BR112020023641A2 - sistema e método para transformar pivôs de irrigação padrão em uma rede social de robôs agrícolas de ia autônomos - Google Patents

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Yossi Haran
Yair Sharf
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Abstract

A presente invenção refere-se a método de gerenciamento de uma máquina de irrigação de pivô central compreendendo as etapas de: (a) fornecer pelo menos uma máquina de irrigação de pivô central e posicionar a dita máquina de irrigação de pivô central de modo que a dita máquina de irrigação de pivô central seja móvel dentro de um terreno irrigado em torno de um centro do mesmo; (b) fornecer um radar de penetração do chão, (c) montar o dito radar de penetração do chão na dita máquina de irrigação de pivô central; (d) mover a dita máquina de irrigação de pivô central em torno do dito centro do dito terreno irrigado; (e) digitalizar o dito terreno irrigado pelo dito radar de penetração do chão em frequências que variam de entre 200 a 1200 MHz; (f) calcular uma distribuição da umidade do solo através de uma profundidade a partir de uma superfície do solo; e (g) criar um plano de irrigação de acordo com a dita distribuição.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTE-
MA E MÉTODO PARA TRANSFORMAR PIVÔS DE IRRIGAÇÃO
PADRÃO EM UMA REDE SOCIAL DE ROBÔS AGRÍCOLAS DE IA AUTÔNOMOS". Campo da Invenção
[0001] A presente invenção refere-se a dispositivos de irrigação e, mais particularmente, a sistemas de irrigação e fertilização automati- zados, configurados para perceber e analisar os parâmetros climáticos e estabelecer uma programação de irrigação e fertilização. Antecedentes da Invenção
[0002] A irrigação de pivô central é uma forma de irrigação por pulverização superior que consiste em vários segmentos de tubos com pulverizadores posicionados ao longo de seu comprimento, unidos e suportados por longarinas, e montados em torres com rodízios. A má- quina move em um padrão circular e é alimentada com água do ponto de articulação no centro do círculo. O conjunto externo das rodas de- termina o passo principal da rotação.
[0003] Sistemas de irrigação/fertilização inteligentes personalizam as programações de irrigação/fertiização e rodam automaticamente para corresponder às necessidades específicas das plantas. Essa abordagem aperfeiçoa de forma significativa a eficiência externa do uso de água e fertilizantes.
[0004] Em estágios diferentes de crescimento, as plantas conso- mem quantidades diferentes de água e fertilizantes. Adicionalmente, as quantidades específicas a serem fornecidas para as plantas depen- dem das condições climáticas reais (temperatura, umidade relativa e velocidade do vento). Dessa forma, existe uma necessidade de longa data, e até hoje não correspondida, pelo desenvolvimento de um mé- todo de gerenciamento automático de uma pluralidade de máquinas de irrigação de pivô central, tal como a quantidade de água e fertilizantes a serem aplicados às plantas cultivadas de acordo com as condições climáticas específicas percebidas em tempo real. Sumário da Invenção
[0005] É, dessa forma, um objetivo da invenção se descrever um método de gerenciamento automático de uma máquina de irrigação de pivô central. O método mencionado acima compreende as etapas de: (a) fornecer pelo menos uma máquina de irrigação de pivô central e posicionar a dita máquina de irrigação de pivô central de modo que a máquina de irrigação de pivô central seja móvel dentro de um terreno irrigado em torno de um centro do mesmo; (b) fornecer um sensor de proximidade de solo, tal como um radar de penetração do chão; (c) montar o dito sensor de proximidade de solo na dita máquina de irriga- ção de pivô central; (d) mover a dita máquina de irrigação de pivô cen- tral em torno do dito centro do dito terreno irrigado; (e) varrer o dito ter- reno irrigado pelo dito radar de penetração do chão em frequências que variam de 20 a 200 MHz e de 20 a 1000 kHz; (f) calcular uma dis- tribuição da umidade do solo através de uma profundidade a partir de uma superfície do solo; e (g) criar um plano de irrigação de acordo com a dita distribuição.
[0006] Um objetivo adicional da invenção é fornecer o método que compreende as etapas de varrer uma área sem objetos e subtrair os dados obtidos sem objeto a partir dos dados que correspondem à área irrigada.
[0007] Um objetivo adicional da invenção é fornecer o método que compreende uma etapa de calibragem de carga aberta curta.
[0008] Um objetivo adicional da invenção é fornecer a etapa de subtrair dados obtidos sem objeto a partir de dados que correspondem à área irrigada compreendendo converter ambas as varreduras em sinais de domínio de tempo.
[0009] Um objetivo adicional da invenção é fornecer a etapa de calcular uma distribuição de umidade de solo através de uma profun- didade a partir de uma superfície do solo, compreendendo a correla- ção cruzada de um resultado da subtração com o sinal transmitido em domínio de tempo ideal, a fim de localizar o reflexo mais proeminente.
[0010] Um objetivo adicional da invenção é fornecer o método que compreende uma etapa de aplicar filtros de passa banda a uma janela de tempo que cerca um reflexo mais proeminente a fim de calcular uma resposta em pelo menos duas bandas de frequência correspon- dendo a pelo menos duas profundidades de penetração.
[0011] Um objetivo adicional da invenção é fornecer o método compreendendo uma etapa de captura de uma imagem ótica de pelo menos uma parte do dito terreno irrigado e reconhecer uma posição de um campo de visão do dito radar de penetração do chão.
[0012] Um objetivo adicional da invenção é fornecer o método que compreende as etapas de coletar os dados de propriedades de solo e monitorar as ditas propriedades e reportar os resultados para um usu- ário.
[0013] Um objetivo adicional da invenção é fornecer o método que compreende as etapas de coletar os dados de propriedades de solo e monitorar as ditas propriedades e reportar os resultados para um usu- ário.
[0014] Um objetivo adicional da invenção é fornecer o método que compreende uma etapa de posicionar o dito sensor de proximidade de solo em pelo menos uma das direções horizontal e vertical por pelo menos um dos braços horizontal e vertical para manter o dito sensor de chão próximo.
[0015] Um objetivo adicional da invenção é fornecer o método que compreende uma etapa de colocar pelo menos um elemento de refle- xo de RF dentro do dito solo a uma profundidade predeterminada a partir de uma superfície do solo.
[0016] Um objetivo adicional da invenção é fornecer o método que compreende uma etapa de varrer e calcular a secura da plantação por meio de um sensor selecionado a partir do grupo que consiste em um radar de penetração do chão de feixe largo, um radar de penetração de chão de feixe estreito, uma câmera ótica e qualquer combinação dos mesmos.
[0017] Um objetivo adicional da invenção é fornecer o método que compreende uma etapa de plantar pelo menos uma planta biomarca- dora, configurada para sinalizar em resposta a um evento e predeter- minar e monitorar a dita pelo menos uma planta biomarcadora.
[0018] Um objetivo adicional da invenção é fornecer o método que compreende uma etapa de varrer e analisar a variabilidade do solo dentro do campo pela aquisição de curvas de secagem e capacidade de campo (FC) reais permanecendo estático em um local por um perí- odo de tempo predeterminado.
[0019] Um objetivo adicional da invenção serve para fornecer a etapa de varrer e analisar a variabilidade do solo compreendendo, adi- cionalmente, uma rodada seca digitalizando FCs em uma pluralidade de locais.
[0020] Um objetivo adicional da invenção serve para fornecer uma máquina de irrigação de pivô central compreendendo: um sensor de proximidade de solo, configurado para obter dados sobre o teor de água volumétrico pertencente às plantações tratadas pela dita plurali- dade de máquinas de irrigação central, configuradas para obter dados de teor de água volumétrico pertencentes às plantações tratadas pela dita pluralidade de máquinas de irrigação central. As máquinas de irri- gação de pivô central mencionadas acima são configuradas para (a) mover a dita máquina de irrigação de pivô central em torno do dito centro do dito terreno irrigado; (b) varrer o dito terreno irrigado pelo dito sensor de proximidade de solo em (c) calcular uma distribuição da umidade do solo através de uma profundidade a partir de uma superfí- cie do solo; e (d) criar um plano de irrigação de acordo com a dita dis- tribuição.
[0021] Um objetivo adicional da invenção é fornecer um método para calcular com precisão a capacidade e salinidade do campo; o dito método compreendendo: (a) obter dados de varredura eletromagnética de um solo; (b) calcular um tipo de solo e valor de densidade em vo- lume; (c) calcular o teor de água volumétrico; (d) comparar um valor obtido do dito teor de água volumétrico com o limite; (e) realizar perio- dicamente uma varredura alternativa em locais correspondentes ao dito valor de teor de água volumétrico superior ao limite T; (f) coletar os dados de teor de água volumétrico nos ditos locais com teor de água volumétrico > T; (g) representar uma curva de secagem por um período de tempo que varia entre 3 e 4 dias; (h) atualizar o dito tipo de solo e valor de densidade em volume; (i) calcular os valores de capa- cidade e salinidade do campo.
[0022] Um objetivo adicional da invenção é fornecer a etapa de realizar uma varredura alternativa recorrente a cada período de tempo de 2 horas.
[0023] Um objetivo adicional da invenção é fornecer o método que compreende uma etapa de avaliação de um valor de umidade de plan- tação pela subtração dos valores do dito teor de água no solo, medi- dos diretamente a partir dos valores do dito teor de água no solo me- dido através da plantação.
[0024] Um objetivo adicional da invenção é fornecer o método que compreende uma etapa de medição de um valor de umidade de plan- tação em um feixe GPR orientado em paralelo com o chão.
[0025] Um objetivo adicional da invenção é fornecer um método de medição de dados de teor de água, o dito método sendo adaptado pa- ra ser implementado em um ambiente de campo, compreendendo uma pluralidade de plantas dispostas em um padrão de plantação que compreende uma pluralidade de elementos tipo fileira, onde a dita plu- ralidade de elementos tipo fileira são espaçados um do outro por pelo menos uma distância predeterminada, onde para cada um dos ele- mentos tipo fileira, pelo menos um espaço não plantado adjacente é definido; o dito método compreendendo as etapas de: (a) obter um primeiro conjunto de dados de medição utilizando um primeiro disposi- tivo de sensor de dados, configurado para obter um primeiro tipo de conjunto de dados de medição compreendido em um primeiro campo de visão (FOV), onde o dito primeiro dispositivo de sensor de dados é acomodado por um primeiro elemento de suporte em uma posição, a uma primeira altura com relação a um nível do chão do dito ambiente de campo, a dita primeira altura sendo determinada com base em um primeiro limite; (b) determinar, com base na análise de dados do pri- meiro conjunto de dados de medição: (i) uma localização de pelo me- nos um primeiro elemento tipo fileira dentre a pluralidade de elementos tipo fileira; e (ii) uma localização de um primeiro espaço não plantado adjacente correspondente ao dito primeiro elemento tipo fileira; e, (c) obter um segundo conjunto de dados de medição utilizando um se- gundo dispositivo de sensor de dados configurado para obter um se- gundo tipo de conjunto de dados de medição, compreendido em um segundo FOV, o dito segundo dispositivo de sensor de dados sendo acomodado por um segundo elemento de suporte em uma posição, a uma segunda altura com relação ao nível do chão, a dita segunda altu- ra sendo determinada com base em um segundo limite; onde a dita obtenção do segundo conjunto de dados de medição é realizada en- quanto o dito segundo dispositivo de sensor de dados está sendo transladado espacialmente ao longo de uma trajetória que atravessa longitudinalmente o dito primeiro espaço não plantado adjacente, translação espacial essa sendo realizada em resposta a um comando de controle enviado com base na localização do primeiro espaço não plantado adjacente determinado.
[0026] Um objetivo adicional da invenção é fornecer o padrão de plantação selecionado a partir do grupo que consiste em um padrão linear, no qual a dita pluralidade de elementos tipo fileira são formata- dos em forma de linhas retas em paralelo uma com a outra; e, um pa- drão circular, no qual a dita pluralidade de elementos tipo fileira são formatados na forma de círculos concêntricos de raios sucessivamente crescentes.
[0027] Um objetivo adicional da invenção é fornecer os ditos pri- meiro e segundo dispositivos de sensor selecionados a partir do grupo que consiste em uma antena de Radar de Penetração do Solo (GPR); uma antena de Radar de Impulso de Microenergia (MIR); um sensor de Direção e Abrangência de Luz (LIDAR); e qualquer combinação dos mesmos.
[0028] Um objetivo adicional da invenção é fornecer o ambiente de campo compreendendo adicionalmente um sistema de irrigação de pivô central desenvolvido nesse local, onde o dito primeiro elemento de suporte é compreendido em um braço pivotado do dito sistema de irrigação de pivô central.
[0029] Um objetivo adicional da invenção é fornecer o ambiente de campo compreendendo, adicionalmente, um sistema de irrigação de pivô central desenvolvido nesse local, onde o dito segundo elemento de suporte compreende um braço pivotado que se estende a partir de um braço pivotado do dito sistema de irrigação de pivô central.
[0030] Um objetivo adicional da invenção é fornecer o primeiro FOV obtido por meio do direcionamento do dito primeiro dispositivo de sensor de dados em um ângulo na direção de um nível do chão do dito ambiente de campo com relação a um plano perpendicular a partir de uma posição do mesmo até o nível do chão, ângulo esse que é seleci-
onado a partir de uma faixa entre cerca de 45 graus e cerca de 75 graus.
[0031] Um objetivo adicional da invenção é fornecer o segundo FOV obtido por meio do direcionamento do dito segundo dispositivo de sensor de dados em um ângulo na direção de um nível do chão do dito ambiente de campo com relação a um plano perpendicular de uma po- sição do mesmo até o nível do chão, ângulo esse que é selecionado a partir de uma faixa entre cerca de O grau e cerca de 20 graus.
[0032] Um objetivo adicional da invenção é fornecer o primeiro |i- mite definido como uma função de uma altura máxima da pluralidade de plantas, e onde o dito segundo limite é definido como uma função de pelo menos um dentre: uma altura mínima das copas da pluralidade das plantas; e, uma faixa de um ou mais pulverizadores de água de- senvolvidos no dito ambiente rural.
[0033] Um objetivo adicional da invenção é fornecer o método que compreende determinar uma estrutura do dito padrão de plantação, onde, em resposta a uma determinação de que o dito padrão de plan- tação é linear, realizar as etapas adicionais de: (a) obter um primeiro padrão de onda de seno associado ao primeiro conjunto de dados de medição; (b) obter um segundo padrão de onda de seno associado ao segundo conjunto de dados de medição; (c) determinar, com base no primeiro padrão de onda de seno, uma frequência temporária que cor- responde a um ângulo temporário entre um ou mais elementos tipo fileira, dentre a pluralidade de elementos tipo fileira, e o dito primeiro elemento de suporte que acomoda o dito primeiro dispositivo de sen- sor; e (d) isolar dentro do segundo conjunto de dados de medição, com base na frequência temporária determinada, e no segundo padrão de onda de seno, uma ou mais medições exibindo uma combinação de frequência com a frequência temporária, para obter a partir daí valores mínimos que representam os dados de teor de solo medidos.
[0034] Um objetivo adicional da invenção é fornecer um sistema útil para a medição dos dados de teor de solo, o dito sistema sendo adaptado para ser desenvolvido em um ambiente de campo compre- endendo uma pluralidade de plantas dispostas em um padrão de plan- tio que compreende uma pluralidade de elementos tipo fileira, onde a dita pluralidade de elementos tipo fileira são espaçados um do outro por pelo menos uma distância predeterminada, onde para cada um dos elementos tipo fileira, pelo menos um espaço não plantado adja- cente é definido; o dito sistema compreendendo: (a) um primeiro dis- positivo de sensor de dados configurado para obter um primeiro tipo de conjunto de dados de medição compreendido em um primeiro cam- po de visão (FOV); (b) um segundo dispositivo de sensor de dados configurado para obter um segundo tipo de conjunto de dados de me- dição compreendido em um segundo FOV; (c) um primeiro elemento de suporte configurado para acomodar o dito primeiro dispositivo de sensor de dados em uma posição em uma primeira altura relativa a um nível do chão do dito ambiente rural, a dita primeira altura sendo de- terminada com base em um primeiro limite; (d) um segundo elemento de suporte configurado para acomodar o dito segundo dispositivo de sensor de dados em uma posição em uma segunda altura com relação ao nível do chão, a dita segunda altura sendo determinada com base em um segundo limite; (e) pelo menos um mecanismo de translação espacial configurado para transladar espacialmente os ditos primeiro e segundo elementos de suporte em resposta aos comandos de contro- le, realizando, dessa forma, a translação espacial dos ditos primeiro e segundo dispositivos de sensor de dados; (f) uma unidade de análise configurada para determinar, com base na análise de dados de um primeiro conjunto de dados de medição, obtido pelo dito primeiro dis- positivo de sensor de dados: (i) uma localização de pelo menos um primeiro elemento tipo fileira dentre a pluralidade de elementos tipo fileira; e (ii) uma localização de um primeiro espaço não plantado adja- cente que corresponde ao dito primeiro elemento tipo fileira; (gq) uma unidade de controle configurada para enviar, com base na localização do primeiro espaço não plantado adjacente, determinado pela dita uni- dade de análise, um comando de controle para o dito mecanismo de translação espacial, a fim de transladar espacialmente o dito segundo dispositivo de sensor de dados ao longo de uma trajetória que atra- vessa longitudinalmente o dito primeiro espaço não plantado adjacen- te; e (h) uma unidade de coleta de dados configurada para coletar um segundo conjunto de dados de medição obtido pelo dito segundo dis- positivo de sensor de dados enquanto atravessa a dita trajetória. Breve Descrição dos Desenhos
[0035] A fim de se compreender a invenção e se observar como a mesma pode ser implementada na prática, uma pluralidade de modali- dades é adaptada para ser descrita agora, por meio de exemplo não limitador apenas, com referência aos desenhos em anexo, nos quais:
[0036] A figura 1a é uma ilustração conceitual da transformação de sistemas de irrigação de pivô central em uma rede social de robôs de cultivo com IA autônomos em 3 etapas:
[0037] A figura 1b é uma ilustração conceitual para transformar um sistema de irrigação de pivô central em um Radar Local com sensor remoto, contínuo, próximo de superfície de Solo & Plantação;
[0038] A figura 1c é uma vista geral de sensores remotos próximos da superfície, tal como o radar de penetração do chão, sensores de visão e clima de máquina montados em uma máquina de irrigação de pivô central;
[0039] A figura 1d é uma vista geral de um dispositivo de varredura EM portátil conhecido da técnica;
[0040] A figura 1e é uma vista geral de um dispositivo de varredura EM pivotado;
[0041] A figura 1f é um fluxograma de um método de estabeleci- mento de um plano de irrigação;
[0042] A figura 2a é uma vista geral de um radar de penetração do chão montado em uma máquina de irrigação de pivô central;
[0043] A figura 2b é uma vista geral de um radar de penetração do chão direcional montado em uma máquina de irrigação de pivô central;
[0044] A figura 3a é um fluxograma de um método em tempo real para calcular as propriedades do solo;
[0045] A figura 3b é um fluxograma para calcular a tensão da água estimada;
[0046] A figura 3c é um gráfico, de um gráfico de 7 dias, demons- trando o teor de água no solo por dia (3380) medido por GPR;
[0047] A figura 4a ilustra de forma esquemática as áreas de refe- rência para plantio das plantas utilizadas como biomarcadores;
[0048] A figura 4b ilustra de forma esquemática elementos inseri- dos na profundidade específica no solo;
[0049] A figura 5 é um diagrama esquemático de um sistema para gerenciar automaticamente uma pluralidade de máquinas de irrigação de pivô central;
[0050] A figura 6 é um diagrama de fluxo de trabalho para trans- formar os dados em planos de proteção autônomos de Irrigação, Ferti- lização e Plantio;
[0051] A figura 7 é uma ilustração esquemática de determinação de sintomas autônomos para pulverização autônoma;
[0052] A figura 8a é uma ilustração UI da exibição da condição de tensão de água por fatia;
[0053] A figura 8b é uma ilustração UI da exibição da condição de tensão de nitrogênio;
[0054] A figura 9 é uma ilustração esquemática da proteção autô- noma da Plantação Social pelo reconhecimento da condição de doen-
ças e alerta aos vizinhos;
[0055] A figura 10 é um diagrama de fluxo de trabalho de coleta de dados anuais e aplicação do aprendizado adaptativo com base na cor- relação entre mapas de rendimento e mapas de tensão;
[0056] A figura 11a é uma fotografia de um campo com pés de mi- lho totalmente crescidos, demonstrando as desvantagens da técnica anterior;
[0057] A figura 11b é uma ilustração esquemática de um ambiente de campo no qual a presente matéria pode ser utilizada, de acordo com algumas modalidades ilustrativas da presente matéria descrita;
[0058] As figuras 12a a 12e são ilustrações esquemáticas de uma vista em perspectiva, superior e lateral, respectivamente, de um dispo- sitivo para medir os dados de conteúdo de campo, e do dito dispositivo em operação com relação a um ambiente de campo que compreende plantações em um padrão de plantação tipo fileira, a partir das vistas superior e em perspectiva, respectivamente, de acordo com algumas modalidades ilustrativas da presente matéria descrita;
[0059] As figuras 13a e 13b são diagramas de fluxograma dos mé- todos de medição de dados de conteúdo de campo, de acordo com algumas modalidades ilustrativas da presente matéria descrita;
[0060] A figura 14a ilustra uma antena configurada para emitir fei- xes estreitos e largos;
[0061] A figura 14b é um diagrama esquemático ilustrando um fei- xe GPR orientado em paralelo ao chão.
Descrição Detalhada da Invenção
[0062] A descrição a seguir é fornecida, de modo a permitir que qualquer pessoa versada na técnica faça uso da dita invenção e apre- senta os melhores modos contemplados pelo inventor para se realizar essa invenção. Várias modificações, no entanto, são adaptadas para permanecerem aparentes aos versados na técnica, visto que os prin-
cípios genéricos da presente invenção foram definidos especificamen- te para fornecer um método para gerenciar automaticamente uma plu- ralidade de máquinas de irrigação de pivô central e um sistema para fazer o mesmo.
[0063] Referência é feita agora à figura 1a que apresenta uma ilus- tração conceitual de transformar os sistemas de irrigação de pivô cen- tral em uma rede social de robôs de cultivo por IA autônomos, com- preendendo três etapas principais de transformar as máquinas de arti- culação central em radares (etapa 1), transformar os dados de solo e plantação em cultivo de inteligência artificial (etapa 2) e organizar os radares em uma rede social.
[0064] Referência é feita agora à figura 1b que ilustra a máquina de irrigação de pivô central 10 no terreno do radar irrigado 11.
[0065] Referência é feita agora à figura 1c que apresenta um dia- grama esquemático detalhado da máquina de irrigação de pivô central 23 fornecida com sensor de clima 22, sensor de visão de máquina (câmera) 21 e radar de penetração do chão 20.
[0066] Na figura 1d, uma vista geral do dispositivo de varredura EM portátil 30, conhecido da técnica, é ilustrada enquanto a figura 1e ilustra um dispositivo de varredura EM pivotado da presente invenção;
[0067] Referência é feita agora à figura 1f, que ilustra um fluxo- grama de um método 100 para estabelecer um plano de irrigação que é obtido com base em uma previsão de evapotranspiração, um índice de área de folhas, um estágio de crescimento e uma capacidade e densidade em volume do campo.
[0068] Especificamente:
1. Canal Meteorológico: detalhes sobre o clima local (tem- peratura, umidade relativa e velocidade do vento) são obtidos na etapa
110. Em paralelo, uma previsão climática com base na Rede é forne- cida (etapa 120). Na correlação entre os detalhes climáticos locais e a previsão climática com base na Rede, uma previsão de evapotranspi- ração de 3 dias é calculada.
2. Canal Ótico: imagens locais pertencentes às plantações tratadas por uma pluralidade de máquinas de irrigação central são capturadas na etapa 130. As imagens capturadas são processadas de modo que o índice de área de folhas seja calculado (etapa 125) e um estágio de crescimento seja determinado (etapa 135). Na correlação entre a previsão de evapotranspiração de 3 dias, obtida no canal me- teorológico, e o índice de área de folhas/estágio de crescimento do canal ótico, uma previsão de evapotranspiração de 3 dias atualizada é obtida em vista de um estágio de crescimento real de uma planta den- tro da plantação específica (etapa 150).
3. Canal Eletromagnético: as plantações são digitalizadas por um radar de penetração do chão na etapa 140. Como resultado disso, o teor de água volumétrico é obtido. Com base no teor de água volumétrico, os valores da capacidade do campo e densidade de vo- lume de solo são calculados (etapa 145). Adicionalmente, um valor de armazenamento de água no solo é calculado (etapa 160).
[0069] A previsão de evapotranspiração de 3 dias, obtida previa- mente, atualizada em vista de um estágio de crescimento armazena- mento de água no solo reais, constitui os dados de entrada para se estabelecer um plano de irrigação (etapa 165). Adicionalmente, um mapa de tensão que integra todos os fatores negativos que afetam a planta cultivada é obtido na etapa 170. Um plano de irrigação otimiza- do em vista do mapa de tensão obtido é estabelecido na etapa 175.
[0070] Referência é feita agora à figura 2a que apresenta uma vis- ta geral de um radar de penetração do chão montado em uma máqui- na de irrigação de pivô central. Como é sabido na técnica, a máquina de irrigação de pivô central 200 move em torno de um ponto de articu- lação (não ilustrado). O radar de penetração do chão 220 é montado entre as rodas 210, de modo que o chão seja varrido dentro de um sulco (não ilustrado) criado pelas rodas 210. O sulco é livre de plantas cultivadas. Dessa forma, os dados de varredura de chão obtidos não são distorcidos pelas plantas cultivadas na plantação específica.
[0071] Referência é feita agora à figura 2b que é uma visão geral de um radar de penetração do chão direcional montado em uma má- quina de irrigação de pivô central 210 que se move de forma articulada nas rodas 230. O número 240 se refere a um GPR de múltiplas ban- das direcionais. Uma posição do GPR 240 é ajustável em uma direção vertical pelo braço vertical 250, configurado para variar uma altura do GPR 240 pelo chão; e uma direção horizontal pelo braço horizontal 250 configurado para variar uma distância de medição antes dos pul- verizadores. A câmera 2600 é configurada para controle visual em tempo real da posição do GPR com relação às plantas.
[0072] O GPR 230 compreende (a) uma antena (não ilustrada) configurada para irradiar e receber radiação de comprimento de onda desejado (nesse caso 20 a 2000 MHz e 20 a 1000 kHz), (b) um dispo- sitivo de transmissão/recepção configurado para transmitir sinais elé- tricos do comprimento de onda desejado e receber uma resposta do chão, e (c) um dispositivo de computação para gerenciar a transmis- são/recepção e armazenamento dos dados medidos. A operação do GPR pode ser realizada na seguinte sequência: * calibragem de instrumento SOL (de carga aberta, curto); * uma varredura de abrangência de frequência total sem quaisquer objetos no campo de visão do GPR a fim de obter um nível de ruído do sistema; e * uma varredura de abrangência de frequência total do ob- jeto desejado.
* De acordo com uma modalidade da presente invenção, o processamento de dados dos dados GPR medidos é realizado da se-
guinte forma: * converter ambas as varreduras em sinais de domínio de tempo; * subtrair os dados de varredura sem objeto dos dados de varredura de objeto para eliminar qualquer ruído de sistema; * correlacionar de forma cruzada o resultado do sinal transmitido em domínio de tempo ideal a fim de localizar o reflexo mais proeminente; * aplicar filtros de passa banda a uma janela de tempo que cerca o reflexo mais proeminente a fim de calcular uma resposta em bandas de frequência diferentes.
[0073] A resposta das diferentes bandas de frequência é, então, utilizada para determinar o perfil de teor de água no solo.
[0074] De acordo com uma modalidade da presente invenção, a máquina de irrigação de pivô central é equipada com GPR capaz de emitir pelo menos um feixe estreito e um feixe largo. O dispositivo de computação é configurado para adquirir o teor de água no solo através da plantação alta com base nos diferentes sinais recebidos quando da utilização do feixe estreito e quando da utilização do feixe largo.
[0075] O controle da largura do feixe pode ser realizado pelo con- tato e desconexão dos componentes de antena dentro do conjunto de antenas de múltiplas dobras (por exemplo, um conjunto de 4 compo- nentes 1430 + 1432 + 1433 + 1435 na figura 14a emite um feixe estrei- to, enquanto que 2 componentes 1433 + 1435 da figura 14a emite o feixe largo).
[0076] O pivô equipado com GPR e Câmera (260) permitirá a mé- todos de análise adquirir o teor de água no solo através de uma plan- tação alta, com base no processamento da imagem para classificar os segmentos varridos pelo GPR.
[0077] A instalação do GPR no braço vertical ajustável (240) para determinar a altura acima do solo, e; o braço horizontal ajustável para determinar a distância de medição antes dos pulverizadores; (250), permite a aquisição do teor de água no solo durante a irrigação.
[0078] O pivô equipado com GPR e métodos de varredura de ro- dada seca: * para aquisição de teor de água no solo * para aquisição de curvas de secagem reais por segmento * para aquisição de FC real por segmento * para aquisição de curvas de secagem reais e/ou FC e teor de água pela permanência estática em um local por um período de tempo necessário
[0079] O pivô equipado com GPR para varrer e analisar a secura da plantação utilizando os métodos de feixe estreito/largo e/ou os mé- todos de GPR e câmera descritos previamente como um método de medição do teor de água no solo através de plantações altas também pode ser utilizada como uma ferramenta para avaliar a secura da plan- tação ou o nível de umidade da plantação, simplesmente pela subtra- ção dos valores do teor de água no solo dos valores recebidos quando da medição através da plantação.
[0080] Referência é feita agora à figura 3a ilustrando um fluxogra- ma do método 300 do cálculo preciso da capacidade e salinidade do campo. Os dados obtidos por meio de varredura eletromagnética (eta- pa 310) são utilizados para cálculo do tipo de solo e densidade em vo- lume (etapa 320) e, então, o teor de água volumétrico é calculado (etapa 330). Na etapa 340, o valor obtido do teor de água volumétrico é comparado com o limite T (etapa 340). Se o valor de teor de água volumétrico for superior ao limite T, uma varredura mais detalhada é realizada. Especificamente, a varredura está limitada a um intervalo de 2 horas (etapa 350). As localizações caracterizadas pelo teor de água volumétrico > T são digitalizadas alternativamente na etapa 360. Com base nos dados obtidos da varredura detalhada, uma curva de seca- gem de 34 dias é representada (etapa 370). Então, o tipo de solo e o valor de densidade em volume atualizados são calculados (etapa 380). Finalmente, a capacidade e a salinidade do campo são obtidas (etapa 390).
[0081] Referência é feita agora à figura 3b que é um fluxograma para calcular uma tensão de água estimada a ser desenvolvida entre 2 visitas do pivô em um intervalo específico. Na etapa 1500, a obtenção de um plano de irrigação por intervalo é realizada. Depois disso, a ob- tenção de uma nova medição de água por intervalo (etapa 1510) é realizada. Na etapa 1530, a água disponível para a plantação na "pró- xima visita" dentro de cada intervalo é calculada. Os dados de água disponível na plantação calculados são exibidos na etapa 1540.
[0082] Referência é feita agora à figura 3c que é um gráfico de 7 dias demonstrando o teor de água no solo por dia (3380), como medi- do pelo GPR. Um pivô equipado com GPR para varrer e analisar a va- riabilidade do solo dentro do campo pela aquisição de curvas de seca- gem e capacidade de campo (FC), permanecendo estático em um lo- cal por um período de tempo necessário (o GPR está agindo como um sensor estático de solo). O método descrito tira vantagem dos estágios fora da estação, antes de emergir e de início de crescimento e espera pela chuva para colocar o campo acima da capacidade do campo e, então espera até que os valores do teor de água no solo estejam está- ticos (tipicamente em 3 dias, dependendo do tipo de solo) (3385), o valor nessa condição estática considera FC (3390) e então roda em seco o pivô para varrer os valores dos FCs em locais diferentes no campo, onde espera receber valores similares se o solo estiver homo- gêneo e valores variáveis se o solo não estiver homogêneo.
[0083] De acordo com uma modalidade da presente invenção, o valor de umidade das plantas 1460 é medido no feixe GPR 1480 cria-
do pela antena 1450 orientada em paralelo ao chão (ver figura 14b).
[0084] Referência é feita agora à figura 4a que ilustra de forma es- quemática as áreas de referência para determinar uma plantação a ser utilizada como biomarcadores. A figura 4b ilustra a plantação circular 800 típica para acelerar os sistemas de irrigação pivotados de milho, incluindo um anel disposto concentricamente, formado pelas plantas biomarcadoras 820 que possuem uma resposta mais rápida e sensível a condições de tensão específicas com características espectrais co- nhecidas. As plantas biomarcadoras podem ser utilizadas como obje- tos de referência para um alerta temporal de tensão muito antes de começar a dar sinais na plantação comercial.
[0085] Referência é feita agora à figura 4b que ilustra de forma es- quemática os elementos de superfície de reflexo 840 inseridos na pro- fundidade de subsuperfície específica no solo. Visto que as áreas de referência para refletores podem ser utilizadas como objetos de refe- rência para calibragem de GPR.
[0086] Referência é feita agora à figura 5, ilustrando um diagrama esquemático de um sistema para gerenciar automaticamente uma plu- ralidade de máquinas de irrigação de pivô central. O sistema inclui quatro partes que são as seguintes: (1) um servidor com base em nu- vem; (2) uma pluralidade de dispositivos de extremidade configurados para controlar as máquinas de irrigação de pivô central; (3) uma plura- lidade de sensores de solo e planta externos dispostos nas planta- ções; e (4) um dispositivo de usuário que permite que o usuário se comunique com o servidor e os dispositivos de extremidade.
[0087] O servidor com base em nuvem inclui uma unidade analíti- ca e uma unidade de controle. A unidade analítica é configurada para analisar os dados com base na tecnologia de dados grandes e apren- dizado profundo. Dados meteorológicos e previsões em tempo real são levados em consideração na análise. A análise é realizada com base nas regulamentações do departamento de agricultura dos Esta- dos Unidos. De forma ilustrativa, a unidade analítica é configurada pa- ra reconhecer os padrões de imagem indicando as doenças especiífi- cas da planta.
[0088] A unidade de controle é configurada para estabelecer uma programação de irrigação e um programa de proteção de plantação com base na análise obtida. A unidade de controle transmite coman- dos para os dispositivos de extremidade. Os comandos são direciona- dos para controlar os dispositivos de extremidade que acionam válvu- las de fertirrigação das máquinas de irrigação de pivô central.
[0089] Uma pluralidade de dispositivos de extremidade é fixada às máquinas de irrigação de pivô central. Cada dispositivo de extremida- de compreende, adicionalmente: um radar de penetração do chão, um sensor de imagem, um sensor climático, um sensor GPS, uma unidade de coleta, um transponder e um acionador.
[0090] O radar de penetração do chão obtém dados de teor de água volumétrico pertencente às plantações tratadas pela dita plurali- dade de máquinas de irrigação de pivô central. O sensor de imagem captura imagens da plantação sob as máquinas de irrigação de pivô central. O sensor climático mede os parâmetros em tempo real do cli- ma circundante, tal como temperatura, umidade relativa e velocidade de vento. A unidade de coleta interroga os dados a partir do dito radar de penetração do chão, sensor de imagem, sensor climático e sensor GPS. O transponder transmite os dados coletados para o servidor com base em nuvem e recebe os comandos de controle do mesmo. O aci- onador controla a dita máquina de irrigação de pivô central com base nos ditos comandos de controle.
[0091] Sensores externos são dispostos nas plantas cultivadas no chão e fornecem dados para o servidor com base em nuvem.
[0092] Os dispositivos de usuário exibem as condições da planta-
ção em formas gráficas e digitais e transmitem os comandos de usuá- rio para o dito servidor com base em nuvem.
[0093] Referência é feita agora à figura 6 que é um diagrama de fluxo de trabalho para transformar os dados em planos de proteção de Irrigação, Fertirrigação e Plantação autônomos.
[0094] Referência é feita agora à figura 7 que é uma ilustração es- quemática da determinação autônoma de sintomas para pulverização autônoma.
[0095] Referência é feita agora à figura 8a que é uma ilustração UI para exibir a condição de tensão de água por intervalo.
[0096] Referência é feita agora à figura 8b, que é uma ilustração UI para exibir a condição de tensão de nitrogênio.
[0097] Referência é feita agora à figura 9 que é uma ilustração es- quemática da proteção de Plantação Social autônoma. O pivô desco- bre a condição da doença e alerta seus vizinhos.
[0098] Referência é feita agora à figura 10 que é um diagrama de fluxo de trabalho para transformar os dados em aprendizado Adaptati- vo de ano para ano, com base na correção de mapas de rendimento de um ano 1200 com um mapa de tensão de múltiplas camadas de histórico de um ano 1100 fornecendo dados de múltiplas camadas das conclusões de aprendizado adaptativo 1120.
[0099] Referência é feita agora à figura 11a, ilustrando uma foto- grafia de um campo com pés de milho totalmente crescidos, o milho tendo aproximadamente 2,5 metros de altura. A figura 11a demonstra as desvantagens da abordagem existente para medir os dados de teor de solo utilizando um Radar de Penetração no Chão (GPR), tal como descrito por Tan et al., onde uma antena GPR é montada em um braço pivotado de uma máquina de irrigação de pivô central, em uma posi- ção que corresponde a uma localização de uma câmera como utilizada para capturar a fotografia ilustrada na figura 11a. A antena é voltada para o chão em um ângulo largo, por exemplo, de cerca de 60 graus ou similar.
[00100] “Como exemplificado na figura 11a, uma primeira desvanta- gem aparente da abordagem da técnica anterior é que não existe qualquer linha de visão (LOS) clara e direta com o chão. Em vez disso, uma onda de pulso transmitida por uma antena montada no braço pi- votado pode atingir um número variável de pés de milho em seu cami- nho até a superfície do nível do chão, dando lugar, assim, a inconsis- tências de medição que não são relacionadas com o teor de solo. Uma segunda desvantagem aparente é que no caso de um padrão de plan- tio tradicional, que consiste em fileiras de plantas em linhas retas, ser utilizado, o braço pivotado pode cruzar essas linhas enquanto se mo- ve. Isso pode resultar de forma similar na variação da medição que não está relacionada com o conteúdo do solo, visto que a localização das fileiras de plantação na pegada da antena estão em constante mudança.
[00101] Um problema técnico resolvido pela presente matéria des- crita é a realização da medição remota perto da superfície do conteúdo do solo em um ambiente de campo sob condições gerais, incluindo, mas não limitado a, situações nas quais as plantações estão masca- rando o solo, são altas e densas, tornando, dessa forma, as aborda- gens convencionais e os métodos preexistentes ineficazes para a dita finalidade.
[00102] Outro problema técnico encontrado pela presente matéria descrita é se evitar ou mitigar a variação de medição não relacionada com o teor de solo, visto que pode ocorrer quando da realização das medições utilizando dispositivos de sensor de dados localizados acima da copa da planta, e/ou devido a mudanças perpétuas nas localiza- ções das fileiras de plantas em uma pegada de tal sensor, à medida que se move ao longo e através de um ambiente de campo, particu-
larmente onde um padrão de plantio convencional, em linhas retas, é empregado. Por outro lado, no caso de instalações adicionais serem empregadas, tal como um braço de lança que acomoda uma antena em uma altura abaixo da copa das plantas, a lança pode atravessar constantemente as fileiras de plantação e ambas a antena e a planta- ção podem ser danificadas consequentemente.
[00103] Outro problema técnico resolvido pela presente matéria descrita é a medição de dados de conteúdo das plantações em um ambiente de campo, tal como, por exemplo, o teor de água ou similar. Determinar o teor de componentes chave das plantas, teor de água em particular, até uma resolução de até mesmo uma única planta, po- de ser instrumental em várias aplicações, variando do estabelecimento do plano de tratamento através da detecção de anomalia (útil, por exemplo, para a descoberta antecipada de doenças nas plantas antes de se espalharem totalmente para todos os terrenos) até reconheci- mento de padrões elaborados e provisão de previsão, de acordo, com base na análise de informação de histórico ou atual, utilizando técnicas tal como data mining, aprendizado por máquina, inteligência artificial, manipulação de dados grandes, e similares.
[00104] Uma solução técnica é fornecer pelo menos dois dispositi- vos de sensor de dados, tal como antenas de radar ou similares, de- senvolvidos em uma disposição de conjunto e configurados para im- plementar, cada um, uma funcionalidade diferente. Um primeiro dispo- sitivo de sensor de dados na disposição de conjunto pode ser configu- rado para medir os dados com base em que localização, dentre pelo menos um par de fileiras de plantas vizinhas, podem ser detectados. Um segundo dispositivo de sensor de dados na disposição de conjunto pode ser configurado para medir os dados de teor de solo, tal como teor de água no solo ou similares. O posicionamento e translação es- paciais do segundo dispositivo de sensor de dados dentro do ambiente de campo, e com relação a uma ou mais localizações das fileiras de plantas, de modo que as medições obtidas pelo segundo dispositivo de sensor de dados possam não sofrer de interferência por parte das plantas ou partes das plantas, podem ser orientados pelas localiza- ções dos pares de fileira de plantas vizinhas, como determinado com base nos dados medidos pelo primeiro dispositivo de sensor de dados. De outra forma, o primeiro dispositivo de sensor de dados fornece uma funcionalidade de detecção de um espaço não plantado adjacente a uma fileira determinada de plantas, e o segundo dispositivo de sensor de dados fornece uma funcionalidade de medição dos dados de teor de solo de uma forma eficiente, sendo alcançado, entre outros, por meio do posicionamento do segundo dispositivo de sensor de dados no dito espaço não plantado, de modo que uma Linha de Visão (LOS) até o chão seja dessa forma fornecida.
[00105] Em algumas modalidades ilustrativas, o primeiro dispositivo de sensor de dados pode ser posicionado com relação às fileiras de plantação de modo a adquirir os dados em um Campo de Visão (FOV) largo. Por motivos de clareza, e sem perda da generalidade, no con- texto da presente descrição, os termos "Campo de Visão (FOV)", "ân- gulo de visão", ou simplesmente "ângulo" podem ser utilizados de for- ma intercambiável e se referem a um ângulo entre um plano perpendi- cular a partir de uma posição de um dispositivo de sensor de dados até o chão, por um lado, e uma direção na qual um centro focal de um dispositivo de sensor de dados é voltado para o chão, por outro lado. De acordo, um FOV largo pode se referir a um ângulo em uma faixa de cerca de 45 graus a cerca de 75 graus, ou similares, ao passo que um FOV estreito pode se referir a um ângulo em uma faixa de cerca de O grau a cerca de 20 graus, ou similar.
[00106] Em algumas modalidades ilustrativas, o segundo dispositivo de sensor de dados pode ser posicionado com relação às fileiras da plantação de modo a adquirir dados em um FOV estreito. Adicional- mente ou alternativamente, o segundo dispositivo de sensor de dados pode ser posicionado com relação às fileiras de plantação de modo que uma trajetória das medições realizadas seja compreendida em um espaço não plantado entre um par de fileiras vizinhas. Adicionalmente ou alternativamente, o segundo dispositivo de sensor de dados pode ser posicionado com relação às fileiras de plantação de modo que uma Linha de Visão (LOS) direta até o chão seja fornecida, por exemplo, o segundo dispositivo de sensor de dados pode estar localizado abaixo de uma camada de copa das fileiras de plantação. Como um exemplo ilustrativo, no caso de plantações de soja ou milho, que, quando total- mente crescidas podem atingir uma altura acima do chão de cerca de 2,5 metros ou similar, tal como as plantações representadas na figura 11a, o segundo dispositivo de sensor de dados pode ser posicionado a uma altura acima do chão de cerca de 1 metro ou similar.
[00107] Em algumas modalidades ilustrativas, os primeiro, segundo ou ambos os dispositivos de sensor de dados podem ser dispositivos que emitem radiação eletromagnética, tal como antenas de radar, Sensores de Direção e Abrangência de Luz (Lidar), ou similares. No contexto da presente descrição, o termo "feixe" pode ser utilizado em um sentido similar aos termos FOV, ângulo e similares, e faz referên- cia a uma extensão de uma área alvo sendo exposta aos sinais trans- mitidos com um FOV largo, um feixe estreito pode ser considerado si- nônimo de um FOV estreito, ou de um ângulo estreito, e assim por di- ante.
[00108] Em algumas modalidades ilustrativas, o primeiro dispositivo de sensor de dados pode ser acomodado por um primeiro elemento de suporte, de modo a manter o primeiro dispositivo de sensor de dados em uma posição e/ou orientação desejada, obtendo, assim, um FOV predeterminado desejado. De forma similar, o segundo dispositivo de sensor de dados pode ser acomodado por um segundo elemento de suporte, de modo a manter o segundo dispositivo de sensor de dados em uma posição e/ou orientação para obter um FOV predeterminado desejado, opcionalmente diferente do FOV associado com o primeiro dispositivo de sensor de dados. Em algumas modalidades ilustrativas, o primeiro e segundo elementos de suporte podem ser integrados jun- tos em uma única estrutura física. Alternativamente, o primeiro e o se- gundo elementos de suporte podem ser duas unidades independentes e separadas.
[00109] Em algumas modalidades ilustrativas, o segundo elemento de suporte que acomoda o segundo dispositivo de sensor de dados pode ser acoplado a um mecanismo de translação espacial, configura- do para mobilizar o segundo elemento de suporte dentro do ambiente de campo. Em algumas modalidades ilustrativas adicionais, o meca- nismo de translação espacial pode ser configurado para transladar o segundo dispositivo de sensor de dados, de modo que as medições obtidas pelo mesmo tracem uma trajetória ao longo de e dentro de um espaço não plantado adjacente a uma fileira determinada de plantas, localização essa que está sendo determinada com base nos dados medidos pelo primeiro dispositivo de sensor de dados, como descrito aqui.
[00110] Em algumas modalidades ilustrativas, um sistema de irriga- ção de pivô central pode ser desenvolvido em um ambiente de campo, tal como o ambiente de campo capturado na figura 11a. Um braço pi- votado do irrigador de articulação central pode ser utilizado no papel do dito primeiro elemento de suporte. Um braço adicional, também re- ferido como "lança", pode ser acoplado ao braço pivotado e utilizado no papel do dito segundo elemento de suporte. O braço adicional po- de, opcionalmente, ser um braço pivotado que compreende pelo me- nos dois segmentos, um primeiro dos quais é localizado de forma pro-
ximal ao braço pivotado e se estendendo horizontalmente em uma ori- entação substancialmente paralela ao chão, e o segundo dos quais é localizado de forma distal com relação ao braço pivotado e em uma direção vertical na direção do chão e substancialmente ortogonal ao mesmo.
[00111] Em algumas modalidades ilustrativas, um terceiro dispositi- vo de sensor de dados adicional, para criação da imagem ou coleta de dados de localização, pode ser fornecido de modo a permitir que se localize um lugar no ambiente de campo onde uma medição de dados ou amostra se originou. Um sensor de imagem para uso no papel do dito terceiro dispositivo de sensor de dados pode ser, por exemplo, uma câmera digital, tal como o Dispositivo Acoplado à Carga (CCD), Semicondutor de Óxido de Metal Complementar (CMOS) ou câmera de sensor similar, uma câmera de Tempo de Voo (ToF), um sensor de criação de imagem acústica, tal como um dispositivo ultrassônico, ou similares. Um sensor de localização para uso no papel do dito terceiro dispositivo de sensor de dados pode ser, por exemplo, um sensor do Sistema de Posicionamento Global (GPS), um sensor de Comunica- ção de Campo Próximo (NFC), um sensor de identificação de frequên- cia de Rádio (RFID), ou similares.
[00112] Outra solução técnica é se empregar um padrão de plantio circular, no qual as plantas estão sendo plantadas em fileiras formadas em um formato circular. A pluralidade de círculos de fileiras de plantas formada dessa maneira pode ser concêntrica e com raios sucessiva- mente crescentes. Os círculos podem ser espaçados um do outro por uma distância constante, de forma similar ao espaçamento entre as fileiras de plantação no padrão de plantação linear tradicional. Em al- gumas modalidades ilustrativas, um sistema de irrigação de pivô cen- tral pode ser empregado, onde a abrangência do pivô pode ser utiliza- da para definir o raio do círculo mais externo dentre a pluralidade de círculos de fileiras de plantas, ou um limite superior.
[00113] Outra solução técnica é se realizar uma síntese de dados de conteúdo medidos por dois ou mais dispositivos de sensor que dife- rem um do outro em termos de funcionalidade, onde uma pegada de um primeiro dispositivo de sensor dos dois ou mais dispositivos de sensor compreende uma parte de uma fileira da plantação e uma parte adjacente de uma região do solo não plantada, onde uma pegada de um segundo dispositivo de sensor dos dois ou mais dispositivos de sensor compreende a dita parte adjacente de uma região de solo não plantada, de modo que, por meio da correlação e subtração de medi- ções de dados de conteúdo substancialmente de mesma localização, sobrepostas e, opcionalmente, simultaneamente obtidas, dados de conteúdo respectivos da dita parte de fileira de plantação possam ser determinados.
[00114] Em algumas modalidades ilustrativas, o primeiro dispositivo de sensor de dados pode ser um sensor FOV largo e o segundo dis- positivo de sensor de dados pode ser um sensor FOV estreito, onde os primeiro e segundo dispositivos de sensor, posicionados em uma dis- posição de conjunto e direcionados para o chão em orientações res- pectivas, de modo que cada parte de região de campo capturada pelo primeiro dispositivo de sensor de dados por amostra englobe uma par- te da região de campo capturada pelo segundo dispositivo de sensor de dados por amostra, para cada par de amostras instantâneas obti- das dessa forma.
[00115] Em algumas modalidades ilustrativas, os primeiro e segun- do dispositivos de sensor de dados podem ser montados em um sis- tema de irrigação de pivô central, como descrito aqui. Em algumas modalidades ilustrativas adicionais, o sistema de irrigação de pivô cen- tral pode ser desenvolvido em um ambiente rural possuindo um padrão de plantio tipo linear de fileiras de plantação. O sistema de irrigação de pivô central pode ser acionado em um movimento rotativo em torno de um eixo geométrico central, onde um braço pivotado varre uma área em formato de disco do ambiente rural em cada circulação completa em torno do ponto central. As medições ou amostras de dados obtidas pelos primeiro e segundo dispositivos de sensores de dados podem compreender dados adquiridos dentro dos setores ou regiões tipo arco do ambiente de campo, onde trajetórias respectivas atravessadas pe- los primeiro e segundo dispositivos de sensor de dados cruzam de forma alternada as fileiras de plantação e áreas de solo não plantado entre as mesmas ou ao lado das mesmas em ângulos variáveis com relação a uma direção de linha paralela ou tangencial às ditas fileiras. Como resultado disso, a taxa de velocidade ou frequência da alternân- cia entre grupos sucessivos de medições ou amostras, que correspon- dem às fileiras de plantas vizinhas, e uma ou mais regiões de solo lim- po adjacentes às mesmas ou entre as mesmas, respectivamente, po- de variar em função de uma orientação relativa ou ângulo entre as |i- nhas retas pelas quais a pluralidade de plantas é formada e a posição do braço pivotado em sua localização temporária ou geral durante um tempo no qual as ditas amostras estão sendo adquiridas.
[00116] Em algumas modalidades ilustrativas, um primeiro conjunto de dados compreendido de amostras obtidas pelo primeiro dispositivo de sensor possuindo um FOV largo pode ser analisado para determi- nar uma frequência momentânea de alternância entre amostras origi- nadas da plantação/solo dentro do primeiro conjunto de dados. A fre- quência momentânea determinada dessa forma pode, então, ser utili- zada para identificar ou diferenciar entre amostras originadas na plan- tação/solo em um segundo conjunto de dados obtido pelo segundo dispositivo de sensor que possui um FOV estreito, onde o primeiro e o segundo conjuntos de dados são obtidos substancialmente ao mesmo tempo e no mesmo lugar, isso é, o mesmo setor ou região de arco no ambiente rural. Uma vez que as amostras no segundo conjunto de da- dos são separadas em medições originadas em plantação ou solo, um valor de teor de uma parte de plantação, ou até mesmo uma planta ou grupo de plantas em particular, pode ser determinado por meio da sub- tração de um valor de conteúdo medido de uma parte de solo a partir de um valor de conteúdo medido da dita parte de plantação ou planta, como gravado no segundo conjunto de dados.
[00117] Um efeito técnico de utilizar a presente matéria descrita é fornecer uma solução para a medição do teor do solo com um disposi- tivo GPR em um campo de cultivo alto e denso, que antes não havia sido realizado com sucesso.
[00118] Um efeito técnico de se utilizar a presente matéria descrita é se superar as imprecisões da superfície áspera do solo que um dis- positivo GPR pode encontrar quando localizado acima da copa da planta, por exemplo, quando montado em um braço pivotado em um sistema de irrigação de pivô central, como proposto por várias aborda- gens.
[00119] Outro efeito técnico da utilização da presente matéria des- crita é se fornecer um ambiente de sensor controlado aperfeiçoado, por meio de uma instalação que está relativamente próxima do chão e utilizando um feixe estreito, permitindo, assim, o isolamento das leitu- ras que podem ser afetadas pela plantação, e permitindo a obtenção de leituras de chão substancialmente livres de ruído.
[00120] Outro efeito técnico da utilização da presente matéria des- crita é se obter uma região ou setor (por exemplo, um anel ou similar, tal como quando utilizado em um campo sob um pivô de irrigação) de medições de teor de solo denso e volumétrico, tal como, por exemplo, Teor de Água Volumétrico (VWC) ou qualquer quantidade física simi- lar, em oposição a poucas medições específicas, tal com as que po- dem ser obtidas quando da utilização de um sensor de solo enterrado no chão.
[00121] A presente matéria descrita pode fornecer um ou mais aperfeiçoamentos técnicos com relação à técnica preexistente e qual- quer técnica que tenha se tornado, previamente, rotineira ou convenci- onal. Problemas técnicos adicionais, soluções e feitos podem se tornar aparentes a uma pessoa versada na técnica em vista da presente descrição.
[00122] Referência é feita agora à figura 11b, que ilustra uma ilus- tração esquemática de um ambiente de campo no qual a presente ma- téria descrita pode ser utilizada, de acordo com algumas modalidades ilustrativas da presente matéria descrita.
[00123] A figura 11b ilustra, de forma esquemática, um ambiente de campo compreendendo uma pluralidade de plantas, tal como a Planta 101, a Planta 103, e a Planta 105, a pluralidade de plantas sendo plan- tadas em um padrão de plantio circular. O padrão de plantio circular compreende uma pluralidade de elementos tipo fileira, tal como a Filei- ra 112 e a Fileira 113. Cada elemento tipo fileira compreende uma plu- ralidade de plantas, sendo plantadas lado a lado em espaços substan- cialmente equidistantes entre as mesmas. Cada elemento tipo fileira é formado em um formato geométrico circular, formatos circulares esses que correspondem à pluralidade de elementos tipo fileira sendo subs- tancialmente concêntricos, com raios sucessivamente crescentes, tal como o Círculo 1, o Círculo 2 que corresponde à Fileira 112, o Círculo 13 que corresponde à Fileira 113, e o Círculo 4. A pluralidade de plan- tas em cada elemento tipo fileira pode ser plantada de modo que o centro de cada planta, isso é, a projeção de seu eixo geométrico cen- tral no nível do chão, esteja localizada substancialmente no formato circular correspondente, como exemplificado na figura 11b. A plurali- dade de elementos tipo fileira podem ser espaçados um do outro por uma distância predeterminada, por exemplo, por cerca de 80 centíme-
tros, como ilustrado na figura 11b.
[00124] Em algumas modalidades ilustrativas, e como ilustrado na figura 11b, a pluralidade de plantas pode apresentar dimensões subs- tancialmente uniformes, por exemplo, uma largura total ou diâmetro horizontal de cerca de 40 centímetros, compreendidas de folhas da planta ou, de outra forma, de partes da copa, que se estendem a partir de um caule ou núcleo central, em um comprimento de cerca de até 20 centímetros em cada direção, de modo que uma parte do solo, entre duas fileiras de plantas vizinhas, que é exposta a quaisquer plantações ou partes de plantação, tenha uma largura predeterminada, por exem- plo, de cerca de 40 centímetros, e um diâmetro total de um par de filei- ras de plantas vizinhas possua um comprimento predeterminado, por exemplo, de cerca de 100 centímetros.
[00125] Referência é feita agora às figuras de 12a a 12e, ilustrando, cada uma, uma ilustração esquemática de um dispositivo para medir os dados de conteúdo de campo, de acordo com algumas modalida- des ilustrativas da presente matéria descrita. Por motivos de facilitação da compreensão da presente matéria descrita, a ilustração esquemáti- ca do dispositivo para medir os dados de conteúdo de campo é ilustra- da na figura 12a em uma vista em perspectiva, na figura 12b em uma vista superior, e na figura 12c em uma vista lateral. De forma similar, a ilustração esquemática do dispositivo, quando sendo desenvolvido na operação com relação a um ambiente de campo, compreendendo filei- ras de plantação plantadas em um padrão de plantio circular, de acor- do com algumas modalidades ilustrativas da presente matéria descrita, é ilustrada na figura 12d em uma vista superior, e na figura 12e em uma vista em perspectiva.
[00126] Como demonstrado nas figuras de 12a a 12e, um Dispositi- vo 200 pode compreender pelo menos dois dispositivos de sensores, tal como a Antena 204 e a Antena 208, dispostas em uma disposição de conjunto uma com relação à outra. O Dispositivo 200 pode compre- ender um primeiro elemento de suporte, tal como o Braço Pivotado 212, configurado para acomodar a Antena 204 em uma primeira posi- ção desejada com relação a um ambiente de campo, e um segundo elemento de suporte, tal como a Lança 230, configurado para acomo- dar a Antena 208 em uma segunda posição desejada com relação ao ambiente de campo. Em algumas modalidades ilustrativas, o braço pivotado 212 pode ser montado em uma estrutura de base que com- preende uma ou mais torres com rodízios, tal como a Torre 216 e a Torre 220. A Lança 230 pode ser conectada ao braço pivotado 212, por meios de fixação destacáveis, meios de fixação não destacáveis, ou formada integralmente com o mesmo como uma unidade monolítica singular. A Lança 230 pode ser um braço pivotado, tal como ilustrado nas figuras 12a a 12e.
[00127] Como demonstrado adicionalmente nas figuras de 12a a 12e, a Antena 204 pode ser configurada para fornecer um campo de visão (FOV) amplo 254, de modo que o FOV 254 abranja pelo menos duas fileiras de plantas como plantadas no ambiente de campo, de forma similar à ilustrada na figura 11b, onde uma distância máxima entre as bordas externas das plantas nas duas fileiras vizinhas pode ser de um primeiro comprimento predeterminado, por exemplo, de cer- ca de 100 cm. Em contraste, a Antena 208 pode ser configurada para fornecer um campo de visão (FOV) estreito 258, de modo que o FOV 258 abranja um espaço não plantado entre duas fileiras vizinhas de plantas, tal como ilustrado na figura 1b, onde uma distância mínima entre as bordas externas das plantas em duas fileiras vizinhas pode ser de um segundo comprimento predeterminado, sendo englobado pelo primeiro comprimento predeterminado, por exemplo, de cerca de 40 cm.
[00128] Referência é feita agora à figura 13a ilustrando um fluxo-
grama de um método para medir os dados de conteúdo de campo, de acordo com algumas modalidades ilustrativas da presente matéria descrita. O Método 300 ilustrado na figura 13a pode ser implementado em um ambiente de campo que compreende uma pluralidade de plan- tas dispostas em um padrão de plantio que compreende uma plurali- dade de elementos tipo fileira, espaçados um do outro por pelo menos uma distância predeterminada, de modo que para cada elemento tipo fileira, pelo menos um espaço não plantado adjacente possa ser for- mado.
[00129] Na Etapa 310, um primeiro conjunto de dados de medição pode ser obtido. O primeiro conjunto de dados de medição pode ser obtido utilizando-se um primeiro dispositivo de sensor de dados, tal como a Antena 204 das figuras 12a a 12e, configurada para obter um primeiro tipo de conjunto de dados de medição compreendido em um primeiro campo de visão (FOV), tal como o FOV 254 das figuras de 12a a 12c. O primeiro dispositivo de sensor de dados pode ser aco- modado por um primeiro elemento de suporte em uma posição, a uma primeira altura com relação a um nível do chão do ambiente de campo, o qual o Método 300 está sendo realizado. A primeira altura pode ser determinada com base em um primeiro limite, que pode ser, por exemplo, uma função de uma altura máxima das plantas plantadas no ambiente de campo, ou similar.
[00130] Na Etapa 320, uma localização de pelo menos um primeiro elemento tipo fileira dentre a pluralidade de elementos tipo fileira, e uma localização de um primeiro espaço não plantado adjacente, que corresponde ao primeiro elemento tipo fileira, pode ser determinada. As localizações do primeiro elemento tipo fileira e do primeiro espaço não plantado adjacente, correspondente ao mesmo, podem ser deter- minadas com base na análise de dados do primeiro conjunto de dados de medição.
[00131] Na Etapa 330, um segundo conjunto de dados de medição pode ser obtido. O segundo conjunto de dados de medição pode ser obtido utilizando-se um segundo dispositivo de sensor de dados, tal como a Antena 208 das figuras de 12a a12c, configurada para obter um segundo tipo de conjunto de dados de medição compreendido em um segundo campo de visão (FOV), tal como o FOV 258 das figuras 12a a 12c. O segundo dispositivo de sensor de dados pode ser aco- modado por um segundo elemento de suporte em uma posição, a uma segunda altura com relação ao nível do chão, a dita segunda altura sendo determinada com base em um segundo limite, que pode ser, por exemplo, uma função de uma altura mínima da copa das plantas, uma faixa de pulverizadores de água desenvolvidos no ambiente de campo, uma combinação de ambos o primeiro e o último, ou similares.
[00132] Em algumas modalidades ilustrativas, o segundo conjunto de dados de medição pode ser obtido enquanto translada espacial- mente o segundo dispositivo de sensor de dados ao longo de uma tra- jetória que atravessa, longitudinalmente, o primeiro espaço não plan- tado adjacente. A translação espacial pode ser realizada em resposta a um comando de controle, que pode ser enviado com base na locali- zação do primeiro espaço não plantado adjacente determinado.
[00133] Referência é feita agora à figura 13b que ilustra um fluxo- grama de um método de medição de dados de conteúdo de solo, de acordo com algumas modalidades ilustrativas da presente matéria descrita. O Método 300' ilustrado na figura 13b pode ser empregado em uma situação na qual uma plantação padronizada de plantas no ambiente de campo é linear em vez de circular, isso é, a pluralidade de elementos tipo fileira estão na forma de linhas retas. Uma irrigação de pivô central pode ser desenvolvida no ambiente de campo e utilizada como uma estrutura de base que acomoda um conjunto de dispositi- vos de sensor em uma configuração funcional diferente, por exemplo,
pegada larga X estreita, de acordo com a presente matéria descrita.
[00134] Na Etapa 340, um primeiro padrão de onda de seno, asso- ciado a um primeiro conjunto de dados de medição, tal como o primei- ro conjunto de dados de medição obtido na Etapa 310 da figura 13a, pode ser obtido.
[00135] Na Etapa 350, um segundo padrão de onda de seno, asso- ciado a um segundo conjunto de dados de medição, tal como o se- gundo conjunto de dados de medição obtido na Etapa 320 da figura 13a, pode ser obtido.
[00136] Na Etapa 360, uma frequência temporária pode ser deter- minada com base no primeiro padrão de onda de seno. A frequência temporária pode ser considerada correspondente a um ângulo tempo- rário entre um braço pivotado do sistema de irrigação pivotado e pelo menos uma fileira de plantação sendo cruzada pelo mesmo, enquanto o braço pivotado percorre de forma circular o ambiente de campo, de modo que o conjunto de dispositivos de sensor, montado no mesmo, possa capturar as medições das fileiras de plantação e/ou espaço não plantado entre as fileiras de plantação, em uma taxa variável diferente, como uma função do ângulo temporário em alteração.
[00137] Será apreciado pelos versados na técnica que o primeiro dispositivo de sensor, possuindo um FOV largo, pode obter medições que são a média de uma ou duas fileiras de plantação e do solo limpo entre ou ao lado das mesmas e, portanto, resultados em um padrão de onda de seno relativamente rasa, com uma frequência de alteração lenta. Em contraste, o segundo dispositivo de sensor, possuindo um FOV estreito, pode obter medições de nenhuma ou uma fileira de plan- tação com o espaço não plantado adjacente ou circundante, em uma mesma frequência. Tais medições podem ser ruidosas visto que as propriedades das plantações (isso é, estrutura, teor de água, e simila- res) e do solo (por exemplo, superfície, textura, composição e simila-
res) podem divergir. Dessa forma, encontrar a frequência momentânea da medição pode ser de importância significativa para se superar essa diversidade. Medições de FOV estreito podem ser muito mais ruido- sas, mas podem fornecer leituras com precisão singular de áreas de solo apenas, além das áreas que consistem basicamente de uma filei- ra de plantação. Em contraste, as medições de FOV largo podem ser menos ruidosas e fornecer uma melhor leitura para extração de fre- quência.
[00138] Na Etapa 370, com base na frequência temporária determi- nada na Etapa 360 e no segundo padrão de onda de seno obtido na Etapa 350, as medições que exibem uma combinação de frequência com a frequência temporária podem ser isoladas dentro do segundo conjunto de dados de medição. Em algumas modalidades ilustrativas, a combinação de frequência pode ser realizada pela correlação do primeiro e do segundo padrão de onda de seno no domínio de fre- quência e pela aplicação de um filtro de passa banda adequado. Es- sas medições de FOV estreito que se encaixam na frequência tempo- rária podem ter maior probabilidade de serem precisas em compara- ção com as medições restantes, onde valores mínimos podem repre- sentar os dados de conteúdo de solo puramente, e os valores máxi- mos representar as medições de fileira de plantação.

Claims (32)

REIVINDICAÇÕES
1. Método de gerenciamento de uma máquina de irrigação de pivô central, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: a. fornecer pelo menos uma máquina de irrigação de pivô central e posicionar a dita máquina de irrigação de pivô central de mo- do que a dita máquina de irrigação de pivô central seja móvel dentro de um terreno irrigado, em torno de um centro do mesmo; b. fornecer um sensor de proximidade com o solo; c. montar o dito sensor de proximidade com o solo na dita máquina de irrigação de pivô central; d. mover a dita máquina de irrigação de pivô central em tor- no do dito centro do dito terreno irrigado; e. digitalizar o dito terreno irrigado pelo dito radar de pene- tração do chão em frequências que variam de 200 a 1200 MHz.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender uma etapa de calcular a distribuição de umi- dade do solo através de uma profundidade a partir de uma superfície do solo.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender uma etapa de criar um plano de irrigação de acordo com a dita distribuição.
4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o dito sensor de proximidade de solo ser um radar de pe- netração do chão.
5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de digitalizar uma área sem obje- tos e subtrair os dados obtidos sem objeto a partir dos dados que cor- respondem à área irrigada.
6. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de compreender uma etapa de calibragem de carga aberta curta.
7. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de a dita etapa de subtrair os dados de não objeto, obtidos a partir de dados que correspondem à área irrigada, compreender con- verter ambas as digitalizações em sinais de domínio de tempo.
8. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de a dita etapa de calcular uma distribuição de umidade do solo através de uma profundidade a partir de uma superfície do solo compreender a correlação cruzada de um resultado de subtração com o sinal ideal transmitido no domínio de tempo, a fim de localizar o re- flexo mais proeminente.
9. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de compreender uma etapa de aplicar filtros de passa banda a uma janela de tempo que cerca um reflexo mais proeminente, a fim de calcular uma resposta em pelo menos duas bandas de frequência que correspondem a pelo menos duas profundidades de penetração.
10. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de compreender uma etapa de capturar uma imagem ótica de pelo menos uma parte do dito terreno irrigado e reconhecer uma posi- ção de um campo de visão do dito radar de penetração no chão.
11. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de coletar os dados de proprieda- de do solo e monitorar as ditas propriedades e reportar os resultados para um usuário.
12. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender uma etapa de posicionar o dito sensor de proximidade de solo em pelo menos uma dentre as direções horizontal e vertical por pelo menos um dos braços horizontal e vertical configu- rados para segurar o dito sensor de proximidade de solo.
13. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender uma etapa de colocar pelo menos um ele- mento de reflexo de RF dentro do dito solo a uma profundidade prede- terminada a partir de uma superfície do solo.
14. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de uma etapa de digitalizar e calcular a secura da plantação por meio de um sensor selecionado a partir do grupo que consiste em um radar de penetração do chão de feixe largo, um radar de penetra- ção do chão de feixe estreito, uma câmera ótica e qualquer combina- ção dos mesmos.
15. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender uma etapa de plantar pelo menos uma plan- ta biomarcadora configurada para sinalizar em resposta a um evento predeterminado e monitorar a dita pelo menos uma planta biomarcado- ra.
16. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender uma etapa de digitalizar e analisar a variabi- lidade do solo dentro do campo pela aquisição de curvas de secagem e capacidade de campo (FC) reais pela permanência estática em um local por um período de tempo predeterminado.
17. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracteriza- do pelo fato de a dita etapa de digitalizar e analisar a variabilidade de solo ainda compreender uma rodada seca digitalizando FCs em uma pluralidade de locais.
18. Máquina de irrigação de pivô central, caracterizada pelo fato de compreender um sensor de proximidade de solo configurado para obter dados sobre o teor de água volumétrico pertencente às áreas de plantio tratadas pela dita pluralidade de máquinas de irriga- ção centrais; as ditas máquinas de irrigação de pivô central sendo con- figuradas para: a. mover a dita máquina de irrigação de pivô central em tor-
no do dito centro do dito terreno irrigado; b. digitalizar o dito terreno irrigado pelo dito sensor de pro- ximidade de solo; c. calcular uma distribuição da umidade do solo através de uma profundidade a partir de uma superfície do solo; e d. criar um plano de irrigação de acordo com a dita distri- buição.
19. Método de cálculo preciso da capacidade e salinidade do campo; o dito método sendo caracterizado pelo fato de compreen- der: a. obter dados de varredura eletromagnética de um solo; b. calcular um tipo de solo e um valor de densidade de vo- lume; c. calcular o teor de água volumétrico; d. comparar um valor obtido do dito teor de água volumétri- co com limite; e. realizar, periodicamente, uma varredura alternativa em locais que correspondem ao dito valor de teor de água volumétrico su- perior ao limite T; f. coletar os dados de teor de água volumétrico nos ditos lo- cais com teor de água volumétrico > T; g. representar uma curva de estiagem por um período de tempo variando entre 3 e 4 dias; h. atualizar o dito tipo de solo e valor de densidade de vo- lume; i. calcular os valores de capacidade e salinidade do campo.
20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracteriza- do pelo fato de a dita etapa de realizar uma varredura alternativa ser repetida em um período de tempo de 2 horas.
21. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracteriza-
do pelo fato de compreender uma etapa de avaliação de um valor de umidade de plantação pela subtração de valores do dito teor de água no solo medidos diretamente a partir dos valores do dito teor de água no solo medido através das plantações.
22. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracteriza- do pelo fato de compreender uma etapa de medir um valor de umidade de plantação em um feixe GPR orientado em paralelo ao chão.
23. Método de medição de dados de teor de solo, o dito método sendo adaptado para ser implementado em um ambiente rural compreendendo uma pluralidade de plantas dispostas em um padrão de plantio, compreendendo uma pluralidade de elementos tipo fileira, em que a dita pluralidade de elementos tipo fileira são espaçados um do outro por pelo menos uma distância predeterminada, em que para cada um dos elementos tipo fileira, pelo menos um espaço não planta- do adjacente é definido; o dito método sendo caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: a. obter um primeiro conjunto de dados de medição utili- zando um primeiro dispositivo de sensor de dados configurado para obter um primeiro tipo de conjunto de dados de medição compreen- dendo em um primeiro campo de visão (FOV), em que o dito primeiro dispositivo de sensor de dados é acomodado por um primeiro elemen- to de suporte em uma posição, em uma primeira altura, com relação a um nível do chão do dito ambiente rural; a dita primeira altura sendo determinada com base em um primeiro limite; b. determinar, com base na análise de dados do primeiro conjunto de dados de medição: i. uma localização de pelo menos um elemento tipo fi- leira dentre a pluralidade de elementos tipo fileira; e ii. uma localização de um primeiro espaço não planta- do adjacente correspondente ao dito primeiro elemento tipo fileira;
e, c. obter um segundo conjunto de dados de medição utili- zando um segundo dispositivo de sensor de dados configurado para obter um segundo tipo de conjunto de dados de medição compreendi- do em um segundo FOV, o dito segundo dispositivo de sensor de da- dos sendo acomodado por um segundo elemento de suporte em uma posição em uma segunda altura com relação ao nível do chão, a dita segunda altura sendo determinada com base em um segundo limite; em que a dita obtenção do segundo conjunto de dados de medição é realizada enquanto o dito segundo dispositivo de sensor de dados é espacialmente transladado ao longo de uma trajetória que atravessa, longitudinalmente, o dito primeiro espaço não plantado ad- jacente, translação espacial essa que é realizada em resposta a um comando de controle enviado com base na localização do primeiro es- paço não plantado adjacente determinado.
24. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracteriza- do pelo fato de o dito padrão de plantação ser selecionado a partir do grupo que consiste em um padrão linear, em que a dita pluralidade de elementos tipo fileira é formatada em uma forma de linhas retas, para- lelas uma à outra; e, um padrão circular, em que a dita pluralidade de elementos tipo fileira é formatada na forma de círculos concêntricos de raios sucessivamente crescentes.
25. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracteriza- do pelo fato de os ditos primeiro e segundo dispositivos de sensor de dados serem selecionados a partir do grupo que consiste em uma an- tena de Radar de Penetração no Chão (GPR); uma antena de Radar de Impulso de Microenergia (MIR); um sensor de Direção e Abrangên- cia de Luz (LIDAR); e qualquer combinação dos mesmos.
26. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracteriza- do pelo fato de o dito ambiente rural ainda compreender um sistema de irrigação de pivô central desenvolvido nesse lugar, em que o dito primeiro elemento de suporte é compreendido em um braço articulado do dito sistema de irrigação de pivô central.
27. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracteriza- do pelo fato de o dito ambiente rural ainda compreender um sistema de irrigação de pivô central desenvolvido nesse lugar, em que o dito segundo elemento de suporte compreende um braço articulado que se estende a partir de um braço articulado do dito sistema de irrigação de pivô central.
28. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracteriza- do pelo fato de o dito primeiro FOV ser obtido por meio do direciona- mento do dito primeiro dispositivo de sensor de dados em um ângulo na direção de um nível do chão do dito ambiente rural com relação a um plano perpendicular a partir de uma posição do mesmo até o nível do chão, ângulo esse que é selecionado a partir de uma faixa entre cerca de 45 graus e cerca de 75 graus.
29. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracteriza- do pelo fato de o dito segundo FOV ser obtido por meio do direciona- mento do dito segundo dispositivo de sensor de dados em um ângulo na direção de um nível do chão do dito ambiente rural, com relação a um plano perpendicular a partir de uma posição do mesmo até o nível do chão, ângulo esse que é selecionado a partir de uma faixa de entre cerca de O grau e cerca de 20 graus.
30. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracteriza- do pelo fato de o dito primeiro limite ser definido como uma função de uma altura máxima da pluralidade de plantas, e em que o dito segundo limite é definido como uma função de pelo menos uma dentre: uma altura mínima das copas da pluralidade de plantas; e uma faixa de um ou mais pulverizadores de água desenvolvidos no dito ambiente rural.
31. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracteriza-
do pelo fato de ainda compreender determinar uma estrutura do dito padrão de plantação, em que, em resposta a uma determinação de que o dito padrão de plantação é linear, e realizar as etapas adicionais de: a. obter um primeiro padrão de onda de seno associado ao primeiro conjunto de dados de medição; b. obter um segundo padrão de onda de seno associado ao segundo conjunto de dados de medição; c. determinar, com base no primeiro padrão de onda de se- no, uma frequência temporária correspondendo a um ângulo temporá- rio entre um ou mais elementos tipo fileira dentre a pluralidade de ele- mentos tipo fileira, e o dito primeiro elemento de suporte acomodando o dito primeiro dispositivo de sensor; e d. isolar, dentro do segundo conjunto de dados de medição, com base na frequência temporária determinada, e no segundo padrão de onda de seno, uma ou mais medições exibindo uma combinação de frequência com a frequência temporária, para obter, a partir daí, os valores mínimos representativos dos dados de conteúdo de solo medi- dos.
32. Sistema útil para medição de dados de conteúdo de so- lo, o dito sistema sendo adaptado para ser desenvolvido em um ambi- ente rural compreendendo uma pluralidade de plantas dispostas em um padrão de plantação e compreendendo uma pluralidade de ele- mentos tipo fileira, em que a dita pluralidade de elementos tipo fileira são espaçados um do outro por pelo menos uma distância predetermi- nada, onde, para cada um dos elementos tipo fileira, pelo menos um espaço não plantado adjacente é definido; o dito sistema sendo carac- terizado pelo fato de compreender: a. um primeiro dispositivo de sensor configurado para obter um primeiro tipo de conjunto de dados de medição compreendido em um primeiro campo de visão (FOV);
b. um segundo dispositivo de sensor de dados configurado para obter um segundo tipo de conjunto de dados de medição com- preendido em um segundo FOV;
c. um primeiro elemento de suporte configurado para aco- modar o dito primeiro dispositivo de sensor de dados em uma posição em uma primeira altura com relação a um nível do chão do dito ambi- ente rural, a dita primeira altura sendo determinada com base em um primeiro limite;
d. um segundo elemento de suporte configurado para aco- modar o dito segundo dispositivo de sensor de dados em uma posição, em uma segunda altura com relação ao nível do chão, a dita segunda altura sendo determinada com base em um segundo limite;
e. pelo menos um mecanismo de translação espacial confi- gurado para transladar espacialmente os ditos primeiro e segundo elementos de suporte em resposta a comandos de controle, realizan- do, assim, a translação espacial dos ditos primeiro e segundo disposi- tivos de sensor de dados;
f. uma unidade de análise configurada para determinar, com base na análise de dados de um primeiro conjunto de dados de medição, obtida pelo dito primeiro dispositivo de sensor de dados:
i. uma localização de pelo menos um primeiro elemen- to tipo fileira da pluralidade de elementos tipo fileira; e ii. uma localização de um primeiro espaço não planta- do adjacente correspondente ao dito primeiro elemento tipo fileira;
g. uma unidade de controle configurada para enviar, com base na localização do primeiro espaço não plantado adjacente, de- terminado pela dita unidade de análise, um comando de controle para o dito mecanismo de translação espacial a fim de transladar espacial- mente o dito segundo dispositivo de sensor de dados ao longo de uma trajetória que atravessa longitudinalmente o dito primeiro espaço não plantado adjacente; e h. uma unidade de coleta de dados configurada para coletar um segundo conjunto de dados de medição obtido pelo dito segundo dispositivo de sensor de dados enquanto atravessa a dita trajetória.
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