CN102170769A - 用于控制播种机的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于控制播种机的系统和方法，包括边界限定器(22)，其用于建立与一块田地相关联的边界，位置确定接收器(10)确定播种机的位置，当所述的位置确定接收器(10)越过所述建立的边界时探测器(24)就会产生一激活信号。致动器(14)被布置用以响应所述的激活信号，在一具体时间段或一具体位置范围内中断单个播种机行的种子的分配。

Description

用于控制播种机的系统和方法

技术领域

本发明涉及用于控制播种机(例如，建立可视标记)的系统和方法。

背景技术

播种机可以用来在一块田地里成行地种植种子、幼苗、植物、根茎、球茎或其它作物前体。播种机也可通过增配一个位置确定接收器(例如，全球定位系统接收器)以有利于沿直线、等高或平行行的种子或其它作物前体的播种。例如，位置确定接收器提供导航数据给车辆的操作员或转向系统，以使车辆保持在具有最小重叠的排列的行中，从而减少燃料的消耗。因此，播种机可以提供高度均匀、平行的行，这使其它车辆操作员很难凭视觉确定在哪里喷洒、收割或执行其它的田地作业。所以，需要建立一种用于控制播种机的系统和方法，为操作员建立一个或多个可视标记，以执行作业任务。

发明内容

一种用于控制播种机的系统和方法，包括边界限定器用于建立田地的边界。位置确定接收器确定播种机的位置。如果所述的位置确定接收器越过所述建立的边界，探测器能够产生一激活信号。致动器被布置用以响应所述的激活信号，在具体时间段或具体位置范围内中断至少一个播种机行的种子或其它作物前体的分配。

附图说明

图1是用于控制播种机的系统的一个实施例的方框图；

图2是用于控制播种机的系统的另一实施例的方框图；

图3是用于控制播种机的方法的流程图；

图4是示出如图3所述方法的种植田地的空中俯视图。

具体实施方式

如这里所使用的，播种机指与拖拉机或其它农用车辆相关联用于播种的播种机或任何种植器具。种植指把种子、植物、幼苗、植物根株、根茎、球茎、根部块茎或其它作物前体置于任何土地、土壤、泥土、沙地、黏土、有机物质或其它供植物成长的生长介质中或上。

在本发明的一个实施例中，图1中包括连接到数据总线30的数据处理器12。所述的数据处理器12可以通过所述的数据总线30与下列部件中的一个或多个进行通信：致动器14、用户接口16、数据存储装置20、通信接口18和位置确定接收器10。所述的通信接口18连接到位置确定接收器10。

位置确定接收器10提供关于播种机或种植器具或者与播种机或种植器具相关联的车辆位置的位置数据(例如，坐标或定位数据)。在一个实施例中，位置确定接收器10可以包括具有差分校正接收器的全球定位系统(GPS)接收器，以提供理想精度的定位数据或坐标。所述的差分校正接收器可以从基站接收陆地校正信号，从一个或多个卫星接收卫星校正信号，或两者兼有。

通信接口18提供接口用于位置确定接收器10与数据处理器12之间通信。例如，通信接口18支持通过数据总线30从位置确定接收器10到数据处理器12的通信或位置数据的传送。通信接口18可以包括通信端口或具有存储缓冲器的数据收发器。所述存储缓冲器可以支持位置数据或其它传送或接收的数据的临时存储。

数据处理器12包括可以包括微处理器、微控制器、逻辑电路、可编程逻辑阵列、特定用途集成电路(ASIC)、或另一个数据处理器。在个一实施例中，数据处理器12可以支持下列一个或多个模块或软件模块：边界限定器22、探测器24和控制器26。

边界限定器22可以存储与工作区域或田地的一个或多个边界或边缘相关联的边界数据28(例如，边界坐标)。例如，在田地内所述边界数据28可以由外部田地边缘、畦头未耕地、内部障碍或内部区域分隔开。边界数据28可以被存储为坐标、点、方程(例如，线性二次方程或其它形式)、线性段、曲线、或轮廓。

探测器24检测播种机是否已经穿越或越过由限定的边界数据28指示的边界。如果探测器24检测到边界或边缘已经被穿越或越过，控制器26将产生或发送一激活信号给致动器14。所述激活信号包括以下一个或多个：控制信号、控制数据、数字信号、模拟信号、命令信息和状态信息。

致动器14可以包括螺线管、气动致动器、机电设备、电气装置或用于控制流量、移动或播种种子、幼苗、植物、植物根株、根茎、球茎、根部块茎或其它作物前体的另一机电设备。

数据存储装置20包括电子存储器、随机存取存储器、非易失性计算机存储器、光存储器、磁存储器、硬盘驱动器或其它适用于存储数字信息或其它数据(例如，边界数据28)的设备。

用户接口16可以包括键盘、键区、显示器、定点设备(例如，鼠标或跟踪球)、光条、灯或发光二极管(LED)面板或开关，用于显示输出数据或支持输入数据登录到系统中。例如，用户接口16可以接收关于田地、边界数据28、边界限定等等的输入。

图2中的系统111与图1中的系统11相似，除了图2中的系统111进一步包括供给容器30和分配阀32。供给容器30装有或包含有种子、根茎或其它作物前体的供给。致动器14连接(例如，机械连接)分配阀32用以打开、关闭或调整分配阀32。分配阀32的入口31与供给容器30相联系以接收来自供给容器的种子或作物前体。而分配阀32的出口33可以被布置用以种植或分散种子或作物前体。例如，出口33可以连接到一个种植设备，其按直线散播种子或作物前体到土壤或土地中形成的凹陷、行、或裂缝内。

图3示出了控制播种机的方法的流程图。图3中的方法开始于步骤S200。

在步骤S200中，边界限定器22或数据处理器12建立与一块田地相关联的边界。步骤S200可以根据多种技术来执行，所述多种技术可以选择性应用也可以累积应用。在第一种技术下，边界限定器22可基于田地或工作区的预存的地图或测量建立边界。

在第二种技术下，当操作员在种植作业、预备种植任务、耕犁、耙地、整地或其它农艺程序期间驾驶穿过田地时，边界限定器22可通过操作员接口16动态地建立一个边界、边界点或边界段。因此，通过操作员接口16，操作员可以手动地、选择地以及独立地启动或不启动种子或作物前体到一个或多个播种机的外行的流动，与一个或多个相应边界点相符以产生排列着已种植作物的凹口。

在第三种技术下，如果播种机种植或穿越一条畦头未耕地，边界限定器22(或操作员通过用户接口16)可以动态并自动地建立畦头未耕地边界。畦头未耕地边界是与未耕地内边缘相关联或由畦头未耕地的内行相对于田地以理想间隙距离隔开的内边界、边界点或边界段。因此，通过操作员接口16，操作员可以手动地、选择地和独立地启动或不启动种子或作物前体到一个或多个播种机外行的流动，以与畦头未耕地边界相符，即使没有田地的预存的地图或测量。而且，通过操作员接口16，操作员可以在相同的种植作业过程中邻近已建立的畦头未耕地的已种植作物中建立凹口。

在第四种技术下，边界包括由田地的边缘或外边缘间隔的轮廓或大体线性段。

在第五种技术下，边界包括田地内的内边界，该内边界与水路(例如，图4中的412)、草地区、非穿越区或可穿越区相关联。非穿越区不被播种机或通过车辆推动播种机穿越。可穿越区被播种机或通过车辆推动播种机穿越。非穿越区或可穿越区可以包括预定区域用来预防水土流失、分水岭管理区域或保护区，作物不种植在该区域内。例如，根据水深、水流速度和水宽度或其它相关因素，水路可以认为是可穿越区或非穿越区。如果内边界与非穿越区相关联，边界限定器22或操作员可以限定与非穿越区接壤的一个或多个畦头未耕地。

在第六种技术下，如果播种机种植在靠近或穿过水路的地方或另一可穿越区，边界限定器22或操作员通过用户接口16可以动态并自动地建立一个可穿越边界。可穿越边界是与可穿越区的内边缘相关联或由相对田地的内边缘以理想间隙分隔开的内边界、边界点或边界段。因此，通过操作员接口16，操作员可以手动地、选择地和独立地启动或不启动种子或作物前体到一个或多个播种机外行的流动，与可穿越边界(例如，水路)相符。举例来说，操作员可以在内行水沟的蔓延边缘上种植的作物中建立凹口，此处操作员可以在穿越内行水沟期间停用之后重新手动开动播种机。

在步骤S202中，位置确定接收器10确定一个播种位置。位置确定接收器10可以包括具有差分校正接收器的全球定位系统(GPS)接收器，用于由一个或多个卫星或陆地基站提供的位置校正数据。确定的位置可以定位数据、地理坐标(例如，经度、纬度)或其它形式表示。位置确定接收器10可由播种机装载或安装在播种机上。

在步骤S204中，探测器24或数据处理器12确定是否播种机的位置越过建立的边界。如果位置确定接收器10越过建立的边界，探测器24能够在具体时间段或具体位置范围内产生激活信号。如果播种机越过所述建立的边界，该方法继续到步骤S206。然而，如果播种机没有越过所述建立的边界，则该方法继续到步骤S208。

在步骤S206中，控制器26或数据处理器12产生激活信号。该激活信号包括下列一个或多个：模拟信号、数字信号、状态信息、命令信号、控制数据，或其它。

在步骤S208中，数据处理器12在返回到或执行步骤S202之前等待一时间间隔。在一个实施例中，选择所述的时间间隔以与一个或多个下列因素相当：播种机或车辆的平均、中位数或众数速度，播种机或车辆的最大速度，工作区的大小，工作区的尺寸，外边界和内边界的量，以及边界之间的平均、中位数或众数距离。

在步骤S210中，在具体时间段或具体位置范围内响应激活信号，致动器14中断(例如，暂停或停止)至少一个播种机行的种子或作物前体的分配(例如，通过空气作用进料或重力进料分配系统)。步骤S210可以由多种技术分别或累积应用来实现。

在第一实施中，至少一个播种机行包括由一个或多个内播种机行隔开的播种机的两个外播种机行。一个播种机可以有N个播种机行，N是大于或等于1的整数。例如，一个大容量的播种机可以有N个播种机行，其中N等于36，其包括34个内播种机行和2个外播种机行。

在第二实施例中，控制器26或数据处理器12在具体时间段或具体位置范围内产生激活信号(例如，控制数据、数据信息、或控制信号)。所述的具体时间段可以与播种机速度相匹配或成比例，以产生可识别规模或大小的可视标记。所述的可视标记可以是凹口或行中作物的缺空。所述具体位置范围可以参照一个或多个下列项来定义：边界、一对起点坐标和终点坐标、坐标或位置的范围、以及绝对坐标或位置。

在第三实施例中，控制器26或数据处理器12产生激活信号或数据信息，其触发致动器14以保持在未分配状态或中断具体时间段或具体范围内的地址的种子或作物前体的分配。在第四实施例中，控制器26或数据处理器12中断具体时间段内播种机的外行的种子或作物前体的分配，以此产生一个可视可观察到的凹口(例如，最小长度的)或种植的作物行中作物种植(例如，最小长度的)的缺空。在第五实施例中，控制器26或数据处理器12中断具体位置范围内的播种机的外行的种子或作物前体的分配，以此产生一个可视可观察到的凹口(例如，最小长度的)或在种植的作物行中种植的作物的(例如，最小长度的)缺空。在第六实施例中，控制器26或数据处理器12中断具体时间段或具体位置范围内的播种机的行的种子或作物前体的分配，以当所述分配的种子成熟时在种植的作物行中产生可视可观察到的凹口(例如，最小长度的)。

在第七实施例中，用户接口16允许播种机的操作员选择至少外行404、具体时间段和具体位置范围。所述的具体区域位置范围可以包括与致动器14的开动相关联的播种机的第一位置和与致动器14的停用相关联的播种机的第二位置。所述第一位置和第二位置都可以与对应的边界点、边界坐标或边界相关联。所述第一位置、第二位置、具体时间段和具体位置范围可以存储在数据存储装置20内供以后参考。

图4示出了按照图3中方法或图1、图2中系统种植的田地的空中俯视图，尽管田地大体上描述成矩形区域，实际上田地可以是任何几何或其它形状。这里，田地被一条溪流、灌溉渠道或排水渠或其它水路412分为两部分。

在图4示出的一个实施例中，播种机的每一次穿过可以覆盖由两个外行404限制在其内的一个或多个内行405。当播种机开始靠近与田地边缘(401、411)相关联的边界(403、406、407或408)的通过或路径时，凹口444可以被置于一个或多个外行404中。相似地，当播种机结束靠近与田地边缘(401、411)相关联的边界(403、406、407或408)的通过或路径时，凹口444可以置于一个或多个外行404中。而且，播种机可以放置凹口444在最靠近或临近水路412的边界(406，407)的外行404中。

在一个实施例中，行中的凹口444可用于作为喷雾器、收获机、联合收获机或其它农业机械的操作员的直观参考标记，以有利于农业作业(例如收割、喷洒和处理作物)。例如，操作员可以使用行中的凹口来确定哪一行已被覆盖或穿过(例如，由喷雾器)，和确定哪一行需要被覆盖或穿过。

在图4中，田地具有位于每一端部的第一畦头未耕地402和第二畦头未耕地409，其中多个畦头未耕地行大体垂直于所述两个畦头未耕地之间的田地的中间部分442内的中间行。所述中间部分442与第一畦头未耕地402由第一畦头未耕地边界400隔开。中间部分442与第二畦头未耕地409由第二畦头未耕地边界410隔开。

第一边界403与田地的第一边缘401、第一畦头未耕地402以及第一畦头未耕地边界400相间隔。第二边界408与田地的第二边缘411、第二畦头未耕地409以及第二畦头未耕地边界410相间隔。第三边界406和第四边界407与穿过或分开田地的中间部分442的水路412相间隔。如图4所示，上述的每个边界由点线表示。第一边界403、第二边界408、第三边界406和第四边界407是引起外行404中凹口444形成的边界。举例说明，任何上述边界(403，406，407和408)可作为边界数据28存储在依照图3的步骤S200中建立的数据存储装置20内。

已经说明了优选的实施例，显然，在不偏离如所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下可以进行各种变型。

Claims (20)

1.一种用于控制播种机的系统，该系统包括：

一边界限定器，其用于建立与一块田地相关联的一边界；

一位置确定接收器，其用于确定播种机的位置；

一探测器，其用于当所述的位置确定接收器的所述确定的位置越过所述建立的边界时产生一激活信号；以及

一致动器，其用于响应所述的激活信号，在一具体时间段或一具体位置范围内中断一播种机行的种子或其它作物前体的分配。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述播种机行包括所述播种机的至少一个外行。

3.如权利要求1所述的系统，其中所述致动器在所述具体时间段内中断所述播种机的一外行中所述种子或作物前体的分配，以在一种植的作物行中产生一可视可观察到的凹口或作物种植的缺空。

4.如权利要求1所述的系统，其中所述致动器在所述具体位置范围内中断所述播种机的一外行中所述种子或作物前体的分配，以在一种植的作物行中产生一可视可观察到的凹口或作物种植的缺空。

5.如权利要求1所述的系统，其中致动器在所述具体时间段内或在所述具体位置范围内中断种子或作物前体的分配，以当所述分配的种子成熟时在所述种植的作物行中产生一可视可观察到的凹口。

6.如权利要求1所述的系统，进一步包括：

一用户接口，其用于允许所述播种机的操作员选择以下至少一项：若干外行、所述具体时间段和所述具体范围。

7.如权利要求1所述的系统，其中所述边界包括与所述田地的一边缘或外边缘分隔开的一轮廓或线性段。

8.如权利要求1所述的系统，其中所述边界包括所述田地内的一内边界，所述内边界与一水路、一草地区、一可穿越区或所述播种机不能穿越的一非穿越区相关联。

9.如权利要求1所述的系统，进一步包括一数据存储设备，其用来存储与所述致动器的开动、所述致动器的停用、或二者相关联的所述播种机的位置。

10.如权利要求1所述的系统，其中所述致动器进一步包括：

一供给容器，其用于存储所述种子或作物前体；

一具有一入口和一出口的分配阀，所述入口与所述供给容器相联系，所述供给容器位于所述分配阀的上方；以及

所述致动器被布置用以打开所述分配阀以提供一打开状态以促进所述种子或作物前体至少部分通过重力从所述入口到所述出口的移动。

11.如权利要求1所述的系统进一步包括：

一种子供给容器，其用于存储所述种子或作物前体；

一具有一入口和一出口的分配阀，所述入口与所述供给容器气动联系；

所述致动器被布置用以打开所述分配阀以提供一打开状态以促进所述种子或作物前体至少部分通过空气或气体压差在所述入口与所述出口之间的移动。

12.一种用于控制播种机的方法，该方法包括：

建立与一块田地相关联的一边界；

通过一位置确定接收器确定一播种机的位置；

当所述播种机的所述确定的位置越过所述建立的边界时产生一激活信号；

响应所述的激活信号，在一具体时间段或一具体位置范围内中断一播种机行的种子或其它作物前体的分配。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述播种机行包括至少一个外行。

14.如权利要求12所述的方法，其中所述中断进一步包括：在所述具体时间段内中断所述播种机的一外行的所述种子或作物前体的分配，以在一种植的作物行中产生一可视可观察到的凹口或作物种植的缺空。

15.如权利要求12所述的方法，其中中断过程进一步包括：在所述具体位置范围内中断所述播种机的一外行中所述种子或作物前体的分配，以在一种植的作物行中产生一可视可观察到的凹口或作物种植的缺空。

16.如权利要求12所述的方法，其中中断进一步包括：在所述具体时间或所述具体位置范围内中断种子或作物前体的分配，以当所述分配的种子成熟时在所述种植的作物行中产生一可视可观察到的凹口。

17.如权利要求12所述的方法，进一步包括：允许所述播种机的操作员选择以下至少一项：若干外行、所述具体时间段和所述具体范围。

18.如权利要求12所述的方法，其中所述边界包括与所述田地的一边缘或外边缘分隔开的一轮廓或线性段。

19.如权利要求12所述的方法，其中所述边界包括所述田地内的一内边界，所述内边界与一水路、一草地区、一可穿越区或所述播种机不能穿越的一非穿越区相关联。

20.如权利要求12所述的方法，进一步包括：存储与一致动器的开动、所述致动器的停用、或二者相关联的所述播种机的位置。

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