CN109714947B - 用于农田内被动种子定向的系统、机具和方法 - Google Patents
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Abstract
本文描述了在农田农业植株的播种操作期间用于种子定向的系统、机具和方法。在一个实施例中，种子定位器包括底座支架，在操作中被设置在接近种沟处，用于在种沟中播散种子；以及下部构件，与所述底座支架集成或联接至所述底座支架。所述下部构件包括：非平面的接地下表面，以便将所述种子的定向调节至在种沟内处于期望的种子定向，并将所述种子定位在种沟内位于期望的深度处。
Description
相关申请
本申请要求于2017年7月14日提交的题目为“用于农田内被动种子定向的系统、机具和方法”的美国临时申请No.62/362,459的权益。
技术领域
本申请的实施例涉及用于实现农田的种子犁沟或种沟内的被动种子定向的系统、机具和方法。
背景技术
播种机用于在田间播撒作物(例如，玉米、大豆)的种子。种子需要以一致的间距高速播撒以减少播种时间。然而，以不一致的方式在犁沟或种沟内输送种子，可能对作物的生长条件产生负面影响。
附图说明
本申请通过示例而非限制的方式在附图的图中示出，其中：
图1显示了根据一个实施例的用于执行包括具有行单元的机具的操作在内的农田农业操作(例如，播种操作)的系统的示例。
图2示出了根据一个实施例的用于农田犁沟中的播种操作的机具200的架构。
图3示出了根据一个实施例的行单元300是在播种期间具有种子定向功能的播种行单元的实施例。
图4示出了根据一个实施例的用于在播种农业植株(例如，玉米植株、大豆植株等)期间在犁沟内实现精确种子定向的系统400的侧视图。
图5示出了在种沟或犁沟中播种期间种子的优选定向的俯视图500。
图6示出了在农田操作播种期间提供优选种子定向的方法600的一个实施例的流程图。
图7A示出了根据一个实施例的种子定位器的侧视图，该种子定位器具有下部构件，该下部构件具有非平面的设计用于将种子定向至期望的或优选的定向。
图7B示出了根据一个实施例的种子定位器的下部构件710的第一区域711的AA截面剖视图。
图7C示出了根据一个实施例的下部构件710的第二区域712的BB截面剖视图。
图7D示出了根据一个实施例的下部构件710的第三区域713的CC截面剖视图。图8显示了根据一个实施例的包括机器1202(例如，拖拉机、联合收割机等)和机具1240(例如，播种机、耕田机、犁、喷雾器、撒播机、灌溉机具等)的系统1200的示例。
图8显示了根据一个实施例的包括机器1202(例如，拖拉机、联合收割机等)和机具1240(例如，播种机、耕田机、犁、喷雾器、撒播机、灌溉机具等)的系统1200的示例。
发明内容
本文描述了在农田农业植株的播种操作期间用于种子定向的系统、机具和方法。
在一个实施例中，种子定位器包括底座支架，在操作中被设置在接近种沟处，用于在种沟中播散种子；以及下部构件，与所述底座支架集成或联接至所述底座支架。所述下部构件包括：非平面的接地下表面，以便将所述种子的定向调节至在种沟内处于期望的种子定向，并将所述种子定位在种沟内位于期望的深度处。
具体实施方式
本文描述了在农田农业植株的播种操作期间用于种子定向的系统、机具和方法。
在一个实施例中，种子定位器包括底座支架，在操作中被设置在接近种沟处，用于在种沟中播散种子；以及下部构件，与所述底座支架集成或联接至所述底座支架。所述下部构件包括：非平面的接地下表面，以便将所述种子的定向调节至在种沟内处于期望的种子定向，并将所述种子定位在种沟内位于期望的深度处。
所述调节可以可选地基于在培育时期期间感测的感测数据。在一个示例中，种子定向数据是在田地中的培育期间的播种操作的初始区域期间获得的。然后使用该初始区域的种子定向数据来调节种子定向以优化该田地的后续区域的种子定向。适合于在犁沟或种沟中的种子的期望和一致的种子定向使植株从土壤中更快地均匀出苗，使植株实现大致均匀的生长和高度，使植株大致均匀地消耗水和养分，并且使每株植株大致均匀地吸收阳光。植株均匀出苗改善了生长条件，因为来自相邻植株和叶子的遮荫更少，而植株的每片叶子获得的阳光更多。期望范围的叶子定向可以使叶子从上方更加可见，并且因此可以改善叶面处理肥料或杀虫剂的施用条件。期望范围的叶子定向还可以更大程度地遮蔽杂草以减少杂草生长。
在以下描述中，陈述了许多细节。然而，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践，这对本领域技术人员而言是显而易见的。为了避免模糊掉本发明的公开内容，在一些实施例中，公知的结构和装置以方块图的形式示出，而没有详细示出。
图1显示了根据一个实施例的用于执行包括具有行单元的机具的操作在内的农田农业操作(例如，播种操作)的系统的示例。例如在一个实施例中，系统100可以实现为具有服务器、数据处理装置、计算机等的基于云的系统。系统100的各个方面、特征和功能可以在服务器、播种机、播种机监测器、联合收割机、笔记本电脑、平板电脑、计算机终端、客户端装置、用户装置(例如，装置190)、手持式计算机、个人数字助理、蜂窝电话、照相机、智能电话、移动电话、计算装置或者任何这些或其他数据处理装置的组合中实现。
在其他实施例中，系统包括网络计算机或另一台装置(例如，显示装置)内或一台机器(例如，播种机、联合收割机)内的嵌入式处理装置，或者组件比图1所示的更少或可能更多的其他类型的数据处理系统。系统100(例如，基于云的系统)和农业操作可以在使用机具或机器播种期间控制和监测播种犁沟或种沟内的种子定向。系统100包括机器140、142、144、146和联接到相应机器的机具141、143、145。机具(或机器)可以包括用于相关田地(例如，田地102、105、107、109)内的作物播种操作的行单元。系统100包括农业分析系统102，该农业分析系统102包括具有当前和历史天气数据的天气存储器150，具有针对不同地区的天气预测的天气预测模块152，以及用于执行用于控制和监测不同操作的指令的至少一个处理系统132(例如，播种、施肥)。存储介质136能够存储指令、软件、软件程序等，以便由处理系统执行并且用于执行农业分析系统102的操作。在一个示例中，存储介质136可以包含播种方案(例如，将田地中的地理参考位置与播种参数(例如，土壤类型、下压力、速度、种子定向等)相关联的播种方案)。机具141(或任何机具)可以包括机具200，其泵、流量传感器和/或流量控制器可以具体是与网络180通信以发送控制信号或接收应用数据的元件。
图像数据库160存储了在不同生长阶段采集的作物图像。数据分析模块130能够对农业数据(例如，图像、天气、田地、产量等)执行分析，以生成与农业操作相关的作物预测162。
田地信息数据库134存储正在由系统100监测的田地的农业数据(例如，作物生长阶段、土壤类型、土壤特性、水分保持能力等)。农业实践信息数据库135存储了用于正在由系统100监测的田地的农园实践信息(例如，所应用的播种信息，所应用的喷洒信息，所应用的施肥信息，播种密度，应用的营养素(例如氮)，产量水平，专有指数(例如，种子密度与土壤参数的比率)等)。机具可以包含种子定向数据并将该数据提供给系统100。成本/价格数据库138存储了输入成本信息(例如，种子成本、养分成本(例如，氮))和商品价格信息(例如，来自作物的收入)。
图1中所示的系统100可以包括网络接口118，其用于经由网络180(例如，互联网、广域网、WiMax、卫星、蜂窝、IP网络等)与其他系统或装置(诸如无人机装置，用户装置和机器(例如，播种机、联合收割机))通信。网络接口包括一种或多种类型的收发器，用于经由网络180进行通信。
处理系统132可以包括一个或多个微处理器、处理器、片上系统(集成电路)或者一个或多个微控制器。处理系统包括用于执行一个或多个程序的软件指令的处理逻辑。系统100包括用于存储由处理系统执行的数据和程序存储介质136。存储介质136可以存储例如软件部件，诸如，用于控制和监测液体施用的软件应用程序或者任何其他软件应用程序。存储介质136可以是任何已知形式的机器可读非临时性存储介质，诸如半导体存储器(例如，闪存、SRAM、DRAM等)，或者非易失性存储器，诸如硬盘或固态驱动器。
尽管在一个示例性实施例中将存储介质(例如，机器可访问的非临时性介质)显示为单个介质，但“机器可访问的非临时性介质”一词应当视为包括存储了一个或多个指令集的单个介质或多个介质(例如,集中式或分布式数据库,和/或相关联的高速缓存和服务器)。“机器可访问的非临时性介质”一词还应当视为包括能够存储、编码或携带指令集以便由机器执行并且使该机器执行本发明的任何一个或多个方法的任何介质。“机器可访问的非临时性介质”一词应相应地视为包括但不限于：固态存储器、光学和磁性介质以及载波信号。
图2示出了根据一个实施例的用于农田犁沟中的播种操作的机具200的架构。机具200(例如，播种机、耕田机、梨等)包括至少一个散料斗202，每个散料斗都包含一种种子品种(例如，种子品种或大豆品种)。优选地，每个散料斗与单独的携种器(未示出)流体连通。优选地，每个携种器安装到相关联的散料斗202的下部出口。优选地，每个携种器与气动压力源流体连通并且配置成通过多个播种管线204将携气种子输送到行单元210-217。优选地，控制器260(例如，驱动器控制器)配置成针对行单元的排种器生成对应于的预期播种盘转速的驱动器命令信号。优选地，驱动器控制器260与机器的播种机监测器数据通信。该机具还包括用于控制和监测机具操作的传感器250(例如，速度传感器，用于检测种子通过的种子传感器，下压力传感器，致动器阀，用于机器的速度传感器，用于播种机的种子力传感器，用于机具的真空、升降、下降传感器等)。传感器可以逐个行单元地或在播种管线分支到行单元的上游在机具200上使用，如图2所示。
行单元机械联接到机架220-227，机架220-227机械地联接到杆10。每个行单元可以包括具有定向机构的传感器和部件(例如，定位器的下部构件具有非平面的下表面、下部构件的脊状或沟槽状下表面、下部构件的下表面的几何形状)以便播种期间在农业田地的种沟或犁沟的种子获得适当的种子定向和或种子定位。每个行单元可以包括各自的种子定位器240-247，用于将种子定位在犁沟内一定深度，以及还包括种子定向功能，以便在需要时改变种子定向。每个种子定位器可以包括：第一种子视觉系统(例如，机器视觉、激光雷达(光检测和测距))，以便在种子通过种子管放置在种沟中之后确定种子的预方向；定位器的下表面，具有非平面的设计(例如，脊状、沟槽状或几何形状)，这样是设计成用于改变所述种子的定向(例如，大种子定向，小种子定向)；以及可选择的第二种子视觉系统(例如，机器视觉、激光雷达(光检测和测距))，以便在种子随种子定位器定位和可能定向之后确定种子的后定向，以便确认种子已经被定向在期望的定向或定向范围内。行单元可以包括本文结合图2-4描述的任何实施例。
在一个可选择替代的实施例中，种子定向机构(例如，具有非平面的下表面的构件、构件的脊状或沟槽状下表面、构件的下表面的几何形状)位于与种子定位器分开的单独的种子定向部件270-277中。第一和第二视觉系统也可以与种子定向组件集成。
图3示出了根据一个实施例的行单元300是在播种期间具有种子定向功能的播种行单元的实施例。优选地，行单元300通过平行连杆机构316枢转地连接到工具杆14(例如，图2的杆10)。优选地，致动器318设置成在行单元300上施加提升力和/或下压力。优选地，开沟系统334包括两个开沟盘344，该开沟盘244滚动安装到向下延伸的柄部354并且设置成在土壤40中开设V形种沟38或犁沟。一对调整轮348由一对相应的调整轮臂360枢转地支撑。调整轮348相对于开沟盘344的高度设定了种沟38的深度。深度调节摇杆368限制了调整轮臂360的向上行进，并且因此限制了调整轮348的向上行进。下压力传感器(未示出)优选地配置成生成与由调整轮348施加在土壤40上的力的大小相关的信号；在一些实施例中，下压力传感器包括仪表销，摇杆368围绕该仪表销枢转地联接到行单元300。
继续参照图3，第一排种器300-1优选地安装到行单元300并且设置成将种子42沉积到种沟38中。例如，通过设置成将种子导向种沟的种子管338。优选地，可选的第二排种器300-2安装到行单元300，并且设置成将种子42沉积到相同的种沟38中，例如通过相同的种子管338。每个排种器300-1、300-2优选地包括种子侧壳体330-1、330-2，其具有用于存储由排种器沉积的种子42的辅助料斗332-1、332-2。优选地，排种器300-1、300-2中的每一个都包括真空侧壳体340-1、340-2，该真空侧壳体包括用于将真空侧壳体内抽真空的真空端口342-1、342-2。优选地，每个排种器300-1、300-2包括播种盘，该播种盘包括播种孔(未示出)。优选地，播种盘分隔真空侧壳体和种子侧壳体的内部容积。在操作中，由于真空侧壳体内为真空，将从辅助料斗332-1、332-2通入种子侧壳体330-1、330-2的种子42捕获在播种孔上，然后释放到种子管338中。优选地，每个排种器分别由单独的电驱动器315-1、315-2提供动力。优选地，每个驱动器配置成驱动相关联的排种器内的播种盘。在其他实施例中，驱动器315可以包括液压驱动器或配置成驱动播种盘的其他电机。
优选地，种子传感器350(例如，光学或电磁种子传感器，其配置成生成指示种子是否通过的信号)安装到播种带360，并且设置成在种子42路径上发送光波或电磁波。闭沟系统336包括一个或多个闭沟轮，闭沟轮枢转地联接到行单元300并且配置成闭合沟38。
在一个示例中，种子定位器370通过支架375联接到行单元300的部件(例如，柄部354)。优选地，种子定位器设计成有弹性地接合在种沟38的底部，以便在种沟闭合之前将种子42挤压入土壤。种子定位器370还可以包括种子定向功能，以便在需要或必要时改变种子定向。种子定位器370包括：可选择的种子视觉系统372(例如，机器视觉、激光雷达(光检测和测距))，以便在种子通过种子管放置在沟槽中之后确定种子的预定向；定位器的下部构件378，具有非平面的设计的下部接地表面(例如，脊状、沟槽状或几何形状)，这样是设计成用于改变所述种子的定向(例如，大种子定向，小种子定向)；以及可选择的种子视觉系统376(例如，机器视觉、激光雷达(光检测和测距))，以便在种子通过种子定位器定位和可能定向之后确定种子的后定向。种子视觉系统376的后定向数据是用于确认种子是否已经实现了预期的种子定向。下部构件378设计成用于种子在种沟中定向至期望的或优选的定向(例如，520、530、540)或可以引起植株及叶子与植株行的方向不平行的定向范围。
图4示出了根据一个实施例的用于在播种农业植株(例如，玉米植株、大豆植株等)期间在犁沟内实现精确种子定向的系统400的侧视图。在一个示例中，系统400包括行单元(例如，行单元210-217、行单元300)。系统400包括种子管432，用于向地面440内的种沟438或犁沟提供种子(例如，种子441)。
种子定位器470(例如，具有种子定向功能的种子定位器)包括底座支架471，其联接到行单元的部件(例如，柄部354)。种子定位器470将种子定位在犁沟内一定深度的土壤内，以便为形成最佳生长条件提供适当的种子土壤接触；以及还包括种子定向功能，以便在需要时为实现需要的种子定向改变种子的方向。种子定位器470包括可选择的种子视觉系统472，以便在种子通过种子管432布置在种沟中之后确定种子的预定向。种子视觉系统472确定种子442在与种子442相关联的预定向位置中的预定向数据。定位器的下部构件378，包括具有非平面的设计的下表面(例如，脊状、沟槽状或几何形状)，这样是设计成用于改变所述种子的定向(例如，大种子定向，小种子定向)至期望的或优选的定向。在一个示例中，将定向改变为如图5所示的优选定向520、530或540中的至少一个(例如，定向520、定向530和540的组合)，以使得在犁沟或种沟内的种子具有一种种子定向。这导致植株从土壤中更快地均匀出苗，大体上相同的植株生长和高度，近乎相同的植株的水和营养物消耗，以及每一植株均匀地吸收阳光，并且改善所播种的农作物的叶子的生长和定向。在另一个示例中，定向导致植株具有不与行方向平行的叶子，可选择的种子视觉系统476确定在种子被致动器474定位和定向之后与种子444相关联的后定向位置处的种子的后定向数据。该后定向数据可用于确认是否种子在种沟中正确定向。
图5示出了在种沟或犁沟中播种期间种子的期望或优选定向的俯视图500。玉米植株行在田地中具有行定向510。种子521和522具有第一定向520，其中种子尖沿向下方向(z轴)定位到地面中，并且胚芽定位在相对于行定向510的方向(x轴)为横向的方向(y轴)上。种子531和532具有第二定向530，其中种子尖定位在相对于行定向510的方向(x轴)为横向的方向(y轴)上，并且胚芽面向下进入地面。种子541和542具有第三定向540，其中种子尖定位在相对于行定向510的方向(x轴)为横向的方向(y轴)上，并且胚芽面向上远离地面。这些种子定向520、530和540被设计成玉米植株，其叶子在相对于行定向510的方向(x轴)基本上横向的方向(y轴)；或者至少具有叶子定向的纵向轴，该纵向轴不与行定向510的方向平行。通过这种方式，种子定向的一致性将导致叶子定向的一致性。因此，叶子将会具有更多的日照并且来自行中其他叶子或相邻植株的遮荫会更少。在一个示例中，期望的叶子定向或叶子定向范围不是与行定向510的方向(x轴)平行或基本平行的任何定向。在另一个示例中，期望的叶子定向或叶子定向范围是在大体上垂直于行定向510的方向(x轴)的某一旋转角度内(例如，与垂直于x轴+/-45度)的任何定向。
图6示出了在农田操作播种期间提供优选种子定向的方法600的一个实施例的流程图。方法600由处理逻辑执行，该处理逻辑可以包括硬件(电路、专用逻辑等)、软件(诸如在通用计算机系统或专用机器或装置上运行的软件)，或二者的组合。在一个实施例中，方法600由至少一个数据处理系统(例如，系统102、机器、机具、行单元、用户装置等)的处理逻辑执行。系统或装置利用处理逻辑执行软件应用程序或程序的指令。软件应用程序或程序可以由系统启动，或者可以根据是否需要改变种子定向来通知机器(例如，拖拉机、播种机、联合收割机)的操作者或用户。
在框602处，系统监测农业数据，包括：播种信息、耕种实践信息和种子定向数据(例如，预定向数据、后定向数据)。在框604处，视觉系统(例如，视觉系统472和476)可选择地确定预定向数据和后定向数据，以用于播种操作。在框606处，系统(或装置)使种子定位器具有非平面的下部构件以调节种子定向以提供预期的或优选的定向(例如，520、530、540)。该调节可以至少部分地基于培育期间的预定向数据。在一个示例中，种子定向数据是在田地中的培育期间的播种操作的初始区域期间获得的。然后使用该初始区域的种子定向数据来调节种子定向以优化该田地的后续区域的种子定向。在框608处，系统动态确定种子定向数据是否指示违反了阈值条件(例如，在预定向位置处的定向范围的阈值条件，在后定向位置处定向范围的阈值条件)。如果是，那么在框610处，系统动态地调整部件的适当参数或设置(例如，种子管、种子定位器的致动器)、机器或导致违反阈值条件的机具。然后，方法600可以返回到框604以继续收集用于播种操作的预定向数据和后定向数据。如果在框608处没有违反条件，那么该方法继续监测种子定向数据以在框608处确定是否违反了阈值条件。
图7A示出了根据一个实施例的种子定位器的侧视图，该种子定位器具有下部构件，该下部构件具有非平面的设计用于将种子定向至期望的或优选的定向。在一个示例中，种子定位器700被设计成将种子具有如图5所示的定向520。种子定位器700包括下部构件710，其具有长度716被定位在种沟中以在播种期间在种沟中定向和定位种子。
图7B示出了根据一个实施例的下部构件710的第一区域711的AA截面剖视图。下部构件710的第一前部区域711包括长轴724和短轴726。
图7C示出了根据一个实施例的下部构件710的第二区域712的BB截面剖视图。下部构件710的第二区域712包括长轴744和短轴746。下部构件710的非平面的设计使得所述种子在种沟内被定向至期望的定向(例如，定向520)。
图7D示出了根据一个实施例的下部构件710的第三区域713的CC截面剖视图。下部构件710的第三区域713包括长轴764和短轴766。下构件710的第三区域713的设计使得种子以期望的深度和期望的定向定位在种沟内(例如，方向520)。在一个示例中，下部构件710迫使种子站立起来使其尖端朝下进入土壤并且胚芽面向种沟的左壁或右壁，即取向520。
在一个实施例中，下部构件710的非平面的接地下表面包括第一前部区域711，第一前部区域711在种沟的第一壁附近具有第一非平面(例如，倾斜，倒角)特征。非平面接地下表面包括第二中间区域712，其在种沟的第一壁附近具有第二不同的非平面(例如，倾斜，倒角)特征。非平面接地下表面包括第三后部区域713，第三后部区域713在种沟的第一壁和第二相对壁之间具有平面特征。
图8显示了根据一个实施例的包括机器1202(例如，拖拉机、联合收割机等)和机具1240(例如，播种机、耕田机、犁、喷雾器、撒播机、灌溉机具等)的系统1200的示例。机器1202包括处理系统1220，存储器1205，机器网络1210(例如，控制器局域网(CAN)串行总线协议网络，ISOBUS网络等)以及网络接口1215，该网络接口1215用于与包括机具1240的其他系统或装置通信。机器网络1210包括传感器1212(例如，速度传感器)、控制器1211(例如，GPS接收器、雷达单元)，以便控制和监测机器或机具的操作。网络接口1215可以包括GPS收发器，WLAN收发器(例如，WiFi)、红外收发器、蓝牙收发器、以太网或者与包括机具1240的其他装置和系统通信的其他接口中的至少一个。网络接口1215能够与机器网络1210集成在一起，或者与机器网络1210分离，如图12所示。输入/输出(I/O)端口1229(例如，诊断/车载诊断(OBD)端口)能够与另一个数据处理系统或装置(例如，显示装置、传感器等)进行通信。
在一个示例中，机器执行拖拉机的操作，该拖拉机联接到用于田地播种操作的机具。该机具的每个行单元的种子定向数据可以和播种时的位置数据相关联，以便更好地理解田地每一行和每一个区域的中种子定向。与播种相关联的数据能够在显示装置1225和1230中的至少一个上显示。
处理系统1220可以包括一个或多个微处理器、处理器、片上系统(集成电路)或者一个或多个微控制器。处理系统包括：处理逻辑1226，用于执行一个或多个程序的软件指令；以及通信单元1228(例如，发射器、收发器)，用于经由机器网络1210或网络接口1215发送和接收来自机器的通信，或者经由机具网络1250或网络接口1260发送和接收来自机具的通信。通信单元1228能够与处理系统集成在一起或者与处理系统分离。在一个实施例中，通信单元1228经由I/O端口1229的诊断/OBD端口，与机器网络1210和机具网络1250进行数据通信。
处理逻辑1226包括一个或多个处理器，能够处理从通信单元1228接收到的包括农业数据(例如，GPS数据、液体施用数据、流速等)的通信。系统1200包括存储器1205，用于存储由处理系统执行(软件1206)的数据和程序。存储器1205可以存储，比如软件组件。软件组件是诸如，用于分析执行本发明所公布的操作的播种和种子定向的播种软件，或者任何其他软件应用程序或模块、图像(例如，采集的作物图像)、警报、地图等。存储器1205可以是任何已知形式的机器可读非临时性存储介质，诸如半导体存储器(例如，闪存、SRAM、DRAM等)，或者非易失性存储器，诸如硬盘或固体状态驱动器。系统还可以包括音频输入/输出子系统(未示出)，该输入/输出子系统可以包括麦克风和扬声器，用于例如接收和发送语音命令或者用于用户认证或授权(例如，生物识别技术)。
处理系统1220分别经由通信链路1230-1236与存储器1205、机器网络1210、网络接口1215、驾驶室控制模块1270、显示装置1230、显示装置1225和I/O端口1229双向通信。
显示装置1225和1230能够为用户或操作员提供可视用户界面。显示装置可以包括显示控制器。在一个实施例中，显示装置1225是具有触摸屏的便携式平板装置或计算装置，其显示数据(例如，播种数据、种子定向数据、采集的图像、局部视图图层、所应用的种子定向数据的高分辨率田间图、所种下的或所收割的数据或其他农业变量或参数、产量图、警报等)，以及由农业数据分析软件应用程序生成的数据，以及接收来自用户或操作员的输入，用于田地区域的分解视图，监视和控制田间操作。该操作可以包括：机器或机具的配置、数据的报告、包括传感器和控制器在内的机器或机具的控制，以及所生成数据的存储。显示装置1230可以是显示器(例如，由原始设备制造商(OEM)提供的显示器)，其显示局部视图图层的图像和数据、包括种子定向数据在内的所应用的播种数据、所种下或所收割的数据、产量数据、对机器(例如，播种机、拖拉机、联合收割机、喷雾器等)的控制、对机器的操纵以及对机器或通过传感器和控制器连接到该机器上的机具(例如播种机、联合收割机、喷雾器等)的监测。其中传感器和控制器位于机器或机具上。
驾驶室控制模块1270可以包括附加控制模块，用于启用或禁用机器或机具的某些部件或装置。例如，如果用户或操作员无法使用一个或多个显示装置来控制机器或机具，那么驾驶室控制模块可以包括用于关机或关闭机器或机具的部件或装置的开关。
机具1240(例如，播种机、耕田机、犁、喷雾器、撒播机、灌溉机具等)包括机具网络1250，处理系统1262，网络接口1260，以及用于与包括机器1202的其他系统或装置进行通信的可选的输入/输出端口1266。机具网络1250(例如，控制器局域网络(CAN)、串行总线协议网络、ISOBUS网络等)联接到至少一个散料斗1290，每个散料斗都包含一种种子品种(例如，种子品种或大豆品种)。优选地，每个散料斗与单独的携种器(未示出)流体连通。优选地，每个携种器安装到相关联的散料斗的下部出口。优选地，每个携种器与气动压力源P1256流体连通，并且配置成通过多个播种管线将携气种子输送到行单元1280、1281、...N。该机具包括传感器1252(例如，速度传感器、用于检测种子通过的种子传感器、下压力传感器、致动器阀、用于联合收割机的湿度传感器或流量传感器、用于机器的速度传感器、用于播种机的种子力传感器，用于喷雾器的液体施用传感器，或用于机具的真空、升降、下降传感器，流量传感器等)，控制器1254(例如，GPS接收器，驱动器控制器)和用于控制和监测机具的操作的处理系统1262。例如，控制器可以包括与多个种子传感器通信的处理器。处理器配置成处理数据(例如，种子定向数据、种子传感器数据)，并且将处理后的数据发送到处理系统1262或1220。控制器和传感器能够用于监测播种机上的电机和驱动器(包括用于改变植株密度的可变速率驱动系统)。控制器和传感器还能够提供刈幅控制，以便关闭播种机的单个行或部分。传感器和控制器能够感测单独控制播种机的每一行的电动机的变化。这些传感器和控制器能够感测播种机每一行的种子管中的种子输送速度。
网络接口1260可以是GPS收发器，WLAN收发器(例如，WiFi)，红外收发器，蓝牙收发器，以太网或者其他与包括机器1202的其他装置和系统进行通信的接口。如图12所示，网络接口1260可以和机具网络1250集成在一起，或者与机具网络1250分离。
处理系统1262分别经由通信链路1241-1243，与机具网络1250、网络接口1260和I/O端口1266双向通信。
机具经由有线与机器通信而且还可能进行无线双向通信1204。机具网络1250能够直接或者经由网络接口1215和1260与机器网络1210通信。机具还能够通过物理联接到机器进行农业操作(例如，播种、收获、喷洒等)。
存储器1205可以是机器可访问的非临时性介质，在其上存储有体现了本文所描述的任何一个或多个方法或功能的一个或多个指令集(例如，软件1206)。在系统1200执行软件1206期间，软件1206还能够完全或至少部分地驻留在存储器1205内和/或处理系统1220内，存储器和处理系统还构成了机器可访问的存储介质。软件1206能够经由网络接口1215在网络上进一步进行传输或接收。
在一个实施例中，机器可访问的非临时性介质(例如，存储器1205)包含可执行的计算机程序指令，该可执行的计算机程序指令在由数据处理系统执行时，致使系统执行本发明的操作或方法。尽管在一个示例性实施例中将机器可访问的非临时性介质(例如，存储器1205)显示为单个介质，但“机器可访问的非临时性介质”一词应当视为包括存储了一个或多个指令集的单个介质或多个介质(例如,集中式或分布式数据库,和/或相关联的高速缓存和服务器)。“机器可访问的非临时性介质”一词还应当视为包括能够存储、编码或携带指令集以便由机器执行并且使该机器执行本发明的任何一个或多个方法的任何介质。“机器可访问的非临时性介质”一词应相应地视为包括但不限于：固态存储器、光学和磁性介质，以及载波信号。
应当理解，以上描述为说明性的而非限制性的。在阅读和理解以上描述之后，许多其他实施例对本领域技术人员而言将是显而易见的。因此，本发明的范围应当参照所附权利要求以及这些权利要求所授权的等同项的完整范围来确定。
Claims (15)
1.一种种子定位器，包括：
底座支架，在操作中被设置在接近种沟处，用于在种沟中播散种子；以及
下部构件，与所述底座支架集成或联接至所述底座支架，所述下部构件包括：非平面的接地下表面，设置在所述下部构件的一侧临近所述种沟的第一壁处，以便将所述种子的定向调节至在种沟内处于期望的种子定向，并将所述种子定位在种沟内位于期望的深度处，所述非平面的接地下表面包括：第一前部区域，其具有第一非平面特征，将所述种子定位至所述种沟的所述第一壁附近。
2.根据权利要求1所述的种子定位器，其特征在于，所述非平面的接地下表面调节所述种子的定向至期望的种子定向，其中所述种子是具有尖端的种子，所述种子的尖端沿向下方向定位在沟槽的土壤中，并且所述种子的胚芽定位在第一方向，所述第一方向相对于植株行的行定向的第二方向为横向。
3.根据权利要求1所述的种子定位器，其特征在于，所述非平面的接地下表面包括：
至少一脊、沟槽或几何形状，用于在播种期间调节所述种子的所述定向。
4.根据权利要求1所述的种子定位器，其特征在于，所述非平面的接地下表面包括第二中间区域，其具有第二不同的非平面特征，将所述种子定位至所述种沟的第一壁附近。
5.根据权利要求4所述的种子定位器，其特征在于，所述非平面的接地下表面包括第三后部区域，其具有平面特征，位于所述种沟的第一壁和第二相对壁之间，将所述种子定位在所述种沟内的期望深度处。
6.一种行单元，包括：
排种器，用于将种子沉积到种沟中；以及
种子定位器，有弹性地接合在所述种沟的底部，将种子压入土壤，所述种子定位器包括：第一视觉系统，在操作中为种沟内的预定向位置处的第一种子确定预定向数据；以及种子定向功能，基于所述预定向位置处的第一种子的预定向数据，调节第二种子的定向至在种沟中处于期望的种子定向；
还包括第二视觉系统，在操作中为种沟内的后定向位置处的所述第二种子确定后定向数据，所述后定向数据是用于确定所述第二种子是否被正确地定向在种沟中。
7.根据权利要求6所述的行单元，其特征在于，所述种子定位器包括：
至少一个机械致动器，提供所述种子定向功能，用于在播种期间调节所述第二种子的所述定向。
8.根据权利要求6所述的行单元，其特征在于，所述种子定位器包括：
气流组件，提供所述种子定向功能，用于在播种期间调节所述第二种子的所述定向。
9.根据权利要求6所述的行单元，其特征在于，所述预定向数据是在播种培育期间获得的，其对应于田地中的第一播种区域。
10.根据权利要求6所述的行单元，其特征在于，基于所述预定向位置处的第一种子的预定向数据，所述种子定向功能为田地中的第二区域调节所述第二种子的所述定向至在所述种沟内处于所述期望的种子定向。
11.一种机具，包括：
机架；和
多个行单元，联接到所述机架，每个行单元包括：种子定位器，有弹性地接合在种沟的底部，以便将种子压入土壤，所述种子定位器包括：第一视觉系统，在操作中为种沟内的预定向位置处的第一种子确定预定向数据；以及种子定向功能，基于所述预定向位置处的第一种子的预定向数据，调节第二种子的定向至在种沟中处于期望的种子定向；
还包括：第二视觉系统，在操作中为在种沟中的后定向位置处的第二种子确定后定向数据，所述后定向数据是用于确定所述第二种子是否被正确地定向在种沟中。
12.根据权利要求11所述的机具，其特征在于，所述种子定位器包括：
气流组件，提供所述种子定向功能，用于在播种期间调节所述第二种子的所述定向。
13.根据权利要求11所述的机具，其特征在于，所述种子定位器包括：
至少一个机械致动器，提供所述种子定向功能，用于在播种期间调节所述第二种子的所述定向。
14.根据权利要求13所 述的机具，其特征在于，将所述预定向数据与在预定向位置处的定向范围的阈值条件进行比较，如果违反了阈值条件，则所述至少一个机械致动器的适当参数或设置被调节。
15.根据权利要求14所述的机具，其特征在于，将所述后定向数据与在后定向位置处的定向范围的阈值条件进行比较，如果违反了阈值条件，则所述至少一个机械致动器的适当参数或设置被调节。
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