CN110809401B

CN110809401B - 杂草控制装置

Info

Publication number: CN110809401B
Application number: CN201880045255.6A
Authority: CN
Inventors: J.基尔斯特拉; J.乌特拉姆; J.哈德洛
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Discovery Acquisition Group
Priority date: 2017-07-06
Filing date: 2018-07-02
Publication date: 2022-11-15
Anticipated expiration: 2038-07-02
Also published as: EP3648593A1; KR102648117B1; EP3648590A1; KR20200023464A; JP7166302B2; KR20200023466A; NZ759916A; US11560680B2; KR102627177B1; AU2018298388A1; AU2018298391B2; CN110809403A; JP7166301B2; AU2018298390B2; BR112020000117A2; EP4122795A1; WO2019007890A1; CN110809402A; US20200205394A1; NZ759917A

Abstract

本发明涉及用于运输工具的杂草控制装置（10）。它被描述为给处理单元提供（210）环境的至少一张图像。该处理单元分析（220）该至少一张图像以激活至少一个化学喷雾单元。由该至少一个化学喷雾单元使液体杂草控制化学品雾化并带电（230）。该至少一个化学喷雾单元具有至少一个部分，该至少一个部分被构造成相对于零伏电势被保持在高电压。该至少一个高电压能量供应和该至少一个化学喷雾单元被构造成将所述至少一个化学喷雾单元的所述至少一个部分相对于零伏电势保持在一个或多个高电压，从而使经雾化的液体杂草控制化学品带电。

Description

杂草控制装置

技术领域

本发明涉及杂草控制装置，杂草控制系统，杂草控制方法，以及计算机程序元件和计算机可读介质。

背景技术

本发明的总体背景是杂草控制。某些工业区域和铁路轨道周围的区域需要对植被进行控制。对于铁路来说，从火车上的人（例如驾驶员）的角度看这种控制改善了可见度，并且从在轨道上工作的人的角度看这种控制也改善了可见度。这种控制能导致安全得到提高。而且，植被能干扰或损坏轨道和相关的信号线和通信线。这时就要求对植被的控制来减缓这种现象。植被控制也被称为杂草控制，可能是非常好费时且耗资源的，尤其是如果用人工来执行的话。杂草喷雾火车带有被容纳在车上的化学品罐中的除草剂，除草剂可被喷洒到轨道和周围的区域上以控制植被。但是，这种杂草控制是昂贵的，并且普通大众越来越期望看到对环境影响的减少。

发明内容

具有改善的杂草控制装置是有利的。

本发明的目的是通过独立权利要求的主题实现，其中进一步的实施例被包含在从属权利要求中。应该注意，下面描述的本发明的各方面和示例也适用于杂草控制装置、杂草控制系统、杂草控制方法，以及适用于计算机程序元件和计算机可读介质。

根据第一方面，提供了一种用于运输工具的杂草控制装置，包括：

-输入单元；

-处理单元；

-至少一个化学喷雾单元；以及

-至少一个高电压能量供应。

该输入单元被构造成给处理单元提供环境的至少一张图像。该处理单元被构造成分析所述至少一张图像以激活所述至少一个化学喷雾单元。所述至少一个化学喷雾单元被构造成雾化液体杂草控制化学品。所述至少一个化学喷雾单元具有至少一个部分，该部分被构造成相对于零伏电势被保持在高电压。所述至少一个高电压能量供应和所述至少一个化学喷雾单元被构造成将所述至少一个化学喷雾单元的所述至少一个部分相对于零伏电势保持在至少一个高电压，使得被雾化的液体杂草控制化学品被充电。

换句话说，用于运输工具的液体化学品杂草控制系统使用喷雾单元，或者数个喷雾单元，生成雾化的液体喷雾，该液体喷雾相对于零伏或大地电势具有显著的电量。因此，当运输工具在环境周围移动时，环境的图像被分析并被用于激活一个或多个喷雾单元以杀死杂草。长在地面上的杂草将处于大地电势，基本上是处于零伏，而雾化液体杂草控制“喷雾”将被吸引到杂草。这意味着，首先通过基于图像激活喷雾单元，仅需要对有杂草的区域喷雾，这导致了使用更少的化学品。并且，更多的所喷洒的液体化学品落在杂草上，这是因为喷雾被吸引到杂草。因为杂草长在地面上，并且比地面本身略微更接近喷雾单元的喷嘴，所以喷雾单元和杂草之前的电场强度（伏每米）比喷雾单元和大地（地球）本身之间的要大，这导致液体喷雾被优先沉积到杂草上而不是地面本身上。而且，经过例如杂草的叶子的前侧的液体喷雾可被吸引并沉积到叶子的后侧，这是由于“包裹”效应，这导致该杂草的更多部分被覆盖有化学品以及喷雾效率的增加和/或使得能使用更少的化学品或使用不那么激进的化学品，实现了正面的相关环境影响。因此，带电的液体杂草控制液滴或雾化液体微滴，甚至在仅从上面被喷洒时，能改变方向并被沉积到杂草的顶部、侧面和底部。

由于喷雾单元是在运输工具上操作，此时喷雾将用于移动平台，所以植被不是非常好的导体也不会有具体问题，因为在杂草上没有过多电荷聚集。这是因为，由于喷雾单元是移动的，每个杂草仅接收一定量的喷雾，之后喷雾单元就侧向移开了并且可用于对邻近的杂草喷雾，如果图像分析指示存在杂草且需要为其激活喷雾单元的话。因此，杂草不是被过分充电。但是，植被含水并且因此在一定程度上是导电的，并且静电喷雾技术当被以上述方式执行时在对杂草喷雾方面也是有效的。

换句话说，静电场的建立将雾化的液体喷雾微滴拉到正被喷雾的杂草上，导致了杂草控制化学品对杂草的覆盖增加。减弱了风的效应，比如喷雾从正被喷雾的区域飘走，并且减弱了安装在移动的运输工具上的喷雾系统的效应，这可导致大量的喷雾被从杂草方向吹走。由于雾化的液体喷雾由于静电力被向杂草吸引，所以减弱了这些负面效应。而且，液滴形式的液体杂草控制化学品不太可能从杂草弹回，这可能发生在杂草例如具有蜡质表面的情况下，因为液滴被静电地吸引到杂草。

以这种方式，增加了液体杂草控制化学品向杂草的转移效率。

在示例中，该至少一个化学喷雾单元被构造成使雾化的液体杂草控制化学品在其被雾化之后带电。

以这种方式，液体杂草控制化学品的容器可以与喷雾单元的高电压部分隔离开，并且可被保持在大地电势以导致简单且安全的系统。而且，可以使用不必具有导电性的液体，并且实际上可以雾化非导电的液体杂草控制化学品并此后使之带电。

在示例中，所述至少一个部分包括电极，该电极构造成被定位在雾化的液体杂草控制化学品内。

换句话说，电离针被用在电晕充电系统中，其中使可为带尖端的或剧烈弯曲的电极具有高电势，并且该电极处的强电场击穿周围的空气以产生离子，然后将这些离子与雾化的液体杂草控制化学品接触以使它带电。因此，所述至少一个化学喷雾单元可包括数个带有雾化喷嘴的喷雾枪，并且充电电极被定位在每个雾化喷嘴的尖端处或附近。电场也被建立在所述至少一个部分（充电电极）和长在地球（地面）上的杂草之间，这些杂草处于零伏，并且现在已经被静电地充电的雾化的液体杂草控制化学品被吸引到杂草。

在示例中，处理单元被构造成分析该至少一张图像以确定激活该至少一个化学喷雾单元的至少一个地点。

在示例中，分析至少一张图像以确定激活该至少一个化学喷雾单元的至少一个地点包括确定植被在环境中的至少一个地点。

换句话说，图像处理可被使用以确定在所获图像中的植被区域，并且化学喷雾单元可在那些地点被激活。

在示例中，分析该至少一张图像以确定激活该至少一个化学喷雾单元的至少一个地点包括确定至少一个类型的杂草。

换句话说，该至少一个化学喷雾单元的激活方式可顾及要被控制的杂草的一个或多个类型。因此，例如，一种类型的杂草可要求仅短持续时间的液体杂草控制喷雾以杀死该杂草，但是不同类型的杂草可要求更长持续时间的液体杂草控制喷雾以杀死该杂草。而且，化学杂草控制单元可被连接到多于一个的杂草控制化学品的容器，例如非常强的杂草控制化学品可位于一个罐内并用于杀死难以控制的杂草，而第二罐可容纳较弱的化学品。因此，可保守地、仅在检测到已经发现难以控制的杂草而需要使用时才使用强化学品。此时较弱的化学品可被用于控制其他杂草，由此提供了环境益处和成本益处。而且，被喷雾的不同化学品可要求不同的静电场以优化到杂草的用静电改善的转移，因为这些液体可具有不同的表面张力和/或粘度，这导致了形成不同的雾化液滴大小。因此，当用多于一种的化学品喷雾以对两个不同的杂草喷雾时，这可通过一个喷雾枪（或喷雾单元）用第一化学品喷雾且然后用第二化学品喷雾，或者两个同时用不同的化学品喷雾的喷雾枪，每个喷雾枪可被连接到不同的能量供应并且相对于地面电势以不同于另一喷雾枪（喷雾单元）的电压操作。

在示例中，通过至少一个照相机获得至少一张图像，并且输入单元被构造成给处理单元提供与所述至少一个照相机相关的、在所述至少一张图像被获得时的至少一个地点。

所述地点可以是地理地点，相对于地面上的精确地点，或者可以是在地面上的参照至少一个化学喷雾单元的位置的地点。换句话说，可利用绝对地理地点或者不必知道绝对意义上的地面上的地点，而是参照至少一个化学喷雾单元的地点的地面上的地点。因此，通过将图像与该图像被获得时的地点相关联，至少一个化学喷雾单元可被精确地在那地点激活。

在示例中，装置包括至少一个电极，该电极被构造成被保持在零伏电势或接近零伏电势。该装置被构造成使得该至少一个电极可被定位在与所述至少一个化学喷雾单元间隔开的地面平面上，使得激活该至少一个化学喷雾单元将导致液体杂草控制化学品被喷洒到与该至少一个电极的地面平面上的位置对应的地点上。

换句话说，该装置具有一个或多个喷雾单元，这喷雾单元具有处于高电压的部分，并且雾化液体杂草控制化学品且使其带电，该液体杂草控制化学品被喷雾到长在地面上且处于大地（零伏）电势的杂草上且被吸引到杂草。喷雾单元被安装在在它对杂草喷雾时正在移动的运输工具上，并且因此在可能不导电的杂草上没有显著的电荷积累。这种电荷积累可导致杂草变为带电并且导致将带电液体微滴吸引到杂草的静电效应的效率的降低。不过，装置现在具有接地的电极，这些电极可被定位在正被喷雾的杂草附近的地面上。例如，当被安装到运输工具时装置可具有数个长而薄的金属带或链，这些带或链彼此侧向间隔开，这些带或链被沿着地面拉动以形成一系列的被定位在地面上的接地线。这个“地面平面”确保了存在确定的零伏地面平面，并且通过改善从杂草到这个地面平面的电荷放电以及确保带电液体微滴继续基本上在杂草方向上被吸引而减弱了电荷积累的效应。以这种方式，还改善了液体化学品到杂草的转移，因为减弱了由带电杂草引起的任何空间电荷效应（尽管是略微的）。

根据第二方面，提供了杂草控制系统，包括：

-至少一个照相机；

-根据第一方面和任何描述的示例的杂草控制装置，其中该杂草控制装置安装在运输工具上；以及

-构造成保持至少一个液体杂草控制化学品的至少一个容器，其中该至少一个容器安装在该运输工具上。

至少一个照相机被构造成获得至少一张图像。该至少一个化学喷雾单元和该至少一个容器被构造成彼此流体连接。该杂草控制装置被构造成雾化该至少一个液体杂草控制化学品、使其带电并且用其喷雾。

以这种方式，运输工具可围绕着环境移动并且基于该环境的图像使用带有增强的转移效率的化学喷雾控制该环境内的杂草，该图像用于确定要喷雾的精确地点。以这种方式，通过一个平台获得图像，例如一个或多个在环境上方飞行的无人机。该信息被发送到装置，该装置被安装在运输工具上。该装置然后激活在环境内的正确地点处的喷雾单元。

在示例中，该至少一个照相机被安装在运输工具上。

以这种方式，该系统通过获得图像、和分析图像以确定要在何时何地激活化学喷雾单元来实时地或准实时地操作。

根据第三方面，提供用于运输工具的杂草控制方法，包括：

（a）给处理单元提供环境的至少一张图像；

（c）由处理单元分析至少一张图像以激活至少一个化学喷雾单元；

（f）由该至少一个化学喷雾单元雾化液体杂草控制化学品并使其带电；其中所述至少一个化学喷雾单元具有至少一个部分，该部分被构造成相对于零伏电势被保持在高电压；并且其中所述至少一个高电压能量供应和该至少一个化学喷雾单元被构造成将该至少一个化学喷雾单元的该至少一个部分相对于零伏电势保持在至少一个高电压，从而使经雾化的液体杂草控制化学品带电。

在示例中，步骤（f）包括先雾化该液体杂草控制化学品，然后使其带电。

在示例中，在步骤（a）中至少一张图像是通过至少一个照相机获得的；并且其中方法包括给处理单元提供与所述至少一张图像被获得时的所述至少一个照相机相关的至少一个地点的步骤（b）。

在示例中，方法包括将至少一个电极保持在零伏电势处或附近的步骤（d），并且包括将该至少一个电极定位在与该至少一个化学喷雾单元间隔开的地面平面上的步骤（e），并且包括通过该至少一个化学喷雾单元将液体杂草控制化学品喷雾到与该至少一个电极的地面平面上的位置对应的地点处的步骤（g）。

根据另一方面，提供了用于控制根据第一方面的装置和/或根据第二方面的系统的计算机程序元件，该程序元件在被处理器执行时被构造成执行第三方面的方法。

有利地，由以上方面中的任一个所提供的益处同样地适用于所有其它方面，反之亦然。

参照下面描述的实施例，能够明白和理解以上的方面和示例。

附图说明

下面将参照如下附图描述示例性实施例：

图1示出了杂草控制装置的示例的示意性设置；

图2示出了杂草控制系统的示例的示意性设置；

图3示出了杂草控制方法；

图4示出了杂草控制系统的部分的示例的示意性设置；

图5示出了杂草控制系统的部分的示例的示意性设置；

图6示出了杂草控制系统的一部分的示例的示意性设置；

图7示出了杂草控制系统的一部分的示例的示意性设置；

图8示出了杂草控制系统的一部分的示例的示意性设置；

图9示出了铁路轨道和周围区域的示意性描述；

图10示出了杂草控制系统的一部分的示例的示意性设置；

图11示出了杂草控制系统的一部分的示例的示意性设置；以及

图12示出了杂草控制系统的一部分的示例的示意性设置。

具体实施方式

图1示出了用于运输工具的杂草控制装置10的示例。该装置10包括输入单元20、处理单元30、至少一个化学喷雾单元40和至少一个高电压能量供应50。输入单元20被构造成给处理单元30提供环境的至少一张图像。处理单元30被构造成分析该至少一张图像以激活该至少一个化学喷雾单元40。该至少一个化学喷雾单元40被构造成雾化液体杂草控制化学品。该至少一个化学喷雾单元40具有至少一个部分42，该至少一个部分被构造成被相对于零伏电势保持在高电压。该至少一个高电压能量供应50和该至少一个化学喷雾单元40被构造成将该至少一个化学喷雾单元40的该至少一个部分41相对于零伏电势保持在至少一个高电压，从而使经雾化的液体杂草控制化学品带电。因此，该至少一个高电压能量供应50和该至少一个化学喷雾单元40能够将一个或数个化学喷雾单元保持在一个或数个不同的高电压。因此，一个化学喷雾单元的电压可被改变，并且不同的化学喷雾单元可同时具有不同的电压，并且用于具体化学喷雾单元那些一个个电压中的一个或多个可随时间改变。这种改变包括从关状态操作到开状态，以及从开状态操作到关状态。因此，喷雾单元在其雾化液体杂草控制化学品、使其带电并用其喷雾时可从零伏降到例如-100kV，并且然后在已经对杂草喷雾后再回到零伏。然而，喷雾枪可被连续地保持在高电压，尽管该高电压如上所述地可随时间变化。

与“高电压”相关的“高”以其通常含义被使用并且表示相对于地面电势（零伏）可为正或为负的幅值。

在示例中，该至少一个化学喷雾单元的每个单元具有至少一个部分，该部分被构造成相对于零伏电势被保持在高电压。

在示例中，化学喷雾单元的每个单元包括化学喷雾枪或喷嘴以及构造成通向化学品容器的导管。在示例中，该至少一个化学喷雾单元包括至少一个液体杂草控制化学品容器。

因此，“至少一个化学喷雾单元”可表示至少一个喷雾枪（或喷嘴）。而且，“至少一个化学喷雾单元”可表示带有相关液体转移导管的至少一个喷雾枪（或喷嘴）。而且，“至少一个化学喷雾单元”可表示带有相关的液体转移导管和至少一个化学品容器的至少一个喷雾枪（或喷嘴）。

在示例中，高电压具有20kV的幅值。在示例中，高电压具有40kV的幅值。在示例中，高电压具有60kV的幅值。在示例中，高电压具有80kV的幅值。在示例中，高电压具有100kV的幅值。在示例中，高电压具有120kV的幅值。在示例中，高电压具有140kV的幅值。在示例中，高电压具有160kV的幅值。在示例中，高电压具有180kV的幅值。在示例中，高电压具有200kV的幅值。高电压的幅值可比200kV更大。高电压可为正或负，导致经雾化的液体喷雾液滴带正电或负电，然而通常操作是处于高负电压。

在示例中，该至少一个化学喷雾单元的该至少一个部分被保持在的高电压相对于零伏电势为负。

在示例中，装置被构造成使得经雾化的液体杂草控制化学品带负电。

在示例中，装置包括输出单元，该输出单元与处理单元通信，并且其中所述输出单元被构造成激活该至少一个化学喷雾单元。因此，输出单元具有必要的中继器和电控制以在处理单元的控制下激活喷雾单元。

在示例中，装置是实时操作的，其中图像被获得并且立即被处理，并且该化学喷雾单元被立即用于激活那些喷雾单元以控制杂草。因此，例如运输工具可获得它的环境的图像并且处理该图像以实时地激活喷雾单元。

在示例中，装置以离线模式运行，其中（由装置或由另一适合的系统）获得环境的图像并且该图像之后由该装置处理以激活化学喷雾单元。因此，例如，装备有一个或多个照相机的第一运输工具，比如轿车、火车、货车或无人飞行器（UAV）或无人机可在环境内行进并获得图像。该图像然后在一段时间之后可由围着环境移动的装置处理，以激活化学喷雾单元。

在示例中，该至少一个化学喷雾单元包括雾化器44，其被构造成雾化液体杂草控制化学品。在示例中，雾化器被构造成使用压缩空气来雾化液体杂草控制化学品。在示例中，雾化器包括旋转金属盘。因此，旋钟系统可被用于雾化液体杂草控制化学品，并且旋转盘也可作为被保持在高电压的部分，使得金属盘也将电荷传递给被雾化的液体。

应该注意，“雾化”并不意味着一个个的原子，而是涉及这个术语的与喷雾系统有关的标准使用，表示大小可变化的细小微滴的雾。

在示例中，该至少一个化学喷雾单元被构造成使液体杂草控制化学品在被雾化之前就带电。在示例中，被保持在高电势的该至少一个部分与喷雾枪内的液体接触，在这种情况下每个喷雾单元具有一个喷雾枪并且每个喷雾枪具有与液体杂草控制化学品接触的被保持在高电势的部分。在示例中，被保持在高电势的该至少一个部分在通向喷雾枪的导管内与液体接触，在这种情况下每个喷雾单元具有一个喷雾枪并且每个喷雾枪具有一个导管，该导管的内侧就是与液体杂草控制化学品接触的被保持在高电势的部分。在示例中，被保持在高电势的该至少一个部分与喷雾枪内的液体接触，在这种情况下每个喷雾单元具有一个喷雾枪并且每个喷雾枪连接到保持液体杂草控制化学品的容器，该喷雾枪和容器形成该至少一个化学喷雾单元，并且因此仅需要一个部分位于所述容器内，该部分与液体杂草控制化学品接触且被保持在高电势。

换句话说，使用接触充电系统，其中使液体杂草控制化学品在其被雾化之前直接带电。

在示例中，该至少一个化学喷雾单元被构造成使液体杂草控制化学品在它被雾化时带电。

换句话说，使用摩擦充电（或者摩擦充电（Tribo charging））来使液体杂草控制化学品带电。以这种方式，可构造简单的喷雾系统，其中由于喷嘴自身的几何形状使液体雾化并带电，这对于利用摩擦充电和处于高电压的喷雾单元与处于大地电势的正被喷雾的杂草之间的电场的喷雾系统来说是已知的。因此，至少一个喷雾单元的处于高电压的部分不必与液体杂草控制化学品接触，该液体杂草控制化学品可被保持处于大地电势以改善安全性。

在示例中，处理单元被构造成分析该至少一张图像以确定要用于环境的至少第一部分的杂草控制的该至少一个化学喷雾单元的至少一个操作模式。

换句话说，获得了环境的一个或多个图像。化学喷雾单元可以数个不同的操作模式操作，比如喷洒不同的化学品，以不同的高电压操作以改变喷雾单元和要被喷雾的杂草之间的电场，改变喷雾单元和要被喷雾的杂草之间的距离。装置然后分析该一个或多个图像以确定应该使用该至少一个化学喷雾单元的可用操作模式中的哪一个或哪一些个来控制环境的一个或多个具体地点的杂草。

以这种方式，对于环境的不同区域可使用喷雾单元的最适合操作模式。而且，在环境的不同区域处，可使用喷雾单元的不同操作模式，其中每个操作模式对于每个不同区域来说都是最适合的。

根据示例，该至少一个化学喷雾单元被构造成使经雾化的液体杂草控制化学品在其被雾化之后带电。

根据示例，该至少一个部分42包括被构造成定位在经雾化的液体杂草控制化学品内的电极42a。

根据示例，处理单元被构造成分析该至少一张图像以确定激活该至少一个化学喷雾单元的至少一个地点。

根据示例，分析该至少一张图像以确定激活该至少一个化学喷雾单元的至少一个地点包括确定环境中的植被的至少一个地点。

在示例中，处理单元被构造成确定要用于环境中的植被的那个至少一个地点的该至少一个化学喷雾单元的至少一个操作模式。

根据示例，分析该至少一张图像以确定激活该至少一个化学喷雾单元的该至少一个地点包括确定至少一个类型的杂草。

在示例中，分析该至少一张图像包括利用机器学习算法。

在示例中，该机器学习算法包括决策树算法。

在示例中，该机器学习算法包括人工神经网络。

在示例中，基于多张图像教导机器学习算法。在示例中，基于包含至少一个类型的杂草的图像的多张图像教导机器学习算法。在示例中，基于包含多个杂草的图像的多张图像教导机器学习算法。

在示例中，处理单元被构造成基于被确定位于环境中的那个至少一个地点处的杂草的类型确定要使用的该至少一个化学喷雾单元的至少一个操作模式。

换句话说，选择化学喷雾单元的适合的操作模式可顾及要被控制的杂草的一个或多个类型。因此，例如，一种类型的杂草可要求仅在短持续时间上的特定类型的化学品的喷雾以杀死该杂草，但是不同类型的杂草可要求更长持续时间上的同一化学品的喷雾以杀死该杂草。或者，不同的化学品可被喷雾到不同的杂草上，或者利用不同的高电压，其中例如一些杂草可能仅需要在叶子的一个表面上喷雾就杀死该杂草，而对另一杂草的控制可能在叶子的两侧都被喷雾时会显著改善，并且基于确定存在这种类型的杂草的图像处理，装置可该对该杂草的喷雾期间改变电压以增加包裹效应，使得静电力将雾化液体也吸引到叶子的底侧。

根据示例，由至少一个照相机获得该至少一张图像。输入单元被构造成给处理单元提供与该至少一张图像被获得时的该至少一个照相机相关联的至少一个地点。

在示例中，地点是绝对地理地点。

在示例中，地点是参照该至少一个化学喷雾单元的位置确定的地点。换句话说，可以确定图像与地面上的具体地点相关，而不知道其精确的地理位置，但是通过知晓该至少一个化学喷雾单元相对于获得该图像时的那个地点的位置，然后可以通过将该至少一个化学喷雾单元移动到那个地点在之后的时间在那个地点激活该至少一个化学喷雾单元。

在示例中，使用GPS单元确定在具体图像被获得时至少一个照相机的地点，和/或在确定上述地点中用到GPS单元。

在示例中，惯性导航单元被单独使用，或者与GPS单元组合使用，以确定具体图像被获得时至少一个照相机的地点。因此，例如，包括例如一个或多个激光陀螺仪的惯性导航单元在已知地点处被标定或调到零位，并且随着它与至少一个照相机移动，可以确定在x、y、z坐标中远离那个已知地点的运动，从那个运动可以确定图像被获得时至少一个照相机的地点。

在示例中，单独使用所获得的图像的图像处理，或者与GPS单元组合地使用该图像处理，或者与GPS单元和惯性导航单元组合地使用该图像处理，以确定在具体图像被获得时至少一个照相机的地点。

在示例中，处理单元被构造成分析该至少一张图像以激活该至少一个高电压能量供应以将该至少一个化学喷雾单元的至少一个部分相对于零伏电势保持在高电压。

在示例中，用于该至少一个高电压能量供应的至少一个激活时间包括用于该至少一个化学喷雾单元的至少一个激活时间。换句话说，装置给喷雾单元加电以将适合的部分升高到高电压并且将其保持在该高电压，并且然后喷雾单元激活以雾化液体并使经雾化的液体带电，然后液体喷雾停止，但是高电压仍然被施加，因此雾化的液体由于静电场而被吸引到杂草。以这种方式，系统仅在需要时加电到高电压，提供了电能节约以及改善的安全性。

根据示例，装置包括至少一个电极60，其被构造成被保持在零伏电势处或附近。该装置被构造成使得该至少一个电极可被定位在与该至少一个化学喷雾单元间隔开的地面平面上，使得该至少一个化学喷雾单元的激活将导致液体杂草控制化学品被喷洒到与该至少一个电极的地面平面上的位置对应的地点处。

在示例中，代替使用接地的电极，装置包括至少一个导电的液体喷雾单元70。处理单元被构造成分析该至少一张图像以激活该至少一个导电的液体喷雾单元。该至少一个导电的液体喷雾单元的激活时间早于该至少一个化学喷雾单元的激活时间。

以这种方式，为了减轻在杂草上的任何电荷积累，这种电荷积累导致杂草控制化学品到杂草的提高的转移效率的可能减小，导电喷雾可被喷雾到杂草上，之后再喷雾液体杂草控制化学品。以这种方式，减轻了在杂草上的任何潜在的电荷积累，并且进一步改善了到杂草的液体化学品的转移，因为减轻了由带电的杂草引起的任何空间电荷效应（尽管是略微的）。

在示例中，导电液体是盐水。

在示例中，处理单元被构造成分析该至少一张图像以确定激活该至少一个导电液体喷雾单元的至少一个地点。

在示例中，分析该至少一张图像以确定激活该至少一个导电液体喷雾单元的至少一个地点包括确定环境中的纸板的至少一个地点。

换句话说，可使用图像处理来确定在获得的图像中的植被的区域，并且可在那些地点处喷洒导电的喷雾。

在示例中，激活该至少一个导电液体喷雾单元的地点与激活该至少一个化学喷雾单元的地点相同。

在示例中，同一喷雾单元被用于喷雾导电液体和液体杂草控制化学品这两者，通过将该单元连接到两个容器。该单元然后被连接到导电化学品容器并且化学品可被喷雾，再一次使化学品带电并雾化以使该液体被有效地转移到杂草。然后，该单元被连接到液体杂草控制化学品容器，并且该单元再一次激活。这种在容器之间的转移可被极快地执行，使得同一单元甚至在位于移动的平台上时都能对杂草喷雾两次。在示例中，使用不同的喷雾单元，因为不必使导电的化学品在喷雾期间带电，但是如果必须的话可以使其带电。

图2示出了杂草控制系统100的示例。系统100包括至少一个照相机110，如上面参照图1和相关的示例中的任一个描述的杂草控制装置10。杂草控制装置10被安装在运输工具120上。该系统还包括构造成保持至少一个液体杂草控制化学品的至少一个容器130。该至少一个容器被安装在运输工具120上。至少一个照相机110被构造成获得至少一张图像。该至少一个化学喷雾单元40与该至少一个容器130被构造成彼此流体连接。这使得液体杂草控制化学品能够从一个或多个容器流到喷雾枪或喷嘴。杂草控制装置被构造成使该至少一个液体杂草控制化学品雾化、带电并且用其进行喷雾。

在示例中，系统包括至少一个距离传感器，该传感器构造成确定在该至少一个化学喷雾单元和地面之间的距离，并且其中该至少一个距离传感器被构造成给处理单元提供该距离，并且其中处理单元构造成指示该系统将该至少一个容器移动成距离地面预定距离。在示例中，预定距离是10cm。在示例中，预定距离是20cm。在示例中，预定距离是30cm。在示例中，预定距离是40cm。在示例中，预定距离是50cm。在示例中，预定距离是60cm。在示例中，预定距离是70cm。在示例中，预定距离是80cm。在示例中，预定距离是90cm。在示例中，预定距离是100cm。在示例中，预定距离是120cm。在示例中，预定距离是140cm。以这种方式，可维持喷雾单元到地面的要求间距，例如喷雾枪到地面的要求间距，以确保不仅喷雾特征被优化，而且电场强度（伏每米）也被优化，从而优化杂草控制化学品到杂草的转移。在示例中，距离传感器是基于激光的飞行时间或基于LED的飞行时间传感器。在示例中，距离传感器是雷达传感器。在示例中，距离传感器是超声波传感器。

根据示例，至少一个照相机被安装在运输工具上。

在示例中，运输工具是火车。

在示例中，运输工具是货车或卡车或乌尼莫克（Unimog）。

在示例中，输入单元被构造成给处理单元提供在至少一张图像被获得时与该至少一个照相机相关的至少一个地点。在示例中，该地点是地理地点。

在示例中，装置被构造成基于在至少一张图像被获得时与该至少一个照相机相关的至少一个地理地点和该至少一个照相机与该至少一个化学喷雾单元之间的空间关系激活该至少一个化学喷雾单元。以这种方式，通过知晓图像是由安装在运输工具上的照相机在哪里获得的以及还知晓化学喷雾单元相对于照相机被安装在运输工具上的哪里，简单地考虑运输工具的前进速度以在获得图像的相同地点激活那个化学喷雾单元，并且确实是在成像区域内。

图3示出了用于运输工具的杂草控制方法200的基本步骤。方法200包括：

在也称为步骤（a）的提供步骤210中，给处理单元提供环境的至少一张图像；

在也称为步骤（c）的分析步骤220中，由处理单元分析该至少一张图像以激活至少一个化学喷雾单元；

在也称为步骤（f）的雾化和充电步骤230中，通过该至少一个化学喷雾单元使液体杂草控制化学品雾化并带电。该至少一个化学喷雾单元具有至少一个部分，该部分被构造成被相对于零伏电势保持在高电压。该至少一个高电压能量供应和该至少一个化学喷雾单元被构造成将该至少一个化学喷雾单元的该至少一个部分相对于零伏电势保持在至少一个高电压，从而使经雾化的液体杂草控制化学品带电。

根据示例，步骤（f）包括使液体杂草控制化学品雾化，然后使其带电。

在示例中，该至少一个部分包括构造成被定位在经雾化的液体杂草控制化学品内的电极。

在示例中，步骤（c）包括由处理单元分析该至少一张图像以确定激活该至少一个化学喷雾单元的至少一个地点。

在示例中，步骤（c）包括确定环境中的植被的至少一个地点。

在示例中，步骤（c）包括确定至少一个类型的杂草。

根据示例，在步骤（a）中，由至少一个照相机获得至少一张图像。该方法此后可包括给处理单元提供240在该至少一张图像被获得时与该至少一个照相机相关的至少一个地点的步骤（b）。

根据示例，方法包括将至少一个电极保持250在零伏电势处或附近的步骤（d），并包括将该至少一个电极定位260在与该至少一个化学喷雾单元间隔开的地面平面上的步骤（e），并且包括通过该至少一个化学喷雾单元用液体杂草控制化学品在与该至少一个电极的地面平面上的位置对应的地点处喷雾270的步骤（g）。

在示例中，根据权利要求1-8中任一项的装置，其中该装置包括至少一个导电液体喷雾单元80。处理单元被构造成分析该至少一张图像以激活该至少一个导电液体喷雾单元。该至少一个导电液体喷雾单元的激活时间早于该至少一个化学喷雾单元的激活时间。

现在结合图4-12更具体地描述用于杂草控制的装置、系统和方法，它们涉及在铁路轨道环境中的杂草控制。如上所述的装置被安装在火车上，该火车带有对一个或数个液体杂草控制化学品进行雾化和喷雾的能力。

图4示出了杂草控制系统的示例的一部分。安装在火车上的是数个带有喷雾枪的化学喷雾单元，喷雾枪也可被称为雾化器或喷嘴。示出了处于操作中的一个雾化器。该雾化器通过高电压缆线被电连接到高电压能量供应。这可在（+/-）20-200kV的范围内操作。在示出的示例中，雾化器在负（-）100kV处操作。雾化器还通过液体导管连接到容纳液体杂草控制化学品的容器。从该雾化器延伸的连接的一部分可以是兼具高电压/液体导管的“缆线”，如图4所示。然而，可使用完全独立的缆线/导管。在这个示例中当液体被雾化时要求液体被保持在-100kV处或附近。这通过将高电压供应连接到雾化器壳体来实现，该雾化器壳体与要被雾化的液体接触。不过，由于液体是导电的，高电压供应可被直接连接到容器，并且该雾化器仍被保持在-100kV处或附近。实际上，容器也被保持在高电势，要求使用电绝缘件，如图4中所示。雾化器使用压缩空气来雾化液体杂草控制化学品，该压缩空气以类似于涂料喷雾枪所使用的方式来自于压缩机。该液体液体带负电并且被吸引到处于地面电势（零伏）的杂草。不过，不同的雾化液体的方式也是可能的，因此雾化液体的手段未在图4中示出。而且，雾化器可在正高电压处操作并且液体液滴可带正电，它们然后被吸引到处于地面电势的杂草。

基于所获得的图像，下面更具体地讨论，确定杂草的地点和类型。处理单元，未示出，确定要使用的具体的液体杂草控制化学品，和用于对该杂草喷雾的最优喷雾条件。具体的雾化器被确定为是对该杂草进行喷雾所要求的。雾化器的高度然后被调节到与所要求的电压和场强度的喷雾条件相关的最优高度，这还考虑了杂草在地方上面的高度。电压被应用到雾化器，该雾化器雾化液体并且使细小的喷雾带电并且细小的喷雾被吸引到杂草以按要求地覆盖杂草，包括杂草叶子的两侧和底侧。代替以不同的电压操作，雾化器可以单个电压操作，该单个电压不必在开和关之间切换不是总处于其中一个状态，并且代替在不同的高度处操作，雾化器可在地面上方的设定高度处操作。

图4中还示出了数个其它的雾化器。这些全都能被连接到同一个高电压能量供应。不过，不同的雾化器可被连接到不同的能量供应，这便于不同的雾化器同时以不同的电压操作。雾化器可都被连接到同一液体杂草控制化学品容器；不过，一定数量的雾化器可被连接到不同的容器，以使不同的化学品能被喷雾。再一次，这些其它的雾化器的在地面上面的高度可变化，以及应用到它们上的电压可变化，变化的方式与上面参照图4的中心雾化器描述的方式相同。不过，再一次，雾化器可以相同的电压并且在相同的高度处操作，如果必要的话。

图5示出了杂草控制系统的示例的一部分，它类似于参照图4所描述的，但是具有额外的优点——该系统的更少的部分需要被保持在高电压。现在，高电压被应用到电离针。再一次，雾化器将液体杂草控制化学品雾化。不过，该液体不是被保持在高电压，因为雾化器的本体与电离针绝缘。不过，电离针可位于经雾化的液体流中。空气被电离，并且离子被吸引到液体液滴从而液体液滴带电。以这种方式，容器和雾化器本体不必处于高电势。在这个系统中，对液体化学品静电充电的效率可能低于图4中所示的直接充电机制，但是提供了安全性优势。其它的特征，例如操作电压和高度，如图4中所描述的。

图6示出了杂草控制系统100的示例。若干无人机具有照相机110。这些无人机沿着铁路轨道飞行。照相机获得铁路轨道的环境的图像，该图像是轨道之间的地面和轨道两侧的地面。被成像的环境是控制杂草所需要的环境。不必有若干无人机，而是带有一个照相机110的一个无人机可获得必须的图像。实际上，图像可通过由访问铁路轨道环境的人员手持的一个或多个照相机110、通过飞机、卫星或通过例如沿着铁路轨道行进的火车保持的一个或多个照相机110获得。由照相机110获得的图像的分辨率使得能够将植被确认为植被并且确实可处于能将一种类型的杂草与另一种类型的杂草区别开的分辨率。所获得的图像可以是彩色图像但不必是。由无人机获得的图像被传送到装置10。该图像可在它被照相机110获得时就被传送到装置10，或者可在它被获得之后被传送，例如当无人机着陆后。无人机可具有全球定位系统（GPS）并且这使得所获得图像的地点能被确定。例如，图像被获得时的照相机110的朝向和无人机的位置可被用于确定图像在地面平面上的地理覆盖区。无人机也可具有惯性导航系统，例如基于激光陀螺仪。除了被用于确定无人机的朝向和因此确定照相机的朝向，从而便于确定在地面上的哪个地方图像被获得之外，惯性导航系统可在没有GPS系统的情况下单独工作以确定无人机的位置，这通过确定远离一个或多个已知地点的运动。

装置10的输入单元20将获得的图像传递给处理单元30。图像分析软件在处理单元30上操作。图像分析软件可使用特征提取，例如边缘检测，和例如可识别结构（诸如铁路轨道、枕木、树、平交路口、车站站台）的物体检测分析。因此，基于已知的物体地点，例如，在环境内的建筑物的地点，并基于已知的结构信息，例如枕木之间的距离和铁路轨道之间的距离，处理单元可修补所获得的图像以实际上建立环境的合成描绘，该描绘可实际上被叠放在环境的地理地图上。因此，可以确定每个图像的地理地点，并且不必有基于相关的GPS和/或惯性导航的与所获得的图像相关的信息。然而，如果存在可用的GPS和/或惯性导航信息，那么这种可将具体图像仅基于图像放置在具体地理地点处的图像分析就不需要了。但是，如果基于GPS和/或惯性导航的信息可获得，那么这种图像分析可被用于增加与图像相关的地理地点。因此，例如，如果在基于GPS和/或惯性导航的信息的基础上，所获得的图像的中心被认为是位于离一段铁路的一个特定铁路枕木的侧边缘22cm且离其端部67cm，而从实际所获图像，通过使用前述的图像分析，图像的中心被确定为位于离枕木的边缘25cm且离枕木的端部64cm，那么基于GPS和/或惯性导航得到的地点可通过被按要求将该地点在一个方向上移动3cm并且在另一个方向上移动3cm而被增加。

处理单元30运行另外的图像处理软件。这个软件分析图像以确定图像中会发现植被的区域。可基于所获得图像内的特征的形状检测植被，其中例如边界检测软件被用于描绘物体的外边界和物体本身的外边界内的特征的外边界。植被图像数据库可被用于帮助确定图像中的特征是否与植被相关，例如使用经训练的机器学习算法，例如人工神经网络或决策树分析。照相机可获得多光谱图像，该图像具有与图像中的颜色相关的信息，并且这可被单独使用，或者与特征检测组合使用以确定图像中哪里会发现植被。如上所述，因为可以确定图像的地理地点，所以根据图像在地面上的大小的知识，可将图像中会发现植被的一个或多个地点映射到地面上的该植被的精确位置。

处理单元30然后运行另外的图像处理软件，该软件可以是基于特征提取确定植被地点的图像处理（如果被使用的话）的一部分。这个软件包括机器学习分析器。获得了具体杂草的图像，以及还与正被使用的杂草的大小相关的信息。与世界上的地理地点相关的信息，在该地点会发现这种杂草，以及与一年中会发现这种杂草的时间相关的信息，包括什么时候开花等，可被用该图像贴标签。杂草的名称也可用该杂草的图像贴标签。机器学习分析器，其可基于人工神经网络或决策树分析器，此时可在这个地面真实性已获得的图像上被训练。以这种方式，当植被的新图像被提供给分析器时，在这个图像可能具有贴到它上的相关时间标识（例如一年中的时间）和地理地点（诸如德国或南非）时，分析器就通过将在新图像中发现的杂草的图像与训练它的不同杂草的图像进行比较以确定图像中的杂草的具体类型，其中杂草的大小，以及它们生长在何时何地也都被考虑。因此可以确定在环境内的地面上的那种杂草类型的具体地点，以及它的大小。

处理单元30能访问包含不同杂草类型，以及在控制那种杂草类型中要使用的最优化学喷雾以及要使用的在电压和场强度方面针对那种化学品的喷雾枪的操作模式的数据库，该数据库是由从经验确定的数据汇编而成。例如，数个可用的化学品中要被喷洒到杂草上的具体类型的化学品、要被应用到具体类型的杂草的具体地点处的喷雾持续时间、和要被应用到雾化器的高电压和要使用的场强度，以关于雾化器应该操作的高度的信息为条件。因此，例如，要在化学喷雾中使用的具体类型的化学品可以是对于特定类型的杂草来说是最优的。处理单元此时可确定对于环境中的特定地点处的单一杂草或一小丛这种杂草而言，应用这种化学品的化学品喷雾枪应该在那个具体地点处被激活以用该具体的化学品控制杂草。不过，那个杂草可能被一大丛不同类型的杂草包围，对于该不同类型的杂草来说不同类型的液体杂草控制化学品是最优的。因此，不同的化学品可在该包围第一杂草的更大丛上喷洒。例如，然后可在难以杀死的杂草的具体地点处喷洒激进的化学品，而在更易于控制的杂草上喷洒不那么激进的化学品。因此，除了经雾化的喷雾通过静电方法带电从而导致被喷雾的化学品被更多地沉积到杂草上之外，化学品的类型可仅在必要时被使用。这导致了所使用的化学品的减少、能量的减少、以及化学品对环境影响更少。处理单元确保需要被控制的全部杂草都被分配至少一个化学品，该化学品通过至少一个喷雾枪以特定方式被喷洒。处理单元此时建立适合的杂草控制地图，详细说明应该在哪里应用喷雾枪的一个或多个什么操作模式。

因此，无人机的照相机110获得了环境的图像，该图像被传递给处理单元30，该处理单元确定在环境中的哪个具体地理地点应该使用喷雾枪操作的什么模式。因此，实际上杂草地图或者杂草喷雾地图可被生成，其指示了在化学品、电压、场强度、高度方面的喷雾枪的具体操作模式应该在环境里的哪里使用。

继续参照图6，杂草控制火车120沿着铁路轨道前进。该杂草控制火车具有数个货车车厢，每个货车车厢都容纳杂草控制装置10的相关部分和液体杂草控制化学品的容器130。不过，仅一个货车车厢需要具有输入单元20处理单元30，它们可被容纳在例如前面的或第一货车车厢内。每个货车车厢可因此从位于该货车车厢的下面和两侧的数个喷雾枪或喷雾单元40喷洒不同的液体杂草控制化学品。每个货车车厢也具有单独的高电压能量供应50，并且每个货车车厢的喷雾单元可以相同的电压操作，或者通过使用可同时供应多于一个电压的能量供应或通过在每个货车车厢内使用多于一个的能量供应，一个货车车厢的喷雾单元可以不同的电压操作。每个喷雾单元可被竖直地上下移动以如上所讨论地优化对探测到的杂草的喷雾。杂草控制火车具有使用上述的杂草地图或杂草控制地图的处理器（未示出）。杂草控制火车具有确定其地理地点的手段，其可基于GPS、惯性导航、图像分析中的一个或多个以定位在特定时刻杂草控制火车的位置和每个货车车厢中不同的喷雾单元的具体地点。这意味着当杂草控制火车通过环境时，不同的喷雾单元可被在杂草的具体地点激活，其中喷雾单元的具体操作模式在要喷雾的化学品和在什么电压水平以及喷雾单元的高度方面已经被确定为对于那个任务是最优的。

如上面讨论的，杂草控制火车可具有照相机并且获得图像。所获得的图像可由在杂草控制火车上的处理单元处理以确定火车自身的地点，这通过确定枕木和周围环境中的特征的地点。另外，当杂草控制火车具有GPS和/或惯性系统时，GPS和/或惯性导航系统可被用于确定火车的地点以使得可在具体杂草的地点处以正确的化学品以及在确定的电压上激活喷雾单元。不过，如果火车还具有获得周围环境的图像的照相机，那么导致诸如枕木的位置等的信息的特征提取可被用于增加由GPS和/或惯性导航确定的位置以修正位置，从而喷雾单元可在杂草的精确地点激活，以将例如从GPS系统得到的位置考虑在内。因此，为确定枕木的位置所要求的图像处理可快速运行，同时地点更新被快速应用，因为在定位诸如铁路枕木的特征时的图像处理复杂性相对不大。控制具体杂草应该使用什么化学品以及在什么电压和/或场强度下使用的数据库被处理单元使用以确定在环境中的具体地点处需要激活哪些喷雾单元。火车还确定杂草在地面上方的高度，通过使用成像或声学或雷达技术，并且这个信息被用于升高/降低具体的喷雾枪到该杂草上方的最优高度以进行喷雾。

图7示出了杂草控制系统100的另一示例。图7的杂草控制系统类似于图6中示出的那个。不过，在图7中杂草控制火车120具有之前讨论的照相机110和装置10。在杂草控制火车120上的照相机110现在获得之前由无人机获得的图像。在杂草控制火车120上的装置的处理单元30处理所获得的图像以确定杂草的地点和类型。此时不要求确定杂草的精确的地理地点。相反，基于照相机110和容纳在火车的货车车厢中的喷雾单元之间的相对间距，所获得的图像可被定位在地面上的具体点处，在该图像中定位并被识别的杂草因此也被定位在地面上，并且所要求的喷雾单元此时可在已经被确定的杂草地点处被激活。然后，根据杂草控制火车的向前运动的知识（其速度）和图像被获得的时间，可以确定所要求的喷雾单元应该在何时被激活使得它在杂草的位置处激活。以这种方式，杂草控制火车不需要具有GPS和/或惯性导航系统或基于图像的绝对地理地点确定手段。相反，为了顾及为确定杂草的类型和它在图像中的精确地点以及它在地面上的精确地点所要求的处理——在火车坐标系内——照相机110必须与喷雾单元40间隔一定距离，该距离至少等于处理时间乘以在杂草控制期间杂草控制火车的最大速度。因此，例如，如果对于以25m/s行进的火车处理需要0.2s、0.4s或0.8s，那么参照图7对于这个火车速度针对这些不同的处理时间照相机110必须在位于承载该照相机的货车车厢后面的第一货车车厢内的第一喷雾单元前面间隔5m、10m或20m。火车速度的减小使得可以减小间距。而且，获得图像的照相机110可具有非常短的曝光时间，从而最小化在曝光时间期间由于火车运动而引起的像移。这可通过各种不同的手段，包括例如结合滤镜使用例如通过激光或LED而具有短曝光时间或短脉冲照明的照相机。不过，装置可使用GPS系统和/或惯性导航系统和/或图像分析以确定杂草的精确地理地点。这意味着可以确定已经通过喷雾单元在化学品和操作电压/高度以及在那个地点处的实际喷雾持续时间方面的什么操作模式控制了什么杂草，以及那些杂草定位在哪里的记录，由此提供审计信息。而且，通过生成杂草的精确地理地点，当火车的每个货车车厢都具有相关的地点确定手段时，例如GPS系统和/或惯性导航系统和/或基于图像的系统，此时这个信息可被用于确保货车车厢内的喷雾单元在具体杂草的精确位置处激活。因此，火车的前车厢可具有图像获得和分析单元，该单元使得能够构建杂草控制地图。火车的最后几节货车车厢此时可具有容纳在它们内的喷雾单元，该杂草控制技术可以不同的模式操作。这些在后的货车车厢可通过承载负荷的货车车厢与前车厢间隔几十米或上百米。前车厢到后车厢的绝对间隔可在火车上山和下山时变化，但是因为带有喷雾单元的货车车厢知晓它们的精确地点，可在精确确定的杂草的地理地点处激活所要求的喷雾单元，这喷雾单元以所要求的电压/场强度喷雾所要求的化学品。

图6和7示出了杂草控制火车120的两个视图，上面的是侧视图且下面示出的是平面图。对于图7，该视图示出了在轨道之间延伸且延伸到轨道两侧的获得图像的照相机110。杂草控制火车的各个货车车厢具有可在火车下面应用且在火车两侧应用的相关喷雾单元40。

图8示出了如图6-7中示出的杂草控制火车120的货车车厢，其具有数个化学喷雾单元40。图8示出了火车的一个货车车厢的后视图，该视图是沿着铁路轨道的视图。该特定货车车厢喷雾一种类型的化学品，各个喷雾单元能够以不同的高度并且以不同的电压操作。数个独立的喷雾喷嘴（喷雾枪）在火车下面侧向延伸并且延伸到火车两侧。喷雾喷嘴也在向前方向上延伸。喷雾喷嘴本身可具有具体控制，除了开或关以及在电压上和在高度上以外，可以在方向上被控制以向左和右或向下喷雾，和/或被控制成使得喷雾的角度范围被改变从而例如窄的喷雾射流可被引向单个杂草。不同角度的喷雾布置可要求以不同的电压和高度操作从而优化化学品到正被喷雾的杂草的转移。当这些喷雾喷嘴中的一个在一个杂草的上方经过且该杂草已经被确认为是应该通过那个特定化学喷雾被控制的杂草，处理器30激活具体喷嘴，该喷嘴在杂草的具体地点喷洒化学品，其中要求通过那个化学品喷雾来控制那个杂草。在图8中，这个杂草有两个具体地点，一个被发现位于轨道之间并且向右延伸并且一个是在轨道左侧，并且因此激活了位于火车下面以及右边的数个喷雾喷嘴并且激活了左边的一个喷雾喷嘴。请注意，杂草可从这个货车车厢的下面经过，已经由前面的货车车厢应用其它化学品之一，并且如果已经确定杂草应该由下一货车车厢中的例如喷雾不同化学品的一个或多个喷雾单元来喷雾，那么未经喷雾的杂草可从这个货车车厢的下面经过。

图9示出了铁路环境的描绘，示出了铁路轨道和轨道两侧的地面。示出了数个杂草区域，其中一大丛一种类型的杂草内具有一丛不同类型的杂草。在图9中示出的是已经确定要被激活以用于这些具体杂草的喷雾单元的具体操作模式。因此，三种不同的化学品“A”、“B”和“C”可被喷洒，并且喷雾单元可以三种不同的高度“H1”、“H2”和“H3”操作，并且在三种电压水平“V1”、“V2”和“V3”操作。因此，已经确认一种特定类型的杂草具有的大小要求用化学品A、以电压水平V1并在高度H1处对其进行喷雾，这种杂草存在于两个地点。已经确认一种特定类型的杂草具有的大小要求用化学品A、以电压水平V2并在高度H2处对其进行喷雾，这种杂草存在于一个地点处。这个杂草可以与前面讨论的也用化学品A喷雾的杂草是同一类型的，但是其大小要求略微不同的高度和电压设置以优化经雾化的液体杂草控制化学品到杂草的转移，或者可以是不同类型的杂草，这些不同的设置对于通过喷雾对那种杂草进行控制来说是最优的。类似的，已经确认了另一种杂草需要用化学品B、以电压V1并在高度H2处喷雾。有一大丛杂草（其可以与前面的杂草是同一类型的或者是不同类型的杂草）需要用化学品B、以电压V2并在高度H3处喷雾。但是，在该杂草丛中发现了孤立的不同类型的杂草，这个不同类型的杂草需要用特别强的化学品C、在高度H1处以电压V3喷雾。以这种方式，以最优化的方式控制了杂草，增加了化学品到杂草的转移，使得能使用更少的化学品，并且进一步减少了对最激进的化学品的使用，这种化学品仅在绝对必须时才被应用。这种关于不同喷雾单元的在化学品、电压和操作高度方面的什么操作模式的确定可被考虑作为上面参照图6讨论的杂草控制地图，或者应该如参照图7讨论地应用关于喷雾单元的什么操作模式的实时确定。

图10示出了火车货车车厢中的其中一个的平面图，这个货车车厢与喷雾单元40相关。该喷雾单元数个单独的喷雾枪或喷嘴被安装在火车的该货车车厢的下面和两侧，如图6和7中所示。有三组喷雾枪，一组位于货车车厢的下面且一组位于左侧而一组位于右侧。仅具体示出了位于右侧的一组。关于位于右侧的一组，在这个具体的示例中有19行喷雾枪和12列喷雾枪。可以有不同数量的列的喷雾枪和不同的行数，并且可以仅有一行——如上所述，喷雾枪也可以被认为是喷雾单元，或者喷雾单元的一部分因为喷雾单元可还包括化学品的容器。这里，用所有的喷雾枪用化学品A喷雾，这些喷雾枪都在电压V1操作。在这个示例中杂草控制火车具有9个货车车厢，其中三个带有化学品A、三个带有化学品B且三个带有化学品C，并且其中不同的货车车厢以电压V1、V2和V3操作。不过，如上所述，喷雾枪可以具有应用它们上的不同的电压。参照一个行x列的坐标系，那么随着火车向前移动当喷雾枪1x4、1x5、1x6和1x7从杂草的地点上方经过时这些喷雾枪激活。随着进一步移动，在一个示例中仅仅这些喷雾枪处于激活直到这些喷雾枪已经从杂草的上方经过。以这种方式可在最小持续时间上应用化学品A。然而，喷雾枪可在杂草位于子单元下方的不同位置处时激活并且以这种方式可改变喷雾的持续时间。因此，当杂草首先位于子单元的前边缘下面时，喷雾枪1x4-7、2x4-7和3x4-7被激活。随着火车向前移动，2x4-7、3x4-7和4x4-7被激活，然后3x4-7、4x4-7和5x4-7被激活。以这种方式，杂草在子单元下方前进而在所有位置合适的喷雾枪都被激活直到17x4-7、18x4-7和19x4-7被激活，然后18x4-7和19x4-7并且最后19x4-7被激活。以这种方式一波喷雾枪在地面上的固定位置（杂草的地点）处激活，该波以火车的速度移动——相对于沿着向前方向正移动的火车的前部沿向后方向移动。化学品A的不同的应用持续时间可以通过激活不同数量的喷雾枪被应用。因此，即使对于火车的固定速度，不同的化学品可在不同的持续时间上被喷洒到杂草上，再一次使得难以杀死的杂草能够具有长喷雾持续时间并且因此更多的化学品被喷雾到那个杂草上，然而易于控制的杂草可在最小的持续时间上被应用喷雾。这意味着能再一次最小化所使用的化学品的量，并且喷雾枪可以固定的流速操作，这使得能够使用简单的喷雾枪。

图11示出了杂草控制系统的一部分的示例。为了简单起见，仅示出了喷雾单元的一个喷雾枪（喷嘴/雾化器）。顶部图像示出了平面图而底部图像示出了侧视图。该喷雾枪被附接到火车的货车车厢的底部，该火车正在从左到右方向上移动。通常，正被喷雾的杂草没有通过静电方式带电，因为喷雾的持续时间不太长，因为喷雾移动到新的区域，并且植被本身包含一定比例的水并且在一定程度上是导电的。不过，某些杂草可由数个不同的喷雾枪在更长的时长上喷雾，这些喷雾枪在从那个杂草上方经过时激活，并且某些杂草可比其它杂草导电性更差。为了减轻杂草的电荷积累，那导致转移效率的降低，数个接地电极60（被保持在地面电势或零伏）被附接到货车车厢的前部，这些电极沿着货车车厢的前边缘间隔开并且拖在地上。这些接触植被并且有助于确保该植被不会过多地带电。而且，形成了明确的地面平面，该地面平面有助于向下吸引带电的经雾化的液体杂草控制，从而有助于减轻化学品的飘走效应。

图12示出了另一个示例，通过该示例可减轻杂草电荷积累效应。示出了两个喷嘴，喷嘴A喷洒液体杂草控制化学品，而喷嘴B——也称为喷雾单元70——喷洒导电液体，例如盐水（海水）。如上讨论的，确定杂草的地点。喷嘴B在火车向前移动时首先从该杂草的上方经过。盐水被喷洒到该杂草上。被喷洒的液体不具有有害的环境效应，并且不必使其带电。然后，喷洒液体杂草控制化学品的喷嘴从杂草上方经过，并且如上所述地使该液体杂草控制化学品雾化且带电且被喷洒到杂草上。杂草的表面现在具有到大地的更大的导电性，这是由于它之前已经被喷洒了海水，并且杂草不会通过静电方式带电。代替喷洒海水（盐水），也可喷洒本领域技术人员已知的其它导电化学品。

上面详述的示例是参照铁路和杂草控制火车讨论的。然而，除了杂草控制火车以外，卡车或货车或乌尼莫克（Unimog）可具有上面讨论的喷雾单元和化学品容器，并且基于之前获得的且处理的图像或者基于它自己获得并处理的图像，围绕着工业区或甚至比如机场的区域行驶并如上所述地激活喷雾单元以控制具体地点的杂草。

在另一个示例性实施例中，提供了计算机程序或计算机程序元件，其特征在于被构造成在合适的系统上执行根据前面实施例中的一个的方法的方法步骤。

计算机程序元件可因此被存储在计算机单元上，计算机单元也可以是实施例的一部分。这个计算单元可被构造成执行或引发执行上面描述的方法的步骤。而且，它可被构造成操作上面描述的装置和/或系统的部件。该计算单元可被构造成自动操作和/或执行使用者的命令。计算机程序可被载入到数据处理器的工作内存中。数据处理器可因此被装备成执行根据前面的实施例的其中一个的方法。

本发明的这个示例性实施例既覆盖了从一开始就使用本发明的计算机程序也覆盖了借助更新将现有程序变成使用本发明的程序的计算机程序。

进一步，计算机程序元件可能够提供满足上述方法的示例性实施例的过程的全部必须步骤。

根据本发明的另一个示例性实施例，提供计算机可读介质，例如CD-ROM、USB棒等，其中计算机可读介质其上存储有计算机程序元件，该计算机程序元件是如前面部分描述的。

计算机程序可存储和/或分布在合适的介质上，例如光学存储介质或固态介质，所述介质与其它硬件一起或作为该硬件的一部分被供应，但是也可以其他形式散布，例如经由因特网或者有线或无线电信系统。

不过，计算机程序也可在网络上被提供，比如万维网，并且可被从这个网络上下载到数据处理器的工作内存中。根据本发明的另一个示例性实施例，提供了使计算机程序元件可用于下载的介质，该计算机程序元件被布置成执行根据本发明的前面描述的实施例中的一个的方法。

必须注意到，本发明的实施例是参照不同的主题描述的。尤其是，一些实施例是参照方法类型权利要求描述的，而其它实施例是参照设备类型权利要求描述的。但是，本领域技术人员将从上面以及下面的描述中得出，除非另有说明，属于一个类型的主题的特征可任意组合，除此之外，与不同主题相关的特征之间也可任意组合，这些组合都被认为是由本申请公开。然而，全部特征可被组合以提供比这些特征的简单相加更多的协同效果。

虽然在附图和前面描述中详细图示并描述了本发明，这些图示和描述被认为是说明性或示例性的而不是限定性的。本发明不限于所公开的实施例。本领域技术人员在实施要求保护的发明时能在学习附图、公开内容和从属权利要求之后理解并实现所公开的实施例的其它变型。

在权利要求中，词语“包括”不排除其它的元件或步骤，而不定冠词“一（a）”或“一个（an）”不排除多个。单独一个处理器或其它单元可满足在权利要求中记载的若干物件的功能。仅仅在互相不同的从属权利要求中记载了某些措施的事实不能表明不能利用这些措施的组合。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为限定范围。

Claims

1.一种用于运输工具的杂草控制装置(10)，包括：

-输入单元(20)；

-处理单元(30)；

-至少一个化学喷雾单元(40)；以及

-至少一个高电压能量供应(50)，所述至少一个高电压能量供应与所述至少一个化学喷雾单元能操作地通信；

其中，所述输入单元被构造成给所述处理单元提供环境的至少一张图像；

其中，所述处理单元被构造成分析所述至少一张图像以激活所述至少一个化学喷雾单元；

其中所述处理单元被构造成分析所述至少一张图像以确定激活所述至少一个化学喷雾单元的至少一个地点，其中分析所述至少一张图像以确定激活所述至少一个化学喷雾单元的至少一个地点包括确定所述环境中的植被的至少一个地点，并且其中所述处理单元被构造成基于被确定位于环境中的那个至少一个地点处的杂草的类型确定要用于环境中的植被的那个至少一个地点的该至少一个化学喷雾单元的至少一个操作模式，并且其中被确定要用于植被的至少一个地点的该至少一个化学喷雾单元的至少一个操作模式包括数个不同的操作模式；

其中，所述至少一个化学喷雾单元被构造成雾化液体杂草控制化学品；

其中，所述至少一个化学喷雾单元具有至少一个部分(42)，所述至少一个部分被构造成相对于零伏电势被保持在高电压；

其中，所述至少一个高电压能量供应和所述至少一个化学喷雾单元被构造成将所述至少一个化学喷雾单元的所述至少一个部分相对于零伏电势保持在至少一个高电压，从而使经雾化的液体杂草控制化学品带电；以及

其中，所述装置包括至少一个接地电极(60)，所述至少一个接地电极被构造成被保持在零伏电势处或附近，并且其中所述装置被构造成使得所述至少一个接地电极能被定位在与所述至少一个化学喷雾单元间隔开的地面平面上，从而激活所述至少一个化学喷雾单元将导致液体杂草控制化学品被喷洒到与所述至少一个接地电极的在所述地面平面上的位置对应的地点处。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个化学喷雾单元被构造成使经雾化的液体杂草控制化学品在雾化后带电。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个部分(42)包括电极(42a)，所述电极被构造成被定位在经雾化的液体杂草控制化学品中。

4.根据权利要求1所述的装置，其中分析所述至少一张图像以确定激活所述至少一个化学喷雾单元的至少一个地点包括确定至少一个类型的杂草。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其中所述至少一张图像是由至少一个照相机获得的，并且其中所述输入单元被构造成给所述处理单元提供在获得所述至少一张图像时与所述至少一个照相机相关的至少一个地点。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其中所述至少一个接地电极包括金属带或链，其中所述金属带或链彼此侧向间隔开。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述数个不同的操作模式为喷洒不同的化学品，以不同的高电压操作以改变喷雾单元和要被喷雾的杂草之间的电场，改变喷雾单元和要被喷雾的杂草之间的距离中的一个或多个。

8.一种杂草控制系统(100)，包括：

-至少一个照相机(110)；

-根据权利要求1-7中任一项所述的杂草控制装置(10)，其中所述杂草控制装置被安装在运输工具(120)上；

-至少一个容器(130)，其被构造成保持至少一个液体杂草控制化学品，其中所述至少一个容器被安装在所述运输工具上；

其中，所述至少一个照相机被构造成获得所述至少一张图像；

其中，所述至少一个化学喷雾单元和所述至少一个容器被构造成彼此流体连接；以及

其中，所述杂草控制装置被构造成使所述至少一个液体杂草控制化学品雾化、带电并用其喷雾。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述至少一个照相机被安装在所述运输工具上。

10.一种用于运输工具的杂草控制方法(200)，包括：

(a)给处理单元提供环境的至少一张图像；

(c)由所述处理单元分析所述至少一张图像以激活至少一个化学喷雾单元，并且由所述处理单元分析所述至少一张图像以确定激活所述至少一个化学喷雾单元的至少一个地点，其中分析所述至少一张图像以确定激活所述至少一个化学喷雾单元的至少一个地点包括确定所述环境中的植被的至少一个地点，并且由所述处理单元基于被确定位于环境中的那个至少一个地点处的杂草的类型确定要用于环境中的植被的那个至少一个地点的该至少一个化学喷雾单元的至少一个操作模式，并且其中被确定要用于植被的至少一个地点的该至少一个化学喷雾单元的至少一个操作模式包括数个不同的操作模式；以及

(f)由所述至少一个化学喷雾单元使液体杂草控制化学品雾化并带电；其中所述至少一个化学喷雾单元具有至少一个部分，所述至少一个部分被构造成相对于零伏电势被保持在高电压；并且其中所述至少一个高电压能量供应和所述至少一个化学喷雾单元被构造成将所述至少一个化学喷雾单元的所述至少一个部分相对于零伏电势保持在至少一个高电压，从而使经雾化的液体杂草控制化学品带电。

11.根据权利要求10所述的方法，其中步骤(f)包括使所述液体杂草控制化学品雾化，然后再使其带电。

12.根据权利要求10-11中任一项所述的方法，其中在步骤(a)中所述至少一张图像由至少一个照相机获得；并且其中所述方法包括给所述处理单元提供在获得所述至少一张图像时与所述至少一个照相机相关的至少一个地点的步骤(b)。

13.根据权利要求10-11中任一项所述的方法，其中所述方法包括将至少一个接地电极保持在零伏电势处或附近的步骤(d)，以及包括将所述至少一个接地电极定位在与所述至少一个化学喷雾单元间隔开的地面平面上的步骤(e)，以及包括由所述至少一个化学喷雾单元将所述液体杂草控制化学品喷洒到与所述至少一个接地电极的在所述地面平面上的位置对应的地点处的步骤(g)。

14.根据权利要求13所述的方法，其中步骤(e)进一步包括沿着地面拉动所述至少一个接地电极。

15.根据权利要求10所述的方法，其中所述数个不同的操作模式为喷洒不同的化学品，以不同的高电压操作以改变喷雾单元和要被喷雾的杂草之间的电场，改变喷雾单元和要被喷雾的杂草之间的距离中的一个或多个。

16.一种计算机程序元件，所述计算机程序元件用于控制根据权利要求1到7中任一项的装置，或者用于控制根据权利要求8到9中任一项的系统，或者用于控制权利要求1到7中任一项的装置以及用于控制根据权利要求8到9中任一项的系统这二者，所述计算机程序元件被构造成在由处理器执行时执行根据权利要求10到15中任一项的方法。

17.一种计算机可读介质，在所述计算机可读介质上存储有根据权利要求16所述的计算机程序元件。