KR20200023464A - 잡초 방제 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 잡초 방제 장치에 관한 것이다. 환경의 적어도 하나의 이미지를 프로세싱 유닛에 제공하는(210) 것이 설명된다. 프로세싱 유닛은 적어도 하나의 멀치 적용 유닛의 활성화를 위한 환경 내의 적어도 하나의 위치를 결정하기 위해 적어도 하나의 이미지를 분석한다(220). 적어도 하나의 멀치 적용 유닛은 잡초 방제를 위한 적어도 하나의 위치에 적어도 하나의 멀치를 적용하도록 구성된다. 출력 유닛은 적어도 하나의 멀치 적용 유닛을 활성화시키는 데 사용가능한 정보를 출력한다(230).

Description

잡초 방제 장치
본 발명은 잡초 방제 장치, 잡초 방제 시스템, 잡초 방제 방법은 물론, 컴퓨터 프로그램 요소 및 컴퓨터 판독가능 매체에 관한 것이다.
본 발명의 일반적 배경은 잡초 방제(weed control)이다. 특정한 산업 지역들 및 철도 선로들 주변의 지역들은 초목(vegetation)이 방제될 필요가 있다. 철도들의 경우, 그러한 방제는 기관사와 같은 열차 상의 사람들의 관점에서 가시성을 개선시키고 선로들 상에서 작업하는 사람들의 관점에서 가시성을 개선시킨다. 그러한 방제는 개선된 안전성을 가져올 수 있다. 부가적으로, 초목은 선로들 및 연관된 시그널링 및 통신 라인들을 방해하거나 손상시킬 수 있다. 그러면 이를 완화시키기 위해 초목의 방제가 요구된다. 잡초 방제라고도 불리는, 초목 방제는, 특히 수동으로 수행되는 경우, 시간과 자원을 많이 소비할 수 있다. 잡초 스프레이어 열차(weed sprayer train)는, 열차 상의 화학물질 탱크들에 들어 있는 제초제를, 초목을 방제하기 위해 선로 및 주변 지역에 스프레이할 수 있다. 그렇지만, 그러한 잡초 방제는 비용이 많이 들 수 있으며, 일반 대중은 환경 영향의 감소를 보기를 점점 더 원한다.
개선된 잡초 방제 장치를 갖는 것이 유리할 것이다.
본 발명의 목적은 독립 청구항들의 주제로 해결되며, 여기서 추가 실시예들은 종속 청구항들에 포함된다. 본 발명의 이하의 설명된 양태들 및 예들이 잡초 방제 장치, 잡초 방제 시스템, 잡초 방제 방법, 및 컴퓨터 프로그램 요소 및 컴퓨터 판독가능 매체에도 적용된다는 점에 유의해야 한다.
제1 양태에 따르면, 잡초 방제 장치가 제공되며, 이 장치는:
- 입력 유닛;
- 프로세싱 유닛; 및
- 출력 유닛을 포함한다.
입력 유닛은 환경의 적어도 하나의 이미지(image)를 프로세싱 유닛에 제공하도록 구성된다. 프로세싱 유닛은 적어도 하나의 멀치 적용 유닛(mulch application unit)의 활성화를 위한 환경 내의 적어도 하나의 위치를 결정하기 위해 적어도 하나의 이미지를 분석하도록 구성된다. 적어도 하나의 멀치 적용 유닛은 잡초 방제를 위한 적어도 하나의 위치에 적어도 하나의 멀치를 적용하도록 구성된다. 출력 유닛은 적어도 하나의 멀치 적용 유닛을 활성화시키는 데 사용가능한 정보를 출력하도록 구성된다.
환언하면, 환경의 이미지 또는 이미지들이 취득되었다. 그 이미지(들)의 이미지 분석으로부터 결정된 하나 이상의 위치에서 지면 상에 및 지면 위에 멀치를 적용할 수 있는 멀치 적용 유닛 또는 다수의 멀치 적용 유닛들이 있다. 예를 들어, 멀치들이 어떻게 사용되는지와 유사한 방식으로, 정원 환경에서 멀치는 잡초들의 성장을 억제하고, 잡초들을 제거하는 것을 포함하여 잡초들을 방제할 수 있다.
이러한 방식으로, 환경에서의 잡초들은 이미지 분석에 기초하여 지역들에서 방제될 수 있어, 멀치가 요구되는 경우에만 멀치가 적용될 수 있게 해줄 수 있다. 예를 들어, 콘크리트 지역들, 타맥(tarmac) 지역들과 같은 환경의 지역들에, 금속 및/또는 목재 철도 선로 침목들의 위치들에, 금속 철도 선로의 위치에, 멀치가 침착(deposit)되어서는 안된다고 결정될 수 있는데 그 이유는 이러한 지역들에서는 잡초들이 자랄 수 없거나 일반적으로 자라지 않기 때문이다. 이러한 방식으로, 보다 적은 멀치가 사용되고 멀치의 환경 영향이 감소된다. 또한, 잡초들의 위치 또는 위치들 및 그 위치에 침착되는 멀치를 결정하는 것과 같은, 멀치가 어디에 침착되어서는 안되는지를 결정하는 것에 부가하여 또는 그와 대조적으로 멀치가 어디에 적용되어야 하는지가 이미지 분석에 기초하여 결정될 수 있다. 다시 말하지만, 이것은 요구되는 경우에만 멀치가 적용될 수 있게 해주어, 비용, 시간 및 환경 영향 장점들이 발생한다.
따라서, 물리적 장벽으로서 작용하고 일반적으로 잡초들을 제거하는 데 사용될 수 있는 멀치는 환경에서 잡초 방제에 멀치가 필요한 경우에 적용될 수 있다.
또한, 이미지 분석에 기초하여, 상이한 지역들에서 상이한 멀치들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 특정 유형의 잡초가 있는 경우, 특정 유형의 멀치가 적용될 수 있다. 이미지 프로세싱에 기초하여 결정된 다양한 잡초 유형들에 대해 적용되는 멀치의 유형이 상이할 수 있다. 또한, 잡초들을 갖지 않을 수 있지만 멀치의 적용을 요구하는 것으로 결정된 지역들, 예를 들어, 잡초 생장에 취약한 것으로 결정된 지역은, 예를 들어, 잡초 위에 적용되는 멀치와 상이한 특정 멀치가 적용될 수 있다. 따라서, 잡초들 근처에 있는 지역들, 또는 이미지 분석으로부터, 지면이 건조 및 척박하지 않은 경우, 잡초들이 자랄 것으로 보이는 위치에서와 같이 잡초 생장에 취약한 것으로 다른 방식으로 결정되는 지면의 지역들에 대해, 물리적 장벽으로서 작용하는 멀치가 적용될 수 있다. 이것은 그 후에 떨어지는 씨앗들이 발아하여 자라지 못하게 하도록 작용할 수 있는데, 그 이유는 씨앗들이 멀치 아래의 지면에 접근할 수 없기 때문이며, 자라게 될 멀치 아래의 씨앗들은 물리적 장벽으로서 작용하는 멀치로 인해 이제 자라지 못하게 되고 제거된다.
예에서, 적어도 하나의 이미지는 적어도 하나의 카메라에 의해 취득되었다. 입력 유닛은 적어도 하나의 이미지가 취득되었을 때의 적어도 하나의 카메라와 연관된 적어도 하나의 위치를 프로세싱 유닛에 제공하도록 구성된다.
위치는 지면 상의 정확한 위치와 관련한 지리적 위치일 수 있거나, 또는 멀치 적용 유닛들의 위치 또는 위치들을 기준으로 한 지면 상의 위치일 수 있다. 환언하면, 절대적 지리적 위치가 이용될 수 있거나 또는 절대적으로(in absolute terms) 알려질 필요는 없고 멀치 적용 유닛들의 위치를 기준으로 한 지면 상의 위치가 이용될 수 있다. 따라서, 이미지를 이미지가 취득되었던 위치와 상관시킴으로써, 멀치가 그 위치에 정확하게 적용될 수 있다.
예에서, 적어도 하나의 멀치 중 적어도 하나는 적어도 하나의 제초제를 포함한다.
따라서, 멀치 형태의 물리적 장벽을 제공하는 것에 부가하여, 하나 또는 다수의 멀치는 물리적 장벽을 제공할 뿐만 아니라 제초제가 잡초 방제에 요구되는 경우 제초제를 제공할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 잡초에 적용되는 제초제에 부가하여 물리적 장벽으로서의 멀치의 조합에 의해 방제될 수 있는 그러한 잡초가 있다고 결정된 하나의 위치에서 제초제를 포함하는 멀치가 적용될 수 있다. 또한, 다른 위치들에서, 제초제를 갖지 않고 잡초 방제를 위한 물리적 장벽을 제공하기만 하는 멀치가 사용될 수 있으며, 예를 들어, 잡초가 아직 없을 수 있는 지역에 적용될 수 있다. 따라서, 각각의 위치에 대해 가장 효과적이고 적절한 멀치가 적용될 수 있어, 비용, 시간을 절약하고 제초제들의 환경 영향을 최소화할 수 있다.
예에서, 적어도 하나의 제초제를 포함하는 적어도 하나의 멀치 중 제1 멀치는 적어도 하나의 제초제를 포함하는 적어도 하나의 멀치 중 제2 멀치와 상이한 제초제 내용물(herbicidal content)을 포함한다.
환언하면, 제초제 내용물을 전혀 갖지 않고 물리적 장벽 잡초 방제를 제공하기만 하는 멀치를 갖는 것에 부가하여, 다른 멀치는 물리적 장벽 잡초 방제 및 (예를 들어, 특정 잡초 또는 잡초들로 지향되는) 특정 제초제 내용물에 의해 제공되는 특정 잡초 방제를 제공할 수 있다. 그리고 물리적 장벽 잡초 방제를 제공하는 것에 부가하여 다른 멀치는 (예를 들어, 상이한 특정 잡초 또는 잡초들로 지향되는) 상이한 특정 제초제 내용물에 의해 제공되는 상이한 특정 잡초 방제를 제공할 수 있다.
예에서, 적어도 하나의 제초제를 포함하는 적어도 하나의 멀치는 생분해성 폴리머를 포함한다. 생분해성 폴리머는 적어도 하나의 유형의 박테리아에 의해 분해될 수 있다.
이러한 방식으로, 제초제 또는 제초제들은 필요할 때에만 전달될 수 있다. 따라서, 제초제는 생분해성 폴리머에 캡슐화된다. 박테리아가 그 이후에 폴리머를 분해하여 제초제를 방출시킨다. 박테리아는 잡초가 자랄 때에만 생장하며, 따라서 잡초들이 자라지 않을 때에는, 예를 들어, 날씨가 춥고 건조할 때에는, 박테리아는 폴리머를 분해하여 제초제를 방출시키지 않는다. 그렇지만, 날씨가 따뜻하고 습한 또는 잡초들의 생장에 도움이 되는 다른 조건들로 변할 때, 박테리아도 생장하고 폴리머를 분해하여 제초제를 방출시킨다. 이러한 방식으로, 지면의 일부에 멀치가 적용될 수 있다. 자라고 있는 잡초가 아직 없다. 멀치는 잡초 생장을 막는 물리적 장벽을 제공하지만, 특히 강한 잡초 유형은 여전히 자라기 시작할 수 있다. 그렇지만, 박테리아 활성으로 인해, 생분해성 폴리머가 분해되기 시작하여 식물을 제거하는 제초제를 방출한다. 부가적으로, 추운 기간 동안 식물이 멀치로 커버될 수 있고 물리적 장벽 효과가 식물을 방제하기 시작하며, 멀치는 또한 박테리아 활동을 통해 분해되어 제초제가 요구될 때 제초제를 방출한다. 멀치를 이미지 프로세싱에 기초한 위치들에 적용함으로써, 그러면 잡초 방제가 요구되는 곳 및 시기에 제공된다. 멀치는 또한, 예를 들어, 햇빛을 통해, 분해되어 그 안에 캡슐화된 제초제를 방출하는 형태일 수 있다.
그렇지만, 제초제가 멀치 내에 캡슐화되어 멀치의 분해를 통해 방출가능할 필요는 없다. 제초제는 잡초 위에 멀치를 적용할 때 잡초들을 방제하는 데 즉각 사용가능하다는 점에서 멀치의 일부를 형성할 수 있다. 멀치는 또한 멀치가 제초제를 포함할 때 생분해성 폴리머일 필요가 없고 제초제를 보유하기 위한 임의의 적절한 매체일 수 있어서, 잡초 위에 적용될 때 활성 성분(제초제)이 잡초들을 방제하는 데 즉각 사용가능할 수 있게 해준다.
예에서, 적어도 하나의 멀치 적용 유닛의 활성화를 위한 적어도 하나의 위치를 결정하기 위한 적어도 하나의 이미지의 분석은 적어도 하나의 초목 위치의 결정을 포함한다.
환언하면, 이미지 프로세싱은 취득된 이미저리(imagery)에서 초목 지역들을 결정하는 데 사용될 수 있으며, 이로부터 그 위치에서의 멀치의 적용을 통해 그 초목 지역의 잡초 방제를 위한 가장 적절한 멀치가 결정될 수 있다. 또한, 멀치는 초목 위치들에서만 적용될 수 있으며, 여기서 각각의 초목 위치에 대해 가장 적절한 멀치가 사용될 수 있다. 멀치는 초목 위치를 중심으로 제공될 수 있지만, 씨앗들/줄기들 등에 관련한 강화된 보호를 제공하기 위해 그 위치를 넘어 연장될 수 있다. 따라서, 멀치는 특정 초목을 방제할 수 있지만, 초목의 위치에 중심을 둔 지역을 커버함으로써, 취득된 이미저리에서 아직 보이지 않은 초목을 결과하게 될 실생들(seedlings) 또는 발아하는 씨앗들, 또는 줄기들이 멀치로 커버되어 잡초 방제가 제공될 수 있다.
이러한 방식으로, 멀치는 초목 지역들에 그리고 초목 지역들 주위에만 적용될 수 있을 뿐만 아니라 상이한 초목 지역들에 대한 가장 적절한 멀치가 선택될 수 있으며, 여기서, 예를 들어, 상이한 멀치들의 적용을 통해 상이한 초목 유형들이 방제될 수 있다.
예에서, 프로세싱 유닛은 분석된 적어도 하나의 이미지에 기초하여 적어도 하나의 위치에 잡초 방제 화학물질을 스프레이하기 위한 적어도 하나의 화학물질 스프레이 유닛의 동작 모드를 결정하도록 구성된다. 잡초 방제 화학물질을 스프레이하는 시간은 적어도 하나의 멀치의 적용 시간 이전이다. 출력 유닛은 적어도 하나의 화학물질 스프레이 유닛을 활성화시키는 데 사용가능한 정보를 출력하도록 구성된다. 적용 모드는 스프레이될 잡초 방제 화학물질의 유형, 예를 들어, 스프레이 지속기간 또는 유량(flow rate)을 변화시키는 것에 의한, 스프레이될 잡초 방제 화학물질의 양을 의미할 수 있다.
이러한 방식으로, 예를 들어, 잡초 위에, 멀치를 적용하기 전에, 잡초 방제 화학물질이 잡초 위에 스프레이된다. 멀치는, 잡초를 제거하는 데 도움이 되는 물리적 장벽을 제공하는 것에 부가하여, 잡초 방제 화학물질을 분해되는 것으로부터 보호하고, 그에 의해 잡초 방제 화학물질의 효능을 증가시켜, 보다 적은 잡초 방제 화학물질이 스프레이될 수 있게 해준다. 멀치는 또한 그 위치에서 잡초들이 자라지 못하게 하고, 잡초 방제 화학물질을 포함함으로써, 멀치는 또한 무엇보다도 보다 적은 잡초 방제 화학물질이 스프레이되어야 하는 것에 덧붙여 환경 영향을 최소화하는 역할을 한다. 따라서, 잡초 방제를 향상시키는 액체 화학물질 샌드위치의 한 형태가 제공된다.
예에서, 동작 모드의 결정은 복수의 잡초 방제 화학물질들로부터 스프레이될 잡초 방제 화학물질을 결정하는 것을 포함한다.
예에서, 동작 모드의 결정은 스프레이될 잡초 방제 화학물질의 스프레이 지속기간을 결정하는 것을 포함한다.
이러한 방식으로, 멀치의 적용 이전에 잡초 위에 스프레이되는 잡초 방제 화학물질은 한 위치에 있는 것으로 결정된 잡초를 목표로 할 수 있다. 따라서, 가장 효과적인 잡초 방제 화학물질이 사용될 수 있으며, 필요하게 되는 대로 가장 공격적인 화학물질들만이 최적화된 양들로 사용될 수 있어, 비용 및 환경적 장점들을 제공한다.
제2 양태에 따르면, 잡초 방제 시스템이 제공되고, 이 시스템은:
- 적어도 하나의 카메라;
- 제1 양태 및 임의의 연관된 예에 따른 잡초 방제 장치; 및
- 적어도 하나의 멀치 적용 유닛을 포함한다.
적어도 하나의 카메라는 환경의 적어도 하나의 이미지를 취득하도록 구성된다. 적어도 하나의 멀치 적용 유닛은 차량에 장착된다. 이 장치는 잡초 방제를 위한 적어도 하나의 위치에 적어도 하나의 멀치를 적용하기 위해 적어도 하나의 멀치 적용 유닛을 활성화시키도록 구성된다.
이러한 방식으로, 차량은 환경 여기저기로 이동하고 그 환경의 이미저리에 기초하여 결정된 위치들에서 하나 이상의 멀치를 사용하여 그 환경 내의 잡초들을 방제할 수 있다. 이러한 방식으로, 이미저리는 하나의 플랫폼, 예를 들어, 환경 상공을 비행하는 하나 이상의 드론에 의해 취득될 수 있다. 이 정보는, 사무실에 있을 수 있는, 장치에게 송신된다. 이 장치는 환경 내의 어디에서 어떤 멀치가 적용되어야 하는지를 결정한다. 이 정보는, 그 환경 여기저기로 이동하는 차량에 제공되는 특징 맵(feature map) 및/또는 잡초 방제 맵(weed control map)에서 제공될 수 있으며, 환경의 특정 부분들에서 하나 이상의 멀치가 적용된다.
예에서, 이 시스템은 분석된 적어도 하나의 이미지에 기초하여 적어도 하나의 위치에 잡초 방제 화학물질을 스프레이하기 위한 적어도 하나의 화학물질 스프레이 유닛을 포함한다. 잡초 방제 화학물질을 스프레이하는 시간은 적어도 하나의 멀치의 적용 시간 이전이다.
예에서, 장치는 차량에 장착된다. 예에서, 적어도 하나의 카메라는 차량에 장착된다.
이러한 방식으로, 이 시스템은, 이미저리를 취득하는 것, 어떤 멀치를 어디에서 사용할지를 결정하기 위해 이미지를 분석하는 것, 및 그 이후에 요구된 특정 위치에서 적절한 멀치 활성화 유닛을 활성화시키는 것에 의해, 실시간 또는 준 실시간(quasi real time)으로 동작할 수 있다.
제3 양태에서, 잡초 방제 방법이 제공되고, 이 방법은:
a) 환경의 적어도 하나의 이미지를 프로세싱 유닛에 제공하는 단계;
b) 프로세싱 유닛에 의해, 적어도 하나의 멀치 적용 유닛의 활성화를 위한 환경 내의 적어도 하나의 위치를 결정하기 위해 적어도 하나의 이미지를 분석하는 단계 - 적어도 하나의 멀치 적용 유닛은 잡초 방제를 위한 적어도 하나의 위치에 적어도 하나의 멀치를 적용하도록 구성됨 -; 및
d) 출력 유닛에 의해, 적어도 하나의 멀치 적용 유닛을 활성화시키는 데 사용가능한 정보를 출력하는 단계를 포함한다.
예에서, 적어도 하나의 이미지는 적어도 하나의 카메라에 의해 취득되었고, 여기서 단계 a)는 적어도 하나의 이미지가 취득되었을 때의 적어도 하나의 카메라와 연관된 적어도 하나의 위치를 프로세싱 유닛에 제공하는 단계를 포함한다.
예에서, 이 방법은, c) 프로세싱 유닛에 의해, 분석된 적어도 하나의 이미지에 기초하여 적어도 하나의 위치에 잡초 방제 화학물질을 스프레이하기 위한 적어도 하나의 화학물질 스프레이 유닛의 동작 모드를 결정하기 위해 적어도 하나의 이미지를 분석하는 단계를 포함한다. 잡초 방제 화학물질을 스프레이하는 시간은 적어도 하나의 멀치의 적용 시간 이전이며, 단계 d)는 적어도 하나의 화학물질 스프레이 유닛을 활성화시키는데 사용가능한 정보를 출력하는 단계를 포함한다.
다른 양태에 따르면, 프로세서에 의해 실행될 때, 제3 양태의 방법을 수행하도록 구성된, 제1 양태의 장치에 따른 장치 및/또는 제2 양태에 따른 시스템을 제어하기 위한 컴퓨터 프로그램 요소가 제공된다.
유리하게도, 상기 양태들 중 임의의 것에 의해 제공되는 이점들은 다른 양태들 전부에 동일하게 적용되며, 그 반대도 마찬가지이다.
상기 양태들 및 예들은 이하에 설명되는 실시예들로부터 명백해지고 이 실시예들을 참조하여 설명될 것이다.
예시적인 실시예들이 첨부 도면들을 참조하여 이하에서 설명될 것이다:
도 1은 잡초 방제 장치의 예의 개략적인 구성(set up)을 도시한다;
도 2는 잡초 방제 시스템의 예의 개략적인 구성을 도시한다;
도 3은 잡초 방제 방법을 도시한다;
도 4는 잡초 방제 시스템의 예의 개략적인 구성을 도시한다;
도 5는 잡초 방제 시스템의 예의 개략적인 구성을 도시한다;
도 6은 잡초 방제 시스템의 부분의 예의 개략적인 구성을 도시한다;
도 7은 잡초 방제 시스템의 부분의 예의 개략적인 구성을 도시한다;
도 8은 철도 선로 및 주변 지역의 개략적인 표현을 도시한다;
도 9는 잡초 방제 시스템의 부분의 예의 개략적인 구성을 도시한다.
도 1은 잡초 방제 장치(10)의 예를 도시한다. 장치(10)는 입력 유닛(20), 프로세싱 유닛(30), 및 출력 유닛(40)을 포함한다. 입력 유닛(20)은 환경의 적어도 하나의 이미지를 프로세싱 유닛(30)에 제공하도록 구성된다. 이것은 유선 또는 무선 통신을 통해 이루어진다. 프로세싱 유닛(30)은 적어도 하나의 멀치 적용 유닛의 활성화를 위한 환경 내의 적어도 하나의 위치를 결정하기 위해 적어도 하나의 이미지를 분석하도록 구성된다. 적어도 하나의 멀치 적용 유닛은 잡초 방제를 위한 적어도 하나의 위치에 적어도 하나의 멀치를 적용하도록 구성된다. 출력 유닛(40)은 적어도 하나의 멀치 적용 유닛을 활성화시키는 데 사용가능한 정보를 출력하도록 구성된다.
예에서, 이 장치는 실시간으로 동작하고 있으며, 여기서 이미지들이 취득되고 즉각 프로세싱되며, 적어도 하나의 멀치 적용 유닛이 잡초들을 방제하기 위해 활성화된다. 따라서, 예를 들어, 차량은 그의 환경에서 어디에서 멀치가 적용되어야 하는지를 결정하기 위해 그의 환경의 이미저리를 취득하여 그 이미저리를 프로세싱할 수 있다.
예에서, 이 장치는 준 실시간으로 동작하고 있으며, 여기서 어디에서 멀치가 적용되어야 하는지를 결정하기 위해 환경의 이미지들이 취득되고 즉각 프로세싱된다. 그 정보는, 환경 내에서 이동하고 멀치를 그 환경의 특정 부분들에 적용하는, 적절한 시스템(또는 시스템들)에 의해 나중에 사용될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 하나 이상의 카메라를 장비한 자동차, 열차, 화물차 또는 무인 항공기(UAV) 또는 드론과 같은, 제1 차량은 환경 내에서 이동하고 이미저리를 취득할 수 있다. 이 이미저리는, 환경 내의 특정 위치들이 멀치 적용되어야 하는지 여부를 상세히 나타내는, "특징 맵" 및/또는 "잡초 맵"을 결정하기 위해 즉각 프로세싱될 수 있으며, 여기서 특징들은 멀치가 적용되지 않아야 하는 특징들의 위치들, 예를 들어, 위에서 논의된 바와 같이 콘크리트 위 또는 다른 지역일 수 있고, 여기서 잡초 맵은 멀치가 적용되어야 하는 잡초 위치들을 나타낸다. 나중에, 멀치 적용 유닛(들)을 장비한 차량이 환경 내에서 이동하여 멀치를 환경의 상이한 특정 지역들에 적용할 수 있다.
예에서, 이 장치는 오프라인 모드에서 동작하고 있다. 따라서, 이전에 취득된 이미저리는 나중에 장치에 제공된다. 이 장치는 그 이후에 지역 내의 어디에서 멀치가 적용되어야 하는지를 결정하고, 실제로 잡초 맵 및/또는 특징 맵을 생성한다. 잡초 맵 및/또는 특징 맵은 그 이후에 그 지역 내에서 그 이후에 이동하고 멀치를 환경의 특정 부분들에 적용하는, 하나 이상의 차량에 의해 나중에 사용된다.
예에서, 출력 유닛은 멀치 적용 유닛(들)을 활성화시키기 위해 직접적으로 사용가능한 신호를 출력한다.
예에서, 적어도 하나의 멀치는 액체 형태로 적용되고, 적어도 하나의 멀치 적용 유닛은 적어도 하나의 스프레이 건(spray gun) 또는 노즐을 포함한다.
예에서, 적어도 하나의 멀치가 고체 형태로 적용된다. 예를 들어, 분말 형태로, 부직 섬유 재료로서 또는 전분 신문지 형태로 적용되며, 그러한 고체 멀치들의 적용에 적절한 멀치 어플리케이터들(mulch applicators)이 사용된다.
예에 따르면, 적어도 하나의 이미지는 적어도 하나의 카메라에 의해 취득되었다. 입력 유닛은 적어도 하나의 이미지가 취득되었을 때의 적어도 하나의 카메라와 연관된 적어도 하나의 위치를 프로세싱 유닛에 제공하도록 구성된다.
예에서, 위치는 절대적 지리적 위치이다.
예에서, 위치는 멀치 적용 유닛들의 위치 또는 위치들을 기준으로 결정되는 위치이다. 환언하면, 이미지는, 지면 상의 특정 위치의 정확한 지리적 위치를 알지 못한 채로, 지면 상의 특정 위치와 연관된 것으로 결정될 수 있지만, 이미지가 취득되었을 때의 그 위치와 관련하여 멀치 적용 유닛들의 위치를 아는 것에 의해, 요구된 멀치가 그러면 적절한 멀치 적용 유닛을 그 위치로 이동시킴으로써 그 위치에서 나중에 적용될 수 있다.
예에서, GPS 유닛은 특정 이미지들이 취득되었을 때의 적어도 하나의 카메라의 위치를 결정하기 위해 사용되고 그리고/또는 결정하는 데 사용된다.
예에서, 관성 내비게이션 유닛은, 특정 이미지들이 취득되었을 때의 적어도 하나의 카메라의 위치를 결정하기 위해 단독으로 또는 GPS 유닛과 조합하여 사용된다. 따라서, 예를 들어, 예를 들어, 하나 이상의 레이저 자이로스코프를 포함하는, 관성 내비게이션 유닛은 알려진 위치에서 캘리브레이션되거나(calibrated) 제로화되고(zeroed), 관성 내비게이션 유닛이 적어도 하나의 카메라와 함께 움직임에 따라, x, y 및 z 좌표들로 된 그 알려진 위치로부터 멀어지는 움직임이 결정될 수 있고, 이로부터 이미지들이 취득되었을 때의 적어도 하나의 카메라의 위치가 결정될 수 있다.
예에서, 특정 이미지들이 취득되었을 때의 적어도 하나의 카메라의 위치를 결정하기 위해, 취득된 이미저리의 이미지 프로세싱이 단독으로, 또는 GPS 유닛과 조합하여, 또는 GPS 유닛 및 관성 내비게이션 유닛과 조합하여 사용된다. 따라서 시각적 마커들이 단독으로 또는 GPS 도출 정보와 조합하여 사용될 수 있다.
예에 따르면, 적어도 하나의 멀치 중 적어도 하나는 적어도 하나의 제초제를 포함한다.
예에 따르면, 적어도 하나의 제초제를 포함하는 적어도 하나의 멀치 중 제1 멀치는 적어도 하나의 제초제를 포함하는 적어도 하나의 멀치 중 제2 멀치와 상이한 제초제 내용물을 포함한다.
예에서, 적어도 하나의 제초제를 포함하는 적어도 하나의 멀치 중 제3 멀치는 적어도 하나의 제초제를 포함하는 적어도 하나의 멀치의 제1 및 제2 멀치들 둘 다와 상이한 제초제 내용물을 포함한다. 예에서, 적어도 하나의 제초제를 포함하는 적어도 하나의 멀치 중 제4 멀치는 적어도 하나의 제초제를 포함하는 적어도 하나의 멀치의 제1, 제2 및 제3 멀치들 전부와 상이한 제초제 내용물을 포함한다.
예에 따르면, 적어도 하나의 제초제를 포함하는 적어도 하나의 멀치는 폴리머를 포함한다. 예에서, 폴리머는 생분해성 폴리머이다. 예에서, 생분해성 폴리머는 적어도 하나의 유형의 박테리아에 의해 분해되도록 구성된다.
예에서, 생분해성 폴리머는 적어도 하나의 유형의 박테리아에 의해 분해되도록 구성된 서방형 제제(slow release formulation)이다.
예에서, 생분해성 폴리머는 폴리에스테르를 포함한다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 토양에 존재하고 식물들이 자랄 때(따뜻하고 습할 때) 생장하는 박테리아는, 예를 들어, 에스테르기들(ester groups)을 공격하여 생분해성 폴리머 내에 캡슐화된 제초제를 방출시킴으로써 생분해성 폴리머를 분해할 수 있다.
예에서, 생분해성 폴리머는 Impranil DLN이다. 예에서, 생분해성 폴리머는 폴리락트산이다. 예에서, 생분해성 폴리머는 폴리카프로락톤이다.
예에서, 생분해성 폴리머는 스프레이가능한 과립들의 형태이며, 제초제 활성 성분은 과립들 내에 캡슐화된다.
예에서, 적용 이전의 생분해성 폴리머는 수용액 내에 제초제를 포함하는 분산액(dispersion) 형태이다. 이러한 방식으로, 수용액은 스프레이 기술들을 통해 전달될 수 있고, 잡초에 스프레이될 때, 물이 증발하여 생분해성 폴리머 내에 캡슐화된 제초제를 남긴다.
예에서, 생분해성 폴리머는 고체 전달 시스템을 통해 전달되고 그 자체로 스프레이되지 않는 큰 과립들의 형태이다.
예에 따르면, 적어도 하나의 멀치 적용 유닛의 활성화를 위한 적어도 하나의 위치를 결정하기 위한 적어도 하나의 이미지의 분석은 적어도 하나의 초목 위치의 결정을 포함한다.
예에서, 적어도 하나의 멀치 적용 유닛의 활성화를 위한 적어도 하나의 위치를 결정하기 위한 적어도 하나의 이미지의 분석은 적어도 하나의 잡초 유형의 결정을 포함한다.
환언하면, 방제될 잡초 유형 또는 유형들을 고려하기 위해 적절한 멀치가 선택될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 하나의 잡초 유형은 물리적 장벽을 제공하기만 하고 잡초를 제거하기 위해 임의의 부가의 제초제 내용물을 필요로 하지 않는 멀치를 요구할 수 있지만, 상이한 잡초 유형은 물리적 장벽 효과 및 특정 유형의 제초제 내용물 둘 다를 요구할 수 있는 반면, 상이한 잡초 유형은 잡초를 제거하기 위해 물리적 장벽 효과 및 상이한 제초제 내용물 둘 다를 요구한다.
환언하면, 이미지 프로세싱은 잡초 유형 및 그 위치를 결정하는 데 사용될 수 있다. 위치는 이미저리 내에서의 위치일 수 있다. 위치는 실제 지리적 위치일 수 있다. 위치는 이미저리 내에 있을 수 있으며 초목 방제 기술의 위치를 기준으로 할 수 있다. 이러한 방식으로, 특정 잡초 유형의 위치를 결정함으로써, 가장 최적의 멀치가 그 특정 위치에 적용될 수 있으며, 이것은 상이한 멀치들이 적용될 것을 요구한 상이한 위치들에 있는 상이한 잡초들에 또한 적용된다.
예에서, 적어도 하나의 이미지의 분석은 머신 러닝 알고리즘의 이용을 포함한다.
예에서, 머신 러닝 알고리즘은 결정 트리 알고리즘을 포함한다.
예에서, 머신 러닝 알고리즘은 인공 신경 네트워크를 포함한다.
예에서, 머신 러닝 알고리즘은 복수의 이미지들에 기초하여 학습되었다. 예에서, 머신 러닝 알고리즘은 적어도 하나의 잡초 유형의 이미저리를 포함한 복수의 이미지들에 기초하여 학습되었다. 예에서, 머신 러닝 알고리즘은 복수의 잡초들의 이미저리를 포함한 복수의 이미지들에 기초하여 학습되었다.
예에 따르면, 프로세싱 유닛은 분석된 적어도 하나의 이미지에 기초하여 적어도 하나의 위치에 잡초 방제 화학물질을 스프레이하기 위한 적어도 하나의 화학물질 스프레이 유닛의 동작 모드를 결정하도록 구성된다. 잡초 방제 화학물질을 스프레이하는 시간은 적어도 하나의 멀치의 적용 시간 이전이다. 출력 유닛은 적어도 하나의 화학물질 스프레이 유닛을 활성화시키는 데 사용가능한 정보를 출력하도록 구성된다.
예에 따르면, 동작 모드의 결정은 복수의 잡초 방제 화학물질들로부터 스프레이될 잡초 방제 화학물질을 결정하는 것을 포함한다.
도 2는 잡초 방제 시스템(100)의 예를 도시한다. 시스템(100)은 적어도 하나의 카메라(110), 도 1 및 연관된 예들 중 임의의 것과 관련하여 설명된 바와 같은 잡초 방제 장치(10), 및 적어도 하나의 멀치 적용 유닛(120)을 포함한다. 적어도 하나의 카메라(110)는 환경의 적어도 하나의 이미지를 취득하도록 구성된다. 적어도 하나의 멀치 적용 유닛(120)은 차량(130)에 장착된다. 장치(10)는 잡초 방제를 위한 적어도 하나의 위치에 적어도 하나의 멀치를 적용하기 위해 적어도 하나의 멀치 적용 유닛(120)을 활성화시키도록 구성된다.
예에 따르면, 이 시스템은 분석된 적어도 하나의 이미지에 기초하여 적어도 하나의 위치에 잡초 방제 화학물질을 스프레이하기 위한 적어도 하나의 화학물질 스프레이 유닛(140)을 포함한다. 잡초 방제 화학물질을 스프레이하는 시간은 적어도 하나의 멀치의 적용 시간 이전이다.
예에 따르면, 장치는 차량에 장착되고, 예에서 적어도 하나의 카메라가 차량에 장착된다.
예에서, 차량은 열차이다. 예에서, 차량은 화물차 또는 화차 또는 유니목(Unimog)이다.
예에서, 입력 유닛은 적어도 하나의 이미지가 취득되었을 때의 적어도 하나의 카메라와 연관된 적어도 하나의 위치를 프로세싱 유닛에 제공하도록 구성된다. 예에서, 위치는 지리적 위치이다.
예에서, 이 장치는 적어도 하나의 이미지가 취득되었을 때의 적어도 하나의 카메라와 연관된 적어도 하나의 지리적 위치 및 적어도 하나의 카메라와 초목 방제 기술 간의 공간적 관계에 기초하여 적어도 하나의 동작 모드에서 초목 방제 기술을 활성화시키도록 구성된다. 이러한 방식으로, 차량에 장착된 카메라에 의해 어디에서 이미지가 취득되었는지를 아는 것 및 또한 초목 방제 기술이 차량에서 카메라에 대해 어디에 장착되는지를 아는 것에 의해, 이미지가 취득되었던 동일한 위치에서 그리고 실제로 그 이미징된 지역 내에서 그 초목 방제 기술을 활성화시키기 위해 차량의 전진 속도(forward speed)를 고려하는 것이 간단하다.
예에서, 이 장치는 초목 방제 기술의 제2 모드의 활성화 이전에 초목 방제 기술의 제1 모드를 활성화시키거나, 또는 초목 방제 기술의 제2 모드의 활성화 이후에 초목 방제 기술의 제1 모드를 활성화시키도록 구성된다.
도 3은 잡초 방제 방법(200)을 그의 기본적인 단계들로 도시한다. 방법(200)은:
단계 a)라고도 지칭되는, 제공 단계(210)에서, 환경의 적어도 하나의 이미지를 프로세싱 유닛에 제공하는 단계;
단계 b)라고도 지칭되는, 분석 단계(220)에서, 프로세싱 유닛에 의해, 적어도 하나의 멀치 적용 유닛의 활성화를 위한 환경 내의 적어도 하나의 위치를 결정하기 위해 적어도 하나의 이미지를 분석하는 단계 - 적어도 하나의 멀치 적용 유닛은 잡초 방제를 위한 적어도 하나의 위치에 적어도 하나의 멀치를 적용하도록 구성됨 -; 및
단계 d)라고도 지칭되는, 출력 단계(230)에서, 출력 유닛에 의해, 적어도 하나의 멀치 적용 유닛을 활성화시키는 데 사용가능한 정보를 출력하는 단계를 포함한다.
예에 따르면, 적어도 하나의 이미지는 적어도 하나의 카메라에 의해 취득되었고, 단계 a)는 적어도 하나의 이미지가 취득되었을 때의 적어도 하나의 카메라와 연관된 적어도 하나의 위치를 프로세싱 유닛에 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
예에서, 적어도 하나의 멀치 중 적어도 하나는 적어도 하나의 제초제를 포함한다.
예에서, 적어도 하나의 제초제를 포함하는 적어도 하나의 멀치 중 제1 멀치는 적어도 하나의 제초제를 포함하는 적어도 하나의 멀치 중 제2 멀치와 상이한 제초제 내용물을 포함한다.
예에서, 적어도 하나의 제초제를 포함하는 적어도 하나의 멀치는 폴리머를 포함한다. 예에서, 폴리머는 생분해성 폴리머이다. 예에서, 생분해성 폴리머는 적어도 하나의 유형의 박테리아에 의해 분해되도록 구성된다.
예에서, 단계 b)는 적어도 하나의 초목 위치의 결정을 포함한다.
예에서, 단계 b)는 적어도 하나의 잡초 유형의 결정을 포함한다.
예에 따르면, 이 방법은, c) 프로세싱 유닛에 의해, 분석된 적어도 하나의 이미지에 기초하여 적어도 하나의 위치에 잡초 방제 화학물질을 스프레이하기 위한 적어도 하나의 화학물질 스프레이 유닛의 동작 모드를 결정하기 위해 적어도 하나의 이미지를 분석하는 단계(240)를 포함한다. 잡초 방제 화학물질을 스프레이하는 시간은 적어도 하나의 멀치의 적용 시간 이전이다. 단계 d)는 그러면 적어도 하나의 화학물질 스프레이 유닛을 활성화시키는 데 사용가능한 정보를 출력하는 단계를 포함한다.
예에서, 단계 c)는 복수의 잡초 방제 화학물질들로부터 스프레이될 잡초 방제 화학물질을 결정하는 단계를 포함한다.
잡초 방제 장치, 시스템 및 방법의 상세한 예들은 이제 철도 선로의 환경에서의 잡초 방제에 관련된, 도 4 내지 도 9와 관련하여 보다 상세히 설명된다. 다수의 멀치 적용 유닛들(120) 및 화학물질 스프레이 유닛들(140)이 열차(130)의 부분(들)에 장착된다.
도 4는, 다수의 멀치 적용 유닛들(120) 및 화학물질 스프레이 유닛들(140)이 열차(130)에 장착되는, 잡초 방제 시스템(100)의 예를 도시한다. 시스템(100)에서, 몇 개의 드론들은 카메라들(110)을 갖는다. 드론들은 철도 선로를 따라 비행한다. 카메라들은 철도 선로의 환경의 이미저리를 취득하는데, 이 환경은 선로 사이의 지면 및 선로의 양측의 지면이다. 이미징되는 환경은 잡초들이 방제되도록 요구되는 것이다. 몇 개의 드론들이 있을 필요는 없으며, 하나의 카메라(110)를 갖는 하나의 드론이 필요한 이미저리를 취득할 수 있다. 실제로, 이미저리는, 예를 들어, 철도 선로 환경을 방문하는 직원들에 의해 파지된 카메라(110) 또는 카메라들(110)에 의해, 비행기, 위성에 의해 또는 철도 선로를 따라 달리고 있는 열차에 의해 취득되었을 수 있다. 카메라들(110)에 의해 취득된 이미저리는 초목이 초목으로 식별될 수 있게 해주는 해상도이고, 실제로 하나의 잡초 유형이 다른 잡초 유형과 구별될 수 있게 해주는 해상도일 수 있다. 취득된 이미저리는 컬러 이미저리일 수 있지만 그럴 필요는 없다. 드론들에 의해 취득된 이미저리는 장치(10)에게 전송된다. 이미저리는 카메라(110)에 의해 취득되자마자 장치(10)에게 전송될 수 있거나, 또는 이미저리가 취득되었을 때보다 나중에, 예를 들어, 드론들이 착륙했을 때 전송될 수 있다. 드론들은 GPS(Global Positioning Systems)를 가질 수 있으며, 이것은 취득된 이미저리의 위치가 결정될 수 있게 해준다. 예를 들어, 이미저리가 취득되었을 때의 카메라들(110)의 배향 및 드론의 위치는 지평면에서의 이미지의 지리적 풋프린트(geographical footprint)를 결정하는 데 사용될 수 있다. 드론들은, 예를 들어, 레이저 자이로스코프들에 기초한, 관성 내비게이션 시스템들을 또한 가질 수 있다. 드론의 배향, 따라서 카메라의 배향을 결정하는 데 사용되는 것, 지면 상에의 어디에서 이미저리가 취득되었는지의 결정을 용이하게 하는 것에 부가하여, 관성 내비게이션 시스템들은, 알려진 또는 다수의 알려진 위치들로부터 멀어지는 움직임을 결정함으로써, GPS 시스템 없이 단독으로 드론의 위치를 결정하도록 기능할 수 있다.
장치(10)의 입력 유닛(20)은 취득된 이미저리를 프로세싱 유닛(30)에 전달한다. 이미지 분석 소프트웨어는 프로세싱 유닛(30) 상에서 동작한다. 이미지 분석 소프트웨어는, 예를 들어, 철도 선로들, 침목들, 나무들, 철도 건널목들, 역 승강장들과 같은 구조물들을 식별할 수 있는 에지 검출, 및 객체 검출 분석과 같은, 특징 추출을 사용할 수 있다. 따라서, 환경 내의 건물들 및 철도 침목들 및 지점들 및 철도 건널목들의 위치들과 같은, 객체들의 알려진 위치들에 기초하여, 그리고 침목들 사이의 거리 및 철도 선로들 사이의 거리와 같은 알려진 구조물 정보에 기초하여, 프로세싱 유닛은 환경의 지리적 맵 위에 실제로 오버레이될 수 있는 환경의 합성 표현을 실제로 생성하기 위해 취득된 이미저리를 패치할 수 있다. 따라서, 각각의 이미지의 지리적 위치가 결정될 수 있고, 연관된 GPS 및/또는 관성 내비게이션 기반 정보가 취득된 이미저리와 연관될 필요는 없다. 그렇지만, GPS 및/또는 관성 내비게이션 정보가 이용가능하면, 이미저리에만 기초하여 특정 지리적 위치들에 특정 이미지들을 위치시킬 수 있는 그러한 이미지 분석이 요구되지 않는다. GPS 및/또는 관성 내비게이션 기반 정보가 이용가능하더라도, 그러한 이미지 분석이 이미지와 연관된 지리적 위치를 보강하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 예를 들어, GPS 및/또는 관성 내비게이션 기반 정보에 기초해서는, 취득된 이미지의 중심이 측면 에지로부터 22cm에 그리고 철도 구간의 특정 철도 침목의 단부로부터 67cm에 위치되는 것으로 간주되는 반면, 실제 취득된 이미저리로부터는, 위에서 설명된 이미지 분석의 사용을 통해, 이미지의 중심이 에지로부터 25cm에 그리고 침목의 단부로부터 64cm에 위치되는 것으로 결정되면, GPS/관성 내비게이션 기반 도출 위치는 필요에 따라 그 위치를 한 방향으로 3cm 그리고 다른 방향으로 3cm 시프트시키는 것에 의해 보강될 수 있다.
프로세싱 유닛(30)은 추가 이미지 프로세싱 소프트웨어를 실행한다. 이 소프트웨어는 이미지를 분석하여 초목이 발견되는 이미지 내의 지역들을 결정하고, 또한 이미저리를 분석하여 초목이 어디에서 발견되지 않는지(예를 들어, 철도 침목들 및 콘크리트 지역들의 위치들)를 결정한다. 이 후자의 정보는 멀치가 어디에서 스프레이되도록 요구되지 않는지를 결정하는 데 사용될 수 있다. 또한, 식물 생장에 도움이 되는 것과 같은, 어떤 지면 유형 또는 토양 유형이 한 위치에서 발견되는지에 관한 결정이 이미지 분석으로부터 이루어질 수 있다. 예를 들어, 자갈(ballast)이 깨끗하고 건조하며 개별 자갈들 사이에 유기물을 갖지 않는다는 결정이 이루어질 수 있다. 따라서, 거기에 초목이 있지 않는 것으로 결정되면, 이 지역은 멀치 적용을 요구하지 않는 것으로 결정될 수 있는데 그 이유는 이 지역이 초목 생장에 도움이 되지 않기 때문이다. 그렇지만, 이미지 분석으로부터 자갈이 깨끗하지 않고 그리고/또는 건조하지 않으며 그리고/또는 자갈들 사이에 유기물을 갖는다고 결정되면, 바로 그 때에 초목이 발견되지 않더라도, 프로세싱 유닛은 잡초들을 방제하기 위해 이 위치에 멀치가 적용되어야 한다고 여전히 결정할 수 있는데 그 이유는 이 지역이 초목의 생장에 도움이 되는 지역으로 결정되었기 때문이다. 초목은 취득된 이미지들 내의 특징들의 형상에 기초하여 검출될 수 있으며, 여기서, 예를 들어, 에지 검출 소프트웨어는 객체들의 외주부(outer perimeter) 및 객체 자체의 외주부 내의 특징들의 외주부를 획정(delineate)하는 데 사용되며; 자갈 사이의 유기 물질은 유사한 방식으로 검출될 수 있다. 예를 들어, 인공 신경 네트워크 또는 결정 트리 분석과 같은 트레이닝된 머신 러닝 알고리즘을 사용하여, 이미저리 내의 특징이 초목에 관련되는지 여부를 결정하는 데 도움을 주는 데 초목 이미저리의 데이터베이스가 사용될 수 있다. 카메라는 다중 스펙트럼 이미저리(multi-spectral imagery) - 이미저리는 이미지들 내의 컬러에 관련된 정보를 가짐 - 를 취득할 수 있고, 이것은 이미지에서 초목(및/또는 유기물)이 어디에서 발견되는지를 결정하기 위해 단독으로 또는 특징 검출과 조합하여 사용될 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 이미지의 지리적 위치가 결정될 수 있기 때문에, 지면 상에서의 이미지의 크기에 대한 지식으로부터, 초목의 위치 또는 위치들, 및/또는 멀치가 적용되어야 하는 다른 지역들이 이미지에서 발견될 수 있고 그 이후에 지면 상에서의 그 초목(지역)의 정확한 위치에 매핑될 수 있다.
프로세싱 유닛(30)은 그 이후에, 만약 사용된다면, 특징 추출에 기초하여 초목 위치를 결정하는 이미지 프로세싱의 일부일 수 있는 추가의 이미지 프로세싱 소프트웨어를 실행한다. 이 소프트웨어는 머신 러닝 분석기를 포함한다. 특정 잡초들의 이미지들이 취득되고, 잡초들의 크기에 또한 관련된 정보가 사용된다. 그러한 잡초가 발견되는 세계의 지리적 위치에 관한 정보 및, 꽃이 만발했을 때 등을 포함한, 잡초가 발견되는 연중 시기(time of year)에 관한 정보가 이미저리에 태깅될 수 있다. 잡초들의 이름들이 또한 잡초들의 이미저리에 태깅될 수 있다. 인공 신경 네트워크 또는 결정 트리 분석기에 기초할 수 있는, 머신 러닝 분석기는 그 이후에 이 실측의(ground truth) 취득된 이미저리를 바탕으로 트레이닝된다. 이러한 방식으로, 새로운 초목 이미지가 분석기에 제시될 때 - 그러한 이미지는 연중 시기와 같은 연관된 타임 스탬프 및 독일 또는 남아프리카 공화국과 같은 지리적 위치가 그에 태깅될 수 있음 -, 분석기는 새로운 이미지에서 발견된 잡초의 이미저리와 분석기의 트레이닝의 바탕이 된 상이한 잡초들의 이미저리의 비교를 통해 이미지에 있는 특정 잡초 유형을 결정하고, 여기서 잡초들의 크기 및 잡초들이 자라는 곳 및 시기(where and when)가 또한 고려될 수 있다. 따라서 환경 내에서 지면 상에서의 그 잡초 유형의 특정 위치 및 그의 크기가 결정될 수 있다.
프로세싱 유닛(30)은 상이한 잡초 유형들, 및, 제초제를 포함하는지 여부에 상관없이, 그 잡초 유형을 방제하는 데 사용될 최적의 멀치 그리고 또한 멀치의 적용 이전에 잡초에 잡초 방제 화학물질이 스프레이되어야 하는지 및 어떤 화학물질 유형이 스프레이되어야 하는지를 포함하는 데이터베이스에 액세스한다. 이 데이터베이스는 실험적으로 결정된 데이터로부터 작성되었다. 이 데이터베이스는 잡초들의 위치에 있을 수 있거나 또는 잡초들과 분리되어 있을 수 있는 상이한 지면 지역들에 관한 세부사항들, 및 또한 잡초들이 그 지역에서 자라지 못하게 하기 위해 특정 멀치 유형이 지면에 적용되어야 하는지를 또한 포함한다.
이미지 분석으로부터 잡초 또는 초목 지역이 존재한다고 결정된 상황으로 돌아가면, 어떤 멀치가 적용되어야 하는지 및 멀치가 제초제를 포함해야 하는지 및 잡초의 위치에서의 멀치의 적용 이전에 잡초 방제 화학물질이 또한 적용 또는 스프레이되어야 하는지를 결정하는 데 있어서 지면 상의 잡초 또는 잡초 덤불의 크기가 또한 고려될 수 있다. 예를 들어, 특정 멀치 유형이 특정 잡초 유형에 최적일 수 있다. 프로세싱 유닛(30)은 그 이후에, 환경에서의 특정 위치에 있는 단일 잡초 또는 이 잡초의 작은 덤불에 대해, 그 멀치 - 예를 들어, 단지 물리적 장벽일 수 있고 제초제를 포함하지 않으며, 멀치 적용 유닛들(120a)에 의해 적용됨 - 로 잡초들을 방제하기 위해 그 특정 위치에서 다수의 멀치 적용 유닛들(120)이 활성화되어야 한다고 결정할 수 있다. 그렇지만, 다른 잡초 유형이 있다면, 프로세싱 유닛은 적절한 때에 제초제를 방출시키기 위해 멀치가 박테리아를 통해 분해가능한 그 위치에 하나 이상의 제초제를 포함하는 멀치가 적용되어야 한다고 결정할 수 있다. 상이한 제초제 내용물을 갖는 2개의 상이한 멀치 유형이 멀치 적용 유닛들(120b 및 120c)을 통해 침착될(deposited) 수 있다. 부가적으로, 방제하기 특히 어렵고 그리고/또는 주변 지역에 실생들이 자라는 것을 초래하는 위치에서 특정 잡초 유형이 식별되었을 수 있고, 프로세싱 유닛은 그러면 특정 잡초 방제 화학물질이 잡초의 위치에 스프레이되어야 하고 제초제를 또한 포함할 수 있는 멀치의 적용이 뒤따라야 한다고 결정할 수 있으며, 이 멀치는 실생들이 자라기 시작하면 실생들을 방제하기 위해 잡초보다 더 큰 지역에 걸쳐 잠재적으로 적용된다. 2개의 상이한 잡초 방제 화학물질 유형이 화학물질 스프레이 유닛들(140a 및 140b)을 통해 스프레이될 수 있다. 그렇지만, 멀치는 잡초 방제 화학물질이 스프레이되었던 동일한 지역에 단지 적용될 수 있으며 그 내에 제초제를 포함하지 않았을 수 있다. 오히려, 제초제를 갖지 않는 멀치는 그 자체로 잡초들을 방제하는 데 도움이 되는 물리적 장벽으로서 작용할 수 있으며, 또한 잡초 방제 화학물질 위에 있는 것은 스프레이되었던 잡초 방제 화학물질이 너무 빨리 분해되지 않도록 그리고/또는 비에 의해 씻겨 내려가지 않도록 또는 다른 방식으로 해로운 영향을 받지 않도록 하는 데 도움을 주며, 그에 의해 멀치는 또한 잡초 방제 화학물질의 효능을 증가시킨다. 따라서, 이 예에서, 화학물질 스프레이 유닛들(140a 또는 140b) 중 하나는 열차의 적절한 화차가 잡초 위를 지나갈 때 활성화되고, 멀치 적용 유닛들(120a)을 갖는 최후미 화차가 잡초 위를 지나갈 때, 이들은 잡초 방제 화학물질로 이미 스프레이된 잡초 위에 멀치를 적용하기 위해 활성화된다. 그렇지만, 잡초 방제 화학물질이 아직 스프레이되지 않은 위치에 멀치가 적용될 수 있다.
프로세싱 유닛은 방제될 필요가 있는 모든 잡초들이 멀치 적용 유닛의 적어도 한 번의 활성화 및 요구된 경우 화학물질 스프레이 유닛의 적어도 한 번의 활성화를 할당받도록 하며; 단지 제초제를 갖지 않는 멀치, 제초제를 갖는 멀치, 잡초 방제 화학물질의 스프레이 및 그에 뒤이은 제초제를 갖지 않는 멀치, 또는 잡초 방제 화학물질의 스프레이 및 그에 뒤이은 제초제를 갖는 멀치가 요구된다. 멀치들 및 스프레이될 잡초 방제 화학물질과 관련하여, 프로세싱 유닛은 어느 특정 제초제가 멀치에 포함되어야 하고 어느 특정 잡초 방제 화학물질 유형이 스프레이되어야 하는지를 결정할 수 있다.
따라서, 드론들의 카메라들(110)은 환경에서의 어느 특정 지리적 위치들에서 잡초 방제 기술의 어떤 모드들이 적용되어야 하는지를 결정하는 프로세싱 유닛(30)에 전달되는 환경의 이미저리를 취득한다. 따라서, 실제로, 환경 내의 어디에서 멀치 - 제초제가 멀치 내에 포함되거나 포함되지 않음 - 가 적용되어야 하는지, 및 이것이 잡초 방제 화학물질이 잡초에 스프레이되는 것에 의해 선행되어야 하는지를 나타내는 특징 맵 및/또는 잡초 맵이 생성될 수 있다.
도 4를 계속하여 참조하면, 잡초 방제 열차(130)는 철도 선로를 따라 전진한다. 위에서 논의된 바와 같이, 잡초 방제 열차는 다수의 화차들을 갖는다. 특정 예에서, 제1 화차는 제1 잡초 방제 화학물질을 스프레이하는 다수의 화학물질 스프레이 유닛들(140b)을 갖는 화학물질 스프레이 기반 잡초 방제 기술을 갖는다. 제2 화차는 제2 잡초 방제 화학물질을 스프레이하는 다수의 화학물질 스프레이 유닛들(140a)을 갖는 화학물질 스프레이 기반 잡초 방제 기술을 갖는다. 그 이후에, 하나의 화차는 제1 제초제 내용물을 갖는 멀치를 적용하는 다수의 멀치 적용 유닛들(120c)을 갖고, 다른 화차는 제2 제초제 내용물을 갖는 멀치를 적용하는 다수의 멀치 적용 유닛들(120b)을 가지며, 최종 화차는 제초제 내용물을 갖지 않는 멀치를 적용하고 연관된 제초제 잡초 방제 효과를 갖지 않는 물리적 장벽을 형성하는 다수의 멀치 적용 유닛들(120a)을 갖는다. 상이한 열차 또는 상이한 화차들이 커플링되어 있는 동일한 열차는, 제초제 내용물을 갖는 그리고 제초제 내용물을 갖지 않는, 상이한 유형들의 멀치들을 적용하는 상이한 개수들의 멀치 적용 유닛들을 하우징할 수 있으며 화학물질 스프레이 유닛들을 갖는 화차들을 가질 필요가 없으며, 여기서, 환경에서, 예를 들어, 잡초들 위에, 멀치들만이 적용된다. 그렇지만, 화학물질 스프레이 유닛들이 있을 때, 다수의 상이한 잡초 방제 화학물질들을 스프레이할 수 있는 화차들 내에 하우징된 적절한 화학물질 저장소들에 커플링된 다수의 상이한 유형들의 유닛들이 있을 수 있다. 그렇지만, 잡초가 잡초 방제 화학물질로 스프레이되고 그 이후에 후속하여 그 지역에 멀치가 적용되도록, 화학물질 스프레이 유닛들을 갖는 화차들은, 존재하는 경우, 항상 열차의 전방 방향에 대해 멀치 적용 유닛들을 갖는 화차들의 "상류(upstream)"에 있다.
잡초 방제 열차는 위의 논의된 특징 맵, 잡초 맵 또는 잡초 방제 맵을 사용하는 프로세싱 유닛(도시되지 않음)을 갖는다. 잡초 방제 열차는 잡초 방제 열차의 위치 및 멀치 적용 유닛들(120a, 120b, 120c)의 특정 위치들 및 화학물질 스프레이 유닛들(140a 및 140b)의 특정 위치들을 위치확인하기 위해 GPS, 관성 내비게이션, 이미지 분석 중 하나 이상에 기초할 수 있는, 그의 지리적 위치를 결정하는 수단을 갖는다. 이것은, 잡초 방제 열차가 환경을 통과할 때, 상이한 유닛들(멀치 적용 유닛들 및, 필요한 경우, 화학물질 스프레이 유닛들)이 특정 잡초 위치들에서 활성화될 수 있다는 것을 의미하고, 여기서, 필요한 경우, 특정 잡초 방제 화학물질로 스프레이된 지역을 커버하는 특정 멀치들을 적용할 위치에서 활성화될 상이한 유닛들은 그 태스크에 최적인 것으로 결정되었다.
위에서 논의된 바와 같이, 잡초 방제 열차는 카메라를 가지며 이미저리를 취득할 수 있다. 취득된 이미저리는, 주변에 있는 특징들 및 침목들의 위치를 결정하는 것을 통해, 열차 자체의 위치를 결정하기 위해 잡초 방제 열차 상의 프로세싱 유닛에 의해 프로세싱될 수 있다. 또한, 잡초 방제 열차가 GPS 및/또는 관성 시스템을 가질 때, GPS 및/또는 관성 내비게이션 시스템들은 올바른 멀치 적용 유닛들(및 필요한 경우 화학물질 스프레이 유닛들)이 특정 잡초들의 위치에서 활성화될 수 있도록 열차의 위치를 결정하는 데 사용될 수 있다. 그렇지만, 열차가 주변의 이미저리를 취득하는 카메라를 또한 가지면, 예를 들어, GPS 시스템으로부터 도출된 위치를 고려하기 위해, 멀치 적용 유닛들(및 필요한 경우 화학물질 스프레이 유닛들)이 요구된 정확한 위치들에서, 예를 들어, 잡초들이 자라지 않는 지역들에서가 아니라, 예를 들어, 상이한 잡초 유형들의 특정 위치들에서 활성화될 수 있도록 위치의 정정을 행하기 위해 GPS 및/또는 관성 내비게이션에 의해 결정된 위치를 보강하는 데 침목들의 위치 등과 같은 특징 추출이 사용될 수 있다. 따라서, 침목들의 위치들을 결정하는 데 요구되는 이미지 프로세싱이 신속하게 실행될 수 있어, 위치 업데이트들이 신속하게 적용될 수 있는데, 그 이유는 철도 침목들과 같은 특징들을 위치확인함에 있어서의 이미지 프로세싱의 복잡성이 상대적으로 크지 않기 때문이다.
상이한 제초제 내용물을 갖는 멀치들 및 잡초 방제 화학물질 및 특정 잡초 유형들을 방제하기 위해 어떤 멀치를 사용해야 하는지에 관한 정보 그리고 또한 멀치와 그에 선행하는 다른 특정 잡초들의 방제를 위한 특정 잡초 방제 화학물질의 조합의 데이터베이스가 환경 내의 특정 위치들에서 어떤 유닛들(멀치 적용 유닛들 및 필요한 경우 화학물질 스프레이 유닛들)이 활성화되어야 하는지를 결정하기 위해 프로세싱 유닛에 의해 사용된다. 열차는 레인 센서들(rain sensors)을 또한 가지며, 비가 내리고 있으며 잡초가 통상적으로 그 위에 잡초 방제 화학물질만 스프레이되어 있다면, 프로세싱 유닛은 스프레이된 잡초 위에 물리적 장벽을 제공함으로써 강우로 인한 잡초 방제 화학물질의 씻겨 나감(washing off)을 완화시키기 위해 잡초 방제 화학물질의 스프레이 이후에 제초제 내용물을 갖지 않는 멀치 적용 유닛들(120a)로부터의 멀치가 잡초 위에 적용되어야 한다고 결정할 수 있다.
도 5는 잡초 방제 시스템(100)의 다른 예를 도시한다. 도 5의 잡초 방제 시스템은 도 4에 도시된 것과 유사하다. 그렇지만, 도 5에서, 잡초 방제 열차(130)는 이전에 논의된 바와 같은 카메라들(110) 및 장치(10)를 갖는다. 잡초 방제 열차(130) 상의 카메라들(110)은 이제 드론들에 의해 이전에 취득되었던 이미저리를 취득한다. 잡초 방제 열차(130) 상의 장치의 프로세싱 유닛(30)은 잡초 위치 및 유형을 결정하기 위해 취득된 이미저리를 프로세싱한다. 잡초의 정확한 지리적 위치가 그 이후에 결정되도록 요구되지 않는다. 오히려, 카메라들(110)과 열차의 화차들에 하우징된 멀치 적용 유닛들(120a, 120b, 120c)과 화학물질 스프레이 유닛들(140a 및 140b) 사이의 상대 간격에 기초하여, 취득된 이미지가 지면 상의 특정 지점에서 위치확인되고 잡초들이 그 이미지 내에서 위치확인 및 식별되며 그에 따라 지면 상에서 위치확인될 수 있다. 요구된 멀치 적용 유닛들(및 필요한 경우 또한 화학물질 스프레이 유닛들)은 그러면 결정되는 잡초의 위치에서 및/또는 잡초들의 생장에 도움이 되는 것으로 결정된 지역들과 관련하여 잡초들이 방제되도록 요구받는 위치들에서 활성화될 수 있다. 그 이후에, 그 위치에서 멀치를 적용하기 위해 - 멀치의 적용은 필요한 경우 화학물질 스프레이에 의해 선행됨 -, 그리고/또는 잡초 방제 화학물질이 그 위치에 이미 스프레이되었기를 요구하지 않을 수 있는 환경의 요구된 다른 지역들에 멀치를 적용하기 위해, 잡초 방제 열차의 전진 움직임(그의 속도) 및 이미지가 취득되었던 시간에 대한 지식으로부터, 잡초의 위치(또는 다른 지역)에서 활성화가 있도록 요구된 유닛(들)이 언제 활성화되어야 하는지가 결정될 수 있다. 이러한 방식으로, 잡초 방제 열차는 GPS 및/또는 관성 내비게이션 시스템 또는 이미지 기반 절대적 지리적 위치 결정 수단을 가질 필요가 없다. 오히려, 잡초 유형 및 이미지 내에서의 잡초의 정확한 위치, 및/또는 생장하는 잡초는 없을 수 있지만 멀치가 적용될 필요가 있는 것으로 여전히 결정된, 멀치가 적용되어야 하는 위치들을 결정하는 데 요구되는 프로세싱을 고려하기 위해, 열차 좌표 시스템 내에서의, 지면 상에서의 잡초의 정확한 위치가 결정될 수 있다. 카메라들(110)은, 도 5에 도시된 예에서 화학물질 스프레이 유닛들(140b)을 하우징하는 화차 - 그 화차의 중요한 위치는 화학물질 스프레이 유닛들(140b) 자체의 위치임 - 인, 멀치 적용 유닛들 또는, 존재하는 경우, 화학물질 스프레이 유닛들을 하우징하는 제1 화차로부터, 프로세싱 시간과 잡초 방제 동안 잡초 방제 열차의 최대 속도를 곱한 것과 적어도 동일한 거리만큼, 이격되어야 한다. 이와 같이, 예를 들어, 25m/s로 이동하는 열차에 대해 프로세싱이 0.2초, 0.4초, 또는 0.8초 걸리는 경우, 도 5를 참조하면, 카메라들(110)은 이 열차 속도의 경우 화학물질 스프레이 유닛들(140b)의 전방으로 5m, 10m 또는 20m만큼 이격되어야 한다. 열차 속도의 감소 및/또는 프로세싱 속도의 감소는 그 간격(separation)이 감소될 수 있게 해줄 수 있다. 그에 부가하여, 이미저리를 취득하는 카메라들(110)은 노출 시간 동안 열차의 움직임으로 인한 이미지 스미어(image smear)가 최소화되도록 매우 짧은 노출 시간들을 가질 수 있다. 이것은, 예를 들어, 필터들과 조합하여 레이저들 또는 LED들을 통한 짧은 노출 시간들 또는 짧은 펄스 조명을 갖는 카메라들의 사용을 포함한, 다양한 수단들에 의해 이루어질 수 있다.
그렇지만, 이 장치는 잡초들 및/또는, 예를 들어, 침목들 위에 또는 선로들 위에 및/또는 잡초 생장에 도움이 되는 것으로 결정된 지역들에서가 아니라 침목들 사이 및 철도 선로들 사이에 있을 수 있는, 멀치가 적용되어야 하는 지역들의 정확한 지리적 위치를 결정하기 위해 GPS 시스템 및/또는 관성 내비게이션 시스템 및/또는 이미지 분석을 사용할 수 있다. 이것은 어떤 잡초들이 방제되었는지, 및 잡초들이 어떻게 방제되었는지, 및 그 잡초들이 어디에 위치되었는지에 대한 로그가 제공될 수 있으며, 자라는 잡초 위가 아닌 것을 포함하여 멀치가 어디에 적용되었는지의 로그가 제공될 수 있다는 것을 의미한다. 따라서, 실제로 잡초 방제 기술들의 적용 효능이 검토될 수 있게 해주는 감사 정보가 제공된다. 또한, 잡초들 및/또는 환경의 다른 관련 지역들의 정확한 지리적 위치를 생성함으로써, 멀치 적용 유닛들 및 화학물질 스프레이 유닛들은, 그 유닛들의 정확한 위치를 제공하는 데 사용될 수 있는 GPS 시스템 및/또는 관성 내비게이션 시스템 및/또는 이미지 기반 시스템과 같은, 연관된 위치 결정 수단들을 가질 수 있다. 따라서, 열차의 전방 객차는 잡초 방제 맵이 구축될 수 있게 해주는 이미지 취득 및 분석 유닛들을 가질 수 있다. 열차의 마지막 몇 개의 화차는 그러면 멀치 적용 유닛들(및 필요한 경우 화학물질 스프레이 유닛들)을 가질 수 있다. 이 후반의 화차들은 화물 운반 화차들에 의해 수백 미터는 아니더라도 수십 미터만큼 전방 객차로부터 이격될 수 있다. 열차가 언덕을 오르내릴 때 전방 객차와 후방 객차들 사이의 절대 간격(absolute separation)이 그러면 변할 수 있지만, 멀치 적용 및 화학물질 스프레이 유닛들을 갖는 화차들이 자신의 정확한 위치들 및 그 각자의 유닛들의 정확한 위치들을 알기 때문에, 그것들이 특정 유형의 잡초 또는 잡초 지역들 또는, 예를 들어, 멀치가 적용되어야 하는 다른 지역들의 위치로 전진했을 때, 적절한 유닛 또는 유닛들이 그 정확한 지리적 위치에서 활성화될 수 있다. 이러한 이유는 멀치 적용 유닛들 및 화학물질 스프레이 유닛들의 정확한 지리적 위치들이 알려져 있어, 그것들이 잡초 또는 잡초 방제가 적용될 다른 지역의 정확한 지리적 위치 위를 지나갈 때 그 유닛들의 활성화를 가능하게 해주기 때문이다.
도 5는 잡초 방제 열차(130)의 2개의 뷰(view)를 도시하며, 상부는 측면도이고 하부는 평면도를 도시한다. 이것은 선로들 사이에 그리고 선로들의 측면들에 펼쳐져 있는 이미저리를 취득하는 카메라들(110)을 도시한다. 잡초 방제 열차의 개별 화차들은 열차 아래의 및 열차 측면의 위치들에서 활성화될 수 있는, 도 4와 관련하여 논의된 바와 같은, 연관된 상이한 멀치 적용 유닛들(120a, 120b 및 120c) 및 화학물질 스프레이 유닛들(140a 및 140b)을 갖는다.
도 6은 다수의 화학물질 스프레이 유닛들(140)을 갖는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은, 잡초 방제 열차(130)의 화차를 도시한다. 도 6에서의 화차는 화학물질 스프레이 유닛들(140a) 또는 화학물질 스프레이 유닛들(140b)을 갖는 도 4 및 도 5에서의 화차 중 어느 하나일 수 있다. 다른 예에서, 도 6에 도시된 화차는 도 4 및 도 5와 관련하여 논의된 것과 상이한 잡초 방제 화학물질을 스프레이할 수 있다. 도 6은 열차의 화차의 배면도(rear view)를 도시하며, 이 뷰는 철도 선로 아래에서의 것이다. 화학물질 스프레이 유닛들(140)의 다수의 개별 스프레이 노즐들은 열차 아래에 그리고 열차의 측면들에 측방으로 연장된다. 스프레이 노즐들은 또한 전방 방향으로 연장될 수 있다. 스프레이 노즐 자체는, 온 또는 오프인 것 이외에, 특정 제어를 가질 수 있고, 좌측으로 및 우측으로 또는 아래로 스프레이하도록 방향적으로 제어될 수 있고 그리고/또는, 예를 들어, 좁은 스프레이 제트가 단일의 작은 잡초로 지향될 수 있도록 스프레이의 각도 범위가 변화되도록 제어될 수 있다. 이러한 스프레이 노즐들 중 하나가 그 특정 화학물질 스프레이에 의해 방제되어야 하는 것으로 식별된 잡초 위를 지나갈 때, 프로세싱 유닛(30)은 그 화학물질 스프레이에 의해 방제되도록 요구되는 잡초의 특정 위치에 화학물질을 스프레이하는 특정 노즐을 활성화시킨다. 잡초 방제 화학물질은, 도 7과 관련하여 보다 상세하게 논의된, 이하의 멀치 적용 이전에 그 위치에 또는 그 위치 위에 스프레이된다. 도 6에서, 그러한 잡초의 2개의 특정 위치가 있으며, 하나는 선로 사이에서 발견되고 하나는 선로들의 좌측에서 발견되며, 그에 따라 2개의 스프레이 노즐이 활성화되었다. 상이한 화차에 하우징된 화학물질 스프레이 유닛들(140)에 의해 다른 화학물질들 중 하나가 이미 적용된 잡초들이 이 화차 아래를 지나갈 수 있거나 또는 멀치가 잡초들 위에 적용되기 전에 잡초 방제 화학물질이 잡초들 위에 스프레이될 필요가 없는 것으로 결정되었다는 것에 유의해야 한다.
도 7은 다수의 멀치 적용 유닛들(120)을 갖는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은, 잡초 방제 열차(130)의 화차를 도시한다. 도 7의 화차는 멀치 적용 유닛들(120a, 120b 또는 120c)을 갖는 도 4 및 도 5에 도시된 화차들 중 임의의 것일 수 있다. 도 7은 열차의 이 화차의 배면도를 도시하며, 이 뷰는 철도 선로 아래에서의 것이다. 프로세싱 유닛(30)은, 예를 들어, 특정 잡초들이 그들 위에 멀치가 적용되도록 요구받는다고 결정하며, 그 멀치는 제1 제초제 내용물을 갖는다. 따라서, 이 예에서, 멀치 적용 유닛들(140b)을 갖는 도 4 및 도 5에 도시된 화차를 참조한다. 다수의 개별 멀치 스프레이 노즐들이 도시되어 있으며, 이들은 그 내부에 제초제 내용물을 포함한 액체 생분해성 폴리머를 스프레이하도록 구성된다. 이 특정 예에서의 폴리머는, 제초제와 함께 수용액 중의 분산액인, 폴리에스테르이다. 적용 이후에, 물은 증발되어 폴리머 내에 캡슐화된 제초제를 남긴다. 환경에 존재하고 잡초들이 자랄 때 생장하는 박테리아가 폴리머를 분해하여 제초제의 방출을 초래하도록 폴리머가 설계된다. 박테리아는 폴리머에서의 에스테르기를 공격하여 폴리머의 분해 및 제초제의 방출을 초래한다. 따라서, 잡초를 방제하는 물리적 장벽을 제공하는 것에 부가하여, 잡초 방제 제초제의 제어된 적용을 통해 잡초들을 목표로 하는 추가적인 잡초 방제 메커니즘이 제공된다. 예를 들어, 춥고 건조한 조건들에서, 잡초들이 자라지 않는 경우, 박테리아도 생장하지 않아 폴리머를 분해하지 않는다. 그렇지만, 잡초들이 자라기 시작하자마자 박테리아도 생장하여 폴리머의 분해 및 제초제의 방출을 초래한다. 멀치 적용 유닛들(140b)의 다수의 개별 스프레이 노즐들은 열차 아래에 그리고 열차의 측면들에 측방으로 연장된다. 스프레이 노즐들은 또한 전방 방향으로 연장될 수 있다. 스프레이 노즐 자체는, 온 또는 오프인 것 이외에, 특정 제어를 가질 수 있고, 좌측으로 및 우측으로 또는 아래로 스프레이하도록 방향적으로 제어될 수 있고 그리고/또는, 예를 들어, 좁은 스프레이 제트가 단일 잡초로 지향될 수 있도록 스프레이의 각도 범위가 변화되도록 제어될 수 있다. 그렇지만, 일반적으로 멀치의 적용의 범위는 화학물질 스프레이 노즐들(140)을 통해 잡초 위에 이전에 스프레이되었던 잡초 방제 화학물질의 적용의 범위보다 크다. 그렇지만, 멀치 및 잡초 방제 화학물질 스프레이의 범위가 동일할 수 있다.
도 7에서, 멀치가 적용될 필요가 있는 것으로 결정된 잡초의 2개의 특정 위치가 있다. 이 위치들은 잡초 방제 화학물질이 이미 스프레이된 도 6에 도시된 위치들과 동일하다. 따라서, 잡초들은 먼저 잡초 방제 화학물질이 그들 위에 스프레이되고, 제초제 내용물을 갖는 멀치가 그들 위에 스프레이된다. 그렇지만, 상이한 예들에서, 잡초 방제 화학물질은 먼저 잡초 위에 스프레이되고 제초제를 포함하지 않는 멀치의 적용이 뒤따른다. 그러한 멀치는 잡초들을 방제하기 위한 물리적 장벽 효과를 제공하고, 또한 감소된 장기 환경 영향을 위해 생분해성일 수 있지만 그럴 필요는 없는, 액체 폴리머일 수 있다. 그러한 멀치는 액체 형태일 필요는 없고, 과립 또는 분말 형태일 수 있으며, 제초제 내용물을 갖는 생분해성 멀치는 또한 액체 형태보다는 과립 또는 분말 형태일 수 있다.
제초제 내용물을 갖는 액체 폴리머 멀치를 사용하기보다는, 멀치는 필요한 경우 캡슐화된 제초제를 포함할 수 있는 과립들의 형태일 수 있으며, 이 과립들은 또한 스프레이가능하고, 그에 의해 적용을 용이하게 한다. 과립들은 캡슐화된 제초제를 방출하기 위해 위에서 논의된 바와 같이 생분해성일 수 있다. 또한, 멀치는 비-스프레이가능 형태일 수 있으며, 다시 말하지만, 요구된 위치들에 물리적으로 적용되는, 예를 들어, 보다 큰 과립들, 부직포 재료, 전분 신문지인, 제초제 내용물을 가질 수 있다.
도 8은, 철도 선로들 및 선로들의 측면의 지면을 보여주는, 철도 환경의 표현을 도시한다. 다수의 잡초 지역들이 도시되어 있으며, 하나의 잡초 유형의 큰 덤불은 그 안에 상이한 잡초 유형의 덤불을 갖는다. 멀치들 및 잡초 방제 화학물질들을 제각기 적용하기 위해 상이한 멀치 적용 유닛들 및 필요한 경우 상이한 화학물질 스프레이 유닛들이 활성화된 위치들의 표현들이 도 8에 도시되어 있다. 하나의 위치에서, 프로세싱 유닛은 이미지 프로세싱에 기초하여 잡초가 물리적 장벽으로서 역할하는 멀치가 그 위에 적용되기만 하도록 요구받는다고 결정하고, 요구된 위치에 있는 멀치 적용 유닛들(120a)만이 활성화된다. 다른 위치에서, 제2 잡초 방제 화학물질 유형이 상이한 잡초 유형의 보다 큰 덤불에서 작은 잡초 덤불 위에 스프레이되고 다시 말하지만 제초제를 갖지 않는 멀치가 그 위에 적용되도록 요구받는다. 보다 큰 덤불 자체는 제초제 내용물을 갖지 않는 멀치만의 적용을 통해 방제될 수 있다. 2개의 상이한 잡초 덤불은 이미지 프로세싱에 기초하여 잡초 방제 화학물질의 사전 스프레이(pre spraying) 없이 제초제 내용물을 갖는 멀치들을 요구하는 것으로 결정된다. 그렇지만, 방제하기 특히 어려운 추가의 잡초는 화학물질 스프레이 유닛들(140a)로부터 잡초 방제 화학물질이 그 위에 스프레이되고, 멀치 적용 유닛들(120c)을 통한 제초제 내용물을 갖는 멀치의 적용이 뒤따른다. 멀치를 적용하기 위해 어디에서 어느 멀치 적용 유닛들이 활성화되어야 하는지와, 필요한 경우, 멀치의 적용 이전에 잡초 위치들에서 어느 화학물질 스프레이 노즐들이 활성화되어야 하는지의 결정은 도 4와 관련하여 논의된 잡초 방제 맵 및/또는 특징, 또는 도 5와 관련하여 논의된 바와 같이 잡초 방제 기술의 어떤 모드가 적용되어야 하는지에 대한 실시간 결정으로 간주될 수 있다.
도 9는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 열차의 최좌측 화차에 있는 멀치 적용 유닛들(120a)의 추가 세부사항들을 도시하며, 아래의 설명은 다른 멀치 적용 유닛들(120b 및 120c) 및 화학물질 스프레이 유닛들(140a 및 140b)에 또한 관련이 있다. 멀치 적용 유닛들(및 화학물질 스프레이 유닛들)의 레이아웃 및 제어는 열차를 속도를 낮추거나 멀치(잡초 방제 화학물질)를 상이한 레이트들로 적용할 필요 없이 특정 위치들에서 상이한 양들의 멀치(및 잡초 방제 화학물질)이 적용(스프레이)될 수 있게 해주어, 단순화된 시스템 서브-유닛들을 가져온다. 도 9에 도시된 특정 예를 계속하면, 열차의 화차에 장착된 개별 서브-유닛들이 도시되어 있으며, 중앙 유닛은 열차 화차 아래에 있고 선로들 밖에 있는 잡초들을 방제할 수 있는 다른 서브-유닛들은 화차의 측면에 있다. 이 특정 예에서, 제초제 내용물을 갖지 않는 폴리머로서 액체 형태의 멀치를 적용하도록 구성된 19개의 노즐 행 및 12개의 노즐 열이 있다(그러나 제초제 내용물을 갖는 액체 폴리머 멀치, 제초제 내용물을 갖는 또는 갖지 않는 과립 멀치, 및 잡초 방제 화학물질을 적용하기 위해 동일한 시스템이 사용될 수 있다). 다양한 노즐 열 개수들 및 다양한 행 개수들이 있을 수 있으며, 하나의 행만이 있을 수 있다. 좌표 시스템을 행 x 열로서 정의하면, 그러면 열차가 전진함에 따라 노즐들(1x4, 1x5, 1x6 및 1x7)이 활성화되는데 그 이유는 이 노즐들이 멀치 층을 침착시키기 위해 잡초의 위치 위를 지나가기 때문이다. 추가적인 이동으로, 예에서, 이 노즐들이 잡초 위를 지나갈 때까지 이 노즐들만이 활성이다. 이러한 방식으로, 최소 양의 멀치가 적용될 수 있다. 그렇지만, 잡초가 서브-유닛 아래의 상이한 위치들에 위치될 때 노즐들이 활성화될 수 있다. 따라서, 잡초가 서브-유닛의 전방 에지 아래에서 처음으로 위치확인될 때, 노즐들(1x4 내지 1x7, 2x4 내지 2x7 및 3x4 내지 3x7)이 활성화된다. 열차가 전진함에 따라, 2x4 내지 2x7, 3x4 내지 3x7 및 4x4 내지 4x7이 활성화되고, 그 이후에 3x4 내지 3x7, 4x4 내지 4x7 및 5x4 내지 5x7이 활성화된다. 이러한 방식으로, 잡초가 서브-유닛 아래를 지나가며 모든 위치들에서 17x4 내지 17x7, 18x4 내지 18x7 및 19x4 내지 19x7이 활성화되고, 그 이후에 18x4 내지 18x7 및 19x4 내지 19x7 그리고 마지막으로 19x4 내지 19x7이 활성화될 때까지 적절한 노즐들이 활성화된다. 이러한 방식으로, 활성화된 노즐들의 물결(wave)은 지면 상의 고정된 위치에서 활성화되며, 이 물결은 열차의 속도로 이동한다. 따라서, 상이한 위치들에서 상이한 적용 지속기간들의 멀치, 따라서 상이한 두께들의 멀치가 적용될 수 있으며, 여기서 프로세싱 유닛은 특정 위치에서 특정 잡초에 대해 어떤 두께의 멀치가 침착되어야 하는지를 결정한다. 잡초 방제 화학물질에 의한 그러한 사전 처리(pre-treatment)가 요구된다고 프로세싱 유닛에 의해 결정되었으면, 이것은 또한 제초제 내용물을 갖는 멀치들의 적용, 및 멀치의 적용 이전에 잡초들 위에 스프레이될 잡초 방제 화학물질의 양에 적용된다.
위에서 상술된 예들은 철도와 관련하여 논의되었으며, 여기서 상이한 멀치 적용 유닛들 및 화학물질 스프레이 유닛들은 열차의 상이한 화차들에 하우징된다. 이들은 단일 화차에 하우징될 수 있으며, 단지 한 세트의 유닛들이 있을 수 있으며, 이들은 이미지 프로세싱에 기초하여, 연관된 제초제 내용물을 갖는 또는 갖지 않는, 멀치를 특정 위치들에 적용하는 멀치 적용 유닛들이다. 부가적으로, 잡초 방제 열차보다는, 화차 또는 화물차 또는 유니목은 멀치 적용 유닛들 및 필요한 경우 화학물질 스프레이 유닛들을 그 상에/그 내에 장착할 수 있으며, 이전에 취득되어 프로세싱된 이미저리에 기초하여 또는 그것이 자체적으로 취득하여 프로세싱하는 이미저리에 기초하여, 산업 지역 또는 심지어 공항과 같은 지역 주위를 주행하며 멀치의 목표한 적용을 통해 잡초들을 방제하는데, 잡초 방제 화학물질 사전 처리는 위에서 논의된 바와 같이 필요한 경우 적용된다.
다른 예시적인 실시예에서, 적절한 시스템 상에서, 전술한 실시예들 중 하나에 따른 방법의 방법 단계들을 실행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터 프로그램 요소가 제공된다.
따라서 컴퓨터 프로그램 요소는 컴퓨터 유닛 상에 저장될 수 있으며, 이는 또한 실시예의 일부일 수 있다. 이 컴퓨팅 유닛은 위에서 설명된 방법의 단계들을 수행하거나 수행을 유도하도록 구성될 수 있다. 더욱이, 위에서 설명된 장치 및/또는 시스템의 컴포넌트들을 동작시키도록 구성될 수 있다. 컴퓨팅 유닛은 자동으로 동작하도록 및/또는 사용자의 지시들을 실행하도록 구성될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 데이터 프로세서의 작업 메모리(working memory)에 로딩될 수 있다. 따라서 데이터 프로세서는 전술한 실시예들 중 하나에 따른 방법을 수행하도록 장비될 수 있다.
본 발명의 이 예시적인 실시예는 처음부터 본 발명을 사용하는 컴퓨터 프로그램 및 업데이트에 의해 기존의 프로그램을 본 발명을 사용하는 프로그램으로 바꾸는 컴퓨터 프로그램 둘 다를 커버한다.
더 나아가서, 컴퓨터 프로그램 요소는 위에서 설명된 바와 같은 방법의 예시적인 실시예의 절차를 이행하는 데 필요한 모든 단계들을 제공할 수 있다.
본 발명의 추가의 예시적인 실시예에 따르면, CD-ROM, USB 스틱 또는 이와 유사한 것과 같은, 컴퓨터 판독가능 매체가 제공되며, 여기서 컴퓨터 판독가능 매체는 그 상에 컴퓨터 프로그램 요소를 저장하는 데 이 컴퓨터 프로그램 요소는 이전 섹션에 설명되어 있다.
컴퓨터 프로그램은, 광학 저장 매체 또는 다른 하드웨어와 함께 또는 그의 일부로서 공급되는 솔리드 스테이트 매체와 같은, 적합한 매체 상에 저장 및/또는 배포될 수 있지만, 인터넷 또는 다른 유선 또는 무선 통신 시스템들을 통해서와 같이, 다른 형태들로 또한 배포될 수 있다.
그렇지만, 컴퓨터 프로그램은 또한 월드 와이드 웹(World Wide Web)과 같은 네트워크를 통해 제공될 수 있으며 그러한 네트워크로부터 데이터 프로세서의 작업 메모리로 다운로드될 수 있다. 본 발명의 추가의 예시적인 실시예에 따르면, 컴퓨터 프로그램 요소를 다운로드 가능하게 하기 위한 매체가 제공되며, 이 컴퓨터 프로그램 요소는 본 발명의 이전에 설명된 실시예들 중 하나에 따른 방법을 수행하도록 구성된다.
본 발명의 실시예들이 상이한 주제들을 참조하여 설명된다는 점에 유의해야 한다. 특히, 일부 실시예들은 방법 유형 청구항들을 참조하여 설명되는 반면, 다른 실시예들은 디바이스 유형 청구항들을 참조하여 설명된다. 그렇지만, 본 기술분야의 통상의 기술자는, 달리 언급되지 않는 한, 하나의 유형의 주제에 속하는 특징들의 임의의 조합에 부가하여, 상이한 주제들에 관한 특징들 간의 임의의 조합이 또한 본 출원에 개시된 것으로 간주된다는 것을 이상의 및 이하의 설명으로부터 알 것이다. 그렇지만, 모든 특징들이 조합되어 특징들의 단순 합산 이상의 시너지 효과들을 제공할 수 있다.
본 발명이 도면들 및 전술한 설명에서 상세하게 예시되고 설명되었지만, 그러한 예시 및 설명은 제한적인 것이 아니라 설명적(illustrative)이거나 예시적(exemplary)인 것으로 간주되어야 한다. 본 발명은 개시된 실시예들로 제한되지 않는다. 개시된 실시예들에 대한 다른 변형들이 도면들, 개시내용, 및 종속 청구항들의 연구로부터, 청구된 발명을 실시하는 데 있어서 본 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해되고 달성될 수 있다.
청구항들에서, “포함하는(comprising)”이라는 단어는 다른 요소들 또는 단계들을 배제하지 않으며, 단수 표현(indefinite article) "한" 또는 "어떤”은 복수를 배제하지 않는다. 단일 프로세서 또는 다른 유닛이 청구항들에 인용된 몇 개의 아이템들의 기능들을 수행할 수 있다. 특정한 대책들이 서로 상이한 종속 청구항들에서 인용되고 있다는 단순한 사실이 이 대책들의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 나타내지는 않는다. 청구항들에서의 임의의 참조 부호들(reference signs)은 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.

Claims (15)

  1. 잡초 방제 장치(10)로서,
    - 입력 유닛(20);
    - 프로세싱 유닛(30); 및
    - 출력 유닛(40)
    을 포함하며;
    - 상기 입력 유닛은 환경의 적어도 하나의 이미지를 상기 프로세싱 유닛에 제공하도록 구성되고;
    상기 프로세싱 유닛은 적어도 하나의 멀치 적용 유닛의 활성화를 위한 상기 환경 내의 적어도 하나의 위치를 결정하기 위해 상기 적어도 하나의 이미지를 분석하도록 구성되며, 상기 적어도 하나의 멀치 적용 유닛은 잡초 방제를 위한 상기 적어도 하나의 위치에 적어도 하나의 멀치를 적용하도록 구성되고;
    상기 출력 유닛은 상기 적어도 하나의 멀치 적용 유닛을 활성화시키는 데 사용가능한 정보를 출력하도록 구성되는, 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 이미지는 적어도 하나의 카메라에 의해 취득되었고, 상기 입력 유닛은 상기 적어도 하나의 이미지가 취득되었을 때의 상기 적어도 하나의 카메라와 연관된 적어도 하나의 위치를 상기 프로세싱 유닛에 제공하도록 구성되는, 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 멀치 중 적어도 하나는 적어도 하나의 제초제를 포함하는, 장치.
  4. 제3항에 있어서, 적어도 하나의 제초제를 포함하는 상기 적어도 하나의 멀치 중 제1 멀치는 적어도 하나의 제초제를 포함하는 상기 적어도 하나의 멀치 중 제2 멀치와 상이한 제초제 내용물(herbicidal content)을 포함하는, 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 제초제를 포함하는 상기 적어도 하나의 멀치는 생분해성 폴리머를 포함하는, 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 멀치 적용 유닛의 활성화를 위한 상기 적어도 하나의 위치를 결정하기 위한 상기 적어도 하나의 이미지의 분석은 적어도 하나의 초목 위치의 결정을 포함하는, 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 프로세싱 유닛은 상기 분석된 적어도 하나의 이미지에 기초하여 상기 적어도 하나의 위치에 잡초 방제 화학물질을 스프레이하기 위한 적어도 하나의 화학물질 스프레이 유닛의 동작 모드를 결정하도록 구성되고, 상기 잡초 방제 화학물질을 스프레이하는 시간은 상기 적어도 하나의 멀치의 적용 시간 이전이며, 상기 출력 유닛은 상기 적어도 하나의 화학물질 스프레이 유닛을 활성화시키는 데 사용가능한 정보를 출력하도록 구성되는, 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 동작 모드의 결정은 복수의 잡초 방제 화학물질들로부터 스프레이될 잡초 방제 화학물질을 결정하는 것을 포함하는, 장치.
  9. 잡초 방제 시스템(100)으로서,
    - 적어도 하나의 카메라(110);
    - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 잡초 방제 장치(10); 및
    - 적어도 하나의 멀치 적용 유닛(120)
    을 포함하며;
    상기 적어도 하나의 카메라는 상기 환경의 상기 적어도 하나의 이미지를 취득하도록 구성되고;
    상기 적어도 하나의 멀치 적용 유닛은 차량(130)에 장착되며;
    상기 장치는 잡초 방제를 위한 상기 적어도 하나의 위치에 상기 적어도 하나의 멀치를 적용하기 위해 상기 적어도 하나의 멀치 적용 유닛을 활성화시키도록 구성되는, 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 시스템은 상기 분석된 적어도 하나의 이미지에 기초하여 상기 적어도 하나의 위치에 잡초 방제 화학물질을 스프레이하기 위한 적어도 하나의 화학물질 스프레이 유닛(140)을 포함하고, 상기 잡초 방제 화학물질을 스프레이하는 시간은 상기 적어도 하나의 멀치의 적용 시간 이전인, 시스템.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 장치는 상기 차량에 장착되고; 상기 적어도 하나의 카메라는 상기 차량에 장착되는, 시스템.
  12. 잡초 방제 방법(200)으로서,
    a) 환경의 적어도 하나의 이미지를 프로세싱 유닛에 제공하는 단계(210);
    b) 상기 프로세싱 유닛에 의해, 적어도 하나의 멀치 적용 유닛의 활성화를 위한 상기 환경 내의 적어도 하나의 위치를 결정하기 위해 상기 적어도 하나의 이미지를 분석하는 단계(220) - 상기 적어도 하나의 멀치 적용 유닛은 잡초 방제를 위한 상기 적어도 하나의 위치에 적어도 하나의 멀치를 적용하도록 구성됨 -; 및
    d) 출력 유닛에 의해, 상기 적어도 하나의 멀치 적용 유닛을 활성화시키는 데 사용가능한 정보를 출력하는 단계(230)
    를 포함하는, 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 적어도 하나의 이미지는 적어도 하나의 카메라에 의해 취득되었고, 단계 a)는 상기 적어도 하나의 이미지가 취득되었을 때의 상기 적어도 하나의 카메라와 연관된 적어도 하나의 위치를 상기 프로세싱 유닛에 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 방법은, c) 상기 프로세싱 유닛에 의해, 상기 분석된 적어도 하나의 이미지에 기초하여 상기 적어도 하나의 위치에 잡초 방제 화학물질을 스프레이하기 위한 적어도 하나의 화학물질 스프레이 유닛의 동작 모드를 결정하기 위해 상기 적어도 하나의 이미지를 분석하는 단계(240)를 포함하며, 상기 잡초 방제 화학물질을 스프레이하는 시간은 상기 적어도 하나의 멀치의 적용 시간 이전이며, 단계 d)는 상기 적어도 하나의 화학물질 스프레이 유닛을 활성화시키는 데 사용가능한 정보를 출력하는 단계를 포함하는, 방법.
  15. 프로세서에 의해 실행될 때, 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항의 방법을 수행하도록 구성된, 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 장치 및/또는 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 시스템을 제어하기 위한 컴퓨터 프로그램 요소.
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