BR102018067757A2 - Sistema e método para monitoramento e ajuste de guia de implemento de preparo do solo de faixa - Google Patents

Abstract

trata-se de um sistema agrícola que inclui uma armação, uma ou mais unidades de fileira acopladas à armação, um ou mais dispositivos de imageamento acoplados à armação e um controlador. o um ou mais dispositivos de imageamento são configurados para capturar imagens de um campo abaixo do sistema agrícola conforme o sistema agrícola atravessa o campo. o controlador inclui um processador e uma memória, e processa as imagens capturadas pelo um ou mais dispositivos de imageamento. processar as imagens capturadas inclui determinar uma localização de uma linha de implemento alinhada com uma primeira unidade de fileira da uma ou mais unidades de fileira, determinar uma localização de uma linha central de uma primeira faixa de uma pluralidade de faixas do campo, em que a pluralidade de faixas é separada por uma pluralidade de fileiras de terra não preparada, determinar uma localização de uma linha de rastreamento, e determinar se a linha de implemento e a linha de rastreamento estão alinhadas umas às outras ou não.

Description

“SISTEMA E MÉTODO PARA MONITORAMENTO E AJUSTE DE GUIA DE IMPLEMENTO DE PREPARO DO SOLO DE FAIXA”

Campo da Invenção [001] Esta revelação refere-se geralmente a aplicações agrícolas que utilizam preparo do solo de faixa e, mais especificamente, ao alinhamento de implemento para aplicações agrícolas que utilizam preparo do solo de faixa.

Antecedentes da Invenção [002] O preparo do solo de faixa envolve preparar o solo em fileiras ou “faixas” de um campo ao invés de preparar o solo do campo inteiro. Os grãos do produto agrícola desejado são, então, plantados nas faixas preparadas e cultivados. O preparo do solo de faixa combina os benefícios da secagem e aquecimento do solo de preparo convencional (ou seja, preparar o solo do campo inteiro) com as vantagens de proteção de solo de agricultura sem preparo de solo, enquanto permite uma redução de recursos usados em relação ao preparo convencional. Tipicamente, as mesmas faixas são usadas de temporada em temporada. Desse modo, um implemento que não esteja apropriadamente alinhado com as faixas existentes do campo pode causar produtividade e/ou eficiência reduzida de uma operação agrícola. Por exemplo, se uma fileira de grãos é plantada deslocada em relação à linha de plantio desejada dentro de uma faixa preparada, o rendimento da cultura pode diminuir e a dificuldade de conduzir operações de campo subsequentes pode piorar.

Descrição da Invenção [003] Certas realizações que proporcionam no escopo com o assunto em questão reivindicado originalmente são resumidas abaixo. Essas realizações não têm o propósito de limitar o escopo do assunto em questão reivindicado, as mesmas têm somente o propósito de proporcionar uma descrição resumida de formas possíveis da revelação. De fato, a revelação pode abranger uma variedade de formas que pode ser semelhante ou diferente

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2/22 das realizações estabelecidas abaixo.

[004] Em uma realização, um implemento agrícola inclui uma armação, uma ou mais unidades de fileira acopladas à armação (por exemplo unidade de fileira de plantadeira ou bocais de pulverizador), um ou mais dispositivos de imageamento acoplados à armação, e um controlador. O um ou mais dispositivos de imageamento são configurados para capturar imagens de um campo abaixo do implemento agrícola conforme o implemento agrícola atravessa o campo. O controlador inclui um processador e uma memória, e processa as imagens capturadas pelo um ou mais dispositivos de imageamento. Processar as imagens capturadas inclui determinar uma localização de uma linha de implemento alinhada com uma primeira unidade de fileira da uma ou mais unidades de fileira, determinar uma localização de uma linha central de uma ou mais faixas de uma pluralidade de faixas do campo, determinar uma localização de uma linha de rastreamento em relação à linha central das faixas, em que a pluralidade de faixas é separada por uma pluralidade de fileiras de terra não preparada, e determinar se a linha de implemento e a linha de rastreamento desejada estão alinhadas umas às outras ou não.

[005] Em outra realização, um sistema de imageamento inclui um ou mais dispositivos de imageamento e um controlador. Os dispositivos de imageamento são acoplados a uma armação de um veículo agrícola, e capturam imagens de um campo abaixo do veículo agrícola conforme o veículo agrícola atravessa o campo. O controlador inclui um processador e uma memória, e processa as imagens capturadas pelo um ou mais dispositivos de imageamento. Processar as imagens capturadas inclui determinar uma localização de uma linha de implemento alinhada com uma primeira unidade de fileira do sistema agrícola, determinar uma localização de uma linha central de uma primeira faixa de uma pluralidade de faixas do campo, determinar uma

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3/22 localização de uma linha de rastreamento em relação à linha central das faixas, em que a pluralidade de faixas é separada por uma pluralidade de fileiras de terra não preparada, e determinar se a linha de implemento e a linha de rastreamento desejada estão alinhadas umas às outras ou não.

[006] Em uma realização adicional, um método inclui direcionar um sistema agrícola através de um campo, em que o sistema agrícola inclui um veículo de trabalho e um implemento, e em que o implemento compreende uma ou mais unidades de fileira, capturar uma ou mais imagens do campo abaixo do sistema agrícola conforme o sistema agrícola atravessa o campo, por meio de um ou mais dispositivos de imageamento acoplados ao sistema agrícola, e processar as imagens capturadas. Processar as imagens capturadas inclui determinar uma localização de uma linha de implemento alinhada com uma primeira unidade de fileira da uma ou mais unidades de fileira, determinar uma localização de uma linha central de uma primeira faixa de uma pluralidade de faixas do campo, determinar uma localização de uma linha de rastreamento em relação à linha central das faixas, em que a pluralidade de faixas é separada por uma pluralidade de fileiras de terra não preparada, e determinar se a linha de implemento e a linha de rastreamento desejada estão alinhadas umas às outras ou não.

Breve Descrição dos Desenhos [007] Essas e outras funções, aspectos e vantagens da presente revelação terão melhor entendimento quando a descrição detalhada a seguir for lida com referência às Figuras acompanhadas em que caracteres semelhantes representam partes semelhantes ao longo das Figuras, em que:

A Figura 1 é uma vista superior de uma realização de um sistema agrícola;

A Figura 2 é uma vista esquemática de uma realização de um sistema de controle do sistema agrícola da Figura 1;

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A Figura 3 é uma vista em perspectiva de uma realização do sistema agrícola da Figura 1;

A Figura 4 é uma realização de uma imagem capturada por um ou mais dispositivos de imageamento de um sistema de imageamento do sistema de controle da Figura 2;

A Figura 5 é uma realização de uma imagem processada gerada pelo sistema de imageamento do sistema de controle da Figura 2;

A Figura 6 é uma realização de uma imagem capturada pelo um ou mais dispositivos de imageamento do sistema de controle da Figura 2 que utiliza preparo do solo de faixa e plantio de deslocamento; e

A Figura 7 é um fluxograma de uma realização de um processo para alinhar um implemento do sistema agrícola da Figura 1 com faixas de um campo que utiliza preparo do solo de faixa.

Descrição de Realizações [008] Uma ou mais realizações específicas da presente revelação serão descritas abaixo. A fim de proporcionar uma descrição concisa dessas realizações, todas as funções de uma implementação atual podem não estar descritas no relatório descritivo. É possível observar que no desenvolvimento de qualquer implementação atual, como em qualquer engenharia ou projeto de modelo, várias decisões específicas de implementação precisam ser feitas para alcançar os objetivos específicos dos desenvolvedores, tal como cumprimento de restrições relacionadas ao sistema ou negócio, que podem variar de uma implementação a outra. Além disso, é possível observar que tal um esforço de desenvolvimento pode ser complexo e demorado, mas seria de qualquer forma uma rotina de compromisso de modelo, fabricação e manufatura para aqueles de habilidade comum que têm o benefício dessa revelação.

[009] Quando os elementos das diversas realizações da

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5/22 presente revelação são apresentados, os artigos “um,” “uma,” “o,” “a,” “dito” e “dita” significam que existe um ou mais dos elementos. Os termos “compreender,” “incluir,” e “ter” são inclusivos e significam que pode existir elementos adicionais além dos elementos listados. Quaisquer exemplos de parâmetros de operação e/ou condições ambientais não são exclusivos de outros parâmetros/condições das realizações reveladas.

[010] A Figura 1 é uma vista superior de uma realização de um sistema agrícola 10. O sistema agrícola 10 inclui um veículo de trabalho 12 (por exemplo, um trator, um pulverizador autopropulsado, um espalhador autopropulsado, etc.) e um implemento agrícola 14 (por exemplo, uma ferramenta de preparo do solo, uma plantadeira, etc.). Em algumas realizações, o implemento agrícola 14 pode ser rebocado atrás do veículo de trabalho 12 (por exemplo, conforme mostrado na Figura 1). Em outras realizações, o implemento agrícola 14 pode ser incorporado no veículo de trabalho 12. O veículo de trabalho 12 pode ser qualquer veículo adequado para rebocar o implemento agrícola 14, tal como um trator, um veículo para todos os terrenos, ou semelhantes. O veículo de trabalho 12 pode incluir uma cabine 16, em que um operador se senta durante a operação do veículo de trabalho 12. Adicionalmente, o implemento agrícola 14 pode ser qualquer implemento adequado, tal como um implemento de preparo do solo (por exemplo, um condicionador de solo, um implemento de preparo do solo, um implemento de aplicação de fertilizante, uma plantadeira, uma semeadeira, etc.) ou sem preparo do solo (por exemplo, um pulverizador, espalhador ou aplicador), adequado para o uso agrícola. O implemento agrícola 14 pode ser acoplado ao veículo de trabalho 12 por meio de um engate 18. Em uma realização, o engate 18 pode ser um engate de três pontos que acopla rigidamente o implemento 14 ao veículo de trabalho 12, de modo que o implemento 14 possa mover para cima e para baixo, mas não possa girar em relação ao veículo de trabalho 12.

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Em outra realização, o implemento 14 pode ser acoplado ao veículo de trabalho 12 por meio de uma barra de tração, que permite que o implemento mova para cima, para baixo e gire em relação ao veículo de trabalho 12. É necessário entender, contudo, que outros sistemas para acoplar o implemento 14 ao veículo de trabalho 12 podem ser utilizados. Em algumas realizações, o implemento 14 pode ser acoplado à frente do veículo de trabalho 12. Na realização ilustrada, o implemento agrícola 14 é afixado ao veículo de trabalho 12 por meio de uma armação 20 e do engate 18. O sistema agrícola 10 percorre sobre um campo 22. O veículo de trabalho 12 é configurado para rebocar o implemento agrícola 14 em uma direção de trajeto 24. Como referência, uma direção para frente é entendida como a direção de trajeto 24 e uma direção para trás é entendida como a direção oposta à direção de trajeto 24.

[011] Conforme mostrado, as faixas 26 são separadas por fileiras sem preparo 28 de terra. Geralmente, as mesmas faixas 26 e fileiras sem preparo 28 são usadas de temporada em temporada. Em algumas realizações, o operador pode ter um mapa (por exemplo, GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou, etc.) das faixas, que pode ser utilizado para guiar o veículo de trabalho 12 e o implemento 14 através do campo 22. Na realização ilustrada, uma linha central 30 se estende através do centro de cada faixa 26. Para o preparo do solo, o implemento 14 (por exemplo, um implemento de preparo do solo) atravessa o campo 22 com unidades de fileira 32 alinhadas com linhas de rastreamento de preparo do solo 36. Conforme o implemento 14 atravessa o campo 22, as unidades de fileira 32 preparam o solo das faixas 26. Para o plantio, o implemento 14 (por exemplo, um implemento de plantio) atravessa o campo 22 com unidades de fileira 32 alinhadas com linhas de rastreamento de plantio 38. Conforme o implemento 14 atravessa o campo 22, as unidades de fileira 32 plantam grãos no campo ao longo das linhas de rastreamento de plantio 38. Na

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7/22 realização ilustrada, as linhas de rastreamento de preparo do solo 36 e as linhas de rastreamento de plantio 38 se estendem através do centro de cada faixa 26, ao longo da linha central 30 de cada faixa. Contudo, em algumas realizações (por exemplo, plantio de deslocamento), as linhas de rastreamento de preparo do solo 36 e/ou as linhas de rastreamento de plantio 38 podem estar deslocadas a partir das linhas centrais 30.

[012] Se o implemento 14 não for direcionado através do campo 22 durante o preparo do solo ou o plantio de modo que as unidades de fileira 32 se alinhem com as linhas de rastreamento de preparo do solo 36 e/ou as linhas de rastreamento de plantio 38, a eficiência e/ou produção da operação agrícola pode ser reduzida. Consequentemente, um ou mais dispositivos de imageamento 34 (por exemplo, câmeras) podem estar dispostos no veículo de trabalho 12 e/ou no implemento 14 e configurado para gerar imagens do campo 22, e em alguns casos, uma porção do implemento 14, de modo que uma determinação possa ser feita se as unidades de fileira 32 estão alinhadas com as faixas 26 ou não. O um ou mais dispositivos de imageamento 34 pode ser câmeras fotográficas digitais, câmeras de vídeo digitais, câmera analógicas, câmeras RGB, câmeras RGB-D, câmeras infravermelhas (IR), câmeras multiespectrais, outros dispositivos de imageamento, ou alguma combinação dos mesmos. O um ou mais dispositivos de imageamento 34 pode ser monocular ou de visão estéreo. Em algumas realizações, o um ou mais dispositivos de imageamento 34 também pode incluir leitores a laser, detectores de proximidade, detectores de radar, ou outros dispositivos que podem não gerar uma imagem bidimensional. Por exemplo, se o um ou mais dispositivos de imageamento 34 forem leitores a laser, detectores de proximidade, os dispositivos de imageamento 34 podem gerar uma indicação unidimensional de uma distância, uma leitura de linha bidimensional, ou uma nuvem de pontos tridimensional do campo 22 e/ou o implemento 14 (por

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8/22 exemplo, unidade de fileira 32). Se o um ou mais dispositivos de imageamento retornar dados que indicam que a operação está fora de uma faixa esperada, pode ser interpretado que as unidades de fileira 32 não estão alinhadas com as faixas 26. O um ou mais dispositivos de imageamento 34 pode ser acoplado ao veículo de trabalho (por exemplo, por meio de uma armação do veículo de trabalho) e/ou o implemento (por exemplo, por meio de uma barra de ferramenta de implemento, uma ou mais unidades de fileira, etc.), e pode ser direcionado para frente (por exemplo, em direção ao veículo de trabalho, ao longo da direção de trajeto) ou para trás (por exemplo, longe do veículo de trabalho, na direção oposta de trajeto).

[013] A Figura 2 é uma vista esquemática de uma realização de um sistema de controle 100 que pode ser determinado dentro do sistema agrícola 10 da Figura 1. Na realização ilustrada, o sistema de controle 100 inclui um sistema de controle de veículo de trabalho 102, um sistema de imageamento 104, um sistema de navegação 106, um veículo de trabalho de sistema de velocidade 108, um sistema de orientação de veículo de trabalho 110, um sistema de controle de implemento 112, e uma interface de operador 114. Contudo, é necessário entender que outras realizações do sistema de controle 100 podem incluir elementos diferentes em combinações alternativas.

[014] O sistema de controle de veículo de trabalho 102 inclui um processador 116, um componente de memória 118, e um conjunto de circuitos de comunicação 120. O processador 116 pode incluir um ou mais processadores de uso geral, um ou mais circuitos integrados de aplicação específica, um ou mais arranjos de portas programáveis em campo, ou semelhantes. A memória 118 pode ser qualquer mídia legível por computador não transitória e tangível que tenha capacidade para armazenar instruções executáveis pelo processador 116 e/ou dados que possam ser processados pelo processador 116. Em outras palavras, a memória 118 pode incluir memória

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9/22 volátil, tal como memória de acesso aleatório, ou memória não volátil, tal como unidades de disco rígido, memória somente leitura, discos ópticos, memória flash, e semelhantes. O conjunto de circuitos de comunicação 120 pode ser configurado para receber entradas (por exemplo, sinais de retorno, sinais de detector, etc.) e transmitir saídas (por exemplo, sinais de controle, sinais de comando, etc.) a partir de/para o sistema de imageamento 104, o sistema de navegação 106, o veículo de trabalho de sistema de velocidade 108, o sistema de orientação de veículo de trabalho 110, o implemento sistema de controle 112, e a interface de operador 114.

[015] Conforme mostrado, o sistema de imageamento 104 pode incluir um processador 122, um componente de memória 124, e um ou mais dispositivos de imageamento 34. O processador 122 pode incluir um ou mais processadores de uso geral, um ou mais circuitos integrados de aplicação específica, um ou mais arranjos de portas programáveis em campo, ou semelhantes. O processador 122 pode controlar os dispositivos de imageamento 34 (por exemplo, controlar quando os dados de imagem são capturados). Em algumas realizações, o processador 122 também pode ser usado para processar e/ou analisar dados proporcionados pelos dispositivos de imageamento 34. A memória 124 pode ser qualquer mídia legível por computador não transitória e tangível que tenha capacidade para armazenar dados proporcionados pelos dispositivos de imageamento 34 (por exemplo, arquivos de imagem), e/ou armazenar instruções executáveis pelo processador 122 e/ou dados que possam ser processados pelo processador 122. A memória 124 pode incluir memória volátil, tal como memória de acesso aleatório, ou memória não volátil, tal como unidades de disco rígido, memória somente leitura, discos ópticos, memória flash, e semelhantes.

[016] O sistema de navegação 106 pode estar em comunicação com o sistema de controle de veículo de trabalho 102 (por exemplo, por meio

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10/22 do conjunto de circuitos de comunicação 120). O sistema de navegação 106 pode incluir um receptor de Sistema de Satélite de Navegação Global (GNSS) 126 configurado para se comunicar com dois ou mais satélites em órbita (por exemplo, GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou, etc.) para determinar a localização, orientação, velocidade, etc. do veículo de trabalho. O receptor 126 pode incluir um ou mais processadores 128, um componente de memória 130, dispositivos de entrada/saída 132, uma fonte de alimentação 134, e conjunto de circuitos de rádio 136. Os processadores 128 podem executar software armazenado no componente de memória 130 para determinar a posição do veículo de trabalho. Em algumas realizações, a posição, orientação, velocidade, etc. de veículo de trabalho podem ser comparadas em relação a um mapa ou um trajeto planejado armazenado na memória 130. Com base na posição determinada, o processador 128 também pode determinar a orientação, velocidade, etc. de veículo de trabalho. Com base nas informações recebidas a partir do sistema de navegação 106, o sistema de controle de veículo de trabalho 102 pode determinar (por exemplo, por meio do processador 116) a proximidade relativa do veículo de trabalho e/ou o implemento a uma ou mais faixas, um ou mais limites, um ou mais locais elevados, etc.

[017] O veículo de trabalho de sistema de velocidade 108 pode controlar a velocidade do veículo de trabalho ao longo da direção de trajeto. O controle da velocidade pode ser pelo controle de uma aceleração, uma embreagem, freios, um ou mais outros sistemas, ou uma combinação dos mesmos. Na realização ilustrada, o sistema de controle de velocidade 108 inclui um sistema de controle de saída de motor 138, um sistema de controle transmissão 140, e um sistema de controle de frenagem 142. O sistema de controle de saída de motor 138 é configurado para variar a saída de um motor para controlar a velocidade do veículo de trabalho. Por exemplo, o sistema de

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11/22 controle de saída de motor 138 pode variar uma configuração de aceleração do motor, uma mistura de combustível/ar do motor, uma temporização do motor, e/ou outros parâmetros de motor adequados para controlar a saída de motor. Ademais, o sistema de controle transmissão 140 pode ajustar uma relação de marcha dentro de uma transmissão para controlar a velocidade do veículo de trabalho. Por exemplo, o sistema de controle transmissão 140 pode permitir a mudança de marchas manual ou automática ou uma relação de marcha por meio da transmissão como um modo de controlar a velocidade do veículo de trabalho. A transmissão pode incluir uma quantidade de relações de marcha fixas ou uma relação de marcha continuamente variável. Além disso, o sistema de controle de frenagem 142 pode ajustar a força de frenagem para, desse modo, controlar a velocidade do veículo de trabalho (por exemplo, desacelerar o veículo de trabalho no final de uma fileira a fim de dar uma volta). Embora o veículo de trabalho de sistema de velocidade ilustrado 108 inclua o sistema de controle de saída de motor 138, o sistema de controle transmissão 140, e o sistema de controle de frenagem 142, realizações alternativas podem incluir qualquer um dentre esses sistemas, em qualquer combinação adequada. Realizações adicionais podem incluir um veículo de trabalho de sistema de velocidade 108 que tem outros e/ou sistemas adicionais para facilitar o ajuste da velocidade do veículo de trabalho. O veículo de trabalho de sistema de velocidade pode ser controlado pelo operador em um modo manual de operação. Em um modo de operação automático ou semiautomático, o veículo de trabalho de sistema de velocidade 108 pode ser controlado automaticamente ou semiautomaticamente pelo sistema de controle de veículo de trabalho 102.

[018] O sistema de orientação de veículo de trabalho 110 pode controlar a orientação do veículo de trabalho. Na realização ilustrada, o sistema de orientação de veículo de trabalho 110 inclui um sistema de controle de

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12/22 ângulo de roda 144, um sistema de frenagem diferencial 146, e um sistema de vetoramento de torque 148. O sistema de controle de ângulo de roda 144 pode girar uma ou mais rodas ou trilhos do veículo de trabalho (por exemplo, por meio de atuadores mecânicos ou hidráulicos) para orientar o veículo de trabalho ao longo de um trajeto. Como modo de exemplo, o sistema de controle de ângulo de roda 144 pode controlar rodas/trilhos frontais, rodas/trilhos traseiros e/ou rodas/trilhos intermediários do veículo de trabalho, individualmente ou em grupos. Em algumas realizações, a orientação pode ser realizada variando-se a velocidade de rodas ou trilhos em qualquer lado do veículo de trabalho. Em algumas realizações, o sistema de controle de ângulo de roda 144 pode ser atuado hidraulicamente ao invés de, ou ademais a, atuado mecanicamente (por exemplo, por meio de marchas). Um sistema de orientação atuado hidraulicamente 110 pode permitir que o veículo de trabalho vire sem o movimento correspondente de um volante (ou outro dispositivo de entrada de orientação) dentro da cabine durante um modo de condução automático ou semiautomático. O sistema de frenagem diferencial 146 pode variar independentemente da força de frenagem em cada lado do veículo de trabalho para direcionar o veículo de trabalho ao longo do trajeto. De modo semelhante, o sistema de vetoramento de torque 148 pode aplicar torque de modo diferente do motor às rodas e/ou trilhos em cada lado do veículo de trabalho e, desse modo, direciona o veículo de trabalho ao longo do trajeto. Embora o sistema de orientação de veículo de trabalho ilustrado 110 inclua o sistema de controle de ângulo de roda 144, o sistema de frenagem diferencial 146, e o sistema de vetoramento de torque 148, realizações alternativas podem incluir qualquer um desses sistemas, em qualquer combinação adequada. Realizações adicionais podem incluir um sistema de orientação de veículo de trabalho que tem outros e/ou sistemas adicionais para facilitar a direção do veículo de trabalho ao longo do trajeto (por exemplo, um sistema de orientação

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13/22 articulada, etc.). O sistema de orientação de veículo de trabalho 110 pode ser controlado pelo operador em um modo manual de operação. Em um modo de operação automático ou semiautomático, o sistema de orientação de veículo de trabalho 110 pode ser controlado automaticamente pelo sistema de controle de veículo de trabalho 102. Por exemplo, em um modo de operação semiautomático, o sistema de orientação 110 pode ser controlado automaticamente pelo sistema de controle de veículo de trabalho 102, e o sistema de velocidade 108 pode ser controlado pelo operador. Em um modo de operação completamente automático, tanto o sistema de velocidade 108 quanto o sistema de orientação 110 podem ser controlados pelo sistema de controle 102.

[019] O implemento sistema de controle 112 pode ser usado para controlar o implemento. Por exemplo, o implemento sistema de controle 112 pode virar o implemento, elevar ou abaixar o implemento, encaixar ou desencaixar o implemento, colocar ferramentas de preparo do solo do implemento, controlar a velocidade do implemento, etc., ou uma combinação dos mesmos. Na realização ilustrada, o implemento sistema de controle 112 inclui um sistema de orientação de implemento 150, um sistema de encaixe de implemento 152, e um sistema de altura de implemento 154. O sistema de orientação de implemento pode virar o implemento (por exemplo, atuando-se uma ou mais rodas e/ou trilhos) com base no sinal(s) recebido a partir do sistema de controle de veículo de trabalho 102. Por exemplo, se o sistema de imageamento 104 ou o sistema de controle de veículo de trabalho 102 determinar que as unidades de fileira do implemento não estão alinhadas com as faixas, o sistema de controle 102 pode gerar um sinal de controle ao sistema de orientação de implemento 150 para orientar o implemento para alinhar as unidades de fileira com as faixas. Em algumas realizações, a orientação pode ser realizada variando-se a velocidade de rodas ou trilhos em qualquer lado do

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14/22 veículo de trabalho. Em algumas realizações, o sistema de orientação de implemento 150 pode ser atuado hidraulicamente ao invés de, ou ademais a, atuado mecanicamente (por exemplo, por meio de marchas). O sistema de encaixe de implemento 152 controla se o implemento está encaixado e com a posição relativa ao terreno ou não. Em algumas realizações, por exemplo, o implemento pode ser desencaixado e/ou retraído de modo que o veículo de trabalho possa atravessar um limite macio (por exemplo, grama alta) ou uma porção do campo que não esteja sendo preparado e/ou cultivado. O sistema de altura de implemento 154 pode ser usado para controlar a altura do implemento encaixado relativo ao terreno. Embora o sistema de controle de implemento ilustrado 112 inclua o sistema de orientação de implemento 150, o sistema de encaixe de implemento 152, e o sistema de altura de implemento 154, realizações alternativas qualquer um desses sistemas, em qualquer combinação adequada. Realizações adicionais podem incluir um sistema de controle de implemento 112 que tem outros e/ou sistemas adicionais para facilitar a direção do veículo de trabalho ao longo do trajeto (por exemplo, um sistema de orientação articulada, etc.). O implemento sistema de controle 112 pode ser controlado pelo operador em um modo manual de operação. Em um modo de operação automático ou semiautomático, o implemento sistema de controle 112 pode ser controlado automaticamente pelo sistema de controle de veículo de trabalho 102.

[020] A interface de operador 114 pode estar disposta dentro da cabine do veículo de trabalho e pode ser configurada para receber entradas de, e exibir informações para o operador. Na realização ilustrada, a interface de operador 114 inclui um processador 156, um componente de memória 158, conjunto de circuitos de comunicação 160, uma tela de exibição 162, e entradas de operador 164. O processador 156 pode incluir um ou mais processadores de uso geral, um ou mais circuitos integrados de aplicação

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15/22 específica, um ou mais arranjos de portas programáveis em campo, ou semelhantes. A memória 158 pode ser qualquer mídia legível por computador não transitória e tangível que tenha capacidade para armazenar instruções executáveis pelo processador 156 e/ou dados que possam ser processados pelo processador 156. A memória 158 pode incluir memória volátil, tal como memória de acesso aleatório, ou memória não volátil, tal como unidades de disco rígido, memória somente leitura, discos ópticos, memória flash, e semelhantes. O conjunto de circuitos de comunicação 160 pode ser configurado para se comunicar com o sistema de controle de veículo de trabalho 102 (por exemplo, por meio do conjunto de circuitos de comunicação 120 do sistema de controle de veículo de trabalho 102). Em algumas realizações, o conjunto de circuitos de comunicação 120, 160 pode ser comunicar com diversos componentes no sistema sem fio. Em algumas realizações, a interface de operador 114 e o sistema de controle de veículo de trabalho 102 podem estar dispostos dentro do mesmo alojamento, podem compartilhar processadores 116, 156, componentes de memória 118, 158, e/ou conjunto de circuitos de comunicação 120, 160. Em realizações adicionais, o sistema de controle de veículo de trabalho 102 e a interface de operador 114 podem ser o mesmo componente. A interface de operador 114 inclui a tela de exibição 162 configurada para exibir informações relacionadas ao sistema agrícola 10 ao operador. A tela de exibição 162 pode ser uma tela, um arranjo de LEDs, uma série de medidas, uma combinação dos mesmos, ou alguma outra disposição. A interface de operador 114 também inclui as entradas de operador 164 que permite um usuário inserir informações. As entradas de operador 164 podem ser um teclado, uma série de botões, um joystick, um mouse, um track pad, etc. Em algumas realizações, a tela de exibição 162 e a entrada de operador 164 podem ser um componente único (por exemplo, uma tela de toque).

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16/22 [021] Conforme o veículo de trabalho reboca o implemento através do campo, o sistema de imageamento captura imagens por meio do dispositivo(s) de imagem, que pode ser montado no veículo de trabalho ou no implemento, e pode estar voltado para frente ou para trás em relação à direção de trajeto do sistema agrícola. As imagens podem ser tiradas periodicamente, em intervalos determinados, em eventos de acionamento (por exemplo, o usuário pressiona um botão), ou continuamente substancialmente. O sistema de imageamento 104 pode processar e analisar os dados para identificar as localizações das faixas nas imagens. As localizações de faixa a partir das imagens podem ser comparadas a um mapa do campo e/ou às localizações das unidades de fileira do implemento. Em algumas realizações, o sistema de controle 102 pode automaticamente tomar iniciativa de correção, orientando-se o veículo de trabalho 12 e/ou o implemento 14 para alinhar as unidades de fileira com as faixas. Em outras realizações, uma notificação pode ser exibida na tela de exibição 162 da interface de operador 114 que indica a um usuário que as unidades de fileira não estão alinhadas com as faixas. Como resposta, o usuário pode instruir o sistema de controle 102 para tomar uma iniciativa de correção sugerida pelo sistema de controle 102, ou o usuário pode controlar manualmente o sistema de orientação de veículo de trabalho 110 e/ou o implemento sistema de controle 112 para alinhar as unidades de fileira com as faixas. Em tal uma realização, o sistema de controle 102 pode estar disposto no veículo de trabalho, no implemento, ou em ambos.

[022] A Figura 3 é uma vista em perspectiva do sistema agrícola 10 da Figura 1. Conforme mostrado, o sistema agrícola 10 inclui o veículo de trabalho 12, que reboca o implemento 14 através do campo 22. Na realização atual, o campo 22 é configurado para o preparo do solo de faixa, em que as faixas 26 do campo 22 são preparadas. As faixas 26 são separadas por fileiras sem preparo 28. Cada faixa 26 inclui a linha de rastreamento de preparo do

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17/22 solo 36 e a linha de rastreamento de plantio 38 que se estende ao longo da faixa 26. Na realização atual, tanto a linha de rastreamento de preparo do solo 36 quanto a linha de rastreamento de plantio 38 se estendem através da linha central 30 de cada faixa 26, mas em algumas realizações, a linha de rastreamento de preparo do solo 36 e/ou a linha de rastreamento de plantio 38 pode estar deslocada a partir da linha central 30 de cada faixa 26. Conforme discutido previamente, o implemento 14 pode ser uma plantadeira, uma ferramenta de preparo do solo, ou algum outro implemento. O implemento inclui unidades de fileira 32, cada uma separada por uma distância 202, que pode ou não ser a mesma distância 200 entre as linhas centrais 30.

[023] Conforme descrito previamente, o um ou mais dispositivos de imageamento 34 pode capturar imagens do campo 22 conforme o sistema agrícola 10 atravessa o campo 22. Na realização atual, o dispositivo de imageamento 34 está voltado para trás (por exemplo, longe do veículo de trabalho, na direção oposta de trajeto, etc.), mas em algumas realizações o dispositivo de imageamento pode estar voltado para frente (por exemplo, em direção ao veículo de trabalho, na direção de trajeto, etc.). As imagens capturadas pelo dispositivo(s) de imagem podem incluir uma porção do implemento (por exemplo, uma ou mais dentre as unidades de fileira 32, ou um ou mais pontos de referência), e/ou o sistema de imageamento pode armazenar a localização das unidades de fileira 32 relativa ao um ou mais dispositivos de imageamento 34. O processador do sistema de imageamento e/ou o processador do sistema de controle analisa uma ou mais imagens capturadas pelo dispositivo(s) de imagem 34 para determinar se as unidades de fileira 32 estão alinhadas com as faixas (por exemplo, para o plantio) ou as linhas centrais de cada faixa 26 (por exemplo, para preparo do solo) ou não. Conforme descrito abaixo, a determinação de alinhamento das unidades de fileira 32 do implemento 14 e das faixas 26 do campo 22 pode ser feita com

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18/22 base em uma faixa única 26 e uma unidade de fileira única 32 e extrapolada ao resto do implemento 14, ou determinada com base em uma pluralidade de unidades de fileira 32 e faixas correspondentes 26.

[024] A Figura 4 é uma realização de uma imagem capturada por um dos dispositivos de imageamento. Na realização ilustrada, a imagem não inclui uma parte do implemento, mas as posições das unidades de fileira relativas ao dispositivo de imageamento são armazenadas pelo sistema de controle. Na realização ilustrada, uma das unidades de fileira é centralizada abaixo do dispositivo de imageamento. Conforme mostrado, a linha de preparo do solo 36 e a linha de plantio 38 se estendem ao longo da linha central 30 de cada faixa 26, separadas umas das outras por uma distância 200. As linhas de implemento 250 representam a localização das unidades de fileira 32 conforme o sistema agrícola atravessa o campo 22. Em algumas realizações, a localização da linha de preparo do solo 36 e/ou a linha de plantio 38 pode ser determinada com base nas imagens capturadas, enquanto a localização das linhas de implemento 250 pode ser armazenada dentro do sistema de controle. Em outras realizações, a localização das linhas de implemento 250 pode ser determinada com base nas imagens capturadas, enquanto a localização da linha de preparo do solo 36 e/ou a linha de plantio 38 pode ser determinada com base em um mapa. Na realização atual, as linhas de implemento 250 e a linha de preparo do solo 36 e/ou a linha de plantio 38 estão deslocadas por 5,08 cm, o que indica que o implemento não está apropriadamente alinhado com as faixas 26 do campo 22. A linha de implemento 250 e a linha de preparo do solo 36 e/ou a linha de plantio 38 podem ser determinadas como alinhadas se um ângulo de incidência entre a linha de implemento 250 e a linha de rastreamento de preparo do solo 36 e/ou a linha de plantio 38 e/ou uma distância de deslocamento entre a linha de implemento 250 e a linha de rastreamento de preparo do solo 36 e/ou a linha de plantio 38 estiver abaixo de

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19/22 um valor limiar. Como resposta, o sistema de controle de veículo de trabalho pode tomar iniciativa de correção orientando-se o veículo de trabalho ou o implemento a fim de alinhar o implemento 250 com as linhas de rastreamento de preparo do solo 36 e/ou as linhas de rastreamento de plantio 38.

[025] A Figura 5 é uma realização de uma imagem processada gerada pelo sistema de imageamento. Como parte do processamento de imagem, o sistema de imageamento pode aplicar um ou mais filtros de préprocessamento aos dados capturados (consultar, por exemplo, a Figura 4), funções de transformação (por exemplo, para corrigir por perspectiva, distorção, etc.), e/ou converter a imagem a um mapa de cores alternativo (por exemplo NVDI, HSV, ou escalas de cinza) se aplicável. A partir disso, o sistema de imageamento pode identificar faixas 26 e fileiras sem preparo 28. O sistema de imageamento pode, então, determinar o centro de cada faixa 26 e/ou o centro da região sem preparo entre duas faixas adjacentes 28 (por exemplo, o ponto central através da largura da faixa 26) em uma ou mais localizações ao longo do comprimento da faixa 26. O sistema de imageamento pode, então, ajustar uma linha através dos centros em diversas localizações para determinar uma linha central 30 da faixa. O sistema de imageamento, então, usa parâmetros armazenados ou selecionados para a configuração do sistema de imageamento (por exemplo campo de visão, ângulo de visão, localização de montagem, etc.) para determinar a localização da linha de implemento e a linha de rastreamento desejada para as operações atuais (por exemplo, linha de rastreamento de preparo do solo 36, linha de rastreamento de plantio 38, etc.). Se a linha de implemento estiver deslocada a partir da linha de rastreamento desejada, o sistema pode tomar iniciativa de correção para minimizar o erro de rastreamento. O processamento dos dados de imagem pode utilizar detecção de função, detecção de borda, análise de textura, análise de frequência (por exemplo, transformada em wavelet), mapas de disparidade (por exemplo, com

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20/22 o uso de imagem estéreo ou infravermelha), etc.

[026] Conforme descrito acima referente à Figura 4, na realização atual, as linhas de implemento 250 e a linha de preparo do solo 36 e/ou a linha de plantio 38 estão deslocadas por 5,08 cm, o que indica que o implemento não está alinhado apropriadamente com as faixas 26 do campo 22. Como resposta, o sistema de controle de veículo de trabalho pode tomar iniciativa de correção orientando-se o veículo de trabalho ou o implemento a fim de alinhar as linhas de implemento 250 e a linha de rastreamento de preparo do solo 36 e/ou a linha de rastreamento de plantio 38. Em outras realizações, uma indicação pode ser exibida ao usuário, de modo que notifique o usuário para tomar iniciativa de correção (por exemplo, orientar o veículo de trabalho ou o implemento).

[027] A Figura 6 é uma realização de uma imagem capturada por um dos dispositivos de imageamento de uma operação agrícola que utiliza preparo do solo de faixa e plantio de deslocamento. Como nas realizações anteriores descritas acima, as faixas 26 são separadas a partir de fileiras de terra não preparada 28. Contudo, ao invés das linhas de plantio 38 (por exemplo, a linha ao longo da qual os grãos são plantados) que se estendem ao longo da linha central 30 das faixas respectivas 26, cada linha de plantio 38 está deslocada a partir de cada linha central 30 de cada faixa 26 por uma distância 302. Em tal uma realização, a linha de rastreamento de preparo do solo 36 pode estar alinhada com a linha central 30, e a linha de plantio 38 pode estar deslocada a partir da linha central 30 por uma distância 302. De modo semelhante, em outras realizações, a linha de rastreamento de preparo do solo 36 pode estar deslocada a partir da linha central 30 enquanto a linha de plantio 38 pode estar deslocada a partir da linha central 30 ou não.

[028] A Figura 7 é um fluxograma de uma realização de um processo 400 para alinhar o implemento com faixas do campo. No bloco 402, o

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21/22 sistema agrícola (por exemplo, o veículo de trabalho e o implemento) é direcionado através do campo. Conforme discutido previamente, o campo inclui faixas separadas por fileiras de terra não preparada. Conforme o sistema agrícola atravessa o campo, imagens são capturadas (bloco 404) da uma ou mais faixas do campo. As imagens podem ser capturadas por um ou mais dispositivos de imageamento, que pode estar disposto no veículo de trabalho e/ou no implemento, e pode estar voltado para frente ou para trás. As imagens podem incluir porções do implemento (por exemplo, unidades de fileira ou pontos de referência), ou a posição e orientação do dispositivo de imageamento relativa às unidades de fileira podem ser armazenadas dentro do sistema de controle. No bloco 406, as imagens são processadas para determinar localizações da linha central de cada faixa, da linha de implemento, da linha de rastreamento de cada faixa. Conforme discutido acima, isso pode ser realizado por um processo de determinar o centro da uma ou mais faixas em múltiplas localizações ao longo do comprimento da faixa e, então, ajustar uma linha reta através dos centros determinados ou mediar os centros determinados ao longo do comprimento da faixa.

[029] Na decisão 408, uma determinação é feita caso o implemento esteja alinhado com as faixas. Especificamente, uma determinação é feita caso a linha de implemento esteja alinhada com a linha de rastreamento. Se o implemento estiver alinhado com as faixas, o processo 400 retorna ao bloco 404 e imagens adicionais são capturadas. Se o implemento não estiver alinhado com as faixas, o sistema de controle orienta o veículo de trabalho e/ou o implemento para corrigir o alinhamento (bloco 410) entre a linha de implemento e a linha de rastreamento. Em outras realizações, uma indicação pode ser exibida ao usuário, de modo que notifique o usuário para tomar iniciativa de correção.

[030] Para aplicações agrícolas que utilizam preparo do solo de

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22/22 faixa, ter capacidade para alinhar repetida e consistentemente um ou mais implementos com as faixas de um campo pode aumentar a eficiência da aplicação agrícola e reduzir a fatiga do operador. As técnicas reveladas incluem um ou mais dispositivos de imageamento acoplado ao veículo de trabalho ou ao implemento e configurado para capturar imagens do campo conforme o implemento atravessa o campo. As imagens podem ser processadas para determinar as localizações de uma ou mais linhas de rastreamento de uma ou mais faixas relativas à posição de uma ou mais unidades de fileira do implemento. Se o implemento não estiver alinhado com as faixas do campo, o sistema de controle pode orientar o veículo de trabalho e/ou o implemento em alinhamento com as faixas, ou uma indicação pode ser exibida ao usuário, de modo que notifique o usuário para tomar iniciativa de correção.

[031] Embora somente certas funções do assunto em questão revelado tenham sido ilustradas e descritas no presente documento, várias modificações e mudanças ocorrerão àqueles hábeis na técnica. Portanto, deve ser entendido que as reivindicações anexadas têm o propósito de cobrir todas as tais modificações e mudanças abrangidas pelo verdadeiro espírito da revelação.

Claims (20)

1. Reivindicações

   1. Sistema agrícola caracterizado pelo fato de que compreende:

   uma armação;

   uma ou mais unidades de fileira acopladas à armação;

   um ou mais dispositivos de imageamento acoplados à armação, em que o um ou mais dispositivos de imageamento são configurados para capturar imagens de um campo abaixo do sistema agrícola conforme o sistema agrícola atravessa o campo; e um controlador que compreende um processador e uma memória, em que o controlador é configurado para processar as imagens capturadas pelo um ou mais dispositivos de imageamento, em que processar as imagens capturadas compreende:

   determinar uma localização de uma linha de implemento alinhada com uma primeira unidade de fileira da uma ou mais unidades de fileira;

   determinar uma localização de uma linha central de uma primeira faixa de uma pluralidade de faixas do campo, em que a pluralidade de faixas é separada por uma pluralidade de fileiras de terra não preparada;

   determinar uma localização de uma linha de rastreamento; e determinar se a linha de implemento e a linha de rastreamento estão alinhadas umas às outras ou não.
2. 2. Sistema agrícola, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema agrícola compreende um implemento acionado ou implemento autopropulsado.
3. 3. Sistema agrícola, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o processador é configurado para gerar um sinal de controle para orientar o sistema agrícola, para orientar um veículo de trabalho que reboca o sistema agrícola, ou uma combinação dos mesmos, em

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   2/5 resposta à determinação de que a linha de implemento e a linha de rastreamento não estão alinhadas umas às outras.
4. 4. Sistema agrícola, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o processador é configurado para gerar uma notificação a ser exibida a um usuário em resposta à determinação de que a linha de implemento e a linha de rastreamento não estão alinhadas umas às outras.
5. 5. Sistema agrícola, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os dispositivos de imageamento estão voltados para trás em relação a uma direção de trajeto do sistema agrícola.
6. 6. Sistema agrícola, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os dispositivos de imageamento estão voltados para frente em relação a uma direção de trajeto do sistema agrícola.
7. 7. Sistema agrícola, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que determinar a localização da linha central da primeira faixa da pluralidade de faixas compreende:

   identificar a primeira faixa nas imagens;

   determinar um ponto central ao longo de uma largura da primeira faixa em cada pluralidade de localizações; e ajustar uma linha central através de uma pluralidade de pontos centrais determinados.
8. 8. Sistema agrícola, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a linha de rastreamento está deslocada a partir da linha central.
9. 9. Sistema de imageamento caracterizado pelo fato de que compreende:

   um ou mais dispositivos de imageamento configurados para serem acoplados a uma armação de um sistema agrícola, e para capturarem

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   3/5 imagens de um campo abaixo do sistema agrícola conforme o sistema agrícola atravessa o campo; e um controlador que compreende um processador e uma memória, em que o controlador é configurado para processar as imagens capturadas pelo um ou mais dispositivos de imageamento, em que processar as imagens capturadas compreende:

   determinar uma localização de uma linha de implemento alinhada com uma primeira unidade de fileira do sistema agrícola;

   determinar uma localização de uma linha de rastreamento de uma primeira faixa de uma pluralidade de faixas do campo, em que a pluralidade de faixas é separada por uma pluralidade de fileiras de terra não preparada; e determinar se a linha de implemento e a linha de rastreamento estão alinhadas umas às outras ou não.
10. 10. Sistema de imageamento, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o um ou mais dispositivos de imageamento compreendem uma câmera digital, uma câmera analógica, uma câmera RGB, câmera RGB-D, uma câmera infravermelha (IR), ou uma combinação das mesmas.
11. 11. Sistema de imageamento, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o um ou mais dispositivos de imageamento compreendem um leitor a laser, detector de radar, um detector de proximidade ou uma combinação dos mesmos.
12. 12. Sistema de imageamento, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o sistema agrícola compreende um veículo de trabalho, implemento acionado, ou implemento autopropulsado.
13. 13. Sistema de imageamento, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o processador é configurado para gerar um sinal de controle para orientar um implemento do sistema agrícola, para orientar um

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    4/5 veículo de trabalho do implemento agrícola, ou uma combinação dos mesmos, em resposta à determinação de que a linha de implemento e a linha de rastreamento não estão alinhadas umas às outras.
14. 14. Sistema de imageamento, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o processador é configurado para gerar uma notificação a ser exibida a um usuário em resposta à determinação de que a linha de implemento e a linha de rastreamento não estão alinhadas umas às outras.
15. 15. Sistema de imageamento, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que determinar a localização da linha central da primeira faixa da pluralidade de faixas compreende:

    identificar a primeira faixa nas imagens;

    determinar um ponto central ao longo de uma largura da primeira faixa em cada pluralidade de localizações; e ajustar uma linha central através de uma pluralidade de pontos centrais determinados.
16. 16. Sistema de imageamento, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a linha de rastreamento está deslocada a partir da linha central.
17. 17. Método caracterizado pelo fato de que compreende:

    direcionar um sistema agrícola através de um campo, em que o sistema agrícola inclui um veículo de trabalho e um implemento, e em que o implemento compreende uma ou mais unidades de fileira;

    capturar uma ou mais imagens do campo abaixo do sistema agrícola conforme o sistema agrícola atravessa o campo, por meio de um ou mais dispositivos de imageamento acoplados ao sistema agrícola; e processar as imagens capturadas que compreendem:

    determinar uma localização de uma linha de implemento alinhada

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    5/5 com uma primeira unidade de fileira da uma ou mais unidades de fileira;

    determinar uma localização de uma linha de rastreamento de uma primeira faixa de uma pluralidade de faixas do campo, em que a pluralidade de faixas é separada por uma pluralidade de fileiras de terra não preparada; e determinar se a linha de implemento e a linha de rastreamento estão alinhadas umas às outras ou não.
18. 18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que compreende gerar um sinal de controle para orientar o implemento, para orientar um veículo de trabalho que reboca o implemento, ou uma combinação dos mesmos, em resposta à determinação de que a linha de implemento e a linha de preparo do solo ou a linha de plantio não estão alinhadas umas às outras
19. 19. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que compreende gerar a notificação a ser exibida a um usuário em resposta à determinação de que a linha de implemento e a linha de preparo do solo ou a linha de plantio não estão alinhadas umas às outras.
20. 20. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que determinar a localização da linha de preparo do solo ou a linha de plantio da primeira faixa da pluralidade de faixas compreende:

    identificar a primeira faixa nas imagens;

    determinar um ponto central ao longo de uma largura da primeira faixa em cada pluralidade de localizações; e ajustar uma linha central através de uma pluralidade de pontos centrais determinados.