元素相关联的检测数据来计算针对每个光栅元素的待喷洒的液体量。3.根据权利要求1或2所述的农业设备，其中，所述检测系统包括：
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多个图像记录设备，其沿着所述杆定位和/或位于所述农业设备的前方，其中所述多个图像记录设备中的每一个被配置为捕捉所述表面的一部分的图像；和
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图像处理设备，其连接到所述多个图像记录设备，其中，所述图像处理设备被配置为接收和处理来自所述多个图像记录设备的图像，其中所述处理包括在捕捉到的图像上识别植物，例如作物和杂草；并且其中所述地图生成器被配置为将被识别的植物中的每一个与地图中的光栅元素相关联。4.根据权利要求3所述的农业设备，其中，所述图像处理设备还被配置为：
‑
将所述被识别的植物与存储在所述存储器中的植物类型信息进行比较，以向所述被
识别的植物中的每一个提供植物标签；和/或
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确定每个所捕捉的图像上的植物数量；并且其中所述地图生成器被配置为在每个光栅元素中包括与该光栅元素相关联的植物数量和/或植物标签。5.根据权利要求3或4所述的农业设备，其中，所述压力调节单元和/或所述至少一个喷嘴控制单元进一步被配置为进一步基于与所述光栅元素相关联的植物数量和/或植物标签，为每个光栅元素计算待分配到所述光栅元素的液体量。6.根据权利要求3
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5中任一项所述的农业设备，其中，所述多个图像记录设备中的每一个被配置为捕捉所述表面区域的图像，当在所述农业设备的移动方向上观察时，所述表面区域位于所述杆前方4
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6米的范围内，并且具有2
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3米范围内的宽度。7.根据权利要求3
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6中任一项所述的农业设备，其中，所述多个图像记录设备中的每一个具有每秒1至60帧之间的帧速率，并且优选地具有每秒6至15帧之间的帧速率。8.根据前述权利要求中任一项所述的农业设备，其中，每个光栅元素对应于5
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50厘米乘5
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50厘米范围内的田地的表面积，并且其中，所述表面积优选为大约15乘15厘米。9.根据权利要求8所述的农业设备，其中，所述表面积基于以下中的一个或更多个来确定：植物特征、喷嘴之间的距离和/或喷洒范围。10.根据前述权利要求中任一项所述的农业设备，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁努斯，
申请(专利权)人：艾格赛尔工业公司，
类型：发明
国别省市：