CN114467888A - 用于移动式机械的系统置信度显示和控制 - Google Patents
用于移动式机械的系统置信度显示和控制 Download PDFInfo
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Abstract
一种移动式农业机械包括传感器,该传感器感测移动式农业机械正在其中操作的环境的特性,并生成指示该特性的传感器信号。移动式农业机械还访问具有指示能够影响移动式农业机械执行操作的能力的特性的存储数据的数据存储装置。进一步,该移动式农业机械包括置信度系统,该置信度系统被配置为接收存储数据并基于存储数据生成指示移动式农业机械执行操作的能力方面的置信度的置信度水平值;以及动作信号发生器,该动作信号发生器被配置为基于置信度水平值生成用于控制移动式农业机械的动作的动作信号。
Description
相关申请的交叉引用
本申请基于于2020年10月23日提交的美国临时专利申请序列号63/104,654并要求其权益,其内容通过引用整体结合于此。
技术领域
本说明书涉及农业机械、林业机械、建筑机械和草坪管理机械。
背景技术
存在在不同类型的作业场地处执行各种操作的各种不同类型的机械,诸如农业机械、林业机械、建筑机械和草坪管理机械。这些机械通常由操作员操作,并且具有在操作期间生成信息的传感器。这些机械中的许多机械包括各种传感器,这些传感器可以用于感测各种特性,例如与机械在其中操作的环境相关的特性、与机械的操作相关的特性等。
机械可以具有许多不同的机构和子系统,诸如多个不同的机械、电气、液压、气动、机电(和其他)机构和子系统,这些机构和子系统中的一些或全部可以至少在某种程度上由操作员控制。操作员可以依靠由传感器生成的信息以及各种其他类型的信息来控制各种机构和子系统。
以上讨论仅是为了提供综合性背景信息,并不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
发明内容
一种移动式农业机械包括传感器,该传感器感测移动式农业机械正在其中操作的环境的特性,并生成指示该特性的传感器信号。移动式农业机械还访问数据存储装置,该数据存储装置具有指示能够影响移动式农业机械执行操作的能力的特性的存储数据。进一步,该移动式农业机械包括置信度系统,该置信度系统被配置为接收存储数据并基于存储数据生成指示移动式农业机械执行操作的能力方面的置信度的置信度水平值;以及动作信号发生器,该动作信号发生器被配置为基于置信度水平值生成用于控制移动式农业机械的动作的动作信号。
提供该发明内容以以简化的形式引入一些概念,这些概念将在下面的具体实施方式中进行进一步描述。该发明内容既不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征,也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。所要求保护的主题不限于解决背景技术中指出的任何或所有缺陷的实施方式。
附图说明
图1是机械的一个示例的图解性图示。
图2是计算架构的一个示例的框图。
图3是数据存储装置的一个示例的更详细的框图。
图4是置信度系统的一个示例的更详细的框图。
图5是示出图4中示出的置信度系统的示例操作的流程图。
图6是界面显示器的一个示例的框图。
图7是机械的一个示例的部分框图和部分图解性图示。
图8是机械的一个示例的部分框图和部分俯视图。
图9示出了图8中示出的机械的行单元的侧视图的一个示例。
图10是示出机械的一个示例的部分框图和部分侧视图。
图11是示出部署在远程服务器架构中的图2中所示架构的框图。
图12至图14示出了可以在前面附图中示出的架构中使用的移动设备的示例。
图15是示出可以在先前附图中示出的架构中使用的计算环境的一个示例的框图。
具体实施方式
虽然本文描述的一些示例在特定机械(例如农业喷洒机械)的场景中进行,但是应当理解的是,本文描述的各种系统和方法适用于任何数量的机械并且可以与其结合使用,包括任何数量的农业机械、林业机械、建筑机械或草坪管理机械,其中一些将在本文中描述。附加地,尽管本文描述的一些示例在特定传感器或传感器系统以及特定控制装置的场景中进行,但是将会注意到,本文描述的各种系统和方法适用于任何数量的传感器或传感器系统以及任何数量的控制装置并且可以与其结合使用,其中一些将在本文中描述。此外,虽然本文描述的示例在特定操作(诸如喷洒操作)的场景中进行,但是应当理解的是,本文描述的系统和方法适用于由任何数量的不同类型的机械执行的任何数量的操作并且可以与其结合使用。进一步,应当理解的是,(本文中描述的)置信度系统可以适用于执行任意数量的操作的任意数量的不同类型的机械,并且可以与其结合使用。
本文描述的系统可以在农业机械的控制中利用各种传感器。一个这样的示例是在农业喷洒机械上使用感知系统(例如成像系统)来控制与被喷洒的物质(诸如除草剂)的施用相关的操作参数。例如,感知系统可以生成指示待喷洒的农业表面(诸如田地)上的杂草的特性的传感器信号,诸如杂草位置、杂草密度、杂草类型以及各种其他杂草特性。基于传感器信号,农业喷洒机械上的控制系统可以自动调节农业喷洒机械的可控子系统的操作参数。例如,但不限于,控制系统可以控制喷杆或喷杆臂的位置、喷洒的特性(诸如体积、速率、操作压力等)、喷嘴的致动或停用、喷嘴的位置或取向,以及其他可控子系统控制对杂草的施用除草剂的各种其他操作。
除了各种其他优点之外,利用这种控制可以提高操作的效率。例如,在喷洒的场景下,喷洒系统可以利用撒播喷洒施用操作,该操作将物质均匀地(或基本均匀地)施用到整个目标区域上,即,广泛地施用到整个田地上。以这样的方式,操作员可以相对确保物质将有效地覆盖田地上的所有杂草。然而,撒播喷洒可能是低效的,因为物质中的一些可能被施用到不需要它的田地区域,并且因此在整个田地上的整个喷洒操作中,大量的物质可能被浪费,除了其他缺点之外,这可能增加操作的成本并对环境造成压力,并且潜在地伤害作物或者以其他方式有害地影响作物的价值。因此,通过采用控制系统,该控制系统利用对要喷洒的期望区域(诸如田地上的杂草的位置)的检测并控制喷洒系统,以将物质仅施用到那些期望区域,操作员可以确信物质被期望地施用同时最大限度地减少浪费。
在各种其他移动式作业机械中,例如其他移动式农业机械(诸如农业收割机、农业耕作机械、农业种植/播种机械等)以及各种其他机械(诸如林业机械、建筑机械和草坪管理机械),可以基于各种传感器输入自动控制机械的操作参数。例如,在农业收割机中,割台的位置可以基于例如田地的特性(例如地形)或机械(或机械的部件)距田地的表面的感测距离来自动控制。替代性地,操作员可以手动控制收割台的位置。在种植机械以及耕作机械中,作业工具(例如开沟器、盘、柄等)的深度可以基于例如所感测的田地的特性(例如地形)或所感测的机械(或机械的部件)距田地的表面的距离来自动控制。替代性地,操作员可以手动控制作业工具的深度。这些仅仅是本文所设想的机械中的一些机械的操作的一些示例。可以设想各种其他操作和各种其他机械。
然而,在这样的系统中,机械的性能的质量取决于许多因素。在上述喷洒示例中,物质的施用质量(诸如除草剂是否被期望地施用于杂草)取决于准确指示田地上的杂草的位置的传感器信号。喷洒机械的性能的质量还取决于泵、阀或喷嘴在试图将物质施用于所检测到的杂草时的响应时间,以及各种致动器的响应时间。附加地,喷洒机械的各种操作特性或机械设置以及喷洒机械正在其中操作的环境的各种特性(诸如田地的各种特性或各种天气特性)也可能影响喷洒机械的性能。由于这些因素可以变化,操作员不能总是确信喷洒机械的目标物质施用操作正在理想地执行,并且因此操作员可以选择遵从默认的撒播喷洒方法。在其他示例中,诸如上述的收割机示例以及种植和耕作示例,使用自动控制(诸如自动割台高度、自动作业工具深度等)的机械的性能质量可能取决于许多因素,包括机械的特性、机械操作员所处的环境的特性以及传感器准确和可靠地感测感兴趣的特性的能力。
本文所述的控制系统包括置信度系统,该置信度系统可以确定置信度水平并生成指示机械执行期望操作的能力方面的置信度的水平值。置信度水平可以取决于许多因素(诸如由机械的各种传感器或传感器系统生成的传感器信号的可靠性或准确性、机械正在其中操作的环境的各种特性、各种机械特性(诸如操作特性或机械设置))以及各种其他因素。基于这个置信度水平值,置信度系统可以生成用于控制机械的动作的各种动作信号。例如,但不限于,动作信号可以向操作员或用户提供置信度水平值的指示(诸如在界面机构上)、控制机械的操作、以及各种其他动作。在一些示例中,操作员或用户可以提供由控制系统用来确定采取什么动作的置信度水平值阈值。置信度系统可以例如基于置信度水平值与置信度水平值阈值的比较来生成各种动作信号。
再次,将会注意到,虽然本文描述的一些示例在特定农业机械(诸如农业喷洒机械)的场景中进行,但是应当理解的是,本文描述的各种系统和方法适用于任何数量的不同类型的机械并且可以与其结合使用,包括任何数量的农业机械、林业机械、建筑机械以及草坪管理机械,其中一些将在本文中描述。附加地,尽管本文描述的一些示例在特定传感器和传感器系统以及特定控制装置的场景中进行,但是将会注意到,本文描述的各种系统和方法适用于任何数量的不同传感器或传感器系统以及任何数量的不同控制装置并且可以与其结合使用,其中一些将在本文中描述。此外,虽然本文描述的示例在特定操作(诸如喷洒操作)的场景中进行,但是应当理解的是,本文描述的系统和方法适用于由任何数量的不同类型的机械执行的任何数量的不同类型的操作并且可以与其结合使用。进一步,应当理解的是,(下文中描述的)置信度系统可以适用于执行任意数量的不同类型的操作的任意数量的不同类型的机械,并且可以与其结合使用。
附加地,应当理解的是,各种机械的操作员可以是本地人类操作员、远程人类操作员或自动化系统(本地和远程两者)。
图1示出了农业环境100,其中移动式机械101包括农业喷洒系统102。在操作中,并且作为概述,与牵引被牵引机具106的牵引车辆104一起示出的喷洒系统102在由箭头130指示的方向上在农业表面110(诸如田地)上移动。在所示的示例中,机具106包括罐108,该罐108包含将被施用到农业表面110上的物质。罐108通过输送系统流体连接到喷嘴112,该输送系统除了其他事物(诸如阀)之外还包括导管。流体泵被配置成将物质从罐108泵送通过导管并通过喷嘴112。喷嘴112安装到喷杆116并沿该喷杆间隔开。喷杆116包括可以相对于中间框架122铰接或枢转的喷杆臂118和120,因此喷杆臂118和120可在储存或运输位置和延伸或展开位置之间移动。附加地,喷杆116可相对于例如农业表面110在各种位置之间移动。例如,当处于展开位置时,可以调节喷杆116在农业表面110上方的高度。
在图1中示出的示例中,车辆104是具有操作室或驾驶室124的拖拉机,该操作室或驾驶室可以具有用于控制喷洒器系统102或提供各种显示器的各种不同的界面机构。操作室124可以包括允许操作员控制和操纵喷洒系统102的界面机构。操作室124中的界面机构可以是各种不同类型的机构中的任何一种。例如,它们可以包括输入机构,诸如方向盘、控制杆、操纵杆、按钮、踏板、开关等。此外,操作室124可以包括一个或多个界面显示设备(诸如监视器),或者被支撑在操作室124内的移动设备。在这种情况下,界面机构还可以包括被显示在显示设备上的可致动元件,诸如图标、链接、按钮等。界面机构可以包括在其中在喷雾机械102上提供语音识别的一个或多个麦克风。它们还可以包括音频界面机构(诸如扬声器)、触觉界面机构或各种其他界面机构。界面机构也可以包括其他输出机构,诸如刻度盘、计量器、仪表输出、灯、听觉或视觉警报或触觉输出机构等。
车辆104还包括地面接合元件,诸如车轮126。地面接合元件也可以是履带或各种其他地面接合元件。应当注意的是,在其他示例中,喷洒系统102是自推进的。也就是说,承载喷洒系统的机械并不是由牵引车辆104牵引,而是还包括推进和转向系统等。
喷洒系统102还包括多个传感器128(标识为128-1至128-3),这些传感器被放置在喷洒系统102的部件上的不同位置处。在一个示例中,传感器128是感知传感器系统,诸如成像系统(例如,相机和图像处理系统)。传感器128可以位于牵引车辆104、包括喷杆116的机具106以及喷洒系统102上的各种其他位置上。
如本文将更详细讨论的那样,在一个示例中,传感器128被配置成感测喷洒系统102周围的环境的各种特性,包括与农业表面110上的植被相关的特性,诸如杂草的位置、类型和密度等。传感器128生成指示各种特性的传感器信号。这些传感器信号可以由控制系统接收,该控制系统被配置成生成动作信号以命令喷洒系统102的动作。例如,控制操作室124中的界面机构的动作信号以呈现指示(诸如显示、警报等),控制喷洒系统102的操作(诸如调节喷杆116的位置或取向、调节喷嘴112的操作等)的动作信号。在说明性示例中,传感器128可以生成指示农业表面110上杂草的位置的传感器信号,并且控制系统可以基于杂草的位置生成动作信号,以控制喷洒系统102的操作,以使得物质被期望地施用到杂草的位置。
图1示出了传感器可以安装在喷洒系统102中的一个或多个位置处。例如,它们可以安装在牵引车辆104上,如传感器128-1所示。它们可以安装在机具106上,如传感器128-2所示。它们可以安装在喷杆116(包括喷杆臂118和120中的每一个)上并沿喷杆间隔开,如传感器128-3所示。传感器128可以是被配置为感测喷洒系统102的部件的前方的前视传感器、被配置为感测喷洒系统102的部件的侧部的侧视传感器、或者被配置为感测喷洒系统102的部件的后方的后视传感器。在一些示例中,传感器128的视角可以被调节,例如使得传感器128围绕喷洒系统102设置有高达360度的视角。传感器128可以安装到喷洒系统102上,使得它们在农业表面110上的植被冠层之上或之下行进。注意,这些仅仅是传感器128的位置的一些示例,并且传感器128可以安装到这些位置中的一个或多个或者喷洒系统102内的各种其他位置或者它们的任意组合。
图2是计算架构200的一个示例的框图,该计算架构除了其他事物之外还具有农业喷洒系统102,该农业喷洒系统被配置成在诸如田地110的农业表面上执行喷洒操作。一些项类似于图1中示出的项,并且它们类似地编号。图2示出了架构200包括农业喷洒系统102、一个或多个操作员界面260、一个或多个操作员262、网络264、远程计算系统266、一个或多个用户界面268、一个或多个远程用户270以及一个或多个车辆300。农业喷洒系统102可以包括一个或多个可控子系统202、控制系统204、通信系统206、一个或多个数据存储装置208、一个或多个传感器210,并且农业喷洒系统102可以包括其他项212。可控子系统202可以包括喷洒子系统214、喷杆位置子系统216、转向子系统218、推进子系统220,并且可控子系统202可以包括其他项222,诸如其他可控子系统。喷洒子系统214本身可以包括一个或多个阀215、一个或多个泵224、一个或多个物质罐108、一个或多个喷嘴112,并且喷洒子系统214可以包括其他项226。
图2还示出了传感器210可以包括感测或以其他方式检测任何数量的特性的任何数量的不同类型的传感器。例如,传感器210可以感测与计算架构200中的部件的环境相关的特性(诸如农业表面110的特性),以及与计算架构200中的部件相关的特性(诸如喷洒系统102或车辆300的部件的操作特性或机械设置,诸如可控子系统202或308的操作特性或机械设置)。在所示的示例中,传感器210包括一个或多个感知传感器128、一个或多个相对位置传感器236、一个或多个地理位置传感器238、一个或多个物质操作传感器240、一个或多个喷洒传感器242、一个或多个地形传感器244、一个或多个天气传感器246,并且传感器210可以包括其他项248(包括其他传感器)。地理位置传感器238可以包括一个或多个位置传感器250、一个或多个航向/速度传感器252,并且可以包括其他项254。
喷洒系统102可以包括被牵引的机具和牵引车辆(如图1所示),或者它可以是自推进的。控制系统204被配置成控制喷洒系统102的部件和系统。例如,通信控制器228被配置成控制通信系统206。通信系统206用于在喷洒系统102的部件之间或者通过网络266与诸如车辆300或远程计算系统266的其他系统通信。网络266可以是各种不同类型的网络中的任何一种,诸如互联网、蜂窝网络、广域网(wide area network,WAN)、局域网(local areanetwork,LAN)、控制器局域网(controller area network,CAN)、近场通信网络或各种其他网络或网络的组合或通信系统中的任何一种。
远程用户270被示出为例如通过用户界面268与远程计算系统266交互。用户界面268可以包括各种界面机构,包括界面显示机构,即,被配置为显示信息或包括诸如交互式显示屏的显示器的界面机构。远程计算系统266可以是各种不同类型的系统。例如,远程计算系统266可以在远程服务器环境中。进一步,远程计算系统266可以是远程计算系统(诸如移动设备)、远程网络、农场管理器系统、供应商系统或各种其他远程系统。远程计算系统266可以包括一个或多个处理器、服务器或控制器274、通信系统272,并且它可以包括其他项276。如所示的示例所示,远程计算系统266还可以包括数据存储装置208和控制系统204。例如,由计算架构200中的各种部件存储和访问的数据可以远程位于远程计算系统266上的数据存储装置208中。附加地,计算架构200的各种部件(诸如,可控子系统202)可以由远程位于远程计算系统266处的控制系统204控制。因此,在一个示例中,远程用户270可以远程控制喷洒系统102或车辆300,诸如通过用户界面268提供用户输入。这些仅仅是计算架构200的操作的一些示例。
车辆300(例如,无人驾驶飞行器(unmanned aerial vehicle,UAV)、地面车辆等)可以包括一个或多个数据存储装置302、一个或多个传感器304、控制系统204、一个或多个可控子系统308、一个或多个处理器、控制器或服务器310,并且可以包括其他项312。车辆300可以用于在农业表面上执行操作,诸如由喷洒系统102在田地110上执行的喷洒操作。例如,UAV或地面车辆300可以被控制为在农业表面上行进,并利用传感器304感测与农业表面相关的各种特性。例如,车辆300可以在喷洒系统102的前面或后面行进。传感器304可以包括任何数量的各种传感器,包括但不限于(多个)传感器210中的任何一个。例如,传感器304可以包括感知传感器128。在特定示例中,在喷洒操作的场景下,车辆300可以在喷洒系统102前面行进以检测田地110上的杂草的位置,或者在喷洒系统102后面行进以检测与向田地110施用物质相关的特性,诸如物质的覆盖等。控制系统204可以位于车辆300上,使得车辆300可以基于由传感器304感测的特性生成动作信号来控制喷洒系统102的动作,诸如调节一个或多个可控子系统202的操作参数。
如图所示,车辆300可以包括通信系统306,该通信系统被配置为通过网络264与通信系统206或例如与远程计算系统266通信。
图2还示出了诸如通过操作员界面260与喷洒系统102交互的操作员262。界面260可以包括各种界面机构,包括界面显示机构,即,被配置为显示信息或包括诸如交互式显示屏的显示器的界面机构。界面260可以位于喷洒系统102上,诸如在如上图1所述的操作室124中,或者可以是可通信地耦合到计算架构200中的各种部件的另一界面机构,诸如移动设备。
在讨论农业喷洒系统102的整体操作之前,将首先提供喷洒系统102中的项中的一些及其操作的简要描述。
通信系统206可以包括有线和无线通信逻辑系统,其基本上可以是可以由喷洒系统102的系统和部件使用来将信息通信传送给其他项(诸如控制系统204、传感器210、可控子系统202和置信度系统230)的任何通信系统。在另一示例中,通信系统206通过控制器局域网(CAN)总线(或另一网络,诸如以太网等)进行通信以在这些项之间通信传送信息。该信息可以包括由传感器特性和/或感测特性生成的各种传感器信号和输出信号以及其他项。
感知传感器128被配置成感测与喷洒机械100周围的环境相关的各种特性。例如,感知传感器128可以被配置为感测与农业表面110上的植被(例如,杂草、作物等)相关的特性,诸如但不限于农业表面110上杂草的存在、位置、数量、密度、类型等。为了说明而非限制,感知传感器128可以与相对位置传感器236一起使用,以确定田地110上的杂草的地理位置。在一个示例中,感知传感器128可以包括成像系统,诸如相机。
相对位置传感器236被配置成感测农业喷洒系统102的各种部件相对于彼此或相对于喷洒器102的框架的相对位置。例如,多个相对位置传感器236可以设置在喷洒系统102内的多个位置(例如,沿着喷杆116间隔开、由喷嘴112定位等)处。传感器236因此可以检测喷洒系统102的各种部件的位置或取向(例如,倾斜)。例如,传感器236可以感测农业表面110上方的喷杆116(或喷杆臂118和120)的高度、(多个)喷嘴112相对于彼此、相对于地面或杂草、或相对于喷洒系统102的框架的高度或取向、以及确定一些部件相对于各种其他部件的位置的位置信息。相对位置传感器236可以感测喷杆116或喷嘴112在农业表面110上的所检测到的杂草位置上方的高度。在另一示例中,一旦检测到传感器236的位置,那么,通过知道喷洒器102的尺寸,可以计算其他项的位置和取向。
地理位置传感器238可以感测对应于喷洒系统102的地理位置和其他导出变量。传感器238可以包括位置传感器250、航向/速度传感器252,并且也可以包括其他传感器254。位置传感器250被配置成确定喷洒系统102在田地110上的地理位置。位置传感器250可以包括但不限于从全球导航卫星系统卫星(Global Navigation Satellite System,GNSS)发射器接收信号的GNSS接收器。位置传感器250还可以包括实时运动学(Real-Time Kinematic,RTK)部件,该实时运动学部件被配置为增强从GNSS信号导出的位置数据的精度。位置传感器250可以包括各种其他传感器,包括其他基于卫星的传感器、蜂窝三角测量传感器、航位推算传感器等。
航向/速度传感器252被配置成确定喷洒系统102在喷洒操作期间穿越田地110的航向和速度。这可以包括感测地面接合元件(例如,车轮或履带126)的移动的传感器,或者可以利用从其他来源(诸如位置传感器250)接收的信号。
物质操作传感器240被配置成感测与待由喷洒系统102喷洒的物质相关的特性。为了说明而非限制,物质操作传感器240可以感测物质罐108内的流体的压力、泵270泵送物质的压力、物质的粘度、温度或其他特性、物质通过流体路径(例如,导管、阀等)的流量、流体路径内的流体的压力,以及喷洒系统102内的待喷洒的物质的各种其他特性。
喷洒传感器242被配置成感测来自(多个)喷嘴112的喷洒的特性。例如,但不限于,喷洒传感器242可以感测喷洒距离(例如,喷嘴尖端到目标的距离)、喷洒体积、喷洒角度、喷洒覆盖范围、喷洒冲击、喷洒图案形状(例如,扇形、锥形、实心流、扁平等)以及与来自(多个)喷嘴112的喷洒相关的各种其他特性。
地形传感器244被配置成感测喷洒系统102在其上行进的农业表面(例如,田地110)的特性。例如,地形传感器244可以检测田地的地形(其可以作为地形图下载或者利用诸如加速度计、惯性测量单元等传感器感测),以确定田地的各个区域的坡度。传感器244可以检测田地的边界、障碍物或田地上的其他物体(诸如岩石、根垛、树木等)等。
天气传感器246被配置成感测相对于农业表面的各种天气特性。例如,天气传感器246可以检测在喷洒系统102在其上行进的农业表面上行进的风的方向和速度。它们可以检测降水、湿度、温度以及许多其他状况。这些信息也可以从远程气象服务获得。
传感器210可以包括任何数量的不同类型的传感器。例如,传感器210可以包括电位计、霍尔效应传感器以及各种机械和/或电传感器。传感器210还可以包括各种电磁辐射(electromagnetic radiation,ER)传感器、光学传感器、成像传感器、热传感器、LIDAR、RADAR、声纳、射频传感器、音频传感器、惯性测量单元、加速度计、压力传感器、流量计等。附加地,虽然示出了多个传感器,但是传感器210可以包括被配置为感测各种不同特性的单个传感器,并且可以产生指示多个特性的单个传感器信号。例如,传感器210可以包括安装在喷洒系统102或车辆300上的成像传感器。成像传感器可以生成指示与喷洒系统102和车辆300两者及其环境(例如,农业表面110)相关的多个特性的图像。进一步,虽然示出了多个传感器,但是可以利用更多或更少的传感器210。例如,一个或多个传感器可以是多功能的,因为它们可以感测各种不同的特性。例如,单个传感器可以感测与农业表面110相关的位置信息和特性两者。
附加地,应当理解的是,一些或所有传感器210可以作为可控子系统202由控制系统204来控制。例如,控制系统204可以生成各种动作信号来控制传感器210的操作、位置、取向以及各种其他操作参数或设置。例如,因为农业表面110上的植被可能遮挡例如感知传感器128的视线,所以控制系统204可以生成动作信号来调节感知传感器128的位置或取向,从而调节它们的视线。这些只是示例。控制系统204可以生成各种动作信号来控制传感器210的任意数量的操作参数。
可控子系统202说明性地包括喷洒子系统214、喷杆位置子系统216、转向子系统218、推进子系统220,并且还可以包括其他子系统222。现在简要描述可控子系统202。
喷洒子系统214包括一个或多个泵224,该一个或多个泵被配置成将物质(例如,除草剂、杀虫剂、杀真菌剂等)从一个或多个物质罐108通过流体路径(例如,导管、阀等)泵送到一个或多个喷嘴112,该一个或多个喷嘴可以安装在例如喷杆以及喷洒系统102上的各个其他位置上。喷洒子系统214也可以包括其他项226。例如,喷洒子系统214可以包括阀子系统(或由一个或多个阀组成的阀组)215,该阀子系统可以包括放置在喷洒系统102内的不同位置的任意数量的可控阀。可控阀215可以沿着流体路径(例如,从泵224延伸到喷嘴112的导管)放置,以控制物质通过流体路径的流动。喷嘴112中的一些或每一个可以具有可以可控制操作的相关联的阀(例如,脉宽调制阀、电磁阀等)。例如,阀215可以在开启(例如,打开)和关闭(例如,闭合)位置之间可控。(多个)阀215也可以是比例阀,其可以用于成比例地控制物质通过阀的流动(例如,流量)。
物质罐108可以包括各自被构造成分离地容纳物质的多个料斗或罐。例如,物质罐108可以分离地容纳不同类型的物质或相同类型物质的不同组合物(例如,除草剂的不同组合物),其可以在阀215的控制下由泵224可控地和选择性地泵送通过流体路径并到达喷嘴112。例如,在传感器210感测到农业表面110上的杂草的存在并生成指示杂草的存在的传感器信号时,控制系统204可以生成控制信号来控制泵224、阀215和喷嘴112,以基于传感器信号从容纳所期望的物质(例如除草剂)的所述多个料斗或罐中的一个泵送物质。在另一示例中,控制系统204可以控制泵224、阀215和喷嘴112,以实现期望的操作变量(例如,压力、速度、流量等)。例如,在传感器210感测到农业表面110上杂草的地理位置并生成指示地理位置的传感器信号时,控制系统204可以生成控制信号来控制泵224、阀215和喷嘴112,以充分覆盖杂草的地理位置。例如,控制系统204可以生成控制信号以增加或降低泵224的操作压力或速度、控制物质的流量的阀215的位置、喷嘴112的位置或取向以及各种其他控制。在一个示例中,物质罐108中的物质可以与增加物质(诸如染料或着色剂)的可见度的物质混合。
喷嘴112被配置成将物质施用或引导到农业表面110。控制系统204可以单独或分离地控制喷嘴112。例如,控制系统204可以开启(例如,打开)和关闭(例如,封闭)喷嘴112。附加地,控制系统204可以控制喷嘴112以改变位置或取向(例如倾斜)。在另一示例中,控制系统204可以控制喷嘴112来改变由喷嘴112发射的喷洒的特性。例如,控制系统204可以控制喷嘴112的移动,诸如通过控制一个或多个致动器来引起移动,诸如旋转运动,该移动加宽或变窄通过喷嘴112的流体通道以对喷洒的图案、喷洒的体积以及各种其他喷洒特性产生影响。
喷杆位置子系统216被配置成致动喷杆116(包括单独的喷杆臂118和120)的移动。例如,喷杆位置子系统216可以包括多个致动器(诸如电、液压、气动、机械或机电致动器),该多个致动器连接到各种部件以调节喷杆116或各个喷杆臂118和120的位置或取向中的一个或多个。例如,喷杆位置子系统216可以调节喷杆116在农业表面110上方的高度。例如,在检测到与农业表面110上的植被相关的特性时,控制系统204可以控制喷杆位置子系统216来升高或降低喷杆116。作为示例,当控制系统204检测与田地110上的杂草相关的特性(例如,数量、类型、地理位置、高度、密度等)时,控制系统204可以向喷杆位置子系统216生成动作信号,以调节喷杆116相对于田地110的位置。
转向子系统218被配置成通过转向地面接合元件(例如,车轮或履带126)来控制喷洒系统102的航向。控制系统204可以生成动作信号来控制转向子系统218,以调节喷洒系统102的航向。例如,当控制系统204接收由传感器210生成的指示杂草的地理位置的传感器信号时,控制系统204可以生成动作信号来控制转向子系统218,以调节喷洒系统102的航向。在另一示例中,控制系统204可以生成动作信号以控制转向子系统218,从而调节喷洒系统102的航向,以符合所命令的路线,诸如操作员或用户命令的路线、喷洒施用图等。控制系统204(或另一项)可以基于由一个或多个传感器210感测的农业表面的特性来生成喷洒施用图。例如,控制系统204可以基于来自感知传感器128以及在喷洒系统102的前面的农业表面110上行进的车辆300上的传感器308中的一个或多个的信号生成喷洒施用图。
推进子系统220被配置成在农业表面上推进喷洒系统102,诸如通过驱动地面接合元件(例如,车轮或履带126)的移动。推进子系统220可以包括动力源(诸如内燃发动机或其他动力源)以及驱动该组地面接合元件126的传动装置。在一个示例中,控制系统204可以接收由传感器210生成的传感器信号、由置信度系统230确定的置信度水平以及各种其他信号,并控制推进子系统220来调节喷洒系统102的速度。
控制系统204被配置成接收或获得各种数据,包括历史数据、预先存在的数据、指示与农业喷洒系统102或(多个)车辆300的环境相关的特性的数据,诸如农业表面110的特性、指示能够影响架构200中的传感器的性能的因素或特性的数据、与农业喷洒系统102或车辆300的操作相关的特性,包括其各种部件的操作特性或机械设置,以及各种其他数据,如将在本文进一步描述的那样。
附加地,并且如将在本文中更详细描述的那样,控制系统204的置信度系统230可以基于各种信息(诸如由控制系统204接收或获得的信息,包括在数据存储装置208内被访问的信息或从传感器210接收的数据,以及来自各种其他源的各种其他数据)来确定指示移动式机械101执行或实行期望任务的能力方面的置信度的置信度水平。在喷洒系统102的示例中,置信度水平可以指示喷洒系统102将所喷洒的物质期望地施用到例如农业表面110上的期望位置(诸如由传感器210感测的杂草的位置)的能力,如在目标物质施用操作的情况下。置信度水平可能受到各种因素或特性的影响,诸如由移动式机械101上的传感器提供的传感器信号的质量或精度、可控子系统的响应时间、移动式机械101的当前操作特性或机械设置、移动式机械101正在在其中操作的环境的特性,以及许多其他因素或特性。可以影响置信度水平的这些各种因素或特性可以由置信度系统230接收或获得的各种信息来指示。置信度系统230可以生成指示所确定的置信度水平的置信度水平值作为输出。置信度水平值可以通过表示来指示。表示可以是数字,诸如百分比(例如,0%至100%)或标量值、灰度或缩放值(例如,A-F、“高、中、低”、1-10等)、建议(例如,“改变操作”、“不能检测”、“慢”等)以及各种其他表示。
控制系统204可以基于置信度水平值生成各种动作信号来控制喷洒系统102(以及计算架构200的其他部件,诸如车辆300、远程计算系统266等)的动作。例如,基于置信度水平值,控制系统204可以生成动作信号,以在操作员界面266上向操作员262或在用户界面268上向用户270呈现指示(例如,警报、显示、通知等)。在另一示例中,基于置信度水平值,控制系统204可以生成动作信号来控制计算架构200的各种部件中的一个或多个的动作,例如但不限于可控子系统202或可控子系统308中的一个或多个的操作参数或设置。例如,基于置信度水平值,控制系统204可以生成动作信号来控制喷洒子系统214在目标喷洒和撒播喷洒之间切换,诸如通过致动或停用一个或多个喷嘴112。这些只是示例。控制系统204可以生成任意数量的动作信号来控制计算架构200中的部件的任意数量的动作,包括基于由置信度系统230生成的置信度值的任意数量的动作信号。
控制系统204还可以包括各种其他项234,包括但不限于其他控制器。例如,控制系统204可以包括对应于各种可控子系统中的每一个的专用控制器,例如喷洒子系统控制器(以及用于喷洒子系统的各种部件的控制器,诸如喷嘴控制器)、喷杆位置子系统控制器、转向子系统控制器、推进子系统控制器,以及用于各种其他可控子系统的各种其他控制器。附加地,控制系统204可以包括各种逻辑部件,例如图像处理逻辑系统。图像处理逻辑系统可以处理由传感器210生成的图像,诸如由感知传感器128生成的图像,以从图像中提取数据(例如,作为值)。图像处理逻辑系统可以利用各种图像处理技术或方法,包括但不限于RGB、边缘检测、黑/白分析、机器学习、神经网络、像素测试、像素聚类、形状检测、以及任何数量的其他合适的图像处理和数据提取技术或方法。
图3是更详细地示出数据存储装置208的一个示例的框图。虽然图3中仅示出了数据存储装置208,但是应当注意的是,可以使用各种其他数据存储装置,诸如数据存储装置302。附加地,图3中示出的项中的一些或所有可以位于各种其他数据存储装置上,包括数据存储装置302。图3示出了数据存储装置208可以包括预先存在的数据310、传感器数据312、环境数据314、系统数据315,并且还可以包括其他数据316。预先存在的数据310本身包括历史数据318、一个或多个图320,并且可以包括其他预先存在的数据322。传感器数据312本身可以包括一个或多个传感器信号324、一个或多个传感器特性326,并且可以包括其他传感器数据328。环境数据314本身可以包括表面特性数据330、天气数据332,并且可以包括其他环境数据334。
计算架构200的各种其他组件可以访问数据存储装置208中的数据。例如,可以由控制系统204使用数据存储装置208中的数据。例如,数据存储装置208中的数据可以由置信度系统230访问或以其他方式获得,诸如由通信系统206或数据存储装置访问逻辑系统366(下面讨论)访问或获得,并用于生成指示机械执行期望任务或操作的能力的置信度的置信度水平值。
预先存在的数据310可以包括在机械开始操作(诸如喷洒系统102在田地110处开始喷洒操作)之前计算机构200中的部件可访问或以其他方式可用的任何数据。预先存在的数据包括历史数据318。历史数据318可以包括例如来自机械的先验操作的数据、特定作业场地上的先验操作数据等。例如,在喷洒操作的情况下,历史数据318可以包括来自机械的先验操作或特定工地上的先验操作的植被特性的先前指示。例如,它可以包括在特定工地(或其他工地)处检测到的各种杂草的存储图像数据。以这样的方式,由感知传感器128生成的当前图像可以由置信度系统230与先前图像进行比较。历史数据318还可以包括由置信度系统230生成的先前置信度确定或先前置信度水平值,例如关于特定传感器做出的置信度确定、或在先前操作中做出的置信度确定(包括在与当前操作类似的状况下做出的先前置信度确定)。
图320可以包括所拍摄的作业场地(包括当前作业场地)的图像,例如在飞越操作期间由卫星、由诸如UAV 300的飞行器拍摄的作业场地的图像,由在机械的操作之前行进通过作业场地的车辆300拍摄的作业场地的图像。图320还可以包括由各种数据搜集操作生成的图,例如,基于由机械在作业场地上的先前操作期间收集的数据(例如,行数据、经过(pass)数据等)生成的图,以及基于如上所述拍摄的图像生成的图。例如,在喷洒的情况下,可以生成特定田地的图,除其他事物之外,该图还指示田地上的各种植被的类型、数量、密度、位置等,包括田地上的各种杂草的类型、数量、密度、位置等。以这样的方式,在当前操作期间由传感器210生成的传感器信号可以通过置信度230与图的预先存在的指示进行比较。
传感器数据312可以包括所存储的传感器信号324,该传感器信号可以包括来自先前操作或来自较早时间或在作业场地处的另一位置处的先前生成的传感器信号,以及由传感器210生成的实时或接近实时的传感器信号。例如,在图像的场景下,由感知传感器128生成的当前图像可以由置信度系统230与由感知传感器128生成的先前图像进行比较,例如以确定与先前图像相比的当前图像的质量(诸如清晰度等)。在另一示例中,来自特定传感器的当前传感器信号可以由置信度系统230与由另一传感器生成的传感器信号进行比较。例如,在联合收割机收割操作的场景下,生成指示由联合收割机正在处理的作物的生物量的压力信号的脱粒滚筒压力传感器可以与由联合收割机前方的植被的成像系统(诸如感知传感器128)生成的图像进行比较。以这样的方式,置信度系统230可以在确定置信度时考虑传感器信号是否准确地对应于由另一传感器指示的期望值(例如,鉴于由联合收割机前方的植被的图像指示的植被的特性,由压力传感器指示的生物量有意义吗?)。附加地,将注意到,当前传感器信号可以由置信度系统230与由多于一个的其他传感器生成的多于一个的其他传感器信号进行比较。
传感器数据312还可以包括传感器特性数据326,其可以包括指示传感器设备的各种特性的数据。例如,传感器的操作特性,包括特定传感器设备的操作能力以及当前传感器信号生成时传感器设备的操作特性或设置。以这样的方式,在确定置信度水平时,可以由置信度系统230考虑传感器的操作特性或设置(例如给定在其中生成传感器信号的环境的特性的情况下的传感器的操作特性或设置)。例如,在成像系统的场景中,快门速度、变焦、焦平面等。在另一示例中,传感器特性数据326可以包括各种传感器210的状态数据,例如,传感器设备的当前信号强度。例如,在地理位置传感器238的场景下,传感器和卫星之间的信号强度。在另一示例中,状态数据可以包括校准数据(例如,传感器被校准的上次时间、传感器的劣化等),以及传感器的型号、传感器的类型或型号、传感器的年龄等。
环境数据314可以包括表面特性数据330。表面特性数据330可以包括指示与作业场地(诸如农业表面110)相关的的特性的各种数据。以这样的方式,可以由置信度系统230考虑在其中生成传感器信号并且机械在其中操作的环境的状况或特性。例如,在喷洒操作期间感知传感器128检测杂草的场景下,田地110上的植被的特性。例如,田地上的植被的类型、数量、密度和位置。为了说明而非限制,基于田地110上的植被的密度和类型,置信度系统230可以在置信度水平的确定中确定感兴趣特性(诸如杂草的位置)的可能可见度。
环境数据314可以包括天气数据332。天气数据332可以由天气传感器246提供,也可以从远程天气服务接收。天气数据可以包括指示与作业场地相关的实时或接近实时天气状况的各种数据以及历史天气数据。以这样的方式,在确定置信度水平时,置信度系统230可以考虑传感器210在其中生成传感器信号的天气状况和移动式机械在其中操作的天气状况。例如,作业场地处的降水可能影响由感知传感器128生成的图像的可靠性。
系统数据315可以包括指示操作中正在使用的机械(例如,喷洒系统102)的特性的各种数据。例如但不限于,操作特性和机械设置、当前操作系统信息(例如,操作系统或软件的版本)、维护信息、部件的劣化以及各种其他数据。以这样的方式,在确定机械执行期望任务的能力方面的置信度时,可以由置信度系统230考虑机械的特性和状况。例如,如果较新版本的图像识别软件可用,但当前没有由机械使用。在其他示例中,操作特性或机械设置可能影响机械执行期望任务的能力,并且因此将影响由置信度系统230确定的置信度水平。例如,在喷洒系统102的场景下,喷洒系统102可能移动太快,喷杆可能太高或太低,泵224的操作压力或速度可能太高或太低,阀215或喷嘴212中的一个或多个可能被堵塞,以便喷洒系统102执行目标喷洒施用。这些仅仅是可能影响移动式机械101执行期望任务的能力的操作特性或机械设置中的一些的示例。各种其他操作特性和机械设置可以被包括在系统数据315中,并且在确定置信度水平时由置信度系统230使用。
应当理解的是,这些仅仅是示例,并且数据存储装置208(以及诸如数据存储装置302的其他数据存储装置)可以包括各种各样的数据中的任何一种,包括指示可能影响移动式机械101执行期望任务的能力并因此影响由置信度系统230确定的置信度水平的因素或特性的各种各样的数据中的任何一种。附加地,在确定置信度水平和生成置信度水平值时,置信度系统230可以考虑各种各样的数据中的任何一种及其任意组合。
图4是更详细地示出置信度系统230的一个示例的框图。置信度系统230可以包括置信度确定系统350、数据捕获逻辑系统352、通信系统206、(多个)处理器/(多个)控制器/(多个)服务器232、显示生成器354、动作信号生成器356、置信度图生成器357、阈值逻辑系统358、机械学习逻辑系统359,并且置信度系统还可以包括其他项370。传感器置信度确定系统350可以包括置信度逻辑系统360、置信度值跟踪逻辑系统361、置信度发布逻辑系统,并且传感器置信度确定系统350可以包括其他项363。数据捕获逻辑系统352可以包括传感器访问逻辑系统364、数据存储装置访问逻辑系统366,并且数据捕获逻辑系统352也可以包括其他项368。
在操作中,置信度系统230确定移动式机械101执行期望任务或操作的能力方面的置信度。例如,喷洒系统102执行目标物质施用操作(其中喷洒系统102试图将诸如除草剂的物质仅施用到田地110上的杂草上,而不是诸如在撒播物质施用操作中在田地上均匀地施用)的能力方面的置信度。在其他示例中,收割机保持相对于田地表面的期望割台高度的能力方面的置信度、种植器保持开沟器的深度的能力方面的置信度、或者耕作机保持作业工具的深度的能力方面的置信度。这些仅仅是示例。置信度系统230可以确定各种机械执行各种操作的能力方面的置信度。置信度系统230生成指示对移动式机械101执行期望任务的能力方面的所确定的置信度的置信度水平值。例如,置信度系统230可以生成数字表示(百分比(例如,0%至100%)或标量值、灰度或缩放表示(例如,A-F、“高、中、低”、1-10等)、建议表示(例如,“改变操作”、“不能检测”、“慢”等)以及各种其他表示)作为置信度水平值。以这样的方式,可以使操作员或控制系统知道用于控制机械的指示的可靠性或信任水平。在确定置信度水平并生成置信度水平值时,置信度系统230可以通过动作信号发生器356生成用于例如控制移动式机械101(例如,喷洒系统102)的操作或者诸如在操作员界面260上向操作员262或在用户界面268上向远程用户270提供显示、建议和/或其他指示(例如,警报)的各种(多个)动作信号。
应当注意的是,置信度系统230可以确定移动式机械101以任意次数和在给定任意数量的机械状态的情况下执行期望任务或操作的能力方面的置信度。例如,置信度系统230可以在操作期间、操作之前或操作之后确定移动式机械101执行期望的任务或操作的能力方面的置信度。置信度系统230可以确定当机械静止或当机械正在移动时移动式机械101执行期望任务或操作的能力方面的置信度。置信度系统230可以确定当机械处于“钥匙开”状态以使得动力(例如,来自电池)被供应给机械的至少一些部件,但是例如,发动机还没有运行时,移动式机械101执行期望任务或操作的能力方面的置信度。
数据捕获逻辑系统352捕获或获得可以被置信度系统230上的其他项使用的数据。数据捕获逻辑系统352可以包括传感器访问逻辑系统364、数据存储装置访问逻辑系统266和其他逻辑系统368。传感器访问逻辑系统364可以被传感器置信度确定系统350用来获得从传感器210以及诸如车辆300的传感器304的其他传感器提供的传感器数据(或指示所感测的变量或特性的值),这些数据可以用来确定置信度水平。为了说明而非限制,传感器访问逻辑系统364可以获得指示田地110上的杂草的特性(例如,类型、数量、密度、位置等)的传感器信号。
附加地,数据存储装置访问逻辑系统366可以用于获得先前存储在数据存储装置(例如,一个或多个数据存储装置208、302等)上的数据或先前存储在远程计算系统266处的数据。例如,这可以包括数据存储装置中的任何或所有数据,如图3所示。
在接收或获得各种数据时,置信度确定系统350可以确定指示在移动式机械101能够执行期望的任务或操作方面的置信度的置信度水平,并且生成指示置信度水平的置信度水平值。如上所讨论的那样,置信度水平值可以以各种方式作为表示输出。在一些示例中,置信度水平值代表移动式机械101在执行任务时的预期准确度或误差。例如,80%的置信度水平值可以指示机械将在80%的时间内执行期望的任务。在目标喷洒任务的示例中,这可以转化为80%的时间将物质施用到杂草,或者所检测到的杂草的80%将被施用物质。在各种数据中指示或以其他方式表示的各种因素和特性可以影响由置信度确定系统350确定的置信度水平。例如,影响传感器信号或由传感器信号指示的特性的可靠性或准确性的特性和因素、移动式机械101的操作特性和机械设置、移动式机械101正在其中操作的环境的特性、以及各种其他因素和特性。置信度逻辑系统360接收或获得各种数据,并且基于所述各种数据确定指示移动式机械101执行期望任务的能力方面的置信度的置信度水平。
例如,在其中期望任务是由喷洒系统(诸如喷洒系统102)执行的目标物质施用操作的示例中,置信度水平指示喷洒系统能够将物质施用到田地上的目标位置(诸如将除草剂施用到田地上的所检测到的杂草的位置)方面的置信度。喷洒系统执行目标物质施用操作的能力可能受到多种因素和特性影响。例如,喷洒系统及其传感器必须能够准确检测并生成指示田地上的杂草位置的传感器信号。传感器信号的准确性或可靠性可能受到许多因素和特性影响。例如,喷洒系统正在其中操作的环境的特性,诸如天气和田地特性、传感器的特性,以及喷洒系统的操作特性和机械设置。例如,如果田地正在经历大雨或其他降水,或者如果田地上的植被特别密集,感知传感器128感知并随后准确检测杂草的位置的能力可能被影响。附加地,传感器的特性也可能影响所检测到的杂草的位置的准确性。例如,如果传感器需要校准、如果传感器的操作参数是次优的(诸如它们的位置或取向(在感知传感器128的情况下为快门速度、变焦、焦平面等))、如果传感器的信号强度不足(诸如与卫星通信的位置传感器238的信号强度)、以及各种其他传感器特性。进一步,喷洒系统的特性(诸如操作特性和机械设置)可能影响田地上所检测到的杂草的位置的准确性。例如,如果喷洒系统以过高的速度行进,传感器检测田地上的杂草的位置的能力可能被不利地影响。这些仅仅是示例。
喷洒系统执行目标物质施用操作的能力也可能受喷洒系统正在其中操作的环境的特性影响。例如,在田地处的天气状况可能影响喷洒系统向田地上的特定位置施用物质的能力。例如,如果田地正经历相对高的风速,则喷洒可能被风携带,使得物质没有被施用到期望的位置。这仅仅是示例,移动式机械在其中操作的环境的各种特性可能影响移动式机械执行期望任务的能力。
喷洒系统执行目标物质施用操作的能力也可能受喷洒系统的特性影响,诸如操作特性和机械设置。例如,喷洒子系统的操作特性或设置可能影响喷洒系统将物质施用到田地上的期望位置的能力。例如,泵的操作压力或速度可能是次优,喷嘴的位置或取向可能使得它们不能将物质施用到期望的位置,喷嘴、阀或导管可能完全或部分堵塞,并且因此影响物质的流动或施用的特性。在其他示例中,喷洒系统上的喷杆可能在田地的表面上方太远,以至于安装在喷杆上的喷嘴不能理想地将物质施用到田地上的特定位置。进一步,喷洒系统102的速度可能太高,以至于物质不能精确地喷洒到田地上的特定位置。这些仅仅是示例,各种机械特性(包括各种操作特性和机械设置)可以影响移动式机械执行期望任务的能力。
应当理解的是,置信度确定系统350可以确定置信度水平,并为将由任意数量的不同类型的机械执行的任意数量的期望任务或操作生成相对应的置信度水平值。进一步,置信度确定系统350可以确定置信度水平,并为在同一农业操作期间由机械执行的多个期望任务或操作生成相对应的置信度水平值。例如,在喷洒系统(诸如喷洒系统102)的示例中,置信度确定系统350可以确定相应的置信度水平,并为喷洒系统的多个期望任务或操作生成相应的置信度水平值,诸如用于物质施用操作的相应的置信度水平和置信度水平值以及用于喷杆高度操作的相应的置信度水平和置信度水平值,其中控制系统试图基于各种输入(诸如指示田地的地形的传感器数据或由田地的地形图提供的地形值),将喷杆保持处于表面上方的期望高度处。
要注意的是,这些仅仅是示例。用于确定置信度和生成置信度水平值的技术、方法以及数据可以根据许多变量而变化。例如,但不限于,操作的类型、机械的类型、传感器的类型、植被的类型(例如,(多种)作物、(多种)杂草等)、被检测的(多个)特性、被调节的控制以及许多其他变量。
基于所生成的置信度水平值,置信度系统230可以经由动作信号生成器356生成用于例如控制机械(诸如喷洒系统102)的操作、或者诸如在操作员界面260上向操作员262或在用户界面268上向远程用户270提供显示、建议或其他指示(例如警报)的各种(多个)动作信号。例如,基于所生成的置信度水平值,置信度系统230可以生成动作信号,以在目标物质施用操作和撒播物质施用操作之间切换。在另一示例中,基于所生成的置信度水平值,可以在操作员界面260上向操作员262或者在用户界面268上向远程用户270提供显示、建议或其他指示,诸如由显示生成器354生成的显示、建议或其他指示。例如,指示置信度水平值的显示、调节机械的操作的建议等。在另一示例中,置信度系统230可以在界面显示器上提供操作员或用户可致动元件,当被致动时,该元件改变机械的操作,诸如在目标物质施用操作和撒播物质施用操作之间改变喷洒系统102的操作。在另一示例中,基于由置信度系统230生成的显示、建议或其他指示,操作员或用户可以手动(例如,通过界面上的用户输入)调节机械的操作。这些仅仅是示例,置信度系统230可以生成用于控制任意数量机械的任意数量操作的任意数量的各种动作信号,包括在各种界面上提供任意数量的显示、建议或其他指示。
置信度跟踪逻辑系统361可以跟踪和检测置信度水平值方面的变化,该变化可以指示各种特性(例如,传感器的劣化、作业场地处的问题等)。基于置信度水平值的变化,置信度系统230可以通过动作信号发生器356生成用于例如控制机械(诸如喷洒系统102)的操作、或者提供显示、建议或其他指示(例如警报)的各种动作信号。例如,基于所检测的置信度水平值方面的变化,置信度系统230可以向操作员或用户提供显示以改变物质施用操作,诸如在目标物质施用和撒播施用之间切换。例如,先前生成的足够高以执行目标物质施用操作的置信度水平值可能已经导致置信度系统或操作员或用户变换到目标物质施用操作或保持目标物质施用操作,并且基于置信度水平值方面的改变(诸如置信度水平值下降到阈值置信度水平值以下),置信度系统230可以向操作员或用户提供置信度水平值现在对于目标物质施用的利用来说太低的建议。
置信度跟踪逻辑系统361可以跨操作、跨作业场地、跨作业场地上的单次、跨多个季节以及跨各种其他时间跨度来跟踪和(诸如在数据存储装置中)存储所生成的置信度水平值。置信度图生成器357可以基于所跟踪的置信度水平值生成指示跨作业场地生成的置信度水平值(例如作业场地上的各个地理位置处的各种置信度水平值)的置信度图。置信度图生成器357还可以指示作业场地上的不同位置(诸如置信度水平值相对较低的位置(例如,相对于阈值、或者相对于跨作业场地的置信度值的平均值/中值等、相对于历史置信度值等))处的置信度水平值。由置信度图生成器357生成的(多个)置信度图可以作为显示在操作员界面260上提供给操作员262或在用户界面268上提供给远程用户270,其用于移动式机械101的控制、或者被存储在数据存储装置(诸如数据存储装置208或302)中以供参考。这些仅仅是示例,置信度图生成器357可以生成指示置信度水平值特性(包括但不限于指示跨作业场地、跨操作、跨多个作业场地或操作等的置信度水平值的各种统计汇总特性)的任意数量的各种不同的图。
置信度问题逻辑系统362可以基于各种数据(诸如由数据捕获逻辑系统352提供的数据、以及置信度水平或置信度水平值)来确定不利地影响置信度水平的一个或多个问题。例如,将特性确定为置信度问题导致置信度水平值不满足置信度水平阈值。例如,置信度问题逻辑系统可以将一个或多个环境特性、机械特性或传感器特性确定为置信度问题。作为示例,置信度问题逻辑系统362可以确定田地处的降水不利地影响置信度水平,机械的行进速度不利地影响置信度水平,或者感知传感器的当前取向不利地影响置信度水平。这些仅仅是示例。置信度问题逻辑系统362可以生成指示所述一个或多个所确定的置信度问题的置信度问题输出。基于置信度问题输出,可以由动作信号发生器356生成各种动作信号,诸如调节机械的速度或调节感知传感器的位置或取向以调节感知传感器的视线的控制信号、以及向操作员或用户提供所述一个或多个所确定的置信度问题的指示的动作信号。
如图4所示,置信度系统230还可以包括阈值逻辑系统358。阈值逻辑系统358被配置为将所生成的置信度水平值与置信度水平值阈值进行比较,并生成指示该比较或所生成的置信度水平值与置信度水平值阈值之间的差的阈值输出。置信度水平值阈值可以由置信度系统230(诸如由机器学习逻辑系统359)自动生成、由操作员或用户输入、或者以各种其他方式生成。在一个示例中,基于阈值输出,置信度系统230可以通过动作信号发生器356生成用于例如控制机械(诸如喷洒系统102)的操作、或者提供显示、建议或其他指示(例如警报)的各种动作信号。作为示例,置信度水平值可以作为百分比置信度水平值(例如,0%至100%)输出,并且置信度水平值阈值可以是相对应的百分比,诸如75%。在一些示例中,置信度水平值阈值可以包括范围,诸如可接受的偏差范围。在上述百分比置信度水平值的示例中,置信度水平值阈值可以是75%±2%,使得所生成的置信度水平值可以偏离高达2%,例如,它必须下降到低于73%才能在置信度水平值阈值之外。阈值逻辑系统358将所生成的置信度水平值与置信度水平值阈值进行比较,并且在确定所生成的置信度水平值不满足阈值时,置信度系统230可以生成各种动作信号。例如,自动控制喷洒系统102在目标物质施用和撒播施用之间切换的动作信号。在另一示例中,置信度系统230可以在界面上自动向操作员或用户提供确定的指示(诸如警报、显示、建议)。附加地,应注意,置信度水平值阈值可以由置信度系统230或操作员或用户在机械的整个操作过程中动态调节。
附加地,可以基于多种考虑来生成置信度水平值阈值。例如,制造商建议、供应商建议、服务提供商建议、由操作员或用户选择的度量优先级以及许多其他考虑因素。例如,在度量优先级的示例中,操作员或用户可以输入要在整个田地中使用的物质的期望体积,并且阈值逻辑系统358可以确定整个田地上的置信度值阈值,以优化所使用的物质的体积。
如图所示,置信度确定系统230还可以包括显示生成器354。显示生成器354可以生成任意数量的显示、建议或其他指示(例如,警报)(这些显示、建议或其他指示可以通过动作信号生成器356在界面机构上提供给操作员或用户),诸如控制界面的动作信号,诸如显示所生成的显示、建议或其他指示的操作员界面260或用户界面268,其示例在下面的图6中描述。由显示生成器354生成的显示、建议或其他指示可以基于所确定的置信度水平或所生成的置信度水平值。例如,显示生成器354可以生成指示由机械正在执行或将执行的一个或多个期望的任务或操作的一个或多个当前操作指示符;一个或多个建议指示符,诸如指示改变移动式机械的操作的建议的一个或多个建议指示符;指示一个或多个置信度水平的置信度水平值指示符;指示一个或多个置信度水平阈值的置信度水平值阈值指示符;指示一个或多个特性(诸如环境特性、机械特性或传感器特性)的特性指示符;指示一个或多个置信度问题的置信度问题指示符;一个或多个可致动元件;一个或多个图显示;一个或多个图像或视频显示器,诸如视频馈送;以及各种其他项。在一些示例中,由显示生成器354生成的显示可以包括多个不同的显示元素,包括本文描述的显示元素的任意组合。
如图4所示,置信度确定系统230还可以包括机械学习逻辑系统359。机器学习逻辑系统359可以包括机器学习模型,该模型可以包括(多个)机器学习算法,诸如但不限于,记忆网络、贝叶斯系统、决策树、特征向量、特征值和机器学习、进化和遗传算法、专家系统/规则、引擎/符号推理、生成式对抗网络(Generative Adversarial Network,GAN)、图分析和ML、线性回归、逻辑回归、LSTM和递归神经网络(Recurrent Neural Network,RNNS)、卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)、MCMC、随机森林、强化学习或基于奖励的机器学习等。
机械学习逻辑系统359可以改进置信度水平的确定和置信度水平值的生成,诸如通过改进对影响移动式机械执行期望任务的能力的特性和状况的识别、以及通过学习影响移动式机械101执行期望任务或操作的能力的因素、状况或特性之间的关系。机器学习逻辑系统359还可以利用闭环式学习算法,诸如一种或多种形式的监督机器学习。
图5是示出图4中示出的置信度系统230的操作的示例的流程图。图5中示出的操作是图4中示出的系统在确定移动式机械执行期望任务的能力方面的置信度水平并生成指示所确定的置信度水平的置信度水平值时的操作的一个示例。应当理解的是,该操作可以在移动式机械的整个操作过程中的任何时间或任何点实行,或者即使移动式机械的操作当前没有进行。进一步,虽然将根据在田地上执行农业喷洒操作的喷洒系统102来描述操作,但是应当理解的是,也可以使用具有置信度系统230的执行各种其他机械操作的其他机械。
最初假设喷洒器102正在运行,如框402所指示的那样。例如,(多个)操作员262或(多个)远程用户270可以为喷洒系统102的操作提供初始机械设置,例如物质施用操作(例如,撒播施用、目标物质施用等)以及各种其他机械设置。操作员或用户可以基于他或她自己在先经验和知识手动输入这些设置。初始设置也可以由喷洒系统102本身自动进行。在另一示例中,可以从(多个)数据存储装置下载在先操作设置(例如,前一年的设置)或所估计的设置。初始机械设置可以以各种其他方式输入,包括但不限于通过触摸屏或一些其他界面机构(例如,输入机构)。
处理在框404处进行,其中置信度系统230的数据捕获逻辑系统352获得各种数据,例如与由喷洒系统102在农业表面上执行的喷洒操作相关的数据。在一个示例中,数据捕获逻辑系统获得由诸如传感器210或传感器304的传感器生成的数据(如框405所指示的那样)、从诸如数据存储装置208或数据存储装置302的数据存储装置中获得的数据(如框406所指示的那样)、或者从其他源获得的数据(如框407所指示的那样)。其他源可以包括外部源(诸如外部气象站)以及由操作员或用户输入的数据。在框405处从传感器获得的数据可以包括指示机械的环境的各种特性的传感器数据(诸如田地的特性)、指示机械的各种特性的数据(诸如操作特性或机械设置)、指示传感器的各种特性的数据、以及各种其他数据。(例如,农业表面的特性)。例如,在喷洒操作的场景下,传感器数据可以指示与农业表面上的杂草相关的特性,诸如类型、数量、密度、位置等。这仅仅是示例;在框405处,可以访问各种其他传感器数据。
在框406处从(多个)数据存储装置获得的数据可以包括由操作员或用户输入的数据、历史数据、所存储的传感器数据、环境数据、系统数据以及各种其他数据,包括但不限于图3中描述的数据。
一旦在框404处访问(或以其他方式获得)了数据,处理就在框408处进行,其中置信度系统230确定指示喷洒系统102执行目标物质施用操作的能力方面的置信度的置信度水平,在目标物质施用操作中,物质被施用到田地上所检测到的杂草的位置,并生成指示所确定的置信度水平的置信度水平值。置信度水平的确定基于在框404处访问(或以其他方式获得)的数据。
在一个示例中,一旦在框408处完成了置信度水平的确定和置信度水平值的生成,处理在框410处进行,其中动作信号生成器356生成一个或多个动作信号。在一个示例中,动作信号可以用于控制一个或多个机械的操作(诸如控制农业喷洒系统102的一个或多个可控子系统202、或车辆300的可控子系统308(如框412所指示的那样)),以在界面(诸如操作员界面260或用户界面268(如框414所指示的那样)或以其他方式(如框416所指示的那样))上提供显示、建议或其他指示(例如,警报)。例如,可以生成控制信号并将其提供给喷洒系统102的可控子系统202。例如,可以向喷洒子系统214提供控制信号,以控制喷洒子系统的一个或多个操作特性或机械设置,从而在目标物质施用和撒播物质施用之间切换,诸如致动或停用一个或多个喷嘴112。在另一示例中,可以向界面提供显示、建议或其他指示,以被呈现给操作员或用户(诸如在操作员界面260上呈现给操作员262、或者在用户界面268上呈现给远程用户270),包括由显示生成器354生成的显示。例如,指示置信度水平值的显示、改变喷洒系统102的操作特性或机械设置的建议(诸如在目标物质施用和撒播物质施用之间变换的建议)、以及各种其他指示。
在另一示例中,一旦在框408处已经完成了置信度水平的确定和置信度水平值的生成,处理在框420处继续,其中由置信度逻辑系统358将置信度水平值与阈值置信度水平值进行比较。阈值置信度水平值可以由操作员或用户设置、可以由置信度系统230自动设置、或者可以以其他方式设置。处理进行到框422,其中基于比较,确定所生成的置信度水平值是否满足置信度水平值阈值。如果在框422处,确定所生成的置信度水平值不满足置信度水平值阈值,则处理在框410处继续,其中动作信号生成器356生成一个或多个动作信号。
如果在框422处,确定所生成的置信度水平值确实满足置信度水平值阈值,则处理在框430处继续,其中确定操作是否完成。替代性地,如果在框422处,确定所生成的置信度水平值确实满足置信度水平值阈值,则处理在框410处进行,其中动作信号生成器356生成一个或多个动作信号,例如在界面上提供所生成的置信度水平值、置信度水平值阈值或两者的显示的动作信号。
如果在框430处,确定操作尚未完成,则处理在框404处进行,其中继续访问或以其他方式获得数据。如果在框430处,确定操作已经完成,则处理结束。
图6是示出界面显示的一个示例的框图,该界面显示可以由置信度系统230生成并提供,诸如在操作员界面262上提供给操作员262或在用户界面268上提供给远程用户270。如图6所示,界面显示450包括置信度水平指示452、置信度水平阈值指示454、可致动元件456和458、当前操作指示460、建议指示462、置信度问题指示、环境特性指示464、机械特性指示466、传感器特性指示468、图显示470、视频馈送472、可致动元件473,并且还可以包括其他项474。置信度水平指示452本身包括置信度水平值指示453,该置信度水平值指示说明性地被示出为百分比,尽管尽管这不是必须的。置信度水平阈值指示454本身包括置信度水平值阈值指示455,该置信度水平值阈值指示说明性地被示出为百分比,尽管这不是必须的,尽管一般而言置信度水平值和置信度水平值阈值将彼此对应,因为它们一般而言将被类似地表示。图显示470(其可以包括由置信度图生成器357生成的置信度图)本身可以包括机械指示符474、行进路径指示476、预期行进路径指示478、置信度水平指示符480和罗盘指针482。应当注意的是,图显示470也可以包括更多或更少的项。
置信度水平指示452显示由置信度系统230生成的置信度水平值,如置信度水平值指示453所指示的那样。虽然说明性地示出为百分比,但是应当注意,置信度水平值可以以各种方式表示,诸如数字,诸如百分比(例如,0%至100%)或标量值、灰度或缩放值(例如,A-F、“高、中、低”、1-10等)、建议(例如,“改变操作”、“不能检测”、“慢”等)以及各种其他表示。例如,表示的形式可以基于操作员或用户偏好由操作员或用户选择或以其他方式定制。附加地,置信度水平指示452显示实时或接近实时的置信度水平值,并且置信度水平值指示453可以在移动式机械101的整个操作期间动态变化。
置信度水平阈值指示454显示置信度水平阈值,如置信度水平值阈值指示455所指示的那样。虽然说明性地示出为百分比,但是应当注意,置信度值水平值阈值可以以各种方式表示,诸如数字,诸如百分比(例如,0%至100%)或标量值、灰度或缩放值(例如,A-F、“高、中、低”、1-10等)、建议(例如,“改变操作”、“不能检测”、“慢”等)以及各种其他表示,尽管一般来说,置信度水平值和置信度水平阈值将被类似地表示。由置信度系统230或操作员或用户设置置信度水平值,尽管置信度水平值阈值可以以各种其他方式设置。
图6还示出了界面显示可以包括可致动元件456和458,这些可致动元件可以由操作员或用户致动以调节置信度水平值阈值。尽管在其他示例中,置信度水平阈值指示454本身可以由操作员或用户致动,使得致动表面为数字键盘或数字小键盘或其他输入元件,以允许调节置信度水平值阈值。
界面显示450还可以包括当前操作指示460和建议指示462。当前操作指示460显示移动式机械101的当前期望任务或操作的指示,例如喷洒器102将要执行或当前正在执行目标喷洒施用的指示。建议指示462基于置信度水平(或置信度水平值和置信度水平值阈值的比较)显示建议的指示。例如,建议指示462可以包括变换到撒播喷洒施用的建议的指示。在一些示例中,建议指示462可以是可由操作员或用户致动以例如实施建议的可致动机构。例如,使移动式机械101实施当前操作和建议的操作之间的切换,诸如通过致动或停用喷嘴112中的一个或多个使喷洒器102在目标物质施用和撒播物质施用之间切换。
如图所示,界面显示450还包括置信度问题指示463。置信度问题指示463显示不利地影响置信度水平有的一个或多个问题的指示,诸如由置信度问题逻辑系统362确定的不利地影响置信度水平的一个或多个特性。如图6所示,置信度问题指示463可以显示置信度问题的表示,诸如单词表示。例如,“机械速度太高”、“校准传感器”、“传感器信号强度太低”、“下雨”等。应当注意,置信度问题可以以各种不同的方式来表示,包括例如数字表示、符号、灯光、触觉或听觉输出。
应当注意,当前操作指示460可以包括移动式机械101的当前期望任务或操作(诸如分离的可控子系统的任务或操作)的列表,并且置信度系统230可以为列表中的期望任务或操作中的每一个确定相对应的置信度水平并生成相对应的置信度水平值,该置信度水平和该置信度水平值可以被显示为置信度水平指示452的一部分。类似地,每个特定的置信度水平值可以具有相对应的置信度水平值阈值,该相对应的置信度水平值阈值可以以多种方式设置,诸如由置信度系统230自动设置或由操作员或用户设置。每个特定的置信度水平值阈值可以被显示为置信度水平阈值指示454的一部分。进一步,置信度系统230可以显示对应于特定置信度水平中的每一个的单独的建议,特定建议中的每一个可以被显示为建议指示462的一部分,例如建议的有序列表。附加地,置信度系统230可以显示对应于特定置信度水平中的每一个的单独的置信度问题,特定置信度问题中的每一个可以被显示为置信度问题指示463的一部分,例如置信度问题的有序列表。
图6还示出了界面显示450可以包括各种特性指示,包括环境特性指示464、机械特性指示466和传感器特性指示468。环境特性指示464可以包括移动式机械101正在其中操作的环境的各种特性的指示,例如天气特性、田地的特性以及移动式机械101在其中操作的环境的任何数量的其他特性。如所示的那样,作为一些示例,环境特性指示464指示当前风向和风速、土壤湿度、当前平均杂草高度,尽管环境特性指示464可以包括移动式机械101在其中操作的环境的特性的任何其他数量的指示。
机械特性指示466可以包括移动式机械101的各种特性的指示,诸如操作特性和机械设置,以及任何数量的其他机械特性。如所示出的那样,作为一些示例,机械特性指示466指示移动式机械101的当前速度、当前喷杆高度,诸如喷杆距田地的表面的当前高度,尽管机械特性指示466可以包括任何数量的其他机械特性指示。
传感器特性指示468可以包括移动式机械101或车辆300的传感器的各种特性的指示。如所示出的那样,作为一些示例,传感器特性指示468指示传感器(诸如位置传感器238)的当前信号强度、当前快门速度设置(诸如感知传感器128、556或609的快门速度设置)和当前分辨率设置(诸如感知传感器128、556或609的分辨率设置),尽管传感器特性指示468可以包括传感器特性的任何数量的其他指示。
如所示出的那样,界面显示450还可以包括图显示470。图显示470(其可以包括由置信度图生成器357生成的置信度图)包括机械指示符476、行进路径指示符478、预期行进路径指示符480、置信度水平指示符482和罗盘指针484。机械指示符476提供移动式机械101在它正在其上操作的农业表面(诸如田地)上的航向和位置的表示。例如,如图显示470所示,移动式机械101在田地的西南角,并且当前正向北前进。
行进路径指示符478提供移动式机械101迄今为止在田地上沿着其行进的路径的表示,而预期行进路径指示符480提供预期路线(诸如操作员或用户命令的路线或由控制系统204生成的路线)的表示。如图6所示,行进路径指示符478由实线表示,而预期行进路径指示符480由虚线表示,以便为操作员或用户提供两者之间的可观察到的差异,尽管这不是必须的。行进路径指示符478和预期行进路径指示符480可以以任何数量的方式表示,并且可以以任何数量的方式区分,例如不同的颜色、不同的线设计以及各种其他风格差异。在一些示例中,在移动式机械101偏离命令的或推荐的路线的情况下,这种偏离可以通过在移动式机械101偏离命令的或推荐的路线的田地的区域中同时显示行进路径指示符478和预期行进路径指示符480两者来指示。
图6还示出了图显示470包括置信度水平指示符482,该置信度水平指示符说明性地被示出为放置在沿着移动式机械101的行进路径的各个位置处以指示整个作业场地上的各个位置处的置信度水平值的标志。在一些示例中,置信度水平指示符482指示田地的置信度水平值不满足置信度水平值阈值的区域。在其他示例中,置信度水平指示符482可以指示田地的移动式机械101的操作被切换的区域,诸如田地的喷洒器102的操作从目标物质施用操作切换到撒播物质施用操作的区域。以这样的方式,可以在以后存储和引用该田地的区域,诸如在分析该田地的不同区域的产量值时。这些仅仅是示例,指示符482可以指示各种特性或状况。图显示470还包括罗盘指针484,以指示图显示470上的田地和项的设置或者相对于北、南、东和西的田地。
如所示出的那样,界面显示450还可以包括视频馈送472。在一个示例中,视频馈送472示出了移动式机械101周围的田地的区域(诸如田地的移动式机械101前方的区域)的实时或接近实时的视频馈送。在一些示例中,可以基于从感知传感器128、565或609接收的信号来生成视频馈送472。在其他示例中,视频馈送472可以是动态静止帧显示,其示出例如由感知传感器捕获的最近图像、或者对应于当前显示在界面显示450上的置信度水平值指示454的图像。如所示出的那样,视频馈送472可以显示描绘田地上的作物486和杂草488的图像或视频。在一些示例中,界面显示450可以包括可致动机构473,该可致动机构可由操作员或用户致动,以调节生成视频馈送472的感知传感器的各种设置。例如,变焦、分辨率、快门速度、闪光以及各种其他设置。如图6所示,可致动元件473可由操作员或用户致动,以调节生成视频馈送472的感知传感器的视点,该视点的调节可相应地由视频馈送472上显示的图像来表示。如图所示,可致动元件473是可致动的,以调节感知“上”、“下”、“左”或“右”的视点,尽管感知传感器的视点可以在各个其他方向上调节。由用户或操作员对可致动元件473的致动可以导致由控制系统204生成一个或多个控制信号,诸如提供给对应于生成视频馈送472的感知传感器的致动器以调节感知传感器472的位置或取向,从而调节感知传感器的视点的控制信号。
界面显示450可以包括任何数量的其他项(如474所指示那样),诸如各种其他显示元件、指示符和可致动机构。
虽然在图6中示出了显示元件的具体放置,但是应当理解的是,显示元件可以以任何数量的方式布置。附加地,虽然图6中示出了特定的显示元件,但是应当注意,更多或更少的元件可以显示在界面显示450或任何数量的其他界面显示上。进一步,虽然图6示出了某尺寸的各种显示元件,但是应当理解的是,显示元件可以具有各种尺寸中的任何一种,并且在一些示例中,显示元件的尺寸可以由操作员或用户调节。而且,应当理解的是,各种显示元件可以以各种方式风格化,诸如各种字体、各种颜色以及任何其他数量的风格化。
如前所讨论的那样,虽然本文描述的一些示例在特定机械(例如喷洒系统102)的场景下进行,但是应当理解的是,各种系统和方法是适用的,并且可以与任何数量的机械结合使用。图7至图10示出了其中机械101包括本文所描述的各种系统和方法可适用的其他机械的一些示例的示例。虽然在图7至图10中示出了一些其他的机械,但是应当注意的是,这不是本文描述的各种系统和方法可适用的机械的详尽列表。应当注意的是,虽然图7至图10中的示例在特定农业机械(例如农业联合收割机、农业种植器或农业耕作设备)的场景中进行,但是应当注意,本文描述的各种系统和方法可适用于任意数量的机械并且可以与任意数量的机械结合使用,包括任意数量的农业机械、林业机械、建筑机械或草坪管理机械等。附加地,虽然图7至图10中的示例在特定传感器或传感器系统以及特定控制装置的场景中进行,但是将会注意到,本文描述的各种系统和方法可适用于任何数量的传感器或传感器系统以及任何数量的控制装置并且可以与其结合使用。此外,虽然图7至图10中的示例在特定操作(诸如收割操作或种植操作)的场景中进行,但是应当理解的是,本文描述的系统和方法可适用于由任何数量的不同类型机械执行的任何数量的操作并且可以与其结合使用。进一步,应该理解的是,(控制系统204的)置信度系统230可以适用于执行任何数量的多种操作的任何数量的不同类型的机械,并且可以与其结合使用。
图7示出了其中机械101包括农业收割机501(在图7中被示出为联合收割机,尽管也设想了各种其他收割机)的示例。在图7中可以看出的是,农业收割机501说明性地包括操作室503,该操作室可以具有用于控制农业收割机501或显示各种信息的各种不同的界面机构。操作室503可以包括允许操作员控制和操纵农业收割机501的操作员界面机构。操作室503中的操作员界面机构可以是各种不同类型的机构中的任何一种。例如,它们可以包括输入机构,诸如方向盘、控制杆、操纵杆、按钮、踏板、开关等。此外,操作室503可以包括一个或多个操作员界面显示设备(诸如一个或多个监视器),或者被支撑在操作室503内的移动设备。在这种情况下,操作员界面机构还可以包括显示在显示设备上的用户可致动元件,诸如图标、链接、按钮等。操作员界面机构可以包括一个或多个麦克风,其中在农业收割机501上提供语音识别。它们还可以包括音频界面机构(例如扬声器)、一个或多个触觉界面机构或多种其他操作员界面机构。操作员界面机构也可以包括其他输出机构,诸如刻度盘、仪表、仪表输出、灯、听觉或视觉警报或触觉输出等。
农业收割机501包括形成切割平台502的一组前端装备,该切割平台包括具有切割器(通常以506指示)的割台504。它还可以包括喂入室508、进料加速器509和通常以511指示的脱粒机。脱粒机511示意性地包括脱粒滚筒512和一组凹板114。进一步,农业收割机501可以包括分离器516,该分离器包括分离器滚筒。农业收割机501可以包括清选子系统(或清粮室)518,该清选子系统本身可以包括清选风扇520、谷壳筛522和筛子524。农业收割机501中的材料处理子系统可以包括(除了喂入室508和进料加速器509之外)卸料脱粒滚筒526、尾料升运器528、净谷物升运器530(其将净谷物移动到净谷物罐532中)以及卸载螺旋推运器534和喷口536。收割机501还可以包括残留物子系统538,该残留物子系统可以包括切碎机540和撒布机542。收割机501还可以具有推进子系统,该推进子系统包括驱动地面接合元件544(诸如车轮、履带等)的发动机(或其他动力源)。应当注意的是,收割机501还可以具有以上提及的任何子系统(例如左和右清粮室、分离器等)中的一个以上。
如图7所示,割台504具有主框架507和附接框架510。割台504通过附接框架510上的附接机构附接到喂入室508,该附接机构与喂入室508上的附接机构协作。主框架507支撑切割器506和拨禾轮505,并且可相对于附接框架510移动,诸如通过致动器(未示出)。附加地,通过致动器549的操作,附接框架510是可移动的,以可控地调节前端组件102相对于收割机101在由箭头546指示的方向上在其上行驶的表面(诸如,田地110)的位置,并且因此可控地调节割台504在表面上方的位置。在一个示例中,主框架507和附接框架510可以一起升高和降低,以设定切割器506在收割机501在其上行进的表面上方的高度。在另一示例中,主框架507可以相对于附接框架510倾斜,以调节切割器506接合表面上的作物的倾斜角。而且,在一个示例中,主框架507可以相对于附接框架510旋转或以其他方式移动,以提高地面跟随性能。主框架507和附接框架510的移动可以基于操作员输入或自动输入(诸如控制信号)由致动器(诸如液压、气动、机械、机电或电致动器、以及各种其他致动器)驱动。
在操作中,并且作为概述,割台504的高度被设置,并且收割机501示意性地在由箭头546指示的方向上在田地上移动。当割台移动时,割台504接合待收割的作物,并将其朝向切割器506采集。在作物被切割之后,它可以被拨禾轮505接合,该拨禾轮将作物移动到进给系统(诸如进给轨道)。进给系统将作物移动到割台504的中间,并且然后通过喂入室508中的中间进给系统朝向进给加速器509,该进给加速器加速作物进入脱粒机511。然后作物由滚筒512脱粒,该滚筒使作物抵靠凹板514旋转。脱粒后的作物由分离器516中的分离器滚筒移动,在该分离器中残留物中的一些由卸料脱粒滚筒526朝向残留物子系统移动。它可以由残留物切碎机540切碎,并由撒布机542撒布在田地上。在其他实施方式中,残留物被简单地丢在料堆中,而不是被切碎并撒布。
谷物落到清粮室(或清选子系统)518。谷壳筛522从谷物中分离较大材料中的一些,并且筛子524从净谷物中分离较细材料中的一些。净谷物落到净谷物升运器530中的螺旋输送器上,该净谷物升运器向上移动净谷物,并将其存放在净谷物罐532中。残余物可以通过由清选风扇520生成的气流从清粮室518中移除。该残余物也可以在收割机501中朝向残余物处理子系统538向后移动。
尾料可以通过尾料升运器528移回到脱粒机510,在该脱粒机中它们可以被重新脱粒。替代性地,尾料可以被传递到单独的再脱粒机构(也使用尾料升运器或另一运输机构),在该再脱粒机构中尾料也被再脱粒。
图7还示出,在一个示例中,收割机501可以包括各种传感器580,其中一些被示意性地示出。例如,收割机501可以包括一个或多个地面速度传感器547、一个或多个分离器损失传感器548、净谷物相机550、一个或多个清粮室损失传感器552,以及一个或多个感知传感器556(诸如相机和图像处理系统)。地面速度传感器547示意性地感测收割机501在地面上的行进速度。这可以通过感测地面接合元件544、驱动轴、车轴或各种其他部件的旋转的速度来实现。也可以由定位系统来感测行驶速度,诸如全球定位系统(global positioningsystem,GPS)、航位推算系统、LORAN系统或提供行驶速度的指示的各种其他系统或传感器。感知传感器556示意性地安装到收割机501前面、侧部或后面(相对于行进方向546)并感测该收割机前面、侧部或后面(相对于行进方向)的田地(及其特性),并生成指示这些特性的传感器信号(例如图像)。例如,感知传感器556可以生成指示联合收割机501前面或周围的田地上的植被的特性的传感器信号。在一些示例中,传感器556的视点可以被调节,例如,使得传感器556围绕收割机501设置有高达360度的视角。虽然在图7中的特定位置处示出,但是应当注意的是,感知传感器556可以安装在收割机501上的不同位置,并且不限于图7中示出的描绘。附加地,虽然仅示出了单个感知传感器556,但是应当注意的是,可以使用安装在收割机501内的任意数量的位置的多个感知系统。
清粮室损失传感器552示意性地提供指示清粮室518的右侧和左侧的谷物损失量的输出信号。在一个示例中,传感器552是撞击传感器,这些撞击传感器对每单位时间(或每单位行驶的距离)的谷物撞击进行计数,以提供清粮室谷物损失的指示。用于清粮室的左侧和右侧的撞击传感器可以提供单独的信号,或者组合或聚集的信号。应当注意,传感器552也可以包括单个传感器,而不是用于每个清粮室的单独的传感器。
分离器损失传感器548提供指示左分离器和右分离器中的谷物损失的信号。与左分离器和右分离器相关联的传感器可以提供分离的谷物损失信号或组合或聚集的信号。这也可以使用各种不同类型的传感器来实现。应当注意的是,分离器损失传感器548也可以仅包括单个传感器,而不是单独的左传感器和右传感器。
应当理解的是,并且如本文将进一步讨论的那样,传感器580可以包括图7中未示意性示出的各种其他传感器。例如,它们可以包括残余物设置传感器,该残余物设置传感器被配置为感测收割机501是否被配置为切碎残余物、落下料堆等。它们可以包括清粮室风扇速度传感器,该清粮室风扇速度传感器可以被配置在风扇520附近以感测风扇的速度。它们可以包括感测滚筒512和凹板514之间的间隙的脱粒间隙传感器。它们可以包括感测滚筒512的滚筒速度的脱粒滚筒速度传感器。它们可以包括感测筛选机522中的开口的大小的筛选机间隙传感器。它们可以包括感测筛子524中的开口的尺寸的筛子间隙传感器。它们可以包括除谷物之外的材料(material other than grain,MOG)的湿度传感器,该湿度传感器可以被配置为感测通过收割机501的除谷物之外的材料的湿度水平。它们可以包括机械设置传感器,这些传感器被配置为感测收割机501上的各种配置设置。它们还可以包括机械取向传感器,这些机械取向传感器可以是感测收割机501或其部件的取向的各种不同类型的传感器中的任何一种。它们可以包括作物属性传感器,这些作物属性传感器可以感测各种不同类型的作物属性,诸如作物类型、作物湿度和其他作物属性。它们也可以被配置成在作物被收割机501处理时感测作物的特性。例如,在谷物行进穿过净谷物升运器520时,它们可以感测谷物的进给速率。它们可以感测通过升运器530的谷物的质量流量,或者提供指示其他感测变量的其他输出信号。它们可以包括土壤性质传感器,这些土壤性质传感器可以感测各种不同类型的土壤属性,包括但不限于土壤类型、土壤压实、土壤湿度、土壤结构等。
传感器的类型的一些附加示例可以是但不限于各种位置传感器,这些位置传感器可以生成指示收割机501在收割机501在其上行进的田地上的位置或者收割机501的各种部件(诸如割台504)相对于例如收割机501在其上行进的田地或者相对于收割机501的其他部件的位置的传感器信号。这些仅仅是示例。
如图7所示,收割机501还可以包括控制系统204。控制系统204可以在收割机501上,或者在别处,或者分布在不同的位置(例如,远程计算系统266)。
图8示出了机械101包括农业种植器601的示例。种植器601示意性地包括作为框架604的一部分的工具栏602。图8还示出了多个行单元606安装到工具栏602上。种植器601可以被牵引在另一机械605(诸如拖拉机)后面,该机械可以具有由推进系统驱动以驱动牵引机械605的移动并且进而驱动种植器601的移动的地面接合元件(例如车轮或履带)。还将注意到,牵引车辆605可以包括操作室,该操作室可以具有用于控制机械种植器601(以及牵引车辆605)的各种不同的操作员界面机构。
如图8所示,种植器601还可以包括控制系统204和一个或多个传感器607。控制系统204可以在牵引车辆605或种植器601上,或者在别处,或者分布在不同的位置(例如,远程计算系统266)。传感器607可以包括被配置成检测任意数量的特性的任意数量的传感器。传感器607可以在牵引车辆605上或种植器601上。在图8中示出的示例中,传感器607可以包括一个或多个感知传感器609(诸如相机和图像处理系统)。感知传感器609被安装到种植器601的前面、侧部或后面(相对于行进方向628)并且示意性地感测种植器前面、侧部或后面(相对于行进方向)的田地(及其特性),并且生成指示这些特性的传感器信号(诸如图像)。在一些示例中,感知传感器609的视点可以被调节,例如,使得传感器609围绕种植器601设置有高达360度的视角。
虽然在图8中示出在特定位置(安装到工具栏602上)处,但是应当注意,感知传感器609可以安装到种植器601或牵引车辆605上的不同位置,并且不限于图8中示出的描绘。附加地,虽然仅示出了单个感知传感器609,但是应当注意,可以使用多个感知传感器,并且可以将其安装在种植器601或牵引车辆605内的任意数量的位置。
图9是更详细地示出行单元606的一个示例的侧视图。图9示出了每个行单元606示意性地具有框架608。框架608示意性地通过总体上以610示出的联动装置连接到工具栏602。联动装置610示意性地安装到工具栏602,使得它可以向上和向下移动(相对于工具栏602)。
行单元606还示意性地具有储存种子的种子料斗612。种子从料斗612提供给种子计量系统614,该种子计量系统对种子计量并将计量后的种子提供给种子递送系统616,该种子递送系统将种子从种子计量系统614递送到由行单元生成的掘沟或犁沟。在一个示例中,种子计量系统614使用可旋转构件(诸如圆盘或凹形旋转构件)以及气压差来将种子保持在圆盘上,并将其从(由料斗612提供的)种子的种子池移动到种子递送系统616。也可以使用其他类型的计量装置。
行单元606还可以包括行清洁器618、开沟器620、一组规轮622和一组合拢轮624。它还可以包括附加料斗,该附加料斗可以用于提供附加材料,诸如肥料或其他化学品。
在操作中,在行单元606在总体上由箭头628指示的方向上移动时,行清洁器618通常清洁开沟器620前面的行,以移除来自先前的生长季节的植物残渣,并且开沟器620在土壤中开掘沟。规轮622示意性地控制掘沟的深度,并且种子由种子计量系统614进行计量,并由种子递送系统616递送到掘沟。合拢轮624将犁沟合拢在种子上。还可以提供下压力发生器631来可控地施用下压力,以保持行单元与土壤的期望接合。
图10示出了农业机械101包括农业耕作机械649的示例。耕作机械649可以包括耕作机具650和牵引车辆651。耕作机具650可以包括任何数量的耕作机具,但是示意性地被示出为田地耕耘机。耕作机具650可以包括多个区段,或者它可以只包括单个区段。机具650可以在其前端652处包括挂接组件656,用于连接到牵引机械651(例如,拖拉机)。机具659可以包括连接到挂接组件656的主框架658。机具650还可以包括一个或多个子框架。例如,在图10中,第一子框架660朝向机具650的前端652设置,而第二子框架662朝向机具650的后端654设置。
框架可以由一个或多个车轮664、668支撑。在这个实施例中,一个或多个前轮668在其前端652处支撑机具650,并且一个或多个后轮664支撑机具650的后端654。而且,第一作业工具684(被示出为圆盘组件)可以连接到第一子框架660,第二作业工具686(被示出为连接有扫掠件(sweeps)的松土机支角)可以连接到主框架658,并且第三作业工具688(被示出为耙)可以连接到第二子框架662。在其他示例中,机具650可以包括连接在不同的位置处的更多或更少的工具,以及其他类型的工具。
如图10所示,农业耕作机械649还可以包括控制系统204和一个或多个传感器670。控制系统204可以在牵引车辆651上或耕作机具650上,或者在别处,或者分布在不同的位置(例如,远程计算系统266)。传感器670可以包括被配置成检测任意数量的特性的任意数量的传感器。传感器670可以在牵引车辆651或在耕作机具650上。在图10中示出的示例中,传感器670可以包括一个或多个感知传感器659(诸如相机和图像处理系统)和传感器672(被示出为672-1至672-3)。第一传感器672-1连接到第一子框架610,并且被配置成检测第一子框架610和下面的表面之间的距离。类似地,第二传感器672-2连接到主框架658,并且被配置成检测主框架658和下面的表面之间的距离。进一步,第三传感器672-3连接到第二子框架662,并且被配置成检测第二子框架662和下面的表面之间的距离。在一些情况下,子框架可以连接到主框架并在主框架之下。因此,子框架第一作业工具684和下面的表面之间的距离可以不同于第二作业工具686和下面的表面之间的距离。关于第三作业工具688也是如此。在其他示例中,替代性地,或者除了传感器672之外,机具650可以包括被配置为生成指示作业工具或框架相对于地面的位置的传感器信号的其他类型的传感器(诸如电位计)、或者被配置为检测车轮664或668(其可以是可致动的)相对于框架中的一个或多个的位置的其他传感器。传感器672可以是许多合适的传感器中的任何一种,包括但不限于超声波传感器、雷达传感器、激光雷达传感器、光学传感器或其他传感器。
所述一个或多个感知传感器659(诸如相机和图像处理系统)可以安装到机具650和/或牵引车辆651上,并且示意性地感测机具650和/或牵引车辆651前面、侧部或后面(相对于行进方向646)的田地(及其特性),并且生成指示这些特性的传感器信号,诸如图像。在一些示例中,所述一个或多个感知传感器659的视点可以被调节,例如,使得传感器659围绕机具650设置有高达360度的视角。虽然在图10中的特定位置示出,但是应当注意的是,感知传感器659可以安装在机具650上或拉动机具650的牵引车辆651上的不同位置,并且不限于图10中示出的描绘。此外,虽然仅示出了单个感知传感器659,但是应当注意,可以使用多个感知传感器,并且可以将其安装在机具650和/或牵引车辆651内的任意数量的位置。
在操作中,并且作为概述,在耕作工具650在由箭头646总体上指示的方向上移动时,耕作机具650上的所述一个或多个作业工具(诸如作业工具684、686和688)与田地接合,并且可以被设定到田地内的接合深度,使得作业工具穿透田地。诸如通过挖掘、搅拌、翻转和平整土壤将作业工具拉过田地和/或穿过田地来耕作田地。
目前的讨论已经提及了处理器和服务器。在一个实施例中,处理器和服务器包括具有相关联的存储器和定时电路(未单独示出)的计算机处理器。它们是其所属的系统或设备的功能部分,并且由这些系统中的其他组件或项致动并促进系统中的其他组件或项的功能。
而且,已经讨论了许多用户界面显示。它们可以采取各种不同的形式,并且可以具有设置在其上的各种不同的用户可致动的输入机构。例如,用户可致动的输入机制可以是文本框、复选框、图标、链接、下拉菜单、搜索框等。它们也可以以各种不同的方式被致动。例如,可以使用点击设备(诸如轨迹球或鼠标)来致动它们。它们可以使用硬件按钮、开关、操纵杆或键盘、拇指开关或拇指垫等来致动。也可以使用虚拟键盘或其他虚拟致动器来致动它们。此外,在它们被显示在其上的屏幕是触敏屏幕的情况下,可以使用触摸手势来致动它们。而且,在显示它们的设备具有语音识别部件的情况下,可以使用语音命令来致动它们。
还讨论了许多数据存储装置。值得注意的是,它们可以各自分成多个数据存储装置。对于访问它们的系统来说,全部数据存储装置可以是本地的,全部数据存储装置可以是远程的,或者一些数据存储装可以是本地的,而另一些数据存储装是远程的。本文考虑了全部这些配置。
此外,附图示出了多个框,其中功能归属于每个框。应当注意的是,可以使用更少的框,因此功能由更少的部件来执行。而且,更多的框可以与分布在更多部件当中的功能一起使用。
应当注意的是,以上讨论已经描述了各种不同的系统、部件和/或逻辑。应当理解的是,这样的系统、部件和/或逻辑可以由执行与那些系统、部件和/或逻辑相关联的功能的硬件项(诸如处理器和相关联的存储器,或其他处理部件,它们中的一些将在下面描述)构成。此外,系统、部件和/或逻辑可以由加载到存储器中并随后由处理器或服务器或其他计算部件执行的软件构成,如下所述。系统、部件和/或逻辑也可以由硬件、软件、固件等的不同组合构成,下面描述了其一些示例。这些只是可以用于形成以上描述的系统、部件和/或逻辑的不同结构的一些示例。也可以使用其他结构。
还应注意,也可以将置信度值输出到云。
目前的讨论已经提及了处理器和服务器。在一个实施例中,处理器和服务器包括具有相关联的存储器和定时电路(未单独示出)的计算机处理器。它们是其所属的系统或设备的功能部分,并且由这些系统中的其他组件或项致动并促进系统中的其他组件或项的功能。
而且,已经讨论了许多用户界面显示。它们可以采取各种不同的形式,并且可以具有设置在其上的各种不同的用户可致动的输入机构。例如,用户可致动的输入机制可以是文本框、复选框、图标、链接、下拉菜单、搜索框等。它们也可以以各种不同的方式被致动。例如,可以使用点击设备(诸如轨迹球或鼠标)来致动它们。它们可以使用硬件按钮、开关、操纵杆或键盘、拇指开关或拇指垫等来致动。也可以使用虚拟键盘或其他虚拟致动器来致动它们。此外,在它们被显示在其上的屏幕是触敏屏幕的情况下,可以使用触摸手势来致动它们。而且,在显示它们的设备具有语音识别部件的情况下,可以使用语音命令来致动它们。
还讨论了许多数据存储装置。值得注意的是,它们可以各自分成多个数据存储装置。对于访问它们的系统来说,全部数据存储装置可以是本地的,全部数据存储装置可以是远程的,或者一些数据存储装可以是本地的,而另一些数据存储装是远程的。本文考虑了全部这些配置。
此外,附图示出了多个框,其中功能归属于每个框。应当注意的是,可以使用更少的框,因此功能由更少的部件来执行。而且,更多的框可以与分布在更多部件当中的功能一起使用。
应当注意的是,以上讨论已经描述了各种不同的系统、部件和/或逻辑。应当理解的是,这样的系统、部件和/或逻辑可以由执行与那些系统、部件和/或逻辑相关联的功能的硬件项(诸如处理器和相关联的存储器,或其他处理部件,它们中的一些将在下面描述)构成。此外,系统、部件和/或逻辑可以由加载到存储器中并随后由处理器或服务器或其他计算部件执行的软件构成,如下所述。系统、部件和/或逻辑也可以由硬件、软件、固件等的不同组合构成,下面描述了其一些示例。这些只是可以用于形成以上描述的系统、部件和/或逻辑的不同结构的一些示例。也可以使用其他结构
还应注意,也可以将置信度值输出到云。
图11是图2中示出的机械101,除了其与远程服务器架构700中的元件通信。在示例实施例中,远程服务器架构700可以提供计算、软件、数据访问和存储服务,这些服务不需要终端用户了解递送服务的系统的物理位置或配置。在各种示例实施例中,远程服务器可以使用适当的协议在广域网(诸如互联网)上递送服务。例如,远程服务器可以通过广域网递送应用,并且它们可以通过网络浏览器或任何其他计算部件访问。图2中示出的软件或部件以及相对应的数据可以存储在远程位置处的服务器上。远程服务器环境中的计算资源可以在远程数据中心位置进行整合,或者它们可以分散。远程服务器基础设施可以通过共享数据中心递送服务,即使对用户来说它们作为单一的访问点出现。因此,本文描述的部件和功能可以使用远程服务器架构从远程位置处的远程服务器提供。替代性地,它们可以从常规的服务器提供,或者它们可以直接地或者以其他方式安装在客户端设备上。
在图11中示出的示例实施例中,一些项类似于图2中示出的那些项,并且它们类似地进行编号。图11具体示出了控制系统204可以位于远程服务器位置702处。因此,机械101(例如,喷洒系统102、收割机501、种植器601、耕作机械649等)、(多个)操作员262或(多个)远程用户270通过远程服务器位置702访问这些系统。
图11还描绘了远程服务器架构的另一实施例。图11示出了还可以设想,图2的一些元件被设置在远程服务器位置702处,而其他元件没有。作为示例,数据存储装置704(其包括第三方系统)可以设置在与位置702分离的位置处,并通过位置702处的远程服务器访问。无论它们位于何处,它们都可以由机械101和/或(多个)操作员262以及一个或多个远程用户270(经由用户设备706)通过网络(广域网或局域网)直接访问,它们可以由服务托管在远程站点处,或者它们可以作为服务提供,或者由驻留在远程位置的连接服务访问。而且,数据可以存储在基本上任何位置,并由感兴趣的各方间歇地访问或被转发给感兴趣的各方。例如,可以使用物理载波来代替电磁波载波,或者除了电磁波载波之外还可以使用物理载波。在这样的示例实施例中,在小区覆盖较差或不存在的情况下,另一移动机械(诸如燃料车)可以具有自动信息收集系统。在机械靠近燃料车加燃料时,系统使用任何类型的专用无线连接自动地从移动式机械收集信息。在燃料车到达有蜂窝覆盖(或其他无线覆盖)的位置时,所收集的信息可以被转发到主网络。例如,当行驶为其他机械燃料时或在主燃料储存位置时,燃料车可能进入被覆盖的位置。本文考虑了所有这些架构。进一步,信息可以存储在机械上,直到机械进入被覆盖的位置。机械本身然后可以将信息发送到主网络。
还应当注意的是,图2的元件或它们的各部分可以设置在各种不同的设备上。这些设备中的一些包括服务器、台式计算机、膝上型计算机、平板计算机或其他移动设备,诸如掌上电脑、手机、智能手机、多媒体播放器、个人数字助理等。
图12是可以用作本系统(或其一部分)可以部署在其中的用户的或客户的手持设备16的手持或移动计算设备的一个示意性示例实施例的简化框图。例如,移动设备可以部署在机械101的操作室中,用于在生成、处理或显示置信度值以及各种其他信息时使用。图13至图14是手持或移动设备的示例。
图12提供了客户端设备16的部件的总体框图,该客户端设备可以运行图2中示出的一些部件、与它们交互、或者两者都进行。在设备16中,提供了允许手持设备与其他计算设备通信的通信链接13,并且在一些实施例下提供了用于自动接收信息(例如通过扫描)的信道。通信链接13的示例包括允许通过一个或多个通信协议进行通信,诸如用于提供对网络的蜂窝接入的无线服务,以及提供对网络的本地无线连接的协议。
在其他实施例下,应用可以在连接到接口15的可移动安全数字(Secure Digital,SD)卡上接收。接口15和通信链接13沿着总线19与处理器17(其也可以实现来自图2的(多个)处理器232、274或者310)通信,该总线也连接到存储器21和输入/输出(input/output,I/O)部件23、以及时钟25和定位系统27。
在一个实施例中,提供I/O部件23来促进输入和输出操作。设备16的各种实施例的I/O组件23可以包括输入部件(诸如按钮、触摸传感器、光学传感器、麦克风、触摸屏、接近传感器、加速度计、方位传感器)以及输出部件(诸如显示设备、扬声器和/或打印机端口)。也可以使用其他I/O部件23。
时钟25示意性地包括输出时间和日期的实时时钟部件。示意性地,它还可以为处理器17提供定时功能。
定位系统27示意性地包括输出设备16的当前地理位置的部件。这可以包括例如全球定位系统(global positioning system,GPS)接收器、LORAN系统、航位推算系统、蜂窝三角测量系统或其他定位系统。它还可以包括,例如,生成所期望的图、导航路线和其他地理功能的图绘制软件或导航软件。
存储器21存储操作系统29、网络设置31、应用33、应用配置设定35、数据存储装置37、通信驱动器39和通信配置设置41。存储器21可以包括所有类型的有形易失性和非易失性计算机可读存储器设备。它还可以包括计算机存储介质(下文描述)。存储器21存储计算机可读指令,当由处理器17执行时,这些指令使处理器根据指令执行计算机实施的步骤或功能。处理器17也可以由其他部件致动以促进它们的功能。
图13示出了其中设备16是平板电脑800的一个实施例。在图13中,计算机800被示出为具有用户界面显示屏802。屏幕802可以是从笔或触笔接收输入的触摸屏或支持笔的界面。它还可以使用屏幕上虚拟键盘。当然,它也可以例如通过合适的附接结构(诸如无线链接或USB端口)附接到键盘或其他用户输入设备。计算机800也可以示意性地接收语音输入。
图14类似于图13,除了设备16是智能电话71。智能电话71具有显示图标或小块或其他用户输入机构75的触敏显示器73。可以由用户使用机构75来运行应用、进行呼叫、执行数据传输操作等。一般而言,智能手机71建立在移动操作系统上,并且提供比功能手机更高级的计算能力和连接性。
注意,设备16的其他形式是可能的。
图15是其中可以部署图2的元件或其部分(例如)的计算环境的一个实施例。参考图15,用于实施一些实施例的示例系统包括呈计算机910形式的通用计算设备。计算机910的部件可以包括但不限于处理单元920(其可以包括(多个)处理器232、274或310)、系统存储器930和将包括系统存储器的各种系统部件连接到处理单元920的系统总线921。系统总线921可以是几种类型的总线结构中的任何一种,包括存储器总线或存储器控制器、外围总线以及使用各种总线架构中的任何一种的局部总线。关于图2描述的存储器和程序可以部署在图15的相对应部分中。
计算机910通常包括各种计算机可读介质。计算机可读介质可以是可以由计算机910访问的任何可用介质,并且包括易失性和非易失性介质、可移动和不可移动介质。作为示例而非限制,计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质不同于调制数据信号或载波,也不包括调制数据信号或载波。它包括硬件存储介质,包括以任何方法或技术实施的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质,用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据的信息。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(digital versatile disk,DVD)或其他光盘存储装置、盒式磁带、磁带、磁盘存储装置或其他磁存储设备,或可以用于存储所期望的信息并可以由计算机910访问的任何其他介质。通信介质可以实现计算机可读指令、数据结构、程序模块或传输机构中的其他数据,并且包括任何信息递送介质。术语“经调制的数据信号”是指具有以在信号中编码信息的方式设置或改变其特征中的一个或多个的信号。
系统存储器930包括易失性和/或非易失性存储器形式的计算机存储介质,诸如只读存储器(read only memory,ROM)931和随机存取存储器(random access memory,RAM)932。基本输入/输出系统933(basic input/output system,BIOS)(其包含诸如在启动期间帮助在计算机910内的元件之间传递信息的基本例程)通常存储在ROM 931中。RAM 932通常包含处理单元920可立即访问和/或当前正在被处理单元操作的数据和/或程序模块。作为示例而非限制,图15示出了操作系统934、应用程序935、其他程序模块936和程序数据937。
计算机910还可以包括其他可移动/不可移动的易失性/非易失性计算机存储介质。仅作为示例,图15示出了从不可移动、非易失性磁介质读取或向其写入的硬盘驱动器941、光盘驱动器955和非易失性光盘956。硬盘驱动器941通常通过不可移动存储器接口(诸如接口940)连接到系统总线921,并且磁盘驱动器951和光盘驱动器955通常通过可移动存储器接口(诸如接口950)连接到系统总线921。
替代性地或此外,本文描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如,但不限于,可以使用的说明性类型的硬件逻辑部件包括现场可编程门阵列(Field-programmable Gate Array,FPGA)、专用集成电路(例如ASIC)、专用标准产品(例如ASSP)、片上系统(System-on-a-chip system,SOC)、复杂可编程逻辑器件(ComplexProgrammable Logic Device,CPLD)等。
上文讨论并在图15中示出的驱动器及其相关联的计算机存储介质为计算机910提供了计算机可读指令、数据结构、程序模块和其他数据的存储。例如,在图15中,硬盘驱动器941被示为存储操作系统944、应用程序945、其他程序模块946和程序数据947。注意,这些部件可以与操作系统934、应用程序935、其他程序模块936和程序数据937相同或不同。
用户可以通过输入设备(诸如键盘962、麦克风963和指向设备961(诸如鼠标、跟踪球或触摸板))向计算机910输入命令和信息。其他输入设备(未示出)可以包括操纵杆、游戏手柄、卫星天碟、扫描仪等。这些和其他输入设备通常通过连接到系统总线的用户输入接口960连接到处理单元920,但是也可以通过其他接口和总线结构连接。视觉显示器991或其他类型的显示设备也通过诸如视频接口990的接口连接到系统总线921。除了监控器之外,计算机还可以包括可以通过输出外围接口995连接的其他外围输出设备,诸如扬声器997和打印机996。
计算机910使用到一个或多个远程计算机(诸如远程计算机980)的逻辑连接(诸如局域网(local area network,LAN)或广域网(wide area network,WAN))在联网环境中操作。
当在LAN联网环境中使用时,计算机910通过网络接口或适配器970连接到LAN971。当在WAN联网环境中使用时,计算机910通常包括调制解调器972或用于通过WAN 973(诸如因特网)建立通信的其他装置。在联网环境中,程序模块可以被存储在远程存储器存储设备中。图15例如示出了远程应用程序985可以驻留在远程计算机980上。
还应当注意的是,本文中描述的不同实施例可以以不同的方式组合。也就是说,一个或多个实施例的部分可以与一个或多个其他实施例的部分组合。在本文中考虑了这方面的全部。
示例1是一种移动式农业机械,包括:
传感器,所述传感器检测特性并生成指示所述特性的传感器信号;
数据存储装置访问逻辑系统,所述数据存储装置访问逻辑系统访问数据存储装置,所述数据存储装置具有指示能够影响所述移动式农业机械执行操作的能力的特性的存储数据;
置信度系统,所述置信度系统被配置为接收所述存储数据,并基于所述存储数据生成置信度水平值,所述置信度水平值指示所述移动式农业机械执行所述操作的能力方面的置信度;以及
动作信号发生器,所述动作信号发生器被配置为基于所述置信度水平值生成用于控制所述移动式农业机械的动作的动作信号。
示例2是根据权利要求1所述的移动式农业机械,其中,所述动作信号控制所述移动式农业机械的操作员可访问的界面机构显示所述置信度水平值的指示。
示例3是根据任何或所有先前示例的移动式农业机械,其中,所述显示包括用于改变所述移动式农业机械的操作的建议的指示。
示例4是根据任何或所有先前示例的移动式农业机械,其中,所述特性是所述移动式农业机械正在其中操作的环境中的杂草的地理位置。
示例5是根据任何或所有先前示例的移动式农业机械,其中,所述移动式农业机械包括移动农业喷洒系统,并且所述操作是目标物质施用操作,其中,所述建议推荐将所述移动式农业喷洒系统的操作从所述目标物质施用变换为撒播物质施用。
示例6是根据任何或所有先前示例的移动式农业机械,其中,所述移动式农业机械还包括:
阈值逻辑系统,所述阈值逻辑系统将所述置信度水平值与指示期望置信度水平值的置信度水平值阈值进行比较。
示例7是根据任何或所有先前示例的移动式农业机械,其中,所述动作信号发生器基于所述置信度水平值与所述置信度水平值阈值的比较来生成所述动作信号。
示例8是根据任何或所有先前示例的移动式农业机械,其中,所述移动式农业机械包括移动式农业喷洒系统,所述移动式农业喷洒系统将物质施用到所述移动式农业喷洒系统在其中执行所述操作的环境中的表面,并且所述特性包括所述环境中的杂草的地理位置。
示例9是根据任何或所有先前示例的移动式农业喷洒机,其中,所述操作包括目标物质施用操作,在所述目标物质施用操作中所述移动式农业喷洒系统将物质施用到所述环境中的所述杂草的所述地理位置,并且所述动作信号控制所述移动式农业喷洒系统的喷洒子系统,以将所述移动式农业喷洒系统的操作从所述目标物质施用操作变换为撒播物质施用操作。
示例10是根据任何或所有先前示例的移动式农业机械,其中,所述动作信号致动所述喷洒子系统的一个或多个喷嘴。
示例11是根据任何或所有先前示例的移动式农业机械,其中,能够影响所述移动式农业机械执行所述操作的能力的所述特性包括能够影响所述传感器准确检测所述特性的能力的一个或多个传感器特性。
示例12是根据任何或所有先前示例的移动式农业机械,其中,所述移动式农业机械包括移动式农业种植机械。
示例13是根据任何或所有先前示例的移动式农业机械,其中,所述移动式农业机械包括移动式农业收割机。
示例14是根据任何或所有先前示例的移动式农业机械,其中,所述移动式农业机械包括移动式农业耕作机械。
示例15是一种控制移动式农业机械的方法,该方法包括:
获得指示能够影响所述移动式农业机械执行操作的能力的特性的数据;
基于所获得的数据生成指示所述移动式农业机械执行所述操作的能力方面的置信度的置信度水平值;以及
基于所述置信度水平值生成动作信号,以控制所述移动式农业机械的动作。
示例16是根据任何或所有先前示例的方法,其中,生成动作信号,以控制所述移动式农业机械的动作信号包括控制界面以生成指示置信度水平值的显示。
示例17是根据任何或所有先前示例的方法,其中,生成显示包括显示用于改变所述移动式农业机械的操作的建议的指示。
示例18是根据任何或所有先前示例的方法,并且还包括:
接收特性的、由传感器生成的传感器信号提供的指示,其中,所述特性是所述移动式农业机械在其中执行所述操作的环境中的杂草的地理位置。
示例19是根据任何或所有先前示例的方法,其中,所述移动式农业机械包括移动式农业喷洒系统,并且所述操作是目标物质施用操作,在该目标物质施用操作中,物质由所述农业喷洒系统施用到所述杂草的所述地理位置,其中,所述建议推荐将所述移动式农业喷洒系统的操作从所述目标物质施用操作变换为撒播物质施用。
示例20是根据任何或所有先前示例的方法,并且还包括:
将所述置信度水平值与指示期望置信度水平值的置信度水平值阈值进行比较;
其中基于所述比较生成所述动作信号。
示例21是根据任何或所有先前示例的方法,其中,所述移动式农业机械包括移动式农业喷洒系统,所述移动式农业喷洒系统将除草剂施用到所述移动式农业喷洒系统在其中执行所述操作的环境中的表面,并且所述特性包括所述表面上的杂草的地理位置。
示例22是根据任何或所有先前示例的方法,其中,所述操作包括目标物质施用操作,在该目标物质施用操作中,所述移动式农业喷洒系统将除草剂施用到所述环境中的所述表面上的所述杂草的所述地理位置,并且所述动作信号控制所述移动式农业喷洒系统的喷洒子系统,以将所述移动式农业喷洒系统的操作从所述目标物质施用操作变换为所述撒播物质施用。
示例23是根据任何或所有前述示例的方法,其中,控制所述移动式农业喷洒子系统的喷洒子系统以将所述移动式农业喷洒系统的操作从所述目标物质施用操作变换为撒播物质施用包括致动安装在所述移动式农业喷洒系统的喷杆上的一个或多个喷嘴。
示例24是根据任何或所有先前示例的方法,其中,能够影响所述移动式农业机械执行所述操作的能力的特性包括能够影响传感器准确检测特性的能力的传感器特性。
示例25根据是任何或所有先前示例的方法,其中,所述移动式农业机械包括移动式农业收割机。
示例26是根据任何或所有先前示例的方法,其中,所述移动式农业机械包括移动式农业种植机械。
示例27是根据任何或所有先前示例的方法,其中,所述移动式农业机械包括移动式农业耕作机械。
示例28是一种移动式农业喷洒系统,所述移动式农业喷洒系统将物质施用到所述移动式农业喷洒系统在其中操纵的环境中的表面,所述移动式农业喷洒系统包括:
感知传感器,所述感知传感器安装到所述移动式农业喷洒系统,所述感知传感器检测所述表面上的、在喷杆前方的杂草的地理位置,并生成指示所述表面上的杂草的地理位置的传感器信号,所述喷杆将所述物质从物质源运送到沿所述喷杆布置的多个喷嘴;
数据存储访问逻辑系统,所述数据存储访问逻辑系统被配置为访问存储在数据存储装置中的、指示能够影响所述移动式农业喷洒系统执行目标物质施用操作的能力的至少一个特性的数据,在所述目标物质施用操作中,所述移动农业喷洒系统试图将物质仅施用到所述杂草的所述地理位置;以及
控制系统,所述控制系统包括:
置信度系统,所述置信度系统被配置为接收所述传感器信号和所存储的数据,并基于所述传感器信号和所存储的数据生成置信度水平值,所述置信度水平值指示所述移动式农业喷洒系统执行所述目标物质施用操作的能力方面的置信度;
阈值逻辑系统,所述阈值逻辑系统被配置为:
将所述置信度水平值与指示期望置信度水平值的置信度水平值阈值进行比较;
生成指示所述比较的阈值输出;以及
动作信号发生器,所述动作信号发生器基于所述阈值输出生成用于控制所述移动式农业喷洒系统的动作的动作信号。
示例29是根据任何或所有先前示例的移动式农业喷洒器,其中,所述动作信号控制所述移动式农业喷洒器的驾驶室中的界面机构以生成显示,该显示包括将所述移动式农业喷洒系统的操作从所述目标物质施用操作变换为撒播物质施用操作的建议的指示,在该撒播物质施用操作中,所述移动式农业喷洒系统试图将物质均匀地施用到整个表面上。
示例30是根据任何或所有先前示例的移动式农业喷洒器,其中,所述动作信号自动控制所述移动式农业喷洒器的喷洒子系统,以将所述移动式农业喷洒系统的操作从所述目标物质施用操作改变为撒播物质施用,其中所述动作信号致动多个喷嘴中的一个或多个。
示例31是本文描述的机械、系统或方法中的一个或多个。
尽管已经用特定于结构特征和/或方法动作的语言描述了主题,但是应当理解的是,在所附权利要求中限定的主题不必限于以上描述的特定特征或动作。相反,以上具体特征和动作是作为实施权利要求的示例形式而公开的。
Claims (10)
1.一种移动式农业机械,包括:
传感器,所述传感器检测特性并生成指示所述特性的传感器信号;
数据存储装置访问逻辑系统,所述数据存储装置访问逻辑系统访问数据存储装置,所述数据存储装置具有指示能够影响所述移动式农业机械执行操作的能力的特性的存储数据;
置信度系统,所述置信度系统被配置为接收所述存储数据,并基于所述存储数据生成置信度水平值,所述置信度水平值指示所述移动式农业机械执行所述操作的能力方面的置信度;以及
动作信号发生器,所述动作信号发生器被配置为基于所述置信度水平值生成用于控制所述移动式农业机械的动作的动作信号。
2.根据权利要求1所述的移动式农业机械,其中,所述动作信号控制所述移动式农业机械的操作员可访问的界面机构显示所述置信度水平值的指示。
3.根据权利要求2所述的移动式农业机械,其中,所述显示包括用于改变所述移动式农业机械的操作的建议的指示。
4.根据权利要求3所述的移动式农业机械,其中,所述特性是所述移动式农业机械正在其中操作的环境中的杂草的地理位置。
5.根据权利要求4所述的移动式农业机械,其中,所述移动式农业机械包括移动农业喷洒系统,并且所述操作是目标物质施用操作,其中,所述建议推荐将所述移动式农业喷洒系统的操作从所述目标物质施用变换为撒播物质施用。
6.根据权利要求1所述的移动式农业机械,其中,所述移动式农业机械还包括:
阈值逻辑系统,所述阈值逻辑系统将所述置信度水平值与指示期望置信度水平值的置信度水平值阈值进行比较。
7.根据权利要求6所述的移动式农业机械,其中,所述动作信号发生器基于所述置信度水平值与所述置信度水平值阈值的比较来生成所述动作信号。
8.根据权利要求7所述的移动式农业机械,其中,所述移动式农业机械包括移动式农业喷洒系统,所述移动式农业喷洒系统将物质施用到所述移动式农业喷洒系统在其中执行所述操作的环境中的表面,并且所述特性包括所述环境中的杂草的地理位置;
其中,所述操作包括目标物质施用操作,在所述目标物质施用操作中所述移动式农业喷洒系统将物质施用到所述环境中的所述杂草的所述地理位置,并且所述动作信号控制所述移动式农业喷洒系统的喷洒子系统,以将所述移动式农业喷洒系统的操作从所述目标物质施用操作变换为撒播物质施用操作;并且
其中,所述动作信号致动所述喷洒子系统的一个或多个喷嘴。
9.一种控制移动式农业机械的方法,所述方法包括:
获得指示能够影响所述移动式农业机械执行操作的能力的特性的数据;
基于所获得的数据生成指示所述移动式农业机械执行所述操作的能力方面的置信度的置信度水平值;以及
基于所述置信度水平值生成动作信号,以控制所述移动式农业机械的动作。
10.一种移动式农业喷洒系统,所述移动式农业喷洒系统将物质施用到所述移动式农业喷洒系统在其中操纵的环境中的表面,所述移动式农业喷洒系统包括:
感知传感器,所述感知传感器安装到所述移动式农业喷洒系统,所述感知传感器检测所述表面上的、在喷杆前方的杂草的地理位置,并生成指示所述表面上的杂草的地理位置的传感器信号,所述喷杆将所述物质从物质源运送到沿所述喷杆布置的多个喷嘴;
数据存储访问逻辑系统,所述数据存储访问逻辑系统被配置为访问存储在数据存储装置中的、指示能够影响所述移动式农业喷洒系统执行目标物质施用操作的能力的至少一个特性的数据,在所述目标物质施用操作中,所述移动农业喷洒系统试图将物质仅施用到所述杂草的所述地理位置;以及
控制系统,所述控制系统包括:
置信度系统,所述置信度系统被配置为接收所述传感器信号和所存储的数据,并基于所述传感器信号和所存储的数据生成置信度水平值,所述置信度水平值指示所述移动式农业喷洒系统执行所述目标物质施用操作的能力方面的置信度;
阈值逻辑系统,所述阈值逻辑系统被配置为:
将所述置信度水平值与指示期望置信度水平值的置信度水平值阈值进行比较;
生成指示所述比较的阈值输出;以及
动作信号发生器,所述动作信号发生器基于所述阈值输出生成用于控制所述移动式农业喷洒系统的动作的动作信号。
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