CN116709911A - 用于控制移动农业设备的操作的控制装置和方法 - Google Patents

Abstract

本公开总体上涉及农业，并且具体地涉及一种用于控制牲畜区域中的移动农业设备的操作的控制装置。根据第一方面，本公开涉及一种控制装置(100)，该控制装置被配置为从实时定位系统(50)获得位于牲畜区域中的个体动物(10)的位置和个体移动农业设备(20)的位置，并且基于一个或多个个体移动农业设备(20)的所获得的位置和个体动物(10)的所获得的位置来自动地控制移动农业设备(20)中的一个或多个移动农业设备的操作。由此，移动农业设备可以关于动物(和工作人员)的位置最佳地且安全地操作。本公开还涉及对应的方法和用于执行该方法的计算机程序。

Description

用于控制移动农业设备的操作的控制装置和方法

技术领域

本公开总体上涉及农业，并且具体地涉及一种用于控制牲畜区域中的移动农业设备的操作的控制装置。本公开还涉及对应的方法和用于执行该方法的计算机程序。

背景技术

为了节省农民的时间和精力，自主农业装备通常用于负责需要在牲畜区域中执行的不同的任务。例如，自主农业机器人可以被编程以自主地执行任务，如清洁、在饲料台上递送饲料或推动和混合已经铺开的饲料。

即使许多任务由机器人执行，但牲畜管理仍然是复杂的任务，因为动物行为不总是可预见的。为了有利于牲畜管理，已经提出了不同的系统。例如，EP2955998A1提出了一种用于定位和显示动物和自主移动对象的位置的方法和系统，其帮助用户管理动物房和其中的自主移动对象。

除此之外，已经提出了当操作自主农业装备时降低事故风险的解决方案。例如，WO2018122199提出了一种系统，当定位设备的地理位置与农业结构之间的距离小于阈值极限时，该系统触发事故回避措施。

尽管类似上述系统的系统有利于牲畜管理，但仍希望进一步增强牲畜管理。

发明内容

本公开的目标是减轻现有技术的缺点中的至少一些缺点。因此，目的是提供甚至更有效且更安全的牲畜管理解决方案。本文提出的技术通过使用由实时定位系统提供的定位信息将自动牲畜管理提升到更高的水平来实现这些目的。

根据第一方面，本公开涉及一种控制装置，该控制装置被配置为从实时定位系统获得位于牲畜区域中的个体动物的位置和个体移动农业设备的位置，并且基于个体移动农业设备的所获得的位置和个体动物的所获得的位置来自动地控制移动农业设备中的一个或多个移动农业设备的操作。由此，移动农业设备可以关于动物(和工作人员)的位置最佳地且安全地操作。控制装置由此优选地被配置为基于个体移动农业设备的所获得的位置和个体动物的所获得的位置来自动地控制多个移动农业设备的操作。因此，基于在移动农业设备和动物两者上的所获得的位置，在几个移动农业设备的自动控制中实现了增强的操作效率或最佳性能和安全性。控制装置通常由(中央)控制单元提供，但是控制装置也可以分布在几个单元之间，诸如进一步包括牲畜管理服务器、位于移动农业设备上的控制电路和/或用户设备的控制电路的控制装置。因此，控制装置应被视为功能控制单元，该功能控制单元可以被包括在一个控制单元中或分布在多个单元中。

在一个实施方案中，控制装置被配置为基于个体动物和/或个体移动农业设备的所获得的位置来确定在牲畜区域中的特定时间和/或特定场所操作移动农业设备的需要，以根据所确定的需要来控制操作。因此，农业任务可以在需要时和需要的地方自动地执行，因为它是基于动物和/或农业设备所处的位置。

在另一实施方案中，控制装置被配置为基于个体动物和/或个体移动农业设备的所获得的位置来确定当一个或多个个体移动农业设备可以在牲畜区域中安全地操作和/或不受干扰时的适当时间和/或场所，并且根据适当时间和/或场所来控制操作。因此，农业任务可以不间断地进行，而不会造成安全风险或惊扰动物。

在又另一实施方案中，控制装置被配置为基于一个或多个个体移动农业设备的所获得的位置和/或个体动物的所获得的位置来选择用于执行特定任务的一个或多个农业移动设备。由此，最适当地定位的农业移动设备用于执行任务。

在一些实施方案中，控制装置被配置为基于个体动物的所获得的位置来计算牲畜区域的子区域中的动物的密度，并且基于所计算的密度来控制移动农业设备中的一个或多个移动农业设备的操作。通过考虑动物密度，进一步提高了执行任务(诸如饲喂或清洁任务)的效率和安全性，因为子区域中的动物的密度(数量)通常指示在该子区域中对特定任务的需求增加。动物密度由此可以用于确定移动农业设备在该子区域中执行任务的时间和/或频率。

在一些实施方案中，控制装置被配置为基于一个或多个个体移动农业设备与个体动物之间的一个或多个相对距离来控制移动农业设备中的一个或多个移动农业设备的操作。通过考虑相对距离，效率和安全性进一步提高，因为移动农业设备的路径和/或速度可以相对于其到动物的距离来控制。

在一些实施方案中，控制装置被配置为将个体移动农业设备和/或动物的所获得的位置存储在数据存储装置中，并且基于个体移动农业设备和/或个体动物的历史位置来控制操作。由此，可以利用实时位置和历史位置两者，由此可以进一步增强效率和安全性。

在一些实施方案中，控制装置被配置为基于个体移动农业设备和/或动物的所获得的位置来确定用于操作移动农业设备的时间表或速度，并且基于所确定的时间表和/或速度来控制操作。因此，可以有效地安排/调整操作以实现更高的效率和安全性。

在一些实施方案中，控制装置被配置为基于个体移动农业设备和/或动物的所获得的位置来计算用于操作移动农业设备的分区和/或路径，并且基于所计算的分区和/或路径来控制操作。由此，可以在所计算的(合适的)分区和/或路径中高效地执行操作，以提高移动农业设备的操作的效率和安全性。

在一些实施方案中，所计算的分区包括暂时不允许的分区和/或允许的分区，在不允许的分区中一个或多个个体移动农业设备暂时不允许行驶。通过动态地创建和/或调整进入或离开区域和轨道的虚拟门，可以提高效率和安全性。

在一些实施方案中，控制装置被配置为获得指示牲畜区域中的通道是畅通的还是阻塞的的信息，并且其中控制装置被配置为基于通道是畅通的还是阻塞的来控制操作。由此，移动农业设备的操作可以适于实现更高的效率。

在一些实施方案中，控制装置被配置为将任务分配给人，并且经由用户界面提供关于所分配的任务的信息。以这种方式，不能由移动农业设备自动执行的任务也可以被自动分配给人。

在一些实施方案中，控制装置被配置为从RTLS获得牲畜区域中的个体人的位置，并且基于个体人的所获得的位置来控制操作。因此，移动农业设备的操作基于牲畜区域中的人的位置以提高安全性，并且可以以更有效的方式分配/执行任务。

在一些实施方案中，控制装置被配置为获得关于由个体人执行的任务的信息，并且基于个体人的位置来评估任务的执行。因此，可以验证和评估由人执行的任务的执行。

在一些实施方案中，控制装置被配置为获得关于由一个或多个移动农业设备执行的任务的信息，并且基于一个或多个个体移动农业设备的所获得的位置来评估任务的执行。由此，可以验证和评估由移动农业设备执行的任务的执行。

在一些实施方案中，控制装置被配置为在执行任务时获得关于移动农业设备和/或个体人的预期移动的信息，并且通过将一个或多个个体移动农业设备的所获得的位置和/或个体人的所获得的位置与预期移动进行比较来评估任务。以这种方式，可以以简单的方式验证由移动农业设备或人执行的任务的执行。

根据第二方面，本公开涉及一种用于控制牲畜区域中的移动农业设备的操作的方法，其中实时定位系统RTLS布置在牲畜区域中以实时地跟踪位于牲畜区域中的对象的定位。该方法包括：从RTLS获得牲畜区域中的个体动物的位置和个体移动农业设备的位置，并且基于一个或多个个体移动农业设备的所获得的位置和个体动物的所获得的位置来自动地控制移动农业设备中的一个或多个移动农业设备的操作。

在一些实施方案中，该方法包括将个体移动农业设备的所确定的一个或多个位置存储在数据存储装置中。

在一些实施方案中，该方法包括基于一个或多个个体移动农业设备的所获得的位置和/或个体动物的所获得的位置来选择用于执行特定任务的一个或多个农业移动设备。

根据第三方面，本公开涉及一种计算机程序，该计算机程序包括指令，当该程序由计算机执行时，该指令使计算机执行根据第一方面所述的方法。

根据第四方面，本公开涉及一种计算机可读介质，该计算机可读介质包括指令，当由计算机执行时，该指令使计算机执行根据第一方面所述的方法。

根据第五方面，本公开涉及一种牲畜管理系统，该牲畜管理系统包括RTLS和根据第一方面所述的控制装置，该RTLS被配置为布置在牲畜区域中以实时地跟踪位于牲畜区域中的对象的定位。

附图说明

图1示出了示例性牲畜区域的顶视图。

图2是布置在牲畜区域中的实时定位系统的示意图。

图3示出了牲畜管理系统。

图4A和图4B是用于控制牲畜区域中的移动农业设备的操作的方法的流程图。

图5示出了用于控制牲畜区域中的移动农业设备的操作的控制装置。

图6更详细地示出了控制装置。

具体实施方式

随着牲畜系统(例如用于奶牛、肉牛、绵羊和猪)变得更加密集，生产者通常需要更大规模地管理牲畜，而劳动力可用性、技能和资源通常是有限的。为此目的，许多农场使用实时定位系统RTLS来单独地识别和跟踪被标记动物在监控分区内的三维移动。

本公开基于这样的认识：由RTLS提供的数据也可以用于改善性能并向现有产品添加功能。换句话说，由RTLS提供的数据可以用于增强牲畜管理。例如，由RTLS提供的信息可以用于监控和引导粪便机器人或饲料推送器。还可以组合来自不同装备的信息(例如来自饲料机器人或粪便机器人的信息的组合)。换句话说，本公开提出了一种用于牲畜管理的高级系统，该高级系统使用由RTLS提供的数据来进行监控和决策。

图1示出了示例性牲畜区域30的顶视图，其中可以实施所提出的控制装置。牲畜区域30包括休息区域31，动物10可以在休息区域中休息。在休息区域31之间布置有小巷34，动物10可以在小巷周围移动。在饲喂期间，饲料被放置在饲喂场所32(也称为饲喂台)处，该饲喂场所例如是紧挨着休息区域31的区域，使得动物10可以通过饲喂围栏33吃到饲料。在图1的示例中，两个移动农业设备20被操作以饲喂动物。更具体地，操作饲料运输车20(a)以分配饲料，并且操作饲料推送器20(b)以将饲料朝向动物10推回，使得它们可以通过饲喂围栏33吃到饲料。

图2示出了可以由所提出的方法和控制装置100使用的RTLS 50的示例。RTLS 50是一种已知类型的系统，该系统用于使用标签51(优选地为有源标签，但也可以包括无源标签)实时地跟踪对象(诸如动物10)的定位，该标签附着于位于牲畜区域30(如图1中的牲畜区域)中的对象。标签可以附着于不同的对象上或由不同的对象携带，诸如动物10、移动农业设备20、人40和固定装备70(例如门或栅栏)。在图2中，由动物携带的标签51表示为51，附着于移动农业设备的标签表示为51'，附着于人或由人携带的标签表示为51”并且附着于固定装备的标签表示为51”'。

RTLS还包括读取器天线/读取器54，该读取器天线/读取器从这些标签51、51'、51”、51”'接收无线信号以确定它们的定位。无线通信包括但不限于蜂窝无线电、WiFi无线电、蓝牙无线电、蓝牙低功耗(BLE)无线电、超宽带(UWB)无线电或任何其他适当的射频通信协议。读取器54的具体数量和位置将取决于被监控的牲畜区域/农场的跟踪分区53的大小和形状。

在一些实施方案中，标签51、51'、51”、51”'还包括取向传感器(诸如三轴加速计组件或陀螺仪组件)，该取向传感器被配置为生成指示传感器的取向的数据。标签51、51'、51”、51”'还可以包括其他传感器或部件，诸如对象监控传感器。对象监控传感器可以包括温度计、心率监测器、振动传感器、照相机、麦克风或任何其他适当的设备。

当使用RTLS 50时，使用本领域已知的多边法技术，例如使用到达时间差(TDOA)和接收信号强度指示(RSSI)技术，在跟踪分区53内实时地跟踪每个标签51、51'、51”、51”'的定位。为此，来自读取器54的数据被提供给控制系统52，该控制系统在实时的基础上确定每个标签51、51'、51”、51”'在跟踪分区53中的瞬时位置。控制系统52可以实施为基于计算机的系统，该基于计算机的系统能够执行计算机应用程序(例如软件程序)。控制系统52的示例性应用程序包括实时定位功能，该实时定位功能被配置为确定标签51、51'、51”、51”'在跟踪分区53(例如，对应于牲畜区域30)内的二维位置或三维位置。控制系统52可以使用由三个或更多个读取器54提供的数据的三角测量来确定标签51、51'、51”、51”'的定位。

在一些实施方案中，控制系统52被配置为确定标签51、51'、51”、51”'的移动，包括例如移动方向和移动量。在一些实施方案中，控制系统52被配置为确定标签51、51'、51”、51”'的取向。控制系统52还可以被配置为基于动物的标签在监控分区内的定位、移动和取向来区分佩戴标签51的动物10的不同活动。作为示例，可以确定不同的活动，诸如动物是在睡觉、进食、休息、站立还是行走。由控制系统52执行的监控功能、任何其他应用程序和操作系统可以存储在非暂态计算机可读介质(诸如存储器)上。

控制系统52还可以具有一个或多个通信接口。通信接口可以包括例如调制解调器和/或网络接口卡。通信接口使得控制系统52能够向其他计算设备(诸如所提出的控制装置100(参见图5至图6))发送数据并且从其他计算设备接收数据。通信接口进一步使得控制系统52能够直接地或经由另一通信网络从读取器54或从标签51、51'、51”、51”'接收消息和数据。通信网络可以是任何网络平台，并且可以包括多个网络平台。示例性网络平台包括但不限于WiFi网络、蜂窝网络等。

本公开提出使用由用于牲畜管理的RTLS提供的实时位置的信息。图3是牲畜管理系统200的概念图，其中可以实施所提出的技术。所示的牲畜管理系统200包括牲畜管理服务器4、RTLS 50、多个移动农业设备20和用户设备5。为了简单起见，仅示出了三个移动农业设备20，更具体地为饲料运输车20(a)、饲料推送器20(b)以及清洁机器人20(c)(更具体地为粪便机器人)。可以理解，所提出的技术通常旨在应用于比图1所示的牲畜区域(更多移动农业设备20在其中操作)更大的牲畜区域中，这通常使得移动农业设备20的(手动)管理更复杂。

为了更好地理解所提出的控制装置，将更详细地描述移动农业设备20中的一个移动农业设备，即饲料推送器20(b)。所示的饲料推送器20(b)包括饲料推送和再混合机构23，该饲料推送和再混合机构被配置为在牲畜区域中的饲料台32处推送和再混合饲料。在所示的示例中，饲料推送和再混合机构23包括旋转螺旋钻。旋转螺旋钻提升、混合和充气饲料，同时推动/重新定位饲料使其更靠近饲喂围栏33(图1)。然而，饲料推送和再混合机构23可以另选地包括桶、裙部或一些其他种类的饲料推送机构。

除了饲料推送和再混合机构23之外，饲料推送器20(b)还包括推进设备21、电力存储装置22和控制电路24。必须理解，自主饲料推送器20(b)还包括图3中未示出的其他部件，诸如用于对自主饲料推送器20(b)进行转向、制动和充电的部件以及用于自主控制的传感器。然而，为了简单起见，在此仅描述与所提出的控制相关的部件。

推进设备21被配置为推进自主饲料推送器20(b)。更具体地，推进设备21被配置为将由电力存储装置22提供的能量转换成机械力。推进设备21例如是电动马达。电力存储装置22被配置为向推进设备21供应能量。电力存储装置22例如是电池。电力存储装置22通常由坞站(未示出)充电，其中自主饲料推送器20(b)可以在饲喂会话之间停放。

控制电路24被配置为沿着、围绕和/或在一个或几个饲喂场所自主地操作自主饲料推送器20(b)。这通常涉及推进、制动和转向自主饲料推送器20(b)。控制电路24还可以被配置为控制饲料推送和再混合机构23。例如，启动或停用饲料推送和再混合机构23。控制装置还涉及使用RTLS来跟踪自主饲料推送器20(b)的位置。还可以使用与来自不同传感器(诸如光学传感器、无线传感器等)的数据相结合的计算来跟踪位置。由此，控制装置使用RTLS并且优选地还使用控制电路24中的传感器来检测路线中的障碍物(例如其他移动农业设备、人或动物)，并且控制自主饲料推送器20(b)以避免此类障碍物。具体地讲，控制电路24被配置为控制推进设备21以推进自主饲料推送器20(b)，其中所示的控制电路24还包括通信接口。通信接口被配置用于使用任何类型的合适协议(例如蓝牙、IEEE 802.11或任何3GPP协议)，在控制电路24与控制装置的远程设备(诸如牲畜管理服务器4)之间传送信号和/或数据。控制电路24因此从牲畜管理服务器4接收控制数据，该牲畜管理服务器基于位置数据控制自主饲料推送器20(b)的操作。因此，可以通过远程或本地布置的牲畜管理服务器4来远程控制自主饲料推送器20(b)的一些或全部操作。

其他移动农业设备20通常以类似的方式操作。然而，代替饲料推送和再混合机构23，它们包括用于执行其他任务的机构或工具。例如，饲料运输车20(a)包括被配置为在饲料台处递送饲料的饲料递送机构，并且清洁机器人20(c)包括清洁机构，诸如粪便刮板或刷子。

牲畜管理服务器4被配置作为控制单元，该控制单元被配置为控制牲畜区域30中的操作。牲畜管理服务器4被配置为与移动农业设备20通信并且与RTLS 50通信。在一些实施方案中，集成了RTLS 50和牲畜管理服务器4。另选地，它们被配置为使用任何合适的协议(诸如以太网或IEEE 802.1)来通信。

牲畜管理服务器4被配置为监控牲畜区域30中的动物10。牲畜管理服务器4还被配置为监控和控制多个移动农业设备20。牲畜管理服务器4例如被配置为确定需要执行的任务并且指导移动农业设备20执行任务。

在一些实施方案中，牲畜管理服务器4被配置为经由用户设备5与用户通信。用户可以使用用户设备5输入用户输入，以供牲畜管理服务器4使用。还可以经由用户设备5向用户提供信息。

在所示的示例中，用户设备5是智能手机。在其他实施方案中，用户设备是膝上型计算机、平板计算机或任何其他设备。用户设备5包括控制电路55和显示器501，这里是在其上呈现图形用户界面的触控显示器。在其他实施方案中，用户设备5可以包括用于接收用户输入并向用户提供信息的其他设备，诸如显示器和按钮。在一些实施方案中，用户设备5包括软件应用程序，该软件应用程序被配置为执行本文提出的方法的部分。

现在将参考图4A和图4B的流程图以及先前的图1至图3来更详细地描述所提出的控制。图4A示出了用于控制牲畜区域中的移动农业设备20的操作的示例性方法。

图4A的方法由控制装置100(见图5至图6)执行。控制装置100应当被视为功能单元，并且可以设置在一个物理单元中或分布在几个物理单元中，见图5(其是控制装置100的概念图)。在一些实施方案中，控制装置100包括牲畜管理服务器4，该牲畜管理服务器位于与牲畜区域相同的场所处。另选地，此类服务器4可以例如在计算机云中远程地实施。在一些实施方案中，该方法至少部分地由移动农业设备20的控制电路23执行或者在牲畜区域30中的人所携带的用户设备5的控制电路55中执行。

该方法可以实施为计算机程序，该计算机程序包括指令，当该程序由计算机(例如，控制电路中的处理器)执行时，该指令使计算机执行该方法。根据一些实施方案，计算机程序存储在计算机可读介质(例如，存储器或光盘)中，该计算机可读介质包括指令，当由计算机执行时，该指令使计算机执行该方法。

当在牲畜区域30中执行任务时，移动农业设备20通常根据操作计划来操作。操作计划包括任务和轨迹。因此，轨迹限定了路线或路径，该路线或路径限定了移动农业设备20应当行驶以执行任务的地方以及对应的速度，即速度和行进方向。控制装置100优选地被配置为由此提供时间表，该时间表限定移动农业设备20应当沿着特定轨迹开始操作的时间和地点。作为替代方案，会话可以例如由想要发起特定任务的用户例如经由移动设备5来触发。

所提出的方法涉及自动地控制移动农业设备20中的一个或多个移动农业设备的操作。这可以在开始任务之前通过确定(或更新)轨迹或时间表来完成。另选地，这可以在执行任务的同时通过修改轨迹来完成。如下文将解释的组合也是可能的。

所提出的方法可以与不同类型的移动农业设备20一起使用。例如，该方法可以与移动农业设备20一起使用，该移动农业设备被配置为执行不同的清洁活动(诸如粪便刮除或清洗)、递送新饲料和/或推送/再混合已经存在于饲料台上的饲料。换句话说，移动农业设备20可以是粪便清洁机器人、自主饲料运输车/饲料推送器或类似的自主移动机器人。

当移动农业设备20第一次在牲畜区域30中投入使用时，可以利用初始操作计划对其进行编程。此类操作计划包括轨迹并且还可能包括时间表。轨迹和时间表可以由制造商预先编程。

如上所述，所提出的方法/控制装置是基于这样的认识：关于动物10和农业移动设备20如何在牲畜区域30内移动的数据可以用于确定执行农业任务的方式和时间。换句话说，该方法包括从RTLS 50获得S1牲畜区域30中的个体动物10的位置和个体移动农业设备20的位置。从RTLS 50接收的位置是在特定时间的个体动物10的个体瞬时位置和个体移动农业设备20的个体瞬时位置。该信息可以用于分析动物在牲畜区域30中移动的方式，并且因此它还使得能够确定不同任务需要被执行并且可以被执行的时间和方式，如将在下面进一步描述的。

RTLS 50还可以被配置为提供与具有移动部件的固定设备70(诸如门或栅栏)相关联的位置信息。该信息可以用于确定门或栅栏是打开的还是关闭的，使得动物10或移动农业设备20可以通过被门或栅栏阻塞的开口。换句话说，在一些实施方案中，获得S1包括获得S1A指示在牲畜区域中的通道是畅通的还是阻塞的的信息。

另外地，使用RTLS 50的控制装置100可以被配置为提供关于牲畜区域中的人(诸如工作人员或访客)的位置的信息。因此，在一些实施方案中，获得S1包括从RTLS 50获得S1B个体人40在牲畜区域中的位置。

可以同时基于牲畜区域30中的对象的实时位置和历史位置来执行移动农业设备20中的一个或多个移动农业设备的操作。然而，RTLS 50通常实时地提供位置。为了能够分析历史位置，数据需要被存储在数据存储装置102(图5)中。因此，在一些实施方案中，该方法包括将个体移动农业设备20的所获得的一个或多个位置存储S2在数据存储装置102(图6)中。因此，在下文中，所获得的位置可以指实时位置或历史位置或者它们的组合。

在一些场景中，可以存在能够(即能够)执行特定任务的几个移动农业设备20。在此类情况下，可以基于例如其当前位置来选择一个移动农业设备20。例如，选择将具有行进以执行任务的最短行进路径的移动农业设备20。换句话说，在一些实施方案中，该方法包括基于一个或多个个体移动农业设备20的所获得的位置和个体动物10的所获得的位置来选择S3用于执行特定任务的一个或多个农业设备20。

该方法还包括基于一个或多个个体移动农业设备20的所获得的位置和个体动物10的所获得的位置来自动地控制S4移动农业设备20中的一个或多个移动农业设备的操作。有许多不同的方式来基于RTLS数据控制S4操作，以便提高效率并且增加安全性。现在将参考图4B呈现可以在任何组合中使用的多种不同可能性，该图更详细地示出控制S4操作的步骤。

这有两个方面，即如何使用数据以及如何实施控制。首先将解释如何以不同方式利用从RTLS 50检索的位置来改善牲畜管理。

提高牲畜管理效率的一种方式是使用所获得的位置来确定任务需要执行任务的时间和地点。例如，许多动物的历史存在可以指示需要清洁。换句话说，在一些实施方案中，控制S4操作包括基于个体动物10和/或个体移动农业设备20的所获得的位置来确定S4A在牲畜区域中的特定时间和/或特定场所操作移动农业设备20的需要。例如，如果多于预定义数量的动物10已经出现在牲畜区域30的特定子区域或分区中，则触发执行任务(例如清洁)的“需要”。另选地，如果动物10的密度已经超过阈值一段时间，则执行任务的“需要”是有效的。在这些实施方案中，然后根据所确定的需要执行操作的控制S4。

另选地，动物的位置用于防止移动农业设备20沿着其轨迹与对象碰撞。即使移动农业设备20通常具有检测其路径中的对象的基于传感器的安全系统，如果移动农业设备20可以在执行其任务尽可能少的停止(例如，由动物引起)，则任务当然将被更有效地执行。因此，关于动物10通常所处的时间和地点的信息可以用于确定执行会话的时间和地点。这也可以作为冗余安全系统，并且还可以减少动物应激，因为移动农业设备20可以在离动物10相当远的距离处操作。换句话说，在一些实施方案中，控制S4操作包括基于个体动物10和/或个体移动农业设备20的所获得的位置来确定S4B当一个或多个个体移动农业设备20可以在牲畜区域中安全地操作和/或不受干扰时的适当时间和/或场所。在这些实施方案中，根据所确定的适当时间和/或场所来执行操作的控制S4。

牲畜区域的不同子区域中的动物的密度是可以用于检测需要或适当时间和/或场所的一个参数。子区域可以是预定义分区，诸如小巷、房间、饲喂场所等。另选地，子区域可以被动态地确定以表示不同的动物的密度，即每面积单位的动物的计数(例如每m2的动物数量)。换句话说，在一些实施方案中，控制S4操作包括基于个体动物的所获得的位置来计算S4C牲畜区域30的子区域中的动物10的密度，并且基于所计算的密度来控制移动农业设备20中的一个或多个移动农业设备的操作。例如，如果饲料运输车20(a)是自动操作的，则当许多动物出现在特定饲喂场所32时，系统可以增加递送的次数，并且饲料推送器20(b)可以另外地被控制以在该特定饲喂场所32处经过更多次。以这种方式((大型农场具有)由一个饲料运输车20(a)和一个饲料推送器20(b)服务的几个不同的饲喂场所32)，根据在每个饲喂场所32处(例如，在与饲喂场所32相关联的分区中)存在的动物10的数量而自动地向每个饲喂场所32提供不同服务。以这种方式，系统可以被控制以自动地适应(实时地)存在于各个子区域中的动物10的数量。

如果在牲畜区域30中使用自动清洁，则在特定子区域中现在存在(实时数据)相对少的动物10(即，密度低于阈值)的事实可以触发清洁机器人20(c)行驶通过该区域，因为在周围具有少量动物10的情况下清洁通常更有效和更安全。由此也有利地使用关于动物10的历史数据。例如，许多动物最近已经在特定子区域中，因此该子区域很可能是脏的。

如上所述，来自RTL 50的数据也可以用于避免冲突。在这些实施方案中，动物与移动农业设备20之间的相对距离可以被监控和分析。在一些实施方案中，实时地分析相对距离。因此，如果可能的话，朝向一群动物的移动农业设备20可以被自动重新编程以采取另一路线。另选地，如果相对距离的分析显示在先前的会话期间，移动农业设备20驶近许多动物并且可能甚至不得不停止和绕过动物10，则可以修改根据时间表操作的轨迹。换句话说，在一些实施方案中，操作包括基于一个或多个个体移动农业设备20与个体动物10之间的一个或多个相对距离来控制移动农业设备20中的一个或多个移动农业设备的操作。

如果RTLS 50被配置为提供关于可能潜在地阻塞牲畜区域中的通道的固定设备的数据，则当操作移动农业设备20时，此类信息当然是有用的。换句话说，在一些实施方案中，该方法包括基于通道是畅通的还是阻塞的来控制操作。

如果RTLS 50被配置为提供个体人40的位置，则控制S4操作也可以基于个体人40的所获得的位置，如将在下面进一步解释的。例如，移动农业设备20被控制为在很少人存在或没有人存在的情况下操作。

有许多不同的方式来基于位置实施移动农业设备20的实际控制(即，调整行驶)，以便提高效率并且增加安全性。这样做的一种方式是基于动物(或工作人员)的位置来计算或修改移动农业设备20的轨迹。换句话说，从RTLS 50获得的位置用于确定移动农业设备20应当行驶到何处。换句话说，在一些实施方案中，控制S4操作包括基于个体移动农业设备20和/或动物10的所获得的位置来计算S4D用于操作移动农业设备20的分区和/或路径，并且基于所计算的分区和/或路径来控制移动农业设备20中的一个或多个移动农业设备的操作。例如，可以实时地动态创建禁止区域。禁止区域可以是存在许多动物的场所、执行建筑工作的场所、存在障碍物的场所、门已关闭的场所或者人暂时位于的场所。例如，当门已关闭时，门后面的区域将被改变为“不允许”，并且移动农业车辆20将不会试图行驶到这里。这可以触发路径改变以避开该区域。换句话说，在一些实施方案中，所计算的分区包括暂时不允许的分区和/或允许的分区，在不允许的分区中一个或多个个体移动农业设备20暂时不允许行驶。这些分区可以构成用于移动农业设备20的虚拟围栏。在不同的时间可以有不同的分区。这将类似于草坪中的线，该线限定了割草机机器人草坪应当操作的区域。

执行实际控制S4的另一方式是基于所获得的位置来确定或修改移动农业设备20的时间表或速度。例如，如果从RTLS 50获得的位置显示许多动物10已经停留在特定子区域中，则可以触发新的清洁或饲料分配会话以确保该子区域是干净的或者有足够的饲料。另选地，可以改变时间表以更频繁地清洁此子区域。另选地，如果从RTLS 50获得的位置显示在特定子区域中有许多动物10，则可以改变时间表以在稍后的时间点清洁该子区域以便避免事故。此外，移动农业设备20的速度可以被适配成使得如果动物10的密度是低的(例如低于某个阈值)时，则它行驶得更快。另选地，可以基于动物的位置实时地动态调整速度。以这种方式，减少了事故，并且动物通常将较少地产生应激。换句话说，在一些实施方案中，控制S4操作包括基于个体移动农业设备20和/或动物10的所获得的位置来确定S4E用于操作移动农业设备20的时间表或速度，并且基于所确定的时间表和/或速度来控制移动农业设备20中的一个或多个移动农业设备的操作。

现在转回到图4A。即使当使用移动农业设备20自动管理牲畜区域时，如上所述，可能存在手动执行特定任务的需要。在一些实施方案中，该方法包括识别此类任务并且向用户(例如农民)通知此类任务。换句话说，该方法是将任务分配S5给人并且经由用户界面提供关于所分配的任务的信息。例如，用户被通知需要经由用户设备5(诸如智能手机)中的应用程序手动执行的任务。基于人在牲畜区域30中的位置，可以选择特定的人40来执行任务。

从RTLS 50获得的位置还可以用于评估由移动农业设备20和/或由人40执行的任务。在一些实施方案中，该方法包括获得S6A关于由个体人40执行的任务的信息，并且基于个体人的位置来评估任务的执行。在一些实施方案中，该方法包括获得S6B关于由移动农业设备20中的一个或多个移动农业设备执行的一个或多个任务的信息，并且基于一个或多个个体移动农业设备20的所获得的位置来评估任务的执行。每个任务通常通过移动农业设备20或人必须行进(例如，行驶或行走)以执行任务的路线相关联。当人40已经执行了任务时，这通常由用户经由用户界面(例如在用于分配任务的同一用户设备5中)验证任务的完成来手动验证。另一方面，移动农业设备20可能由于例如缺乏动力、障碍物等而被阻止执行任务。因此，有时需要附加的验证。例如，可以验证饲料运输车20(a)已经行驶到饲喂场所32。

通过分析移动农业设备20和/或人的移动，可以得到关于任务是否已经被执行的指示。换句话说，该方法包括以下步骤：在执行任务时获得关于移动农业设备20和/或个体人40的预期移动的信息，以及通过将一个或多个个体移动农业设备20的所获得的位置和/或个体人的所获得的位置与预期移动进行比较来评估任务。

本公开还涉及一种对应的控制装置100，该对应的控制装置被配置为控制牲畜区域30(诸如图1的牲畜区域)中的移动农业设备20的操作。

本文参考牲畜管理服务器4来描述控制装置100。然而，必须理解的是，控制电路可以另选地至少部分地在牲畜管理服务器4外部实施。例如，如图5所示，控制装置100分布在几个单元中。换句话说，在一些实施方案中，控制装置100包括牲畜管理服务器4、位于移动农业设备20上的控制电路23和/或用户设备5的控制电路55。

图6更详细地示出了根据一些实施方案的控制装置100的部件。控制装置100包括硬件和软件。控制装置中的硬件例如是例如印刷电路板(PCB)上的各种电子部件。这些部件中最重要的部件通常是控制装置(单元)中的处理器101(例如微处理器)以及存储器102(例如EPROM或闪速存储器芯片)。软件通常是在处理器中运行的软件代码。所示的控制装置(单元)100还包括通信接口103。通信接口103被配置用于在控制装置(单元)100与其他设备(诸如移动农业设备20和RTLS 50)之间传送信号和/或数据。

控制装置(单元)100或者更具体地控制装置(单元)100的处理器101被配置为使控制装置(单元)100执行图4A和图4B中所描述的方法的所有方面。这通常通过运行存储在控制装置(单元)100的处理器101中的存储器102中的计算机程序代码来完成。

更具体地，控制装置100被配置为从实时定位系统50获得位于牲畜区域30中的个体动物10的位置和个体移动农业设备20的位置，并且基于一个或多个个体移动农业设备20的所获得的位置和个体动物10的所获得的位置来自动地控制移动农业设备20中的一个或多个移动农业设备的操作。

在所示的实施方案中，控制装置100被配置为基于个体动物10或个体移动农业设备20的所获得的位置来确定在牲畜区域中的特定时间和/或特定场所操作移动农业设备20的需要，以根据所确定的需要来控制操作。

此外，控制装置由此被配置为基于个体动物10或个体移动农业设备20的所获得的位置来确定当一个或多个个体移动农业设备20可以在牲畜区域中安全地操作和/或不受干扰时的适当时间和/或场所，并且根据适当时间和/或场所来控制操作。

该实施方案的控制装置100还被配置为基于一个或多个个体移动农业设备20的所获得的位置和/或个体动物10的所获得的位置来选择用于执行特定任务的一个或多个农业设备20。

在该实施方案中，控制装置100更进一步被配置为基于个体动物的所获得的位置来计算牲畜区域30的子区域中的动物10的密度，并且基于所计算的密度来控制移动农业设备20中的一个或多个移动农业设备的操作。

在一些实施方案中，控制装置被配置为基于一个或多个个体移动农业设备20与个体动物10之间的一个或多个相对距离来控制移动农业设备20中的一个或多个移动农业设备的操作。

在详细的实施方案中，控制装置被配置为将个体移动农业设备20和/或动物10的所获得的位置存储在数据存储装置中，并且基于个体移动农业设备20和/或个体动物10的历史位置来控制操作。

在该实施方案中，控制装置100进一步被配置为基于个体移动农业设备20和/或动物10的所获得的位置来确定用于操作移动农业设备20的时间表或速度，并且基于所确定的时间表和/或速度来控制操作。

在一些实施方案中，控制装置被配置为基于个体移动农业设备20和/或动物10的所获得的位置来计算用于操作移动农业设备20的分区和/或路径，并且基于所计算的分区和/或路径来控制操作。在一些实施方案中，所计算的分区包括暂时不允许的分区和/或允许的分区，在不允许的分区中一个或多个个体移动农业设备20暂时不允许行驶。

在一些实施方案中，控制装置被配置为获得指示牲畜区域中的通道是畅通的还是阻塞的的信息，并且其中控制装置被配置为基于通道是畅通的还是阻塞的来控制操作。

在一些实施方案中，控制装置被配置为将任务分配给人，并且经由用户界面提供关于所分配的任务的信息。

在一些实施方案中，控制装置被配置为从RTLS 50获得牲畜区域中的个体人40的位置，并且基于个体人40的所获得的位置来控制操作。

在一些实施方案中，控制装置被配置为获得关于由个体人40执行的任务的信息，并且基于个体人的位置来评估任务的执行。

在一些实施方案中，控制装置被配置为获得关于由一个或多个移动农业设备20执行的任务的信息，并且基于一个或多个个体移动农业设备20的所获得的位置来评估任务的执行。

在一些实施方案中，控制装置被配置为在执行任务时获得关于移动农业设备20和/或个体人40的预期移动的信息，并且通过将一个或多个个体移动农业设备20的所获得的位置和/或个体人的所获得的位置与预期移动进行比较来评估任务。

如附图中所示的实施方案的描述中使用的术语并不旨在限制所描述的方法；控制装置100或计算机程序。在不脱离如所附权利要求所定义的本公开实施方案的情况下，可以进行各种改变、替换和/或更改。

如本文所使用的，术语“或(or)”应被解释为数学上的或(OR)，即作为包含性析取；而不是作为数学上的排他性OR(XOR)，除非另有明确说明。附加地，单数形式的“一个”、“一种”和“该”应被解释为“至少一个”，因此也可能包括同种类的多个实体，除非另有明确说明。将进一步理解，术语“包含”、“包括”、“包含”和/或“包括”指定所陈述的特征、动作、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、动作、整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合的存在或添加。例如处理器的单一单元可以实现权利要求中所叙述的若干项的功能。

Claims (23)

1.一种控制装置(100)，所述控制装置被配置为控制牲畜区域(30)中的移动农业设备(20)的操作，其中实时定位系统RTLS(50)布置在所述牲畜区域(30)中以实时地跟踪位于所述牲畜区域(30)中的对象的定位，所述控制装置(100)被配置为：

-从所述实时定位系统(50)获得位于所述牲畜区域(30)中的个体动物(10)的位置和个体移动农业设备(20)的位置，以及

-基于所述一个或多个个体移动农业设备(20)的所获得的位置和所述个体动物(10)的所获得的位置来自动地控制所述移动农业设备(20)中的一个或多个移动农业设备的操作。

2.根据权利要求1所述的控制装置(100)，其中所述控制装置(100)被配置为基于所述个体动物(10)和/或所述个体移动农业设备(20)的所获得的位置来确定在所述牲畜区域中的特定时间和/或特定场所操作所述移动农业设备(20)的需要，以根据所确定的需要来控制所述操作。

3.根据权利要求1或2所述的控制装置(100)，其中所述控制装置被配置为基于所述个体动物(10)和/或所述个体移动农业设备(20)的所获得的位置来确定当所述一个或多个个体移动农业设备(20)能够在所述牲畜区域中安全地操作和/或不受干扰时的适当时间和/或场所，并且根据所述适当时间和/或场所来控制所述操作。

4.根据前述权利要求中任一项所述的控制装置(100)，其中所述控制装置(100)被配置为：

-基于所述一个或多个个体移动农业设备(20)的所获得的位置和/或所述个体动物(10)的所获得的位置来选择用于执行特定任务的一个或多个农业设备(20)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的控制装置(100)，其中所述控制装置(100)被配置为基于所述个体动物的所获得的位置来计算所述牲畜区域(30)的子区域中的动物(10)的密度，并且基于所计算的密度来控制所述移动农业设备(20)中的所述一个或多个移动农业设备的所述操作。

6.根据前述权利要求中任一项所述的控制装置(100)，其中所述控制装置被配置为基于所述一个或多个个体移动农业设备(20)与所述个体动物(10)之间的一个或多个相对距离来控制所述移动农业设备(20)中的所述一个或多个移动农业设备的所述操作。

7.根据前述权利要求中任一项所述的控制装置(100)，其中所述控制装置被配置为将所述个体移动农业设备(20)和/或所述动物(10)的所获得的位置存储在数据存储装置中，并且基于所述个体移动农业设备(20)和/或所述个体动物(10)的历史位置来控制所述操作。

8.根据前述权利要求中任一项所述的控制装置(100)，其中所述控制装置(100)被配置为基于所述个体移动农业设备(20)和/或所述动物(10)的所获得的位置来确定用于操作所述移动农业设备(20)的时间表或速度，并且基于所确定的时间表和/或速度来控制所述操作。

9.根据前述权利要求中任一项所述的控制装置(100)，其中所述控制装置被配置为基于所述个体移动农业设备(20)和/或所述动物(10)的所获得的位置来计算用于操作所述移动农业设备(20)的分区和/或路径，并且基于所计算的分区和/或路径来控制所述操作。

10.根据权利要求9所述的控制装置(100)，其中所计算的分区包括暂时不允许的分区和/或允许的分区，在所述暂时不允许的分区中一个或多个个体移动农业设备(20)暂时不允许行驶。

11.根据前述权利要求中任一项所述的控制装置(100)，其中所述控制装置被配置为获得指示所述牲畜区域中的通道是畅通的还是阻塞的的信息，并且其中所述控制装置被配置为基于所述通道是畅通的还是阻塞的来控制所述操作。

12.根据前述权利要求中任一项所述的控制装置(100)，其中所述控制装置被配置为将任务分配给人，并且经由用户界面提供关于所分配的任务的信息。

13.根据前述权利要求中任一项所述的控制装置(100)，其中所述控制装置被配置为从所述RTLS(50)获得所述牲畜区域中的个体人(40)的位置，并且基于所述个体人(40)的所获得的位置来控制所述操作。

14.根据权利要求12所述的控制装置(100)，其中所述控制装置被配置为获得关于由个体人(40)执行的任务的信息，并且基于所述个体人的位置来评估所述任务的执行。

15.根据前述权利要求中的任一项所述的控制装置(100)，其中所述控制装置被配置为获得关于由所述一个或多个移动农业设备(20)执行的任务的信息，并且基于所述一个或多个个体移动农业设备(20)的所获得的位置来评估所述任务的执行。

16.根据权利要求14或15所述的控制装置(100)，其中控制装置被配置为在执行所述任务时获得关于所述移动农业设备(20)和/或所述个体人(40)的预期移动的信息，并且通过将所述一个或多个个体移动农业设备(20)的所获得的位置和/或所述个体人的所获得的位置与所述预期移动进行比较来评估所述任务。

17.根据前述权利要求中的任一项所述的控制装置(100)，其中所述移动农业设备(20)包括农业机器人、运输车、送料机中的一者或多者。

18.一种用于控制牲畜区域中的移动农业设备(20)的操作的方法，其中实时定位系统RTLS(60)布置在所述牲畜区域(30)中以实时地跟踪位于所述牲畜区域(30)中的对象的定位，所述方法包括：

-从所述RTLS(50)获得(S1)所述牲畜区域(30)中的个体动物(10)的位置和个体移动农业设备(20)的位置，以及

-基于所述一个或多个个体移动农业设备(20)的所获得的位置和所述个体动物(10)的所获得的位置来自动地控制(S4)所述移动农业设备(20)中的一个或多个移动农业设备的操作。

19.根据权利要求18所述的方法，所述方法包括：

-将所述个体移动农业设备(20)的确定的一个或多个位置存储(S1)在数据存储装置中。

20.根据权利要求18或19所述的方法，所述方法包括：

-基于所述一个或多个个体移动农业设备(20)的所获得的位置和/或所述个体动物(10)的所获得的位置来选择(S3)用于执行特定任务的一个或多个农业设备(20)。

21.一种计算机程序，所述计算机程序包括指令，当所述程序由计算机执行时，所述指令使所述计算机执行根据权利要求18至20中任一项所述的方法。

22.一种计算机可读介质，所述计算机可读介质包括指令，当由计算机执行时，所述指令使所述计算机执行根据权利要求18至20中任一项所述的方法。

23.一种牲畜管理系统，所述牲畜管理系统包括实时定位系统RTLS(60)和根据权利要求1至17中任一项所述的控制装置，所述实时定位系统RTLS被配置为布置在牲畜区域(30)中以实时地跟踪位于所述牲畜区域(30)中的对象的定位。