CN109195439A - 用于农用车辆的条带获取系统 - Google Patents

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Abstract

用于控制农用车辆的方法包括经由处理器从用户界面接收指示至少一个参数的值的第一信号。该方法还包括经由处理器至少部分地基于至少一个参数来确定农用车辆朝向引导条带的路径。此外，该方法包括经由处理器向用户界面的显示器输出指示呈现农用车辆的路径的图形表示的指令的第二信号。另外，该方法包括：在从用户界面接收到指示接受至少一个参数的值的至少第三信号时，至少部分地基于至少一个参数，经由处理器控制农用车辆。

Description

用于农用车辆的条带获取系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年5月27日提交的标题为“SWATH ACQUISITION SYSTEM FOR ANAGRICULTURAL VEHICLE”的美国申请序列No.15/166,622的优先权和权益，该申请通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开一般而言涉及用于农用车辆的条带(swath)获取系统。
背景技术
某些农用车辆(诸如拖拉机或其它原动机)可以在某些操作阶段由控制系统进行控制(例如，没有操作员输入、具有有限的操作员输入等)。例如，控制器可以指示农用车辆的转向控制系统和/或速度控制系统沿着田地内的引导条带自动或半自动地引导农用车辆。在某些农用车辆中，操作员可以在接合控制系统之前手动地将农用车辆指引(例如，转向)到引导条带并使农用车辆与引导条带对准。遗憾的是，手动获取引导条带的过程可能是低效的，从而增加了燃料消耗和/或延迟了农业操作。
发明内容
在一个实施例中，一种用于控制农用车辆的方法包括经由处理器从用户界面接收指示至少一个参数的值的第一信号。该方法还包括经由处理器至少部分地基于至少一个参数来确定农用车辆朝向引导条带的路径。此外，该方法包括经由处理器向用户界面的显示器输出指示用于呈现农用车辆的路径的图形表示的指令的第二信号。另外，该方法包括：在从用户界面接收到指示接受至少一个参数的值的至少第三信号后，至少部分地基于至少一个参数，经由处理器控制农用车辆。
在另一个实施例中，用于农用车辆的控制系统包括具有显示器的用户界面。用户界面被配置为输出指示至少一个参数的值的第一信号。控制系统还包括通信地耦接到用户界面的控制器，其中控制器被配置为至少部分地基于至少一个参数来确定农用车辆朝向引导条带的路径。此外，控制器被配置为向显示器输出指示显示路径的图形表示的指令的第二信号，并且控制器被配置为：在从用户界面接收到指示接受至少一个参数的值的至少第三信号时，至少部分地基于至少一个参数来控制农用车辆。
在另一个实施例中，一种装置包括至少一个非瞬态有形机器可读介质，该介质具有在其上编码的指令以供处理器执行。该指令包括从用户界面接收指示至少一个参数的值的第一信号的指令。该指令还包括至少部分地基于至少一个参数来确定农用车辆朝向引导条带的路径的指令。此外，该指令包括将第二信号输出到用户界面的显示器的指令，该第二信号指示显示农用车辆的路径的图形表示的指令。该指令还包括在从用户界面接收到指示接受至少一个参数的值的至少第三信号时至少部分地基于至少一个参数来控制农用车辆的指令。
附图说明
当参考附图阅读以下具体实施方式时，将更好地理解本公开的这些和其它特征、方面和优点，附图中相似的字符在整个附图中表示相似的部分，其中：
图1是被配置为接合并跟随引导条带穿过田地的农用车辆的实施例的顶视图；
图2是可以在图1的农用车辆中采用的控制系统的实施例的示意图；
图3是可以在图2的控制系统的用户界面内采用的显示器的实施例的示图；
图4A-4C是图3的显示器的一部分的示图，其中每个示图示出了不同的超调(overshoot)；
图5是图3的显示器的一部分的示图，示出了到引导条带的不同接近角度；
图6是可以在图2的控制系统的用户界面内采用的显示器的替代实施例的示图；以及
图7是用于控制农用车辆的方法的实施例的流程图。
具体实施方式
现在转到附图，图1是农用车辆10的实施例的顶视图，该农用车辆10被配置为接合并跟随引导条带12穿过田地14。在所示实施例中，农用车辆10包括被配置为沿着引导条带12自动引导农用车辆10的控制系统。在某些实施例中，当农用车辆移动穿过田地时，可以通过存储与农用车辆的位置相关联的数据点来建立引导条带12。在其他实施例中，可以通过在田地的电子地图上绘制引导条带来建立引导条带12。一旦建立了引导条带12，控制系统就可以在没有来自操作员的输入的情况下沿着引导条带12自动引导农用车辆10。在某些实施例中，控制系统也可以在引导条带12的区段之间的畦头(headland)转弯16周围自动引导农用车辆10。但是，在替代实施例中，操作员可以在畦头转弯期间手动控制农用车辆。
在启动农业操作之前，农用车辆10可位于远离引导条带12。在某些实施例中，控制系统自动地沿着条带获取路径18将农用车辆10指引到引导条带12，使得当启动农业操作时，农用车辆10与引导条带12对准。可以基于操作员输入的一个或多个参数(例如，农用车辆的初始转弯速率、农用车辆朝向引导条带的接近角度、农用车辆的条带转弯速率、引导条带的超调等)来调整条带获取路径18。但是，在没有精确理解改变(一个或多个)参数的效果的情况下，操作员可以不选择建立高效条带获取路径18的(一个或多个)参数。因此，在某些实施例中，控制系统向操作员呈现至少部分地基于(一个或多个)参数的条带获取路径的视觉表示。操作员可以调整(一个或多个)参数并在条带获取路径上查看结果的效果。一旦所显示的条带获取路径对于操作员是可接受的，则操作员可以接受(一个或多个)参数(例如，通过接合农用车辆10的自动控制)。然后，控制系统可以控制农用车辆，使得农用车辆沿着至少部分地基于所接受的(一个或多个)参数的条带获取路径18被指引。
在某些实施例中，控制系统包括具有显示器的用户界面。控制系统还包括通信地耦接到用户界面的控制器。用户界面被配置为向控制器输出指示至少一个参数(例如，农用车辆的初始转弯速率、农用车辆朝向引导条带的接近角度、农用车辆的条带转弯速率、引导条带的超调等)的值的第一信号，并且控制器被配置为至少部分地基于至少一个参数来确定农用车辆朝向引导条带的路径。此外，控制器被配置为向显示器输出指示显示路径的图形表示的指令的第二信号。因此，操作员可以改变至少一个参数，直到显示器上显示的路径对于操作员是可接受的(例如，将机具20放置在期望持续时间内的引导条带上、减少横向负载等)。一旦建立了可接受的路径，操作员就可以接受至少一个参数的值(例如，通过经由用户界面接合农用车辆的自动控制，通过指示控制系统更新条带获取路径等)。然后，在从用户界面接收到指示接受至少一个参数的值的至少第三信号时，控制器可以至少部分地基于至少一个参数来控制农用车辆。由于控制系统使操作员能够可视化改变(一个或多个)参数的效果，因此操作员可以选择建立高效条带获取路径(例如，减少燃料消耗、减少机具20的条带获取时间等的条带获取路径)和/或减小横向负载的条带获取路径的(一个或多个)参数。
图2是可以在图1的农用车辆内采用的控制系统22的实施例的示意图。在所示实施例中，控制系统22包括空间定位设备24，其安装在农用车辆并且被配置为确定农用车辆的位置和速度。如将认识到的，空间定位设备可以包括被配置为测量农用车辆的位置和速度的任何合适的系统，例如全球定位系统(GPS)接收器。在某些实施例中，空间定位设备24可以被配置为测量农用车辆相对于田地内的固定点的位置和速度(例如，经由固定的无线电收发器)。因此，空间定位设备24可以被配置为测量农用车辆相对于固定的全局坐标系(例如，经由GPS接收器)或固定的局部坐标系的位置和速度。
此外，控制系统22包括方位传感器26，方位传感器26被配置为确定农用车辆的俯仰角、偏航角、侧倾角或其组合。例如，方位传感器26可以包括被配置为监测农用车辆的方位的陀螺仪或其它传感器。在某些实施例中，方位传感器26还被配置为确定俯仰率、偏航率、侧倾率或其组合。
在所示实施例中，控制系统22包括被配置为控制农用车辆的移动的方向的转向控制系统28和被配置为控制农用车辆的速度的速度控制系统30。此外，控制系统22包括通信地耦接到空间定位设备24、方位传感器26、转向控制系统28和速度控制系统30的控制器32。控制器32被配置为在条带获取期间和当农用车辆正在沿着引导条带移动时自动控制农用车辆，从而提高农业操作的效率。
在某些实施例中，控制器32是具有电路系统的电子控制器，该电路系统被配置为处理来自空间定位设备24、方位传感器26、控制系统22的其它部件或其组合的数据。在所示实施例中，控制器32包括处理器(诸如图示的微处理器34)以及存储器设备36。控制器32还可以包括一个或多个存储设备和/或其它合适的部件。处理器34可以用于执行软件，诸如用于控制农用车辆的软件、用于显示条带获取路径的软件等。此外，处理器34可以包括多个微处理器、一个或多个“通用”微处理器、一个或多个专用微处理器和/或一个或多个专用集成电路(ASICS)，或其某种组合。例如，处理器34可以包括一个或多个精简指令集(RISC)处理器。
存储器设备36可以包括易失性存储器(诸如随机存取存储器(RAM))和/或非易失性存储器(诸如只读存储器(ROM))。存储器设备36可以存储各种信息，并且可以用于各种目的。例如，存储器设备36可以存储用于处理器34执行的处理器可执行指令(例如，固件或软件)，诸如用于控制农用车辆的指令、用于显示条带获取路径的指令等。(一个或多个)存储设备(例如，非易失性存储装置)可以包括ROM、闪存、硬盘驱动器或任何其它合适的光学、磁性或固态存储介质，或其组合。(一个或多个)存储设备可以存储数据(例如，位置数据、(一个或多个)条带获取路径参数等)、指令(例如，用于控制农用车辆的软件或固件等)以及任何其它合适的数据。
在所示实施例中，转向控制系统28包括车轮角度控制系统38、差动制动系统40和扭矩向量系统42。车轮角度控制系统38可以自动旋转一个或多个车轮和/或农用车辆的履带(例如，经由液压致动器)以沿着期望的路线(例如，沿着引导条带、沿着条带获取路径等)操纵农用车辆。作为示例，车轮角度控制系统38可以独立地或成组地旋转农用车辆的前轮/履带、后轮/履带和/或中间轮/履带。差动制动系统40可以独立地改变农用车辆的每个侧面上的制动力，以沿着路径指引农用车辆。类似地，扭矩向量化系统42可以差动地将来自发动机的扭矩施加到农用车辆的每个侧面上的车轮和/或履带，从而沿着路径指引农用车辆。虽然图示的转向控制系统28包括车轮角度控制系统38、差动制动系统40和扭矩向量系统42，但是应该认识到的是，替代实施例可以以任何合适的组合包括这些系统中的一个或两个。其他实施例可以包括具有其它和/或附加系统以便于沿着穿过田地的路径指引农用车辆的转向控制系统28。
在所示实施例中，速度控制系统30包括发动机输出控制系统44、变速器控制系统46和制动控制系统48。发动机输出控制系统44被配置为改变发动机的输出以控制农用车辆的速度。例如，发动机输出控制系统44可以改变发动机的节气门设置、发动机的燃料/空气混合、发动机的正时、控制发动机输出的其它合适的发动机参数，或其组合。此外，变速器控制系统46可以调整变速器内的档位选择以控制农用车辆的速度。另外，制动控制系统48可以调整制动力，从而控制农用车辆的速度。虽然图示的速度控制系统30包括发动机输出控制系统44、变速器控制系统46和制动控制系统48，但是应该认识到的是，替代实施例可以以任何合适的组合包括这些系统中的一个或两个。其他实施例可以包括具有其它和/或附加系统以便于调整农用车辆的速度的速度控制系统30。
在某些实施例中，控制系统还可以控制耦接到农用车辆的农具的操作。例如，控制系统可以包括机具控制系统/机具控制器，其被配置为控制机具的转向角度(例如，经由具有车轮角度控制系统和/或差动制动系统的机具转向控制系统)和/或农用车辆/机具系统的速度(例如，经由具有制动控制系统的机具速度控制系统)。在这样的实施例中，控制系统可以经由通信网络(诸如控制器区域网络(CAN总线))通信地耦接到机具上的控制系统/控制器。
在所示实施例中，控制系统22包括通信地耦接到控制器32的用户界面50。用户界面50被配置为选择性地指示控制器32基于操作员输入自动控制农用车辆。例如，操作员可以将农用车辆定位在引导条带附近，然后经由对用户界面50的输入来接合自动控制。控制器32又可以将农用车辆朝引导条带指引(例如，通过向转向控制系统28、速度控制系统30、机具控制系统/机具控制器或其组合提供指令)。在某些实施例中，用户界面包括显示器52，显示器52被配置为向操作员呈现信息，诸如引导条带的图形表示、条带获取路径的图形表示、某(一个或多个)参数的视觉表示或其组合。此外，如下面详细讨论的，用户界面50(例如，经由显示器52、经由其它控件等)可以使操作员能够输入某(一个或多个)参数的(一个或多个)值，从而控制条带获取路径的视觉表示。
在某些实施例中，用户界面50被配置为输出指示至少一个条带获取参数的值的第一信号，并且控制器32被配置为至少部分地基于至少一个参数确定农用车辆朝向引导条带的路径。此外，控制器32被配置为向显示器52输出第二信号，该第二信号指示呈现路径的图形表示的指令。另外，控制器32被配置为在从用户界面50接收到指示接受至少一个参数的值的至少第三信号时至少部分地基于至少一个参数来控制农用车辆，并且在某些实施例中控制农具。在某些实施例中，控制器32被配置为通过使用引导算法(例如，包括引导、导航和(一个或多个)控制算法、数值积分器等)模拟农用车辆的移动来确定条带获取路径，并且控制器32被配置为使用引导算法来控制农用车辆。因为使用相同的引导算法来模拟农用车辆的移动和控制农用车辆的移动，因此与使用单独用于模拟和控制的引导算法相比，可以增强条带获取路径的图形表示的准确性。在某些实施例中，控制器32还被配置为至少部分地基于条带获取路径来确定耦接到农用车辆的农具的路径，并且控制器32被配置为向显示器52输出指示呈现农具的路径的图形表示的指令的信号。显示农具的路径可以使操作员能够选择建立条带获取路径的某(一个或多个)参数的(一个或多个)值，该条带获取路径将农具快速且准确地放置在引导条带上并使农具与引导条带对准，从而提高条带获取过程的效率。
在所示实施例中，控制系统22包括手动控件54，手动控件54被配置为使操作员能够在自动控制被解除时控制农用车辆。手动控件54可以包括手动转向控件、手动变速器控件、手动制动控件或其组合，以及其它控件。在所示实施例中，手动控件54通信地耦接到控制器32。控制器32被配置为在接收到指示农用车辆的手动控制的信号时解除农用车辆的自动控制。因此，如果操作员手动控制农用车辆，则自动条带获取或条带跟随过程终止，从而将对农用车辆的控制恢复到操作员。
在所示实施例中，控制系统22包括通信地耦接到控制器32的收发器56。在某些实施例中，收发器56被配置为与基站的对应收发器建立通信链路，从而促进基站和农用车辆的控制系统之间的通信。例如，基站可以包括用户界面，该用户界面使远程操作员能够向控制系统提供指令(例如，启动农用车辆的自动控制的指令、沿着路径指引农用车辆的指令等)。用户界面还可以使远程操作员能够向控制系统提供数据(例如，用于建立条带获取路径的(一个或多个)参数、与田地条件相关联的数据、与引导条带相关联的数据等)。收发器56可以在电磁频谱内的任何合适的频率范围内操作。例如，在某些实施例中，收发器56可以在大约1GHz到大约10GHz的频率范围内广播和接收无线电波。此外，收发器56可以利用任何合适的通信协议，诸如标准协议(例如，Wi-Fi、蓝牙等)或专有协议。
图3是可以在图2的控制系统的用户界面内采用的显示器52的实施例的示图。在所示实施例中，显示器52被配置为在条带获取参数部分58内呈现条带获取参数的值的视觉表示并且在显示器52的路径可视化部分62内呈现条带获取路径的图形表示60。虽然条带获取参数部分58在所示实施例中在路径可视化部分62的左侧，但是应该认识到的是，在替代实施例中，条带获取参数部分58和/或路径可视化部分62可以位于显示器52上的任何合适位置。在所示实施例中，显示器52是触摸敏感显示器。因此，可以经由与显示器52的交互来调整条带获取参数的值。但是，在替代实施例中，用户界面可以包括被配置为使操作员能够调整条带获取参数的值的其它控件(例如，开关、按钮、旋钮等)。
在所示实施例中，条带获取参数部分58包括超调调整控件64、条带转弯速率控件66、接近角度控件68和初始转弯速率控件70。如图所示，每个控件包括虚拟滑块72，虚拟滑块72被配置为调整相应参数的值，并且每个控件包括相应参数的值的数值表示74。为了调整每个参数的值，可以沿着滑块路径移动相应的滑块72。当滑块移动时，相应参数的数值表示74基于滑块72沿着滑块路径的位置而改变。每个滑块72可以通过直接交互或者通过选择增加值箭头76或减小值箭头78来移动。虽然在所示实施例中每个控件包括滑块和参数值的数值表示，但是应该认识到的是，在替代实施例中，可以显示其它(一个或多个)控件和/或参数值的(一个或多个)表示。例如，在某些实施例中，每个控件可以包括虚拟旋钮、虚拟拨号盘、其中可以通过虚拟键盘输入数字的字段，或其组合，以及其它输入技术。此外，在某些实施例中，每个控件可以包括相应参数的值的图形表示(例如，曲线图、拨号盘等)。另外，在某些实施例中，参数调整输入/控件可以位于远离相应参数的视觉表示。
在所示实施例中，显示器52的路径可视化部分62包括条带获取路径的图形表示60和引导条带的图形表示80。路径可视化部分62还包括农用车辆的图形表示82。如图所示，农用车辆的图形表示82位于远离引导条带的图形表示80，指示农用车辆位于远离引导条带。在某些实施例中，可以通过按下“起始距离”虚拟按钮84来手动输入(例如，经由虚拟数字小键盘)农用车辆和引导条带之间的距离。此外，可以通过按下“起始速度”虚拟按钮86来手动输入(例如，经由虚拟数字小键盘)农用车辆的初始速度(例如，启动条带获取过程之前农用车辆的速度)。另外，可以通过按下“起始角度”虚拟按钮88来手动输入(例如，经由虚拟数字小键盘)初始农用车辆路径(例如，在启动条带获取过程之前的农用车辆路径)和引导条带之间的角度。因为值可以被手动输入，因此操作员可以输入当前值、期望值、测试/示例值，或其组合。另外，虽然在所示实施例中虚拟按钮位于显示器52的路径可视化部分62的底部，但是应该认识到的是，在替代实施例中，虚拟按钮可以位于显示器的任何其它合适部分中。
在其他实施例中，可以由控制器来确定(例如，基于来自空间定位设备和/或方位传感器的输入)农用车辆和引导条带之间的距离、农用车辆的初始速度(例如，在启动条带获取过程之前的农用车辆的速度)、初始农用车辆路径(例如，在启动条带获取过程之前的农用车辆路径)和引导条带之间的角度，或其组合。在这样的实施例中，可以省略虚拟按钮，或者虚拟按钮可以使操作员能够手动覆盖由控制器确定的值。
虽然所示实施例包括用于“起始距离”、“起始速度”和“起始角度”的虚拟按钮，但是应该认识到的是，在替代实施例中，显示器可以呈现虚拟按钮的子集和/或其它/附加的虚拟按钮。例如，在某些实施例中，显示器可以呈现“起始曲率”按钮，其使操作员能够输入农用车辆的初始转弯半径。附加地或替代地，控制器可以被配置为自动确定其它和/或附加的起始参数，诸如农用车辆的初始转弯半径。一旦(一个或多个)起始参数的(一个或多个)值被手动输入(例如，使用虚拟按钮)或确定，控制器就可以指示显示器将农用车辆的图形表示82定位在显示器52的路径可视化部分62内对应的位置和方位中。
在所示实施例中，控制器至少部分地基于经由显示器52的条带获取参数部分58中的控件输入的(一个或多个)起始参数和(一个或多个)条带获取路径参数来确定条带获取路径。然后，控制器向显示器输出指示呈现条带获取路径的指令的信号，并且显示器52在显示器52的路径可视化部分62中显示条带获取路径的图形表示60。条带获取路径包括到接近角度的初始转弯。在所示实施例中，“初始转弯”和“接近角度”被标记在条带获取路径的图形表示60上。初始转弯的速率可以经由初始转弯速率控件70输入，并且接近角度(例如，农用车辆的初始路径和朝向引导条带的路径之间的角度)可以经由接近角度控件68输入。条带获取路径还包括条带转弯和超调。在所示实施例中，“条带转弯”和“超调”被标记在条带获取路径的图形表示60上。条带转弯的速率可以经由条带转弯速率控件66输入，并且超调(例如，农用车辆在返回到引导条带之前超过引导条带的距离)可以经由超调控件64输入。
可以选择初始转弯速率以减少与引导条带的获取相关联的持续时间并减少农用车辆上的横向负载。例如，较高的初始转弯速率可以减少引导条带获取持续时间并增加农用车辆的横向负载。此外，较低的初始转弯速率可以增加引导条带获取持续时间并减少农用车辆的横向负载。因此，可以选择初始转弯速率以平衡引导条带获取持续时间以及期望的横向负载。如将认识到的，初始转弯速率可能受到农用车辆/机具的能力的限制(例如，车轮/履带的最大转弯角度、机具和/或挂接组件的配置等)。在某些实施例中，经由初始转弯速率控件70输入的初始转弯速率对应于初始转弯期间农用车辆的最大转弯速率。另外，在某些实施例中，初始转弯速率控件70可以使操作员能够选择例如每秒大约1度至大约10度、每秒大约1度至大约7度、或每秒大约1度至大约5度之间的初始转弯速率。
可以选择接近角度以减少在初始农用车辆位置和引导条带之间行进的距离，并且提供条带获取路径的区段之间的平滑过渡。例如，较陡的接近角度可以减少在初始农用车辆位置和引导条带之间行进的距离，并且增加条带转弯角度。此外，较缓的接近角度可以增加在初始农用车辆位置和引导条带之间行进的距离，并减小条带转弯角度。因此，可以选择接近角度以平衡在初始农用车辆位置和引导条带之间行进的距离以及条带转弯角度。另外，当农用车辆以较高的速度移动时，操作员可以选择较浅的接近角度以减小在初始转弯处和在条带转弯处的农用车辆上的横向负载(例如，由于在转弯处的曲率半径增加)。此外，当农用车辆以较低的速度移动时，操作员可以选择较陡的接近角度以减少在初始农用车辆位置和引导条带之间行进的距离。在某些实施例中，接近角度控件68可以使操作员能够选择例如在大约5度至大约120度、大约10度至大约100度或大约20度至大约90度之间的接近角度。
可以选择条带转弯速率以减少与引导条带的获取相关联的持续时间并减少农用车辆上的横向负载。例如，较高的条带转弯速率可以减少引导条带获取持续时间并增加农用车辆的横向负载。此外，较低的条带转弯速率可以增加引导条带获取持续时间并减少农用车辆的横向负载。因此，可以选择条带转弯速率以使引导条带获取持续时间与期望的横向负载平衡。如将认识到的，条带转弯速率可能受到农用车辆/机具的能力的限制(例如，车轮/履带的最大转弯角度、机具和/或挂接组件的配置等)。在某些实施例中，经由条带转弯速率控件66输入的条带转弯速率对应于农用车辆在条带转弯处的最大转弯速率。另外，在某些实施例中，条带转弯速率控件66可以使操作员能够选择例如每秒大约1度至大约10度、每秒大约1度至大约7度或每秒大约1度至大约5度之间的条带转弯速率。
在某些实施例中，控制器可以被配置为确定在初始转弯期间和/或在条带转弯期间的预期最大横向负载。在这样的实施例中，控制器可以被配置为向显示器输出指示呈现最大横向负载的视觉指示(例如，经由数值、量规(gauge)等)的指令的信号。因此，可以可视化调整初始转弯速率和/或条带转弯速率的效果。
如下面详细讨论的，可以选择超调以减少通过与耦接到农用车辆的农具获取引导条带相关联的持续时间。例如，当农用车辆没有牵引农具时或者当农用车辆正在牵引较小/较易操作的农具时，可以选择较小的超调。此外，当农用车辆正在牵引较大/较不易操作的农具时，可以选择较大的超调。在某些实施例中，经由超调控件64输入的超调对应于农用车辆在返回到引导条带之前超过引导条带的最大距离。另外，在某些实施例中，超调控件64可以使操作员能够选择例如在大约0米至大约50米、大约0米至大约40米或大约0米至大约30米之间的超调。
在所示实施例中，显示器52包括“重置获取”虚拟按钮90。按下“重置获取”虚拟按钮将把超调、条带转弯速率、接近角度和初始转弯速率重置为默认值(例如，对应于相应的滑块被定位在滑块路径的中心)。在重置获取之后，操作员可以重新调整控件以实现期望的条带获取路径。
为了建立期望的条带获取路径，操作员可以调整超调控件64、条带转弯速率控件66、接近角度控件68、初始转弯速率控件70或其组合。当操作员调整控件时，条带获取路径的图形表示60基于更新后的(一个或多个)参数自动改变。一旦操作员发现条带获取路径可接受，操作员就可以接合自动引导(例如，经由用户界面)，从而向控制器发送指示接受(一个或多个)条带获取参数的(一个或多个)值的信号。然后，控制器至少部分地基于(一个或多个)条带获取参数来控制农用车辆，从而沿着期望的条带获取路径指引农用车辆。
条带获取路径的图形表示60对应于由控制器确定的条带获取路径。在某些实施例中，控制器被配置为通过使用引导算法(例如，包括引导、导航和(一个或多个)控制算法、数值积分器等)模拟农用车辆的移动来确定条带获取路径。此外，控制器被配置为使用引导算法来控制农用车辆。因为使用同一引导算法来模拟农用车辆的移动和控制农用车辆的移动，因此与使用单独用于模拟和控制的引导算法相比，可以增强条带获取路径的图形表示的准确性。
虽然在所示实施例中显示器52呈现了超调控件64、条带转弯速率控件66、接近角度控件68和初始转弯速率控件70，但应该认识到的是，在替代实施例中，显示器可以呈现控件的子集(例如，仅一个控件、仅两个控件、或仅三个控件)。在其他实施例中，显示器可以呈现其它和/或附加的控件，诸如条带获取路径长度和/或一个或多个转弯的角加速度，以及其它控件。虽然控制器至少部分地基于初始转弯速率、接近角度、条带转弯速率和超调来确定条带获取路径以及控制农用车辆(例如，沿着条带获取路径指引农用车辆)，但是应该认识到的是，在某些实施例中，控制器可以至少部分地基于这些参数的子集和/或(一个或多个)其它条带获取参数来确定条带获取路径以及控制农用车辆。例如，在某些实施例中，控制器可以至少部分地基于超调、条带转弯速率、接近角度、初始转弯速率和(一个或多个)其它条带获取参数中的一个或多个来确定条带获取路径和控制农用车辆。
在某些实施例中，控制器可以至少部分地基于农用车辆和/或农具的能力和/或尺寸来确定条带获取路径和控制农用车辆。例如，可以至少部分地基于农用车辆的尺寸、农具的尺寸、农具上的车轮/履带的位置和类型(例如，脚轮/履带、非脚轮/履带、可转向轮/履带等)、将农具耦接到农用车辆的挂接组件的类型/配置、农用车辆的最大转向速率、农用车辆的最小转弯半径、或其组合，以及其它(一个或多个)车辆/机具参数来确定条带获取路径以及控制农用车辆。此外，控制器可以至少部分地基于(一个或多个)田地条件、(一个或多个)天气条件、田地形貌或其组合，以及(一个或多个)其它外部参数来确定条带获取路径和控制农用车辆。
虽然拖拉机沿着条带获取路径向前方向移动到引导条带，但是应该认识到的是，农用车辆也可以沿着条带获取路径向后方向移动到引导条带。例如，控制器可以确定从农用车辆的初始位置向后延伸到引导条带的条带获取路径，并且控制器可以指示农用车辆沿着向后条带获取路径移动到引导条带。在到达引导条带后，农用车辆可以沿着向后方向继续或沿着引导条带向前方向移动。在某些实施例中，用户界面可以包括控件和/或显示器可以包括虚拟控件，该控件和/或虚拟控件使操作员能够选择控制器是确定前向条带获取路径还是后向条带获取路径，并且指引农用车辆向前或向后方向朝向引导条带移动。
在某些实施例中，显示器可以包括“接受参数”虚拟控件(例如，虚拟按钮等)，和/或用户界面可以包括“接受参数”控件(例如，按钮等)。在这样的实施例中，致动控件/虚拟控件引起用户界面向控制器输出指示接受条带获取参数的信号。在接合自动引导后，控制器控制农用车辆，使得农用车辆沿着由所接受的参数建立的路径移动。在某些实施例中，在自动引导活动的情况下，致动“接受参数”控件/虚拟控件引起用户界面向控制器输出指示更新(一个或多个)条带获取参数的指令的信号，使得农用车辆沿着基于更新后的(一个或多个)参数的更新后的条带获取路径被指引。此外，虽然条带获取路径的图形表示60响应于致动(一个或多个)条带获取参数控件而自动改变，但是应该认识到的是，在某些实施例中，条带获取路径的图形表示在用户按下用户界面上的“更新”按钮或显示器上的“更新”虚拟按钮之前可能不会被更新。
在某些实施例中，控制器可以被配置为指示显示器呈现条带获取路径的多个图形表示。例如，控制器可以指示显示器基于(一个或多个)参数的(一个或多个)默认值呈现第一条带获取路径的图形表示，并且基于(一个或多个)参数的(一个或多个)当前值呈现第二条带获取路径的图形表示。显示条带获取路径的多个图形表示可以使操作员能够比较多个条带获取路径以便于确定(一个或多个)参数的(一个或多个)期望值。
在某些实施例中，控制器可以使操作员能够保存与条带获取路径相关联的(一个或多个)参数值。例如，如果操作员调整(一个或多个)参数的(一个或多个)值并为某个农用车辆(例如，浮架(floater)、收割机、联合收割机等)或为某个农用车辆/农具组合(例如，拖拉机和播种机、拖拉机和耕作工具等)建立期望的条带获取路径，那么操作员可以保存(一个或多个)参数的(一个或多个)值(例如，通过按下用户界面上的“保存(一个或多个)参数”按钮或显示器上的“保存(一个或多个)参数”虚拟按钮)。在某些实施例中，用户界面可以使操作员能够将所保存的(一个或多个)参数值与农用车辆或农用车辆/农具组合相关联。因此，在随后的条带获取过程期间，操作员可以加载用于农用车辆的或用于农用车辆/农具组合的保存的(一个或多个)参数值(例如，通过按下用户界面上的“加载(一个或多个)参数”按钮或显示器上的“加载(一个或多个)参数”虚拟按钮)，从而减少与建立期望条带获取路径相关联的持续时间。
在某些实施例中，控制器可以被配置为至少部分地基于起始距离、起始速度、起始角度或其组合以及其它参数(例如，(一个或多个)田地条件、(一个或多个)天气条件、田地地形等)来自动确定(一个或多个)条带获取参数值。作为示例，初始转弯速率、接近角度、条带转弯速率或其组合可以至少部分地基于农具的起始速度来确定。例如，当农用车辆的起始速度较快时，控制器可以选择较浅的接近角度和/或较低的转弯速率以减小在初始转弯和条带转弯处农用车辆上的横向负荷。此外，当农用车辆的起始速度较慢时，控制器可以选择较陡的接近角度和/或较高的转弯速率以减少与获取引导条带相关联的持续时间。控制器还可以确定和/或接收指示农用车辆的能力和/或尺寸(例如，农用车辆的尺寸、农用车辆的最大转弯速率、农用车辆的最小转弯半径等)和/或农具的能力和/或尺寸(例如，农具的尺寸、农具上的车轮/履带的位置和/或类型、将农具与农用车辆耦接的挂接组件的类型/状态等)的输入，并且至少部分地基于输入确定(一个或多个)条带获取参数值。作为示例，可以至少部分地基于农具的类型/配置来确定超调。例如，当农用车辆没有牵引农具时或者当农用车辆正在牵引较小/较易操作的农具时，控制器可以建立较小的超调。此外，当农用车辆正在牵引较大/较不易操作的农具时，控制器可以建立较大的超调。
此外，用户界面可以包括“自动生成条带获取路径”控件(例如，按钮等)，和/或显示器可以包括“自动生成条带获取路径”虚拟控件(例如，虚拟按钮等)。致动控件/虚拟控件可以指示控制器至少部分地基于所确定的(一个或多个)参数值自动确定(一个或多个)条带获取参数值，改变在显示器上呈现的(一个或多个)参数值，并在显示器上呈现条带获取路径的图形表示。一旦确定了(一个或多个)条带获取参数值，操作员就可以接受该(一个或多个)值或手动调整某(一个或多个)值以建立期望的条带获取路径。在某些实施例中(例如，在其中控制器未接收到指示农具存在的信号的实施例中)，用户界面可以包括用于指示控制器自动确定仅用于农用车辆的(一个或多个)条带获取参数值的第一控件/虚拟控件，以及用于指示控制器自动确定用于农用车辆/农具组合的(一个或多个)条带获取参数值的第二控件/虚拟控件。
图4A-4C是图3的显示器52的一部分的示图，其中每个示图示出了不同的超调。如前所述，可以选择超调以减少与由耦接到农用车辆的农具获取引导条带相关联的持续时间。例如，如图4A所示，当农用车辆没有牵引农具时，可以选择小的超调。此外，如图4B所示，当农用车辆正在牵引较小/较易操作的农具时，可以选择中等超调。此外，如图4C所示，当农用车辆牵引较大/较不易操作的农具时，可以选择大的超调。在某些实施例中，经由超调控件64输入的超调对应于农用车辆在返回到引导条带之前超过引导条带的最大距离。
图5是图3的显示器52的一部分的示图，示出了与引导条带的不同接近角度。如前所述，可以选择接近角度以减小在初始农用车辆位置和引导条带之间行进的距离，并在条带获取路径的区段之间提供平滑过渡。例如，如由条带获取路径的第一图形表示92所表示的，大的接近角度94可以减小在初始农用车辆位置和引导条带之间行进的距离并且增加条带转弯角度。此外，如由条带获取路径的第二图形表示96所表示的，与大的接近角度94相比，中等接近角度98可以增加在初始农用车辆位置和引导条带之间行进的距离并减小条带转弯角度。另外，如由条带获取路径的第三图形表示100所表示的，与中等接近角度98和大的接近角度94相比，小的接近角度102可以增加在初始农用车辆位置和引导条带之间行进的距离并且减小条带转弯角度。因此，可以选择接近角度以平衡在初始农用车辆位置和引导条带之间行进的距离和条带转弯角度。
图6是可以在图2的控制系统的用户界面内采用的显示器52的替代实施例的示图。在所示实施例中，控制器被配置为至少部分地基于条带获取路径确定耦接到农用车辆的农具的路径，并且控制器被配置为向显示器52输出指示呈现农具104的路径的图形表示的指令的信号。在某些实施例中，控制器可以至少部分地基于农具的类型、农具的配置、农具的尺寸、农具上的车轮/履带的位置和/或类型(例如，脚轮/履带、非脚轮/履带、可转向轮/履带等)、将农具耦接到农用车辆的挂接组件的类型/配置，或其组合，以及其它参数来确定农具的路径。在所示实施例中，显示器52呈现“估计机具路径”复选方框，其控制是否显示农具路径。在某些实施例中，如果控制器检测到耦接到农用车辆的农具的存在，则可以自动显示农具路径。在这样的实施例中，可以省略“估计机具路径”复选方框。
图7是用于控制农用车辆的方法108的实施例的流程图。方法108可以作为指令被存储在至少一个非瞬态、有形的机器可读介质(诸如存储器设备)中，并且由处理器(诸如微处理器)执行。首先，如方框110所表示的，从用户界面接收至少一个参数的值。如前所述，至少一个参数可以包括农用车辆的初始转弯速率、农用车辆朝向引导条带的接近角度、农用车辆的条带转弯速率、引导条带的超调、或者其组合，以及其它参数。接下来，如方框112所表示的，接收起始角度(例如，初始农用车辆路径和引导条带之间的角度)、起始速度(例如，农用车辆的初始速度)、起始距离(例如，农用车辆和引导条带之间的距离)或其组合。如前所述，起始角度、起始速度、起始距离或其组合可以手动输入和/或由控制器确定(例如，基于来自空间定位设备和/或方位传感器的输入)。
然后，至少部分地基于至少一个参数来确定农用车辆朝向引导条带的路径，如方框114所表示的。例如，控制器可以被配置为通过使用引导算法(例如，包括引导、导航和(一个或多个)控制算法、数值积分器等)模拟农用车辆的移动来确定条带获取路径。然后指示用户界面的显示器呈现农用车辆的路径的图形表示，如方框116所表示的。在某些实施例中，还指示用户界面的显示器呈现至少一个参数的值的视觉表示(例如，经由(一个或多个)引导条带参数控件)，如由方框118所表示的，和/或指示用户界面的显示器呈现引导条带的图形表示，如方框120所表示的。此外，在某些实施例中，至少部分地基于农用车辆的路径确定耦接到农用车辆的农具的路径，如方框122所表示的，并且指示用户界面的显示器呈现农具的路径的图形表示，如方框124所表示的。在从用户界面接收到指示接受至少一个参数的值的至少一个信号后，至少部分地基于至少一个参数来控制农用车辆，如方框126所表示的。如前所述，可以在接合自动控制后或在致动“接受参数”控件/虚拟控件后由用户界面输出指示接受至少一个参数的值的信号。
作为示例，为了建立期望的条带获取路径，操作员可以调整用户界面的某(一个或多个)控件以控制某(一个或多个)条带获取参数的(一个或多个)值。当操作员调整(一个或多个)控件时，条带获取路径的图形表示可以基于更新后的(一个或多个)参数自动改变。一旦操作员发现条带获取路径可接受，操作员就可以接合自动控件(例如，经由用户界面)，从而向控制器发送指示接受(一个或多个)条带获取参数的(一个或多个)值的信号。然后，控制器至少部分地基于(一个或多个)条带获取参数来控制农用车辆，使得农用车辆沿着期望的条带获取路径被指引。
虽然本文仅图示和描述了某些特征，但本领域技术人员将想到许多修改和变化。因此，应该理解的是，所附权利要求旨在覆盖落入本公开的真实精神内的所有这些修改和变化。

Claims (15)

1.一种用于控制农用车辆(10)的方法(108)，其特征在于，所述方法(108)包括：
经由处理器(34)从用户界面(50)接收(110)指示至少一个参数的值的第一信号；
至少部分地基于所述至少一个参数，经由处理器(34)确定(114)农用车辆(10)朝向引导条带(12)的路径(18)；
经由处理器(34)向用户界面(50)的显示器(52)输出(116)指示呈现农用车辆的路径的图形表示(60)的指令的第二信号；以及
在从用户界面(50)接收到指示接受所述至少一个参数的值的至少第三信号后，至少部分地基于所述至少一个参数，经由处理器(34)控制(126)农用车辆(10)。
2.如权利要求1所述的方法(108)，其中，所述至少一个参数包括农用车辆(10)的初始转弯速率、农用车辆(10)朝向引导条带(12)的接近角度(94，98，102)、农用车辆(10)的条带转弯速率、引导条带(12)的超调，或其组合。
3.如权利要求1-2中任一项所述的方法(108)，包括经由处理器(34)向用户界面(50)的显示器(52)输出(118)指示呈现所述至少一个参数(72，74)的值的视觉表示的指令的第四信号。
4.如权利要求1-3中任一项所述的方法(108)，包括经由处理器(34)向显示器(52)输出(120)指示呈现引导条带的图形表示(80)的指令(120)的第五信号。
5.如权利要求1-4中任一项所述的方法(108)，包括：
经由处理器(34)至少部分地基于农用车辆(10)的路径(18)确定(122)耦接到农用车辆(10)的农具(20)的路径；以及
经由处理器(34)向显示器(52)输出(124)指示呈现农具(104)的路径的图形表示的指令的第六信号。
6.如权利要求1-5中任一项所述的方法(108)，包括经由处理器(34)从用户界面(50)接收(112)第七信号，所述第七信号指示农用车辆(10)相对于引导条带(12)的起始角度、农用车辆(10)的起始速度、农用车辆(10)距引导条带(12)的起始距离或其组合，其中确定农用车辆(10)的路径(18)至少部分地基于起始角度、起始速度、起始距离或其组合。
7.如权利要求1-5中任一项所述的方法(108)，包括经由处理器(34)确定农用车辆(10)相对于引导条带(12)的起始角度、农用车辆(10)的起始速度、农用车辆(10)距引导条带(12)的起始距离或其组合，其中确定农用车辆(10)的路径(18)至少部分地基于起始角度、起始速度、起始距离或其组合。
8.如权利要求1-7中任一项所述的方法(108)，其中确定农用车辆(10)的路径(18)包括使用引导算法模拟农用车辆(10)的移动，并且控制(126)农用车辆(10)包括使用引导算法控制农用车辆(10)。
9.一种用于农用车辆(10)的控制系统(22)，其特征在于，所述控制系统(22)包括：
包括显示器(52)的用户界面(50)，其中用户界面(50)被配置为输出指示至少一个参数的值的第一信号；以及
通信地耦接到用户界面(50)的控制器(32)，其中控制器(32)被配置为至少部分地基于所述至少一个参数确定农用车辆(10)朝向导向条带(12)的路径(18)；
其中控制器(32)被配置为向显示器(52)输出指示显示路径的图形表示(60)的指令的第二信号，并且控制器(32)被配置为在从用户界面(50)接收到指示接受所述至少一个参数的值的至少第三信号时至少部分地基于所述至少一个参数控制农用车辆(10)。
10.如权利要求9所述的控制系统(22)，其中，所述至少一个参数包括农用车辆(10)的初始转弯速率、农用车辆(10)朝向引导条带(12)的接近角度(94，98，102)、农用车辆(10)的条带转弯速率、引导条带(12)的超调，或其组合。
11.如权利要求9-10中任一项所述的控制系统(22)，其中，控制器(32)被配置为向显示器(52)输出指示呈现所述至少一个参数(72，74)的值的视觉表示的指令的第四信号，控制器(32)被配置为向显示器(52)输出指示呈现引导条带的图形表示(80)的指令的第五信号，或其组合。
12.如权利要求9-11中任一项所述的控制系统(22)，其中，控制器(32)被配置为至少部分地基于农用车辆(10)的路径(18)确定耦接到农用车辆(10)的农具(20)的路径，并且控制器(32)被配置为向显示器(52)输出指示呈现农具的路径的图形表示(104)的指令的第六信号。
13.如权利要求9-12中任一项所述的控制系统(22)，其中，用户界面(50)被配置为输出第七信号，所述第七信号指示农用车辆(10)相对于引导条带(12)的起始角度、农用车辆(10)的起始速度、农用车辆(10)距引导条带(12)的起始距离或其组合，并且控制器(32)被配置为至少部分地基于起始角度、起始速度、起始距离或其组合确定农用车辆(10)朝向引导条带(12)的路径(18)。
14.如权利要求9-12中任一项所述的控制系统(22)，其中，控制器(32)被配置为确定农用车辆(10)相对于引导条带(12)的起始角度、农用车辆(10)的起始速度、农用车辆(10)距引导条带(12)的起始距离或其组合，并且控制器(32)被配置为至少部分地基于起始角度、起始速度、起始距离或其组合确定农用车辆(10)朝向引导条带(12)的路径(18)。
15.如权利要求9-14中任一项所述的控制系统(22)，其中，控制器(32)被配置为通过使用引导算法模拟农用车辆(10)的移动来确定农用车辆(10)的路径(18)，并且控制器(32)被配置为使用引导算法来控制农用车辆(10)。
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