BR102015017871A2 - método e sistema de engate no solo - Google Patents

Abstract

método e sistema de engate no solo. um indicador de distribuição de solo é gerado, e indica a distribuição de solo. um sinal de ação é automaticamente gerado com base no indicador de distribuição de solo.

Description

“MÉTODO E SISTEMA DE ENGATE NO SOLO” CAMPO DA DESCRIÇÃO

[001] A presente descrição se refere a implementos de engate no solo. Mais especificamente, a presente descrição se refere a detectar e controlar automaticamente um perfil de solo atrás de um implemento de engate no solo.

FUNDAMENTOS

[002] Existe uma ampla variedade de diferentes tipos de implementos de engate no solo. Somente na agricultura existem inúmeros diferentes implementos que engatam o solo em um campo. Por exemplo, tais implementos podem incluir discos, discos de multissegmentos, cultivadores subsoladores, implementos com ferramentas de engate no solo, tais como máquinas para abrir estradas, e discos de conformação de solo, dentre uma ampla variedade de outros.

[003] Todos desses tipos de implementos de engate no solo, por algum grau ou outro, distribuem o solo de trás deles. Por exemplo, um disco é frequentemente puxado por um trator e pode mover o solo para a direita, ou para a esquerda, à medida que ele está sendo puxado. Alguns discos têm um conjunto dianteiro de lâminas, e um conjunto traseiro de lâminas.

[004] O conjunto dianteiro de lâminas é angulado para distribuir o solo em uma direção (por exemplo, para fora a partir de um ponto central do disco), e o conjunto traseiro de lâminas é angulado para distribuir o solo na direção oposta (por exemplo, para dentro em relação ao ponto central).

[005] A quantidade de solo que é distribuída por cada elemento de distribuição pode depender de um número de diferentes variáveis. Por exemplo, ela pode depender da profundidade com a qual o elemento de distribuição de solo engata o solo. Se ele engata o solo mais profundamente, ele distribui uma maior quantidade de solo. Ela pode também depender do ângulo do elemento de distribuição de solo. Por exemplo, onde o elemento de distribuição de solo é um grupo de lâminas de disco, ajustadas em um ângulo de engate no solo que é relativamente estreito, ele distribuirá uma maior quantidade de solo do que se o ângulo for ajustado relativamente amplo.

[006] Por conseguinte, dependendo de como o implemento de engate no solo é operado, ele pode criar uma distribuição de solo irregular atrás dele, quando ele se desloca sobre o solo. Continuando com o exemplo no qual o conjunto dianteiro de lâminas de disco distribui solo para fora em relação a um ponto central, e o conjunto traseiro de lâminas de disco distribuem solo para dentro, se o disco não for configurado apropriadamente, ele pode resultar em um perfil de solo irregular. Por exemplo, assuma que o conjunto dianteiro de lâminas de disco está engatando o solo mais profundamente, ou em um ângulo mais severo que o conjunto traseiro das lâminas de disco. Neste caso, uma maior quantidade de solo pode ser distribuída para fora pelas lâminas dianteiras de disco, que é puxada para trás e para dentro, pelas lâminas traseiras do disco. Isto pode resultar em um perfil de solo irregular. Por exemplo, a quantidade de solo na borda externa do disco podería ser maior (por exemplo, amontoada) em relação à quantidade de solo no centro do disco.

[007] Este é somente um exemplo de um implemento de engate no solo. É também somente um exemplo de como um tal implemento pode ser operado a fim de deixar um perfil de solo irregular detrás dele. Muitos outros exemplos também existem.

[008] A discussão acima é meramente provida para informação geral dos antecedentes e não é destinada a ser usada como uma ajuda na determinação do escopo da matéria reivindicada.

SUMÁRIO

[009] Um indicador de distribuição de solo é gerado, e indica uma distribuição de solo. Um sinal de ação é automaticamente gerado, baseado no indicador de distribuição de solo.

[0010] Este Sumário é provido para introduzir uma seleção de conceitos de uma forma simplificada, que são descritos mais detalhadamente abaixo na Descrição detalhada. Este Sumário não é destinado a identificar as características principais ou características essenciais da matéria reivindicada, nem é destinado a ser usado como uma ajuda na determinação do escopo da matéria reivindicada. A matéria reivindicada não é limitada às implementações que solucionam qualquer ou todas das desvantagens notadas nos antecedentes.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0011] A figura 1 é um diagrama de blocos de um exemplo de um sistema de engate no solo, que inclui um implemento de engate no solo.

[0012] A figura 2 é um diagrama de blocos mostrando alguns exemplos de mecanismos de distribuição de solo.

[0013] A figura 3 é um diagrama de blocos mostrando alguns exemplos de atuadores de controle.

[0014] A figura 4 é uma vista superior de uma modalidade de um disco.

[0015] As figuras 4A-4C mostram três exemplos de perfis de solo.

[0016] A figura 5 é um fluxograma simplificado ilustrando uma modalidade da operação do sistema mostrado na figura 1.

[0017] A figura 6 é um fluxograma mais detalhado ilustrando uma modalidade da operação do sistema mostrado na figura 1 na monitoração de um perfil de solo e gerando um sinal de ação.

[0018] A figura 7 é um fluxograma ilustrando uma modalidade da operação do sistema mostrado na figura 1 na realização de uma ação baseada no sinal de ação.

[0019] A figura 8 é uma vista lateral de uma modalidade de um disco.

[0020] A figura 9 é uma vista traseira de uma modalidade de um disco multissegmento.

[0021] A figura 10 é uma vista superior de uma modalidade de um disco multissegmento.

[0022] A figura 11 é uma vista superior de uma modalidade do disco multissegmento mostrado nas figuras 9 e 10 com ferramentas de engate no solo e discos de conformação de solo dispostos sobre as mesmas.

[0023] A figura 12 é uma vista lateral de uma porção do disco mostrado na figura 11.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0024] A figura 1 é um diagrama de blocos de uma modalidade ilustrativa de um sistema de engate no solo 100. O sistema 100 ilustrativamente inclui o veículo 102 (por exemplo, um trator) e um implemento de engate no solo 104 (por exemplo, um disco). A figura 1 também mostra que, em uma modalidade, ou o veículo 102 ou o implemento de engate no solo 104 (ou ambos) pode ilustrativamente se comunicar com os sistemas remotos 106 ou diretamente, ou sobre uma rede 108.

[0025] Antes de descrever a figura 1 em mais detalhe, será notado que a figura 1 mostra somente um exemplo de um sistema de engate no solo e uma ampla variedade de outros podería ser também usada. Por exemplo, a presente discussão prosseguirá com relação um implemento de engate no solo 104, que é um disco que é conectado à parte traseira do veículo 102, que será descrito como um trator, mas uma ampla variedade de outras configurações pode ser usada. O implemento 104 pode, por exemplo, ser qualquer outro tipo de implemento de trabalho do solo, semeadura, corte, tratamento de areia/solo, transporte ou pulverização. Ele pode ser qualquer implemento que distribui solo. Ele pode ser conectado ou à parte dianteira ou à parte traseira do veículo 102, que pode ser uma máquina ceifadeira-debulhadora, um pulverizador, um veículo utilitário ou uma ampla variedade de outros veículos. Em adição, o implemento de engate no solo 104 pode ser incorporado dentro da estrutura do veículo 102, ou arranjado de outra maneira. Esses são somente exemplos. Também, o exemplo descrito aqui será para uma modalidade na qual o perfil de solo é detectado depois do implemento de engate no solo 104 passar sobre o solo. Todavia, em outra modalidade, o perfil de solo pode ser também detectado antes de o implemento 104 passar sobre o solo. Esses são somente exemplos.

[0026] No exemplo mostrado na figura 1, o veículo 102 pode ilustrativamente incluir o processador 110, o componente de interface de usuário 112, o sensor de posição 114, o componente de controle de implemento 116, o componente de controle de perfil de solo 117, o armazenamento de dados 118 (que propriamente pode incluir um ou mais mapas de perfil de solo 120, limites de perfil de solo 122, ou outra informação 124), o componente de comunicação 126, sensores relacionados ao implemento 128, o sensor de velocidade 130, e pode incluir também outros componentes 132. Os sensores relacionados ao implemento 128 podem incluir uma ampla variedade de diferentes sensores, tais como um sensor de velocidade ou torque de tomada de força (PTO) 134, um sensor de pressão ou fluxo hidráulico 136, vários sensores de voltagem e corrente 138, sensor de arraste 140 ou várias combinações desses ou outros sensores 142.

[0027] A figura 1 também mostra que o implemento de engate no solo 104 pode ilustrativamente incluir mecanismos de distribuição de solo 144, atuadores de controle 146, um ou mais sensores de perfil de solo 148, o componente de comunicação 150, o processador 152, o armazenamento de dados 154 (que, propriamente, pode incluir uma linha de base de solo 156, um ou mais limites de perfil de solo 158, ou outra informação 160). O implemento 104 pode também incluir outros sensores 162, tais como sensores de posição de armação 164, sensores de posição de cilindro 166, sensores de pressão de pneus 168, sensores de deflexão de pneu 170, e um grande número de outros sensores 172. O implemento 104 pode também incluir também outros itens 174.

[0028] No exemplo mostrado na figura 1, os sistemas remotos 106 podem incluir uma variedade de diferentes sistemas. Por exemplo, eles podem incluir um ou mais armazenamentos de dados remotos 176, um sistema de computação para um gerente da fazenda 178, um sistema remoto de geração de relatório 180, ou uma ampla variedade de outros sistemas remotos 182.

[0029] Antes de descrever a operação do sistema 100, uma breve descrição de alguns dos componentes identificados na figura 1 será primeiro provida. O componente de interface de usuário 112 ilustrativamente provê uma interface de usuário para interação por um operador do veículo 102. Ela pode incluir uma tela de exibição, dispositivos para gerar informação de áudio, ou outra informação visual (tais como luzes), ou mecanismos de realimentação tácteis, que provêm uma saída táctil. O sensor de posição 114 ilustrativamente detecta a posição do veículo 102. Ele pode, por exemplo, ser um sistema de posicionamento global (GPS), um sistema de reconhecimento passivo, um sistema LORAN, ou uma ampla variedade de outros sistemas de detecção de posição. O componente de controle de implemento 116 ilustrativamente provê saídas para controlar várias características de implemento de engate no solo 104. O componente 116 pode incluir saídas eletrônicas, hidráulicas, mecânicas, ou uma ampla variedade de outras saídas para controlar as características hidráulicas, as características elétricas, as características pneumáticas ou mecânicas, ou outras características do implemento 104. Um operador do veículo 102 pode ser posicionado no veículo 102. Em outras modalidades, o veículo 102 pode ser não tripulado e um operador e o componente de interface de usuário 112 podem ser eliminados ou posicionados em um local diferente.

[0030] O componente de controle de perfil de solo 117 pode ser disposto no veículo 102, ou no implemento 104, ou partes do componente 117 podem ser dispostas tanto no veículo 102 quanto no implemento 104. Ele recebe um sinal a partir do sensor de perfil de solo 148 (descrito em maior detalhe abaixo), indicativo do perfil de solo detrás do implemento 104 e provê sinais de saída que podem ser usados para realizar várias ações (como também descritas abaixo).

[0031] O componente de comunicação 126 ilustrativamente se comunica com o implemento de engate no solo 104 e os sistemas remotos 106. Por conseguinte, ele pode incluir ou um componente de comunicação sem fio, um componente de comunicação com fio, ou ambos. Ele pode incluir uma barra coletora de comunicação (tal como uma barra coletora CAN), ou uma ampla variedade de outros mecanismos de comunicação para comunicar informação.

[0032] No implemento 104, mecanismos de distribuição de solo 144 podem ser uma ampla variedade de diferentes mecanismos. Como mostrado na figura 2, por exemplo, os mecanismos de distribuição de solo 144 podem incluir grupos de disco 184, um implemento multiseção 186, ferramentas de engate no solo (tais como máquinas para abrir estradas, etc.) 188, discos de conformação de solo (ou controlados em grupos ou como discos individuais) 190, cultivadores subsoladores 192, ou outros mecanismos de distribuição de solo 194, que distribuem solo de várias maneiras detrás do implemento 104.

[0033] Atuadores de controle 146 ilustrativamente controlam o sistema de distribuição de solo 144 para controlar a quantidade, e a direção, da distribuição de solo detrás do implemento 104. Assim, por controle de atuadores de controle 146, o perfil de solo detrás do implemento 104 pode ser controlado. Os atuadores 146 podem ser atuadores manuais ou automáticos e podem assumir uma ampla variedade de diferentes formas. Por exemplo, a figura 3 mostra que eles podem incluir sistemas de nivelamento à frente e atrás 196 para controlar a profundidade com o qual a distribuição de solo mecanismos 144 engata o solo. Eles podem incluir grupo de disco ângulo atuadores 198 que alteram o ângulo (em relação à direção de deslocamento) com o qual os grupos de disco em um disco engatam o solo. Eles podem ser os atuadores de disco de conformação de solo 200, que ilustrativamente controlam a profundidade ou ângulo (ou ambos), com o qual os discos de conformação de solo engatam o solo. Será notado que os atuadores de controle 146 podem também incluir outros atuadores 202.

[0034] O sensor de perfil de solo 148 ilustrativamente e automaticamente obtém alguma indicação do perfil de solo detrás do implemento 104. Em modalidade exemplo, automaticamente significa que uma função é realizada sem quaisquer entradas do usuário, necessárias, diferentes que para permitir, ou ligar, o item que realiza a função. Será notado que o sensor de perfil de solo 148 é mostrado no implemento de engate no solo 104. Todavia, ele podería também ser disposto no veículo 102, ou em outros locais, dependendo da implementação particular do sistema.

[0035] Por exemplo, em uma modalidade, ele gera uma indicação da altura de solo, em relação a um ponto de referência conhecido, detrás do implemento 104, em vários pontos em uma direção geralmente deslocada a partir de (por exemplo, perpendicular a) a direção de deslocamento do implemento 104. A título de exemplo, se o implemento 104 é um disco onde um segmento do disco distribui solo para fora em relação a um ponto central do disco, e outro segmento de disco distribui solo para dentro em relação àquele ponto, o sensor de perfil de solo 148 ilustrativamente gera uma indicação de se o solo está se amontoando nos lados externo ou interno, ou em outro local.

[0036] Para ilustrar isto, a figura 4 mostra uma vista esquemática superior de um implemento 104, de exemplo. O implemento 104 mostrado na figura 4 é um disco que inclui quatro grupos de disco. O disco se desloca na direção indicada pela seta 204, e os grupos de disco incluem dois grupos de disco dianteiros 206 e 208, cada um dos quais tem uma pluralidade de lâminas de disco 210 e 212, respectivamente. Os grupos de disco também incluem dois grupos traseiros de disco 214 e 216, cada um dos quais inclui uma pluralidade de lâminas de disco 218 e 220, respectivamente. O ângulo dos grupos de disco dianteiros em relação à direção de deslocamento 204, e o ângulo da parte traseira grupos de disco em relação à direção de deslocamento 204 é ilustrativamente controlado em tomo de um ponto de pivô 222. Por exemplo, cada grupo de disco pode ser pivotadamente acoplado em tomo do ponto 222, com seu próprio atuador, controlado separadamente. O atuador pode, por exemplo, ser um atuador hidráulico ou elétrico (ou outro), que pode ser controlado para variar o ângulo de seu correspondente gmpo de disco em relação à direção de deslocamento. Em outra modalidade, os grupos de disco dianteiros 206 e 208 são controláveis como uma unidade, como são os gmpos de disco traseiros. Será também notado que, em ainda outra modalidade, todos os quatro gmpos de disco podem ser controlados também por um único atuador.

[0037] Em qualquer caso, pode ser visto da figura 4 que os gmpos de disco dianteiros são angulados para distribuir solo para fora, nas direções indicadas pelas setas 224 e 226, em relação ao ponto de pivô central 222. Os gmpos de disco traseiros 214 e 216 são angulados para puxar o solo de volta na direção para o ponto de pivô 222. Assim, se os gmpos de disco dianteiros 206 e 208 estão distribuindo uma maior quantidade de solo que os gmpos de disco traseiros 214 e 216, então o perfil de solo atrás do disco 104 irá mostrar que um ponto baixo está se desenvolvendo na direção para o centro do disco 104 e pontos altos estão se desenvolvendo na direção para a porção externa do disco 104.

[0038] A figura 4A mostra uma modalidade de um tal perfil de solo. Pode ser visto que a largura do disco 104 (entre as lâminas externas de disco nos gmpos de disco) é representada por “w” ao longo de um eixo x, que é geralmente perpendicular à direção de deslocamento do disco 104. A altura do solo é representada por “h” ao longo de um eixo y. Em uma modalidade, uma altura de linha de base do solo é representada por “0” no eixo y. Por conseguinte, o ponto baixo 230 no perfil de solo é representado por um número negativo no eixo y, enquanto os pontos mais altos 232 e 234 são representados por números positivos no eixo y. Isto é somente um exemplo e o perfil de solo pode ser representado também de outras maneiras. Independentemente de como o perfd de solo é representado, a figura 4A mostra que o disco 104 está preferencialmente distribuindo solo para fora para deixar um baixo ponto no centro e pontos altos na direção para o exterior.

[0039] A figura 4B mostra outro perfil de solo, em que o oposto é verdadeiro. Pode ser visto na figura 4B que o perfil de solo mostra um ponto alto 236 na direção para o centro do disco 104 e pontos baixos 238 e 240 na direção para o exterior do disco 104. Isto pode resultar a partir do disco 104 preferencialmente distribuindo solo para o interior.

[0040] A figura 4C mostra um perfil de solo relativamente plano. O nível de solo não se desvia a partir do nível de linha de base por um valor muito grande, através da largura inteira do disco 104.

[0041] O sensor de perfil de solo 148 ilustrativamente obtém uma representação do perfil de solo detrás do implemento 104. Assim, o sensor 148 pode ser qualquer de uma ampla variedade de diferentes itens. Por exemplo, ele pode incluir câmeras estéreo, um sistema lidar de exploração, um sistema de luz estruturado, ou um sistema de tempo de voo de ponto a laser, dentre outros. Esses sistemas podem ser montados para capturar imagens do solo detrás do implemento 104. As imagens podem ser usadas para obter uma representação bidimensional ou tridimensional do perfil de solo. Será também notado que o sensor de perfil de solo 148 pode incluir um único sensor, ou múltiplos diferentes sensores com campos de sobreposição (ou de não sobreposição) de detecção, montados através da porção traseira do implemento 104. Ele pode incluir também uma ampla variedade de outros sensores. Alguns desses são descritos em mais detalhe abaixo com relação à figura 5.

[0042] A figura 5 é um fluxograma simplificado ilustrando uma modalidade da operação do sistema 100, em detectar e controlar o perfil de solo detrás do implemento 104. É primeiramente assumido que o implemento de engate no solo 104 está sendo usado para realizar uma operação de engate no solo. Isto é indicado pelo bloco 250 na figura 5. A título de exemplo, onde o implemento 104 é um disco, é assumido que um operador começou a operação de aplicação de discos. O sensor 148 gera um sinal de saída, indicativo do perfil de solo detrás do implemento 104, e o componente de controle de perfil de solo 117 (ou no veículo 102 ou no implemento 104) ilustrativamente recebe o sinal de saída a partir do sensor de perfil de solo 148 e identifica quando uma inaceitável distribuição de solo está ocorrendo ou está prestes a ocorrer detrás do implemento de engate no solo 104. Isto é indicado pelo bloco 252. Várias maneiras para realizar isto são descritas abaixo com relação à figura 6. Em qualquer caso, o componente 117 ilustrativamente gera um sinal de ação, que indica que o perfil de solo atingiu um nível inaceitável. Isto é indicado pelo bloco 254.

[0043] O operador, o componente de controle de implemento 116, ou um componente de controle no implemento 104, ou uma ampla variedade de outros componentes, pode então realizar uma ação para permitir ajustes de implemento a fim de melhorar a distribuição de solo. Isto é indicado pelo bloco 256 na figura 5.

[0044] Isto pode continue enquanto a operação de engate no solo continua. Isto é indicado pelo bloco 258.

[0045] A figura 6 mostra um fluxograma mais detalhado de uma modalidade da operação do sistema 100 em identificar indesejadas condições de perfil de solo detrás do implemento 104. Em uma modalidade, o componente de controle de perfil de solo 117 primeiramente recebe um sinal a partir do sensor de perfil de solo 148 para identificar (tal como calcular ou de outra maneira estabelecer) uma medição de linha de base de perfil de solo.

Isto é indicado pelo bloco 260 na figura 6. A título de exemplo, e com referência novamente aos perfis nas figuras 4A-4C, o componente de controle de perfil de solo 117 identifica onde o nível "0" está nos perfis de solo. Isto pode ser feito em uma ampla variedade de diferentes maneiras.

[0046] Por exemplo, quando um sistema de luz estruturado é usado, a linha de base pode ser uma linha horizontal, observada quando o implemento 104 está operando sobre uma superfície plana. Em algumas modalidades, esta calibração pode ser realizada uma vez e o valor de linha de base pode ser armazenado para a operação posterior. Em outras modalidades (tal como onde um implemento de trabalho no solo compreende múltiplas seções que seguem o contorno da terra), a calibração de linha de base pode ser realizada mais frequentemente, à medida que o contorno da terra altera. Em adição, uma linha de base pode ser obtida para cada seção de implemento para levar em conta o contorno da terra para esta particular seção de implemento.

[0047] Em outra modalidade, a linha de base pode ser ajustada por alertar o operador para identificar um local particular, sobre o qual o implemento 104 está se deslocando, que tem um perfil de solo aceitável. Neste caso, o sensor de perfil de solo 148 pode gerar uma indicação das variações no perfil de solo sobre esta porção do campo, e o nível de solo médio no perfil pode ser identificado como o nível "0" (ou o nível de linha de base). Evidentemente, esses são somente exemplos de diferentes maneiras de identificar uma medição de linha de base de perfil de solo, e uma grande quantidade de outras poderia também ser usada.

[0048] Uma vez quando o nível de linha de base de perfil de solo foi obtido, o sensor de perfil de solo 148 obtém uma indicação do perfil de solo em relação ao nível de linha de base. Isto pode ser representado pela altura do solo detrás do implemento de engate no solo 104, em relação a um ponto conhecido (tal como em relação ao nível de linha de base). Isto é indicado pelo bloco 262. Por exemplo, o sensor de perfil de solo 148 pode usar formação de imagens tridimensionais, como indicado pelo bloco 264. Ela pode incluir múltiplas imagens tridimensionais que são combinadas para obter uma imagem tridimensional. Isto é indicado pelo bloco 266.

[0049] Ela pode incluir ou uma imagem substancialmente contínua através da largura inteira do implemento 104, ou pode incluir imagens descontínuas de múltiplas amostras do solo, através da largura do implemento 104. Isto é indicado pelo bloco 268. Ela pode também, por exemplo, incluir uma imagem de uma única área de amostra, como indicado pelo bloco 270.

[0050] Como um exemplo de onde uma única área de amostra pode ser usada, assuma que o implemento 104 tem uma tendência de somente puxar solo na direção para um lado, enquanto outras áreas do perfil de solo detrás do implemento 104 permanecem relativamente planas. Isto pode ser o caso em que o implemento 104 é uma lâmina ou raspador. Em uma tal modalidade, pode ser que o perfil de solo somente perto de um lado do implemento 104 precise ser amostrado ou detectado de outra maneira. Se ele se tomar demasiadamente alto ou demasiadamente baixo, então um perfil pode ser identificado como inaceitável. Caso contrário, pode ser assumido que o perfil de solo é aceitável. Isto é somente um exemplo de onde uma única área de amostra pode ser usada.

[0051] Deve ser também notado que o sensor de perfil de solo 148 pode ser um sensor de altura de solo absoluto, como indicado pelo bloco 272. Por exemplo, alguns sensores de GPS detectam não somente a posição de longitude e de latitude, mas também a posição de altitude. Alguns são muito precisos (até dentro de centímetros, ou frações de centímetros). Por conseguinte, se um sensor de GPS é montado em um item que segue a topologia do solo detrás do implemento 104, ele pode prover uma indicação absoluta como a altura (ou altitude) do solo. Isto pode ser comparado com outros pontos ao longo da parte traseira do implemento 104, para obter uma indicação do perfil de solo.

[0052] Deve ser também notado que os dados indicativos do perfil de solo podem ser tomados médios no tempo a fim de obter uma indicação de perfil de solo final. Isto pode ser útil, por exemplo, para filtrar os efeitos de torrões de sujeira, resíduo de planta, ou outros artefatos que podem estar presentes, mas que não são representativos da superfície de solo lavrada. A formação de média dos dados é indicada pelo bloco 274 na figura 6. Evidentemente, outros mecanismos para obter a indicação do perfil de solo podem ser também usados, e isto é indicado pelo bloco 276.

[0053] Uma vez quando a indicação do perfil de solo físico é obtida, o componente 117 calcula uma métrica de perfil de solo com base no perfil de solo físico. A título de exemplo, onde o perfil de solo físico é representado por uma imagem tridimensional, o perfil de solo irá ter um desvio de 0 (ou próximo a 0) a partir do nível de linha de base, sobre uma superfície plana. Todavia, sobre um campo lavrado, por exemplo, a maioria das partes do perfil de solo físico terá ou um desvio positivo ou negativo a partir do nível de linha de base. Isto significa que, quando o perfil de solo físico é gerado em um dispositivo de exibição, a maioria dos pixels no perfil de solo irá se desviar em qualquer da direção positiva ou da negativa a partir do valor de linha de base. Esses valores irão corresponder a uma superfície de solo que está acima ou abaixo do nível de linha de base plano. Assim, em uma modalidade, a métrica calculada de perfil de solo é calculada em termos de pixels ao quadrado.

[0054] A equação um abaixo pode ser usada para calcular um exemplo da métrica de perfil de solo. Métrica de solo = Ση i=i Xi * yi Eq. 1 onde n é o número de pontos de amostra através da largura de interesse (por exemplo, a largura das porções amostradas atrás do disco 104), x é a distância a partir do ponto central definido na imagem de perfil de solo (por exemplo, a distância de deslocamento a partir do ponto de pivô central 222 nos perfis mostrados na figura 4A-4C), e y é o desvio a partir da linha de base na direção y (por exemplo, h nas imagens de perfil de solo, mostradas nas figuras 4A-4C).

[0055] Referência é novamente feita aos perfis de solo nas figuras 4A-4C. Com um perfil de solo relativamente plano (por exemplo, na figura 4C), a métrica de perfil de solo, calculada com a equação 1, será próxima a 0.

[0056] Todavia, para o perfil de solo mostrado na figura 4B, a métrica de perfil de solo irá ter um valor negativo relativamente alto, porque os valores de y positivos, próximos ao centro do o implemento, são multiplicados pelos pequenos valores de x, enquanto os valores de y negativos nas bordas externas do implemento são multiplicados pelos valores de x relativamente grandes.

[0057] Com relação ao perfil de solo mostrado na figura 4A, a métrica de perfil de solo irá ter um valor positivo relativamente alto. Isto é porque os valores de y negativos, próximos ao centro do o implemento, são multiplicados pelos pequenos valores de x, enquanto os valores de y positivos nas bordas externas do implemento são multiplicados pelos valores de x relativamente grandes. O cálculo da métrica de perfil de solo com base na imagem dos perfis de solo é indicado pelo bloco 278 na figura 6. Isto é, todavia, um exemplo de como a métrica de perfil de solo pode ser calculada.

[0058] O componente de controle de perfil de solo 117 então compara a métrica de perfil calculado com um valor limite. Isto é indicado pelo bloco 280. Isto pode ser feito também por uma variedade de diferentes maneiras. Em uma modalidade, a métrica calculada de perfil de solo é comparada com um limite positivo e com um limite negativo. Isto é, todavia, somente um exemplo.

[0059] O componente 117 então determina se a métrica de perfil de solo excedeu o valor limite (tal como em qualquer uma da direção positiva ou negativa). Isto é indicado pelo bloco 282. Se não excedeu, o processamento simplesmente continua no bloco 262, até a operação de engate no solo ser completada. Isto é indicado pelo bloco 286.

[0060] Todavia, se, no bloco 282, a métrica de perfil de solo excedeu o valor limite, então o componente de controle de perfil de solo 117 gera um sinal de ação. Isto é indicado pelo bloco 288.

[0061] O sinal de ação pode assumir uma ampla variedade de diferentes formas.

[0062] A figura 7 é um fluxograma mostrando uma modalidade de itens, que pode ser realizada em resposta ao sinal de ação. É primeiramente assumido que o componente 117 recebeu o sinal de ação. Isto é indicado pelo bloco 290 na figura 7. O componente 117 (ou uma ampla variedade de outros componentes) pode então realizar uma ação baseada no sinal de ação recebido. Isto é indicado pelo bloco 292.

[0063] As ações podem assumir também uma ampla variedade de diferentes formas. Por exemplo, uma ação pode ser a de comunicar usando o componente de comunicação 150, com o controle do componente de interface de usuário 112 onde uma apropriada notificação de interface de usuário pode ser gerada a fim de notificar o operador. Isto é indicado pelo bloco 294 na figura 7. A título de exemplo, a notificação pode ser uma notificação de áudio, uma notificação visual, uma notificação táctil, ou outros tipos de notificações (tais como combinações dessas notificações). O operador pode então fazer ajustes manuais ao implemento de engate no solo 104, a fim de tentar melhorar o perfil de solo detrás do implemento 104. Novamente com referência à figura 4, o operador pode fazer ajustes manuais aos ângulos ou profundidades, com os quais os grupos de disco engatam o solo. Outros ajustes manuais também podem ser feitos.

[0064] Em adição, o processador 110 pode usar o sinal a partir do sensor de posição 114, bem como o sinal de ação, a fim de realizar o mapeamento de perfil de solo, como indicado pelo bloco 296 na figura 6.

[0065] Este tipo de mapeamento pode prover um mapa que indica o perfil de solo à medida que ele varia através de um campo. Ele pode também ser uma forma resumida de mapeamento, na qual áreas problemáticas são simplesmente identificadas dentro de um campo, sem representar o perfil de solo preciso através do campo inteiro. Outros tipos de mapeamento podem ser também realizados.

[0066] O sinal de ação pode causar com que o componente de comunicação 150 ou o componente de comunicação 126 envie informação para um sistema remoto. Isto é indicado pelo bloco 298. Por exemplo, o sistema remoto pode ser um armazenamento de dados remotos, como mostrado em 176 na figura 1, ele pode ser um gerente da fazenda 178, ele pode ser um sistema remoto de geração de relatório 180, onde é usado para a geração de um relatório, ou pode ser enviado para outros dos sistemas remotos 182. Será também notado que ele pode ser armazenado no armazenamento de dados 154 como o perfil 155, ou ele pode ser armazenado também no armazenamento de dados 118. Aqueles armazenamentos de dados podem ser armazenamentos de dados removíveis ou fixos.

[0067] Em ainda outra modalidade, o sinal de ação é provido para controlar os atuadores 146 a fim de realizar o controle automatizado dos mecanismos de distribuição de solo 144 no implemento 104. Isto é indicado pelo bloco 300. Com referência novamente à modalidade mostrada na figura 4, pode ser que os grupos de disco sejam controlados por atuadores automaticamente controláveis (tais como cilindros hidráulicos, motores elétricos, ou outros atuadores), que podem ser controlados para alterar seletivamente o ângulo ou profundidade de engate dos grupos de disco com relação ao solo. Neste caso, o componente de controle de perfil de solo 117 pode prover sinais de controle para controlar os atuadores 146, a fim de alterar o ângulo ou profundidade de engate em uma tentativa de melhorar o perfil de solo. Existe uma ampla variedade de outras operações de controle automatizado, que podem ser realizadas em resposta ao sinal de ação. Outras operações são indicadas pelo bloco 360 na figura 7.

[0068] As figuras 8-12 ilustram outras modalidades, em que ou ajustes manuais ou ajustes automáticos podem ser feitos em resposta ao sinal de ação. A figura 8 é uma vista lateral do disco que incorpora o implemento 104, mostrado na figura 4, mas ele também inclui os pneus 207 e 215. A figura 8 mostra que, em uma modalidade, um sistema de nivelamento dianteiro e traseiro 302 é geralmente posicionado em uma porção central do disco 104. Ele pode ser usado para girar ou pi votar as porções do disco uma em relação à outra, geralmente na direção indicada pela seta 304, para aumentar a força descendente sobre ou o conjunto dianteiro dos grupos de disco 206 e 208, ou o conjunto traseiro dos grupos de disco 214 e 216. Isto pode ser feito manualmente ou automaticamente usando o atuador de pivô 305. Isto irá alterar a profundidade com a qual os grupos de disco dianteiros e traseiros estão engatando o solo. Por aumento da força sobre os grupos de disco dianteiros, solo será preferencialmente distribuído em uma direção (por exemplo, para o exterior), enquanto o aumento da força sobre os grupos de disco traseiros irá preferencialmente distribuir solo na direção oposta (por exemplo, para o interior).

[0069] As figuras 9 e 10 mostram duas vistas de outra modalidade, em que o implemento de engate no solo 104 é um disco multissegmento. A figura 9 é uma vista traseira do disco, enquanto a figura 10 é uma vista superior do disco. A figura 9 mostra que os grupos de disco traseiros podem incluir um segmento central 310, um segmento externo esquerdo 312, e um segmento externo direito 314. A figura 10 também mostra que existe um segmento externo esquerdo dianteiro 316, um segmento central dianteiro 318 e um segmento externo direito dianteiro 320. Os segmentos dianteiros são pivotáveis (na direção vertical) entre si em tomo de pontos de pivô 322 e 324. Os segmentos traseiros são pivotáveis entre si em tomo dos pontos de pivô 326 e 328. Em uma modalidade, os segmentos dianteiros podem também ser pivotados em relação aos segmentos traseiros na direção da frente para trás. As figuras 9 e 10 também mostram uma modalidade em que uma pluralidade de sensores de perfil de solo 148 é montada em uma porção traseira do disco 104.

[0070] Cada segmento (o segmento esquerdo, o segmento central e o segmento direito) é ilustrativamente acoplado os elementos de armação 330, 332 e 334, respectivamente. Os elementos de armação suportam as rodas 336, 338, 339 e 340, respectivamente. Os elementos de armação são acoplados aos segmentos de disco por um ou mais atuadores (tais como atuadores hidráulicos 342, 344 e 346). Por alteração da extensão relativa de atuadores 342-346, os correspondentes segmentos de disco podem ser elevados ou abaixados em relação aos correspondentes pneus. Isto eleva ou abaixa a profundidade de engate deste segmento de disco com o solo. Por exemplo, se o cilindro 342 é estendido, ele elevará os segmentos externos esquerdos dianteiro e traseiro 316 e 312, respectivamente, com relação ao segmento central do disco. Em contraste, se o cilindro 344 é contraído, por exemplo, ele irá abaixar o segmento central do disco em relação aos segmentos externos esquerdo e direito do disco. Assim, por controle dos cilindros 342, 344, e 346, a profundidade de engate dos vários segmentos do disco mostrados nas figuras 9 e 10 pode ser controlada para preferencialmente mover material na direção para o centro, ou para longe do centro, do disco. Evidentemente, a colocação dos atuadores mostrados nas figuras 9 e 10 é somente exemplificativa e outras configurações podem também ser usadas.

[0071] A figura 11 mostra uma vista superior do disco mostrado nas figuras 9 e 10, exceto que o disco na figura 11 tem ferramentas de engate no solo 350, e um conjunto de disco de conformação de solo 352, afixado à mesma. A figura 12 é uma vista lateral de uma porção do conjunto de disco de conformação de solo 352. Os sensores de perfil de solo 148 são montados próximos ao conjunto 352. Ferramentas de engate no solo 350 podem ser máquinas para abrir estradas ou outras ferramentas de engate no solo, e o conjunto de disco de engate no solo 352 pode ser posicionável, geralmente na direção indicada pela seta 354, em relação ao resto do disco. O conjunto 352 pode ser posicionado usando um atuador apropriado (tal como um atuador hidráulico, um motor elétrico, etc.). Ele pode, por conseguinte, ser usado para elevar ou abaixar os discos de conformação de solo 350 sobre o conjunto 352.

[0072] Será apreciado que pode existir um conjunto separado 352 e correspondente atuador, para cada disco de conformação de solo, para pares de discos de conformação de solo, ou para um maior número de discos de conformação de solo ou para todos os discos de conformação de solo, conjuntamente. Por conseguinte, em adição a ter os atuadores descritos com relação às figuras 9 e 10, o disco mostrado nas figuras 11 e 12 pode ter atuadores adicionais, que são usados para mover discos de conformação de solo 350 de forma que eles preferencialmente engatam, ou desengatam, o solo. Isto pode ser feito a fim de modificar a distribuição de solo (e assim o perfil de solo) detrás do implemento 104.

[0073] A presente discussão mencionou processadores. Em uma modalidade, os processadores incluem processadores de computador com memória associada e circuito de temporização, não separadamente mostrado.

[0074] Eles são partes funcionais dos sistemas ou dispositivos, aos quais elas pertencem, e são ativadas por, e facilitam a funcionalidade dos outros componentes ou itens naqueles sistemas.

[0075] Também, um número de exibições de interface de usuário foi discutido. Elas podem assumir uma ampla variedade de diferentes formas e podem ter uma ampla variedade de diferentes mecanismos de entrada, atuáveis por usuário, dispostas nos mesmos. Por exemplo, mecanismos de entrada, atuáveis por usuário, podem ser caixas de texto, caixas de verificação, ícones, ligações, menus pendentes, caixas de pesquisa, etc. Eles podem também ser atuados em uma ampla variedade de diferentes maneiras. Por exemplo, eles podem ser atuados usando um dispositivo de apontar e clicar (tal como uma esfera de rastro ou mouse). Eles podem ser atuados usando botões de hardware, interruptores, uma alavanca de controle ou teclado, interruptores livres ou almofadas livres, etc. Eles podem também ser atuados usando um teclado virtual ou outros atuadores virtuais. Em adição, onde a tela na qual eles são exibidos é uma tela sensível a toque, eles podem ser atuados usando gestos de toque. Também, onde o dispositivo que exibe os mesmos tem componentes de reconhecimento de voz, eles podem ser atuados usando comandos de voz. Outros sistemas de controle de equipamento podem incluir reconhecimento de gestos usando câmeras ou acelerômetros usados pelo operador, bem como outras interfaces naturais de usuários.

[0076] Um número dos armazenamentos de dados foi também discutido. Será notado que eles podem, cada, ser desmembrados em múltiplos armazenamentos de dados. Todos podem ser locais para os sistemas acessarem os mesmos, todos podem ser remotos, ou alguns podem ser locais, enquanto outros são remotos. Todas dessas configurações são contempladas aqui.

[0077] Também, as figuras mostram um número de blocos com funcionalidade prescrita para cada bloco. Será notado que menos blocos podem ser usados, de forma que a funcionalidade é realizada por menos componentes. Também, mais blocos podem ser usados com a funcionalidade distribuída entre mais componentes.

[0078] Os processadores podem realizar instruções armazenadas em meios legíveis por computador. Meios legíveis por computador podem ser quaisquer meios disponíveis, que podem ser acessados por um computador e inclui tanto meios voláteis quanto não voláteis, meios removíveis e não removíveis. A título de exemplo, e não de limitação, meios legíveis por computador podem compreender meios de armazenamento em computador e meios de comunicação. Meio de armazenamento em computador é diferente de, e não inclui, um sinal de dados modulado ou onda portadora. Ele inclui meio de armazenamento de hardware incluindo tanto meios voláteis quanto não voláteis, removíveis e não removíveis, em qualquer método ou tecnologia para armazenamento de informação, tal como instruções legíveis por computador, estruturas de dadoss, módulos de programa ou outros dados. Meio de armazenamento em computador inclui, mas não é limitado a, RAM, ROM, EEPROM, memória flash ou outra tecnologia de memória, CD-ROM, discos versáteis digitais (DVD) ou outro armazenamento de disco óptico, cassetes magnéticos, fita magnética, armazenamento de disco magnético ou outros dispositivos de armazenamento magnético, ou qualquer outro meio que pode ser usado para armazenar a desejada informação e que pode ser acessado pelo computador. Meios de comunicação podem incorporar instruções legíveis por computador, estruturas de dados, módulos de programa ou outros dados em um mecanismo de transporte e inclui qualquer meio de fornecimento de informação. O termo “sinal de dados modulados” significa um sinal que tem uma ou mais de suas características ajustadas ou alteradas de uma tal maneira a codificar informação no sinal.

[0079] Altemativamente, ou em adição, a funcionalidade descrita aqui pode ser realizada, pelo menos em parte, por um ou mais componentes lógicos de hardware. Por exemplo, e sem limitação, tipos ilustrativos de componentes lógicos de hardware, que podem ser usados, incluem Redes de portas lógicas programáveis (FPGAs), circuitos integrados específicos de programa (por exemplo, ASICs), Produtos de norma específicos de programa (por exemplo, ASSPs), sistemas de sistema integrado em pastilha (SOCs), dispositivos lógicos programáveis complexos (CPLDs), etc.

[0080] Deve ser também notado que as diferentes modalidades descritas aqui podem ser combinadas de diferentes maneiras. Isto é, partes de uma ou mais modalidades podem ser combinadas com partes de uma ou mais outras modalidades. Tudo disto é contemplado aqui.

[0081] Embora a matéria tenha sido descrita em linguagem específica ás características estruturais e/ou atos metodológicos, deve ser entendido que a matéria definida nas reivindicações anexas não é necessariamente limitada às características ou aos atos específicos descritos acima. Pelo contrário, as características específicas e atos descritos acima são expostos como forma de exemplo de implementar as reivindicações.

REIVINDICAÇÕES

Claims (20)

1. Método de engate no solo, caracterizado pelo fato de que compreende: obter um indicador de distribuição de solo, indicativo da distribuição de solo; e gerar automaticamente um sinal de ação com base no indicador de distribuição de solo.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, e caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: realizar uma ação com base no sinal de ação.

3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que gerar automaticamente um sinal de ação compreende: determinar se o indicador de distribuição de solo satisfaz um valor limite; e gerar o sinal de ação com base na determinação de se o indicador de distribuição de solo satisfaz o valor limite.

4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que obter um indicador de distribuição de solo compreende: obter uma indicação de um perfil de solo físico deixado por um implemento de engate no solo através da obtenção de um valor de linha de base de solo, e obtenção de uma indicação de uma altura do solo em relação ao valor de linha de base de solo.

5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o implemento de engate no solo tem uma largura que é geralmente perpendicular a uma direção de deslocamento do implemento de engate no solo e em que obter uma indicação de uma altura do solo em relação ao valor de linha de base de solo compreende: obter a indicação da altura do solo em um ponto de amostra ao longo da largura do implemento de engate no solo.

6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que obter a indicação da altura do solo em um ponto de amostra ao longo da largura do implemento de engate no solo compreende: obter a indicação da altura do solo em uma pluralidade de pontos de amostra ao longo da largura do implemento de engate no solo.

7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que obter a indicação da altura do solo em uma pluralidade de pontos de amostra ao longo da largura do implemento de engate no solo compreende: obter a indicação da altura do solo substancialmente continuamente ao longo da largura do implemento de engate no solo.

8. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que obter a indicação da altura do solo compreende: obter uma imagem do solo depois do solo ser engatado pelo implemento de engate no solo; e determinar uma métrica de perfil de solo a partir da imagem do solo.

9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a métrica de perfil de solo é indicativa de uma medida de distribuição de solo irregular pelo implemento de engate no solo.

10. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que obter uma imagem do solo compreende: obter uma imagem tridimensional do solo.

11. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que realizar uma ação com base no sinal de ação compreende um dentre: ajustar automaticamente elementos de engate no solo do implemento de engate no solo com base na métrica de perfil de solo; gerar uma notificação de operador com base na métrica de perfil de solo; e gerar um mapa de perfil de solo por obter dados de posição, indicativos de uma posição do implemento de engate no solo, e gerar o mapa de perfil de solo com base na métrica de perfil de solo e nos dados de posição.

12. Sistema de engate no solo, caracterizado pelo fato de que compreende: um implemento de engate no solo que inclui um elemento de engate no solo, que engata o solo; e um sensor de distribuição de solo, configurado para detectar uma distribuição de solo do solo e gerar um sinal de sensor indicativo da distribuição de solo detectada.

13. Sistema de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: um atuador acoplado ao elemento de engate no solo para ajustar o elemento de engate no solo para alterar a distribuição de solo.

14. Sistema de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o sensor de distribuição de solo compreende: uma câmera montada em uma porção do implemento de engate no solo para obter uma imagem do solo depois do elemento de engate no solo do implemento de engate no solo ter engatado o solo.

15. Sistema de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o implemento de engate no solo tem uma largura que é geralmente perpendicular a uma direção de deslocamento do implemento de engate no solo, e compreende adicionalmente: um sistema de controle de perfil de solo, que recebe o sinal de sensor e determina uma métrica indicativa de uma irregularidade da distribuição de solo detectada ao longo da largura do implemento de engate no solo e gera um sinal de ação com base na métrica.

16. Sistema de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle de perfil de solo gera o sinal de ação para controlar o atuador para modificar a distribuição de solo com base na métrica.

17. Sistema de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o implemento de engate no solo compreende: um disco com um primeiro grupo de disco que distribui solo em uma primeira direção em relação à largura do disco e um segundo grupo de disco que distribui solo em uma segunda direção em relação à largura do disco, em que o atuador altera a profundidade ou ângulo com o qual pelo menos um do primeiro e segundo grupos de disco engata o solo, e em que o sistema de controle de perfil de solo gera o sinal de ação para controlar o atuador para ajustar a profundidade ou ângulo com o qual pelo menos um do primeiro e segundo grupos de disco engata o solo para modificar a distribuição de solo com base na métrica.

18. Sistema de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: um dispositivo de interface de operador, o sistema de controle de perfil de solo provendo o sinal de ação para gerar uma notificação de operador no dispositivo de interface de operador com base na métrica.

19. Sistema de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: um sensor de posição, que gera um sinal de sensor de posição, indicativo de uma posição do implemento de engate no solo, em que o sistema de controle de perfil de solo gera um mapa de perfil de solo, indicativo da distribuição de solo em várias posições, com base no sinal de sensor a partir do sensor de distribuição de solo e com base em um sinal de sensor de posição.

20. Sistema de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: um componente de comunicação que é acoplado ao sistema de controle de perfil de solo e comunica a distribuição de solo detectada para um sistema remoto.