BR112020021176B1 - Veículo ferroviário de controle de plantas daninhas - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se a um veículo ferroviário de controle de plantas daninhas. É descrito para ativar (110) pelo menos uma unidade de controle de plantas daninhas para controlar as plantas daninhas ao longo e ao redor de uma via férrea. A via férrea é composta por trilhos e travessas. A pelo menos uma unidade de controle de plantas daninhas baseada em eletrodo é montada em pelo menos uma primeira posição do veículo. Os dados de sensor são adquiridos (120) por pelo menos um sensor. Os dados de sensor referem-se a pelo menos uma localização ao longo e ao redor da via férrea. O pelo menos um sensor é montado em pelo menos uma segunda posição do veículo. Com relação a uma direção de movimento para a frente do veículo, a pelo menos uma segunda posição está na frente da pelo menos uma primeira posição. Os dados de sensor são fornecidos (130) para uma unidade de processamento. Os dados de sensor são analisados (140) pela unidade de processamento para determinar localizações dos componentes da infraestrutura ferroviária, além dos trilhos e travessas. A unidade de processamento modifica (150) a ativação de uma ou mais unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodo da (...).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção refere-se a um veículo ferroviário de controle de plantas daninhas, e a um método de controle de plantas daninhas com um veículo ferroviário de controle de plantas daninhas, bem como a um elemento de programa de computador e um meio legível por computador.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002] O fundamento geral desta invenção é o controle de plantas daninhas. As áreas ao redor e entre os trilhos da ferrovia precisam ter a vegetação controlada. Tal controle melhora a visibilidade a partir da perspectiva das pessoas no trem, tal como o maquinista, e melhora a visibilidade a partir da perspectiva das pessoas que trabalham nos trilhos. Esse controle pode levar a uma maior segurança. Além disso, a vegetação pode interromper ou danificar os trilhos e as linhas de sinalização e comunicação associadas. O controle da vegetação é então necessário para atenuar isso. O controle da vegetação, também chamado de controle de plantas daninhas, pode consumir muito tempo e recursos, especialmente se realizado manualmente. É necessário reduzir o impacto ambiental das pulverizações químicas frequentemente usadas para o controle de plantas daninhas. Tecnologias de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodos foram propostas para controlar plantas daninhas, com alta tensão sendo aplicada entre os eletrodos e a corrente passando de um eletrodo para o outro através do solo e das plantas daninhas, matando as plantas daninhas. No entanto, o ambiente onde as plantas daninhas devem ser controladas pode apresentar dificuldades, tendo componentes de infraestrutura que podem ser danificados por tais unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodos.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0003] Seria vantajoso ter uma tecnologia de controle de plantas daninhas melhorada com base em uma tecnologia de controle de plantas daninhas baseada em eletrodo.

[0004] O objetivo da presente invenção é resolvido com o assunto das reivindicações independentes, em que outras modalidades são incorporadas nas reivindicações dependentes. Dever-se-ia notar que os seguintes aspectos descritos e exemplos da invenção se aplicam também ao veículo ferroviário de controle de plantas daninhas, ao método de controle de plantas daninhas com um veículo ferroviário de controle de plantas daninhas, e ao elemento de programa de computador e ao meio legível por computador.

[0005] De acordo com um primeiro aspecto, é fornecido um veículo ferroviário de controle de plantas daninhas, que compreende:

[0006] - pelo menos uma unidade de controle de plantas daninhas baseada em eletrodo;

[0007] - pelo menos um sensor; e

[0008] - uma unidade de processamento.

[0009] A pelo menos uma unidade de controle de plantas daninhas baseada em eletrodo é montada em pelo menos uma primeira posição do veículo. O pelo menos um sensor é montado em pelo menos uma segunda posição do veículo. Com relação a uma direção de movimento para a frente do veículo, a pelo menos uma segunda posição está na frente da pelo menos uma primeira posição. A ativação da pelo menos uma unidade de controle de plantas daninhas é usada para controlar as plantas daninhas ao longo e ao redor de uma via férrea. A via férrea é composta por trilhos e travessas. O pelo menos um sensor é configurado para adquirir dados de sensor relacionados a pelo menos uma localização ao longo e ao redor da via férrea. O pelo menos um sensor é configurado para fornecer os dados de sensor para a unidade de processamento. A unidade de processamento é configurada para analisar os dados de sensor para determinar a localização dos componentes da infraestrutura ferroviária, além dos trilhos e travessas. A unidade de processamento é configurada para modificar a ativação de uma ou mais unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodo da pelo menos uma unidade de controle de plantas daninhas baseada em eletrodo compreendendo a utilização de pelo menos uma localização das localizações determinadas dos componentes da infraestrutura ferroviária.

[0010] Desta forma, as partes e os componentes sensíveis da infraestrutura em um ambiente ferroviário não são danificados, seja pelo contato dos eletrodos de uma unidade de controle de plantas daninhas baseada em eletrodos de um trem e / ou tendo alta tensão aplicada nas proximidades das partes ou componentes. Assim, os dados de sensor são utilizados para permitir o controle de plantas daninhas ao longo de uma via férrea usando unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodos para controlar automaticamente as plantas daninhas, mesmo onde as partes e componentes de infraestrutura sensíveis estão localizados, porque a ação apropriada é automaticamente realizada para garantir que tais partes e componentes sensíveis não sejam danificados.

[0011] Em um exemplo, a modificação da ativação de uma ou mais unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodos compreende a desativação de uma ou mais unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodos.

[0012] Desta maneira, os eletrodos são desligados para garantir que uma alta tensão e corrente acompanhante que passa pelo solo não ocorram onde os componentes de infraestrutura sensíveis estão localizados.

[0013] Em um exemplo, a modificação da ativação de uma ou mais unidades de plantas daninhas baseadas em eletrodos compreende uma determinação para não ativar as uma ou mais unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodos.

[0014] Assim, por exemplo, quando as unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodo estão passando sobre uma área onde não há plantas daninhas, a unidade de processamento, com base nos dados de sensor, pode determinar que não há plantas daninhas e as unidades de controle de plantas daninhas não podem ser ativadas. Então, uma área com plantas daninhas pode ser encontrada e, com base nos dados de sensor, as unidades de controle de plantas daninhas podem normalmente ser ativadas para controlar as plantas daninhas. No entanto, com base nos dados de sensor, a unidade de processamento pode determinar que nessa área, além das plantas daninhas, há componentes de infraestrutura sensíveis e a decisão pode ser tomada para não ativar as unidades de controle de plantas daninhas porque tal ativação pode danificar essa infraestrutura.

[0015] Em um exemplo, a modificação da ativação de uma ou mais unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodo compreende o movimento de uma ou mais unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodo para longe da pelo menos uma localização das localizações determinadas.

[0016] Desta forma, o contato físico das unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodo com a infraestrutura sensível pode ser atenuado movendo as unidades para longe dos componentes da infraestrutura. O movimento pode ser realizado com as unidades ainda ativadas ou pode ser acompanhada de uma desativação das unidades. O movimento pode ser vertical, para mover as unidades sobre os componentes da infraestrutura, horizontal para mover as unidades em torno dos componentes da infraestrutura, ou uma combinação de movimento horizontal e vertical. Quando o movimento é horizontal, se o movimento levar às unidades restantes sobre plantas daninhas ou conduzir a um movimento de modo que as unidades estejam agora sobre as plantas daninhas, então manter a ativação em termos de manter a alta tensão e a aplicação de corrente permite que essas plantas daninhas sejam controladas, fornecendo assim eficiência do controle de plantas daninhas.

[0017] Em um exemplo, o movimento compreende um movimento vertical.

[0018] Em um exemplo, o movimento compreende um movimento horizontal.

[0019] Em um exemplo, cada unidade de controle de plantas daninhas baseada em eletrodo é acoplada de forma móvel ao veículo por meio de um atuador associado, e em que a unidade de processamento é configurada para controlar um atuador para mover a unidade de controle de plantas daninhas baseada em eletrodo associada.

[0020] Em um exemplo, a unidade de processamento é configurada para analisar os dados de sensor para identificar os componentes da infraestrutura ferroviária nas localizações determinadas. A pelo menos uma localização das localizações determinadas compreende pelo menos uma localização de um componente de infraestrutura ferroviária identificado que é susceptível a danos a partir da ativação de uma unidade de controle de plantas daninhas baseada em eletrodo.

[0021] Desta forma, a decisão de modificar a ativação da tecnologia de controle de plantas daninhas baseada em eletrodo, por exemplo, tendo a unidade não ativada quando na vizinhança de componentes de infraestrutura e / ou movendo-se sobre ou em torno desses componentes é baseada em quais são esses componentes. Assim, os componentes de infraestrutura identificados que são robustos com relação ao contato físico e à aplicação de alta tensão podem ser identificados e as unidades de controle de plantas daninhas podem operar normalmente em suas proximidades para controlar as plantas daninhas. No entanto, os componentes da infraestrutura, tal como cabos ou sistemas eletrônicos ou elétricos, que podem ser danificados devido ao contato físico com os eletrodos e / ou aplicação de alta tensão a partir das unidades, podem ser identificados e a decisão pode ser tomada para mover os eletrodos sobre os componentes e / ou não ter os eletrodos ativados nas proximidades. No entanto, componentes robustos que não seriam danificados podem ser grandes o suficiente para danificar as próprias unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodo. Assim, neste caso, a ativação das unidades pode novamente ser modificada, por exemplo, através do movimento das unidades verticalmente e / ou horizontalmente para que os eletrodos não atinjam o componente robusto da infraestrutura.

[0022] Em um exemplo, os dados de sensor compreendem dados de imagem, e a identificação dos componentes da infraestrutura ferroviária compreende a análise de imagem dos dados de imagem.

[0023] Em um exemplo, o pelo menos um sensor compreende um ou mais dentre: uma câmera; um sensor IR; um sensor LIDAR; um sensor de contato flexível; e um sensor de radar.

[0024] De acordo com um segundo aspecto, é fornecido um método para controlar plantas daninhas com um veículo ferroviário de controle de plantas daninhas, compreendendo:

[0025] a) ativar pelo menos uma unidade de controle de plantas daninhas para controlar as plantas daninhas ao longo e ao redor de uma via férrea, em que a via férrea compreende trilhos e travessas, e em que a pelo menos uma unidade de controle de plantas daninhas baseada em eletrodo é montada em pelo menos uma primeira posição do veículo;

[0026] b) adquirir dados de sensor por pelo menos um sensor, os dados de sensor relacionados a pelo menos uma localização ao longo e ao redor da via férrea, em que o pelo menos um sensor é montado em pelo menos uma segunda posição do veículo, e em que, em relação a uma direção de movimento para a frente do veículo, a pelo menos uma segunda posição está na frente da pelo menos uma primeira posição;

[0027] c) fornecer os dados de sensor para uma unidade de processamento;

[0028] d) analisar os dados de sensor pela unidade de processamento para determinar a localização dos componentes da infraestrutura ferroviária, além dos trilhos e travessas; e

[0029] e) modificar, pela unidade de processamento, a ativação de uma ou mais unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodo da pelo menos uma unidade de controle de plantas daninhas baseada em eletrodo compreendendo a utilização de pelo menos uma localização das localizações determinadas dos componentes da infraestrutura ferroviária.

[0030] Em um exemplo, a etapa e) compreende a desativação de uma ou mais unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodo.

[0031] Em um exemplo, a etapa e) compreende um movimento de uma ou mais unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodo para longe da pelo menos uma localização das localizações determinadas.

[0032] De acordo com outro aspecto, é fornecido um elemento de programa de computador para controlar partes do veículo do primeiro aspecto, que quando executado por um processador é configurado para realizar o método do segundo aspecto. Também é fornecido um meio legível por computador tendo armazenado o elemento de programa.

[0033] Vantajosamente, os benefícios fornecidos por qualquer um dos aspectos acima se aplicam igualmente a todos os outros aspectos e vice-versa.

[0034] Os aspectos e exemplos acima tornar-se-ão evidentes e serão elucidados com referência às modalidades descritas a seguir.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0035] As modalidades exemplificativas serão descritas a seguir com referência aos seguintes desenhos:

[0036] A Figura 1 mostra uma configuração esquemática de um exemplo de um veículo ferroviário de controle de plantas daninhas.

[0037] A Figura 2 mostra um método de controle de plantas daninhas com um veículo ferroviário de controle de plantas daninhas.

[0038] A Figura 3 mostra uma configuração esquemática de um exemplo de uma série de unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodos;

[0039] A Figura 4 mostra uma configuração esquemática de um exemplo detalhado de veículo ferroviário de controle de plantas daninhas; e

[0040] A Figura 5 mostra uma imagem de uma via férrea com componentes de infraestrutura sensíveis.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES

[0041] A Figura 1 mostra um exemplo de um veículo ferroviário de controle de plantas daninhas 10. O veículo compreende pelo menos uma unidade de controle de plantas daninhas baseada em eletrodo 20, pelo menos um sensor 30, e uma unidade de processamento 40. A pelo menos uma unidade de controle de plantas daninhas baseada em eletrodo 20 é montada em pelo menos uma primeira posição do veículo10. O pelo menos um sensor 30 é montado em pelo menos uma segunda posição do veículo 10. No que diz respeito a uma direção de movimento para a frente do veículo 10, a pelo menos uma segunda posição está na frente de pelo menos uma primeira posição. A ativação de pelo menos uma unidade de controle de plantas daninhas 20 é usada para controlar as plantas daninhas ao longo e ao redor de uma via férrea. A via férrea é composta por trilhos e travessas. O pelo menos um sensor 30 é configurado para adquirir dados de sensor relativos a pelo menos uma localização ao longo e ao redor da via férrea. O pelo menos um sensor 30 é configurado para fornecer os dados de sensor para a unidade de processamento 40. A unidade de processamento 40 é configurada para analisar os dados de sensor para determinar a localização dos componentes da infraestrutura ferroviária além dos trilhos e travessas. A unidade de processamento 40 é configurada para modificar a ativação de uma ou mais unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodo da pelo menos uma unidade de controle de plantas daninhas baseada em eletrodo 40 compreendendo a utilização de pelo menos uma localização das localizações determinadas dos componentes da infraestrutura ferroviária.

[0042] De acordo com um exemplo, a modificação da ativação de uma ou mais unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodo compreende a desativação de uma ou mais unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodo.

[0043] De acordo com um exemplo, a modificação da ativação de uma ou mais unidades de plantas daninhas baseadas em eletrodos compreende uma determinação para não ativar as uma ou mais unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodo.

[0044] De acordo com um exemplo, a modificação da ativação de uma ou mais unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodo compreende um movimento de uma ou mais unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodo para longe da pelo menos uma localização das localizações determinadas.

[0045] De acordo com um exemplo, o movimento compreende um movimento vertical.

[0046] De acordo com um exemplo, o movimento compreende um movimento horizontal.

[0047] De acordo com um exemplo, cada unidade de controle de plantas daninhas baseada em eletrodo é acoplada de forma móvel ao veículo por meio de um atuador associado, e em que a unidade de processamento é configurada para controlar um atuador para mover a unidade de controle de plantas daninhas baseada em eletrodo associada.

[0048] De acordo com um exemplo, a unidade de processamento é configurada para analisar os dados de sensor para identificar os componentes da infraestrutura ferroviária nas localizações determinadas. A pelo menos uma localização das localizações determinadas compreende pelo menos uma localização de um componente de infraestrutura ferroviária identificado que é susceptível a danos a partir da ativação de uma unidade de controle de plantas daninhas baseada em eletrodo. A pelo menos uma localização das localizações determinadas compreende pelo menos uma localização de um componente de infraestrutura ferroviária identificado que é um componente que pode levar a danos de uma unidade de controle de plantas daninhas baseada em eletrodo. A pelo menos uma localização das localizações determinadas compreende pelo menos uma localização de um componente de infraestrutura ferroviária identificado que é um componente que pode levar a danos de uma unidade de controle de plantas daninhas baseada em eletrodo quando ativada.

[0049] De acordo com um exemplo, os dados de sensor compreendem dados de imagem, e a identificação dos componentes da infraestrutura ferroviária compreende a análise de imagem dos dados de imagem.

[0050] De acordo com um exemplo, o pelo menos um sensor compreende um ou mais dentre: uma câmera; um sensor IR; um sensor LIDAR; um sensor de contato flexível; e um sensor de radar.

[0051] A Figura 2 mostra um método 100 de controle de plantas daninhas com um veículo ferroviário de controle de plantas daninhas em suas etapas básicas. O método 100 compreende:

[0052] em uma etapa de ativação 110, também chamada de etapa a), ativar pelo menos uma unidade de controle de plantas daninhas para controlar as plantas daninhas ao longo e ao redor de uma via férrea, em que a via férrea compreende trilhos e travessas, e em que a pelo menos uma unidade de controle de plantas daninhas baseada em eletrodo é montada em pelo menos uma primeira posição do veículo;

[0053] em uma etapa de aquisição 120, também chamada de etapa b), adquirir os dados de sensor por pelo menos um sensor, os dados de sensor relacionados a pelo menos uma localização ao longo e ao redor da via férrea, em que o pelo menos um sensor é montado em pelo menos uma segunda posição do veículo, e em que, com relação a uma direção de movimento para a frente do veículo, a pelo menos uma segunda posição está na frente da pelo menos uma primeira posição;

[0054] em uma etapa de fornecimento 130, também chamada de etapa c), fornecer os dados de sensor para uma unidade de processamento;

[0055] em uma etapa de análise 140, também chamada de etapa d), analisar os dados de sensor pela unidade de processamento para determinar a localização dos componentes da infraestrutura ferroviária, além dos trilhos e travessas; e

[0056] em uma etapa de modificação 150, também chamada de etapa e), modificar, pela ativação da unidade de processamento, uma ou mais unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodo da pelo menos uma unidade de controle de plantas daninhas baseada em eletrodo compreendendo a utilização de pelo menos uma localização das localizações determinadas dos componentes da infraestrutura ferroviária.

[0057] De acordo com um exemplo, a etapa e) compreende a desativação de uma ou mais unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodo.

[0058] Em um exemplo, a etapa e) compreende uma determinação para não ativar as uma ou mais unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodo.

[0059] De acordo com um exemplo, a etapa e) compreende um movimento de uma ou mais unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodo para longe da pelo menos uma localização das localizações determinadas.

[0060] Em um exemplo, o movimento compreende um movimento vertical.

[0061] Em um exemplo, o movimento compreende um movimento horizontal.

[0062] Em um exemplo, cada unidade de controle de plantas daninhas baseada em eletrodo é acoplada de forma móvel ao veículo por meio de um atuador associado, e em que a unidade de processamento é configurada para controlar um atuador para mover a unidade de controle de plantas daninhas baseada em eletrodo associada.

[0063] Em um exemplo, a etapa d) compreende analisar os dados de sensor para identificar os componentes da infraestrutura ferroviária nas localizações determinadas, e em que a pelo menos uma localização das localizações determinadas compreende pelo menos uma localização de um componente da infraestrutura ferroviária identificado que é susceptível a danos a partir da ativação de uma unidade de controle de plantas daninhas baseada em eletrodo.

[0064] Em um exemplo, o pelo menos um sensor compreende uma câmera, em que os dados de sensor compreendem dados de imagem adquiridos pela câmera, e em que a identificação dos componentes da infraestrutura ferroviária compreende a análise de imagem dos dados de imagem.

[0065] Em um exemplo, o pelo menos um sensor compreende um ou mais dentre: uma câmera; um sensor IR; um sensor LIDAR; um sensor de contato flexível.

[0066] O veículo de controle de plantas daninhas e o método de controle de plantas daninhas com um veículo são agora explicados em mais detalhes com referência às Figuras 3 a 5.

[0067] A Figura 3 mostra um exemplo de uma série de unidades de controle de plantas daninhas na forma ou pares de eletrodos de alta tensão. Os pares de eletrodos são fornecidos para formar as unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodo individuais, onde uma alta tensão pode ser aplicada entre os eletrodos formando um par de eletrodos. Quando um par de eletrodos é ativado, a corrente elétrica flui de um eletrodo para o outro através da planta daninha e do solo, incluindo a raiz da planta daninha. Uma subunidade mostrada pode ter um par de eletrodos ou, de fato, pode ter um número de pares de eletrodos a fim de fornecer maior resolução e uma extensão espacial menor da aplicação de tal controle de plantas daninhas baseado em alta tensão. A alta tensão pode ser aplicada em modo CC por um período de tempo ou em modo AC por um período de tempo. Os eletrodos têm partes finais flexíveis, não mostradas, na forma de fita ou fios de metal que formam um contato flexível perto da superfície do solo (ou superfície do solo) com o solo. No entanto, durante a ativação normal, os componentes estruturais robustos dos eletrodos estão bastante próximos do solo, e assim podem atingir e danificar os componentes da infraestrutura ferroviária sensível, e a ativação sobre ou nas proximidades de certos componentes da infraestrutura sensível também pode danificar esses componentes.

[0068] A Figura 4 mostra um exemplo detalhado de um veículo ferroviário de controle de plantas daninhas. A Figura 4 mostra as duas imagens do veículo ferroviário de controle de plantas daninhas, com a imagem da esquerda mostrando o veículo em um momento anterior à imagem à direita. O veículo ferroviário de controle de plantas daninhas está circulando ao longo de uma via férrea, e é observado de lado na Figura 4. O veículo ferroviário de controle de plantas daninhas está se movendo para a frente, que é em uma direção da esquerda para a direita como mostrado na Figura 4. Na frente do veículo, vários sensores são montados. Esses sensores detectam o solo para permitir que uma determinação seja feita se os componentes de infraestrutura sensíveis estão prestes a serem encontrados, ou se componentes estão prestes a serem encontrados que podem danificar os eletrodos se eles estiverem posicionados prontos para ativação. Uma série de detectores sensíveis ao toque que se estendem na frente do veículo e se estendem lateralmente para os lados contatam fisicamente os itens, e várias câmeras adquirem imagens ao longo da largura do trilho e nas laterais do trilho que são analisadas com um algoritmo de processamento de imagem. Os dados de sensor são processados para identificar os componentes da infraestrutura encontrados e seu tamanho e altura acima do nível do trilho. Abaixo e nas laterais do veículo estão várias unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodo, que quando ativadas matam as plantas daninhas conforme descrito acima. Na imagem à esquerda, a análise de imagem e de contato detecta que a infraestrutura que será encontrada poderia ser danificada pelos eletrodos tocando o componente e / ou ativando nas proximidades do componente, e / ou que poderia danificar os eletrodos. Na imagem à esquerda, há plantas daninhas sob e ao redor do veículo (não mostrado) e os eletrodos estão sendo ativados para matar as plantas daninhas, passando a corrente em alto potencial através das plantas e do solo, incluindo a raiz das plantas daninhas. Na imagem à direita, o veículo se moveu para a frente, no entanto, com base nos dados de sensor analisados, uma unidade de processamento do veículo modificou a ativação das unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodo que encontrariam o componente de infraestrutura fazendo com que um atuador levante os eletrodos sobre o componente e ao mesmo tempo os eletrodos foram desativados.

[0069] Continuando com a Figura 4, o trem de controle de plantas daninhas tem uma unidade GPS que determina onde o trem está, que pode ser aumentada por informações derivadas de processamento de imagem e / ou informações baseadas em movimento fornecidas a partir do conhecimento da velocidade do trem e / ou usando sensores de navegação inercial. Assim, como qualquer ponto no tempo, a unidade de processamento dos trens de controle de plantas daninhas sabe em que parte do solo estão localizadas as unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodo.

[0070] Conforme discutido acima, as coordenadas GPS de plantas daninhas podem ser fornecidas ao trem de controle de plantas daninhas que então usa sua própria unidade GPS para ativar os eletrodos quando necessário. No entanto, as imagens adquiridas pelas câmeras do controle ferroviário de plantas daninhas, que são utilizadas para identificar os componentes da infraestrutura, também são analisadas para determinar se as plantas daninhas estão presentes, sua localização e que tipo de plantas daninhas são. Assim, as imagens são fornecidas à unidade de processamento, que processa as imagens para determinar se existem plantas daninhas, o que são essas plantas daninhas e, em caso afirmativo, a sua localização no solo pode ser determinada. Então, à medida que o trem se move para a frente, os eletrodos podem operar para matar as plantas daninhas, onde os eletrodos podem operar de maneira diferente dependendo de quais plantas daninhas foram identificadas. Essas imagens são analisadas de forma semelhante para identificar os componentes da infraestrutura, permitindo a ativação das unidades a serem modificadas de forma que esses componentes não sejam danificados e / ou os eletrodos não sejam danificados. Assim, além de determinar a modificação da ativação de modo a não danificar a infraestrutura ao redor da via férrea e / ou não danificar as unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodos, a análise de imagem pode determinar um tipo de planta daninha, e isso pode ser usado para alterar a corrente e / ou tensão sendo aplicada a fim de levar em conta os diferentes tipos de plantas daninhas encontradas. Isso garante que plantas daninhas fáceis de matar possam ser controladas com uma configuração de energia mais baixa do que as plantas daninhas mais difíceis de controlar.

[0071] Em relação ao processamento de imagem para determinar se há presença de plantas daninhas, a unidade de processamento analisa uma imagem para determinar as áreas dentro da imagem em que a vegetação está presente. A vegetação pode ser detectada com base na forma das características dentro das imagens adquiridas, onde, por exemplo, o software de detecção de bordas é usado para delinear o perímetro externo dos objetos e o perímetro externo das características dentro do perímetro externo do próprio objeto. Um banco de dados de imagens de vegetação pode ser usado para ajudar a determinar se uma característica nas imagens está relacionada à vegetação ou não, usando, por exemplo, um algoritmo de aprendizado de máquina treinado, tal como uma rede neural artificial ou análise de árvore de decisão. A câmera pode adquirir imagens multiespectrais, com imagens contendo informações relacionadas à cor dentro das imagens, e isso pode ser usado isoladamente ou em combinação com a detecção de características para determinar onde a vegetação pode ser encontrada em uma imagem. Da mesma forma, um algoritmo de aprendizado de máquina treinado é usado para identificar os componentes da infraestrutura, com um sensor sensível ao toque ajudando nessa identificação, fornecendo informações relacionadas ao tamanho real do componente.

[0072] Com relação ao analisador de aprendizado de máquina para detecção de plantas daninhas, são adquiridas imagens de plantas daninhas específicas, com informações também relacionadas ao tamanho das plantas daninhas que estão sendo utilizadas. Informações relacionadas a uma localização geográfica no mundo, onde tal planta daninha pode ser encontrada e informações relacionadas a uma época do ano em que aquela planta daninha pode ser encontrada, incluindo quando florescem, etc. podem ser marcadas com as imagens. Os nomes das plantas daninhas também podem ser marcados com a imagem das plantas daninhas. O analisador de aprendizado de máquina, que pode ser baseado em uma rede neural artificial ou em um analisador de árvore de decisão, é então treinado nessas imagens adquiridas de verdade. Desta forma, quando uma nova imagem de vegetação é apresentada ao analisador, onde tal imagem pode ter um carimbo de data / hora associado, tal como a época do ano e uma localização geográfica, como Alemanha ou África do Sul marcada com ela, o analisador determina o tipo de planta daninha que está na imagem por meio de uma comparação da imagem de uma planta daninha encontrada na nova imagem com imagens de diferentes plantas daninhas nas quais ela foi treinada, onde o tamanho das plantas daninhas, onde e quando elas crescem também pode ser levado em consideração. A localização específica desse tipo de planta daninha no solo dentro do ambiente, e seu tamanho podem, portanto, ser determinados. O algoritmo de aprendizado de máquina de detecção e identificação de componentes de infraestrutura foi treinado de maneira semelhante com base em imagens de componentes encontrados ao redor das linhas férreas, e pode ser treinado usando imagens de animais tal como gatos, cães, coelhos, etc., para que uma ação atenuante possa ser tomada para que os animais não sejam eletrocutados, garantindo assim o bem-estar dos animais na medida do possível. Outros tipos de sensor e processamento de imagem podem ser usados para detectar e identificar plantas daninhas, e outros tipos de sensor e processamento de imagem podem ser usados para detectar e identificar componentes de infraestrutura ferroviária, tal como o processamento de dados de sistemas de sensores baseados em radar ou lidar. Um sensor sensível ao toque pode ser usado para aumentar o processamento de imagem e pode ser útil quando um componente robusto está localizado dentro de um aglomerado de plantas daninhas e não pode ser fotografado. Por exemplo, um grande pedaço de metal pode estar na pista com plantas daninhas crescendo ao redor e sobre ele. O processamento de imagens de uma câmera não pode então ser usado para identificar e, em alguns casos, o processamento de uma imagem lidar pode ser usado para detectar e identificar o objeto de metal. No entanto, o sensor sensível ao toque fornece uma maneira simples de determinar se há um objeto presente que danificaria os eletrodos, e a ação apropriada, tal como levantar os eletrodos sobre o objeto e / ou para um lado do objeto, pode ser realizada. Ao serem movidas, as unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodo também podem ser desativadas.

[0073] Como o próprio trem de controle de plantas daninhas determina, a partir de imagens adquiridas, a localização e os tipos de plantas daninhas, a localização geográfica exata da planta daninha não precisa ser determinada. Além disso, como o próprio trem de controle de plantas daninhas está determinando a partir de imagens adquiridas, a localização e os tipos de componentes de infraestrutura, a localização geográfica exata dos componentes não precisa ser determinada. Em vez disso, com base em um espaçamento relativo entre os sensores (por exemplo, câmeras) e as unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodo, juntamente com o conhecimento do movimento para a frente do trem de controle de plantas daninhas (sua velocidade), uma vez que uma planta daninha / componente é localizado e identificado, posteriormente, as unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodo podem ser ativadas nessa localização para matar a planta daninha ou a ativação modificada de modo que os componentes de infraestrutura sensíveis não sejam danificados. Assim, por exemplo, se o tempo total de processamento e as unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodo para ativação levar 0,2 s, 0,4 s ou 0,8 s para um trem se deslocando a 25 m / s, as câmeras devem ser espaçadas para a frente das unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodo em 5 m, 10 m ou 20 m para esta velocidade do trem. Uma redução na velocidade do trem permite que a separação seja reduzida. Além disso, as câmeras que estão adquirindo as imagens podem ter tempos de exposição muito curtos para que o embaçamento da imagem devido ao movimento do trem durante o tempo de exposição seja minimizada. Isso pode ser feito por vários meios, incluindo o uso de câmeras com tempos de exposição curtos ou iluminação pulsada curta via, por exemplo, laseres ou LEDs em combinação com filtros, por exemplo. No entanto, o trem pode usar um sistema GPS e / ou sistema de navegação inercial e / ou análise de imagem para determinar uma localização geográfica exata de plantas daninhas e componentes de infraestrutura, e as unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodo podem ter meios de determinação de localização associados, tal como um sistema GPS e / ou sistema de navegação inercial e / ou sistema baseado em imagem que pode ser usado para fornecer a posição exata das unidades. Assim, um vagão dianteiro de um trem pode ter as câmeras que adquirem imagens a partir das quais os componentes da infraestrutura e as plantas daninhas podem ser identificados e localizados junto com os dados de GPS, então um vagão traseiro de um trem que pode estar muitas dezenas ou centenas de metros atrás do vagão dianteiro pode ter as unidades de controle de plantas daninhas. Em seguida, as unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodo podem ser ativadas nas posições corretas novamente usando dados de GPS para matar as plantas daninhas ou ter sua ativação modificada para não danificar os componentes da infraestrutura, mesmo se o trem ficar mais curto ou mais longo devido a subir ou descer colina.

[0074] A Figura 5 mostra exemplos de componentes de infraestrutura sensíveis em torno de uma via férrea, com o trem de controle de plantas daninhas atualmente descrito sendo capaz de controlar usando unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodo sem danificar esses componentes de infraestrutura.

Processamento de imagens para permitir a análise para determinar um tipo de planta daninha (tipo de componente de infraestrutura)

[0075] Um exemplo específico de como uma imagem é processada e determinada como adequada para processamento de imagem de modo que um tipo de planta daninha (componente de infraestrutura) possa ser determinado agora é descrito:

[0076] 1. Uma imagem digital - em particular uma imagem colorida - de uma planta daninha (componente de infraestrutura) é capturada.

[0077] 2. As áreas com uma cor e textura predefinidas dentro da imagem digital são contornadas dentro de um contorno de limite. Tipicamente, pode-se esperar uma área contornada de uma planta daninha (componente de infraestrutura). Tal processo de detecção ou determinação detecta limites de áreas relevantes da imagem digital. Durante este processo, pelo menos uma área contornada é construída compreendendo pixels relacionados à planta daninha (componente de infraestrutura) dentro de um contorno de limite. No entanto, mais de uma área contornada pode ser determinada, se um componente de infraestrutura tiver subpartes e se uma planta daninha tiver diferentes subpartes.

[0078] 3. Determinar se o contorno de limite cobre uma área grande o suficiente, e determinar a nitidez (por exemplo, grau de foco) dos dados da imagem dentro do contorno de limite. Isso garante, em primeiro lugar, que haverá dados de imagem suficientes sobre os quais uma determinação pode ser feita quanto ao tipo de planta daninha (tipo de componente de infraestrutura) e, em segundo lugar, determina que uma qualidade mínima da imagem digital será satisfeita de modo que o tipo de planta daninha (tipo de componente de infraestrutura) possa ser obtido.

[0079] 4. Se ambos os critérios em 3) forem satisfeitos, a imagem digital, e especificamente aquela dentro do contorno de limite, é enviada para a unidade de processamento para análise de imagem pela rede neural artificial para determinar o tipo de planta daninha (tipo de componente de infraestrutura) conforme descrito acima.

[0080] Em outra modalidade exemplificativa, um programa de computador ou elemento de programa de computador é fornecido, o qual é caracterizado por ser configurado para executar as etapas do método de acordo com uma das modalidades anteriores, em um sistema apropriado.

[0081] O elemento de programa de computador pode, portanto, ser armazenado em uma unidade de computador, que também pode fazer parte de uma modalidade. Esta unidade de computação pode ser configurada para executar ou induzir a execução das etapas do método descrito acima. Além disso, ela pode ser configurada para operar os componentes do aparelho e / ou sistema descrito acima. A unidade de computação pode ser configurada para operar automaticamente e / ou executar as ordens de um usuário. Um programa de computador pode ser carregado em uma memória de trabalho de um processador de dados. O processador de dados pode, assim, ser equipado para realizar o método de acordo com uma das modalidades anteriores.

[0082] Esta modalidade exemplificativa da invenção abrange tanto um programa de computador que desde o início usa a invenção quanto um programa de computador que por meio de uma atualização transforma um programa existente em um programa que usa a invenção.

[0083] Além disso, o elemento de programa de computador pode ser capaz de fornecer todas as etapas necessárias para cumprir o procedimento de uma modalidade exemplificativa do método como descrito acima.

[0084] De acordo com uma outra modalidade exemplificativa da presente invenção, um meio legível por computador, tal como um CD- ROM, pendrive ou semelhante, é apresentado, em que o meio legível por computador tem um elemento de programa de computador armazenado no mesmo, elemento de programa de computador que é descrito pela seção anterior.

[0085] Um programa de computador pode ser armazenado e / ou distribuído em um meio adequado, tal como um meio de armazenamento óptico ou um meio de estado sólido fornecido juntamente com ou como parte de outro hardware, mas também pode ser distribuído em outras formas, tal como via internet ou outros sistemas de telecomunicações com ou sem fio.

[0086] No entanto, o programa de computador também pode ser apresentado em uma rede como a World Wide Web e pode ser transferido para a memória de trabalho de um processador de dados de tal rede. De acordo com uma outra modalidade exemplificativa da presente invenção, um meio para tornar um elemento de programa de computador disponível para transferência é fornecido, elemento de programa de computador que é disposto para executar um método de acordo com uma das modalidades da invenção descritas anteriormente.

[0087] Deve-se notar que as modalidades da invenção são descritas com referência a diferentes assuntos. Em particular, algumas modalidades são descritas com referência às reivindicações do tipo de método, enquanto outras modalidades são descritas com referência às reivindicações do tipo de dispositivo. No entanto, uma pessoa versada na técnica reunirá a partir da descrição acima e da seguinte que, a menos que notificado de outra forma, além de qualquer combinação de características pertencentes a um tipo de assunto, qualquer combinação entre características relacionadas a diferentes assuntos é considerada a ser descrita com este pedido. No entanto, todas as características podem ser combinadas, fornecendo efeitos sinérgicos que são mais do que a simples soma das características.

[0088] Embora a invenção tenha sido ilustrada e descrita em detalhes nos desenhos e na descrição anterior, tal ilustração e descrição devem ser consideradas ilustrativas ou exemplificativas e não restritivas. A invenção não está limitada às modalidades descritas. Outras variações das modalidades descritas podem ser compreendidas e realizadas por aqueles versados na técnica ao praticar a invenção reivindicada, a partir de um estudo dos desenhos, da descrição e das reivindicações dependentes.

[0089] Nas reivindicações, a palavra “compreendendo” não exclui outros elementos ou etapas, e o artigo indefinido “um” ou “uma” não exclui uma pluralidade. Um único processador ou outra unidade pode cumprir as funções de vários itens citados nas reivindicações. O mero fato de que certas medidas são citadas novamente em reivindicações mutuamente diferentes não indica que uma combinação dessas medidas não possa ser usada com vantagem. Quaisquer símbolos de referência nas reivindicações não devem ser interpretados como limitando o escopo.

Claims (9)

1. Veículo ferroviário de controle de plantas daninhas (10), caracterizado pelo fato de que compreende: - pelo menos uma unidade de controle de plantas daninhas baseada em eletrodo (20); - pelo menos um sensor (30); e - uma unidade de processamento (40); em que a pelo menos uma unidade de controle de plantas daninhas baseada em eletrodo é montada em pelo menos uma primeira posição do veículo; em que o pelo menos um sensor é montado em pelo menos uma segunda posição do veículo, em que, com relação a uma direção de movimento para a frente do veículo, a pelo menos uma segunda posição está na frente da pelo menos uma primeira posição; em que a pelo menos uma unidade de controle de plantas daninhas é configurada para controlar plantas daninhas ao longo e ao redor de uma via férrea quando ativada, em que a via férrea compreende trilhos e travessas; em que o pelo menos um sensor é configurado para adquirir dados de sensor relacionados a pelo menos uma localização ao longo e ao redor da via férrea; em que o pelo menos um sensor é configurado para fornecer os dados de sensor para a unidade de processamento; em que a unidade de processamento é configurada para analisar os dados de sensor para determinar as localizações dos componentes da infraestrutura ferroviária, além dos trilhos e travessas; em que a unidade de processamento é configurada para analisar os dados de sensor para identificar componentes da infraestrutura ferroviária nos locais determinados e em que pelo menos uma localização dentre as localizações determinadas compreende localizações de componentes da infraestrutura ferroviária identificados que sejam suscetíveis a danos a partir da ativação de uma unidade de controle de plantas daninhas baseada em eletrodo; e em que a unidade de processamento é configurada para modificar a ativação de uma ou mais unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodo da pelo menos uma unidade de controle de plantas daninhas baseada em eletrodo compreendendo a utilização de pelo menos uma localização das localizações determinadas dos componentes da infraestrutura ferroviária.

2. Veículo ferroviário de controle de plantas daninhas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a modificação da ativação da uma ou mais unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodos compreende a desativação da uma ou mais unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodos.

3. Veículo ferroviário de controle de plantas daninhas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a modificação da ativação da uma ou mais unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodo compreende uma determinação para não ativar a uma ou mais unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodos.

4. Veículo ferroviário de controle de plantas daninhas, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a modificação da ativação da uma ou mais unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodo compreende um movimento da uma ou mais unidades de controle de plantas daninhas baseadas em eletrodos para longe da pelo menos uma localização das localizações determinadas.

5. Veículo ferroviário de controle de plantas daninhas, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o movimento compreende um movimento vertical.

6. Veículo ferroviário de controle de plantas daninhas, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 5, caracterizado pelo fato de que o movimento compreende um movimento horizontal.

7. Veículo ferroviário de controle de plantas daninhas, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, caracterizado pelo fato de que cada unidade de controle de plantas daninhas baseada em eletrodo é acoplada de forma móvel ao veículo por meio de um atuador associado, e em que a unidade de processamento é configurada para controlar um atuador para mover a unidade de controle de plantas daninhas baseada em eletrodo associada.

8. Veículo ferroviário de controle de plantas daninhas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os dados de sensor compreendem dados de imagem, e em que a identificação dos componentes da infraestrutura ferroviária compreende a análise de imagem dos dados de imagem.

9. Veículo ferroviário de controle de plantas daninhas, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um sensor compreende um ou mais dentre: uma câmera; um sensor IR; um sensor LIDAR; um sensor de contato flexível; e um sensor de radar.