СПОСОБ И СИСТЕМЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ СКОРОСТИ ПРОДУКТА Российский патент 2024 года по МПК A01C7/08 

Область техники, к которой относится изобретение

Варианты осуществления настоящего раскрытия относятся к способу и системам использования датчиков для определения относительной скорости семян или частиц через линию семян или частиц сельскохозяйственного навесного оборудования.

Уровень техники

Пневматические сеялки имеют систему первичного распределения и систему вторичного распределения. Семена и, возможно, удобрения подаются из бункеров в первичную систему распределения и транспортируются c помощью воздуха во вторичную систему распределения. Распределительный коллектор между системой первичного распределения и системой вторичного распределения распределяет подачу таким образом, чтобы система вторичного распределения доставляла семена/удобрения в каждый ряд. Семена/удобрения транспортируются c помощью воздуха.

Датчики семян или удобрений на сельскохозяйственном оборудовании обычно представляют собой оптические датчики. Когда семя или частица проходят через оптический датчик, световой луч прерывается, и в этом случае обнаруживается семя или частица. Эти датчики выдают сигнал, пропорциональный времени, в течение которого семена или частицы блокируют свет от фотодетектора.

Краткое описание чертежей

Настоящее раскрытие проиллюстрировано в качестве примера, а не в качестве ограничения, на фигурах прилагаемых чертежей, на которых:

фиг. 1 иллюстрирует пневматическую сеялку предшествующего уровня техники;

фиг. 2 иллюстрирует колонну пневматической сеялки, имеющую вентиляционный клапан и исполнительный механизм для клапана, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения;

фиг. 3 иллюстрирует линию вторичного продукта, имеющую датчики потока, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения;

фиг. 4А схематично иллюстрирует вариант осуществления электрической системы управления;

фиг. 4B схематично иллюстрирует вариант осуществления электрической системы управления;

фиг. 5 иллюстрирует вторичную линию продуктов с оптическим датчиком, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения;

фиг. 6 иллюстрирует выходной сигнал датчика 500 блокировки, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения;

фиг. 7А и 7В иллюстрируют продолжительность по времени или период времени для семени или частицы при различных скоростях воздуха, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения;

фиг. 8 иллюстрирует блок-схему последовательности операций одного варианта осуществления способа 800 использования датчиков блокировки для определения относительной скорости продукта (например, относительной скорости семян или частиц);

на фиг. 9 показан пример системы 1200, которая включает в себя машину 1202 (например, трактор, уборочный комбайн и т.д.) и навесное оборудование 1240 (например, сеялку, прикорневую планку, культиватор, плуг, опрыскиватель, разбрасыватель, оросительное навесное оборудование, и т.д.), в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.

Сущность изобретения

В одном варианте осуществления изобретения система обработки содержит запоминающее устройство для хранения данных датчика, при этом логическая схема обработки взаимосвязана с запоминающим устройством. Логическая схема обработки выполнена с возможностью получения данных датчика по меньшей мере от одного датчика для считывания данных о потоке продукта через линию продукта сельскохозяйственного навесного оборудования и для определения относительной скорости продукта для продукта, протекающего через линию продукта, по отношению к другим линиям продукта сельскохозяйственного навесного оборудования на основе данных, полученных от датчиков.

Подробное описание

Все ссылки, цитируемые в настоящем документе, включены в настоящий документ в качестве ссылки во всей своей полноте. Однако в случае противоречия между определением в настоящем раскрытии и определением в цитируемой ссылке настоящее раскрытие имеет преимущественную силу.

На фиг. 1 показана типичная пневматическая сеялка 100. Пневматическая сеялка 100 включает в себя тележку 110 и раму 120. Тележка 110 имеет бункер 111 и бункер 112, соответственно для хранения семян и удобрений. Основная линия 116 для продукта соединена с вентилятором 113 для транспортировки семян и удобрений, подаваемых из дозатора 114 и дозатора 115 соответственно. Основная линия 116 для продукта подает семена и удобрения в распределительную колонну 23. Семена и удобрения распределяются через распределительную колонну 23 по линиям 22 вторичного продукта к сошникам 21.

В то время как приведенное ниже описание предназначено для управления распределительной колонной 123 одной секции пневматической сеялки 100, одна и та же система может быть применена к каждой секции.

Фиг. 2 иллюстрирует распределительную колонну 123. Эта распределительная колонна 123 имеет основную линию 116 для продукта, обеспечивающую подачу семян и, по необязательному выбору, удобрений в потоке воздуха. Основная линия 116 для продукта соединена с вентилятором 113 (или воздуходувкой 113) для транспортировки семян и удобрений, поступающих из дозаторов семян. Вибрационное решето 125 для семян/удобрений имеет размер ячеек, подходящий для предотвращения прохождения семян и/или удобрений. Семена/удобрения попадают в выпускные отверстия 124 (или выходные отверстия) и подаются во вторичные линии 122 для продукта. Над вибрационным решетом 125 находится колонна 126, содержащая клапан 127. Клапан 127 может быть клапаном любого типа, который может быть приведен в действие. В одном варианте осуществления изобретения клапан 127 представляет собой поворотный затвор. Клапан 127 приводится в действие с помощью исполнительного механизма 128, расположенного на колонне 126. Исполнительный механизм 128 находится в сигнальном контакте с электрической системой 300 управления. По необязательному выбору, к колонне 126 с возможностью поворота прикреплена крышка 130, закрывающая колонну 126 при отсутствии потока воздуха. Когда поток воздуха присутствует, крышка 130 поднимается под действием силы воздуха, протекающего через колонну 126, а когда воздух не поступает, крышка 130 закрывает колонну 126.

В одном варианте осуществления изобретения, который проиллюстрирован на фиг. 2, распределительная колонна 123 дополнительно включает в себя датчик 140 давления, расположенный в распределительной колонне 123. В другом варианте осуществления датчик 140 давления расположен по меньшей мере в одной вторичной линии 122 продукта. Датчик 140 давления сообщается по сигналу с электрической системой 300 управления. Это может обеспечить управление клапаном 127 с обратной связью по замкнутому контуру. В другом варианте осуществления электрическая система 300 управления измеряет давление на датчике 140 давления в распределительной колонне 123 и на датчике 140 давления во вторичной линии 122 продукта, и вычисляет разницу между каждым датчиком давления. Электрическая система 300 управления может выполнять управление на основе разницы давлений.

В другом варианте осуществления изобретения, который проиллюстрирован на фиг. 3, существуют первый датчик 150-1 частиц и второй датчик 150-2 частиц, расположенные последовательно, по меньшей мере, в одной вторичной линии 122 продукта. Первый датчик 150-1 частиц и второй датчик 150-2 частиц могут быть расположены отдельно, или как части внутри одного блока. Первый датчик 150-1 частиц и второй датчик 150-2 частиц разнесены на такое расстояние, что форма волны, измеренной первым датчиком 150-1 частиц, будет дублироваться на втором датчике 150-2 частиц. Поскольку семена проходят через пневматическую сеялку, они не будут все время протекать с равномерным распределением. В выбранном поперечном сечении может быть одно, два, три, четыре, пять или более семян вместе. По мере того, как семена перемещаются на некоторое расстояние, распределение семян в каждой группе может расширяться или уплотняться. На коротком расстоянии группирование останется однородным. Каждое группирование семян будет генерировать различную форму волны в датчике частиц. Формы волновых сигналов из множества видов группирования будут создавать шаблон в первом датчике 150-1 частиц. Когда этот шаблон затем обнаруживается на втором датчике 150-2 частиц, разница во времени между каждым из этих измерений затем делится на расстояние между первым датчиком 150-1 частиц и вторым датчиком 150-2 частиц для определения скорости семян/удобрений во вторичной линии 122 продукта. Используя параметр скорости, электронная система 300 управления может привести в действие исполнительный механизм 128, чтобы изменить количество воздуха, выходящего из колонны 126, чтобы изменить скорость семян/удобрений во вторичной линии 122 продукта.

Примером датчика частиц является датчик Wavevision от компании Precision Planting LLC, который описан в патенте США №6,208,255. Первый датчик 150-1 частиц и второй датчик 150-2 частиц обмениваются сигналами с электрической системой 300 управления. Это может обеспечить управление клапаном 127 с обратной связью по замкнутому контуру.

Хотя проиллюстрированы как датчик 140 давления, так и датчики 150-1, 150-2 частиц, для управления с обратной связью по замкнутому контуру необходим только один.

В другом варианте осуществления изобретения, который проиллюстрирован на фиг. 2, может быть по меньшей мере один клапан (например, клапан 160), расположенный в каждом выпускном отверстии 124 (или выходном отверстии) и приводимый в действие исполнительным механизмом 161, который обменивается сигналами с электрической системой 300 управления. Каждый исполнительный механизм 161 (или исполнительные механизмы) может управляться индивидуально для дальнейшего регулирования потока с помощью по меньшей мере одного клапана в каждой вторичной линии 122 продукта. Датчик 140 давления, оптический датчик или датчики 150-1, 150-2 частиц в каждой вторичной линии 122 продукта могут обеспечивать измерение для управления каждым исполнительным механизмом 122.

Электрическая система 300 управления схематически проиллюстрирована на фиг. 4А, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения. В электрической системе 300 управления монитор 310 обменивается сигналами с исполнительным механизмом 128, исполнительным механизмом 161, датчиком 140 давления, оптическим датчиком 500 (например, датчиком 500 блокировки), датчиками 150-1, 150-2 частиц, и вентилятором 162. Следует принимать во внимание, что монитор 310 содержит электрический контроллер. Монитор 310 включает в себя логическую схему 316 обработки (например, центральный процессор (CPU) 316), запоминающее устройство 314 и, по необязательному выбору, графический интерфейс пользователя (GUI) 312, который позволяет пользователю просматривать и вводить данные на монитор 310. Монитор 310 может относиться к типу, раскрытому в патенте США №8,386,137. Например, монитор 310 может быть системой отслеживания сеялки с баночными высевающими аппаратами, которая включает в себя визуальный дисплей и пользовательский интерфейс, предпочтительно графический пользовательский интерфейс (GUI) с сенсорным экраном. Графический пользовательский интерфейс GUI с сенсорным экраном предпочтительно поддерживается внутри корпуса, который также вмещает в себя микропроцессор, запоминающее устройство и другое применимое аппаратное и программное обеспечение для приема, хранения, обработки, коммуникации, отображения и выполнения различных признаков и функций. Система отслеживания сеялки с баночными высевающими аппаратами предпочтительно взаимодействует и/или сопрягается с различными внешними устройствами и датчиками.

Альтернативная электрическая система 350 управления проиллюстрирована на фиг. 4B, эта система включает в себя модуль 320. Модуль 320 принимает сигналы от датчика 140 давления, оптического датчика 500 (например, датчика 500 блокировки), датчиков 150-1, 150-2 частиц, и вентилятора 162, которые могут быть обеспечены для монитора 310, используемого для вывода на графический интерфейс 312. Модуль 320 также может обеспечивать управляющие сигналы на исполнительный механизм 128, исполнительный механизм 161 и вентилятор 162, которые могут быть основаны на вводе данных оператором на монитор 310.

При работе системы управления с обратной связью по замкнутому контуру монитор 310 принимает сигнал от датчика давления, оптического датчика 500 (например, датчика 500 блокировки) и/или датчиков 150-1, 150-2 частиц. Монитор 310 использует сигнал датчика давления, сигнал оптического датчика и/или сигнал частиц для установки скорости вентилятора 162 для регулирования скорости воздуха, несущего частицы или семена в линиях продуктов. Монитор 310 может также использовать сигнал давления, сигнал оптического датчика и/или сигнал частиц для установки выбранного положения исполнительного механизма 128, чтобы управлять клапаном 127 для регулирования количества воздуха, выходящего из колонны 126. Монитор 310 посылает сигнал исполнительному механизму 128, чтобы произвести это изменение. Это, в свою очередь, регулирует количество воздушного потока во вторичных линиях 122 продукта для переноса семян/удобрения в траншею с соответствующей силой и/или скоростью, чтобы поместить семена/удобрение в траншею без отскока семян/удобрения от траншеи.

В одном примере модуль 320 расположен на навесном оборудовании или на тракторе. Модуль 320 принимает данные датчиков от датчиков, расположенных на навесном оборудовании. Модуль обрабатывает данные датчиков для выполнения операций обсуждаемых здесь способов, или модуль отправляет данные датчиков в логическую схему обработки для выполнения операций обсуждаемых здесь способов.

Фиг. 5 иллюстрирует датчик блокировки (например, оптический датчик семян) для обнаружения потока через линию продукта, вторичную линию продукта, или трубу, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения. Датчик 500 позиционируется на линии 522 (например, вторичной линии продукта) или трубе 522, или в непосредственной близости от линии 522 или трубы 522. Датчик (или оптические датчики) включает в себя передатчик 504 для передачи света 530. Приемник 502 принимает этот свет 530, если нет блокировки. Поток семян или частиц 532 в направлении 510 через этот свет 530 (например, инфракрасный свет) вызывает временное блокирование принимаемого света.

Фиг. 6 иллюстрирует выходной сигнал датчика 500 блокировки, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения. Датчик 500 имеет уровень 660 напряжения, отображающий отсутствие блокировки (например, приемник принимает весь свет или почти весь свет, который передается от передатчика) и пониженный уровень 662 напряжения вследствие наличия семян или частиц, вызывающих блокировку света, принимаемого приемником датчика 500. Ширина 610 сигнала пропорциональна периоду времени, в течение которого семена или частицы блокируют свет от приемника или фотодетектора датчика.

Было обнаружено, что при использовании наиболее часто встречающейся длины выходного сигнала (например, ширины 610), результатом будет средняя «продолжительность времени» протекания одной частицы продукта или средний период времени, когда единственная частица продукта блокирует свет оптического датчика. Все датчики на одном и том же продукте можно сравнивать друг с другом, чтобы получить относительную скорость продукта.

Фиг. 7А и 7В иллюстрируют период времени для семени или частицы, который обнаруживается оптическим датчиком для различных скоростей воздуха, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения. Расход продукта не изменился, но скорость воздуха была увеличена со стандартной скорости воздуха для фиг. 7А до более высокой скорости воздуха для фиг. 7В. Вертикальная ось показывает количество событий для каждого периода времени, которые были отсортированы по ячейкам данных (например, от 0,2 до 0,4 миллисекунды, от 0,4 до 0,6 миллисекунды и т.д.), а горизонтальная ось показывает время в миллисекундах, когда семена или частицы блокируют свет датчика. Пиковый столбец данных изменяется с 2,30 для пикового столбца 720 до 2,09 для пикового столбца 760, поскольку продолжительность времени, в течение которого одна частица блокирует датчик, была меньше при более высокой скорости воздуха. Более короткий период времени (например, 2,09 миллисекунды), как проиллюстрировано на фиг. 7B, указывает на более быстро перемещающееся семя или частицу по сравнению с семенем или частицей на фиг. 7A. Более высокая скорость воздуха не обязательно указывает на то, что семя или частица отскочат от траншеи или борозды.

Навесное оборудование с многочисленными высевающими секциями (например, 8, 16 и т.д.) имеет более короткие линии продуктов для высевающих секций, расположенных ближе к центру или середине навесного оборудования, и более длинные линии продуктов для высевающих секций, расположенных ближе к краю навесного оборудования. Таким образом, высевающие секции, расположенные ближе к центру или середине навесного оборудования, доставляют продукт быстрее и имеют короткие периоды времени на фиг. 7A и 7B.

Относительная скорость продукта может быть определена на основании данных о среднем периоде времени на фиг. 7A и 7B. В одном примере алгоритм может определить средний период времени и соответствующую относительную скорость продукта на основе сложения пиковых данных столбца x, данных соседнего столбца x-1, данных соседнего столбца x-2, данных соседнего столбца x+1 и данных соседнего столбца. x +2, а затем деления этой суммы на количество столбцов (5), которые были добавлены.

В другом примере алгоритм может определять средний период времени и соответствующую относительную скорость продукта на основе сложения пиковых данных столбца x, данных соседнего столбца x-1, данных соседнего столбца x+1, а затем деления этой суммы на число столбцов (3), которые были добавлены. Пиковые данные столбца x могут быть пиковыми данными столбца 720 или пиковыми данными столбца 760.

В конкретном примере средний период времени задается следующим уравнением:

(данные столбца 718 + данные столбца 719 + данные пикового столбца 720 + данные столбца 721 + данные столбца 722)/5.

Фиг. 8 иллюстрирует блок-схему одного варианта осуществления способа 800 использования датчиков блокировки для определения относительной скорости продукта (например, относительной скорости семян или частиц). Способ 800 выполняется с помощью логической схемы обработки, которая может содержать аппаратные средства (схематику, специализированные логические схемы и т.д.), программное обеспечение (например, работающее в компьютерной системе общего назначения, специализированной машине или устройстве) или их комбинацию. В одном варианте осуществления изобретения способ 800 выполняется посредством логической схемы обработки (например, логической схемы 1226 обработки, логической схемы 316 обработки) электрической системы управления (например, электрической системы 300 управления, электрической системы 350 управления, машины, устройства, монитора 310, имеющего ЦП (CPU) 316, модуль 320, устройство отображения, пользовательское устройство, самонаводящееся устройство, самоходное устройство и т.д.). Электрическая система управления или система обработки (например, система 1220, 1262 обработки) выполняет инструкции приложения программного обеспечения или программы с помощью логической схемы обработки. Приложение программного обеспечения или программа могут быть инициированы электронной системой управления или системой обработки данных. В одном примере монитор или устройство отображения принимает пользовательский ввод и обеспечивает настраиваемое по требованиям заказчика отображение для операций способа 800.

На этапе 802 приложение программного обеспечения инициируется в электрической системе управления или системе обработки данных, и отображается на мониторе или устройстве отображения в качестве пользовательского интерфейса. Электрическая система управления или система обработки может быть интегрирована или присоединена к машине, которая выполняет проход оборудования (например, посадку растений, обработку почвы, внесение удобрений). В качестве альтернативы, система обработки может быть интегрирована с устройством (например, дроном, устройством захвата изображения), связанным с машиной, которая захватывает изображения во время прохода оборудования.

На этапе 804 способ выполняет сельскохозяйственную операцию (например, посадку растений, внесение удобрений и т.д.) с помощью навесного оборудования. На этапе 806 способ определяет выходной сигнал по меньшей мере одного датчика (например, оптических датчиков, датчиков блокировки) каждой высевающей секции для считывания данных потока продукта (например, семян или частиц) через линию продукта сельскохозяйственного навесного оборудования во время сельскохозяйственной операции. Эта линия подает продукт на сельскохозяйственное поле. В одном примере на этапе 808 способ выполняет алгоритм (например, любые примеры алгоритмов, обсуждаемые здесь) для определения среднего периода времени частицы, в течение которой продукт блокирует свет датчика. На этапе 810 средний период времени частицы для каждого датчика на одном и том же продукте может быть использован для определения относительной скорости продукта по разным линиям и высевающим секциям сельскохозяйственного навесного оборудования.

На этапе 812 способ отслеживает настройку вентилятора (или настройку воздуходувки) навесного оборудования и определяет, следует ли регулировать настройку вентилятора на основе относительных скоростей продукта высевающих секций навесного оборудования. Настройка вентилятора определяет скорость воздуха внутри линий продукта. Этот способ может автоматически регулировать настройку вентилятора, или пользователь может регулировать настройку вентилятора на основе относительных скоростей продукта высевающих секций навесного оборудования. Показатель относительной скорости продукта можно использовать для обнаружения блокировки в линии продуктов или прогнозирования потенциальной блокировки для линии продуктов. Показатель относительной скорости продукта также можно использовать для оптимизации скорости вентилятора (или скоростей вентилятора, если вентиляторов больше чем 1) для всех высевающих секций и колонн навесного оборудования.

В одном примере пользователь (например, оператор, фермер, растениевод) может решить, регулировать ли скорость вентилятора на основе относительной скорости продукта для линий продукта каждой из высевающих секций.

На фиг. 9 показан пример системы 1200, которая включает в себя машину 1202 (например, трактор, зерноуборочный комбайн и т.д.) и навесное оборудование 1240 (например, сеялку с баночными высевающими аппаратами, прикорневую планку, культиватор, плуг, опрыскиватель, разбрасыватель, оросительное навесное оборудование, и т.д.) в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения. Машина 1202 включает в себя систему 1220 обработки, запоминающее устройство 1205, сеть 1210 машины (например, сеть протокола последовательной шины локальной сети контроллеров (CAN), сеть ISOBUS и т.д.) и сетевой интерфейс 1215 для связи с другими системами или устройствами, включая навесное оборудование 1240. Сеть 1210 машины включает в себя датчики 1212 (например, датчики скорости, оптические датчики), контроллеры 1211 (например, приемник системы глобального позиционирования GPS, радиолокационный блок) для управления и отслеживания операций машины или навесного оборудования. Сетевой интерфейс 1215 может включать в себя по меньшей мере одно устройство из числа приемопередатчика GPS, приемопередатчика беспроводной локальной сети WLAN (например, Wi-Fi), инфракрасного приемопередатчика, приемопередатчика Bluetooth, Ethernet или других интерфейсов связи с другими устройствами и системами, включая навесное оборудование 1240. Сетевой интерфейс 1215 может быть интегрирован с сетью 1210 машины или отделен от сети 1210 машины, как проиллюстрировано на фиг. 9. Порты 1229 ввода/вывода (например, порт диагностики/бортовой диагностики (OBD)) обеспечивают связь с другой системой обработки данных или устройством (например, устройством отображения, датчиками и т.д.).

В одном примере машина выполняет операции трактора, который соединен с навесным оборудованием для посадки растений и считывания данных семян или частиц во время их внесения. Данные о посадке растений и данные о семенах/частицах для каждой высевающей секции навесного оборудования можно связать с данными о местоположении во время внесения, чтобы лучше понять характеристики посадки растений и семян/частиц для каждого ряда и области поля. Данные, связанные с оборудованием для посадки растений и характеристиками семян/частиц, могут отображаться по меньшей мере на одном из устройств 1225 и 1230 отображения. Устройства отображения могут быть интегрированы с другими компонентами (например, системой 1220 обработки, запоминающим устройством 1205 и т.д.) для формирования монитора 300.

Система 1220 обработки может включать в себя один или несколько микропроцессоров, процессоры, систему на кристалле (интегральную схему), или один или несколько микроконтроллеров. Система обработки включает в себя логическую схему 1226 обработки для выполнения программных инструкций одной или нескольких программ, и коммуникационный блок 1228 (например, передатчик, приемопередатчик) для передачи и приема сообщений от машины через сеть 1210 машины, или сетевой интерфейс 1215, или от навесного оборудования через сеть 1250 навесного оборудования, или сетевой интерфейс 1260. Коммуникационный блок 1228 может быть интегрирован с системой обработки или может быть отделен от системы обработки. В одном варианте осуществления коммуникационный блок 1228 осуществляет обмен данными с сетью 1210 машины и сетью 1250 навесного оборудования через диагностический/OBD-порт входных/выходных портов 1229.

Логическая схема 1226 обработки, включающая в себя один или несколько процессоров, или блоков обработки, может обрабатывать сообщения, принятые от коммуникационного блока 1228, включая сельскохозяйственные данные (например, данные системы глобального позиционирования GPS, данные о работах по посадке растений, характеристики почвы, любые данные, полученные от датчиков навесного оборудования 1240 и машины 1202 и т.д.). Система 1200 включает в себя запоминающее устройство 1205 для хранения данных и программ для выполнения (программное обеспечение 1206) системой обработки. Запоминающее устройство 1205 может хранить, например, программные компоненты, такие как прикладное программное обеспечение для посадки растений или программное обеспечение для семян/частиц для анализа семян/частиц и работ по посадке растений для выполнения операций по настоящему раскрытию, или любое другое программное приложение или модуль, изображения (например, захваченные изображения сельскохозяйственных культур, семян, почвы, борозды, комков почвы, высевающих секций и т.д.), оповещения, карты и т.д. Запоминающее устройство 1205 может быть любой известной формой машиночитаемого носителя данных для долговременного хранения информации, такого как полупроводниковое запоминающее устройство (например, флэш-память, статическое запоминающее устройство с произвольной выборкой (SRAM), динамическое запоминающее устройство с произвольной выборкой (DRAM), и т.д.) или энергонезависимое запоминающее устройство, такое как жесткие диски или твердотельный накопитель. Система также может включать в себя подсистему звукового ввода/вывода (не показана), которая может включать в себя микрофон и громкоговоритель, например, для приема и отправки голосовых команд, или систему для аутентификации или авторизации пользователя (например, биометрические данные).

Система 1220 обработки осуществляет двунаправленную связь с запоминающим устройством 1205, сетью 1210 машины, сетевым интерфейсом 1215, жаткой 1280 комбайна, устройством 1230 отображения, устройством 1225 отображения и портами 1229 ввода/вывода через линии 1231-1236 связи соответственно. Система 1220 обработки может быть интегрирована с запоминающим устройством 1205 или отделена от запоминающего устройства 1205.

Устройства 1225 и 1230 отображения могут обеспечивать визуальные пользовательские интерфейсы для пользователя или оператора. Устройства отображения могут включать в себя контроллеры отображения. В одном варианте осуществления изобретения устройство 1225 отображения представляет собой портативное планшетное устройство или вычислительное устройство с сенсорным экраном, на котором отображаются данные (например, данные о работах по посадке растений, захваченные изображения, локализованный слой карты просмотра, карты поля высокой четкости с различными измеренными данными семян/частиц, а также - данные о посадке растений или собранном урожае или другие сельскохозяйственные переменные или параметры, карты урожайности, оповещения и т.д.), а также данные, сгенерированные программным приложением для анализа сельскохозяйственных данных, и данные, принимаемые от пользователя или оператора для детального представления области поля, мониторинга и контроля полевых операций. Операции могут включать в себя конфигурацию машины или навесного оборудования, отчетность по данным, управление машиной или навесным оборудованием, включая датчики и контроллеры, и хранение сгенерированных данных. Устройство 1230 отображения может быть дисплеем (например, дисплеем, предоставленным изготовителем оригинального оборудования (OEM)), который отображает изображения и данные для локализованного слоя карты просмотра, измеренные данные семян/частиц, данные об относительной скорости продукта, данные о внесении текучей среды, данные о посадке растений или собранном урожае, данные об урожайности, данные о прорастании семян, данные об окружающей среде посева, управление машиной (например, сеялкой с баночными высевающими аппаратами, трактором, комбайном, опрыскивателем и т.д.), управление машиной и мониторинг машины или навесного оборудования (например, сеялки, комбайна, опрыскивателя и т.д.), соединенного с машиной с помощью датчиков и контроллеров, расположенных на машине или навесном оборудовании.

Модуль 1270 управления кабиной может включать в себя дополнительный модуль управления для включения или отключения определенных компонентов или устройств машины, или навесного оборудования. Например, если пользователь или оператор не может управлять машиной или навесным оборудованием с помощью одного или нескольких устройств отображения, то модуль управления из кабины может содержать переключатели для прекращения работы или выключения компонентов, или устройств машины, или навесного оборудования.

Навесное оборудование 1240 (например, сеялка с баночными высевающими аппаратами, культиватор, плуг, опрыскиватель, разбрасыватель, оросительное навесное оборудование и т.д.) включает в себя сеть 1250 навесного оборудования, систему 1262 обработки, сетевой интерфейс 1260 и, по необязательному выбору, порты 1266 ввода/вывода для коммуникации с другими системами или устройствами, включая машину 1202. Сеть 1250 навесного оборудования (например, сеть протокола последовательной шины локальной сети контроллеров (CAN), сеть ISOBUS и т.д.) включает в себя насос 1256 для откачки текучей среды из резервуара(ов) 1290 для хранения к секциям 1280, 1281, …, N для внесения материалов навесного оборудования, датчики 1252 (например, радар, датчик электропроводности, электромагнитный датчик, силоизмерительный зонд, датчики скорости, датчики семян/частиц для обнаружения прохождения семян/частиц, датчики для определения характеристик почвы или траншеи, включающие в себя множество слоев почвы, различающихся по плотности, глубину перехода от первого слоя почвы ко второму слою почвы в зависимости от плотности каждого слоя, величину разности плотностей слоев между слоями почвы, скорость изменение плотности почвы по ее глубине, изменчивость плотности почвы, шероховатость поверхности почвы, толщина слоя пожнивных остатков, плотность слоя почвы, температура почвы, наличие семян, разнесение между семенами, процент уплотненных семян и наличие остатков почвы при по меньшей мере, одном оптическом датчике для обнаружения по меньшей мере одного из следующих параметров: органическое вещество почвы, влажность почвы, текстура почвы и катионообменная способность почвы (CEC), датчики прижимной силы, клапаны исполнительного механизма, датчики влажности или датчики расхода потока для комбайна, датчики скорости для машины, датчики усилия семян для сеялки с баночными высевающими аппаратами, датчики внесения текучей среды для опрыскивателя, или вакуума, подъема, датчики опускания для навесного оборудования, датчики потока и т.д.), контроллеры 1254 (например, приемник системы глобального позиционирования GPS) и система 1262 обработки для управления и отслеживания работы навесного оборудования. Насос регулирует и отслеживает внесение текучей среды на сельскохозяйственные культуры или почву в зависимости от того, как она вносится с помощью навесного оборудования. Внесение текучей среды можно применять на любой стадии развития сельскохозяйственной культуры, в том числе внутрь посадочной траншеи при посеве семян, рядом с посадочной траншеей в отдельную траншею, или в область, которая находится рядом с посадочной областью (например, между рядами кукурузы или соевых бобов), имеющей семена или выращиваемой сельскохозяйственной культурой.

Например, контроллеры могут включать в себя процессоры, находящиеся в коммуникации с множеством датчиков семян. Процессоры выполнены с возможностью обработки данных (например, данных о внесении текучей среды, данных датчика семян, данных о почве, данных о борозде или траншее) и передачи обработанных данных в систему 1262 или 1220 обработки. Контроллеры и датчики могут использоваться для отслеживания работы двигателей и приводов. на сеялке с баночными высевающими аппаратами, включая систему привода с регулируемой скоростью для изменения густоты расположения растений. Контроллеры и датчики могут также обеспечивать управление полосами для отключения отдельных рядов или секций сеялки с баночными высевающими аппаратами. Датчики и контроллеры могут обнаруживать изменения в электродвигателе, который управляет каждым рядом сеялки в отдельности. Эти датчики и контроллеры могут определять скорости подачи семян в семяпровод для каждого ряда сеялки с баночными высевающими аппаратами.

Сетевой интерфейс 1260 может быть приемопередатчиком системы глобального позиционирования GPS, приемопередатчиком беспроводной локальной сети WLAN (например, WiFi), инфракрасным приемопередатчиком, приемопередатчиком Bluetooth, Ethernet или другими интерфейсами связи с другими устройствами и системами, включая машину 1202. Сетевой интерфейс 1260 может быть интегрирован с сетью 1250 навесного оборудования, или отделен от сети 1250 навесного оборудования, как проиллюстрировано на фиг. 24.

Система 1262 обработки осуществляет двунаправленную коммуникацию с сетью 1250 навесного оборудования, сетевым интерфейсом 1260 и портами 1266 ввода/вывода соответственно через каналы 1241-1243 связи.

Навесное оборудование осуществляет коммуникацию с машиной посредством проводной и, возможно, также беспроводной двунаправленной коммуникации 1204. Сеть 1250 навесного оборудования может осуществлять коммуникацию напрямую с сетью 1210 машины или через сетевые интерфейсы 1215 и 1260. Навесное оборудование также может быть физически соединено с машиной для сельскохозяйственных операций (например, определение семян/частиц, посадка растений, сбор сельскохозяйственной культуры, опрыскивание и т.д.).

Запоминающее устройство 1205 может быть доступным для машины носителем данных для долговременного хранения информации, на котором хранится один или несколько наборов инструкций (например, программное обеспечение 1206), осуществляющих любую одну или несколько методологий или функций, описанных в настоящем документе. Программное обеспечение 1206 также может полностью или по меньшей мере частично находиться в запоминающем устройстве 1205, и/или в системе 1220 обработки во время его выполнения системой 1200, при этом запоминающее устройство и система обработки также представляют собой машинно-доступные носители данных. Программное обеспечение 1206 может дополнительно передаваться или приниматься по сети через сетевой интерфейс 1215.

В одном варианте осуществления изобретения машинно-доступный носитель данных для долговременного хранения информации (например, запоминающее устройство 1205) содержит инструкции исполняемой компьютерной программы, которые при их выполнении системой обработки данных заставляют систему выполнять операции или способы согласно настоящему раскрытию. В то время как машинно-доступный носитель данных для долговременного хранения информации (например, запоминающее устройство 1205) показан в иллюстративном варианте осуществления как один носитель, термин «машинно-доступный носитель данных для долговременного хранения информации» следует рассматривать как включающий в себя один носитель или несколько носителей (например, централизованная или распределенная база данных, и/или связанные с ними кэширование и серверы), которые хранят один или несколько наборов инструкций. Термин «машинно-доступный носитель данных для долговременного хранения информации» также следует рассматривать как включающий в себя любой носитель, способный хранить, кодировать или переносить набор инструкций для выполнения машиной, который заставляет машину выполнять одну или несколько методологий настоящего раскрытия. Соответственно, термин «машинно-доступный носитель данных для долговременного хранения информации» следует рассматривать как включающий в себя, но не ограничиваясь этим, твердотельные запоминающие устройства, оптические и магнитные носители, и сигналы волны несущей частоты.

Любой из следующих примеров может быть объединен в один вариант осуществления изобретения, или эти примеры могут быть отдельными вариантами осуществления.

В одном примере первого варианта осуществления изобретения система обработки содержит запоминающее устройство для хранения данных датчиков, а логическая схема обработки связана с запоминающим устройством. Логическая схема обработки выполнена с возможностью получения данных датчика по меньшей мере от одного датчика для определения потока продукта через линию продукта сельскохозяйственного навесного оборудования и для определения относительной скорости продукта для продукта, протекающего через линию продукта по отношению к другим линиям продукта сельскохозяйственного навесного оборудования на основе данных датчиков.

В другом примере первого варианта осуществления изобретения логическая схема обработки выполнена с возможностью определения выходного сигнала из данных датчика, по меньшей мере, одного датчика, и для определения среднего периода времени, в течение которого частица продукта протекает через путь света по меньшей мере, одного датчика линии продукта.

В другом примере первого варианта осуществления изобретения логическая схема обработки выполнена с возможностью определения относительных скоростей продуктов через несколько линий продуктов множества высевающих секций.

В другом примере первого варианта осуществления изобретения логическая схема обработки выполнена с возможностью отслеживания настройки вентилятора, который управляет скоростью воздуха во множестве линий продукта навесного оборудования.

В другом примере первого варианта осуществления изобретения логическая схема обработки выполнена с возможностью определения того, следует ли регулировать настройку вентилятора на основе относительных скоростей продукта в нескольких линиях продукта множества высевающих секций.

В другом примере первого варианта осуществления изобретения продукт содержит семена или удобрение.

В другом примере первого варианта осуществления изобретения, логическая схема обработки выполнена с возможностью определения среднего периода времени для одной частицы продукта путем выполнения алгоритма для добавления наиболее часто встречающихся данных периода времени и сопредельных данных периода времени, которые являются сопредельными, к наиболее часто встречающимся данным периода времени.

В одном примере второго варианта осуществления изобретения, электрическая система управления содержит, по меньшей мере, один датчик блокировки для определения потока семян или частиц линии семян или частиц сельскохозяйственного навесного оборудования, модуль для приема данных датчика от, по меньшей мере, датчика блокировки, и логическую схему обработки, связанную с модулем. Логическая схема обработки выполнена с возможностью определения относительной скорости семян или частиц для семян или частиц, проходящих через линию для семян или частиц по отношению к другим линиям для семян или частиц сельскохозяйственного навесного оборудования, на основе данных датчика.

В другом примере второго варианта осуществления изобретения, логическая схема обработки выполнена с возможностью определения выходного сигнала из данных датчика по меньшей мере одного датчика блокировки и для определения среднего периода времени частицы для семян или частиц, протекающих через путь света, по меньшей мере одного датчика блокировки линии семян или частиц.

В другом примере второго варианта осуществления изобретения, логическая схема обработки выполнена с возможностью определения относительной скорости семян или частиц через несколько линий семян или частиц множества высевающих секций.

В другом примере второго варианта осуществления изобретения, логическая схема обработки выполнена с возможностью отслеживания настройки вентилятора, который управляет скоростью воздуха через множество линий семян или частиц навесного оборудования.

В другом примере второго варианта осуществления изобретения, логическая схема обработки выполнена с возможностью определения того, следует ли регулировать настройку вентилятора на основе относительной скорости семян или частиц через множество линий семян или частиц множества высевающих секций.

В другом примере второго варианта осуществления изобретения семена или частицы включают в себя кукурузу, пшеницу, сорго, ячмень, овес, рапс или удобрение.

В другом примере второго варианта осуществления изобретения, логическая схема обработки выполнена с возможностью определения среднего периода времени частицы для семян или частиц путем выполнения алгоритма с добавлением наиболее часто встречающихся данных периода времени и данных сопредельного периода времени, которые являются сопредельными с наиболее часто встречающимися данными периода времени.

В одном примере третьего варианта осуществления изобретения, способ, реализованный с помощью компьютера, включает в себя определение выходного сигнала по меньшей мере одного датчика высевающей секции для измерения потока продукта через линию продукта сельскохозяйственного навесного оборудования во время сельскохозяйственной операции, и определение среднего периода времени частицы по меньшей мере одного датчика, считывающего данные продукта, протекающего через линию продукта, на основе выходного сигнала.

В другом примере третьего варианта осуществления изобретения способ, реализованный компьютером, дополнительно включает в себя использование среднего периода времени частицы для по меньшей мере одного датчика высевающей секции на одном и том же продукте для определения относительной скорости продукта через линию продукта относительно других линий продукта высевающей секции сельскохозяйственного навесного оборудования.

В другом примере третьего варианта осуществления изобретения способ, реализованный компьютером, дополнительно включает в себя определение выходных сигналов множества датчиков множества высевающих секций для считывания данных потока первого продукта через линии продукта и для считывания данных потока второго продукта через линии продукта сельскохозяйственного навесного оборудования во время сельскохозяйственной операции.

В другом примере третьего варианта осуществления изобретения способ, реализованный компьютером, дополнительно включает в себя определение первого среднего периода времени частицы первого продукта и определение второго среднего периода времени частицы второго продукта для каждого датчика, считывающего данные первого и второго продуктов, протекающих через линии продукта на основе выходных сигналов.

В другом примере третьего варианта осуществления изобретения способ, реализованный компьютером, дополнительно включает в себя использование первого среднего периода времени частицы первого продукта для определения относительной скорости первого продукта через каждую линию продукта по отношению к другим линиям продукта из множества высевающих секций сельскохозяйственного навесного оборудования, и использование второго среднего периода времени частицы второго продукта для определения относительной скорости второго продукта через каждую линию продукта относительно других линий продукта множества высевающих секций сельскохозяйственного навесного оборудования.

В другом примере третьего варианта осуществления изобретения способ, реализованный компьютером, дополнительно включает в себя отслеживание настройки вентилятора навесного оборудования, определение того, следует ли регулировать настройку вентилятора, на основе относительных скоростей первого продукта множества высевающих секций навесного оборудования и определение необходимости регулировки настройки вентилятора на основе относительных скоростей второго продукта множества высевающих секций навесного оборудования.

В другом примере третьего варианта осуществления изобретения способ, реализованный компьютером, дополнительно включает в себя использование относительных первой и второй скоростей продукта для обнаружения блокировки в линии продуктов или прогнозирования потенциальной блокировки для линии продуктов.

В одном варианте осуществления изобретения система (300) обработки содержит запоминающее устройство (314) для хранения данных датчика, при этом логическая схема (316) обработки связана с запоминающим устройством. Логическая схема обработки выполнена с возможностью получения данных датчика по меньшей мере от одного датчика (150, 500) для считывания данных потока продукта через линию (122) продукта сельскохозяйственного навесного оборудования (100) и для определения относительной скорости продукта для продукта, протекающего через линию продукта по отношению к другим линиям продукта сельскохозяйственного навесного оборудования на основе данных датчиков. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Система обработки для определения относительной скорости продукта, содержащая:

запоминающее устройство для хранения данных датчика; и

логическую схему обработки, связанную с запоминающим устройством, при этом логическая схема обработки выполнена с возможностью определения относительных скоростей продукта по нескольким линиям продукта множества высевающих секций посредством:

получения данных датчика по меньшей мере от одного датчика для считывания данных потока продукта через линию продукта сельскохозяйственного навесного оборудования; и

определения выходного сигнала из данных датчика по меньшей мере одного датчика для определения среднего периода времени, в течение которого частица продукта блокирует свет по меньшей мере одного датчика линии продукта, для определения относительной скорости продукта для продукта, протекающего через линию продукта относительно других линий продукта сельскохозяйственного навесного оборудования на основе данных датчика.

2. Система обработки по п. 1, в которой логическая схема обработки выполнена с возможностью контроля настройки вентилятора, который управляет скоростью воздуха во множестве линий продукта навесного оборудования.

3. Система обработки по п. 2, в которой логическая схема обработки выполнена с возможностью определения того, следует ли регулировать настройку вентилятора на основе относительных скоростей продукта в нескольких линиях продукта множества высевающих секций.

4. Система обработки по п. 1, в которой продукт содержит семена или удобрения.

5. Система обработки по п. 1, в которой логическая схема обработки выполнена с возможностью определения среднего периода времени, в течение которого частица продукта блокирует свет по меньшей мере одного датчика линии продукта, путем выполнения алгоритма для добавления наиболее часто встречающихся данных периода времени и сопредельных данных периода времени, которые являются сопредельными с наиболее часто встречающимися данными о периоде времени.

6. Электрическая система управления для определения относительной скорости продукта, содержащая:

по меньшей мере один датчик блокировки для считывания данных потока семян, или частиц линии семян, или частиц сельскохозяйственного навесного оборудования;

модуль для приема данных датчика, по меньшей мере, от датчика блокировки; и

систему обработки по любому одному из пп. 1-3.

7. Электрическая система управления по п. 6, в которой семена или частицы содержат кукурузу, пшеницу, сорго, ячмень, овес, рапс или удобрения.

8. Электрическая система управления по п. 6, в которой логическая схема обработки выполнена с возможностью определения среднего периода времени, в течение которого семя или частица блокирует свет по меньшей мере одного датчика, путем выполнения алгоритма для добавления наиболее часто встречающихся данных периода времени и сопредельных данных периода времени, которые являются сопредельными с наиболее часто встречающимися данными о периоде времени.

9. Реализуемый компьютером способ определения относительной скорости продукта, содержащий:

определение выходного сигнала по меньшей мере одного датчика высевающей секции для считывания данных потока продукта через линию продукта сельскохозяйственного навесного оборудования во время сельскохозяйственной операции;

определение среднего периода времени, в течение которого продукт блокирует свет по меньшей мере одного датчика, считывающего данные продукта, протекающего через линию продукта, на основе выходного сигнала; и

использование среднего периода времени, в течение которого продукт блокирует свет по меньшей мере одного датчика, для определения относительной скорости продукта через линию продукта относительно других линий продукта высевающей секции сельскохозяйственного навесного оборудования.

10. Реализуемый компьютером способ по п. 9, дополнительно содержащий:

определение выходных сигналов множества датчиков множества высевающих секций для считывания данных потока первого продукта через линии продукта и для считывания данных потока второго продукта через линии продукта сельскохозяйственного навесного оборудования во время сельскохозяйственной операции.

11. Реализуемый компьютером способ по п. 10, дополнительно содержащий:

определение первого среднего периода времени частицы, в течение которого частица первого продукта блокирует свет по меньшей мере одного датчика линии продукта, и определение второго среднего периода времени, в течение которого частица второго продукта блокирует свет по меньшей мере одного датчика линии продукта, для каждого датчика, считывающего данные первого и второго продуктов, протекающих через линии продукта, на основе выходных сигналов.

12. Реализуемый компьютером способ по п. 11, дополнительно содержащий:

использование первого среднего периода времени частицы первого продукта для определения относительной скорости первого продукта через каждую линию продукта по отношению к другим линиям продукта множества высевающих секций сельскохозяйственного навесного оборудования; и

использование второго среднего периода времени частицы второго продукта для определения относительной скорости второго продукта через каждую линию продукта по отношению к другим линиям продукта множества высевающих секций сельскохозяйственного навесного оборудования.

13. Реализуемый компьютером способ по п. 12, дополнительно содержащий:

отслеживание настройки вентилятора навесного оборудования;

определение, следует ли регулировать настройку вентилятора на основе относительных скоростей первого продукта для первого продукта множества высевающих секций навесного оборудования; и

определение, следует ли регулировать настройку вентилятора на основе относительных скоростей второго продукта для второго продукта множества высевающих секций навесного оборудования.

14. Реализуемый компьютером способ по п. 12, дополнительно содержащий:

использование первой и второй относительных скоростей продукта для обнаружения блокировки в линии продукта, или для прогнозирования потенциальной блокировки для линии продукта.