CN109996437A - 用于经由无人载具来对作物授粉的系统和方法 - Google Patents

Abstract

在一个实施例中，对作物授粉的方法和系统包括一个或多个无人载具，所述无人载具包括：花粉敷抹器，所述花粉敷抹器被配置成从第一作物的花朵收集花粉并且将从第一作物的花朵所收集的花粉应用到第二作物的花朵上；以及传感器，所述传感器被配置成检测由花粉敷抹器应用到第二作物的花朵的花粉的存在，以验证由花粉敷抹器从第一作物的花朵所收集的花粉被花粉敷抹器成功应用到第二作物的花朵上。

Description

用于经由无人载具来对作物授粉的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年9月8日提交的、申请号为62/384,920的美国临时申请的权益，该申请通过引用以其全部内容并入到本文中。

技术领域

本公开内容一般涉及对作物授粉，并且具体地涉及用于使用无人载具来对作物授粉的系统和方法。

背景技术

由于大多数开花作物依赖于昆虫和/或动物进行授粉，因此授粉者对于野生和农业植物群落两者的维持来说非常重要。近年来，授粉者（例如，蚂蚁、蜜蜂、甲虫、蝴蝶、黄蜂等）的量已经处于持续下降中，这导致了作物的降低的可繁殖性（fertility）和生物多样性以及降低的作物产量。虽然存在对于通过经由作物喷粉对作物授粉来使作物受粉的尝试，但是从在地面上方飞行的飞机将花粉毯式（blanket）喷洒到作物上是非针对性的，并且由于正在移动的飞机的速度和干预的风，显著百分比的花粉可能无法到达其所意图的目标作物。在用于确保含作物区域中的大百分比的作物被授粉的尝试中，作物喷粉器（crop-duster）飞机经常会喷洒比如果授粉是针对性的话将需要的花粉更多的花粉，从而使得基于作物喷粉器的授粉更加昂贵。此外，因为作物喷粉器仅以提供最大花粉覆盖的希望来喷洒花粉，但并不提供关于哪些作物被成功授粉而哪些没有被成功授粉的任何验证，所以尽管由作物喷粉器喷洒了过量花粉，但是显著百分比的作物可能仍然未授粉。

附图说明

本文中所公开的是涉及经由无人载具来对作物授粉的系统、设备和方法的实施例。本说明书包括附图，其中：

图1是根据一些实施例的用于经由无人空中载具（UAV）来对作物授粉的系统的图解；

图2包括如根据这些教导的各种实施例配置的UAV的框图；

图3是根据一些实施例的计算设备的功能框图；以及

图4是根据一些实施例的用于经由UAV来对作物授粉的方法的流程图。

图中的元件是为了简单和清楚而图示的，并且不一定按比例绘制。例如，图中的一些元件的尺寸和/或相对定位可能相对于其他元件被夸大，以帮助改进对本发明的各种实施例的理解。而且，通常不描绘在商业上可行的实施例中有用或必要的常见但易于理解的元件，以便于对这些各种实施例进行不受阻碍的观看。可以以特定的出现次序来描述或描绘某些动作和/或步骤，然而本领域技术人员应当理解的是，实际上不要求关于顺序的这种特异性。本文中使用的术语和表达具有如上所阐述的如由本领域技术人员对这种术语和表达所赋予的普通技术含义，除了在本文中已经以其他方式阐述了不同的具体含义的情况下。

具体实施方式

不应以限制的意义理解以下描述，而是仅仅出于描述示例性实施例的一般原理的目的来做出以下描述。遍及本说明书的对“一个实施例”、“实施例”或类似语言的引用意味着与该实施例结合描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。由此，短语“在一个实施例中”、“在实施例中”以及类似语言遍及本说明书的出现可以但不一定全部指代相同的实施例。

一般地，用于对作物授粉的系统、设备和方法包括一个或多个无人载具，所述无人载具包括：至少一个花粉敷抹器（applicator），所述花粉敷抹器被配置成从第一作物的花朵收集花粉并且将从第一作物的花粉所收集的花粉应用到第二作物的花朵上；以及传感器，所述传感器被配置成检测由花粉敷抹器应用到第二作物的花朵的花粉的存在，以验证花粉被成功应用。

在一个实施例中，一种用于对作物授粉的系统包括一个或多个无人载具，所述无人载具包括：一个或多个花粉敷抹器，所述花粉敷抹器被配置成从第一作物的花朵收集花粉并且将从第一作物的花朵所收集的花粉应用到第二作物的花朵上；以及一个或多个传感器，所述传感器被配置成检测由花粉敷抹器应用到第二作物的花朵的花粉的存在，以验证由花粉敷抹器从第一作物的花朵所收集的花粉被花粉敷抹器成功应用到第二作物的花朵上。

在另一实施例中，一种用于对作物授粉的方法包括提供一个或多个无人载具，所述无人载具有：一个或多个花粉敷抹器，所述花粉敷抹器被配置成从第一作物的花朵收集花粉并且将从第一作物的花朵所收集的花粉应用到第二作物的花朵上；以及一个或多个传感器，所述传感器被配置成检测由花粉敷抹器应用到第二作物的花朵的花粉的存在，以验证由花粉敷抹器从第一作物的花朵所收集的花粉被花粉敷抹器成功应用到第二作物的花朵上。

图1图示了用于将花粉分配到含作物区域110中的作物上并且验证作物利用花粉而被成功授粉的系统100的实施例。应当理解的是，该示例的细节意图以说明性的能力而起作用，并且不一定意图表明关于本教导的任何限制。

一般地，图1的示例性系统100包括：UAV 120，其包括一个或多个花粉敷抹器124和一个或多个传感器122，该花粉敷抹器124具有花粉敷抹器元件127，该花粉敷抹器元件127被配置成从第一作物192a的花朵190a收集花粉并且将从第一作物192a的花朵190a所收集的花粉应用到第二作物192b的花朵190b上，该传感器122被配置成检测由花粉敷抹器元件127应用到第二作物192b的花朵190b的花粉的存在，并且验证由花粉敷抹器元件127从第一作物192a的花朵190a所收集的花粉被花粉敷抹器元件127成功应用到第二作物192b的花朵190b上；对接站130，其被配置成允许UAV 120降落在其上并与其对接以进行再充电；基于处理器的计算设备140，其通过网络150与UAV 120（例如，经由通信信道125和145）和/或对接站130（例如，经由通信信道135和145）进行双向通信；以及电子数据库160，其通过网络150与至少计算设备140（例如，经由通信信道145和165）进行双向通信。应当理解的是，可以在系统100的不同实施例中包括更多或更少的这种组件。

如上所讨论的，虽然为了便于图示，图1中仅示出了一个UAV 120，但是应当领会的是，在一些实施例中，计算设备140可以同时与两个或更多个UAV 120通信和/或向两个或更多个UAV 120提供飞行路线指令和/或授粉指令，以沿着UAV 120的预定路线引导UAV 120以对含作物区域110中的作物授粉并且检测由UAV 120的花粉敷抹器124应用到作物上的花粉。类似地，虽然图1中仅示出了一个对接站130，但是应当领会的是，系统100可以包括两个或更多个对接站130，UAV 120可以在其中对接以便进行再充电、和/或添加或另外替换UAV120的模块化组件。在一些方面中，计算设备140和电子数据库160可以被实现为如图1中所示的分离的物理设备（其可以在一个物理位置或两个分离的物理位置处），或者可以被实现为单个设备。在一些实施例中，电子数据库160可以存储在例如计算设备140内部或外部、或不同于计算设备140的计算设备内部或外部的非易失性储存介质（例如，硬盘驱动器、闪存驱动器或可移动光盘）上。在一些实施例中，电子数据库160是基于云的。

一般地，UAV 120被配置成：在地面上方飞行通过覆盖含作物区域110的空间；从第一作物192a的花朵190a收集花粉180并且将从第一作物192a的花朵190a所收集的花粉180应用到第二作物192b的花朵190b上；检测被应用到第二作物192b的花朵190b的花粉180的存在；降落到对接站130上；以及对接到对接站130上（例如，用于再充电），如下面更详细地描述的那样。虽然对接站130在图1中被示为位于含作物区域110中，但是应当领会的是，一个或多个（或所有）对接站130可以位于含作物区域110的外部。对接站130可以被配置为固定站或移动（例如，载具装配式）站。在一些实施例中，对接站130对于系统100来说是可选的，并且在这种实施例中，UAV 120被配置成从部署站（例如，独立或载具装配式）起飞以启动对含作物区域110中的作物的授粉，并且在对作物授粉之后返回到部署站而无需进行再充电。

在一些实施例中，部署在示例性系统100中的UAV 120不要求人类操作者的物理操作，并且与计算设备140无线通信，并且完全或大部分由计算设备140控制。特别地，在一些实施例中，计算设备140被配置成基于各种输入来控制UAV 120的定向移动和动作（例如，飞行、盘旋、降落、起飞、在地面上时移动、对作物授粉、检测作物上的花粉180等）。一般地，图1的UAV 120被配置成在含作物区域110周围（例如，在地面上方或在地面上）移动，对含作物区域110中的作物的花朵授粉，并且经由一个或多个传感器122来检测被应用到含作物区域110中的作物的花朵上的花粉180。

虽然本文中一般地描述了无人空中载具，但是在一些实施例中，可以在不脱离本公开的精神的情况下，将由人类远程控制的空中载具与本文中描述的系统和方法一起使用。在一些实施例中，UAV 120可以以多轴飞行器（multicopter）的形式存在，该多轴飞行器例如四轴飞行器、六轴飞行器、八轴飞行器等等。在一个方面中，UAV 120是无人地面载具（UGV），其在计算设备140（或人类操作者）的引导下在含作物区域110周围的地面上移动。在一些实施例中，如下面更详细地描述，UAV 120包括通信设备（例如，收发器），该通信设备被配置成在UAV 120处于飞行中时和/或当UAV 120对接在对接站130处时与计算设备140通信。

如以上所描述，图1中所示的示例性UAV 120包括至少一个传感器122，该传感器122被配置成检测由花粉敷抹器元件127从第一作物192a的花朵190a所收集的以及被应用到含作物区域110中的第二作物192b的花朵190b上的花粉180的存在。在一些实施例中，UAV120的传感器122被配置成将花粉180在含作物区域110中的第二作物192b的花朵190b上的存在解释为花粉180被UAV 120成功应用到第二作物192b的花朵190b的验证。在一些方面中，传感器122被配置成仅仅检测由花粉敷抹器124应用到第二作物192b的花朵190b上的花粉180的存在，并且将该检测数据中继到另一设备（例如，UAV 120的控制电路、计算设备140的控制电路等等），以用于将该检测数据解释为花粉敷抹器124将花粉180成功应用到第二作物192b的花朵190b上的验证。

在一些实施例中，UAV 120的传感器122包括视频相机，该视频相机被配置成光学地观察作物的花朵和/或由花粉敷抹器124应用到作物的花朵上的花粉180的存在。在一些实施例中，视频相机是可见光相机、红外相机、UV光相机、热学相机、夜视视频相机、或能够在花粉180在作物上（例如，在叶子、花朵、果实或茎上）出现时提供花粉180的可视化的类似相机。UAV 120的传感器122可以被配置成在由UAV 120进行的白天或夜间授粉期间检测作物上的花粉180。在一些方面中，视频相机被配置为雷达类型的扫描仪，其识别作物上的其中花粉180被检测为热点的表面区域。

在一些方面中，UAV 120的传感器122被配置成检测由花粉敷抹器元件127应用的花粉180在作物（例如花朵、果实、叶子、茎等等）上的存在，并且捕获作物上花粉180的存在，作为花粉检测数据，然后由计算设备140（或UAV 120）分析该数据以确定利用花粉180对作物的覆盖。在一些实施例中，在接收到指示检测到由UAV 120应用到含作物区域110中的作物上的花粉180的花粉检测数据并且确定含作物区域110的部分内的高密集度作物具有未被UAV 120成功授粉的花朵之后，计算设备140被配置成将控制信号发送到UAV 120，以指示UAV 120经由花粉敷抹器元件127（或新添加的模块化敷抹器元件）对含作物区域110的该部分中的作物进行进一步授粉。

在一些实施例中，如下面更详细地描述，UAV 120的传感器122包括一个或多个对接站相关传感器，该对接站相关传感器包括但不限于：光学传感器、相机、RFID扫描仪、短程射频收发器等。一般地，UAV 120的对接站相关传感器被配置成基于对接站130的引导系统和/或标识符来检测和/或识别对接站130。例如，UAV 120的对接站相关传感器可以被配置成从视觉标识符、光学可读代码、射频识别（RFID）标签、光学信标和射频信标中的一个或多个来捕获对接站的识别信息。在一些实施例中，UAV 120的传感器122可以包括其他飞行传感器，诸如光学传感器和雷达，以用于检测障碍物（例如，其他UAV 120）以避免与这种障碍物碰撞。

参考图1，花粉敷抹器124从UAV 120的壳体向外（例如向下）延伸，并且可操作地耦合到花粉敷抹器元件127，该花粉敷抹器元件127位于UAV 120的壳体外部并且被配置成从第一作物192a的花朵190a收集花粉180并且将从第一作物192a的花朵190a所收集的花粉180应用到第二作物192b的花朵190b上。应当领会的是，花粉敷抹器124可以被配置成从花朵190a收集花粉180，并且要么将所收集的花粉180沉积到UAV 120内部的容器中，或者以其他方式在UAV 120在含作物区域110外部行进到另一含作物区域时安全地保留所收集的花粉180，其中从花朵190a所收集的花粉180可以被应用到感兴趣的另一作物的花朵上并且对该花朵授粉。在图1的实施例中，示例性的花粉敷抹器元件127是刷状结构，其包括多个毛须（bristle）129，该毛须129被配置用于当UAV 120以图1中的定向箭头所指示的方向移动时从第一作物192a的花朵190a收集花粉180，并且将从第一作物192a的花朵190a所收集的花粉180应用到第二作物192b的花朵190b上。

在一些方面中，毛须129由至少一个粘着材料形成，该粘着材料被配置成当毛须与第一作物192a的花朵190a的花粉180接触时使得第一作物192a的花朵190a的花粉180粘着到毛须129，并且当毛须129与第二作物192b的花朵190b接触和/或对着第二作物192b的花朵190b而被刷过时允许第一作物192a的花朵190a的粘着到毛须129的花粉180被应用到第二作物192b的花朵190b。在一些实施例中用来形成毛须129的一些合适的粘着材料包括但不限于：丙烯酸低聚物、甲基丙烯酸低聚物、能量固化的丙烯酸酯、能量固化的丙烯酸低聚物、增粘树脂、固化聚合物/单体组合、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物等等。

在其他方面中，代替于其本身由粘着材料形成的毛须129，毛须129的外部表面涂覆有一种或多种粘着材料，该粘着材料被配置成当毛须与第一作物192a的花朵190a的花粉180接触时使得第一作物192a的花朵190a的花粉180粘着到毛须129上所涂覆的粘着材料，并且当毛须129与第二作物192b的花朵190b接触和/或对着第二作物192b的花朵190b而被刷过时允许第一作物192a的花朵190a的粘着到毛须129上所涂覆的粘着材料的花粉180被应用到第二作物192b的花朵190b。在一些实施例中可以被涂覆到毛须129的外部表面上的一些合适的粘着材料包括但不限于：丙烯酸低聚物、甲基丙烯酸低聚物、能量固化的丙烯酸酯、能量固化的丙烯酸低聚物、增粘树脂、固化聚合物/单体组合、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物等等。

在一些实施例中，毛须129既不由粘着材料制成，也不被涂覆有粘着材料，而是由具有非粘着表面的材料制成，该非粘着表面能够将花粉180中的至少一些提升离开第一作物192a的花朵190a，在UAV 120将毛须129携带朝向第二作物192b的花朵190b时保留花粉，并且当使得毛须129与花朵190b接触或毛须129在第二作物192b的花朵190b上方摇动时将花粉180中的至少一些从毛须129释放到第二作物192b的花朵190b上。

在一些实施例中，花粉敷抹器124可操作地耦合到花粉敷抹器元件127，该花粉敷抹器元件127被配置成在花粉敷抹器元件127的毛须129不与第一作物192a的花朵190a的花粉180直接接触的情况下收集第一作物192a的花朵190a的花粉180，并且在花粉敷抹器元件127的毛须129不与第二作物192b的花朵190b直接接触的情况下将从第一作物192a的花朵190a所收集的花粉180应用到第二作物192b的花朵190b。例如，在一些方面中，当UAV 120在第一作物192a的花朵190a上方飞行时，其中花粉敷抹器124以朝向第一作物192a的花朵190a的方向从UAV 120向下延伸，极邻近于第一作物192a的花朵190a的毛须129的移动速度可以产生足够的空气流动，以使得在第一作物192a的花朵190a上存在的花粉180中的至少一些提升起来，并且粘着到如上所讨论的那样可以由粘着材料形成或涂覆有粘着材料的毛须129。同样地，当UAV 120在第二作物192b的花朵190b上方飞行时，其中花粉敷抹器124以朝向第二作物192b的花朵190b的方向从UAV 120向下延伸并且花粉敷抹器124的花粉敷抹器元件127的毛须129携带着从第一作物192a的花朵190a所拾取的花粉180，极邻近于第二作物192b的花朵190b的毛须129的移动速度可以产生足够的空气流动，以使得粘着到毛须129的花粉180中的至少一些从毛须129落下并且落到第二作物192b的花朵190b上（如一般地在图1中所示），从而对第二作物192b的花朵190b授粉。

在一些方面中，UAV 120包括至少一个传感器122，该传感器122被配置成测量含作物区域110中的风的速度和方向，并且捕获这种风检测数据。这种风检测数据可以便于计算组件140的控制电路（或UAV 120的控制电路）确定应当将UAV 120移动到哪里以便将含花粉的毛须129定位在最佳位置中，以用于由预测量和预分析的风携带朝向含作物区域110中期望被该花粉180授粉的花朵并且携带到该花朵上。由此，在一些实施例中，经由一个或多个传感器122来检测风的速度和方向有利地便于将花粉180较高功效地应用到感兴趣的一个或多个花朵，而不需要UAV 120使含花粉的毛须129与这种花朵直接接触。

在一些实施例中，花粉敷抹器元件127可操作地耦合到空气流动生成组件（例如软管、转子、喷雾嘴等等），该空气流动生成组件被配置成生成空气流动，该空气流动足以使得由毛须129从第一作物192a的花朵190a所收集的花粉180从毛须129被吹落并且被引导朝向第二作物192b的花朵190b。由此，在花粉敷抹器元件127的毛须129不必与第二作物192b的花朵190b直接接触的情况下，可以将由毛须129从第一作物的花朵190a所收集的花粉180应用到第二作物192b的花朵190b上。在一个方面中，空气流动生成组件将花粉180从毛须129吹落，以不仅对第二作物192b的花朵190b授粉，而且还对与花朵190b相邻的其他花朵授粉。由此，当经由UAV 120的花粉敷抹器元件127的毛须129将花粉180从含作物区域110中的一个或多个花朵的提升后接着是使用空气流动生成组件来将花粉180从毛须129吹落并且吹向含作物区域110中的一个或多个其他花朵的方向上时，其有利地产生了一个或多个空气流，该一个或多个空气流携带比将由风自然地从含作物区域110中的个体花朵吹落的花粉的浓度更高的浓度的感兴趣的花粉180。

在一些实施例中，UAV 120的至少一个传感器122被配置成检测并且测量在含作物区域110中或在含作物区域110的个体部分中所存在的花粉的浓度。应当领会的是，在一些实施例中，对接站130中的一个或多个还可以包括一个或多个这种花粉检测传感器122。在一个方面中，花粉检测传感器测量空气中存在的花粉180（即，用于对花朵190b授粉的感兴趣的花粉）的浓度。

在一些实施例中，由花粉检测传感器所获得的花粉检测数据由UAV 120的控制电路或计算设备140的控制电路分析以确定是否需要在空气中增加花粉180的浓度，以便增加经由上述空气生成组件将花粉180（即，用于授粉目的的感兴趣的花粉）通过空气从花朵190a成功传播到花朵190b的可能性。类似地，由花粉检测传感器所获得的花粉检测数据由UAV 120的控制电路或计算设备140的控制电路分析以确定是否需要在空气中减小随机、次品花粉的浓度，以便增加经由上述空气生成组件或自然出现的风将花粉180（即，用于授粉目的的感兴趣的花粉）通过空气从花朵190a成功传播到花朵190b的可能性。

例如，UAV 120的控制电路和/或计算设备120的控制电路可以被编程为确定：增加空气中花粉180（即，感兴趣的交叉授粉的花粉）的浓度将显著增加花粉180（而不是某种随机风送的花粉）将对第二作物192b的花朵190b授粉的概率。在一个方面中，响应于这种确定，可以（经由计算设备的控制电路的UAV 120的控制电路所发送的控制信号）使得花粉敷抹器124的空气生成组件增加空气中花粉180的浓度（例如，通过经由毛须129来移动某种花粉和/或增加如下花朵附近的期望方向上的空气流动：该花朵产生了感兴趣的花粉以用于对感兴趣的目标花朵授粉）。由此，花粉检测传感器122可以实现UAV 120在增加如下概率方面的效率：即来自期望作物的花粉被递送到期望将优先被可能存在于含作物区域110中的空气中的所有其他次品花粉授粉的作物的概率。

在一些实施例中，花粉敷抹器124包括一个或多个去雄组件，该去雄组件被配置成从含作物区域110中的一些作物中移除产生花粉的花朵或雄穗（tassel）。在一个方面中，花粉敷抹器124的去雄组件包括一个或多个切割元件，该切割元件被配置成当这种切割元件在UAV 120的移动期间与第二作物192b的产生花粉的花朵190b接触时从第二作物192b中移除雄穗或花朵190b。在一些方面中，第一和第二作物192a和192b属于不同品种，并且在第二作物192b的花朵190b被移除（例如，经由去雄组件被剪除掉使得花朵190b简单地落到地面上）之后，UAV 120的花粉敷抹器124可以有利地利用如上所述的来自第一作物192a的花朵190a的花粉180来对第二作物192b的种子进行交叉授粉（例如，经由使用粘着毛须192和/或使用可以使花粉180流到第二作物192b上的空气生成组件来使花粉提升离开花朵190a）。

在一些实施例中，代替于作为包括毛须129的刷状结构，花粉敷抹器元件127是空气流动生成设备（例如软管、转子、喷雾嘴等等），该空气流动生成设备被配置成生成空气流动，该空气流动足以使得第一作物192a的花朵190a上所存在的花粉180从花朵190a的表面被吹落并且被引导朝向第二作物192b的花朵190b。由此，在花粉敷抹器元件127的任何部分不与花朵190a上的花粉180直接接触的情况下，可以将第一作物192a的花朵190a的表面上所存在的花粉180应用到第二作物192b的花朵190b。在一个方面中，由花粉敷抹器元件127的空气流动生成设备从花朵190a吹落的花粉180可以有利地不仅对第二作物192b的花朵190b授粉，而且还对在含作物区域110中位于与花朵190b的相邻处的花朵授粉。

在一些实施例中，代替于作为包括毛须129的刷状结构，花粉敷抹器元件127是撒布器、垫、织物等元件，它们被配置成从第一作物192a的花朵190a收集花粉180并且将从第一作物192a的花朵190a所收集的花粉180应用到第二作物192b的花朵190b上。一些其他合适的花粉敷抹器臂的示例在2016年9月8日提交的题为“SYSTEMS AND METHODS FORDISPENSING POLLEN ONTO CROPS VIA UNMANNED VEHICLES”的共同待决的申请中被讨论，该申请通过引用以其全部内容并入到本文中。

在一些实施例中，花粉敷抹器124被配置成例如经由空中起重机（aerial crane）从UAV 120的壳体降低。在一些方面中，空中起重机可以是被配置成使花粉敷抹器124在更靠近UAV 120的壳体的收回位置与更远离UAV 120的壳体的部署位置之间移动的任何设备。例如，在一些实施例中，空中起重机可以包括一个或多个滑轮以及经由例如挂钩、闩锁、夹具、夹子、磁铁等中的一个或多个耦合到花粉敷抹器124的可延伸缆线。在一些实施例中，空中起重机可以被配置成在UAV 120维持盘旋高度（例如，在作物上方5-10英尺）时展开缆线以使花粉敷抹器124朝向作物而降低。在一些实施例中，空中起重机可以被配置成在UAV120从含作物区域110中的一个位置飞行到另一个位置之前或者在UAV 120尝试降落到对接站130上或与对接站130对接时至少部分地将缆线收回到空中起重机的壳体中。在一些实施例中，可以由UAV 120的控制电路控制空中起重机。在一些实施例中，空中起重机可以包括由计算设备140和/或对接站130的无线发射器激活的分离的控制电路。

图2呈现了根据一些实施例的图1的UAV 120的结构的更详细示例。图2的示例性UAV 120具有壳体202，壳体202（部分或完全地）包含或至少支撑并承载多个组件。这些组件包括控制单元204，控制单元204包括控制电路206，控制电路206像计算设备140的控制电路310那样控制UAV 120的一般操作。例如，在一些实施例中，计算设备140的控制电路310可以鉴于花粉和非意图的交叉污染的其他可能的季节来源来确定经由UAV 120、利用花粉180对作物192a、192b进行授粉的最佳定时。控制电路206可以包括固定用途的硬连线平台，或者可以包括部分或完全可编程的平台。这些架构选项在本领域中是众所周知和被理解的，并且不要求进一步描述。

控制电路206（例如，通过使用如由本领域技术人员将很好理解的存储在存储器208中的对应编程）被配置成实施本文中描述的步骤、动作和/或功能中的一个或多个。存储器208可以与控制电路206集成在一起，或者可以根据需要与控制电路206（全部或部分地）在物理上分立。该存储器208还可以相对于控制电路206是本地的（其中，例如两者共享共同的电路板、机箱、电源供给和/或壳体），或者可以相对于控制电路206是部分或完全远程的。存储器208可以用于例如非暂时地存储计算机指令，该计算机指令在由控制电路206执行时使得控制电路206如本文中所描述的那样表现。应当注意的是，并非图2中所图示的所有组件都被包括在UAV 120的所有实施例中。也就是说，取决于实现方式，某些组件可以是可选的。

图2的UAV 120的控制单元204包括耦合到控制电路206的存储器208以用于存储数据（例如，花粉检测数据、由计算设备140发送到UAV 120的指令等等）。如以上所讨论的，在一些实施例中，UAV 120不依赖于电子数据库160来存储花粉检测数据并且不依赖于计算设备140来基于花粉检测数据而确定由UAV 120的花粉敷抹器124从第一作物192a的花朵190a所拾取的花粉180是否被成功应用到第二作物192b的花朵190b，并且然后向UAV 120发送是否要向第二作物192b的花朵190b应用附加花粉的控制信号。取而代之，在一些方面中，UAV120的存储器208被配置成存储花粉检测数据，并且UAV 120的控制电路206被编程为分析由UAV 120的传感器122所捕获的花粉检测数据，并且基于花粉检测数据而确定由UAV 120的花粉敷抹器124从第一作物192a的花朵190a所拾取的花粉180是否被成功应用到第二作物192b的花朵190b，并且然后向花粉敷抹器124发送是否要向第二作物192b的花朵190b应用附加花粉180的控制信号。例如，在一些实施例中，UAV 120的控制电路206被编程为确定（例如，通过分析由传感器122所捕获的花粉检测数据）被应用到第二作物192b的花朵190b的花粉例如由于风或雨的干扰而没有被成功应用到作物上，并且向花粉敷抹器124发送控制信号，以相应地将附加的花粉180应用到第二作物192b的花朵190b上。

在一些实施例中，UAV 120的控制电路206可操作地耦合到机动化支柱（motorizedleg）系统210。该机动化支柱系统210充当移动系统，以允许UAV 120降落到对接站130上和/或当处于对接站130上时移动。机动化支柱系统的各种示例在本领域中是已知的。为了简洁起见，这里没有提供在这些方面上的进一步详细阐述，另请注意，上述控制电路206可以被配置成控制机动化支柱系统210的各种操作状态，从而控制机动化支柱系统210何时以及如何操作。

在图2中的示例性实施例中，控制电路206可操作地耦合到根据任何已知的无线协议进行操作的至少一个无线收发器212。该无线收发器212可以包括例如可经由网络150与计算设备140无线通信的蜂窝兼容的、Wi-Fi兼容的和/或蓝牙兼容的收发器。如此配置，UAV120的控制电路206可以（经由网络150）向计算设备140提供信息，并且可以从计算设备140接收信息和/或移动和/或授粉指令。

例如，可以（例如，通过控制电路206）使得无线收发器212经由网络150向计算设备140传输至少一个信号，该信号指示当UAV 120盘旋在含作物区域110上方时由UAV 120的花粉检测传感器122所捕获的花粉检测数据。在一些实施例中，控制电路206经由网络150从计算设备140接收指令以经由花粉敷抹器124来应用附加花粉（例如，应用到第二作物192b的花朵190b）。在一个方面中，（例如，通过控制电路206）使得无线收发器212向计算设备140或向另一计算设备（例如，含作物区域110处的工人的手持式设备）传输警报，该警报指示：含作物区域110中的一个或多个作物的一个或多个花朵没有被UAV 120的花粉敷抹器124成功授粉。这些教导将适应使用如所期望的和/或如在给定的应用设置中可以是适当的各种各样的无线技术中的任一个。如果期望的话，这些教导还将适应采用两个或更多个不同的无线收发器212。

控制电路206还耦合到UAV 120的一个或多个板载传感器222。这些教导将适应各种各样的传感器技术和形状因数。如以上所讨论的，UAV 120的板载传感器222可以包括传感器，该传感器包括但不限于如下一个或多个传感器：其被配置成检测花粉在作物（192a、192b）的花朵（例如190a、190b）上、以及在含作物区域110中与作物192a、192b相邻的地面上的存在和/或位置，以及空气中花粉180（以及不同类型的花粉）的浓度。这种传感器222可以提供如下信息（例如，花粉检测数据）：即UAV 120的控制电路206和/或计算设备140的控制电路可以分析该信息，以确定UAV 120的花粉敷抹器124是否将花粉180成功应用到第二作物192b的花朵190b。例如，在一些实施例中，UAV 120包括以视频相机的形式存在的板载传感器222，该视频相机被配置成检测花粉180在第二作物192b的花朵190b上的存在并且捕获基于视频的花粉检测数据，该基于视频的花粉检测数据使得能够视觉地确认花粉180在第二作物192b的花朵190b上的存在。

在一些实施例中，UAV 120的传感器222被配置成沿着UAV 120的行进路径检测物体和/或障碍物（例如，其他UAV 120、对接站130、鸟类、动物等）。在一些实施例中，使用板载传感器222（诸如，距离测量单元，例如，激光或其他基于光学的距离测量传感器），UAV 120可以尝试避开障碍物，并且如果不能避开，则UAV 120将停止直到障碍物清除为止，和/或向计算设备140通知这种状况。

通过一种可选方法，音频输入216（诸如麦克风）和/或音频输出218（诸如扬声器）也可以可操作地耦合到UAV 120的控制电路206。如此配置，控制电路206可以提供各种可听声音以使得UAV 120能够与对接站130或其他UAV 120通信。这种声音可以包括各种音调和其他非语言声音中的任一个。

在图2的实施例中，UAV 120包括可再充电电源220，诸如一个或多个电池。可以使得可再充电电源220提供的功率可用于UAV 120的需要电能的无论哪些组件。通过一种方法，UAV 120包括插头或其他导电接口，控制电路206可利用该插头或其他导电接口自动连接到外部电能源（例如，对接站130的充电底座132）以对可再充电电源220进行再充电。通过一种方法，UAV 120可以包括一个或多个太阳能充电板，以延长UAV 120的飞行时间（或地面上驾驶时间）。

这些教导还将可选地适应选择性且暂时性地将UAV 120耦合到对接站130。在这种实施例中，UAV 120包括对接站耦合结构214。在一个方面中，对接站耦合结构214可操作地耦合到控制电路206，从而允许后者（例如，经由盘旋和/或经由机动化支柱系统210）控制UAV 120朝向特定对接站130的移动，直到对接站耦合结构214可以接合对接站130为止，从而暂时性地将UAV 120物理耦合到对接站130。如此耦合，UAV 120可以经由对接站130的充电底座132进行再充电。

在一些实施例中，UAV 120包括耦合到控制电路206的花粉敷抹器224。一般地，花粉敷抹器224被配置成将花粉分配到含作物区域110中的作物上。如以上参考图1的实施例更详细地讨论的，示例性的花粉敷抹器224可以包括刷状花粉敷抹器元件127，该刷状花粉敷抹器元件127包括毛须129（例如，其由粘着的花粉粘附材料形成，或被涂覆有粘着的花粉粘附材料），该毛须129被配置成从第一作物192a的花朵190a收集花粉180并且将从第一作物192a的花朵190a所收集的花粉180应用到第二作物192b的花朵190b上。在一些实施例中，毛须129由轻的且柔性的材料（例如橡胶、聚乙烯等等）制成。

在一些实施例中，UAV 120包括用户接口226，用户接口226包括例如用户输入和/或用户输出或显示器，这取决于出于例如UAV 120的手动控制或者UAV 120的诊断或维护的目的而与用户（例如，计算设备140的操作者）的预期交互。一些示例性用户输入包括但不限于诸如按钮、旋钮、开关、触敏表面、显示器屏幕等之类的输入设备。示例用户输出包括灯、显示器屏幕等。用户接口226可以与在操作者可用于远程访问UAV 120的可选用户接口单元（例如，智能电话或平板）处实现的任何用户接口一起工作或与其分离。例如，在一些实施例中，UAV 120可以由直接邻近于UAV 120的用户（例如，在含作物区域110处的工人）控制。这是由于其中计算设备140将控制信号输出到UAV 120的一些实施例的架构。这些控制信号可以源自与计算设备140通信的任何电子设备处。例如，发送到UAV 120的移动信号可以是由计算设备140确定的和/或最初由用户的设备传输到计算设备140并且进而从计算设备140传输到UAV 120的移动指令。

图1的对接站130一般是被配置成允许至少一个或多个UAV 120与其对接的设备。对接站130可以被配置为固定站（即，不意图为可移动的）或移动站（意图例如经由来自计算设备140的引导而可自行移动，或者以安装在移动载具上或耦合到移动载具的方式而可移动），并且可以位于含作物区域110中，或者位于含作物区域110的外部。例如，在一些方面中，对接站130可以通过网络150从计算设备140接收指令，以移动到含作物区域110上方的UAV 120的预定路线上的位置中。

在一个方面中，对接站130包括至少一个充电底座132，该充电底座132使得至少一个UAV 120能够与其连接并进行充电。在一些实施例中，UAV 120可以在由对接站130的至少一个支撑表面支撑时耦合到对接站130的充电底座132。在一个方面中，对接站130的支撑表面可以包括衬垫层和泡沫层中的一个或多个，该衬垫层和泡沫层被配置成减小与UAV 120到对接站130的支撑表面上的降落相关联的冲击力。在一些实施例中，对接站130可以包括在UAV 120位于对接站130附近时可由UAV 120的传感器识别的灯和/或引导输入。在一些实施例中，对接站130还可以包括一个或多个耦合结构，该耦合结构被配置成允许UAV 120在耦合到对接站130的充电底座132时可拆卸地耦合到对接站130。

在一些实施例中，对接站130（例如，通过包括无线收发器）被配置成通过网络150向计算设备140发送信号，以例如指示对接站130的一个或多个充电底座132是否可用于容纳一个或多个UAV 120。在一个方面中，对接站130被配置成通过网络150向计算设备140发送信号，以指示在对接站130上可用于UAV 120的多个充电底座132。计算设备140的控制电路310被编程为将UAV 120引导至被移动到沿UAV 120的预定路线的位置中并且具有可用的充电底座132的对接站130。

在一些实施例中，对接站130可以包括在UAV 120位于对接站130附近时可由UAV120的传感器识别的灯和/或引导输入。在一些方面中，对接站130和UAV 120被配置成经由网络150（例如，经由它们相应的无线收发器）彼此通信，以便于UAV 120降落到对接站130上。在其他方面中，对接站130的收发器使得对接站130能够经由网络150与位于含作物区域110处的其他对接站130通信。

在一些实施例中，对接站130还可以包括一个或多个耦合结构，该耦合结构被配置成允许UAV 120在耦合到对接站130的充电底座132时可拆卸地耦合到对接站130。在一个方面中，UAV 120被配置成仅当对接在对接站130处时通过网络150向计算设备140传输信号和从计算设备140接收信号。例如，在一些实施例中，在由UAV 120的传感器122所捕获的花粉检测数据通过网络150被传输到计算设备140并且计算设备140分析了该花粉检测数据以验证由UAV 120所应用的花粉180在第二作物192b的花朵190b上的存在之后，UAV 120被配置成仅当UAV 120对接在对接站130处时从计算设备140接收信号（包含如下指令：其指示UAV120是否要尝试将附加的花粉180应用到第二作物192b的花朵190b上）。在其他实施例中，UAV 120被配置成当UAV 120没有对接在对接站130处时与计算设备140通信并且从计算设备140接收信号（包含如下指令：其指示UAV 120是否要尝试将附加的花粉180应用到第二作物192b的花朵190b上）。

在一些实施例中，对接站130可以被配置成不仅对UAV 120再充电，而且还重新装备UAV 120的花粉敷抹器124，和/或将模块化组件添加到UAV 120的花粉敷抹器124。例如，在一些实施例中，对接站130被配置成提供向UAV 120的花粉敷抹器124的新的模块化组件的添加（例如，以上讨论的花粉敷抹器元件127和/或毛须129可以在对接站130处耦合到花粉敷抹器124或者从花粉敷抹器124解耦）。

在一些实施例中，对接站130其自身可以配备有类似于UAV 120的花粉敷抹器124的花粉敷抹器124，以使得对接站130能够从第一作物192a的花朵190a收集花粉180并且将花粉180应用到第二作物192b的花朵190b。由此，在系统100的一些方面中，花粉180可以不仅通过UAV 120、而且还通过对接站130而被应用到第二作物192b的花朵190b，从而有利地增加系统100的授粉能力。

在一些实施例中，对接站130被配置成提供向UAV 120的新的模块化组件的添加，以使得UAV 120能够更好地与含作物区域110位于其中的操作环境交互。例如，在一些方面中，对接站130被配置成使得能够将各种类型的起落架耦合到UAV 120，以优化UAV 120与对接站130的地面交互和/或优化UAV 120降落到含作物区域110中的地面上的能力。在一些实施例中，对接站130被配置成使得能够将新的模块化组件（例如，筏、浮筒（pontoon）、帆等）耦合到UAV 120，以使得UAV 120能够降落在湿表面和/或水上和/或在湿表面和/或水上移动。在一些实施例中，对接站130可以被配置成使得能够例如经由将被设计成例如延长UAV120的飞行时间的一个或多个模块化组件（例如，机翼）耦合到UAV 120的外部主体来修改UAV 120的视觉外观。应当领会的是，图1中的对接站130和UAV 120的相对尺寸和比例不是按比例绘制的。

图1的示例性系统100的计算设备140可以是固定或便携式电子设备，例如，台式计算机、膝上型计算机、平板、移动电话或任何其他电子设备。在一些实施例中，计算设备140可以包括控制电路、中央处理单元、处理器、微处理器等等，并且可以是服务器、包括多于一个的计算设备的计算系统、零售计算机系统、基于云的计算机系统等等中的一个或多个。一般地，计算设备140可以是任何基于处理器的设备，该任何基于处理器的设备被配置成与UAV 120、对接站130和电子数据库160通信，以便当UAV 120在含作物区域110处的地面上方或地面上移动、和/或与对接站130对接（例如，以进行再充电）、和/或从对接站130散开、和/或从第一作物192a的花朵190a拾取花粉180、和/或将花粉180应用到第二作物192b的花朵190b上时引导UAV 120。

计算设备140可以包括被配置成执行存储在计算机可读储存存储器上的计算机可读指令的处理器。计算设备140一般可以被配置成使得UAV 120：沿着由计算设备140的控制电路确定的路线在含作物区域110周围行进（例如，飞行、盘旋或驾驶）；检测沿着由计算设备140预定的路线定位的对接站130；降落在对接站130上和/或与对接站130对接；从对接站130脱离和/或升起离开对接站130；经由花粉敷抹器124来对含作物区域110中的作物192a、192b授粉，并检测由花粉敷抹器124分配的花粉180在作物192a、192b上的存在。在一些实施例中，电子数据库160包括由UAV 120的传感器122捕获并且由UAV 120（例如，经由计算设备140）传输到电子数据库160的花粉检测数据，并且计算设备140被配置成分析这种花粉检测数据，并将经由花粉敷抹器124分配的花粉180在作物192a、192b上的存在解释为由UAV 120分配的花粉180被成功应用到作物192a、192b的验证，并且如果花粉验证数据指示在含作物区域110的一个或多个部分中的作物192a、192b未被成功授粉，则指示UAV 120将附加的花粉180分配到作物上。在这种实施例中，与UAV 120远程地存储花粉检测数据，并且与UAV120远程地（即，在计算设备140处）做出由UAV 120分配的花粉180是否被成功应用到作物192a、192b的确定，从而减少UAV 120的数据储存和处理功率要求。

参考图3，根据一些实施例的被配置为与本文中描述的示例性系统和方法一起使用的计算设备140可以包括控制电路310，控制电路310包括经由连接315电耦合到存储器320并且经由连接325电耦合到电源供给330的处理器（例如，微处理器或微控制器）。控制电路310可以包括固定用途的硬连线平台，或者可以包括部分或完全可编程的平台，诸如微控制器、专用集成电路、现场可编程门阵列等。这些架构选项在本领域中是众所周知和被理解的，并且在此不要求进一步描述。

控制电路310可以（例如，通过使用如由本领域技术人员将很好理解的存储在存储器320中的对应编程）被配置成实施本文中描述的步骤、动作和/或功能中的一个或多个。在一些实施例中，存储器320可以与基于处理器的控制电路310集成在一起，或者可以与控制电路310在物理上分立（全部或部分地），并且被配置成非暂时性地存储计算机指令，该计算机指令在由控制电路310执行时使得控制电路310如本文中所描述的那样表现。（如本文中所使用的，这种对“非暂时性”的引用将被理解为指代针对所存储的内容的非短暂状态（并且因此排除当所存储的内容仅构成信号或波时的情况）而不是储存介质其本身的易变性，并因此包括非易失性存储器（诸如只读存储器（ROM））以及易失性存储器（诸如可擦除可编程只读存储器（EPROM）））两者。因此，存储器和/或控制电路可以被称为非暂时性介质或非暂时性计算机可读介质。

在一些实施例中，计算设备140的控制电路310被编程为响应于从UAV 120（经由网络150）接收到花粉检测数据（由UAV 120的传感器122捕获），使得计算设备140分析这种花粉检测数据。在一些方面中，计算设备140的控制电路310被配置成通过网络150将从UAV120接收到的花粉检测数据传输到电子数据库160，使得电子数据库160可以被实时更新以将含作物区域110中的最新花粉检测信息包括。在一个方面中，计算设备140被配置成经由网络150访问存储在电子数据库160上的花粉检测数据，以确定由UAV 120分配到第二作物192b的花朵190b上的花粉180是否实际存在于第二作物192b的花朵190b上，如最初所意图的那样。

在一些实施例中，计算设备140的控制电路310被编程为基于花粉检测数据是否指示第二作物192b的所针对的花朵190b被UAV 120分配的花粉180成功授粉的确定而向UAV120生成控制信号。例如，这种控制信号可以指示UAV 120：朝向包含具有由计算设备140的控制电路310确定的花朵的一个或多个作物的含作物区域110的部分移动，这是因为该部分未被UAV 120分配的花粉180成功授粉；以及在含作物区域110的该部分上方分配附加的花粉180，以便成功地对该部分中的作物的花朵授粉。在一些方面中，控制电路310被编程为使得计算设备140通过网络150将这种控制信号传输到UAV 120。

计算设备140的控制电路310还经由连接335电耦合到输入/输出340（例如，无线接口），输入/输出340可以从一个或多个UAV 120接收有线或无线信号。而且，计算设备140的输入/输出340可以向UAV 120发送信号，诸如包括是否要尝试将附加的花粉180应用到第二作物192b的花朵190b的指令的信号，或者当UAV 120沿着由计算设备140预定的路线盘旋在含作物区域110上方时，UAV 120将要降落在哪个对接站130上以用于再充电的信号。

在图3中所示的实施例中，计算设备140的基于处理器的控制电路310经由连接345电耦合到用户接口350，用户接口350可以包括视觉显示器或显示器屏幕360（例如，LED屏幕）和/或按钮输入370，这些元件向用户接口350提供允许计算设备140的操作者通过经由触摸屏和/或按钮操作和/或语音命令输入命令来手动控制计算设备140的能力，以例如向UAV 120发送信号以便例如：当UAV 120沿着由计算设备140预定的（飞行或地面）路线（在含作物区域110上方或在含作物区域110上）移动时，控制UAV 120的定向移动；当UAV 120降落到对接站130上时，控制UAV 120的移动；当UAV升起离开对接站130时，控制UAV 120的移动；当UAV 120处于从第一作物192a的花朵190a收集花粉180或将花粉180应用到第二作物192b的花朵190b的过程中时，控制UAV 120的移动；和/或当UAV 120尝试检测花粉180是否被花粉敷抹器124成功应用到第二作物192b的花朵190b上时，控制UAV 120的移动。值得注意的是，计算设备140的基于处理器的控制电路310对这种功能的执行不依赖于人类操作者的动作，并且控制电路310可以被编程为在不被人类操作者主动控制的情况下执行这种功能。

在一些实施例中，计算设备140的显示器屏幕360被配置成显示可以从计算设备140传输和/或向计算设备140传输的各种基于图形界面的菜单、选项和/或警报，该各种基于图形界面的菜单、选项和/或警报与UAV 120在含作物区域110中的移动的各个方面、以及UAV 120的花粉敷抹器124响应于从计算设备140接收到的指令而对植物进行授粉的各个方面有关。计算设备140的输入370可以被配置成允许人类操作者导航通过计算设备140上的屏幕上的菜单，并且对以下各项做出改变和/或更新：UAV 120的路线，花粉180经由花粉敷抹器124而向含作物区域110中的一个或多个作物192a、192b的一个或多个花朵190a、190b的应用，和/或对接站130的位置。应当领会的是，显示器屏幕360可以被配置为显示器屏幕和输入370二者（例如，允许操作者在显示器屏幕360上按压以输入文本和/或执行命令的触摸屏）。在一些实施例中，计算设备140的用户接口350的输入370可以允许操作者例如手动地配置对UAV 120的指令，以用于将附加的花粉180应用到第二作物192b的花朵190b。

在一些实施例中，计算设备140自动生成UAV 120从其部署站到含作物区域110的行进路线，以及UAV 120在含作物区域110上方或在含作物区域110上移动时前往对接站130或从对接站130来的行进路线。在一些实施例中，该路线基于UAV 120的起始位置（例如，部署站的位置）和UAV 120的预期目的地（例如，含作物区域110的位置，和/或在含作物区域110中或周围的对接站130的位置）。

如上所讨论的，图1的电子数据库160被配置成存储电子数据，该电子数据包括但不限于：在将花粉180应用到第二作物192b的花朵190b上之后，由UAV 120的传感器122捕获的花粉检测数据；指示UAV 120的位置的数据（例如，GPS坐标等）；指示其中由UAV 120应用了附加花粉180的含作物区域110内的位置的数据；UAV 120在从部署站移动到含作物区域110时、在含作物区域110上方飞行时、或在从含作物区域110返回到部署站时的路线；指示在计算设备140、UAV 120、电子数据库160和/或对接站130之间发送的通信信号和/或消息的数据；指示对接站130的位置的数据（例如，GPS坐标等）；和/或指示对接在每个对接站130处的一个或多个UAV 120的身份的数据。如上所讨论的，在一些实施例中，这种电子数据被存储在UAV 120的存储器208中，使得UAV 120的控制电路206从UAV 120的存储器208访问这种电子数据，而不必通过网络150访问远程电子数据库。

在一些实施例中，经由网络150向计算设备140提供位置输入，以使得计算设备140能够确定UAV 120和/或一个或多个对接站130中的一个或多个的位置。例如，在一些实施例中，UAV 120和/或对接站130可以包括GPS跟踪设备，该GPS跟踪设备允许计算设备140经由网络150对UAV 120和/或对接站130的位置进行基于GPS的识别。在一个方面中，计算设备140被配置成跟踪UAV 120和对接站130的位置，并且经由控制电路310确定UAV 120从其部署站到含作物区域110的最佳路线，和/或UAV 120在沿着其预定路线行进时要对接到的最佳对接站130。在一些实施例中，计算设备140的控制电路310被编程为使得计算设备140将这种跟踪和/或路由数据传送到电子数据库160以用于储存和/或以后检索。

鉴于参考图1-3的以上描述，并且参考图4，现在将描述根据一些实施例的对含作物区域110中的作物授粉的方法400。虽然过程400被讨论得如同它适用于将花粉180分配到含作物区域110中的第二作物192b的花朵190b上并检测所分配的花粉180在第二作物192b的花朵190b上的存在，并且将花粉180在第二作物192b的花朵190b上的存在解释为所分配的花粉180经由图1中所示的示例性系统100被成功应用到第二作物192b的花朵190b的验证，但是应当领会的是，过程400可以与本文中描述的实施例中的任一个结合使用。

图4中所描绘的示例性方法400包括提供一个或多个UAV 120，该UAV 120包括：至少一个花粉敷抹器元件127，该花粉敷抹器元件被配置成从第一作物192a的花朵190a收集花粉180并且将从第一作物192a的花朵190a所收集的花粉180应用到第二作物190b的花朵190b上；以及至少一个传感器122，该传感器被配置成检测由花粉敷抹器元件127应用到第二作物192b的花朵190b的花粉180的存在，以验证由花粉敷抹器124从第一作物192a的花朵190a所收集的花粉180被花粉敷抹器124成功应用到第二作物192b的花朵190b上（步骤410）。

如以上更详细地讨论的，在一些实施例中，方法400进一步包括从第一作物192a的花朵190a收集花粉180并且将经由包括粘着毛须129的花粉敷抹器元件127将花粉180应用到第二作物192b的花朵190b上，并且在一些实施例中，方法400包括从第一作物192a的花朵190a收集花粉180并且经由包括撒布器、垫、织物、喷洒枪等等中的一个的花粉敷抹器元件127将花粉180应用到第二作物192b的花朵190b上。

在一些方面中，方法400进一步包括经由UAV 120的一个或多个传感器122来检测由花粉敷抹器127的花粉敷抹器元件127的毛须129应用到第二作物192b的花朵190b上的花粉180的存在。如以上更详细地讨论的，在一些实施例中，UAV 120的传感器122包括相机，该相机能够捕获花粉检测数据，该花粉检测数据在花粉180出现在第二作物192b的花朵190b上时提供花粉180的基于光学、基于化学、或基于热/温度的指示。在一些实施例中，然后分析该花粉检测数据（例如，通过计算设备140或通过UAV 120）以便确定花粉180被多么成功地应用到第二作物192b的花朵190b。在一些实施例中，在UAV 120收集了指示检测到由UAV120应用到第二作物192b的花朵190b上的花粉180的花粉检测数据之后，以及在计算设备140确定关于附加的花粉180是否需要被应用到第二作物192b的花朵190b上之后，该方法进一步包括：在计算设备确定第二作物192b的花朵190b在最初分配花粉180时未被成功授粉之后，通过网络150从计算设备140向UAV 120发送控制信号以指示UAV 120将附加的花粉应用到第二作物192b的花朵190b。

本文中所描述的系统和方法有利地提供了经由无人载具来对含作物区域中的作物的花朵进行的半自动或全自动的有针对性的授粉，并且检测所分配的花粉是否被成功应用到意图授粉的作物的花朵上。由此，本系统和方法显著地减少需要被分配的花粉的量并且显著地减少对于确定花粉是否被成功应用到作物的花朵上所需要的资源，从而有利地提供了高效、自给自足、并且有成本效益的授粉系统。

本领域技术人员应当认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，还可以关于以上描述的实施例进行各种各样的其他修改、更改和组合，并且这种修改、更改和组合被视为处于发明构思的范围内。

Claims (20)

1.一种用于对作物授粉的系统，所述系统包括：

至少一个无人载具，其包括：

至少一个花粉敷抹器，所述花粉敷抹器被配置成从第一作物的花朵收集花粉并且将从第一作物的花朵所收集的花粉应用到第二作物的花朵上；以及

至少一个传感器，所述传感器被配置成检测由所述至少一个花粉敷抹器应用到第二作物的花朵的花粉的存在，以验证由所述至少一个花粉敷抹器从第一作物的花朵所收集的花粉被所述至少一个花粉敷抹器成功应用到第二作物的花朵上。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个无人载具的所述至少一个传感器包括视频相机，所述视频相机被配置成光学地观察第二作物的花朵，以检测由所述至少一个花粉敷抹器应用到第二作物的花朵上的花粉的存在。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个无人载具包括主体，并且所述花粉敷抹器包括从所述主体向外延伸的至少一个臂，并且其中所述至少一个臂可操作地耦合到以下各项中的至少一个：撒布器、垫、织物和刷，其被配置成从第一作物的花朵收集花粉并且将从第一作物的花朵所收集的花粉应用到第二作物的花朵上。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述刷包括多个毛须，所述毛须由至少一种粘着材料形成，所述粘着材料被配置成当所述毛须与第一作物的花朵的花粉接触时使得第一作物的花朵的花粉粘着到所述毛须，并且当所述毛须与第二作物的花朵接触时允许第一作物的花朵的粘着到所述毛须的花粉被应用到第二作物的花朵。

5.根据权利要求3所述的系统，其中所述刷包括多个毛须，所述毛须涂覆有至少一种粘着材料，所述粘着材料被配置成当所述毛须与第一作物的花朵的花粉接触时使得第一作物的花朵的花粉粘着到所述毛须，并且当所述毛须与第二作物的花朵接触时允许第一作物的花朵的粘着到所述毛须的花粉被应用到第二作物的花朵。

6.根据权利要求3所述的系统，其中所述至少一个臂可操作地耦合到至少一个花粉分配器，所述花粉分配器被配置成在不与第一作物的花朵的花粉直接接触的情况下收集第一作物的花朵的花粉，并且在不与第二作物的花朵直接接触的情况下将由所述至少一个花粉分配器从第一作物的花朵所收集的花粉应用到第二作物的花朵。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个无人载具是无人空中载具和自主地面载具中的一个。

8.根据权利要求1所述的系统，进一步包括：

至少一个对接站，其被定位成邻近第一和第二作物中的至少一个，并且被配置成容纳所述至少一个无人载具；以及

计算设备，其包括基于处理器的控制电路，并且被配置成经由无线网络而与所述至少一个无人载具和所述至少一个对接站通信。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述至少一个无人载具被配置成经由无线网络向计算设备通过无线网络发送信号，所述信号包括由所述至少一个无人载具的所述至少一个传感器在检测到由所述至少一个花粉敷抹器应用的花粉在第二作物的花朵上的存在时所捕获的花粉检测数据，并且其中计算设备的控制电路被编程为基于在计算设备处从所述至少一个无人载具所接收的信号、通过无线网络来控制所述至少一个无人载具的移动。

10.根据权利要求9所述的系统，进一步包括与计算设备和所述至少一个无人载具中的至少一个通信的电子数据库，所述电子数据库被配置成存储由计算设备通过无线网络从所述至少一个无人载具所接收的花粉检测数据。

11.一种用于对作物授粉的方法，所述方法包括：

提供至少一个无人载具，其包括：

至少一个花粉敷抹器，所述花粉敷抹器被配置成从第一作物的花朵收集花粉并且将从第一作物的花朵所收集的花粉应用到第二作物的花朵上；以及

至少一个传感器，所述传感器被配置成检测由所述至少一个花粉敷抹器应用到第二作物的花朵的花粉的存在，以验证由所述至少一个花粉敷抹器从第一作物的花朵所收集的花粉被所述至少一个花粉敷抹器成功应用到第二作物的花朵上。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述提供步骤进一步包括向所述至少一个传感器提供视频相机，所述视频相机被配置成光学地观察第二作物的花朵，以检测由所述至少一个花粉敷抹器应用到第二作物的花朵上的花粉的存在。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述提供步骤进一步包括提供具有主体和从所述主体向外延伸的至少一个臂的所述至少一个无人载具，所述至少一个臂可操作地耦合到以下各项中的至少一个：撒布器、垫、织物和刷，其被配置成从第一作物的花朵收集花粉并且将从第一作物的花朵所收集的花粉应用到第二作物的花朵上。

14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括提供具有多个毛须的刷，所述毛须由至少一种粘着材料形成，所述粘着材料被配置成当所述毛须与第一作物的花朵的花粉接触时使得第一作物的花朵的花粉粘着到所述毛须，并且当所述毛须与第二作物的花朵接触时允许第一作物的花朵的粘着到所述毛须的花粉被应用到第二作物的花朵。

15.根据权利要求13所述的方法，进一步包括提供具有多个毛须的刷，所述毛须涂覆有至少一种粘着材料，所述粘着材料被配置成当所述毛须与第一作物的花朵的花粉接触时使得第一作物的花朵的花粉粘着到所述毛须，并且当所述毛须与第二作物的花朵接触时允许第一作物的花朵的粘着到所述毛须的花粉被应用到第二作物的花朵。

16.根据权利要求13所述的方法，进一步包括将所述至少一个臂可操作地耦合到至少一个花粉分配器，所述花粉分配器被配置成在不与第一作物的花朵的花粉直接接触的情况下收集第一作物的花朵的花粉，并且在不与第二作物的花朵直接接触的情况下将由所述至少一个花粉分配器从第一作物的花朵所收集的花粉应用到第二作物的花朵。

17.根据权利要求11所述的系统，其中所述提供步骤进一步包括以无人空中载具和自主地面载具中的一个的形式提供至少所述至少一个无人载具。

18.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：

提供至少一个对接站，其被定位成邻近第一和第二作物中的至少一个，并且被配置成容纳所述至少一个无人载具；以及

提供计算设备，其包括基于处理器的控制电路，并且被配置成经由无线网络而与所述至少一个无人载具和所述至少一个对接站通信。

19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括：

从所述至少一个无人载具并且通过无线网络向计算设备传输信号，所述信号包括由所述至少一个无人载具的所述至少一个传感器在检测到由所述至少一个花粉敷抹器应用的花粉在第二作物的花朵上的存在时所捕获的花粉检测数据；以及

经由计算设备的控制电路并且通过无线网络、基于在计算设备处从所述至少一个无人载具所接收的信号来控制所述至少一个无人载具的移动。

20.根据权利要求19所述的方法，进一步包括：

提供与计算设备和所述至少一个无人载具中的至少一个通信的电子数据库；以及

在所述电子数据库上存储由计算设备通过无线网络从所述至少一个无人载具所接收的花粉检测数据。