CN112970411A - 预测的农作物特性映射 - Google Patents

Abstract

一种收割农作物材料的方法，包括在收割机具沿着初始路径移动通过田地时通过收割机具收集农作物材料。在多个间隔处感测所收集的农作物材料的位置和所收集的农作物材料的特性的值。基于在每个间隔处感测到的农作物材料的位置和特性来生成遍及田地的特性的一组估计值。当收割机具沿着收割路径移动时，基于遍及田地的农作物材料的特性的一组估计值来预测位于收割机具之前的农作物材料的特性的值。可以基于拾取装置之前的特性的预测值来控制收割装置的功能装置。

Description

预测的农作物特性映射

技术领域

本公开总体上涉及一种收割农作物材料的方法及其收割系统。

背景技术

农作物材料(例如但不限于干草)通常通过收割机具(例如打捆机)被收集并形成为捆包。例如，收割机具可以包括但不限于用于制成圆柱形捆包的圆捆打捆机，或用于制成矩形捆包的方捆打捆机。应当理解，收割机具可以被构造成不同于打捆机，并且替代地，收割机具可以被构造成用于其他农作物材料。例如，收割机具可以被构造为草料收割机或联合收割机。为了储存农作物材料，例如干草，通常期望允许农作物材料在被切割之后和打捆之前在田地中干燥一段时间。通常，将农作物材料干燥至水分含量小于百分之二十。除非完全用固体包裹材料覆盖，否则被打捆的水分含量大于约百分之二十的农作物材料可能会腐坏或发霉。

在农作物材料具有高于大约百分之二十的水分含量的一些情况下，当农作物材料由收割机具(例如打捆机)收集和处理时，并且在形成为捆包之前，可以将农作物防腐剂施加到农作物材料。农作物防腐剂使霉菌生长和/或腐坏最小化或防止霉菌生长和/或腐坏。一些系统将农作物防腐剂施加在整个田地上，而不管是否田地的所有区域都需要农作物防腐剂。这些系统导致使用过量的农作物防腐剂，这是昂贵的。其他系统检测捆包形成后的水分含量，并追溯性地调节农作物防腐剂的使用，即，这些其他系统基于先前被打捆的农作物的状况来针对当前被打捆的农作物调节农作物防腐剂。这些其他系统本质上是追溯性的，并且不能准确地预测当前被打捆的农作物的水分含量，即，位于收割机具前方的农作物的水分含量。

发明内容

提供了一种收割农作物材料的方法。该方法包括当收割机具沿着初始路径移动通过田地时通过收割机具的拾取装置收集农作物材料。通过特性传感器在多个间隔中的每一个处感测所收集的农作物材料的特性的值。通过位置传感器在多个间隔中的每一个处感测收割机具在田地上的位置。通过控制器生成遍及田地的农作物材料的特性的一组估计值。基于在多个间隔中的每个间隔处感测到的农作物材料的特性和感测到的收割机具的位置来生成特性的一组估计值。当收割机具沿着收割路径移动时，通过控制器基于遍及田地的农作物材料的特性的一组估计值来预测位于收割机具的拾取装置之前的农作物材料的特性的值。可以基于位于拾取装置之前的农作物材料的特性的预测值来控制收割机具的功能装置。

在对农作物材料进行打捆的方法的一个方面，生成遍及田地的农作物材料的特性的一组估计值的步骤包括生成田地的预测映射图，该预测映射图提供遍及田地的农作物特性的估计值。可以通过使用在多个间隔中的每个间隔处感测到的农作物材料的特性和感测到的收割机具的位置对田地进行建模来生成预测映射图。

在对农作物材料进行打捆的方法的一个方面，在多个间隔中的每个间隔处感测收割机具的位置可以包括确定当在每个相应间隔处感测到农作物材料的特性时农作物材料在田地上的位置。可以在农作物被收集之后感测农作物材料的特性，使得在收集农作物材料时收割机具在田地上的位置与感测农作物材料的特性时收割机具在田地上的位置之间几乎没有差异。然而，可以设想，可以在农作物材料已经形成为捆包之后感测农作物材料的特性，使得在收集农作物材料时收割机具在田地上的位置与感测农作物材料的特性时收割机具在田地上的位置之间存在距离差异。为了提供田地中的农作物材料的特性的准确映射，当存在距离差异时，该方法考虑确定田地上的在相应间隔处感测到农作物材料的特性的位置。

在对农作物材料进行打捆的方法的另一方面，农作物材料的特性可以包括农作物材料的水分含量，并且收割机具的功能装置可以包括但不限于添加剂施加器。控制收割机具的功能装置的步骤可以包括控制添加剂施加器以将添加剂添加到农作物材料。添加剂可以包括但不限于农作物防腐剂，从而防止或限制农作物材料的发霉和/或腐坏。类似地，控制收割机具的功能装置可以包括在不需要农作物防腐剂时使添加剂施加器脱离，从而最小化使用的农作物防腐剂的量及其相关联的成本。

在对农作物材料进行打捆的方法的一个方面，限定通过田地的初始路径以形成在多个间隔处感测到的农作物材料的特性的值和感测到的收割机具的位置的数据集。初始路径被限定成提供足够的数据以生成遍及田地的至少一部分的农作物材料的特性的一组估计值。因此，初始路径可以包括田地的初始部分，该初始部分用于生成足以映射遍及田地的农作物材料的特性的数据，随后是收割路径，田地中的农作物材料的剩余部分沿该收割路径被收集和打捆。

在对农作物材料进行打捆的方法的一个方面，在使用位于拾取装置之前的农作物材料的预测值来控制收割机具的功能装置之前，可以使用农作物材料的特性的先前被限定的一组测量值来控制收割机具的功能装置。所述特性的先前被限定的一组测量值可以包括例如基于先前收获的测量值。在获得足够的数据之前，可以使用先前被限定的一组测量值来生成遍及田地的农作物材料的特性的一组估计值。一旦获得了足够的数据，并且已经生成了农作物材料的特性的一组估计值，则控制器可以使用该组估计值来预测位于收割机具的拾取装置之前或前面的农作物材料的特性。

在对农作物材料进行打捆的方法的一个方面，当收割机具沿着收割路径移动通过田地时，连续地感测所收集的农作物材料的特性的值。类似地，当收割机具沿着收割路径移动通过田地时，连续地感测收割机具在田地上的位置。如此，可以在收割机具沿着收割路径移动通过田地时连续地生成和/或更新农作物材料的特性的一组估计值。应当理解，农作物材料的特性的一组估计值的准确度随着数据集的数量增加而提高。因此，通过在机具不仅沿着初始路径而且沿着收割路径移动时连续地感测特性和位置，可以提高该组估计值的准确度。

在对农作物材料进行打捆的方法的一个方面，可以由控制器基于位于拾取装置之前的农作物材料的预测值来自动地控制收割机具的功能装置。在另一实施例中，可以由操作员基于位于收割机具的拾取装置之前的农作物材料的预测值来手动地控制收割机具的功能装置。

在对农作物材料进行打捆的方法的另一方面，收割机具包括打捆室，其中农作物从拾取装置被移动到打捆室，其中收割机具将农作物材料形成为捆包。

还提供了一种收割系统。收割系统包括可操作以沿着初始路径移动通过田地的收割机具。收割机具包括用于在收割机具沿着初始路径移动时收集农作物材料的拾取装置。特性传感器被定位成在多个间隔中的每个间隔处感测所收集的农作物材料的特性的值。位置传感器可操作以确定当在每个相应间隔处感测到所收集的农作物材料的特性时农作物材料在田地上的位置。控制器被设置成与特性传感器和位置传感器通信。控制器包括处理器和存储器，存储器上存储有特性预测算法。处理器可操作以执行特性预测算法，以从特性传感器接收与在每个间隔收集的农作物的特性的值相关的数据，并且从位置传感器接收与当在每个相应间隔处感测到所收集的农作物的特性的值时农作物材料在田地上的位置相关的数据。控制器可操作以基于从特性传感器和位置传感器接收到的在多个间隔中的每个间隔处的数据，生成遍及田地的农作物材料的特性的一组估计值。控制器然后可以在收割机具沿着收割路径移动时基于遍及田地的农作物材料的特性的一组估计值来预测位于收割机具的拾取装置之前的农作物材料的特性的值。

在打捆系统的一个方面，处理器可操作以执行特性预测算法，从而基于位于拾取装置之前的农作物材料的特性的预测值来控制收割机具的功能装置。农作物材料的特性可以包括但不限于农作物材料的水分含量。收割机具的功能装置可以包括但不限于防腐剂施加器。

在本公开的一个方面，处理器可操作以执行特性预测算法，从而在使用位于拾取装置之前的农作物材料的预测值来控制收割机具的功能装置之前，使用农作物材料的特性的先前被限定的一组测量值来控制收割机具的功能装置。可以将农作物材料的特性的先前被限定的一组测量值保存在控制器的存储器上。

在本公开的另一方面，处理器可操作以执行特性预测算法，从而使用农作物材料的被感测到的特性和当在每个相应间隔处感测到所收集的农作物的特性的值时农作物材料在田地上的被感测到的位置对田地进行建模，以生成田地的预测映射图。田地的预测映射图提供了遍及田地的农作物特性的估计值。

因此，本文所述的收割系统和方法使得能够基于农作物特性的估计值来预测对收割机具的功能装置的控制。例如，可以基于位于拾取装置之前的农作物材料的预测的水分含量来施加农作物防腐剂。

当结合附图时，根据以下对用于执行本教导的最佳模式的详细描述，本教导的上述特征和优点以及其他特征和优点将是显而易见的。

附图说明

图1是收割系统的示意性侧视图。

图2是田地的示意性平面图，示出了收割系统的初始路径和收割路径。

图3是表示对农作物材料进行打捆的方法的示意性流程图。

具体实施方式

本领域普通技术人员将认识到，诸如“上方”、“下方”、“向上”、“向下”、“顶部”、“底部”等术语是用于描述附图的，并且不表示对如所附权利要求所限定的本公开的范围的限制。此外，在本文中可以根据功能部件和/或逻辑块部件和/或各种处理步骤来描述本教导。应当认识到，这样的块部件可以包括被配置成执行指定功能的任何数量的硬件部件、软件部件和/或固件部件。

本领域普通技术人员将诸如“基本上”或“大约”之类的程度术语理解为指给定值之外的合理范围，例如与所述实施例的制造、组装和使用相关联的一般公差。

参照附图，其中在所有的几个视图中相同的附图标记表示相同的部件，收割系统通常以20表示。参照图1，收割系统20包括牵引收割机具24的拖拉机22。然而，在其他实施例中，收割系统20可以包括自推进式机具，包括组合成单个车辆的牵引单元和收割机具24。

参照图1，拖拉机22牵引收割机具24通过田地26(图2所示)，以收割农作物材料30。在本文所述的示例性实施例中，收割机具24被实施为并被称为打捆机24，该打捆机可操作以收割干草或其他类似的农作物材料30。然而，应当理解，收割机具24可被构造成与本文所示和所述的示例性实施例不同，并用于收割干草以外的农作物材料30。因此，本公开的教导不限于用于对干草进行打捆的打捆机，并且可以应用于其他农作物收割应用和机具，例如但不限于草料收割机或联合收割机。

本文描述的打捆机24的示例性实施例可以包括任何类型的打捆机24，包括但不限于大型方捆打捆机24、小型方捆打捆机24或圆捆打捆机24。除非本文另有描述，打捆机24可以如本领域已知的那样操作。通常，参照图1，打捆机24包括位于打捆机24前端的拾取装置28，该拾取装置从地面收集农作物材料30。拾取装置28将所收集的农作物材料30喂入到打捆室32中，该打捆室将农作物材料30形成为捆包，例如，方形捆包或圆形捆包。打捆机24的与收集农作物材料30并将农作物材料30形成为捆包相关的具体特征和操作对于本领域技术人员来说是已知的，并且与本公开的教导无关，因此在此不进行更详细的描述。

打捆机24还可以包括其他系统和功能装置，例如依赖于农作物材料30的至少一个特性的功能装置。例如，依赖于农作物材料30的特性或基于农作物材料30的特性可控制的功能装置可以包括但不限于：预切割器(未示出)，该预切割器用于进一步处理农作物材料30；添加剂施加器34，该添加剂施加器用于在农作物材料30进入打捆室32之前将添加剂(例如但不限于农作物防腐剂36)施加到农作物材料30；或者张紧板，该张紧板用于形成较大的方形捆包。可以基于被收集的农作物材料30的切割长度来控制预切割器，从而调节对农作物材料30的进一步处理。可以基于被收集的农作物材料30的水分含量来控制添加剂施加器34，从而调节诸如农作物防腐剂36之类的添加剂的施加速率。可以基于农作物材料30的水分含量来调节由张紧板施加的张力或力。应当理解，打捆机24的依赖于农作物材料30的特性的功能装置可以与本文提供的示例不同。

打捆机24可操作以沿着初始路径38和收割路径39移动通过田地26。在示例性实施例中，拖拉机22沿着初始路径38或收割路径39牵引打捆机24通过田地26。然而，应当理解，打捆机24可以由一些其他车辆牵引，或者如上所述，可以是自推进式车辆。当打捆机24在田地26中沿着初始路径38或收割路径39移动时，拾取装置28收集农作物材料30。拾取装置28将农作物材料30喂入到打捆室32中，该打捆室将农作物材料30形成为一定形状，并且将所形成的形状件与细绳或包裹材料捆绑在一起以形成捆包。

打捆机24包括特性传感器40。特性传感器40被定位成并且可操作以感测由拾取装置28在打捆机24沿着初始路径38或收割路径39移动时收集的农作物材料30的特性和/或特性的值。该特性可以包括但不限于农作物材料30的水分含量、农作物材料30的灰分含量、农作物材料30的切割长度、农作物材料30的调节百分比(conditioning percentage)等。特性传感器40的具体类型和/或操作依赖于被感测的农作物材料30的具体特性。传感器的示例性类型可以包括但不限于水分传感器、光学传感器、相机、电容传感器等。在本文描述的示例性实施例中，特性传感器40是可操作以感测农作物材料30的水分含量的水分传感器。各种类型的特性传感器40(例如示例性实施例的水分传感器)的具体类型、功能和操作对于本领域技术人员来说是已知的，并且与本公开的教导无关，因此在此不进行更详细的描述。

特性传感器40可以定位在合适的位置处，以感测农作物材料30的特性的期望值。特性传感器40在收割机具24(例如打捆机24)上的位置可以依赖于被感测的具体特性。在本文所述的示例性实施例中，特性传感器40(即，水分传感器)可以定位在拾取装置28处或附近，以在农作物材料30被收集时感测农作物材料30的水分。可替代地，示例性实施例的水分传感器可以定位在打捆室32中或附近，以在农作物材料30形成为捆包时或形成为捆包之后感测农作物材料的水分含量。

特性传感器40感测数据并将该数据传送给控制器42。该数据可以包括与在多个间隔中的每个间隔处的特性的值相关的信息。间隔可以包括但不限于时间间隔或距离间隔。在本文描述的示例性实施例中，特性传感器40在每个间隔处感测与农作物材料30的水分含量相关的数据，并将每个间隔的数据传送给控制器42。该数据可以包括表示实际水分含量的信号，或者可以包括使控制器42能够计算农作物材料30的特性的值的其他信息。

收割系统20还包括位置传感器44。在本文描述的示例性实施例中，位置传感器44可以设置在拖拉机22上或收割机具24(例如打捆机24)上。位置传感器44可操作以确定当在每个相应间隔处感测到所收集的农作物材料30的特性时打捆机24和/或农作物材料30在田地26上的位置。因此，在特性传感器40感测与农作物材料30的特性相关的数据的每个间隔处，位置传感器44感测与农作物材料30在田地26中的感测到农作物特性的位置相关的数据。这样，位置数据标识与农作物材料30的特性相关的数据在田地26上的对应位置。

位置传感器44将与田地26中的位置相关的数据传送到控制器42。该数据可以包括针对每个间隔的实际位置(例如坐标)，和/或可以包括使得控制器42能够计算田地26上的定位或位置的数据。例如，如果位置传感器44位于打捆机24上，在拾取装置28处或附近，使得位置传感器44感测在拾取装置28收集农作物材料30时与田地26上的位置相关的数据，则该数据可以反映农作物材料30在田地26中的感测到农作物材料30的特性的实际位置。

如果位置传感器44位于除拾取装置28之外的其他位置处，例如在拖拉机22上，则控制器42可能需要应用位置校正来校正田地26上的与由位置传感器44感测到的数据相关的位置和打捆机24的拾取装置28在田地26上的位置之间的距离。类似地，如果特性传感器40不位于拾取装置28处或附近，则控制器42可能需要应用行进校正以校正打捆机24在特性传感器40感测到与农作物特性相关的数据之前行进的距离。例如，如果打捆机24包括位于打捆室32中的水分传感器，则与农作物材料30的特性相关的数据(例如水分含量)在农作物材料30从田地26被收集之后的某个时间处被感测到。在拾取装置收集田地26中的农作物材料30和特性传感器40感测与农作物材料30的特性相关的数据之间的这个时间段中，打捆机可能已经相对于农作物材料30在田地26上所源自的位置行进了一段距离。这样，控制器42必须通过应用基于自农作物材料30被收集以来的时间和所经过的行进路线的行进校正，来将与农作物特性的位置相关的数据和农作物特性的值与农作物材料30在田地26上所源自的位置相关联。

位置传感器44可以包括但不限于全球定位系统(GPS)接收器。如本领域技术人员所理解的，GPS接收器从多个卫星接收数据，并使用该数据来计算GPS接收器的位置。GPS接收器的具体操作对于本领域技术人员来说是公知的，并且与本公开的教导无关，因此在此不进行更详细的描述。另外，位置传感器44可包括除GPS接收器之外的能够计算和跟踪收割机具24在田地26上以及穿过田地的移动的装置。

如上所述，收割系统20包括控制器42。控制器42可以位于打捆机具中、拖拉机22中或一些其他远程位置处。控制器42被设置成与特性传感器40和位置传感器44通信，并且可操作以从特性传感器40接收与农作物材料30的特性相关的数据，并且还从位置传感器44接收与针对每个采样间隔的农作物材料30在田地26中所源自的位置相关的数据。控制器42可以链接到位置传感器44和特性传感器40，以便以任何适当的方式从位置传感器44和特性传感器40接收数据，例如但不限于有线连接、无线连接、云连接等。控制器42与位置传感器44和特性传感器40二者连接和通信的具体方式与本公开的教导无关，这是本领域技术人员可以理解的，因此在此不进行更详细的描述。

控制器42可以指计算机、专用计算机、机具控制器、车辆控制器、控制模块、车辆控制模块等。控制器42包括处理器46、存储器48以及管理和控制收割机具24(例如打‘捆机24)的功能所需的所有软件、硬件、算法、连接、传感器等。这样，方法可以被实施为可在控制器42上运行的程序或算法。应当理解，控制器42可以包括能够分析来自各种传感器的数据、比较数据、做出控制收割机具24的操作所需的必要决定以及执行控制收割机具24的操作所需的必要任务的任何装置。

控制器42可以被实施为一个或更多个数字计算机或主机，每个数字计算机或主机具有一个或更多个处理器46、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、电可编程只读存储器(EPROM)、光驱动器、磁驱动器等、高速时钟、模数转换(A/D)电路、数模转换(D/A)电路，以及任何所需的输入/输出(I/O)电路、I/O设备、通信接口，以及信号调节和缓冲电子器件。

计算机可读存储器48可以包括参与提供数据或计算机可读指令的任何非暂时性/有形介质。存储器48可以是非易失性的或易失性的。非易失性介质可以包括例如光盘或磁盘以及其他永久存储器。示例性易失性介质可以包括动态随机存取存储器(DRAM)，动态随机存取存储器可以构成主存储器。存储器的实施例的其他示例包括软盘、软磁盘或硬盘、磁带或其他磁性介质、CD-ROM、DVD和/或任何其他光学介质，以及其他可能的存储器48装置，例如闪存。

控制器42包括有形的非暂时性存储器48，在该存储器上记录有计算机可执行指令，包括特性预测算法50。控制器42的处理器46被配置成执行特性预测算法50。特性预测算法50实施收割农作物材料30的方法。

参照图2，收割农作物材料30的方法包括限定通过田地26的初始路径38。初始路径38以这样的方式被限定，即，仅覆盖足够的田地26，使得足以形成多个间隔处的农作物材料30的特性的感测值和打捆机24的感测位置的数据集，以足以表示田地26的至少一部分(如果不是整个田地26的话)。由初始路径38生成的数据集可以用于生成田地26的一部分或整体上的农作物材料30的特性的一组估计值，如下面更详细地描述的。初始路径38可以包括例如旨在收集与田地26中的农作物材料30相关的代表性数据的几个间隔开的通道。

还可以限定通过田地26的收割路径39。收割路径39限定了通过田地26的路线，通过该路线可以收集农作物材料30的沿着初始路径38没有被收集到的剩余部分。

参照图3，一旦限定了初始路径38，收割机具24就沿着初始路径38移动通过田地26，以通过打捆机24的拾取装置28收集农作物材料30。通过拾取装置28收集农作物材料30的步骤在图3中总体上由框120指示。如上所述，打捆机24包括可以基于农作物材料30的特性进行控制的至少一个功能装置，例如但不限于通过添加剂施加器34施加农作物防腐剂36。在打捆机24沿着初始路径38移动的过程的初始阶段期间，可以使用农作物材料30的特性的先前被限定的一组测量值来控制打捆机24的一个或更多个功能装置，例如但不限于通过添加剂施加器34施加农作物防腐剂36。通过先前被限定的一组测量值来控制打捆机24的功能装置(例如添加剂施加器34)的步骤在图3中总体上由框122表示。农作物材料30的特性的一组测量值可以是在先前的收割操作期间获得的并保存在控制器42的存储器48中的特性的值及其在田地26中的相关联的位置。应当理解，农作物材料30的特性的一组测量值可以反映先前收割时的农作物特性的实际值，而非当前收割时的农作物特性的实际值。可替代地，在打捆机24沿着初始路径38移动的过程的初始阶段期间，打捆机24的功能装置可以由一些其他过程控制，例如手动控制或为预设的默认值。

当打捆机24沿着初始路径38移动通过田地26并且从田地26收集农作物材料30时，特性传感器40在多个间隔的每个间隔处感测所收集的农作物材料30的特性的值。在每个间隔处感测农作物材料30的特性的步骤在图3中总体上由框124指示。如上所述，特定特性可以包括农作物材料30的可以基于其调节或控制打捆机24的功能装置的任何特性。在本文描述的示例性实施例中，该特性被限定为农作物材料30的水分含量。然而，应当理解，农作物材料30的特性可以不同于水分含量的示例性实施例。

特性传感器40在每个间隔处感测农作物材料30的特性。如上所述，可以根据时间或距离来限定该间隔。例如，该间隔可以被限定为等于一秒、两秒等。替代地，该间隔可以被限定为每行进10英尺、每行进20英尺等。在一个实施例中，特性传感器40可以仅穿过初始路径38感测农作物材料30的特性。然而，在其他实施例中，特性传感器40可以穿过初始路径38和收割路径39二者连续地感测农作物材料30的特性。

如上所述，特性传感器40检测与被监测的农作物材料30的特定特性相关的数据。在示例性实施例中，特性是水分含量。因此，在该示例性实施例中，特性传感器40感测或检测与农作物材料30的水分含量相关的数据。然后将该数据传送到控制器42，该控制器又从特性传感器40接收与在每个间隔处收集的农作物的特性的值相关的数据。该数据可以包括实际水分含量，或者可以由控制器42使用以计算水分含量的其他信息。

除了在每个相应的间隔处感测与农作物材料30的特性相关的数据之外，打捆机24还通过位置传感器44在多个间隔中的每个间隔处感测打捆机24在田地26上的位置。在每个间隔处感测位置的步骤在图3中总体上由框126指示。如上所述，可以根据时间或距离来限定该间隔。例如，该间隔可以被限定为等于一秒、两秒等。替代地，该间隔可以被限定为每行进10英尺、每行进20英尺等。在一个实施例中，位置传感器44可以仅穿过初始路径38在每个间隔处感测打捆机24的位置。然而，在其他实施例中，位置传感器44可以穿过初始路径38和收割路径39二者连续地感测打捆机24的位置。

如上所述，位置传感器44在每个相应的间隔处检测与打捆机24的位置相关的数据。然后，位置数据被传送到控制器42，控制器又从位置传感器接收与打捆机24在每个间隔处的位置相关的位置数据。该数据可以包括当感测到农作物材料30的特性时打捆机24的拾取装置28的实际位置，或者可以包括当感测到农作物材料30的特性时控制器42可以用来计算打捆机24的拾取装置28的位置的其他信息。

例如，如果特性传感器40定位在打捆机24上以在除拾取装置28之外的位置处感测农作物材料30的特性，则在收集农作物材料30的时间点和感测农作物材料30的特性的时间点之间可能会经过一定的时间量。在该时间量中，打捆机24可能已行进远离农作物材料30在田地26中所源自和被收集的位置。这样，当在该间隔处感测到农作物材料30的特性和位置时，数据将不再与在该相应间隔处测试的农作物材料30在田地26中所源自的位置直接相关。在这种情况下，与打捆机24在田地26中的位置相关的数据可以包括允许控制器42计算或确定当农作物材料30在该相应间隔处被拾取装置28收集时打捆机24在田地26中的位置的信息。数据可以包括例如移动速度、行进距离、农作物材料30被收集和特性被感测之间的时间等。控制器42然后可以使用该数据来针对每个相应的测试间隔计算或确定农作物材料30在田地26上所源自的位置。

在示例性实施例中，农作物材料30被收集、被传递到打捆室32中，并且然后形成为捆包。根据打捆机24的具体构造，捆包可以是矩形捆包，例如较大的方形捆包，或者可以是圆形捆包。用于将农作物材料30形成为捆包的打捆机24的具体过程和特征在本领域中是公知的，并且与本公开的教导无关，因此在此不进行详细描述。应当理解，在其他实施例中，收割机具24可以不对农作物材料30进行打捆。

一旦已经沿着初始路径38收集了与针对每个间隔的农作物材料30的特性相关的数据和位置数据，则可以计算遍及田地26的农作物材料30的特性的一组估计值。计算农作物材料30的特性的一组估计值的步骤在图3中总体上由框128表示。使用在多个间隔中的每个间隔处的农作物材料30的感测到的特性和打捆机24的感测到的位置来生成农作物材料30的特性的一组估计值。应当理解，只要已经收集了足够的数据，就可以生成通过田地26的农作物材料30的特性的一组估计值，并且通过初始路径38和收割路径39连续地更新该组估计值。

农作物材料30的特性的一组估计值基于来自特性传感器40和位置传感器44的测量数据限定了对农作物材料30的特性的估计。应当理解，使用来自特性传感器40和位置传感器44的实际测量数据，针对整个田地26或田地26的至少一部分来计算该组估计值。可以以不局限于田地26的表格或预测映射图的形式生成遍及田地26的农作物材料30的特性的一组估计值，该表格或预测映射图均可提供田地26上的位置处的农作物特性的估计值。可通过使用多个间隔中的每个间隔处的农作物材料30的感测到的特性和打捆机24的感测到的位置对田地26进行建模来限定田地的预测映射图。控制器42计算和使用农作物材料30的特性的一组估计值的方式和形式可以包括任何合适的数据分析过程，该数据分析过程能够分析针对每个间隔的特性数据和位置数据，并且将这些值与整个田地26的代表性估计值相关联。

控制器42可以使用基于初始路径38的来自特性传感器40的特性数据和来自位置传感器44的位置数据来计算农作物材料30的特性的一组估计值。另外，控制器42可以在沿着收割路径39的整个移动过程中继续收集特性数据和位置数据，并且连续地生成和/或更新农作物材料30的特性的一组估计值，以提供对特性的更准确的估计。通过使用在收割系统20沿着收割路径39移动时收集的特性数据和位置数据的实际测量值，提高了农作物材料的特性的一组估计值的准确度。应当理解，控制器42可以将农作物特性的实际测量值或感测值与农作物特性的估计值进行比较，并相应地更新估计的农作物特性的模型，以提供对农作物特性的更准确的估计。

一旦已经生成田地26中的农作物材料30的特性的一组估计值，控制器42就可以在打捆机24沿着初始路径38移动时，使用农作物材料30的特性的该组估计值来预测在打捆机24的拾取装置28附近或之前的农作物材料30的特性的值。预测在拾取装置28之前的农作物材料30的特性的值的步骤在图3中总体上由框130指示。因为农作物材料30的特性的一组估计值提供了通过田地26的特性的估计值，所以控制器42可以在打捆机24移动通过田地26时使用该组估计值来连续地预测打捆机24之前的特性的值。如此，控制器42可以在农作物材料30被拾取装置28收集之前，主动地预测农作物材料30的特性的值。

当控制器42在沿着初始路径38移动时从位置传感器44收集位置数据并且从特性传感器40收集特性数据时，控制器42可以基于农作物特性的先前被限定的测量值来控制打捆机24的功能装置34。控制器42可以连续地确定是否已经建立或还没有建立农作物特性的一组估计值。确定农作物特性的一组估计值的状态的步骤在图3中总体上由框132表示。当还没有建立农作物特性的一组估计值时(在图3中总体上由箭头134指示)，则控制器42可以使用农作物特性的先前被限定的测量值来继续控制打捆机24的功能装置34。然而，当建立了农作物特性的一组估计值时(在图3中总体上由箭头136指示)，则控制器42可以停止通过农作物特性的先前被限定的值来控制打捆机24的功能装置34(在图3中总体上由框138指示)。

一旦已经预测出打捆机24的拾取装置28之前或前面的农作物材料的特性的值，控制器42就可以基于农作物材料30的特性的预测值来控制或调节打捆机24的一个或更多个功能装置。使用农作物材料30的特性的预测值来控制打捆机的功能装置的步骤在图3中总体上由框140指示。基于农作物特性的预测值，打捆机24的一个或更多个功能装置可以由控制器42自动地控制，或可以由操作员手动地控制。在本文描述的示例性实施例中，预测值是预测的水分含量。因此，控制器42可以在收集农作物材料30时控制农作物防腐剂36到农作物材料30的施加。通过主动地预测被收集的农作物材料30的水分含量的值，可以根据需要更准确地应用农作物防腐剂36的施加速率。

详细描述和附图或图支持和描述本公开，但是本公开的范围仅由权利要求限定。虽然已经详细描述了用于执行所要求保护的教导的一些最佳模式和其他实施例，但是存在用于实施在所附权利要求中限定的公开内容的各种替代性设计和实施例。

Claims (12)

1.一种收割农作物材料的方法，所述方法包括：

通过特性传感器在多个间隔中的每个间隔处感测所述农作物材料的特性的值；

通过位置传感器在所述多个间隔中的每个间隔处感测收割机具在田地上的位置；

通过控制器基于在所述多个间隔中的每个间隔处感测到的所述农作物材料的特性和感测到的所述收割机具的位置，生成遍及所述田地的所述农作物材料的所述特性的一组估计值；

当所述收割机具沿着收割路径移动时，通过所述控制器基于遍及所述田地的所述农作物材料的所述特性的所述一组估计值来预测位于所述收割机具之前的所述农作物材料的所述特性的值；以及

在所述收割机具沿着所述收割路径移动时，基于位于所述收割机具之前的所述农作物材料的所述特性的预测值来控制所述收割机具的功能装置。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，生成遍及所述田地的所述农作物材料的所述特性的所述一组估计值包括：生成所述田地的预测映射图，所述预测映射图提供遍及所述田地的农作物特性的估计值。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：限定通过所述田地的初始路径，以产生在所述多个间隔处感测到的所述农作物材料的所述特性的值和感测到的所述收割机具的位置的数据集，所述数据集足以生成遍及所述田地的所述农作物材料的所述特性的所述一组估计值。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：在使用位于所述收割机具之前的所述农作物材料的所述预测值来控制所述收割机具的所述功能装置之前，使用所述农作物材料的所述特性的先前被限定的一组测量值来控制所述收割机具的所述功能装置。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，在多个间隔中的每个间隔处感测所收集的农作物材料的特性的值包括：在所述收割机具沿着所述收割路径移动通过所述田地时在所述多个间隔中的每个间隔处连续地感测所收集的农作物材料的特性的值，并且

其中，在所述多个间隔中的每个间隔处感测所述收割机具在所述田地上的位置包括：在所述收割机具沿着所述收割路径移动通过所述田地时在所述多个间隔中的每个间隔处连续地感测所述收割机具在所述田地上的位置。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，基于在所述多个间隔中的每个间隔处感测到的所述农作物材料的特性和感测到的所述收割机具的位置来生成遍及所述田地的所述农作物材料的所述特性的所述一组估计值被进一步限定为：在所述收割机具沿着所述收割路径移动通过所述田地时连续地生成遍及所述田地的所述农作物材料的所述特性的所述一组估计值。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，基于位于所述收割机具之前的所述农作物材料的所述预测值来控制所述收割机具的所述功能装置被进一步限定为：通过所述控制器基于位于所述拾取装置之前的所述农作物材料的所述预测值来自动地控制所述收割机具的所述功能装置。

8.一种收割系统，包括：

收割机具，所述收割机具能够操作以沿着初始路径移动通过田地，并且所述收割机具具有拾取装置，所述拾取装置用于在所述收割机具沿着所述初始路径移动时收集农作物材料；

特性传感器，所述特性传感器被定位成在多个间隔中的每个间隔处感测所收集的农作物材料的特性的值；

位置传感器，所述位置传感器能够操作以确定当在每个相应间隔处感测到所收集的农作物材料的所述特性时所述农作物材料在所述田地上的位置；

控制器，所述控制器被设置成与所述特性传感器和所述位置传感器通信，其中，所述控制器包括处理器和存储器，所述存储器具有存储在其上的特性预测算法，其中，所述处理器能够操作以执行所述特性预测算法，从而执行以下操作：

从所述特性传感器接收与在每个间隔处收集的农作物的所述特性的值相关的数据；

从所述位置传感器接收与当在每个相应间隔处感测到所收集的农作物的所述特性的值时所述农作物材料在所述田地上的位置相关的数据；

基于从所述特性传感器和所述位置传感器接收到的在所述多个间隔中的每个间隔处的所述数据，生成遍及所述田地的所述农作物材料的所述特性的一组估计值；以及

在所述收割机具沿着收割路径移动时，基于遍及所述田地的所述农作物材料的所述特性的所述一组估计值来预测位于所述收割机具的所述拾取装置之前的所述农作物材料的所述特性的值。

9.根据权利要求8所述的收割系统，其中，所述处理器能够操作以执行所述特性预测算法，从而基于位于所述拾取装置之前的所述农作物材料的所述特性的预测值来控制所述收割机具的功能装置。

10.根据权利要求9所述的收割系统，其中，所述农作物材料的所述特性包括所述农作物材料的水分含量，并且所述收割机具的所述功能装置包括防腐剂施加器。

11.根据权利要求9所述的收割系统，其中，所述处理器能够操作以执行所述特性预测算法，从而在使用位于所述拾取装置之前的所述农作物材料的所述预测值来控制所述收割机具的所述功能装置之前，使用所述农作物材料的所述特性的先前被限定的一组测量值来控制所述收割机具的所述功能装置。

12.根据权利要求8所述的收割系统，其中，所述处理器能够操作以执行所述特性预测算法，从而使用所述农作物材料的被感测到的特性和当在每个相应间隔处感测到所收集的农作物的所述特性的值时所述农作物材料在所述田地上的被感测到的位置对所述田地进行建模，以生成所述田地的预测映射图，所述预测映射图提供遍及所述田地的农作物特性的估计值。

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