FR2626081A1 - Detecteur de profil de plantes - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un détecteur de profil de plantes servant à détecter la taille et la forme de plantes situées en son proche voisinage, ce détecteur étant destiné à être monté sur un pulvérisateur 10. Plusieurs unités de détection 29a à 29h détectent chacune la présence ou l'absence de plantes dans un étroit angle de champ en émettant des impulsions ultrasonores qui sont réfléchies vers l'unité de détection qui a effectué l'émission. Un multiplexage des unités de détection empêche toute diaphonie en empêchant qu'une impulsion réfléchie ne produise de signaux dans des unités de détection voisines de l'unité de détection qui a effectué l'émission.
Description
La présente invention concerne des appareils servant à
asperger des plantes au moyen de solutions utilisées en agricul-
ture, par exemple des pesticides ou des fongicides, et, plus spécialement, des pulvérisateurs qui économisent la solution de pulvérisation en détectant la présence ou l'absence de plantes et
en ne délivrant la solution qu'à des zones contenant des plantes.
Certains détails d'un appareil permettant de détecter la présence et le profil de plantes à asperger au moyen de l'appareil de la présente invention sont décrits dans la demande de brevet français intitulée "dispositif de commande permettant d'asperger
des plantes de manière uniforme" déposée ce jour par la demande-
resse.
On a utilisé des pulvérisateurs à air pendant de nom-
breuses années pour appliquer des pesticides, des fongicides et
d'autres solutions liquides utilisées dans l'agriculture au feuil-
lage et aux fruits.des vergers, plantations d'arbres et vignes.
Un pulvérisateur à air utilise généralement un système de circu-
lation de liquide et un système de circulation d'air conçus pour
travailler ensemble afin de délivrer une configuration ajustée air-
pulvérisation qui pénètre le feuillage et les fruits d'une plante.
Le système de circulation de liquide du pulvérisateur comporte un réservoir monté sur le bâti d'une remorque, plusieurs ajutages de pulvérisation, une pompe qui est entrainée par un moteur disposé sur te bâti de ta remorque ou par de l'énergie prélevée sur le tracteur qui tire la remorque, et des conduites et des vannes d'obturation servant à délivrer la solution de pulvérisation du réservoir à la pompe et, ensuite, aux ajutages, sous une pression régulée. Le système de circulation d'air utilise un ensemble de soufflerie possédant au moins une ouverture de décharge servant à diriger un jet d'air sensiblement transversalement à la trajectoire de déptacement du pulvérisateur. Les ajutages de pulvérisation sont disposés dans l'ouverture de décharge de manière à délivrer des solutions de pulvérisation atomisées destinées à être
entraînées dans le jet d'air.
Un type connu de pulvérisateur à air, servant à asperger
les vergers, comporte une soufflante centrifuge, ou à cage d'écu-
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reuil, qui est disposée derrière Le réservoir de pulvérisation sur la remorque du pulvérisateur. La soufflante centrifuge comporte un boîtier possédant des ouvertures de sortie d'air qui sont orientées transversalement à la trajectoire de déplacement du pulvérisateur,
et une ouverture d'entrée orientée vers l'arrière et longitudi-
nalement par rapport à la trajectoire de déplacement du pulvéri-
sateur. Normalement, deux boîtiers de déflecteurs sont raccordés à chaque ouverture de sortie. Chaque boîtier de déflecteurs possède
une forme en "queue de poisson" et une ouverture de décharge incur-
vée qui s'étend transversalement au pulvérisateur. L'ouverture incurvée est conçue pour faire délivrer un jet d'air s'étendant suivant une configuration largement divergeante orientée vers l'extérieur. Typiquement, les boîtiers de déflecteurs sont montés de manière réglable sur les soufflantes centrifuges respectives de façon que le jet d'air puisse être dirigé suivant différents angles
par rapport à l'horizontale. On utilise normalement ce type de pul-
vérisateur pour asperger deux rangées de plantes en même temps, le boîtier de déflecteurs étant ajusté pour diriger les jets d'air dans des sens opposés transversaux à la trajectoire de déplacement
du pulvérisateur. Ces pulvérisateurs délivrent la solution de pul-
vérisation sur une zone prédéterminée indépendamment du fait que
des plantes soient présentes ou absentes dans la rangée de plantes.
Ceci peut entraîner un gaspillage important de la solution de pul-
vérisation lorsque des plantes sont plus petites que la moyenne ou lorsque des plantes manquent dans une rangée. En plus du coût de la solution de pulvérisation, il est également souhaitable de limiter la quantité de substances chimiques appliquée aux vergers en raison
des normes et des contrôles imposés par les autorités gouvernemen-
tales. La présente invention concerne un détecteur de profil de plantes qui détecte la présence de plantes dans le proche voisinage et détermine la taille et la forme des plantes à asperger. Le détecteur de profil de plantes produit des signaux qui font qu'un pulvérisateur associé met en service les ajutages du pulvérisateur de manière à ne couvrir que les zones qui contiennent des plantes à asperger. Plusieurs unités de détection de plantes montées autour
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de ta périphérie supérieure du pulvérisateur détectent chacune La présence ou l'absence de plantes dans un étroit angle de champ et chaque unité de détection produit un signal qui actionne un ajutage
de pulvérisation correspondant, fournissant une solution de pulvé-
risation à la zone dans laquelle une plante a été détectée. Chacune des unités de détection émet une énergie qui est partiellement réfléchie par une partie d'une plante se trouvant dans les limites d'un étroit angle de champ. L'énergie réfléchie revient à l'unité de détection, ou une impulsion de signal est créée. L'impulsion de signal est appliquée à un moyen de calcul qui utilise l'impulsion pour amener l'actionnement d'un ajutage de pulvérisation, de sorte qu'une solution de pulvérisation est dirigée vers une partie de la
plante détectée par l'unité de détection correspondante. Pour empê-
cher toute diaphonie entre les unités de détection respectives, les unités de détection sont multiplexées de façon que chaque unité de détection émette une brève rafale d'énergie tandis que les autres unités de détection ont été invalidées. Seule l'énergie qui revient à l'unité émettrice sert à la détection de plantes proches. Chacune des autres unités de détection émet à son tour des impulsions d'énergie et utilise toute impulsion de retour pour détecter des
plantes dans son angle de champ.
La description suivante, conçue à titre d'illustration,
vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexes, parmi lesquels: la figure 1 est une vue en élévation latérale montrant l'appareil pulvérisateur à air qui comporte le détecteur de profil de plantes selon l'invention;
La figure 2 est une vue en élévation de face de l'appa-
reil pulvérisateur b air décrit sur la figure 1; la figure 3 est une vue de détail de l'unité de détection de plantes selon l'invention et;
la figure 4 est une représentation simplifiée d'un détec-
teur de profil de plantes selon l'invention destiné à être utilisé
dans un appareil pulvérisateur à air.
On se reporte maintenant plus particulièrement aux figures 1 à 2, qui représentent un appareil pulvérisateur à air 10
pour vergers et plantations analogues. Il comporte un bâti princi-
pal 11 qui est mobile sur deux 'roues 12 et 13. Une patte 17 est
destinée à la connexion avec un tracteur ou un autre moyen de pro-
pulsion dans un verger ou une vigne. Un réservoir 18 qui contient une solution de pulvérisation destinée à l'agriculture est monté sur les roues 12 et 13 et un moteur 19 servant à actionner une pompe 22 et un ensemble de soufflerie 23 est monté sur la partie antérieure du bâti 11. L'ensemble de soufflerie 23 comporte une ouverture d'entrée d'air 24 et plusieurs ouvertures de sortie 27
disposées au voisinage de plusieurs ajutages de pulvérisation 28.
L'ensemble de soufflerie produit un jet d'air passant par les
ouvertures de sortie 27, ce qui amène la solution venant des aju-
tages 28 à être projetée vers l'extérieur sur des plantes (non
représentées) se trouvant au voisinage du pulvérisateur 10.
Plusieurs unités de détection de plantes 29a à 29h (figures 1 et 2)
qui sont montées le long de la partie antérieure de l'appareil pul-
vérisateur 10 émettent et reçoivent chacune des impulsions d'énergie afin de détecter la présence ou l'absence de plantes dans
des zones coniques 30a à 30h s'étendant radialement vers l'exté-
rieur depuis l'appareil 10 (figure 2). L'unité de détection 29a émet et reçoit de l'énergie afin de détecter la présence de toute
plante se trouvant dans la région conique 30a; l'unité de détec-
tion 29b émet et reçoit de l'énergie afin de détecter la présence de toute plante dans la région conique 30b, etc. Une boite de commande 34 (figure 1) comportant des moyens
qui assurent son montage sur une partie antérieure 10a de l'appa-
reil pulvérisateur 10 est reliée à l'appareil 10 par un câble souple 35 de signaux. La boite de commande 34 comporte plusieurs boutons-poussoirs et autres éléments de commande (non représentés)
qui sont destinés à permettre la sélection de la densité de pulvé-
risation et d'autres paramètres par un opérateur humain. Il est
possible de décrocher de l'appareil pulvérisateur la boite de cam-
mande 34 et de la placer dans la cabine d'un tracteur (non repré-
senté) afin de permettre une sélection commode des paramètres de commande de la pulvérisation par l'opérateur humain. Un détecteur
de vitesse 40 (figures 1) connecté à l'une des roues 12 et 13 pro-
duit des signaux de vitesse qui sont proportionnels à la vitesse de
l'appareil pulvérisateur par rapport au sol.
Lorsque l'appareil de pulvérisation 10 se déplace sur le sol, chacune des unités de détection de plantes 29a à 29h (figures 2 et 4) détecte la présence ou l'absence de plantes dans la zone conique correspondante 30a à 30h et délivre un signal de "présence de plantes" ou d'absence de plantes" à un calculateur 41 (figure 4) qui active un dispositif de commande d'écoulement à destinbtion des ajutages de pulvérisation correspondants 28, comme décrit dans la demande de brevet "dispositif de commande permettant d'asperger
des plantes de manière uniforme" citée ci-dessus.
Le capteur de profil de plantes selon l'invention
(figures 3 et 4) comporte une paire de cartes 43 et 44 de produc-
tion/réception d'impulsions, qui fournissent des impulsions de signaux aux unités 29a-29h de détection de plantes. Une paire de multiplexeurs 48 et 49 dirige séquentiellement les impulsions de signaux sur les unités de détection. Le multiplexeur 48 dirige une première impulsion de signal sur l'unité de détection 29a, ce qui amène L'unité 29a à émettre un faisceau ultrasonique dans une zone a (figure 2) suivant le côté droit de l'appareil 10. S'il y a une plante dans la zone 30a, la plante réfléchit une partie du faisceau ultrasonique et la renvoie à l'unité de détection 29a, laquelle produit un signal de retour à destination de la plaquette 43. Un circuit 50 de conditionnement de signal conforme le signal de
retour en lui donnant une forme utilisable par un calculateur 41.
Le calculateur 41 emmagasine le signal de retour jusqu'à ce que les ajutages de pulvérisation 28 aient atteint une position voisine de la plante détectée. Le calculateur 41 produit alors, sur une ligne de sortie 42, un signal d'actionnement de vanne qui actionne les ajutages 28 de manière à fournir du fluide dans la zone conique 30a et asperger une partie de la plante. Quelques millisecondes après
que l'unité de détection 29a a reçu le faisceau ultrasonique réflé-
chi, ta carte 43 et le multiplexeur 48 fournissent une impulsion de signal à destination de l'unité de détection 29b afin de déterminer la présence d'une plante dans la zone 30b. Les impulsions de signaux fournies aux unités de détection 29c, 29d déterminent séquentiellement la présence d'une plante dans les zones 30c et d. L'utilisation d'impulsions de signaux multiplexées et celle des signaux de retour par les seules unités de détection qui ont émis le faisceau ultrasonique empêche que des signaux ultrasoniques émis par une unité de détection ne produisent de signaux dans les
unités de détection adjacentes.
Le calculateur 41 peut être programmé de façon que seuls
les signaux réfléchis par des plantes proches produisent l'applica-
tion de signaux d'actionnement de vanne à la ligne de sortie 42. La mise en place et l'orientation de déflecteurs 63 peuvent être réglées de manière à modifier l'angle et la taille des zones
coniques 30a à 30h (figure 2).
' Le multiplexeur 49, la carte 44 de production/réception
d'impulsions et le circuit 51 de conditionnement de signal fournis-
sent des impulsions de signaux aux unités 29e à 29h de détection de plantes de manière à détecter des plantes suivant le côté gauche de l'appareil pulvérisateur 10. On peut utiliser un nombre plus ou
moins grand d'unités de détection.
Chacune des unités de détection 29a à 29h comporte un
transducteur ultrasonique 55 (figure 3) possédant un capteur ultra-
sonique 56 monté sur une partie terminale 57 d'un cône 61. Le cône 61 est fixé à l'appareil pulvérisateur 30 par un support 62, que l'on soude, ou que l'on fixe d'une quelconque autre manière, à une partie de l'appareil pulvérisateur 10. Un déflecteur ultrasonique
63 est relié à un écran 67 par un boulon fileté 68. L'écran 67 pro-
tège le transducteur 55 vis-à-vis des plantes et des branches d'arbres qui peuvent venir appuyer contre l'appareil pulvérisateur 10. Le détecteur 56 vibre de manière à émettre un faisceau d'énergie ultrasonore en direction du déflecteur 63, lequel dirige
un faisceau 69 à l'extérieur en direction des plantes à détecter.
Un faisceau réfléchi 70 venant des plantes est dirigé vers le cap-
teur 56 par le déflecteur 63. La combinaison de l'écran 67 et du cône 61 aide à protéger le détecteur 56 vis-à-vis de la pluie, de la poussière et de la pulvérisation s'échappant des ajutages de pulvérisation. La forme du cône 61 limite l'angle du faisceau émis en direction des plantes dans la zone 30e. Un ventilateur (non
représenté) peut être utilisé pour enlever l'humidité et la pous-
sière du déflecteur 63 afin d'empêcher toute déviation de l'énergie
réfléchie par le déflecteur 63.
Un -transducteur ultrasonique 55 pouvant être utilisé dans l'invention est constitué par le modèle "604142 fabriqué par la société Polaroid Corporation, Cambridge, Massachusetts, Etats-Unis d'Amérique. Deux circuits de conditionnement de puissance 74 et 75 fournissent une tension continue filtrée aux cartes de production/ réception d'impulsions 43 et 44. Deux circuits d'interface de
détecteur 76 et 77 font varier Les signaux de commande du calcula-
teur de manière à les amener à un niveau adapté aux cartes 43 et 44. Une carte de production/réception d'impulsions pouvant être utilisée est constituée par le modèle "607089" fabriqué par la
société Polaroid Corporation.
L'invention décrit un détecteur de profil d'arbres possé-
dant plusieurs détecteurs ultrasoniques qui détectent chacun la présence de plantes dans une zone limitée et créent des signaux qui peuvent être utilisés pour amener un ajutage de pulvérisation à ne pulvériser un liquide qu'à l'intérieur de la zone dans laquelle une plante a été détectée. Des multiplexeurs empêchent que les capteurs
des zones voisines ne créent des signaux qui amèneraient la pulvé-
risation de Liquide dans des zones dépourvues de plantes.
Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer,
à partir du détecteur dont la description vient d'être donnée à
titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses
variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention.
Claims (10)
1. Détecteur de profil de plantes permettant de détecter La présence et le profil de plantes situés à proche distance, ledit détecteur étant caractérisé en ce qu'il comprend: plusieurs unités (29a à 29h) de détection de plantes,
chacune desdites unités de détection possédant un moyen (55) ser-
vant à produire un signal permettant de détecter des plantes dans
une zone angulaire prédéterminée adjacente à ladite unité de détec-
tion;
un moyen (62) servant à monter lesdites unités de détec-
tion en un ensemble dans lequel lesdites zones angulaires sont adjacentes les unes aux autres afin de détecter toute plante se trouvant au voisinage dudit détecteur de profil; et
un moyen servant à produire des signaux de sortie corres-
pondant auxdites zones angulaires qui contiennent des plantes.
2. Détecteur de profil de plantes selon la revendication
1, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen calculateur (41) con-
necté auxdites unités de détection afin de produire des signaux de commande correspondant au profil de plantes situées au voisinage
dudit détecteur de profil.
3. Détecteur de profil de plantes selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen servant à amener ledit calculateur à produire lesdits signaux de commande lorsque lesdites plantes se trouvent, vis-à-vis desdites unités de détection, à une
distance moindre qu'une distance prédéterminée.
4. Détecteur de profil de plantes selon la revendication
1, caractérisé en ce que chacune desdites unités de détection com-
porte un détecteur ultrasonique (55) servant à émettre des impul-
sions d'énergie vers l'extérieur dans ladite zone angulaire corres-
pondante et à recevoir l'énergie réfléchie par une plante dans ladite zone angulaire correspondante, ledit détecteur ultrasonique produisant un signal de sortie dès réception de ladite énergie réfléchie.
5. Détecteur de profil de plantes selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen (48, 49) servant à multiplexer le fonctionnement desdites unités de détection afin d'assurer que l'énergie émise vers l'extérieur par chacune desdites unités de détection ne produit un signal de sortie que dans l'unité
de détection qui à émis l'énergie en direction des plantes.
OS
6. Détecteur de profil de plante selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens écrans (67) montés
entre lesdites unités de détection et lesdites plantes afin d'empê-
cher que lesdites unités de détection ne soient endommagées par des
éléments et des branches des plantes.
7. Détecteur de profil de plantes selon la revendication
4, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs déflecteurs ultra-
soniques (63) et des moyens (68) servant à monter chacun desdits déflecteurs de façon qu'ils dirigent lesdites impulsions d'énergie de l'une, correspondante, desdites unités de détection jusque dans l'une, correspondante, desdites zones angulaires et qu'ils dirigent
ladite énergie réfléchie jusque dans ladite unité de détection cor-
respondante.
8. Détecteur de profil de plantes destiné à être utilisé avec un pulvérisateur de plantes (10) possédant plusieurs ajutages
de pulvérisation (28a à 28h), chacun desdits ajutages de pulvérisa-
tion fournissant du fluide à une zone prédéterminée (30a à 30h) adjacente audit pulvérisateur, ledit détecteur étant caractérisé en ce qu'il comprend: plusieurs unités de détection de plantes (29a à 29h); un moyen servant à monter chacune desdites unités de détection sur ledit pulvérisateur afin de détecter des plantes dans
une zone devant être aspergée par un ajutage de pulvérisation cor-
respondant; et un moyen servant à amener chacune desdites unités de
détection à produire un signal afin d'actionner un ajutage de pul-
vérisation correspondant lorsqu'une plante a été détectée dans
ladite zone à asperger.
9. Détecteur de profil de plantes selon la revendication 8, caractérisé en ce que chacune desdites unités de détection de plantes comporte un transducteur ultrasonique (55) servant à émettre de l'énergie en direction d'une zone prédéterminée et un moyen (63, 61) servant à diriger l'énergie réfléchie sur ledit
transducteur ultrasonique.
10. Détecteur de profil de plantes selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen servant à ajuster ledit moyen (63, 61) dirigeant l'énergie réfléchie afin de modifier
la zone dans laquelle ladite énergie est émise.
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