УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ПРОРАСТАНИЯ ПОСЕВА, СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ДАТЧИКОВОЕ УСТРОЙСТВО, А ТАКЖЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ СПОСОБ И СИСТЕМА КОНТРОЛЯ И/ИЛИ УПРАВЛЕНИЯ Российский патент 2024 года по МПК A01C21/00 A01G25/16 A01M7/00 

Описание патента на изобретение RU2832186C2

Уровень техники

Изобретение относится к устройству для распознавания прорастания посева по п. 1 формулы изобретения, к сельскохозяйственному датчиковому устройству по п. 16 формулы изобретения, к сельскохозяйственному способу контроля и/или управления по п. 20 формулы изобретения и к сельскохозяйственной системе контроля и/или управления по п. 33 формулы изобретения.

Момент времени так называемого появления всходов семян или всходов на поле имеет решающее значение для успеха произрастания сельскохозяйственной культуры, поскольку для достижения максимального урожая необходимым является согласование с ним графиков орошения, защиты растений и/или внесения удобрений. Поэтому сельхозпроизводители регулярно объезжают свои поля после посева для проверки на появление всходов на поле.

Задачей изобретения является, прежде всего, создание устройства, которое обеспечивает возможность выгодной оптимизации сельскохозяйственных процессов. Согласно изобретению, задача решена посредством признаков по пп. 1, 16, 20 и 33 формулы изобретения, а выгодные варианты осуществления и дополнительные варианты осуществления изобретения приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Преимущества изобретения

Предложено устройство для распознавания прорастания посева, прежде всего устройство распознавания ростков и/или устройство распознавания всходов на поле, имеющее оптический датчиковый блок, поле обзора которого в предусмотренном стационарном рабочем и/или смонтированном состоянии, прежде всего оптического датчикового блока, направлено из вида сверху на грунт, и который предусмотрен для многократной или непрерывной записи графических данных, прежде всего грунта, а также имеющее блок обработки данных, который предусмотрен для обработки графических данных оптического датчикового блока по меньшей мере для распознавания моментов времени прорастания посева. Выгодным образом, за счет этого обеспечена возможность оптимизации процесса выращивания сельскохозяйственных культур. Преимуществом является создание оптимизированного плана орошения, защиты растений и/или внесения удобрений. Выгодным образом, за счет этого обеспечена возможность получения, в конечном счете, максимального урожая. Кроме того, предпочтительно обеспечена возможность оптимизации управления сельскохозяйственными процессами, некоторые из которых уже являются по меньшей мере частично автоматизированными. Например, может быть оптимизировано время применения довсходового гербицида, например, за счет распознавания времени, когда первые сорняки (например, уже всходящие на поверхности) прорастают, но посевная культура еще не взошла. Альтернативно или дополнительно, может быть оптимизировано время применения послевсходового гербицида, например селективного послевсходового гербицида и/или послевсходового гербицида с некорневой активностью.

Например, для достижения оптимального результата некоторые послевсходовые гербициды должны применяться на определенной стадии развития культуры, например для кукурузы между стадией 2-го листа и стадией 4-го листа или стадией 8-го листа, или до того, как сорняки достигнут определенной степени покрытия друг другом или культурой.

Под термином "прорастание" следует понимать, прежде всего, начало роста растения и, предпочтительно, выход растения из почвы. Прежде всего, "момент времени прорастания" растения является моментом времени, в который растение впервые выходит из почвы или из лежащего на почве/на пахотном слое почвы семени и/или достигает солнечного света. Как правило, из почвы/пахотного слоя почвы или из семени растение впервые выходит в виде растительного побега, прежде всего, проростка или всхода. Поэтому устройство для распознавания прорастания посева может быть также выполнено в виде устройства распознавания растительных побегов, устройства распознавания ростков, устройства распознавания всходов или устройства для распознавания частей зародыша растения, таких как котиледон, гипокотиль и/или протофилл. Выгодным образом, устройство для распознавания прорастания посева выполнено в виде устройства распознавания всходов на поле, которое предусмотрено для распознавания обширных всходов на поле культурных растений, предпочтительно, в дополнение к индивидуальному распознаванию отдельных растительных побегов, ростков и/или всходов. Прежде всего, момент времени прорастания является моментом времени, в который происходит (обширное) появление всходов на поле, прежде всего по меньшей мере в зоне наблюдения устройства для распознавания прорастания посева. Альтернативно, момент времени прорастания может быть также представлен моментом времени, когда в зоне наблюдения устройства для распознавания прорастания посева появляются первые всходы отдельного ростка (предварительно заданного) высеянного вида культурного растения. Выгодным образом, за счет этого обеспечена возможность предотвращения появление болезней или полегания ростков, например путем корректировки графика полива, дезинфекции почвы, увлажнения почвы, оптимизации нормы высева и тому подобного.

Прежде всего, оптический датчиковый блок устройства для распознавания прорастания посева имеет достаточно большое поле обзора, что позволяет одновременно контролировать несколько мест посева, например по меньшей мере пять мест посева культурных растений, предпочтительно по меньшей мере десять мест посева, или более предпочтительно по меньшей мере 25 мест посева. Прежде всего, поле обзора (наземного) оптического датчикового блока составляет более 10 см × 10 см, предпочтительно более 20 см × 20 см, более предпочтительно более 30 см × 30 см, и наиболее предпочтительно более 50 см × 50 см. Прежде всего, (наземное) поле обзора оптического датчикового блока также может быть выбрано так, что разрешение оптического датчикового блока является достаточным для надежного распознавания культурных растений или стихийной сопутствующей растительности/травы и/или надежного различения культурных растений от стихийной сопутствующей растительности/травы. Например, поле обзора оптического датчикового блока обычно составляет менее 300 см × 300 см, предпочтительно, менее 200 см × 200 см. Оптический датчиковый блок выполнен, прежде всего, в виде камеры, например камеры с чувствительностью в видимом диапазоне, в инфракрасном диапазоне или (по меньшей мере частично) в инфракрасном и (по меньшей мере частично) в видимом диапазоне. Кроме того, в качестве альтернативы или дополнения предполагается возможной чувствительность камеры по меньшей мере в части ультрафиолетового спектрального диапазона. Под "видом сверху" следует понимать, прежде всего, вид сверху на объект или область, прежде всего, на грунт/почву в зоне наблюдения оптического датчикового блока. Прежде всего, ось обзора/центр обзора поля обзора оптического датчикового блока наклонена максимально на 55°, предпочтительно максимально на 45°, и наиболее предпочтительно максимально на 30°, к вертикали (по отношению к грунту) в предполагаемом рабочем и/или смонтированном состоянии оптического датчикового блока. Грунт представлен, прежде всего, почвой, предпочтительно, расположенным в зоне наблюдения оптического датчикового блока участком возделываемой земли. Также предполагается возможным, что ось поля обзора, прежде всего, центр поля обзора оптического датчикового блока ориентирован в предполагаемом рабочем и/или смонтированном состоянии по меньшей мере по существу вертикально вниз. Прежде всего, оптический датчиковый блок включает в себя систему автофокусировки. Прежде всего, система автофокусировки предусмотрена для фокусировки на грунте и/или на прорастающих из грунта растениях.

Устройство обработки данных включает в себя по меньшей мере один процессор и по меньшей мере одно запоминающее устройство, содержащее рабочую программу, которая предусмотрена для выполнения ее посредством процессора. Прежде всего, блок обработки данных имеет энергонезависимое запоминающее устройство, которое предусмотрено для хранения данных устройства для распознавания прорастания посева, прежде всего, графических данных оптического датчикового блока и/или данных обработки, полученных с использованием графических данных оптического датчикового блока. Прежде всего, оптический датчиковый блок предусмотрен для распознавания появления всходов семян/всходов на поле с помощью графических данных. Альтернативно или дополнительно, оптический датчиковый блок предусмотрен для использования графических данных для выполнения по меньшей мере грубого распознавания растений, прежде всего, с использованием частей растений растительного побега, всхода и/или ростка (котиледона, гипокотиля, протофилла и тому подобного) прорастающих в зоне наблюдения растений. Термин "предусмотренный" следует понимать, прежде всего, как специально запрограммированный, разработанный и/или оснащенный. Под тем, что объект предусмотрен для выполнения конкретной функции, следует понимать, прежде всего, что объект выполняет и/или осуществляет эту конкретную функцию по меньшей мере в одном эксплуатационном и/или рабочем состоянии. Прежде всего, оптический датчиковый блок регистрирует графические данные через фиксированные интервалы времени, например каждый час, каждые три часа и тому подобное. Является возможным, что в ночное время графические данные не подлежат записи или, что в ночное время для записи графических данных может быть использована вспышка.

Прежде всего, можно предположить, что блок обработки данных также предусмотрен для распознавания людей на основе графических данных. Прежде всего, блок обработки данных предусмотрен для распознавания того, были ли распознаваемые люди (случайно) запечатлены на изображении в составе графических данных. Прежде всего, блок обработки данных предусмотрен для удаления изображений с распознанными людьми и, предпочтительно, для замены их новыми изображениями. Альтернативно, блок обработки данных может быть предусмотрен для предотвращения отправки вовне изображений, содержащих распознаваемым образом показанных людей. Преимуществом такого подхода является соблюдение правил защиты данных (ключевое слово: соответствие GDPR - Общему регламенту по защите данных).

Кроме того, предложено, что устройство для распознавания прорастания посева имеет, прежде всего беспроводной, блок передачи данных, который при распознавании прорастания посева предусмотрен по меньшей мере для отправки вовне оповещения о моменте времени прорастания. Выгодным образом, за счет этого обеспечена возможность оптимального использования полученных данных. Выгодным образом, за счет этого обеспечена возможность оптимизации управления внешними системами, такими как системы орошения, внесения удобрений и/или защиты растений. Прежде всего, внешний получатель выполнен в виде отдельного от устройства для распознавания прорастания посева, прежде всего, от содержащего устройство сельскохозяйственного датчика получателя, например, в виде внешней серверной системы, внешней облачной вычислительной системы и/или внешнего мобильного конечного устройства, например смартфона.

Оснащение блока передачи данных по меньшей мере одним передатчиком, прежде всего маломощным передатчиком, предусмотренным для передачи данных по сетевому протоколу для глобальной сети низкой мощности (протокол сети LPWAN), например NB-loT (Narrowband 1оТ), LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) или mioty, выгодным образом позволяет обеспечивать высокий уровень эксплуатационной готовности в полевых условиях, прежде всего, за счет особо длительного времени работы от аккумулятора и/или батареи. Предполагается возможным использование передатчика для передачи данных в сети LPWAN, такие как The Things Network, The People's Network или проприетарные сети LPWAN. Выгодным образом, использование NB-loT может обеспечивать прямое подключение к облаку. Также можно предположить, что по меньшей мере часть передачи данных может быть осуществлена посредством прямой спутниковой связи (см., например, Griot от SOIL Inc.), прежде всего спутниковой связи 1оТ.

Кроме того, когда передатчик блока передачи данных, прежде всего передатчик, отправляющий вовне данные по сетевому протоколу LPWAN, предпочтительно передатчик с низким энергопотреблением, при распознавании прорастания посева посредством блока обработки данных предусмотрен для отправки одного или нескольких кодов классификации растений, прежде всего распознанным по графическим данным соотнесенных растительным побегам кодов классификации растений, выгодным образом обеспечена возможность осуществления целенаправленного управления внешними системами, такими как системы орошения, внесения удобрений и/или защиты растений. Прежде всего, блок обработки данных предусмотрен для распознавания растений, прежде всего, растительных побегов по изображенным на графических данных растениям, прежде всего, растительным побегам. Прежде всего, блок обработки данных имеет программу распознавания, которая с помощью алгоритма распознавания и/или алгоритма классификации соотносит каждому распознанному растительному побегу классификационный код растения. Классификационный код растения может иметь различные уровни точности. Первый (самый грубый) уровень точности может включать в себя классификацию на однодольные (monocotyledons) и двудольные (dicotyledons). Второй уровень точности может представлять собой классификацию по порядкам растений, например травянистые растения (к ним относится, например, кукуруза) и нетравянистые растения. Третий уровень точности может включать в себя классификацию на (ожидаемые) полезные растения/культурные растения и (нежелательные) сорные растения. Четвертый (наиболее точный) уровень точности может включать в себя классификацию на (ожидаемые) известные виды растений (например, полезные растения/культурные растения: кукуруза, пшеница и тому подобное/сопутствующую растительность: блошиный блокок, куриное просо, полевые анютины глазки, полевой чертополох, полевая пижма и тому подобное). Прежде всего, передатчик отправляет классификационные коды растений регулярно, например каждый час, каждые три часа и тому подобное.

Альтернативно, передатчик может также отправлять обновление кодов классификации растений только при распознавании изменения предшествующего статуса. Прежде всего, алгоритм распознавания предусмотрен для распознавания того, появился ли уже растительный побег из пахотного слоя почвы или появились ли новые растительные побеги из пахотного слоя почвы, прежде всего, в сравнении с ранее записанными графическими данными. Прежде всего, алгоритм распознавания основан на распознавании образов и/или форм, например на подсчете зародышевых листов/первичных листов, на распознавании формы зародышевого листа/первичного листа, на распознавании размера зародышевого листа/первичного листа и тому подобном. Прежде всего, алгоритм распознавания основан на распознавании цвета, прежде всего, на распознавании цвета зародышевого листа/первичного листа. Прежде всего, алгоритм распознавания и/или алгоритм K1 классификации может быть поддержан и/или обучен с помощью машинного обучения. Прежде всего, можно предположить, что передатчик посылает только классификационные коды растений без связанных с ними графических данных. Преимущество такого способа заключается в минимизации потребления энергии.

Когда классификационный код растения содержит по меньшей мере одно информационное сообщение об осуществлении посредством блока обработки данных распознавания одного или нескольких растительных побегов (проросшего посева), предпочтительно, отслеживание хода появления всходов на поле производится в реальном времени. Выгодным образом, за счет этого обеспечена возможность точного по времени планирования сельскохозяйственных работ. Прежде всего, классификационный код растения включает в себя число распознанных и/или классифицированных растительных побегов. Например, переданный классификационный код растения включает в себя следующее сообщение: три растительные побега класса А (культурное растение/полезное растение), четыре растительных побега класса U1 (сорная однодольная трава), один растительный побег класса U2 (сорная двудольная трава) и один растительный побег класса X (неклассифицированный /нераспознанный).

Таким образом, когда классификационный код растения содержит по меньшей мере одно информационное сообщение о том, какой тип(-ы) растений был(-и) распознан(-ы) посредством блока обработки данных, и/или был ли растительный побег соотнесен блоком обработки данных с желательным или нежелательным типом растений, выгодным образом обеспечена возможность, прежде всего, точного по времени планирования сельскохозяйственных работ. Выгодным образом, за счет этого обеспечена возможность повышения урожайности. Прежде всего, классификационный код растения различает по меньшей мере два типа: культурное растение и сопутствующая растительность. Разумеется, предполагается возможным и более точное определение типа растения.

Когда классификационный код растения также содержит по меньшей мере одно информационное сообщение о том, сколько растительных побегов на единицу площади было распознано посредством блока обработки данных, выгодным образом обеспечена возможность определения результативности появления всходов семян/всходов на поле, что выгодным образом позволяет определять оптимальную норму высева для контролируемого поля. Прежде всего, эт информационное сообщение может быть использовано для выгодного выявления соотношения между нормой высева и числом растительных побегов. Прежде всего, данные о результативности всходов семян могут быть сохранены в центральной базе данных и соотнесены с другими данными, например метеорологическими данными, данными по орошению, по внесению удобрений и/или средств защиты растений, данными о типе почвы и тому подобным, благодаря чему оптимальные нормы высева могут быть выгодным образом выявлены в зависимости от типа почвы, прогноза погоды и тому подобного. Прежде всего, данные об эффективности всходов семян или об объеме собранного впоследствии урожая могут быть использованы для выведения заключений относительно управления/использования систем орошения, внесения удобрений и/или защиты растений и, таким образом, для оптимизации задаваемого вручную или разработанного с помощью машинного обучения управления системами орошения, внесения удобрений и/или защиты растений.

Предложено также, что блок передачи данных имеет передатчик, прежде всего дополнительный передатчик, который предусмотрен для отправки вовне графических данных оптического датчикового блока. Выгодным образом, за счет этого обеспечена возможность проверки передаваемых посредством классификационного кода растений информационных сообщений. Например, сельхозпроизводитель может быстро и легко выяснять, действительно ли наступил ожидаемый момент времени появления всходов/момент времени прорастания или наблюдается ложная тревога. Другой передатчик может быть представлен, прежде всего, передатчиком с низким энергопотреблением, который также передает классификационные коды растений, или другим низкоэнергетическим передатчиком, который специально предусмотрен только для передачи графических данных, или другим передатчиком, отличным от низкоэнергетического передатчика, например передатчиком WiFi, передатчиком Bluetooth, передатчиком мобильного телефона и тому подобным. Прежде всего, передатчик и/или другой передатчик являются беспроводными. Альтернативно, однако, также предполагается возможной и проводная передача, например с помощью USB-накопителя.

Предпочтительно, в этом случае передатчик, прежде всего дополнительный передатчик, при первичном распознавании прорастания растительного побега предусмотрен для автоматической и/или (в любое время) по запросу отправки вовне посредством внешнего приемника графических данных, которые указывают на распознанный прорастающим первым растительный побег. Выгодным образом, за счет этого обеспечена возможность, прежде всего, быстрого реагирования на появление всходов семян. Предпочтительно, посредством этого обеспечена возможность повышения урожайности. Выгодным образом, за счет этого обеспечена возможность предотвращения болезней или полегания всходов. Термин "первичное распознавание прорастания растительного побега" следует понимать, прежде всего, как первоначальное (в первый раз) прорастание растительного побега в пределах контролируемой сельскохозяйственной зоны, предпочтительно первое прорастание растительного побега, классифицированного в качестве ожидаемой культуры в пределах контролируемой сельскохозяйственной зоны.

Также предложено, что блок обработки данных, прежде всего рабочая программа блока обработки данных, перед передачей обрезает для их сокращения графических данных так, что передаваемые графические данные включают в себя только уменьшенный участок изображения, который представляет распознанный прорастающим первым растительный побег. Выгодным образом, за счет этого обеспечена возможность сокращения объема данных и/или энергопотребления передатчика.

Кроме того, предложено, что блок передачи данных имеет по меньшей мере один приемник, который предусмотрен по меньшей мере для приема извне ответных данных на отправленные вовне данные. Выгодным образом, за счет этого обеспечена возможность обучения блока обработки данных, прежде всего, по меньшей мере одного алгоритма блока обработки данных, предпочтительно, алгоритма распознавания и/или алгоритма классификации. Прежде всего, приемник может быть выполнен как приемник с низким энергопотреблением на основе сетевого протокола LPWAN или приемник, отличный от приемника с низким энергопотреблением, например приемник WiFi, приемник Bluetooth, приемник мобильной радиосвязи и тому подобное. Прежде всего, приемник является беспроводным.

В этом контексте предложено, что приемник предусмотрен по меньшей мере для передачи ответных данных в блок обработки данных для обучения алгоритмов распознавания блока обработки данных и/или алгоритмов классификации блока обработки данных, прежде всего алгоритма классификации объектов блока обработки данных. Прежде всего, блок обработки данных предусмотрен для использования полученных ответных данных для тренировки и/или обучения (ключевое слово "контролируемое обучение") искусственной нейронной сети, включающей в себя алгоритмы распознавания, алгоритмы классификации и/или алгоритмы классификации объектов.

Кроме того, предложено, что блок обработки данных включает в себя в себя по меньшей мере один микроконтроллер для распознавания момента времени прорастания путем обработки графических данных. Выгодным образом, за счет этого обеспечена возможность достижения, прежде всего, длительного срока службы батареи и/или аккумулятора. Также выгодным образом, графические данные могут быть проанализированы вблизи от датчика, прежде всего, внутри сельскохозяйственного датчика. Альтернативно, анализ графических данных может быть передан, например, в облако, однако такой подход требует высокой пропускной способности и, тем самым, высокого потребления энергии. Таким образом, подобное, не основанное на близости к датчику решение является целесообразным только в том случае, когда его допускают ограничивающие факторы пропускной способности и энергоснабжения.

В этой связи также предложено, что микроконтроллер предусмотрен для выполнения по меньшей мере один алгоритма классификации объектов для анализа графических данных оптического датчикового блока, прежде всего для распознавания растительных побегов в графических данных оптического датчикового блока. Выгодным образом, за счет этого обеспечена возможность близкого к датчику, энергосберегающего способа распознавания времени прорастания. Прежде всего, алгоритм классификации объектов основан на распознавание образов. Предпочтительно, алгоритм классификации объектов поддерживается посредством K1 и/или может быть обучен с помощью машинного обучения.

Кроме того, предложено, что блок обработки данных предусмотрен для обработки графических данных от оптического датчикового блока по меньшей мере для распознавания скоростей роста растительных побегов, а блок передачи данных предусмотрен по меньшей мере для отправки вовне выявленных скоростей роста. Выгодным образом, за счет этого обеспечена возможность отслеживания скорости появления всходов семян, что способствует своевременному, точному и/или целенаправленному проведению и/или планированию мероприятий. Прежде всего, блок обработки данных предусмотрен для сравнения последовательно зарегистрированных графических данных, прежде всего, распознанных растительных побегов из последовательно зарегистрированных графических данных. Предпочтительно, в пределах участка возделываемой земли, прежде всего в поле обзора оптического датчикового блока, размещена шкала и/или масштабная линейка, например на держателе оптического датчикового блока. Прежде всего, шкала и/или масштабная линейка подлежит регистрации совместно с графическими данными и считыванию из графических данных с помощью блока обработки данных. Прежде всего, шкала и/или масштабная линейка может быть использована посредством блока обработки данных для масштабирования выявленной по графическим данным скорости роста и/или для присвоения скорости роста правильной физической единицы.

Прежде всего, блок передачи данных предусмотрен для отправки вовне выявленных скоростей роста без связанных с ними графических данных, например только в виде текстового сообщения.

Кроме того, предложено сельскохозяйственное датчиковое устройство, предпочтительно сельскохозяйственная датчиковая штанга/ сельскохозяйственная датчиковая стойка, включающая в себя, прежде всего, выполненную в форме стержня основную часть, оснащенную выполненным по меньшей мере для частичного погружения в почву анкерным устройством, и включающая в себя соотнесенное с основной частью устройство для распознавания прорастания посева. Выгодным образом, за счет этого обеспечена возможность простой установки и/или позиционирования устройства для распознавания прорастания посева. Прежде всего, помимо оптического датчикового блока, сельскохозяйственное датчиковое устройство имеет дополнительные датчики, прежде всего, не являющиеся оптическими датчики, которые регистрируют и записывают данные об окружающей среде, прежде всего, данные о почве и/или атмосфере. Термин "выполненный в форме стержня" следует понимать, прежде всего, как имеющий удлиненную форму, предпочтительно форму, в которой максимальная продольная протяженность превышает максимальную поперечную протяженность по меньшей мере в пять раз, предпочтительно, по меньшей мере в десять раз. Прежде всего, анкерное устройство занимает по меньшей мере 20%, предпочтительно по меньшей мере 30%, и наиболее предпочтительно по меньшей мере 40%, максимальной продольной протяженности корпуса. Прежде всего, в области анкерного устройства размещен по меньшей мере один дополнительный датчик сельскохозяйственного датчикового устройства. Прежде всего, анкерное устройство имеет на конце заострение или буровую спираль.

Когда оптический датчиковый блок устройства для распознавания прорастания посева по меньшей мере частично расположен поблизости от надземной головной части корпуса, предпочтительно в верхнем конце основной части, выгодным образом обеспечена возможность, прежде всего, хорошего контроля над прорастанием посева. Преимуществом является то обстоятельство, что сверху может быть проконтролирован как можно больший участок возделываемой земли. Прежде всего, оптический датчиковый блок, предпочтительно линза оптического датчикового блока, размещена на высоте не менее 150 см, предпочтительно, не менее 100 см, предпочтительно, не менее 75 см и, прежде всего, предпочтительно, не менее 50 см над образующей контролируемый участок возделываемой земли почвой. В случае, прежде всего, быстрорастущих растений, таких как кукуруза, предполагается возможной и еще более высокая форма выполнения устройства (например, 3 м или 3,5 м). В данном контексте под "зоной ближнего обзора" следует понимать, прежде всего, зону, образованную точками, которые находятся на расстоянии менее 20 см, предпочтительно менее 10 см, от верхнего конца основной части. Верхний конец основной части образует, прежде всего, верхний конец образующего сельскохозяйственное датчиковое устройство сельскохозяйственного датчика.

Кроме того, предложено, что сельскохозяйственное датчиковое устройство, прежде всего сельскохозяйственная датчиковая штанга, имеет по меньшей мере один датчик влажности почвы, по меньшей мере один датчик температуры почвы, по меньшей мере один датчик химического состава почвы, например для СО2, нитратов, определенных удобрений, определенных пестицидов и тому подобного и/или по меньшей мере один надземный погодный датчик. Выгодным образом, за счет этого обеспечена возможность установления корреляции между последующими измеренными, соотнесенными с участком возделываемой земли или с окружающей участок возделываемой земли средой значениями и данными по всходам на поле. Выгодным образом, за счет этого обеспечена возможность более точной идентификации всходов на поле и/или получения знаний для оптимизации всходов на поле. Например, предполагается возможным, что привлечение данных по температуре почвы позволяет локализировать окно прорастания уже в преддверии появления всходов на поле, что обеспечивает возможность, например, оперативной подготовки к дальнейшим действиям.

Прежде всего, можно предположить, что датчик температуры почвы предусмотрен для регистрации профиля температуры почвы в зависимости от глубины. Прежде всего, можно предположить, что датчик влажности почвы предусмотрен для регистрации профиля влажности почвы в зависимости от глубины. Прежде всего, можно предположить, что датчик температуры почвы, датчик химического состава почвы и/или датчик влажности почвы имеет несколько расположенных на разных глубинах чувствительных элементов датчика. Прежде всего, погодный датчик предусмотрен для регистрации и/или записи температуры воздуха, атмосферной влажности, солнечной радиации, количества осадков, направления ветра и/или скорости ветра. Прежде всего, блок обработки данных устройства для распознавания прорастания посева может быть выполнен как одно целое с общим блоком обработки данных сельскохозяйственной датчиковой штанги или отдельным от других блоков обработки данных сельскохозяйственной датчиковой штанги.

Также предполагается возможным, что сельскохозяйственное датчиковое устройство, прежде всего оптический датчиковый блок, предусмотрены для распознавания влажности листьев. Например, влажность листьев может быть распознана посредством цветового анализа цвета листьев или посредством распознавания лежащих на листьях капель. Таким образом, например, можно контролировать работу системы орошения.

Кроме того, предложено, что устройство имеет расположенную в поле обзора оптического датчикового блока устройства для распознавания прорастания посева масштабную метку, выполненную для предоставления возможности обнаружения скорости роста путем автоматического сравнения графических данных, и/или химический или физический индикаторный элемент, расположенный в поле обзора оптического датчикового блока устройства для распознавания прорастания посева, который предусмотрен для оптического представления моментального параметра окружающей среды. Выгодным образом, за счет этого обеспечена возможность надежного выявления скорости роста. Кроме того, на основе различия в темпах роста может быть достигнуто улучшение в различении культурных растений и сопутствующей растительности, что обеспечивает возможность снижения риска неправильного распознания всходов на поле. Прежде всего, масштабная метка может быть нанесена на надземную поверхность основной части. Альтернативно, масштабная метка может быть закреплена в почве отдельно от основной части посредством отдельного компонента. Под "параметром окружающей среды" следует понимать, прежде всего, значение рН, температуру, влажность и/или (интегральную) интенсивность УФ-излучения. Химический или физический индикаторный элемент может быть выполнен, например, в виде полоски для измерения рН, полоски для измерения влажности, термометра со шкалой или УФ-индикатора, например УФ-индикатора, цвет которого изменяется в зависимости от продолжительности УФ-облучения. Альтернативно или дополнительно, в поле обзора оптического датчикового блока могут быть прикреплены дополнительные метки, которые могут автоматически передавать локальные информационные сообщения в систему посредством формы, цвета или структуры. Это могут быть, например, напечатанные на пластиковых пластинах штрих-коды, такие как QR-коды, коды DataMatrix и тому подобное, или цветные флажки. Эти метки могут быть, например, размещены пользователем вручную в поле обзора оптического датчикового блока с целью последующего их автоматического распознавания для поддержки классификации (например, в сравнении с определенными вручную на месте типами растений), предоставления дополнительных информационных сообщений или поддержки эффективного обучения алгоритмов.

Кроме того, предложен сельскохозяйственный способ контроля и/или управления, в рамках которого на шаге контроля многократно или непрерывно при стационарном обзоре сверху участка возделываемой земли зарегистрированные графические данные анализируют посредством блока обработки данных для автоматического распознавания моментов времени прорастания посева на участке возделываемой земли. Выгодным образом, за счет этого обеспечена возможность оптимизации процесса выращивания сельскохозяйственных культур. Преимуществом является создание оптимизированного плана орошения, защиты растений и/или внесения удобрений.

Кроме того, предложено, что графические данные для распознавания момента времени прорастания анализируют вблизи от датчика. Выгодным образом, за счет этого обеспечена возможность достижения, прежде всего, длительного срока службы батареи и/или аккумулятора и/или высокого уровня защиты от манипуляций. Под термином "вблизи от датчика" следует понимать, прежде всего, местоположение сельскохозяйственного датчика. Предпочтительно при анализе вблизи от датчика выявляемые данные, прежде всего графические данные, перед отправкой подлежат анализу и/или обработке с помощью блока передачи данных или тому подобного и/или непосредственно после записи в месте записи.

Когда при распознавании прорастания растительного побега на шаге оповещения отправляют вовне оповещение о моменте времени прорастания, выгодным образом обеспечена возможность оптимального использования полученных данных. Выгодным образом, за счет этого обеспечена возможность оптимизации управления внешними системами, такими как системы орошения, внесения удобрений и/или защиты растений. Оповещение о моменте времени прорастания может быть представлено в виде сугубо текстового сообщения (без графических данных).

Когда, кроме того, получатель оповещения на шаге управления запрашивает передачу графических данных участка возделываемой земли и/или распознанного растительного побега, выгодным образом обеспечена возможность особо удобного для пользователя и/или надежного сельскохозяйственного контроля и/или управления.

Когда на следующем после шага управления шаге способа получатель получает ограниченный распознанным побегом растения участок изображения запрошенных графических данных, объем передачи данных может быть выгодным образом поддержан на низком уровне, что обеспечивает возможность достижения длительного срока службы батареи или аккумулятора. Альтернативно, однако, также предполагается возможным, что получатель получает полные, необработанные и/или неизмененные графические данные.

Когда графические данные и оповещения передают получателю с помощью различных, прежде всего беспроводных, сетевых протоколов, могут быть сделаны возможными особо энергоэффективные сельскохозяйственные контроль и/или управление. Прежде всего, отправляемые оповещения (отправляемые часто и в текстовой форме или в экономящей полосу пропускания форме) передают по более энергоэффективному (беспроводному) сетевому протоколу, чем (менее часто) отправляемые графические данные. Альтернативно, однако, также предполагается возможным, что графические данные и оповещения могут быть отправлены по идентичным беспроводным сетевым протоколам или, что по меньшей мере одна из передач, предпочтительно передача графических данных, происходит не по беспроводной сети, например по проводам или посредством USB-накопителя, или, что по меньшей мере одна из передач, предпочтительно передача графических данных, происходит через прямую спутниковую связь, например Griot.

Также предложено, что на шаге обучения алгоритма может быть предоставлено ответное извещение от получателя относительно правильности выполненного распознавания растительных побегов для автоматической оптимизации и/или автоматического обучения (например, контролируемого обучения нейронной сети) алгоритма, выполняющего распознавание растительных побегов, прежде всего алгоритма распознавания и/или алгоритма классификации, прежде всего алгоритма классификации объектов. Таким образом, может быть достигнута непрерывная оптимизация распознавания растительных побегов. Кроме того, может быть достигнута непрерывная адаптация к местным условиям. Прежде всего, блок передачи данных может быть использован для объединения в сеть нескольких распределенных сельскохозяйственных датчиковых устройств. В этом случае, например, полученные в результате машинного обучения знания могут быть обменены между объединенными в сеть сельскохозяйственными датчиковыми блоками, что позволяет дополнительно улучшить шаг обучения алгоритма. Например, на шаге обучения алгоритма после получения графических данных получатель подтверждает или отклоняет классификацию растений, прежде всего классификационный код растения, распознавание всходов на поле, выявление момента времени прорастания и тому подобное. Прежде всего, алгоритм распознавания и/или алгоритм классификации, прежде всего алгоритм классификации объектов учитывает предшествующие подтверждения или отклонения при создании будущих классификаций растений, прежде всего кодов классификации растений, распознавания всходов на поле, выявления момента времени прорастания и тому подобного. Предполагается возможным, что шаг обучения алгоритма происходит внутри блока обработки данных устройства для распознавания прорастания посева. Предпочтительным является, однако, когда шаг обучения алгоритма, прежде всего, вследствие требований к вычислительной мощности, передан внешнему блоку обработки данных, который находится в контакте с устройством, например посредством блока передачи данных.

Кроме того, предложено, что на шаге планирования и/или управления на основе выявленного момента времени прорастания связанного с посевом растительного побега, подлежит созданию план выращивания и/или план времени сбора урожая. Выгодным образом, за счет этого обеспечена возможность оптимизации выращивания растений и/или максимизации объема урожая. Прежде всего, планирование выращивания и/или сбора урожая включает в себя эксплуатационную готовность техники, графики работы сотрудников, время внесения удобрений, время полива, время применения средств защиты растений, время обработки почвы, последовательность сбора урожая, планирование хранения и/или транспортировки и многое другое. Прежде всего, шаг планирования и/или управления может быть осуществлен в непосредственной близости от датчика, причем соответствующие сообщения могут быть переданы посредством устройства передачи данных. Предпочтительным является, однако, когда шаг планирования и/или управления осуществляют во внешних по отношению к датчику устройствах планирования и/или управления, которые обрабатывают результаты измерений сельскохозяйственного датчикового устройства и преобразуют их в действия или инструкции к действиям.

Также предложено, что на шаге возделывания на основе распознавания присутствия связанного с посевом растительного побега, прежде всего желаемого растения, и/или на основе выявленного момента времени прорастания связанного с посевом растительного побега, прежде всего желаемого растения, земледельческая система, например система орошения, система защиты растений и/или система внесения удобрений, подлежит автоматическому управлению, прежде всего, автоматическому включению, автоматическому выключению или автоматическому уменьшению или автоматическому увеличению производительности. Выгодным образом, за счет этого обеспечена возможность особо целенаправленной организации сельскохозяйственного производства и, таким образом, возможное повышение урожайности. Выгодным образом, за счет этого обеспечена возможность предотвращения болезней или полегания всходов. Например, орошение может быть уменьшено или прекращено после распознавания всходов на поле для предотвращения появления болезней всходов, вызванных, например, влаголюбивыми грибковыми патогенами, такими как Pythium (питиозная корневая гниль) или Fusarium (фузариум).

Когда, кроме того, во время автоматического управления земледельческой системой, прежде всего системой орошения, системой защиты растений и/или системой внесения удобрений на шаге возделывания учитываются данные параллельного измерения влажности почвы, температуры почвы и/или местных погодных условий, прежде всего посредством других датчиков сельскохозяйственного датчикового устройства, сельскохозяйственный процесс оптимизации может быть выгодным образом улучшен так, что обеспечена возможность достижения еще большего объема урожая и/или дополнительного снижения опасности неурожая.

Когда, кроме того, на шаге возделывания на основе распознавания типа сорняка, прежде всего на основе кодов классификации растений, автоматическое управление системой защиты растений предлагает/выбирает соответствующий препарат для борьбы с сорняками, выгодным образом обеспечена возможность достижения особо эффективной борьбы с сорняками.

Кроме того, предложено, что на первом подшаге шага контроля на основе зарегистрированных на участке возделываемой земли графических данных подлежит выявлению плотность растительных побегов на единицу площади в пределах участка возделываемой земли, а на втором подшаге шага контроля для определения относительного успеха посева плотность растительных побегов в пределах участка возделываемой земли подлежит сравнению с известной плотностью посева на единицу площади в пределах участка возделываемой земли. Выгодным образом, за счет этого обеспечена возможность выявления результативности всходов на поле.

Предпочтительно, посредством этого обеспечена возможность выведения заключения об оптимальной норме высева. Прежде всего, оптимальная норма высева может быть выявлена в зависимости от почвы и/или климата путем привлечения данных измерений, полученных от других датчиков сельскохозяйственного датчикового устройства. Предпочтительно, данные об относительном успехе посева могут быть сохранены в базе данных совместно с данными о климате и почве, полученными от других датчиков сельскохозяйственного датчикового блока. Эта база данных может быть использована для рекомендаций по посеву и тому подобному для будущих новых посадок или для оптимизации норм высева для существующих посадок.

Кроме того, предложено, что на шаге оптимизации посева запрашивают базу данных о выявленных в зависимости от типа почвы относительных успехах посева, и на основе этих данных предлагают оптимальную для типа почвы норму высева для будущих посевов. Выгодным образом, за счет этого обеспечена возможность оптимальной адаптации нормы высева к месту посадки. Прежде всего, влияние обработки почвы, пестицидов или удобрений также может быть введено в такую базу данных совместно с относительным успехом посева. Кроме того, в обработку может быть включен фактически достигнутый объем урожая.

Кроме того, предложена сельскохозяйственная система контроля и/или управления, содержащая по меньшей мере одно устройство для распознавания прорастания посева, оснащенное управляющим и/или регулирующим устройством, которое предусмотрено по меньшей мере для управления земледельческой системой, такой как система орошения, система защиты растений и/или система внесения удобрений, в рамках осуществления сельскохозяйственного способа контроля и/или управления. Выгодным образом, за счет этого обеспечена возможность создания интегрированной системы выращивания растений, которая, прежде всего, может способствовать выгодному повышению урожайности.

Устройство согласно изобретению для распознавания прорастания посева, сельскохозяйственное датчиковое устройство согласно изобретению, сельскохозяйственный способ контроля и/или управления согласно изобретению и сельскохозяйственная система контроля и/или управления согласно изобретению не ограничиваются описанными выше применением и вариантом осуществления. Прежде всего, устройство согласно изобретению для распознавания прорастания посева, сельскохозяйственное датчиковое устройство согласно изобретению, сельскохозяйственный способ контроля и/или управления согласно изобретению и система сельскохозяйственного контроля и/или сельскохозяйственного управления согласно изобретению могут иметь число отдельных элементов, компонентов, шагов способа и блоков, отличное от указанного в настоящем документе числа.

Чертежи

Другие преимущества могут быть получены из последующего описания чертежей. На чертежах показан один из примеров осуществления изобретения. Чертежи, описание и формула изобретения содержат многочисленные признаки в их комбинации. Исходя из практических соображений, специалист также имеет возможность рассмотрения отдельных признаков и объединения их в другие оправданные комбинации.

Показано на:

Фиг. 1 схематическое изображение системы сельскохозяйственного контроля и/или управления, имеющей несколько сельскохозяйственных датчиков устройств,

Фиг. 2 схематическое изображение примерного сельскохозяйственного датчикового устройства в виде сельскохозяйственной датчиковой штанги, имеющей устройство для распознавания прорастания посева, и

Фиг. 3 - схематическая блок-схема сельскохозяйственного способа контроля и/или управления.

Описание примера осуществления

На фиг. 1 схематично показана примерная сельскохозяйственная система 80 контроля и/или управления. Сельскохозяйственная система 80 контроля и/или управления предусмотрена для контроля и/или управления сельскохозяйственными процессами, такими как орошение, внесение удобрений и/или защита растений. Сельскохозяйственная система 80 контроля и/или управления предусмотрена для контроля сельскохозяйственного возделываемого участка 86 и/или для управления организацией сельскохозяйственного производства на возделываемом участке 86. Сельскохозяйственная система 80 контроля и/или управления включает в себя земледельческую систему 84. Представленная примерная земледельческая система 84 выполнена как поливная система 66. Альтернативно или дополнительно, земледельческая система 84 может также включать в себя систему защиты растений (не показана) и/или систему внесения удобрений (не показана). Кроме того, показанная поливная система 66 может быть использована как система 68 защиты растений и/или как система 70 внесения удобрений путем добавления средств защиты растений и/или средств внесения удобрений. Форма выполнения земледельческой системы 84 может существенно отличаться от примерного, показанного на фиг. 1 варианта. Земледельческая система 84 включает в себя управляющее и/или регулирующее устройство 82. Под "управляющим и/или регулирующим устройством 82" следует понимать, прежде всего устройство, оснащенное по меньшей мере одним электронным блоком управления. Под "электронным блоком управления" следует понимать, прежде всего устройство, имеющее процессор и запоминающее устройство, а также рабочую программу, хранящуюся в запоминающем устройстве и исполняемую посредством процессора. Управляющее и/или регулирующее устройство 82 предусмотрено по меньшей мере для управления земледельческой системой 84 в рамках осуществления сельскохозяйственного способа контроля и/или управления (см. также фиг. 3).

Сельскохозяйственная система 80 контроля и/или управления имеет сельскохозяйственные датчиковые устройства 32. Сельскохозяйственные датчиковые устройства 32 выполнены в виде сельскохозяйственных датчиковых штанг или сельскохозяйственных датчиковых стоек. Несколько сельскохозяйственных датчиковых устройств 32 распределены на показанном на фиг. 1 примерном возделываемом участке 86. Сельскохозяйственные датчиковые устройства 32 предусмотрены для выявления данных о почве (например, температуры почвы, влажности почвы, состава почвы, компонентов почвы и тому подобного) на возделываемом участке 86, а также локальных атмосферных данных над возделываемым участком 86. Сельскохозяйственные датчиковые устройства 32 имеют по одному устройству 30, которое предусмотрено для распознавания прорастания посева 10 (см. фиг. 2). Несколько сельскохозяйственных датчиковых устройств 32 могут быть объединены друг с другом в сеть, например посредством своих блоков 20 передачи данных. На фиг. 1 блоки 20 передачи данных осуществляют связь вовне посредством шлюза 120, например посредством шлюза LPWAN, такого как шлюз LoRaWAN.

На фиг. 2 показано примерное схематическое изображение сельскохозяйственного датчикового устройства 32, выполненного в виде сельскохозяйственной датчиковой штанги. Сельскохозяйственное датчиковое устройство 32 имеет основную часть 34. Основная часть 34 имеет форму стержня. Основная часть 34 включает в себя анкерное устройство 36. Анкерное устройство 36 предусмотрено для закрепления основной части 34 в грунте 16. В показанном примере грунт 16 представлен как почва 38 на возделываемом участке 86. В почву 38 производят посев 10. Посев 10 включает в себя семена требуемого культурного растения 112 (в данном случае - кукурузы). В качестве примерной иллюстрации посев 10 показан на различных стадиях прорастания. Кроме того, в почве 38 присутствуют другие случайные семена, из которых стихийно произрастает отличная от требуемого культурного растения 112 сопутствующая растительность 92. Сельхозпроизводитель обычно называет эту сопутствующую растительность 92 сорняками. В показанном на фиг. 2 примере культурное растение 112 является однодольным прорастающим растением, а сопутствующая растительность 92 двудольным прорастающим растением. Сопутствующую растительность 92 обычно называют сорняком, и она, как правило, является нежелательной.

Сельскохозяйственное датчиковое устройство 32 имеет датчик 42 влажности почвы. Датчик 42 влажности почвы включает в себя несколько чувствительных элементов 88, 88', 88'' датчика влажности почвы. Чувствительные элементы 88, 88', 88'' датчика влажности почвы расположены на расстоянии друг от друга в продольном направлении 90 основной части 34 в различных местах анкерного устройства 36 основной части 34. Датчики 88, 88', 88'' влажности почвы расположены на разной глубине почвы 38. Датчики 88, 88', 88'' влажности почвы предусмотрены для определения влажности почвы на различных глубинах почвы 38. Сельскохозяйственное датчиковое устройство 32 включает в себя датчик 44 температуры почвы. Датчик 44 температуры почвы включает в себя несколько датчиков 122, 122', 122'' температуры почвы. Чувствительные элементы 122, 122', 122'' датчика температуры почвы расположены на расстоянии друг от друга в продольном направлении 90 основной части 34 в различных местах анкерного устройства 36 основной части 34. Чувствительные элементы 122, 122', 122'' датчика температуры почвы расположены на разной глубине почвы 38. Чувствительные элементы 122, 122', 122'' датчика температуры почвы предусмотрены для выявления температуры почвы на различных глубинах почвы 38. Сельскохозяйственное датчиковое устройство 32 дополнительно включает в себя несколько не показанных в явном виде датчиков химического состава почвы. Сельскохозяйственное датчиковое устройство 32 имеет расположенный над землей погодный датчик 46. Сельскохозяйственное датчиковое устройство 32 имеет внутренний источник 116 питания. Внутренний источник 116 питания выполнен в виде аккумулятора или батареи.

Сельскохозяйственное датчиковое устройство 32 имеет устройство 30 для распознавания прорастания посева 10. Устройство 30 для распознавания прорастания посева 10 соотнесено с основной частью 34. Устройство 30 для распознавания прорастания посева 10 имеет оптический датчиковый блок 12. Оптический датчиковый блок 12 выполнен в виде камеры. Оптический датчиковый блок 12 расположен вблизи надземного верхнего конца 40 основной части 34. Оптический датчиковый блок 12 предусмотрен для многократной или непрерывной записи графических данных грунта 16 на участке 52 возделываемой земли. Оптический датчиковый блок 12 имеет поле 14 обзора. Сельскохозяйственное датчиковое устройство 32 показано на фиг. 2 в предусмотренном рабочем и/или смонтированном состоянии. В предусмотренном рабочем и/или смонтированном состоянии оптический датчиковый блок 12 ориентирован для обзора сверху грунта 16. В предусмотренном рабочем и/или смонтированном состоянии поле 14 обзора оптического датчикового блока 12 ориентировано наклонно или вертикально в направлении грунта 16.

Устройство 30 для распознавания прорастания посева 10 выполнено в виде устройства обнаружения ростков. Устройство 30 для распознавания прорастания посева 10 выполнено в виде устройства распознавания всходов на поле. Устройство 30 для распознавания прорастания посева 10 имеет блок 18 обработки данных. Блок 18 обработки данных предусмотрен для анализа записанных посредством оптического датчикового блока 12 графических данных с целью распознавания момента времени прорастания посева 10. Блок 18 обработки данных предусмотрен для анализа записанных посредством оптического датчикового блока 12 графических данных с целью распознавания всходов на поле. Блок 18 обработки данных оснащен микроконтроллером, который предусмотрен для распознавания момента времени прорастания путем обработки графических данных. Блок 18 обработки данных (включающий в себя микроконтроллер) для анализа записанных посредством оптического датчикового блока 12 графических данных предоставляет вариант близкого к датчику анализа. Блок 18 обработки данных, прежде всего микроконтроллер блока 18 обработки данных, предусмотрен для выполнения по меньшей мере одного алгоритма распознавания, алгоритма классификации и/или алгоритма классификации объектов для анализа полученных от оптического датчикового блока 12 графических данных. Блок 18 обработки данных, прежде всего микроконтроллер блока 18 обработки данных, предусмотрен для распознавания и/или классификации прорастающих из почвы 38 растительных побегов 24. Блок 18 обработки данных, прежде всего микроконтроллер блока 18 обработки данных, предусмотрен по меньшей мере для примерного распознавания и/или по меньшей мере для примерной классификации растительных побегов 24 на ранней стадии, прежде всего, не позднее фазы 8-го листа, предпочтительно не позднее фазы 4-го листа. Блок 18 обработки данных, прежде всего микроконтроллер блока 18 обработки данных, предусмотрен для выполнения алгоритма распознавания, алгоритма классификации и/или алгоритма классификации объектов для распознавания/классификации растительных побегов 24 по полученным от оптического датчикового блока 12 графическим данным. Блок 18 обработки данных, прежде всего микроконтроллер блока 18 обработки данных, предусмотрен для распознавания/классификации растительных побегов 24 с помощью нейронной сети.

Устройство 30 для распознавания прорастания посева 10 имеет блок 20 передачи данных. Блок 20 передачи данных при распознавании прорастания посева 10 предусмотрен для отправки вовне, прежде всего на получатель 58, 58', 58'' (см. фиг. 1), оповещения о моменте времени прорастания. Блок 20 передачи данных имеет передатчик 22. Передатчик 22 выполнен в виде передатчика с низким энергопотреблением. Передатчик 22 предусмотрен для передачи данных, прежде всего, оповещений о моменте времени прорастания, в соответствии с сетевым протоколом для глобальной сети низкой мощности (LPWAN network protocol), таким как NB-loT, LoRaWAN или mioty. Передатчик 22 предусмотрен для отправки вовне, прежде всего на получатель 58, 58', 58'' (см. фиг. 1), одного или нескольких кодов классификации растений, выявленных на основе записанных графических данных при распознавании посредством блока 18 обработки данных прорастания посева 10. Получатель 58, 58', 58'' может быть выполнен, прежде всего, в виде мобильного устройства пользователя, например сельхозпроизводителя, в виде облачного сервиса или непосредственно в виде земледельческой системы 84. Передатчик 22 регулярно (например каждую минуту, каждые 10 минут, каждые полчаса, каждый час, каждые 3 часа и тому подобное) и/или автоматически отправляет вовне классификационные коды растений. Альтернативно, предполагается возможным, что передатчик отправляет классификационные коды растений только по запросу. Также предполагается возможным, что передатчик отправляет классификационные коды растений только при распознавании изменений по сравнению с ранее отправленным сообщением, например при распознавании нового растительного побега 24, который ранее не присутствовал. Выгодным образом, за счет этого обеспечена возможность длительного срока службы аккумулятора или батареи внутреннего источника 116 питания сельскохозяйственного датчикового устройства 32.

Классификационный код растения может включать в себя информационное сообщение о распознавании посредством блока 18 обработки данных одного или нескольких растительных побегов 24. Классификационный код растения может включать в себя число растительных побегов 24, распознанных посредством блока 18 обработки данных в пределах участка 52 возделываемой земли. Классификационный код растения может включать в себя информационное сообщение о том, какой тип(-ы) растений был(-и) распознан(-ы) посредством блока 18 обработки данных. Классификационный код растения может включать в себя информационное сообщение о том, был ли растительный побег 24 соотнесен посредством блока 18 обработки данных с желательным типом растений (например, с сельскохозяйственным культурным растением 112) или с нежелательным типом растений (например, с сопутствующей растительностью 92). Классификационный код растения может включать в себя информационное сообщение о числе распознанных посредством блока 18 обработки данных растительных побегов 24 на единицу площади в пределах участка 52 возделываемой земли.

Блок 20 передачи данных имеет по меньшей мере один приемник 28. Приемник 28 предусмотрен для приема извне ответных данных на отправленные вовне данные, прежде всего, по классификации растений, например ответных данных, отправленных обратно на блок 20 передачи данных посредством одного из получателей 58, 58', 58''. Приемник 28 выполнен как приемник с низким энергопотреблением. Приемник 28 предусмотрен для передачи ответных данных в блок 18 обработки данных для обучения алгоритмов распознавания блока 18 обработки данных и/или алгоритмов классификации, прежде всего, алгоритмов классификации объектов блока 18 обработки данных.

Блок 20 передачи данных имеет дополнительный передатчик 26. Дополнительный передатчик 26 предусмотрен для отправки вовне графических данных оптического датчикового блока 12, например на один из получателей 58, 58', 58". По сравнению с передатчиком 22, дополнительный передатчик 26 имеет значительно более широкую полосу пропускания. Дополнительный передатчик 26 при первичном распознавании прорастания растительного побега 24 предусмотрен для автоматической и/или по запросу внешнего получателя 58, 58', 58'' отправки вовне графических данных, которые показывают распознанный прорастающим первым растительный побег 24. Дополнительный передатчик 26 посылает данные гораздо реже, чем передатчик 22. Блок 18 обработки данных предусмотрен для обрезки графических данных перед отправкой для уменьшения объема данных так, что отправленные графические данные включают в себя только уменьшенный участок изображения, который представляет распознанный прорастающим первым растительный побег 24 или последний на данный момент прорастающий растительный побег 24.

Блок 18 обработки данных предусмотрен для анализа полученных от оптического датчикового блока 12 графических данных по меньшей мере для распознавания скорости роста растительных побегов 24. Блок 20 передачи данных предусмотрен для отправки вовне выявленных скоростей роста. Сельскохозяйственное датчиковое устройство 32 включает в себя масштабную метку 50. Масштабная метка 50 по меньшей мере частично нанесена на внешнюю поверхность надземной части основной части 34. Масштабная метка 50 расположена в поле 14 обзора оптического датчикового блока 12. Масштабная метка 50 предусмотрена для предоставления возможности выявления скорости роста путем автоматического сравнения графических данных. Блок 18 обработки данных предусмотрен для использования сравнений изображений для выявления изменения высоты роста растения, прежде всего растения, соотнесенного культурному растению 112 или сопутствующей растительности 92. Альтернативно, масштабная метка 50 может быть выполнена отдельно от основной части 34, например может быть отдельно вставлена в почву 38. Альтернативно или в дополнение к масштабной метке 50 в поле 14 обзора оптического датчикового блока 12 может быть расположен химический или физический индикаторный элемент 124 или другая метка, например штрих-код, так, что, например, химический или физический индикаторный элемент 124 или метка могут быть оценены и/или считаны с помощью распознавания изображений и/или анализа изображений, прежде всего посредством блока 18 обработки данных.

На фиг. 3 показана схематическая блок-схема сельскохозяйственного способа контроля и/или управления. По меньшей мере на одном шаге 94 способа сельскохозяйственное датчиковое устройство 32, прежде всего сельскохозяйственную датчиковую штангу, закрепляют в грунте 16. По меньшей мере на одном из последующих шагов 114 поле 14 обзора оптического датчикового блока 12 ориентируют так, что он обнаруживает участок 52 возделываемой земли на виде сверху. На шаге 48 контроля графические данные, записанные с вида сверху участка 52 возделываемой земли, многократно или непрерывно анализируют посредством блока 18 обработки данных для автоматического распознавания момента времени прорастания посева 10 в пределах участка 52 возделываемой земли. Графические данные анализируют вблизи от датчика на шаге 48 контроля для распознавания момента времени прорастания. На шаге 48 контроля по графическим данным выполняют идентификацию растительных побегов. На шаге 48 контроля выполняют распознавание и/или классификацию идентифицированных растительных побегов 24. По меньшей мере на одном из последующих шагов 96 контроля, помимо данных оптического датчикового блока 12, регистрируют данные от других датчиков, таких как датчик 42 влажности почвы, датчик 44 температуры почвы, погодный датчик 46 и/или датчики химического состава почвы (не показаны). На последующем шаге 96 контроля данные от других датчиков записывают регулярно или непрерывно. Предполагается возможным, что для улучшения результата данные дополнительных датчиков могут быть включены в процесс распознавания и/или классификации идентифицированных растительных побегов 24. На основе результатов распознавания и/или классификации идентифицированных растительных побегов 24 на последующем шаге 100 способа создают отчеты. Отчеты включают в себя, помимо прочего, соотнесенные с идентифицированными побегами растений 24 классификационные коды растений. Кроме того, отчеты могут содержать, например, полученные от дополнительных датчиков данные измерений.

На факультативном подшаге 72 шага 48 контроля выявляют плотность растительных побегов 24 на единицу площади на участке 52 возделываемой земли на основе записанных на участке 52 возделываемой земли графических данных. На другом факультативном подшаге 74 шага 48 контроля для выявления относительного успеха посева плотность растительных побегов 24 в пределах участка 52 возделываемой земли сравнивают с известной по предшествующей операции посева плотностью посева на единицу площади в пределах участка 52 возделываемой земли. На последующем шаге 108 способа выявленный таким образом успех посева, прежде всего, в зависимости от типа почвы, может быть передан во внешнюю базу 78 данных, например в глобально доступную облачную базу данных, совместно с соответствующими данными измерений сельскохозяйственного датчикового блока 32, например, для типа почвы участка 86 возделываемой земли, на котором был проведен контролируемый посев 10. Впоследствии, на шаге 76 оптимизации посева, может быть выполнен запрос к базе 78 данных, содержащей выявленные относительные успехи посева в зависимости от типа почвы. На последующем шаге 110 способа на основе указанного в запросе типа почвы и/или указанного в запросе культурного растения предлагают оптимальную для типа почвы норму высева для будущих посевов. Предлагаемую оптимальную для типа почвы норму высева выявляют на основе наилучшего из сообщенных в базу данных 78 относительного успеха высева сопоставимых культурных растений на почвах сопоставимого типа.

При распознавании прорастания растительного побега 24, оповещение о моменте времени прорастания отправляют вовне на шаге 98 оповещения. Оповещение передают по сетевому протоколу глобальной сети с низким энергопотреблением. Оповещение включает в себя по меньшей мере частичное содержание отчетов. Оповещение включает в себя по меньшей мере соотнесенные идентифицированным растительным побегам 24 классификационные коды растений. Оповещение может быть передано человеку-получателю 58, который таким образом получает поддержку для принятия агрономических решений. Однако оповещение может быть передано и не представленному человеком получателю 58', 58", например, по меньшей мере частично автоматизированной системе, например сельскохозяйственной системе 80 контроля и/или управления, которая, на основе содержащихся в оповещении информационных сообщений, контролирует и/или регулирует ход проведения операций или работу связанной системы, например системы 66 орошения, системы 68 защиты растений и/или системы 70 внесения удобрений.

Когда оповещение передают человеку-получателю 58, оповещение отображается для получателя 58 на шаге 98 оповещения. На шаге 54 управления получатель 58 оповещения может запросить передачу графических данных участка 52 возделываемой земли и/или распознанного растительного побега 24. На последующем шаге 102 перед отправкой посредством блока 20 передачи данных графические данные подвергают обрезанию так, что графические данные включают в себя только ограниченный распознанным побегом 24 растения участок изображения. На следующем после шага 54 управления шаге 56 способа ограниченный распознанным побегом 24 растения участок изображения запрошенных графических данных передают получателю 58. Альтернативно, можно также предположить, что на шаге 56 способа передают полные графические данные или, что получатель 58 может сделать выбор относительно передачи ему обрезанных или полных графических данных. Графические данные передают по сетевому протоколу (не являющемуся сетевым протоколом LPWAN), отличному от сетевого протокола для глобальной сети низкой мощности (сетевого протокола LPWAN). Графические данные и оповещения могут быть переданы получателям 58 соответственно с использованием различных сетевых протоколов. Графические данные и оповещения могут быть переданы получателям 58 соответственно с помощью различных передатчиков 22, 26 блока 20 передачи данных. По меньшей мере на одном другом шаге 104 способа получатель 58 проводит экспертизу принятых графических данных.

По меньшей мере на одном другом шаге 106 способа основанное на обработке графических данных ответное извещение относительно правильности предпринятого распознавания растительного побега отправляют обратно в устройство 30 для распознавания прорастания посева 10. На шаге 60 обучения алгоритма предоставляют ответное извещение относительно правильности предпринятого распознавания растительного побега для автоматической оптимизации и/или автоматического обучения выполняющего распознавание растительных побегов алгоритма блока 18 обработки данных, прежде всего в контексте обучения и/или тренировки нейронной сети.

Когда оповещение передают не представленному человеком получателю 58', 58'', на шаге 98 оповещения оповещение оценивают посредством рабочей программы не представленного человеком получателя 58', 58'', например посредством управляющего и/или регулирующего устройства 82 сельскохозяйственной системы 80 контроля и/или управления и/или посредством другого, отличного от него управляющего и/или регулирующего устройства. На шаге 62 планирования и/или управления на основе выявленного момента времени прорастания/всходов на поле связанного с посевом 10 растительного побега 24 планируют выращивание и/или планируют время сбора урожая. Это планирование выращивания и/или планирование времени сбора урожая может охватывать сельскохозяйственную систему 80 контроля и/или управления и/или другие системы, участвующие в выращивании на возделываемом участке 86. На шаге 64 возделывания на основе распознавания присутствия связанного с посевом 10 растительного побега 24 и/или на основе выявленного момента времени прорастания/всходов на поле связанного с посевом 10 растительного побега 24 и/или на основе планирования выращивания и/или планирования времени сбора на шаге 62 планирования и/или управления земледельческой системой 84, например системой 66 орошения, системой 68 защиты растений и/или системой 70 внесения удобрений управляют в автоматическом режиме. При автоматическом управлении земледельческой системой 84, прежде всего системой 66 орошения, системой 68 защиты растений и/или системой 70 внесения удобрений, на шаге 64 возделывания дополнительно учитывают данные параллельных измерений влажности почвы, температуры почвы и/или местных погодных условий. Например, за счет этого влажность почвы и/или концентрация удобрений могут быть поддержаны на оптимальном уровне для выбранного этапа развития культурного растения 112. При автоматическом управлении системой 68 защиты растений на шаге 64 возделывания на основе распознавания типа сорняка может быть предложено/выбрано соответствующее средство для уничтожения сорняков. Например, когда двудольные сорняки распознаны между однодольными культурными растениями, может быть целенаправленно использован гербицид для уничтожения сорняков, который действует только на двудольные растения. Например, когда появление всходов семян/всходов на поле сорняков распознаны до начала появления всходов семян/всходов на поле культурных растений 112, может быть использован гербицид широкого спектра действия. На последующем шаге 118 обработки почвы с помощью масштабной метки 50 по графическим данным выявляют скорость роста и/или высоту роста культурного растения 112 и/или сопутствующей растительности 92. Результаты последующего шага 118 возделывания могут быть использованы в качестве обратной связи для оптимизации шага 64 возделывания и/или шага 62 планирования и/или управления.

Кроме того, предполагается возможным, что осуществляют распознавание всходов на поле на основе целостного рассмотрения данных, прежде всего, данных по распознаванию растительных побегов, по распознанным моментам времени прорастания и/или по кодам классификации растений от нескольких сельскохозяйственных датчиковых устройств 32, расположенных распределенным образом на возделываемом участке 86. Когда, например, более чем в одном, предпочтительно более чем в двух, прежде всего предпочтительно более чем в 20%, предпочтительно более чем в 30%, и прежде всего предпочтительно более чем в 50%, всех полей 14 обзора распределенных на возделываемом участке 86 сельскохозяйственных датчиковых устройств 32 распознают момент времени прорастания, прежде всего растительного побега 24, предпочтительно растительного побега 24 культурного растения 112, отправляют вовне оповещение о положительном результате обнаружения появления всходов. Прежде всего, отправляемые вовне посредством блоков 20 передачи данных оповещения включают в себя число всех сельскохозяйственных датчиковых блоков 32, обнаруживших растительные побеги 24, прежде всего растительные побеги 24 культурных растений 112, или долю сельскохозяйственных датчиковых устройств 32, обнаруживших растительные побеги 24, прежде всего растительные побеги 24 культурных растений 112, из всех расположенных распределенным образом на возделываемом участке 86 сельскохозяйственных датчиковых устройств 32. Выгодным образом, за счет этого обеспечена возможность существенного повышения надежности выявления всходов на поле и/или момента времени прорастания.

Перечень ссылочных обозначений:

10 Посев

12 Оптический датчиковый блок

14 Поле обзора

16 Грунт

18 Блок обработки данных

20 Блок передачи данных

22 Передатчик

24 Растительный побег

22 Передатчик

28 Приемник

30 Устройство

32 Сельскохозяйственное датчиковое устройство

34 Основная часть

36 Анкерное устройство

38 Почва

40 Верхний конец

42 Датчик влажности почвы

44 Датчик температуры почвы

46 Погодный датчик

48 Шаг контроля

50 Масштабная метка

52 Участок возделываемой земли

54 Шаг управления

56 Шаг способа

58 Получатель

60 Шаг обучения алгоритма

62 Шаг планирования и/или управления

64 Шаг возделывания

66 Поливная система

68 Система защиты растений

70 Система внесения удобрений

72 Подшаг

74 Подшаг

76 Шаг оптимизации посева

78 База данных

80 Сельскохозяйственная система контроля и/или управления

82 Управляющее и/или регулирующее устройство

84 Земледельческая система

86 Возделываемый участок

88 Датчик влажности почвы

90 Продольное направление

92 Сопутствующая растительность

94 Шаг способа

96 Шаг контроля

98 Шаг оповещения

100 Шаг способа

102 Шаг способа

104 Шаг способа

106 Шаг способа

108 Шаг способа

110 Шаг способа

112 Культурное растение

114 Шаг способа

116 Внутренний источник питания

118 Шаг возделывания

120 Шлюз

122 Чувствительный элемент датчика температуры почвы

124 Химический или физический индикаторный элемент.

Похожие патенты RU2832186C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР 2019
  • Рахимов Раис Саитгалеевич
  • Ялалетдинов Альберт Раисович
  • Окунев Геннадий Андреевич
  • Шумских Константин Иванович
  • Рахимов Ильдар Раисович
  • Астафьев Владимир Леонидович
  • Ялалетдинов Денис Альбертович
  • Кузнецов Николай Александрович
  • Канатпаев Санжар Сабетович
  • Луковцев Александр Вячеславович
  • Фетисов Евгений Олегович
RU2717987C1
Способ возделывания шалфея испанского 2023
  • Казыдуб Нина Григорьевна
  • Чернов Роман Валерьевич
RU2822778C1
Способ выращивания сельскохозяйственных культур с формированием и поддержанием двухуровневой структуры почвы 2021
  • Павликов Вячеслав Анатольевич
  • Павликов Святослав Вячеславович
  • Павловский Александр Сергеевич
  • Павловский Дмитрий Александрович
  • Бадамянц Валерий Георгиевич
  • Григорян Рубен Цолакович
  • Брутян Саркис Смбатович
  • Панарин Владимир Николаевич
  • Торопыгин Юрий Алексеевич
RU2826106C2
СПОСОБ УНИЧТОЖЕНИЯ ЗАРОСЛЕЙ ГИГАНТСКОГО БОРЩЕВИКА НА ЗЕМЛЯХ НЕСЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ 2008
  • Чадин Иван Федорович
  • Далькэ Игорь Владимирович
RU2399204C2
СПОСОБ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР 2012
  • Рыжук Алексей Николаевич
RU2476051C1
Способ уничтожения борщевика 2022
  • Добринов Александр Владимирович
  • Чугунов Сергей Валерьевич
  • Трифанов Алексей Валериевич
  • Джабборов Нозим Исмоилович
  • Баракова Надежда Васильевна
  • Токбаева Асемгуль Амамбаевна
RU2790866C1
СПОСОБ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КУЛЬТУРЫ АМАРАНТА 2012
  • Яппаров Ахтам Хусаинович
  • Чернов Игорь Анатольевич
  • Дегтярева Ирина Александровна
  • Яппаров Дамир Ахтамович
RU2543278C2
СПОСОБ И АГРЕГАТ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР 2009
  • Бурдун Алексей Михайлович
  • Куцеев Владимир Васильевич
  • Палапин Алексей Витальевич
RU2421978C2
СОСТАВ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ РОСТА, РАЗВИТИЯ И КАЧЕСТВА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР 1996
  • Дьяков В.М.(Ru)
  • Славгородский Владимир Епифанович
RU2116728C1
Способ возделывания риса на землях сельскохозяйственного назначения, не относящихся к рисовым оросительным системам, на капельном орошении под мульчирующей пленкой 2021
  • Приходько Игорь Александрович
  • Владимиров Станислав Алексеевич
  • Александров Даниил Александрович
RU2776320C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 832 186 C2

Реферат патента 2024 года УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ПРОРАСТАНИЯ ПОСЕВА, СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ДАТЧИКОВОЕ УСТРОЙСТВО, А ТАКЖЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ СПОСОБ И СИСТЕМА КОНТРОЛЯ И/ИЛИ УПРАВЛЕНИЯ

Группа изобретений относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для распознавания прорастания посева. Устройство для распознавания прорастания посева содержит оптический датчиковый блок, поле обзора которого в предусмотренном стационарном рабочем и/или смонтированном состоянии направлено из вида сверху на грунт, и который предусмотрен для многократной или непрерывной записи графических данных. Устройство также содержит блок обработки данных, который предусмотрен для обработки графических данных оптического датчикового блока, по меньшей мере, для распознавания моментов времени прорастания посева. Сельскохозяйственное датчиковое устройство включает в себя прежде всего выполненную в форме стержня основную часть, оснащенную анкерным устройством, выполненным, по меньшей мере, для частичного погружения в почву, и содержащее соотнесенное с основной частью устройство по одному из предшествующих пунктов для распознавания прорастания посева. На шаге контроля многократно или непрерывно при стационарном обзоре сверху участка возделываемой земли зарегистрированные графические данные анализируют посредством блока обработки данных для автоматического распознавания моментов времени прорастания посева на участке возделываемой земли. Обеспечивается максимальный урожай. 4 н. и 29 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула изобретения RU 2 832 186 C2

1. Устройство (30) для распознавания прорастания посева (10), прежде всего устройство распознавания ростков и/или устройство распознавания всходов на поле, имеющее оптический датчиковый блок (12), поле (14) обзора которого в предусмотренном стационарном рабочем и/или смонтированном состоянии направлено из вида сверху на грунт (16), и который предусмотрен для многократной или непрерывной записи графических данных, а также имеющее блок (18) обработки данных, который предусмотрен для обработки графических данных оптического датчикового блока (12), по меньшей мере для распознавания моментов времени прорастания посева (10).

2. Устройство (30) по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено блоком (20) передачи данных, который при распознавании прорастания посева (10) предусмотрен по меньшей мере для отправки вовне оповещения о моменте времени прорастания.

3. Устройство (30) по п. 2, отличающееся тем, что блок (20) передачи данных включает в себя по меньшей мере один передатчик (22), предусмотренный для передачи данных по сетевому протоколу для глобальной сети низкой мощности (LPWAN network protocol), например NB-loT, LoRaWAN или mioty.

4. Устройство (30) по п. 3, отличающееся тем, что передатчик (22) при распознавании прорастания посева (10) посредством блока (18) обработки данных предусмотрен для отправки вовне одного или нескольких кодов классификации растений.

5. Устройство (30) по п. 4, отличающееся тем, что классификационный код растения включает в себя по меньшей мере одно информационное сообщение о распознавании посредством блока (18) обработки данных одного или нескольких растительных побегов (24).

6. Устройство (30) по п. 4 или 5, отличающееся тем, что классификационный код растения содержит по меньшей мере одно информационное сообщение о том, какой(-ие) тип(-ы) растений был(-и) распознан(-ы) посредством блока (18) обработки данных и/или был ли растительный побег (24) соотнесен блоком (18) обработки данных с желательным или нежелательным типом растений.

7. Устройство (30) по одному из пп. 4-6, отличающееся тем, что классификационный код растения включает в себя по меньшей мере одно информационное сообщение о числе распознанных посредством блока (18) обработки данных растительных побегов (24) на единицу площади.

8. Устройство (30) по одному из пп. 2-7, отличающееся тем, что блок (20) передачи данных имеет передатчик (26), который предусмотрен для отправки вовне графических данных оптического датчикового блока (12).

9. Устройство (30) по п. 8, отличающееся тем, что передатчик (26) при первичном распознавании прорастания растительного побега (24) предусмотрен для автоматической и/или по запросу внешнего получателя (58) отправки вовне графических данных, которые показывают распознанный прорастающим первым растительный побег (24).

10. Устройство (30) по п. 9, отличающееся тем, что блок (18) обработки данных предусмотрен для обрезки графических данных перед отправкой для уменьшения объема данных так, что отправленные графические данные включают в себя только уменьшенный участок изображения, который представляет распознанный прорастающим первым растительный побег (24).

11. Устройство (30) по одному из пп. 2-10, отличающееся тем, что блок (20) передачи данных имеет по меньшей мере один приемник (28), который предусмотрен для приема извне ответных данных на отправленные вовне данные.

12. Устройство (30) по п. 11, отличающееся тем, что приемник (28) предусмотрен по меньшей мере для передачи ответных данных в блок (18) обработки данных для обучения алгоритмов распознавания блока (18) обработки данных и/или алгоритмов классификации.

13. Устройство (30) по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что блок (18) обработки данных включает в себя по меньшей мере один микроконтроллер для распознавания момента времени прорастания путем обработки графических данных.

14. Устройство (30) по п. 13, отличающееся тем, что микроконтроллер предусмотрен для выполнения по меньшей мере одного алгоритма классификации объектов для анализа графических данных оптического датчикового блока (12), прежде всего для распознавания растительных побегов (24) в графических данных оптического датчикового блока (12).

15. Устройство (30) по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что блок (18) обработки данных предусмотрен для обработки графических данных от оптического датчикового блока (12), по меньшей мере для распознавания скоростей роста растительных побегов (24), а блок (20) передачи данных предусмотрен по меньшей мере для отправки вовне выявленных скоростей роста.

16. Сельскохозяйственное датчиковое устройство (32), включающее в себя, прежде всего, выполненную в форме стержня основную часть (34), оснащенную анкерным устройством (36), выполненным по меньшей мере для частичного погружения в почву (38), и содержащее соотнесенное с основной частью (34) устройство (30) по одному из предшествующих пунктов для распознавания прорастания посева (10).

17. Сельскохозяйственное датчиковое устройство (32) по п. 16, отличающееся тем, что оптический датчиковый блок (12) устройства (30) для распознавания прорастания посева (10), по меньшей мере частично расположен вблизи от надземного верхнего конца (40) основной части (34).

18. Сельскохозяйственное датчиковое устройство (32) по п. 16 или 17, отличающееся тем, что оно содержит по меньшей мере один датчик (42) влажности почвы, по меньшей мере один датчик (44) температуры почвы и/или по меньшей мере один надземный погодный датчик (46).

19. Сельскохозяйственное датчиковое устройство (32) по одному из пп. 16-18, отличающееся тем, что в поле (14) обзора оптического датчикового блока (12) устройства (30) для распознавания прорастания посева (10) расположена масштабная метка (50), выполненная для предоставления возможности обнаружения скорости роста путем автоматического сравнения графических данных, и/или в поле (14) обзора оптического датчикового блока устройства (30) для распознавания прорастания посева (10) расположен химический или физический индикаторный элемент, который предусмотрен для оптического представления моментального параметра окружающей среды.

20. Сельскохозяйственный способ контроля и/или управления посредством устройства (30) по одному из пп. 1-15 или посредством сельскохозяйственного датчикового устройства (32) по одному из пп. 16-19, причем на шаге (48) контроля многократно или непрерывно при стационарном обзоре сверху участка (52) возделываемой земли зарегистрированные графические данные анализируют посредством блока (18) обработки данных для автоматического распознавания моментов времени прорастания посева (10) на участке (52) возделываемой земли.

21. Сельскохозяйственный способ контроля и/или управления по п. 20, отличающийся тем, что графические данные для распознавания момента времени прорастания анализируют вблизи от датчика.

22. Сельскохозяйственный способ контроля и/или управления по п. 20 или 21, отличающийся тем, что при распознавании прорастания растительного побега (24) на шаге (98) оповещения отправляют вовне оповещение о моменте времени прорастания.

23. Сельскохозяйственный способ контроля и/или управления по п. 22, отличающийся тем, что на шаге (54) управления получатель (58) оповещения может запросить передачу графических данных участка (52) возделываемой земли и/или распознанного растительного побега (24).

24. Сельскохозяйственный способ контроля и/или управления по п. 23, отличающийся тем, что на следующем после шага (54) управления шаге (56) способа содержащий ограниченный распознанным побегом (24) растения участок изображения запрошенных графических данных передают получателю (58).

25. Сельскохозяйственный способ контроля и/или управления по п. 23 или 24, отличающийся тем, что графические данные и оповещения передают получателю (58) с использованием различных сетевых протоколов.

26. Сельскохозяйственный способ контроля и/или управления по одному из пп. 23-25, отличающийся тем, что на шаге (60) обучения алгоритма предоставляют ответное извещение от получателя (58) относительно правильности выполненного распознавания растительных побегов для автоматической оптимизации и/или автоматического обучения алгоритма, выполняющего распознавание растительных побегов.

27. Сельскохозяйственный способ контроля и/или управления по одному из пп. 20-26, отличающийся тем, что на шаге (62) планирования и/или управления на основе выявленного момента времени прорастания связанного с посевом (10) растительного побега (24) планируют выращивание и/или планируют время сбора урожая.

28. Сельскохозяйственный способ контроля и/или управления по одному из пп. 20-27, отличающийся тем, что на шаге (64) возделывания на основе распознавания присутствия связанного с посевом (10) растительного побега (24) и/или на основе выявленного момента времени прорастания связанного с посевом (10) растительного побега (24) земледельческой системой (84), например системой (66) орошения, системой (68) защиты растений и/или системой (70) внесения удобрений управляют в автоматическом режиме.

29. Сельскохозяйственный способ контроля и/или управления по п. 28, отличающийся тем, что при автоматическом управлении земледельческой системой (84), прежде всего системой (66) орошения, системой (68) защиты растений и/или системой (70) внесения удобрений, на шаге (64) возделывания учитывают данные параллельных измерений влажности почвы, температуры почвы и/или местных погодных условий.

30. Сельскохозяйственный способ контроля и/или управления по п. 28 или 29, отличающийся тем, что при автоматическом управлении системой (68) защиты растений на шаге (64) возделывания на основе распознавания типа сорняка предлагают/выбирают соответствующее средство для уничтожения сорняков.

31. Сельскохозяйственный способ контроля и/или управления по одному из пп. 20-30, отличающийся тем, что на первом подшаге (72) шага (48) контроля на основе зарегистрированных на участке (52) возделываемой земли графических данных подлежит выявлению плотность растительных побегов (24) на единицу площади в пределах участка (52) возделываемой земли, а на втором подшаге (74) шага (48) контроля для определения относительного успеха посева плотность растительных побегов (24) в пределах участка (52) возделываемой земли подлежит сравнению с известной плотностью посева на единицу площади в пределах участка (52) возделываемой земли.

32. Сельскохозяйственный способ контроля и/или управления по одному из пп. 20-31, отличающийся тем, что на шаге (76) оптимизации посева запрашивают базу (78) данных о выявленных в зависимости от типа почвы относительных успехах посева, и на основе этих данных предлагают оптимальную для типа почвы норму высева для будущих посевов.

33. Сельскохозяйственная система (80) контроля и/или управления, включающая в себя по меньшей мере одно устройство (30) для распознавания прорастания посева (10) по одному из пп. 1-15 или по меньшей мере одно сельскохозяйственное датчиковое устройство (32) по одному из пп. 16-19, включающая в себя управляющее и/или регулирующее устройство (82), которое предусмотрено по меньшей мере для управления земледельческой системой (84), такой как система (66) орошения, система (68) защиты растений и/или система (70) внесения удобрений, в рамках осуществления сельскохозяйственного способа контроля и/или управления по одному из пп. 27-30 или п. 32.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2024 года RU2832186C2

WO 2020000043 A1, 02.01.2020
WO 2020058175 A1, 26.03.2020
DE 102015221085 A1, 04.05.2017
JP 2014018140 A, 03.02.2014
WO 2018234733 A1, 27.12.2018
WO 2021102378 A1, 27.05.2021
EP 3357332 A1, 08.08.2018.

RU 2 832 186 C2

Авторы

Плётцинг Тобиас

Бёниш Беньямин

Даты

2024-12-23Публикация

2022-06-08Подача