KR20200103823A - 농업을 위한 방법 및 시스템 - Google Patents
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Abstract
타겟 영역(20)의 작물들(14)에 대해 동작하는 방법(2000)이 제공되며, 이 방법은 하나 이상의 센서들(1306)을 사용하여, 타겟 영역의 작물들과 관련된 데이터를 캡처하는 단계(2200); 캡처된 센서 데이터를 사용하여 타겟 영역의 작물들의 위치들을 매핑하는 단계(2400); 매핑된 위치들에 기초하여 타겟 영역의 작물들 중 적어도 일부 작물들 사이에 하나 이상의 루트들을 생성하는 단계(2600); 및 작물들 중 적어도 하나에 대해 동작하도록 하나 이상의 루트들을 따라 하나 이상의 동작 유닛들(1200)을 라우팅하는 단계(2800)를 포함한다.
Description
본 발명은 타겟 영역의 작물들에 대해 동작하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 이러한 방법 및 시스템과 함께 사용하기 위한 동작 유닛, 운송 유닛, 매핑 유닛, 유지보수 유닛, 도크 및 수정된 재배 환경으로 확장된다.
과일 또는 다른 작물을 채집하는 것을 포함해서, 농업에 걸친 작업들을 수행하기 위한 다양한 자동화 시스템들이 존재한다. 그러나 이러한 자동화 시스템들은 부정확하고 느리며 종종 작물들에 대한 손상을 야기하기 때문에, 이들은 널리 사용되기에 실용적이지 않다.
본 발명의 양상들 및 실시예들은 첨부된 청구항들에서 기술된다. 본 발명의 이들 및 다른 양상들 및 실시예들이 또한 본원에서 설명된다.
본 발명의 일 양상에 따라, 타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법이 제공되며, 이 방법은, 하나 이상의 센서들을 사용하여, 타겟 영역의 작물들과 관련된 데이터를 캡처하는 것; 캡처된 센서 데이터를 사용하여 타겟 영역의 작물들의 위치들을 매핑하는 것; 매핑된 위치들에 기초하여 타겟 영역의 작물들 중 적어도 일부 사이에 하나 이상의 루트들을 생성하는 것; 및 하나 이상의 루트들 상의 작물들 중 적어도 하나에 대해 동작하도록 하나 이상의 루트들을 따라 하나 이상의 동작 유닛들(즉, 작물들에 대해 특정 동작들, 특히 수확을 수행하기 위한 자율 로봇)을 라우팅하는 것을 포함한다.
이는 (동적이며 지속적으로-변하는) 재배 환경에서 타겟 영역을 통해 자율 동작 유닛들의 보다 효율적인 움직임을 허용할 수 있으며, 이는 그리하여 개선된 수확 속도 및 개선된 수율을 제공할 수 있다.
선택적으로, 타겟 영역의 작물들과 관련된 데이터를 캡처하는 것은 타겟 영역에 걸쳐 또는 타겟 영역 주위에 하나 이상의 매핑 유닛들을 라우팅하는 것을 포함하고; 하나 이상의 매핑 유닛들은 하나 이상의 센서들을 포함한다.
하나 이상의 매핑 유닛들로부터의 위치의 표시들이 수신될 수 있으며; 타겟 영역의 작물들의 위치들을 매핑하는 것은 하나 이상의 매핑 유닛들과 관련하여 작물들을 로케이팅(locating)하는 것을 포함할 수 있다.
타겟 영역의 작물들의 위치들을 매핑하는 것은 하나 이상의 매핑 유닛들의 특정 시간에서의 위치들과 관련하여 작물들을 로케이팅하는 것을 포함할 수 있다.
선택적으로, 방법은 타겟 영역에 걸쳐 또는 타겟 영역 주위에 하나 이상의 매핑 유닛들을 라우팅할 때를 결정하는 것을 더 포함할 수 있다. 상기 결정하는 것은, 스케줄; 작물들의 매핑된 위치들 및/또는 생성된 루트들에 관한 검출된 이슈들; 및 재배 환경과 연관된 관찰되거나 예상되는 이벤트들 중 하나 이상에 의존할 수 있다.
타겟 영역의 작물들의 위치들을 매핑하는 것은 캡처된 데이터에 대한 미리 결정된 품질 요건에 기초하여 하나 이상의 매핑 유닛들의 움직임의 속도를 선택하는 것을 포함할 수 있다.
타겟 영역에 걸쳐 또는 타겟 영역 주위에 하나 이상의 매핑 유닛들을 라우팅하는 것은, 선택적으로, 타겟 영역의 미리 결정된 맵에 기초하여, 하나 이상의 매핑 유닛들의 하나 이상의 센서들을 사용하여 타겟 영역에 걸쳐 또는 타겟 영역 주위를 내비게이팅(navigating)하는 것을 포함할 수 있다. 타겟 영역에 걸쳐 또는 타겟 영역 주위에 하나 이상의 매핑 유닛들을 라우팅하는 것은 하나 이상의 매핑 유닛들의 하나 이상의 센서들을 사용하여 타겟 영역에 걸쳐 또는 타겟 영역 주위에서 미리 결정된 경로를 따르는 것을 포함할 수 있다.
하나 이상의 매핑 유닛들은 하나 이상의 동작 유닛들일 수 있거나, 또는 대안적으로, 하나 이상의 매핑 유닛들은 하나 이상의 동작 유닛들과 상이할 수 있다. 하나 이상의 매핑 유닛들은 선택적으로 하나 이상의 동작 유닛들로서 사용하도록 구성 가능하며, 그 반대의 경우도 마찬가지이다.
타겟 영역의 작물들의 위치들을 매핑하는 것은 타겟 영역의 알려진 계획과 관련하여 작물들을 로케이팅하는 것을 더 포함할 수 있다. 방법은 타겟 영역의 계획을 수신하는 것을 더 포함할 수 있다.
선택적으로, 타겟 영역의 작물들의 위치들을 매핑하는 것은 캡처된 데이터에서 작물들을 식별하는 것을 포함한다. 타겟 영역의 작물들의 위치들을 매핑하는 것은 트레이닝된 모델을 사용하여, 캡처된 데이터에서 작물들을 식별하는 것을 포함할 수 있다. 타겟 영역의 작물들의 이전에 매핑된 위치들이 트레이닝된 모델에 대한 피드백으로서 사용될 수 있다.
작물들의 위치들을 매핑하는 것은 로케이팅된 작물들의 맵을 생성하는 것을 포함할 수 있고; 맵은 로케이팅된 작물들의 3차원 맵일 수 있다. 선택적으로, 3차원 맵은 점 클라우드(point cloud)로서 저장된다.
하나 이상의 동작 유닛들은 타겟 영역의 적어도 일부에서 작물들에 대한 동작의 실질적인 어려움과 연관된 측정치를 획득하는 데 사용될 수 있고; 측정치는 그 후 생성된 맵에 통합될 수 있다. 타겟 영역의 작물들의 매핑된 위치들은 이전에 생성된 맵 및 예상된 성장 레이트에 기초하여 업데이트될 수 있고; 선택적으로, 상기 업데이트하는 것은 추가로, 재배 환경의 측정된 조건들에 기초한다. 이전에 생성된 맵들이 생성된 맵에 통합될 수 있다.
타겟 영역의 작물들의 위치들을 매핑하는 것은 선택적으로, 매핑 유닛에 의해 캡처된 데이터에서 작물들을 식별하는 것을 보조하기 위해 과거 매핑된 위치(historic mapped location)들을 이용하는 것을 포함한다.
캡처된 데이터는 작물들을 분류하는 데 사용될 수 있다. 작물들의 상이한 분류들과 관련된 복수의 맵들이 생성될 수 있다.
하나 이상의 센서들은 하나 이상의 카메라들을 포함할 수 있고; 캡처된 데이터는 시각적 데이터일 수 있다. 하나 이상의 카메라들은 레인지 이미징(range imaging)에 적합한 카메라를 포함할 수 있다.
하나 이상의 루트들은 타겟 영역의 작물들 중 적어도 일부 작물들 사이의 효율적인 루트들일 수 있다. 각각의 동작 유닛은 모바일 카트; 및 작물들에 대해 동작하도록, 카트 상에 장착된 하나 이상의 작물 조작 디바이스들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 루트들을 따라 하나 이상의 동작 유닛들을 라우팅하는 것은, 카트의 움직임을 지향시키는 것; 및 하나 이상의 작물 조작 디바이스들의 움직임을 지향시키는 것을 포함할 수 있다.
하나 이상의 루트들을 생성하는 것은 추가로, 하나 이상의 동작 유닛들의 알려진 파라미터들에 기초할 수 있다. 알려진 파라미터들은 하나 이상의 동작 유닛들이 하나 이상의 특정 액션들을 수행하는 하나 이상의 통상적인 속도들 및/또는 시간들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 특정 액션들은, 카트의 움직임; 및 하나 이상의 작물 조작 디바이스들의 움직임 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 작물 조작 디바이스들은 로봇 암들을 포함할 수 있다.
하나 이상의 루트들을 생성하는 것은 선택적으로, 타겟 영역의 작물들 중 적어도 일부가 수확되는 순서를 결정하는 것을 포함한다.
하나 이상의 루트들은 트레이닝된 모델을 사용하여 생성될 수 있다. 루트들을 생성하는 것은, 가시성 그래프들; 랜덤-탐색 알고리즘들; 확률론적 로드 맵들; 최적 검색 알고리즘들; 팔로잉 바이 이그잼플(following by example); 및 생체영감 알고리즘(bioinspired algorithm)들 중 하나 이상을 사용하는 것을 포함할 수 있다. 하나 이상의 루트들은 하나 이상의 동작 유닛들에 할당될 수 있다. 선택적으로, 방법은 하나 이상의 루트들 및/또는 하나 이상의 동작 유닛들에 관한 검출된 이슈들에 의존하여 하나 이상의 루트들을 재생성 및/또는 재할당하는 것을 더 포함한다. 하나 이상의 루트들을 생성하는 것은 하나 이상의 미리 결정된 성능 메트릭들에 의존할 수 있다.
작물들 중 적어도 하나에 대해 동작하는 것은 작물들 중 적어도 하나를 수확하는 것을 포함할 수 있다. 특정 동작 유닛에 대한 하나 이상의 루트들 상의 각각의 작물의 위치에서, 동작 유닛의 피킹 툴은 작물로 지향될 수 있고, 작물이 수확될 수 있다. 작물을 수확하는 것은 식물의 나머지로부터 식물의 작물-지지 부분을 분리하는 것; 그리고 식물로부터 작물을 분리하는 것 중 하나를 포함할 수 있다.
하나 이상의 동작 유닛들은 하나 이상의 루트들 상의 특정 작물이 수확될 준비가 되었는지를 결정하는 데 사용될 수 있으며, 특정 작물은 상기 결정의 결과에 기초하여 수확된다. 특정 작물이 수확될 준비가 되었는지를 결정하는 것은 센서를 사용하여 특정 작물과 관련된 데이터를 수집하는 것을 포함할 수 있다.
타겟 영역의 작물들과 관련된 캡처된 데이터는, 타겟 영역의 특정 작물이 수확될 준비가 되었는지를 결정하는 데 사용될 수 있으며, 특정 작물은 상기 결정의 결과에 기초하여 수확될 수 있다. 특정 작물이 수확될 준비가 되었는지를 결정하는 것은 작물들의 수확에 대한 준비성에 관련된 미리 결정된 분류기에 대해 수집된 데이터를 비교하는 것을 더 포함할 수 있다.
대안적으로, 하나 이상의 동작 유닛들은 타겟 영역의 그리고/또는 하나 이상의 루트들 상의 모든 작물들을 수확하도록 배열될 수 있다.
작물들과 관련된 데이터는 하나 이상의 동작 유닛들의 하나 이상의 센서들을 사용하여 수집될 수 있고; 작물들은 상기 센서들을 통해 수집된 데이터에 의존하여 분류될 수 있다.
수확된 작물들은 하나 이상의 동작 유닛들 상 저장될 수 있다. 수확된 작물 작물들은 수확된 작물들의 수집을 위한 위치로 운송될 수 있다. 수확된 작물들의 수집을 위한 위치로 수확된 작물들을 운송하는 것은 선택적으로, 하나 이상의 운송 유닛들을 하나 이상의 동작 유닛들로 지향시키는 것; 수확된 작물들을 하나 이상의 운송 유닛들로 전달하는 것; 그리고 하나 이상의 운송 유닛들을 수확된 작물들의 수집을 위한 위치로 지향시키는 것을 포함한다.
하나 이상의 운송 유닛들의 사용은 스케줄링될 수 있다. 선택적으로, 방법은 수확된 작물들을 칭량 및/또는 소팅하는 것을 더 포함한다. 수확된 작물들은 무게 및/또는 수확에 대한 준비성에 따라 분류될 수 있다.
작물에 대해 동작하는 것은 다듬기; 가지치기; 농약 도포; 심기; 이식(replanting); 유지; 잔해 제거; 및 꿀벌 풀기 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
방법은 하나 이상의 동작 유닛들로부터 송신된 상태를 수신하는 것을 더 포함할 수 있고; 송신된 상태는 위치; 로드 상태; 배터리 상태; 그리고 에러들 또는 결함들 중 하나 이상과 관련된다. 송신된 상태에 대한 응답으로, 다음의 액션들: 하나 이상의 동작 유닛들을 재라우팅하는 것; 하나 이상의 운송 유닛들을 하나 이상의 동작 유닛들로 지향시키는 것; 하나 이상의 동작 유닛들을 충전 지점으로 지향시키는 것; 및 하나 이상의 유지보수 유닛들을 하나 이상의 동작 유닛들로 지향시키는 것 중 하나 이상을 수행하는 것 중 하나 이상이 수행될 수 있다.
방법은 선택적으로, 미리 결정된 임계치가 초과될 때까지 하나 이상의 루트들 상의 작물들 중 하나 이상에 대해 연속적으로 동작하도록, 하나 이상의 루트들을 따라 하나 이상의 동작 유닛들을 라우팅하는 것을 더 포함하며, 임계치는 저장 용량; 배터리 충전; 유지보수 상태; 루트 내의 위치 중 하나 이상과 관련된다. 하나 이상의 동작 유닛들의 사용은 선택적으로 트레이닝된 모델을 사용하여 스케줄링될 수 있다. 상기 스케줄링은 외부 입력에 의존하고, 선택적으로, 상기 외부 입력은 작물들에 대한 수요의 표시일 수 있다.
작물들은 재배 환경에서 수확될 수 있으며, 선택적으로 재배 환경은 파이프-레일 난방 시스템을 갖는 온실이다. 타겟 영역은 전체 재배 환경일 수 있다. 방법은 타겟 영역에서의 다른 관심 객체들의 위치를 매핑하는 것을 더 포함할 수 있고; 다른 관심 객체들은 장애물들; 및 작물들을 맺은 식물들의 부분들 중 하나 이상을 포함한다.
본원에서 설명된 적어도 하나의 양상에 따라, 재배 환경의 작물들에 대해 동작하기 위한 동작 유닛이 제공되며, 동작 유닛은 파워링 카트(powered cart); 카트 상에 장착된 하나 이상의 로봇 암들 ― 각각의 암은 작물들에 대한 동작에 사용하기 위한 엔드-이펙터(end-effector)를 가짐 ― ; 및 카트의 움직임 및 하나 이상의 로봇 암들의 움직임을 제어하기 위한 프로세서를 포함하고, 하나 이상의 로봇 암들은 6 자유도 미만으로 엔드-이펙터를 포지셔닝하도록 배열된다.
선택적으로, 하나 이상의 로봇 암들은 각각 3개의 움직임 축들을 갖는다. 하나 이상의 로봇 암들은 원통형 로봇 암들 또는 데카르트 로봇 암들을 포함할 수 있다.
동작 유닛은 주변 객체들과 관련된 데이터를 수신하기 위한 하나 이상의 센서들을 더 포함할 수 있고; 상기 데이터는 상기 재배 환경에 걸쳐 상기 카트를 내비게이팅하기 위해 상기 프로세서에 의해 사용될 수 있다. 하나 이상의 센서들은 카메라를 포함할 수 있고, 프로세서는 컴퓨터 비전(computer vision)을 사용하여 재배 환경에 걸쳐 카트를 내비게이팅하도록 구성될 수 있다. 선택적으로, 동작 유닛은 재배 환경에서 타겟 영역에 걸쳐 또는 타겟 영역 주위를 이동하면서 데이터를 캡처하여 타겟 영역을 매핑하도록 배열된다.
데이터는 하나 이상의 로봇 암들의 정밀한 포지셔닝을 위해 프로세서에 의해 사용될 수 있다. 데이터는, 선택적으로 작물들의 수확에 대한 준비성에 관련된 미리 결정된 분류기에 대한 비교에 기초하여, 타겟 영역의 특정 작물이 수확될 준비가 되었는지를 결정하도록 프로세서 및/또는 외부 프로세서에 의해 사용될 수 있다.
상기 하나 이상의 센서들 중 적어도 하나는 하나 이상의 로봇 암들 상에 장착될 수 있다. 동작 유닛은 하나 이상의 주행 거리계들을 더 포함할 수 있고, 상기 주행 거리계들로부터 수신된 데이터는 재배 환경에 걸쳐 카트를 내비게이팅하기 위해 프로세서에 의해 사용된다.
프로세서와 통신하는 데이터 저장소가 제공될 수 있다. 데이터 저장소는 동작 유닛의 주변환경의 모델을 포함할 수 있고, 선택적으로 모델은 타겟 영역 내의 작물들의 맵을 포함하고, 프로세서는 모델을 사용하여 카트 및/또는 하나 이상의 로봇 암들의 움직임을 제어할 수 있다. 데이터 저장소는 동작 유닛에 대한 명령들을 포함할 수 있고, 명령들은 카트 및/또는 하나 이상의 로봇 암들의 움직임의 움직임에 대한 하나 이상의 루트들; 및 하나 이상의 작물들에 대한 동작 명령들을 포함한다.
동작 유닛은 하나 이상의 로봇 암들과 함께 사용하기 위해 일반적으로 상호 교환 가능한 복수의 엔드-이펙터들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 작물들에 대한 가능한 동작들은, 하나 이상의 작물들의 수확; 다듬기; 가지치기; 농약 도포; 심기; 이식(replanting); 유지; 잔해 제거; 및 꿀벌 풀기 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 수확은 피킹(picking); 절단; 분쇄; 압착; 착즙(crushing); 및 흔들기 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
동작 유닛은 수확된 작물들을 저장하기 위한 수단을 더 포함할 수 있고, 바람직하게는, 수확된 작물들을 저장하기 위한 수단은 냉각되고, 선택적으로 저장하기 위한 수단은 작물들을 칭량 및 소팅하기 위한 수단을 포함한다. 동작 유닛은 작물들이 하역될 수 있게 하도록 추가의 유닛 또는 저장 메커니즘과 협력하기 위한 수단을 더 포함할 수 있다.
동작 유닛은 프로세서와 통신하는 통신 수단을 더 포함할 수 있고, 동작 유닛은 작물들에 대한 동작과 관련된 데이터를 외부 서버에 송신하고 외부 서버로부터 데이터를 수신하도록 배열될 수 있다.
동작 유닛은 미리 결정된 스케줄에 따라 동작하도록 구성될 수 있다. 동작 유닛은 GPS 수신기를 더 포함할 수 있고; 선택적으로, 동작 유닛은 위치의 표시를 서버로 송신하도록 배열된다. 동작 유닛은 하나 이상의 광 소스들 및/또는 동작 유닛을 파워링하기 위한 배터리를 더 포함할 수 있다.
본원에서 설명된 적어도 하나의 양상에 따라, 재배 환경에서 타겟 영역의 작물들과 관련된 데이터를 캡처하기 위한 매핑 유닛이 제공되며, 매핑 유닛은, 파워링 카트; 카트의 움직임을 제어하기 위한 프로세서; 및 카트 상에 장착된 하나 이상의 센서들을 포함하고, 매핑 유닛은 재배 환경에서 타겟 영역에 걸쳐 또는 타겟 영역 주위를 이동하면서 하나 이상의 센서들을 사용하여 데이터를 캡처하여 타겟 영역의 작물들과 관련된 데이터를 캡처하도록 배열된다.
하나 이상의 센서들은 카트의 하나 초과의 측(side)으로부터 시각적 데이터를 캡처할 수 있도록 배열될 수 있다. 하나 이상의 센서들은 이동 가능하고 그리고/또는 카트 상의 이동 가능한 플랫폼 상에 장착될 수 있다.
매핑 유닛은 복수의 센서들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 센서들은 카메라; 선택적으로 레인지 이미징에 적합한 카메라를 포함할 수 있다.
캡처된 데이터는 추가로, 선택적으로 컴퓨터 비전을 사용하여, 재배 환경에 걸쳐 카트를 내비게이팅하기 위해 프로세서에 의해 사용될 수 있다. 매핑 유닛은 하나 이상의 주행 거리계들을 더 포함할 수 있고, 상기 주행 거리계들로부터 수신된 데이터는 재배 환경에 걸쳐 카트를 내비게이팅하기 위해 프로세서에 의해 사용된다. 매핑 유닛은 미리 결정된 스케줄에 따라 동작하도록 구성될 수 있다.
매핑 유닛은 매핑 유닛 및/또는 하나 이상의 광 소스들을 파워링하기 위한 배터리를 더 포함할 수 있다. 매핑 유닛은 프로세서와 통신하는 통신 수단을 더 포함할 수 있고; 동작 유닛은 캡처된 데이터를 서버에 송신하도록 배열된다. 매핑 유닛은 GPS 수신기를 더 포함할 수 있고; 선택적으로, 동작 유닛은 위치의 표시를 서버로 송신하도록 배열된다.
본원에서 설명된 적어도 하나의 양상에 따라, 타겟 영역의 작물들의 위치들을 매핑하기 위한 시스템이 제공되며, 시스템은 본원에서 설명된 바와 같은 하나 이상의 매핑 유닛들; 및 서버를 포함하고, 서버는 하나 이상의 매핑 유닛들에 의해 캡처된 시각적 데이터에서 작물들을 식별하고, 타겟 영역의 알려진 계획 및/또는 하나 이상의 매핑 유닛들의 위치들과 관련하여 식별된 작물들을 로케이팅하여 타겟 영역의 작물들의 위치를 매핑하도록 구성된다.
본원에서 설명된 적어도 하나의 양상에 따라, 재배 환경에서 수확된 작물들을 운송하기 위한 운송 유닛이 제공되며, 운송 유닛은 파워링 카트; 카트의 움직임을 제어하기 위한 프로세서; 및 작물들을 운송하기 위한 하나 이상의 컨테이너들을 포함하고, 운송 유닛은 일반적으로 가변적인 제1 위치와 일반적으로 고정된 제2 위치 사이에서 셔틀(shuttle)하여 수확된 작물들을 제1 위치로부터 제2 위치로 운송하도록 구성된다. 일반적으로 가변적인 제1 위치는 동작 유닛, 선택적으로 본원에 설명된 바와 같은 동작 유닛의 위치일 수 있다.
운송 유닛은 동작 유닛으로부터 운송 유닛으로 작물들을 전달하는 것을 보조하기 위해 동작 유닛과 협력하기 위한 수단을 더 포함할 수 있다. 운송 유닛은 동작 유닛으로부터, 선택적으로 서버를 통해 위치의 표시를 수신하기 위한 무선 통신 수단을 더 포함할 수 있다.
일반적으로 고정된 제2 위치는 선택적으로 도크이며, 이는 선택적으로 서버를 포함한다.
운송 유닛은, 데이터 저장소 및 외부 컴퓨팅 디바이스들이 데이터 저장소와 통신할 수 있게 하기 위한 물리적 인터페이스를 더 포함할 수 있고; 운송 유닛은 제1 위치와 제2 위치 사이에서 데이터를 전달하도록 배열된다.
운송 유닛은 주변 객체들과 관련된 데이터를 캡처하기 위한 하나 이상의 센서들을 더 포함할 수 있고, 캡처된 데이터는, 선택적으로 컴퓨터 비전을 사용하여, 재배 환경에 걸쳐 카트를 내비게이팅하기 위해 프로세서에 의해 사용될 수 있다. 운송 유닛은 하나 이상의 주행 거리계들을 더 포함할 수 있고, 상기 주행 거리계들로부터 수신된 데이터는 재배 환경에 걸쳐 카트를 내비게이팅하기 위해 프로세서에 의해 사용될 수 있다.
운송 유닛은 작물들을 칭량하고 소팅하기 위한 수단 및/또는 선택적으로 수확에 대한 준비성에 대해, 수확된 작물들을 검사하기 위한 수단을 더 포함할 수 있다.
운송 유닛은 미리 결정된 스케줄에 따라 동작하도록 구성될 수 있다. 운송 유닛은 GPS 수신기를 더 포함할 수 있고; 선택적으로, 운송 유닛은 위치의 표시를 서버로 송신하도록 배열된다. 운송 유닛은 하나 이상의 광 소스들 및/또는 동작 유닛을 파워링하기 위한 배터리를 더 포함할 수 있다.
본원에서 설명된 적어도 하나의 양상에 따라, 재배 환경의 작물들에 대해 동작하기 위해 하나 이상의 자율 유닛들과 함께 사용하기 위한 유지보수 유닛이 제공되며, 유지보수 유닛은 파워링 카트; 카트 상에 장착된 하나 이상의 로봇 암들 ― 각각의 암은 하나 이상의 자율 유닛들에 대한 동작에 사용하기 위한 엔드-이펙터(end-effector)를 가짐 ― ; 및 카트의 움직임 및 하나 이상의 로봇 암들의 움직임을 제어하기 위한 프로세서를 포함하고, 유지보수 유닛은 하나 이상의 자율 유닛들에 대해 유지보수 동작들을 수행하도록 배열된다.
선택적으로 유지보수 동작들은, 패널들을 해제/재결합; 컴포넌트 변경; 배터리 충전; 재배선(re-wiring); 타이어/휠 변경; 펑크 수선; 세정(예컨대, 카메라 세정); 막힘 제거 중 하나 이상을 포함한다.
유지보수 유닛은 주변 객체들과 관련된 데이터를 캡처하기 위한 하나 이상의 센서들을 더 포함할 수 있고, 캡처된 데이터는, 선택적으로 컴퓨터 비전을 사용하여, 재배 환경에 걸쳐 카트를 내비게이팅하기 위해 프로세서에 의해 사용될 수 있다. 캡처된 데이터는 추가로, 선택적으로 트레이닝된 모델을 사용하여, 유지보수를 요구하는 유닛들을 식별하기 위해 프로세서에 의해 사용될 수 있다.
유지보수 유닛은 하나 이상의 주행 거리계들을 더 포함할 수 있고, 주행 거리계들로부터 수신된 데이터는 재배 환경에 걸쳐 카트를 내비게이팅하기 위해 프로세서에 의해 사용된다. 유지보수 유닛은 GPS 수신기를 더 포함할 수 있고; 선택적으로, 유지보수 유닛은 위치의 표시를 서버로 송신하도록 배열된다. 유지보수 유닛은 하나 이상의 광 소스들을 더 포함할 수 있다.
유지보수 유닛은 선택적으로 스스로를 유지할 수 있다.
본원에서 설명된 적어도 하나의 양상에 따라, 하나 이상의 자율 유닛들을 위한 도크가 제공되며, 하나 이상의 자율 유닛들은 본원에서 설명된 바와 같은 동작 유닛; 본원에서 설명된 바와 같은 매핑 유닛; 본원에서 설명된 바와 같은 운송 유닛; 및 본원에서 설명된 바와 같은 유지보수 유닛 중 하나 이상을 포함한다.
선택적으로 도크는 사용중이지 않을 때 자율 유닛들을 저장하도록 배열된다. 도크는 하나 이상의 자율 유닛들로부터 수확된 작물들을 수용하도록 배열될 수 있다. 도크는 하나 이상의 자율 유닛들에 전력을 공급하도록 배열될 수 있다.
본원에서 설명된 적어도 하나의 양상에 따라, 재배 환경이 제공되며, 이는 식물들을 재배하기 위한 프레임들의 복수의 행들; 및 복수의 행들에 걸친 내비게이팅으로 자율 유닛들을 보조하기 위한 복수의 내비게이션 보조기들을 포함한다.
선택적으로, 복수의 내비게이션 보조기들은 포지션 마커들; 안내 와이어들; 컬러 코딩 영역들; 자기 스트립들; 작물들에 대한 배경들; 및 장애물들 및/또는 식물들에 적용되는 가시적 태그들/바코드들 중 임의의 것 또는 전부를 포함한다.
재배 환경은 재배 환경을 모니터링하기 위한 하나 이상의 카메라들 및/또는 재배 환경으로부터 객체들을 운반하기 위한 수단을 더 포함할 수 있다. 재배 환경은 자율 유닛에 대한 복수의 유선 네트워크 액세스 포인트들을 더 포함할 수 있고; 네트워크 액세스 포인트들은 재배 환경 전반에 걸쳐 확산된다.
프레임들의 복수의 행들은 행들 사이의 간입 공간들의 폭의 조정 및/또는 각각의 행의 수직 포지션의 조정을 허용하도록 서로에 대해 이동 가능할 수 있다.
본원에서 설명된 적어도 하나의 양상에 따라, 식물들을 재배하기 위해 프레임들의 복수의 행들을 포함하는 재배 환경이 제공되며, 프레임들의 복수의 행들은 각각의 행의 수직 포지션 및 행들 사이의 간입 공간들의 폭의 조정을 허용하도록 서로에 대해 이동 가능하다. 재배 환경은 온실일 수 있다.
본원에서 설명된 적어도 하나의 양상에 따라, 타겟 영역의 작물들을 수확하기 위한 시스템이 제공되며, 시스템은 타겟 영역의 작물들을 수확하기 위한 하나 이상의 동작 유닛들; 수확된 작물들을 수용하기 위한 도크; 및 하나 이상의 동작 유닛들로부터 도크로 수확된 작물들을 운송하기 위한 하나 이상의 운송 유닛들을 포함한다.
하나 이상의 운송 유닛들은 하나 이상의 동작 유닛들의 송신된 위치로 내비게이팅하도록 구성될 수 있다. 선택적으로, 하나 이상의 동작 유닛들은 본원에서 설명된 바와 같은 하나 이상의 동작 유닛들을 포함하고 하나 이상의 운송 유닛들은 본원에서 설명된 바와 같은 하나 이상의 운송 유닛들을 포함하고 그리고/또는 도크는 본원에서 설명된 바와 같은 도크를 포함한다.
본원에서 설명된 적어도 하나의 양상에 따라, 타겟 영역의 작물들에 대해 동작하기 위한 시스템이 제공되며, 시스템은 작물들에 대해 동작하기 위한 하나 이상의 동작 유닛들; 타겟 영역의 작물들과 관련된 데이터를 캡처하는 하나 이상의 매핑 유닛들; 프로세서를 포함하고, 프로세서는 캡처된 센서 데이터를 사용하여 타겟 영역의 작물들의 위치들을 매핑하고; 매핑된 위치들에 기초하여 타겟 영역의 작물들 중 적어도 일부 사이에 하나 이상의 루트들을 생성하고; 그리고 하나 이상의 루트들 상의 작물들 중 적어도 하나에 대해 동작하도록 하나 이상의 루트들을 따라 하나 이상의 동작 유닛들을 라우팅하기 위한 것이다.
선택적으로, 하나 이상의 동작 유닛들은 본원에서 설명된 바와 같은 하나 이상의 동작 유닛들을 포함하고 그리고/또는 하나 이상의 매핑 유닛들은 본원에서 설명된 바와 같은 하나 이상의 매핑 유닛들을 포함한다.
시스템은 수확된 작물들을 수용하기 위한 도크를 더 포함할 수 있고, 선택적으로, 프로세서는 도크에 로케이팅된다. 도크는 본원에서 설명된 바와 같은 도크를 포함할 수 있다.
시스템은 하나 이상의 동작 유닛들로부터 도크로 수확된 작물들을 운송하기 위한 하나 이상의 운송 유닛들을 더 포함할 수 있다. 하나 이상의 운송 유닛들은 본원에서 설명된 바와 같은 하나 이상의 운송 유닛들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 운송 유닛들은 선택적으로, 물리적 데이터 연결들을 통해 유닛들과 도크 사이에서 데이터를 통신하도록 배열된다.
시스템은 하나 이상의 동작 유닛들; 하나 이상의 매핑 유닛들; 및/또는 하나 이상의 운송 유닛들을 유지하기 위한 하나 이상의 유지보수 유닛들을 더 포함할 수 있다. 하나 이상의 유지보수 유닛들은 본원에서 설명된 바와 같은 하나 이상의 유지보수 유닛들을 포함할 수 있다.
시스템은 프로세서와의 통신을 위해 제공되는 통신 수단을 더 포함할 수 있고; 유닛들 각각은 프로세서로부터 데이터를 수신하기 위한 통신 수단을 포함한다. 유닛들 전부는 모바일 카트를 포함하여서, 유닛들은 상호 교환 가능하고 모듈식이 될 수 있다. 시스템은 본원에서 설명된 바와 같은 방법을 구현하도록 구성될 수 있다. 타겟 영역은 본원에서 설명된 바와 같은 재배 환경 내에 있을 수 있다.
본원에서 설명된 적어도 하나의 양상에 따라, 본원에서 설명된 바와 같은 방법이 제공되며, 하나 이상의 동작 유닛들은 본원에서 설명된 바와 같은 하나 이상의 동작 유닛들일 수 있고 그리고/또는 하나 이상의 매핑 유닛들은 본원에서 설명된 바와 같은 하나 이상의 매핑 유닛들일 수 있다. 타겟 영역은 본원에서 설명된 바와 같은 재배 환경 내에 있을 수 있다.
본원에서 설명된 적어도 하나의 양상에 따라, 작물들에 대해 동작하기 위한 시스템에서 사용하기 위한 자율 유닛이 제공되며, 자율 유닛은, 파워링 카트; 카트의 움직임을 제어하기 위한 프로세서; 카트 상에 장착된 하나 이상의 센서들; 및 (선택적으로) 카트 상에 장착된 하나 이상의 로봇 암들을 포함하고, 유닛은 선택적으로 재배 환경 내에서 하나 이상의 미리 결정된 작업들을 수행하기 위해, 선택적으로 하나 이상의 센서들로부터 수신된 데이터에 기초하여, 재배 환경을 통해 이동하도록 구성된다.
본 발명은 실질적으로 첨부 도면들을 참조하여 예시되고 그리고/또는 실질적으로 본원에서 설명된 바와 같은 방법들, 시스템 및 장치로 확장된다.
본 발명은 또한, 본원에서 설명된 방법들 중 임의의 것을 수행하고 그리고/또는 본원에서 설명된 장치 특징들 중 임의의 것을 구체화하기 위한 컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터 프로그램 제품, 및 본원에서 설명된 방법들 중 임의의 것을 수행하고 그리고/또는 본원에서 설명된 장치 특징들 중 임의의 것을 구체화하기 위한 프로그램이 저장되어 있는 컴퓨터 판독 가능 매체를 제공한다.
본 발명은 또한, 본원에서 설명된 방법들 중 임의의 것을 수행하고 그리고/또는 본원에서 설명된 장치 특징들 중 임의의 것을 구체화하기 위한 컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터 프로그램 제품을 구체화하는 신호, 이러한 신호를 송신하는 방법, 및 본원에서 설명된 방법들을 수행하고 그리고/또는 본원에서 설명된 장치 특징들 중 임의의 것을 구체화하기 위한 컴퓨터 프로그램을 지원하는 운영 체제를 갖는 컴퓨터 제품을 제공한다.
본 발명의 하나의 양상의 임의의 특징은 임의의 적절한 결합으로, 본 발명의 다른 양상들에 적용될 수 있다. 특히, 방법 양상들은 장치 양상들에 적용될 수 있고, 그 반대의 경우도 마찬가지다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 수단 + 기능 특징들은 적합하게 프로그래밍된 프로세서 및 연관된 메모리와 같이 그의 대응하는 구조의 관점에서 대안적으로 표현될 수 있다.
또한, 하드웨어로 구현되는 특징들은 일반적으로 소프트웨어로 구현될 수 있고, 그 반대의 경우도 마찬가지다. 본원에서 소프트웨어 및 하드웨어 특징들에 대한 임의의 참조는 상응하게 해석되어야 한다.
본원에서 사용되는 바와 같은 '작물'이라는 용어는 바람직하게는, 임의의 경작되는 식물(또는 경작되는 식물의 일부), 보다 바람직하게는 인간, 동물 및/또는 산업 용도로 제거 및 채집되는 경작되는 식물의 일부를 함축한다.
본원에서 사용된 바와 같은 '지지 부분'이라는 용어는 바람직하게는, 작물들이 발달하는 식물의 일부 및/또는 작물들을 지지하는 식물의 일부를 함축한다. 토마토들과 같은 작물들의 경우, 지지 부분을 '트러스'로 지칭될 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같은 '수확'이라는 용어는 바람직하게는 특정 위치로부터 작물의 적어도 일부를 수집(즉, 채집)하는 프로세스; 보다 바람직하게는 작물의 적어도 일부를 추출 및 수집(즉, 제거 및 채집)하는 프로세스를 함축한다. '수확물'이라는 용어는 바람직하게는 다양한 가능한 프로세싱 동작들(수확이 그 중 하나임)을 지칭하는 '~에 대해 동작(operate on)'하는 범위 내에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
본원에서 사용되는 바와 같은 '루트'라는 용어는 바람직하게는 3-차원 공간의 위치들(바람직하게는, 작물들의 위치들) 사이의 루트를 함축한다(즉, 단지 모바일 유닛이 이동하는 특정 코스만이 아님).
본원에서 사용되는 바와 같은 '재배 환경'이라는 용어는 바람직하게는, 작물들을 재배하기 위한 임의의 제어된 환경; 보다 바람직하게는 작물들이 일반적으로 행들 또는 다른 미리 정의된 포메이션(formation)들로 재배되는 제어된 환경; 보다 더 바람직하게는, 온실을 함축한다. 본원에서 사용되는 바와 같은 '재배 환경' 및 '온실'이라는 용어들은 상호 교환 가능하다.
본원에서 사용되는 바와 같은 '파이프-레일 시스템'이라는 용어는 바람직하게는, 가열된 파이프들이 행들로 온실의 바닥에 근접하여 배열되는, 온실(또는 다른 재배 환경들)을 위한 난방 시스템을 함축하며, 여기서 식물들은 가열된 파이프들의 행들 위에 행들로 배열된다.
본원에서 사용된 바와 같은 '카트'라는 용어는 바람직하게는, 임의의 파워링 또는 언파워링(unpowered) 차량, 특히 스쿼트(squat) 차량; 보다 바람직하게는 파이프-레일 시스템을 포함하는 재배 환경에서 식물들의 행들 사이를 이동하기에 적합한 치수들을 갖는 스쿼트 차량을 함축한다. 본원에서 사용되는 바와 같은 '카트', '트롤리' 및 '파이프-레일 트롤리(pipe-rail trolley)'라는 용어들은 상호 교환 가능하다.
본원에서 사용된 바와 같은 '유닛'이라는 용어는 바람직하게는, 자율 로봇; 보다 바람직하게는 상이한 기능들을 수행하도록 배열된 다른 로봇들과 일반적으로 상호 교환 가능한 자율 로봇; 보다 더 바람직하게는 카트-형 섀시로 일반적으로 형성된 자율 로봇을 함축한다. 본원에서 사용된 바와 같이 단수로 '유닛'에 대한 모든 참조들은 바람직하게는, 또한 복수를 함축하며, 그 반대의 경우도 마찬가지다. 설명될 바와 같이, 설명된 다양한 유형들의 유닛들은 공통적으로 다수의 컴포넌트들을 가지며, 다른 유형들의 유닛들의 기능들을 수행하도록 구성되거나 적응될 수 있다. 따라서, 일 유형의 유닛을 참조하여 설명된 모든 특징들은 다른 유형의 유닛에 동일하게 적용될 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같은 '중앙 시스템' 또는 '중앙 프로세서'라는 용어는 바람직하게는, 시스템의 유닛들을 제어하기 위한 임의의 종류의 프로세서 또는 디바이스; 보다 바람직하게는, 시스템의 도크에 로케이팅된 프로세서를 함축한다.
본원에서 사용된 바와 같이 단수로 '카메라' 또는 '센서'에 대한 모든 참조들은 바람직하게는, 또한 복수를 함축하며, 그 반대의 경우도 마찬가지다.
본원에 사용된 바와 같은 '조작 디바이스'라는 용어는 바람직하게는, 작물들을 조작하고 그리고/또는 작물들에 대해 동작할 수 있는 임의의 작동 가능한 디바이스; 보다 바람직하게는 로봇 암을 함축한다.
본원에서 사용된 바와 같은 바와 같은 '엔드 이펙터'라는 용어는 바람직하게는, 로봇 암의 원위 단부의 디바이스 또는 다른 조작 디바이스; 보다 바람직하게는 작물들에 대해 특정 액션들(이를테면, 붙잡기)을 수행하도록 구성된 디바이스를 함축한다.
본원에서 사용된 바와 같은 "수확성(harvestability)"이라는 용어는 바람직하게는, 작물이 수확될 준비가 되었는지를 결정하는 데 사용될 수 있는 작물의 하나 이상의 특징들의 척도를 함축한다.
또한, 본 발명의 임의의 양상들에서 설명되고 정의된 다양한 특징들의 특정 결합이 독립적으로 구현되고 그리고/또는 공급되고 그리고/또는 사용될 수 있다는 것이 인지되어야 한다.
본 발명은 이제 단지 예로서 첨부 도면들을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 온실과 같은 재배 환경에서 작물들에 대해 동작하기 위한 시스템의 개략도를 도시한다.
도 2는 타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법을 약술하는 흐름도를 도시한다.
도 3은 매핑 유닛의 개략도를 도시한다.
도 4는 매핑 유닛을 동작시키는 방법을 예시하는 흐름도를 도시한다.
도 5는 작물들의 위치를 매핑하는 방법을 예시하는 흐름도를 도시한다.
도 6은 동작 유닛의 개략도를 도시한다.
도 7a는 매핑 데이터로부터 생성된 루트들을 사용하지 않는 동작 유닛의 예시적인 동작을 도시한다.
도 7b는 매핑 데이터로부터 생성된 루트들을 사용한 동작 유닛의 예시적인 동작을 도시한다.
도 8은 동작 유닛을 동작시키는 방법을 예시하는 흐름도를 도시한다.
도 9는 운송 유닛의 개략도를 도시한다.
도 10은 운송 유닛의 칭량/소팅 장치의 개략도를 상세히 도시한다.
도 11은 운송 유닛을 동작시키는 방법을 예시하는 흐름도를 도시한다.
도 12는 유지보수 유닛의 개략도를 도시한다.
도 13은 유지보수 유닛을 동작시키는 방법을 예시하는 흐름도를 도시한다.
도 14는 도크의 개략도를 도시한다.
도 15는 도크를 동작시키는 방법을 예시하는 흐름도를 도시한다.
도 16은 시스템의 컴포넌트들 사이의 연결들을 예시하는 계층적 종속성 도면을 도시한다.
도 17은 작물들에 대해 동작하기 위한 시스템의 컴포넌트 도면을 도시하며, 여기서 운송 유닛들은 데이터를 전달하는 데 사용된다.
도 2는 타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법을 약술하는 흐름도를 도시한다.
도 3은 매핑 유닛의 개략도를 도시한다.
도 4는 매핑 유닛을 동작시키는 방법을 예시하는 흐름도를 도시한다.
도 5는 작물들의 위치를 매핑하는 방법을 예시하는 흐름도를 도시한다.
도 6은 동작 유닛의 개략도를 도시한다.
도 7a는 매핑 데이터로부터 생성된 루트들을 사용하지 않는 동작 유닛의 예시적인 동작을 도시한다.
도 7b는 매핑 데이터로부터 생성된 루트들을 사용한 동작 유닛의 예시적인 동작을 도시한다.
도 8은 동작 유닛을 동작시키는 방법을 예시하는 흐름도를 도시한다.
도 9는 운송 유닛의 개략도를 도시한다.
도 10은 운송 유닛의 칭량/소팅 장치의 개략도를 상세히 도시한다.
도 11은 운송 유닛을 동작시키는 방법을 예시하는 흐름도를 도시한다.
도 12는 유지보수 유닛의 개략도를 도시한다.
도 13은 유지보수 유닛을 동작시키는 방법을 예시하는 흐름도를 도시한다.
도 14는 도크의 개략도를 도시한다.
도 15는 도크를 동작시키는 방법을 예시하는 흐름도를 도시한다.
도 16은 시스템의 컴포넌트들 사이의 연결들을 예시하는 계층적 종속성 도면을 도시한다.
도 17은 작물들에 대해 동작하기 위한 시스템의 컴포넌트 도면을 도시하며, 여기서 운송 유닛들은 데이터를 전달하는 데 사용된다.
도 1은 온실(10)과 같은 재배 환경에서 작물들에 대해 동작하기 위한 시스템(1000)의 개략도를 도시한다.
온실(10)에서, 작물들(14)을 포함하는 식물들(12)은 행들(16)로 배열된 프레임들 상에서 재배된다. 이는 다수의 작물들의 고품질 재배를 허용하고 간입 행들(18)을 통해 작물들에 대한 양호한 액세스를 허용하기 때문에, 다수의 온실들에 대해 통상적인 어레인지먼트이다. 식물들(12)의 행들(16)은 '파이프-레일 시스템(pipe-rail system)'으로 알려진 가열된 파이프들(도시되지 않음)의 행들 위에 놓인다.
통상적으로, 작물들(14)은 '파이프-레일 트롤리(pipe-rail trolley)들'과 나란히 걷거나 서 있는 인간 오퍼레이터들에 의해 수확(또는 다른 방식으로 동작)되며, 이 파이프-레일 트롤리는 트롤리들이 행들(16)을 지나서 이동함에 따라 오퍼레이터들이 손으로 작물들(14)을 픽(pick)할 수 있게 하도록 (자체 전력 하에서 또는 오퍼레이터들에 의해 푸시됨으로써) 간입 행들(18)을 따라 이동하도록 배열된 스쿼트 카트들 또는 차량들이다.
대조적으로, 시스템(1000)은 온실(10)의 타겟 영역(20) 내의 작물들(14)에 대해 동작 및 수확하기 위한 완전한 시스템을 형성하는 복수의 자율 전동 유닛들을 포함하며, 여기서 자율 유닛들은 일반적으로 '파이프-레일 트롤리들'로서 형성된다(즉, 이들 모두는 간입 행들(18)에 사용하기에 적합한 치수들을 가짐). 복수의 카테고리들의 자율 유닛이 제공되며, 여기서 각각의 카테고리의 자율 유닛은 상이한 컴포넌트들을 갖고 시스템(1000)에서 이산 작업을 수행하도록 배열된다.
각각의 자율 유닛은 자신의 이산 작업들을 수행하도록 간입 행들(18)을 따라 횡단하게 배열된다. 사용중이지 않을 때, 유닛들은 유닛들을 저장하기 위해 도크(1100)로 리턴하도록 배열된다. 도크(1100)는 자율 유닛들을 제어하기 위한 중앙 프로세서(도시되지 않음)를 포함한다. 유닛들이 일시적으로만 사용중이지 않을 때, 이들은 대안적으로 식물들(12)로부터 떨어진 온실의 임의의 영역에서(즉, 간입 행들(18) 외부에) 유휴 상태(idle)로 안착될 수 있다.
보다 상세하게, 자율 유닛들은 작물들(14)에 대해 동작하기 위한(특히, 작물들을 수확하기 위한) 동작 유닛들(1200), 작물들의 시각적 데이터를 캡처하기 위한 매핑 유닛(1300)(이는 나중에 상세히 설명될 바와 같이, 작물들의 위치의 맵을 생성하는 데 사용됨), 수확된 작물들을 운송하기 위한 운송 유닛들(1400) 및 다른 유닛들을 유지보수 및 수선하기 위한 유지보수 유닛들(1500)을 포함한다. 이산 작업들을 갖는 자율 유닛들의 시스템(1000)의 사용은 작물들에 대해 동작하는 유리한 방법이 수행될 수 있게 한다.
도 2는 시스템(100)을 사용하여 타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법을 약술하는 흐름도(2000)를 도시한다.
제1 단계(2200)에서, 미리 결정된 타겟 영역 내의 모든 작물들과 관련된 데이터가 하나 이상의 매핑 유닛(1300)을 사용하여 수집된다. 제2 단계(2400)에서, 모든 작물들(14)의 위치들이 매핑된다. 제3 단계(2600)에서, 타겟 영역의 작물들 중 적어도 일부 사이의 하나 이상의 루트들을 생성하기 위해 맵 데이터가 사용된다. 제4 단계(2800)에서, 동작 유닛들(1200) 중 하나 이상은 하나 이상의 루트들을 따라 라우팅되고, 그리하여 하나 이상의 루트들 상의 작물들 중 적어도 하나에 대해 동작한다. 방법의 각각의 단계의 세부사항들은 수반되는 다양한 자율 유닛들을 참조하여 이후에 보다 상세히 설명될 것이다.
매핑
유닛
도 3은 본 발명에 따른 매핑 유닛(1300)의 개략도를 도시한다.
매핑 유닛(1300)은 휠들(1304)을 갖는 '파이프-레일 트롤리'(1302)(즉, 스쿼트 카트)를 포함한다. 파이프-레일 트롤리(1302)는 파워링되어서, 인간 개입 없이 타겟 영역을 통해 이동될 수 있다. 매핑 유닛의 다른 컴포넌트들은 트롤리 상에 장착되는데 ― 특히 이러한 다른 컴포넌트들은 카메라(1306), 프로세서(1308), 배터리(1310), 모션 제어기(1312) 및 안테나(1314)를 포함한다.
휠들(1304) 중 하나 이상은 매핑 유닛(1300)이 이동할 수 있게 하도록 모션 제어기(1312)에 의해 제어되는 모터들(도시되지 않음)에 의해 파워링된다. 휠들 중 일부 또는 전부는 매핑 유닛이 방향을 변경할 수 있게 하기 위해 (모션 제어기의 제어 하에) 터닝(turn)하도록 배열되는데 ― 이는 회전식 액추에이터에 의해 동작되는 랙(rack) 및 피니언(pinion) 메커니즘과 같은 다양한 알려진 메커니즘들 중 하나 이상을 사용하여 달성될 수 있다. 모션 제어기는 프로세서(1308)와 통신하고 프로세서(1308)에 의해 제어되게 제공되며, 이는 결국 안테나(1314)와 통신하게 제공된다. 프로세서는 안테나(1314)를 통해 (도크(1100)의 중앙 프로세서와 같은) 외부 프로세서로부터 명령들을 수신하고 매핑 유닛을 상응하게 제어한다. 매핑 유닛의 프로세서는 카메라(1306)를 통해 캡처된 시각적 데이터 및 명령들을 저장하기 위한 데이터 저장소를 포함한다. 배터리(1310)는 매핑 유닛의 다양한 컴포넌트들을 파워링하기 위해 사용된다.
안테나(1314)는 프로세서(1308)가 무선 네트워크를 통해 (대응하는 안테나를 통해) 중앙 프로세서와 통신할 수 있게 한다. 무선 네트워크는 Wi-Fi®, Bluetooth® 또는 임의의 종류의 로컬 영역 네트워크와 같은 다양한 프로토콜들 중 하나를 사용할 수 있다.
카메라(1306)는 트롤리(1302) 상의 이동 가동 플랫폼 또는 연장부(1316) 상에 장착된 비디오 카메라이다. 카메라는 매핑 유닛(1300)이 매핑하도록 지시된 실질적으로 모든 특정 타겟 영역(20)의 시각적 데이터를 캡처하도록 배열되는데 ― 따라서, 매핑 유닛은 필요한 시각적 데이터를 획득하기 위해 타겟 영역의 간입 행들(18) 각각을 따라 이동함으로써 타겟 영역을 통해 그리고/또는 타겟 영역 주위를 이동하도록 배열된다.
매핑 유닛(1300)은 카메라(1306)로부터의 시각적 데이터에 기초하여 간입 행들(18)을 따라 이동(그리고 간입 행들 사이를 이동)하도록 구성되며, 이는 매핑 유닛이 매핑 유닛을 둘러싸는 환경의 모델을 갖도록 (프로세서(1308)에 의해 구현되는) 알려진 컴퓨터 비전 기술에 대한 입력으로서 사용된다. 외부 프로세서에 의해 제공되고 안테나(1314)를 통해 수신된 명령들(이는 미리 결정된 루트와 관련될 수 있음)은 그 후 휠들(1304)이 어떻게 이동되어야 하는지를 결정하는 데 사용되는데 ― 예에서, 이러한 명령들은 '행 1을 따라 아래로 이동하고, 돌아서, 행 2를 따라 위로 이동'하는 효과를 위한 것일 수 있다. 추후에 설명될 바와 같이, 온실(10)은 어느 행이 어느 행인지를 인식하는 데 있어 매핑 유닛을 보조하는 시각적 보조기들을 포함한다. 선택적으로, 매핑에 사용하기 위한 시각적 데이터를 캡처하기 위한 카메라(1306) 외에도, 내비게이션을 위한 하나 또는 별개의 카메라들이 매핑 유닛 상에 제공된다.
매핑 유닛(1300)은 또한 온실(10)의 미리 결정된 계획(또는 적어도 타겟 영역(20))을 또한 토대로 내비게이팅하도록 배열될 수 있으며, 여기서 프로세서(1308)는 GPS 신호(여기서 프로세서(1308)는 GPS 수신기를 더 포함함)를 사용함으로써 그리고/또는 계획과 관련하여 알려진 위치를 갖는 시각적 데이터에서 특정 아이템들(이를테면, 특정 시각적 보조기들)을 검출함으로써 계획을 참조하여 매핑 유닛의 위치를 결정한다.
시각적 데이터를 획득하기 위해, 매핑 유닛(1300)은 데이터의 신뢰성을 개선하고 카메라가 다양한 각도들로부터 시각적 데이터를 캡처할 수 있도록 하기 위해 간입 행들(18) 각각을 따라 여러 번 그리고 여러 방향들로 이동하도록 배열될 수 있다. 특정 간입 행(18)에 인접한 식물들의 두 행들(16)의 시각적 데이터를 캡처하기 위해, 카메라는 예컨대, 연장부(1316) 상의 마운트를 사용함으로써 또는 연장부 그 자체를 사용함으로써 이동하도록 구성될 수 있다. 카메라 그 자체는 매핑 유닛이 이동함에 따라 이동하는 PTZ 카메라일 수 있다(즉, 카메라는 '팬, 틸트, [및] 줌' 동작들을 수행할 수 있음). 카메라는 매핑 유닛이 이동함에 따라 연속적으로 이동할 수 있거나, 대안적으로 각각의 간입 행의 마지막에 재포지셔닝될 수 있다. 대안적으로, 카메라는 복수의 카메라들일 수 있어서, 시각적 데이터가 매핑 유닛의 다양한 측들로부터 한 번에 수신될 수 있고 ― 예컨대, 매핑 유닛은 일반적으로 구형, 반구형 또는 링형 어레이로 배열된 복수의 카메라들을 포함할 수 있다. 카메라는 또한 카메라로부터 객체들의 거리를 측정하기 위해 펄스 광을 사용할 수 있는 대응하는 '비행 시간(time-of flight)' 카메라 또는 레인지 이미징에 적합한 임의의 다른 카메라를 통합할 수 있다. 종래의 시각적 카메라 및 '비행 시간' 카메라의 사용은 대응하는 RGB 비디오 및 레인징 데이터가 수집될 수 있게 한다(이 결합된 데이터 세트는 'RGBd'로 지칭될 수 있음).
도 4는 매핑 유닛(1300)을 동작시키는 방법(2200)을 예시하는 흐름도를 도시하며 ― 이 방법은 또한 타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법(2000)의 제1 단계(2200)이다.
제1 단계(2202)에서, 매핑 '실행(run)'이 시작된다(즉, 매핑 유닛은 특정 타겟 영역을 매핑하기 시작함). 중앙 프로세서는 실행을 시작하기 위해 (선택적으로 스케줄에 따라) 커맨드를 발행할 수 있다. 대안적으로, 특정 이벤트는 실행이 시작되게 할 수 있다. 예컨대, 매핑 유닛(1300)은 수동으로 리셋될 수 있거나, 매핑 유닛(1300)은 특정 시간에(미리 결정된 스케줄에 따라) 동작하도록 구성될 수 있다.
제2 단계(2204)에서, 매핑 유닛(1300)은 그것이 동작을 시작해야 한다는 통지를 수신하고 ― 예컨대, 매핑 유닛은 안테나(1314)를 통해 중앙 프로세서로부터 통신을 수신할 수 있다. 이러한 통신은 매핑될 영역(20) 및 요구되는 정확도를 포함하는 매핑 실행의 세부사항들을 포함한다. 세부사항들은 또한 전체 타겟 영역과 관련된 시각적 데이터가 캡처되도록 보장하는 데 요구되는 움직임들의 계획을 포함할 수 있다.
제3 단계(2206)에서, 매핑 유닛(1300)은 내비게이팅 및 이동을 위해 이전에 설명된 컴포넌트들을 사용하여 시작 포지션으로부터 타겟 영역(20)으로 이동한다. 시작 포지션은 도크(1100)에 있을 수 있거나, 또는 대안적으로 간입 행들(18) 외부의 유휴 포지션에 있을 수 있다.
제4 단계(2208)에서, 매핑 유닛(1300)은 카메라(1306)를 사용하여 데이터를 수집하면서, 타겟 영역(20)을 통해 이동한다(보다 구체적으로, 매핑 유닛은 타겟 영역(20)의 다양한 간입 행들(18)을 따라 위아래로 이동함). (제4 단계(2208)와 동시에 발생할 수 있는) 제5 단계(2210)에서, 수집된 데이터는 프로세서(1308)와 연관된 데이터 저장소에 저장된다.
제6 단계(2212)에서, 매핑 유닛(1300)은 타겟 영역(20)이 횡단 및 매핑될 때까지(즉,타겟 영역의 모든 작물들(14)과 관련된 시각적 데이터가 수신될 때까지 ― 이는 하나 이상의 미리 결정된 계획들 또는 맵들, 이를테면, GPS 맵, 자기 맵, 및 영역의 라디오 로컬화된 맵(및 계획을 참조한 매핑 유닛의 위치)을 참조하여, 또는 요구된 움직임들의 계획을 참조하여 결정될 수 있음) 타겟 영역을 통해 이동하고 데이터를 수집하기를 지속한다. 유닛의 내비게이션에 사용되는 매핑 유닛 상의 센서들(특히, 카메라(1306))은 또한, 예컨대 캡처된 시각적 데이터에 동일한 객체들이 다시 나타날 때를 결정함으로써, 타겟 영역을 통한 움직임을 중단할 때를 결정하는 데 사용될 수 있다.
매핑 유닛(1300)은 또한 중앙 프로세서로부터 정지 커맨드가 수신되는 경우(예컨대, 충분한 데이터가 수집되었다고 중앙 프로세서가 결정한 경우 또는 매핑 실행이 취소된 경우) 또는 특정 임계치가 초과되는 경우(예컨대, 배터리 충전이 특정 레벨 아래로 떨어지는 경우, 또는 데이터 저장이 용량에 근접한 경우) 데이터 수집을 중단할 수 있다.
제7 단계(2214)에서, 수집된 데이터는 무선 네트워크 및 안테나(1314)를 사용하여 매핑 유닛(1300)으로부터 중앙 프로세서로 송신된다. 데이터는 또한, 매핑이 발생함에 따라 연속적으로 또는 부분적으로 송신될 수 있다.
매핑 유닛(1300)은 그 후 추가의 명령들이 수신될 때까지 동작을 중단한다. 매핑 유닛은 도크(1100)로 리턴할 수 있거나 온실 식물들(12)로부터 떨어진 임의의 영역에서 유휴 상태로 안착될 수 있다.
인지될 바와 같이, 타겟 영역(20)(또는 실제로 다양한 상이한 타겟 영역들)을 매핑하기 위해 여러 매핑 유닛들(1300)이 사용될 수 있으며, 특히 여기서 각각의 매핑 유닛은 전체 매핑 속도를 증가시키기 위해 타겟 영역의 일부를 매핑한다. 언급된 바와 같이, 매핑 유닛(1300)은 스케줄에 따라 동작할 수 있으며, 이는 위치 또는 작물들이 재배될 때 그들의 크기의 임의의 변화들을 참작하고 그리고/또는 이 후 수확되었을 수 있는 임의의 작물들을 참작하기 위해 정규 간격들로 타겟 영역을 재-매핑하도록 배열될 수 있다.
작물
매핑
도 5는 작물들의 위치를 매핑하는 방법(2200)을 예시하는 흐름도를 도시하며, 이는 또한 타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법(2000)의 제2 단계(2400)이다.
제1 단계(2200)는 매핑 유닛(1300)을 동작시키는 이전에 설명된 방법(2200)에 대응한다. 제2 단계(2420)에서, 매핑 유닛(1300)으로부터의 매핑 데이터가 중앙 프로세서에서 수신된다. 매핑 데이터는 선택적으로 프로세싱을 위해 외부 클라우드 서버로 추가로 송신될 수 있거나, 대안적으로, 중앙 프로세서 상에서 프로세싱될 수 있다. 제3 단계(2440)에서, 작물들(14)은, 예컨대, 머신 학습 원리들에 의거한 트레이닝 이미지 인식 분류기를 사용함으로써 매핑 데이터 내에서 식별된다.
제4 단계(2460)에서, 타겟 영역(20)의 작물들(14)의 맵은, 예컨대, 타겟 영역의 미리 결정된 계획(이는 매핑 유닛이 내비게이션을 위해 사용하는 것과 동일한 계획일 수 있음)을 참조하여 식별된 작물들을 로케이팅함으로써 생성된다. 타겟 영역의 미리 결정된 계획은 이미 알려져 있고, 시각적 데이터를 캡처하기 위해 매핑 유닛(1300)이 사용되기 전에 사용자에 의해 입력될 수 있다. 작물들을 로케이팅하는 것은, 예컨대 각각의 간입 행(18)에 또는 이를 따라 로케이팅된 시각적 보조기들을 사용함으로써 시각적 데이터에서 특정 식별된 작물과 연관된 위치를 결정하는 것을 포함할 수 있다.
대안적으로, 타겟 영역(20)의 작물들(14)의 맵은 매핑 유닛(1300) 그 자체, 보다 구체적으로 특정 시간에 매핑 유닛의 위치에 대해 작물들을 로케이팅함으로써 생성된다(매핑 유닛은 GPS 수신기를 사용하여 그 자신을 로케이팅할 수 있음). 이는, 작물들이 타겟 영역의 미리 결정된 계획을 사용하지 않고 매핑될 수 있게 한다. 일 예에서, 작물들의 맵은 특정 시간에 매핑 유닛의 위치 및 (예컨대, 특정 작물이 캡처된 데이터에서 나타나고 그리고/또는 사라진 시간(들)에 기초하여 그리고/또는 검출된 시각적 보조기들에 기초하여) 시각적 데이터로부터 추론된 타겟 영역의 계획에 기초하여 생성된다. 다른 예에서, 맵은 특정 시간에 매핑 유닛의 위치와 관련하여 정의된다(즉, 맵은 작물들의 (절대적 보다는) 상대적 위치로부터 형성됨).
타겟 영역의 계획과 관련하여 각각의 식별된 작물의 위치를 식별함으로써, 예컨대, 선택적으로 RGBd 또는 3D 점 클라우드 데이터에 커플링된 입력 시각적 데이터의 다중 스펙트럼 분석에 기초한 회귀 기술들을 사용함으로써 타겟 영역의 작물들(14)의 맵이 생성된다. 맵은 3D 맵(즉, 이는 지면 위의 작물들의 높이, 행을 따른 그것들의 포지션들 및 식물에서 그것들의 '깊이'(즉, 중심과 같은 간입 행의 특정 지점으로부터의 거리)이지만, 대안적으로 2D 맵(즉, 타겟 영역의 평면도와 관련하여 작물들의 위치, 또는 단순히 작물들의 높이 및 행을 따른 포지션만을 포함하는 맵)일 수 있다. 각각의 행에 대해 별개의 맵이 생성될 수 있거나, 또는 대안적으로는, 선택적으로, 각각의 행에 대한 식별자(예컨대, 숫자)를 포함하는 전체 맵(다수의 행들을 포함함)이 생성될 수 있다. 작물들의 맵은 추후에 설명될 바와 같이 동작 유닛(들)(1200)에 대한 루트(들)(2600)를 생성하는 데 사용된다. 작물들의 맵은 일반적으로 3D 점 클라우드로서 저장되지만, 대안적으로 특징 지점들, 벡터 표현들 또는 메쉬 표현들과 같은 상이한 포멧들로 저장될 수 있다.
작물들의 위치를 매핑하는 방법(2400)은 물론, 재배 환경과 연관된 다른 객체들의 위치들을 매핑하는 것에 동일하게 적용될 수 있다. 추가의 객체들의 위치들은 간격들을 두고 매핑되고 개선된 루트들이 생성될 수 있게 하도록 작물 위치들의 맵과 비교되고 그리고/또는 이에 통합될 수 있다. 이러한 추가의 객체들의 예들은 식물들의 부분들(즉, 가지들, 잎들 및 뿌리들), 재배 환경의 부분들, 또는 잡다한 객체들 이를테면, 트레이들, 컨테이너들 또는 부동 유닛들(이를테면, 매핑 유닛(1300))을 포함한다.
동작 유닛
도 6은 본 발명에 따른 동작 유닛(1200)의 개략도를 도시한다. 유사한 참조 번호들이 매핑 유닛(1300) 상에 또한 존재하는 컴포넌트들을 표시하는 데 사용된다.
매핑 유닛(1300)과 유사하게, 동작 유닛(1200)은 휠들(1204)을 갖는 '파이프-레일' 트롤리(1202)를 포함한다. 동작 유닛의 다른 컴포넌트들은 트롤리 상에 장착되며 ― 특히, 이러한 다른 컴포넌트들은 카메라(1206), 프로세서(1208), 배터리(1210), 모션 제어기(1212), 안테나(1214), 오퍼레이터(1218) 및 수확된 아이템들을 위한 저장 공간(1220)(이를테면, 컨테이너)을 포함한다.
매핑 유닛(1300) 상에서 또한 발견될 수 있는 동작 유닛(1200)의 임의의 컴포넌트들은 동일한 방식으로 동작하여서, 동작 유닛(1200)의 움직임은 매핑 유닛(1300)의 것과 동일한 메커니즘들을 사용한다. 유사하게, 카메라(1206)는 매핑 유닛(1300) 상의 카메라(1306)와 유사한 방식으로 작동하지만, 동작 유닛(1200) 상의 카메라(1206)는 주로 작물들(14)의 위치들을 매핑하기 위해 사용되지는 않는다.
오퍼레이터(1218)는, 선택적으로 이동 가능한 플랫폼 상에 장착될 수 있는 작동 가능한 로봇 암과 같은 조작 디바이스이다. 암의 엔드 이펙터는 작물을 파지하고, 작물 및/또는 식물로부터 작물을 지지하는 트러스를 분리하고, 절단된 트러스 및/또는 작물을 저장 공간(1220)으로 이동시키기 위한 수단을 포함하며 ― 이 전체 프로세스는 작물을 '수확하는' 것으로 설명될 수 있다. 오퍼레이터는 선택적으로, 추후에 설명될 바와 같이 작물들 또는 주변 객체들에 대해 다양한 다른 동작들을 또한 수행할 수 있다.
오퍼레이터는 완전한 인간 팔 움직임을 재현하려고 시도하지 않는데(즉, 오퍼레이터는 객체들 '근처에 도달'할 수 없음), 그 이유는 그것이 일반적으로 느리고 계산적으로 난제이며, 신뢰할 수 없기 때문이다. 따라서, 오퍼레이터(1218)는 6 자유도 미만으로 엔드 이펙터를 포지셔닝할 수 있는 암 ― 특히, 이 암은 2개의 선형 움직임 축들 및 하나의 원형 축(여기서 원형 축은 일반적으로 수직 축임)을 갖는 '원통형' 암일 수 있음 ― , 또는 3개의 움직임 축들로 엔드 이펙터를 포지셔닝할 수 있는 다른 암일 수 있다. 대안에서, 오퍼레이터는 서로 직각인 3개의 선형 모션 축들을 갖는 데카르트 암('데카르트 좌표 로봇 암' 또는 '선형 로봇 암'으로서 또한 알려짐)이다. 비교적 간단한 암의 사용은 수확 시에 컴퓨테이션 시간을 감소시키는 것은 물론, 유지보수도 감소시킨다.
카메라(1206)는 이전에 설명된 컴퓨터 비전 프로세싱을 사용하여 (매핑 유닛을 참조하여 설명된 바와 같은) 내비게이션을 위해 그리고 또한, 오퍼레이터(1218)의 정밀한 포지셔닝을 위해 사용된다. 카메라(1206)는 또한 아래에서 설명될 바와 같이 작물들의 수확에 대한 준비성(또는 원숙도)을 결정하는 데 사용될 수 있다. 선택적으로, 추가의 카메라(또는 비-시각적 센서)가 오퍼레이터(1218) 상에 또는 그 근처에 로케이팅되어 엔드 이펙터에 더 가까운 포지션으로부터 작물들과 관련된 보다 상세한 정보를 캡처한다. 추가의 카메라로부터의 데이터는 엔드 이펙터를 정밀한 포지셔닝하는데 그리고/또는 단독 입력으로서 또는 추가의 입력으로서 작물들의 수확에 대한 준비성을 결정하는 데 사용될 수 있다.
루트 생성
동작 유닛(1200)에 대한 루트들이 생성되는 방법(2000)의 제3 단계(2600)에서, 타겟 영역(20)의 작물들(14)의 맵은 작물들 사이에서 동작 유닛(1300)에 대한 효율적인(즉, 시간-효율적인) 루트(또는 복수의 동작 유닛들(1300)에 대한 복수의 효율적인 루트들)를 생성하기 위해 (중앙 프로세서 및/또는 클라우드 서버(cloud server)에 의해 구현되는) 루트-찾기 알고리즘에 대한 입력으로서 사용된다. 루트들은 3D 루트들이어서, 이들은 작물들 사이의 3D 루트들과 관련이 있다(즉, 재배 환경의 바닥을 따라서만 이동할 수 있는 동작 유닛 그 자체의 움직임, 및 높이 및 포지션이 변할 수 있는 오퍼레이터(1218)의 움직임 둘 모두를 요구함). 루트들은 작물들에 대해 동작들이 행해져야 하는 순서를 포함할 수 있고(이 경우에, 동작 유닛이 요구되는 정확한 움직임을 계산함), 그리고/또는 요구되는 정확한 움직임들의 세부사항들을 더 포함할 수 있다.
(다면체들의 가시적 정점들을 연결하는) 가시성 그래프들, (이를테면, 랜덤 트리를 신속하게 내비게이팅하는) 랜덤-탐색 알고리즘들, 확률론적 로드 맵들, 최적 검색 알고리즘들(이를테면, 다이크스트라(Dijkstra) 알고리즘), 팔로잉 바이 이그잼플, 및 생체영감 알고리즘들을 포함하는 다양한 방법들이 사용되어 작물들(14)의 맵에 기초하여 루트들을 생성할 수 있다. 인지될 바와 같이, 위의 방법들 중 임의의 것은 루트들을 생성하는 데 있어 그의 유용성을 개선하도록 결합되거나 적응될 수 있다.
루트들은 추가로, 동작 유닛(1200)의 알려진 성질들 ― 이를테면, 동작 유닛 그 자체의 움직임 속도(컴퓨테이션 시간을 포함함) 및 오퍼레이터(1218)의 움직임 속도(컴퓨테이션 시간을 포함함)에 기초하여 생성된다. 동작 유닛 그 자체보다 오퍼레이터에 대한 움직임 속도 및 (특히) 컴퓨테이션 시간이 일반적으로 더 느리기 때문에, 루트들은 작물들을 수확하는 총 시간을 최소화하기 위해 이러한 상이한 속도들에 기초하여 생성되며 ― 이는, 예컨대, (작물들을 수확하기 위해 엔드 이펙터의 일부 움직임이 물론 필요할지라도) 오퍼레이터의 움직임을 최소화하도록 작물들이 일반적으로 수평 또는 대각 행들에서 피킹되는 루트들을 초래할 수 있다. 동작 유닛의 알려진 성질들은 예컨대, 가중치들로서 루트 생성 방법들에 포함될 수 있다.
추가의 알려진 성질(이에 기초하여, 루트들이 생성될 수 있음)은 오퍼레이터(1218)의 기하학적 구조이며 ― 원통형 암이 사용되는 경우, 원통형 암의 사용이 제한되지 않는 루트들이 생성된다. 루트들은 이용 가능한 동작 유닛들(1300)의 수에 기초하여 또한 생성될 수 있으며 ― 타겟 영역은 수확 프로세스의 전체 속도를 개선하기 위해 복수의 동작 유닛들 사이에서 분할/공유될 수 있다.
도 7a는 간입 행(18)(식물들(14)의 행(16)을 향함) 내로부터 도시되는, 매핑 데이터로부터 생성된 루트들을 사용하지 않는 동작 유닛(1300)의 예시적인 동작을 도시한다. 동작 유닛(1300)이 단독으로 사용되어야 하는 경우(즉, 작물들의 위치들을 결정하기 위해 별개의 매핑 실행이 수행되지 않음), 동작 유닛(1300)은 단지 카메라(1206)를 고려하여 작물들의 위치들을 결정할 수 있을 것이며 ― 이 작물들은 오직, 일반적으로 동작 유닛 바로 근처에 있는 작물들일 것이다. 따라서, 행(16)의 구역(22)은 동작 유닛(및 보다 일반적으로 시스템(100))에 가시적이지 않아서, 계획된 루트들은 이 구역에서 작물들을 신뢰할 수 있게 통합할 수 없다.
따라서, 수확을 위한(또는 작물들에 대한 다른 동작들을 수행하기 위한) 통상적인 루트(24)는 단지 동작 유닛(1200)에 알려진 작물들(14) 사이에 있을 수 있다. 그 후, 동작 유닛은 구역(22)의 적어도 일부가 카메라에 가시적이도록 이동하고 그 후, 새로운 루트를 따라 수확할 수 있다. 루트(24)는 오퍼레이터의 다수의 움직임들을 수반하며, 이는 비교적 느리다. 또한, 이러한 루트는 오퍼레이터에 대한 지대한 의존도로 인해 비교적 높은 컴퓨테이션 시간을 가질 수 있다.
도 7b는 재차, 간입 행(18)(식물들(14)의 행(16)을 향함) 내로부터 도시되는, 매핑 데이터로부터 생성된 루트들을 사용하는 동작 유닛(1300)의 예시적인 동작을 도시한다. 매핑 유닛(1300)이 (도시된 바와 같이 단일 행의 작물들을 포함하는) 타겟 영역(20)을 매핑하기 위해 사용될 때, 모든 작물들의 위치가 알려진다. 이는, 오퍼레이터(1218)의 움직임이 최소화되어 수확하는데(또는 작물들에 대해 다른 동작들을 수행하는데)에 소요되는 총 시간을 최소화하는 개선된 경로(24)가 결정될 수 있게 한다.
인지될 바와 같이, 별개의 동작 유닛들(1200) 및 매핑 유닛(1300)을 사용하는 것은, 동작 유닛들이 다른 작업들(예컨대, 매핑)을 수행하기 위해 중단될 필요가 없기 때문에, 동작 유닛들이 일반적으로 연속적인 수확에 대해 사용될 수 있게 한다. 매핑 유닛들이 오퍼레이터(1218)를 포함할 필요가 없기 때문에, 별개의 동작 유닛들 및 매핑 유닛들을 사용하는 것은 또한 부품을 절약할 수 있다.
작물 수확
도 8은 수확을 위해 동작 유닛(1300)을 동작시키는 방법(2800)을 예시하는 흐름도를 도시하며 ― 이 방법은 타겟 영역의 작물들(14)을 수확하는 방법(2000)의 제4 단계(2800)이다.
제1 단계(2802)에서, 중앙 프로세서는 설명된 바와 같이 하나 이상의 루트들(또는 '피킹 스케줄')을 생성하고, 각각의 루트를 특정 동작 유닛(1200)에 할당한다.
제2 단계(2804)에서, 동작 유닛(1200)은 그것이 동작을 시작해야 한다는 통지를 수신하며 ― 예컨대, 동작 유닛은 안테나(1314)를 통해 중앙 프로세서로부터 통신을 수신할 수 있으며, 여기서 통신은 루트의 세부사항들을 포함한다.
제3 단계(2806)에서, 동작 유닛(1200)은 내비게이팅 및 이동을 위해 이전에 설명된 컴포넌트들을 사용하여 시작 포지션으로부터 타겟 영역(20)으로(보다 구체적으로는 루트 상의 최초 작물인 특정 작물의 위치로) 이동한다. 시작 포지션은 도크(1100)에 있을 수 있거나, 또는 대안적으로 간입 행들(18) 외부의 유휴 포지션에 있을 수 있다.
제4 단계(2808)에서, 동작 유닛(1200)은 루트에 따라 타겟 영역(20)을 통해 이동한다(보다 구체적으로, 동작 유닛은 타겟 영역(20)의 다양한 간입 행들(18)을 따라 위아래로 이동함).
각각의 작물에서, 동작 유닛은 카메라(1206)를 사용하여 작물이 피킹되어야 하는지를 결정하도록 배열된다. 카메라는 차례로, 그의 시야에 각각의 작물을 포함시키고, 작물과 관련된 상세한 시각적 데이터를 수신하도록 각각의 작물을 포커싱하고 그리고/또는 줌(zoom)할 수 있다. 프로세서(1208)를 사용하여, 시각적 데이터는 작물의 원숙도(ripeness)(또는 그렇지 않으면, 특히 완전히 익지 않았을 때 수확되기에 적합한 특정 작물들에 대해, 수확에 대한 작물의 준비성)의 표시를 출력하도록 구성된 (머신 학습 원리들에 의거한) 트레이닝된 분류기에 대해 비교된다. 분류기는 (시각적 데이터에 나타날 때) 작물의 색조, 채도 및/또는 강도에 기초하여 그리고/또는 이력 데이터에 기초하여 작물들을 분류하도록 배열될 수 있다. 표시는 스코어로서 출력될 수 있으며, 이는 임계치에 대해 비교될 수 있다. 표시가 임계치를 초과하는 경우, 작물은 수확되고; 그렇지 않으면, 동작 유닛은 작물을 무시하고 루트를 따라 다음 작물로 이동한다. 분류기는 또한 또는 대안적으로, 입력으로서 작물의 크기를 사용할 수 있고 ― 예컨대, 동작 유닛(1200)은 특정 미리 결정된 크기 초과의 작물들만을 수확할 수 있다.
(특정 품종의 작물(14)에 더 적합할 수 있는) 대안적인 구성에서, 동작 유닛(1200)은 단순히 그의 루트를 따른 모든 작물들(14)을 수확한다. 작물들은 그 후 추후 프로세싱 스테이지에서 분석 및/또는 소팅될 수 있다.
작물(14)이 수확될 준비가 된 것으로 결정되는 경우, 오퍼레이터(1218)는 작물에 대해 동작하도록 엔드-이펙터를 제 포지션에 로케이팅하는 데 사용된다. 카메라(1206)로부터의 시각적 데이터뿐만 아니라 매핑 데이터는 엔드 이펙터를 로케이팅하는 데 사용되며, 여기서 시각적 데이터는 마지막 매핑된 위치로부터 작물(14)의 임의의 움직임을 참작하도록 엔드 이펙터의 정밀한 포지셔닝을 위해 사용된다. 일 예에서, 정밀한 포지셔닝은 작물 및 그의 주변환경들의 3-차원 모델을 생성하기 위해 작물의 충분한 시각적 데이터를 캡처함으로써 수행된다. 오퍼레이터 및 엔드 이펙터의 정밀한 움직임들은 그 후 3차원 모델에 기초하여 계산된다. 일단 제 포지션에 있으면, 엔드 이펙터들은 작물 및/또는 트러스를 파지함으로써 작물을 수확하고 그 후 식물로부터 작물 및/또는 트러스를 분리한다. 수확된 작물들/트러스들은 그 후 디바이스의 저장 공간(1220)에 배치된다.
제5 단계(2810)에서, 동작 유닛(1200)은 저장된 작물들(14) 및/또는 트러스들을 도크(1100)(여기서 작물들(14) 및/또는 트러스들이 제거됨)로 전달하기 위해 루트로부터 주기적으로 벗어나도록 배열된다. 동작 유닛은 그 후, 그것이 떠난 지점에서 루트를 재개한다. 대안적인 제5 단계(2812)에서, 운송 유닛(1400)은 동작 유닛을 내비게이팅하고, 저장된 작물들 및/또는 트러스들을 로딩하고, 작물들/트러스들을 도크(여기서 작물들/트러스들이 제거됨)로 페리(ferry)하며 ― 이 프로세스는 추후에 보다 상세히 설명될 것이다. 이는, 동작 유닛이 (작물들/트러스들을 도크에 운송하기 보다는) 수확을 계속하게 할 수 있으며, 따라서, 수확 프로세스의 전체 속도를 개선할 수 있다.
제6 단계(2814)에서, 동작 유닛(1200)은 루트가 완료될 때까지 루트를 따라 계속 이동하고 작물들을 평가 및/또는 수확한다(즉, 모든 작물들이 평가 및/또는 수확되며 ― 이는, 매핑 유닛(1300)의 동작들을 중단할 때를 결정하는 것을 참조하여 즉, 매핑 유닛을 동작시키는 방법(2200)의 제6 단계(2212)에서 설명된 것과 동일한 기술들을 사용하여 결정될 수 있음). 동작 유닛(1200)은 또한 중앙 프로세서로부터 정지 커맨드가 수신되는 경우(예컨대, 충분한 작물들이 수확되었다고 중앙 프로세서가 결정한 경우 또는 수확 프로세스가 취소된 경우) 또는 특정 임계치가 초과되는 경우(예컨대, 배터리 충전이 특정 레벨 아래로 떨어지는 경우, 또는 저장 공간(1220)이 용량에 근접한 경우) 수확을 중단할 수 있다.
선택적인 제7 단계(2816)에서, 동작 유닛(1200)의 유지보수가 요구되는 경우(예컨대, 배터리 레벨이 미리 결정된 임계치 아래로 떨어졌음이 검출되는 경우), 동작 유닛은 유지보수를 위해 미리 결정된 위치로 또는 대안적으로 유지보수 유닛(1500)으로 이동하도록 배열된다. 유지보수 유닛(1500)은 또한 유지보수를 수행하기 위해 동작 유닛(1200)을 내비게이팅할 수 있으며, 이는 수확 프로세스에 대한 중단을 최소화할 수 있다.
루트가 완료되면, 동작 유닛(1200)은 그 후 추가의 명령들이 수신될 때까지 동작을 중단한다. 동작 유닛은 도크(1100)로 리턴할 수 있거나 간입 행들(18)로부터 떨어진 임의의 영역에서 유휴 상태로 안착될 수 있다.
방법(2800)이 일반적으로 수확을 참조하여 설명되었지만, 이 방법은 다른 프로세싱 동작들에 사용되도록 동일하게 적응될 수 있으며, 예컨대, 여기서 복수의 프로세싱 동작들 중 어느 것이 각각의 작물에 대해 요구되는지를 결정하기 위해 트레이닝된 분류기가 사용된다는 것이 인지될 것이다.
운송 유닛
도 9는 본 발명에 따른 운송 유닛(1400)의 개략도를 도시한다. 유사한 참조 번호들이 매핑 유닛(1300) 및/또는 동작 유닛(1200) 상에 또한 존재하는 컴포넌트들을 표시하는 데 사용된다.
동작 유닛(1200)과 유사하게, 운송 유닛(1400)은 휠들(1404)을 갖는 '파이프-레일' 트롤리(1402)를 포함한다. 동작 유닛의 다른 컴포넌트들은 트롤리 상에 장착되는데 ― 특히 이러한 다른 컴포넌트들은 카메라(1406), 프로세서(1408), 배터리(1410), 모션 제어기(1412), 안테나(1414), 전달 메커니즘(1418) 및 수확된 아이템들을 수용하기 위한 칭량/소팅 장치(1450)를 포함한다.
이전에 논의된 유닛들 상에서 또한 발견될 수 있는 운송 유닛(1400)의 임의의 컴포넌트들은 동일한 방식으로 동작하여서, 예컨대, 운송 유닛(1400)의 움직임은 매핑 유닛(1300)의 것과 동일한 메커니즘들을 사용한다.
동작 유닛(1200)의 오퍼레이터(1218)와 유사하게, 전달 메커니즘(1418)은 선택적으로 이동 플랫폼 상에 장착될 수 있는 로봇 암과 같은 조작 디바이스이다. 여기서, 암의 엔드 이펙터는 수확된 작물들을 파지하고 이들을 칭량/소팅 장치(1418)(또는 대안적으로 저장 공간) ― 적합한 수단의 예는 한 쌍의 턱(jaw)들일 수 있음 ― 로 전달하기 위한 수단을 포함한다. 엔드 이펙터는 또한 예비 부분들과 같은 컴포넌트들을 파지 및 전달하기 위한 수단을 포함하며, 여기서 이 수단은 동일한 수단 또는 별개의 수단일 수 있다. 보다 구체적으로, 전달 메커니즘(1418)은 6 자유도 미만으로 엔드 이펙터를 포지셔닝할 수 있는 로봇 암 이를테면, (이전에 설명된 바와 같은) '원통형' 또는 '데카르트' 암이다.
도 10은 운송 유닛(1400)의 칭량/소팅 장치(1450)를 상세히 도시한다. 칭량/소팅 장치는 가속 섹션(1552), 칭량 섹션(1554) 및 소팅 섹션(1556)을 포함하고, 작물들(14)은 예컨대, 컨베이어 벨트에 의해 이들로 연속적으로 진행한다. 가속 섹션(1602)은 작물들을 수용하고 이를 칭량 섹션에 전달하고, 이 칭량 섹션은 이들을 칭량한다. 작물들(14)의 무게에 관한 정보는 패키징에 사용되도록 여기서 저장될 수 있다. 그 후, 작물들은 소팅 방법에 의존하여 작물들(14)이 전달되는 다수의 저장 용기들(1558)이 존재하는 소팅 섹션에서 소팅된다. 이는 작물들이 올바르게 패키징되도록 유형별로 또는 크기별로 작물들을 소팅하는 데 사용될 수 있다.
도 11은 운송 유닛(1400)을 작동시키는 방법을 예시하는 흐름도를 도시한다. 위에서 언급된 바와 같이, 운송 유닛(1400)은 (일반적으로 가변 위치에 있는) 동작 유닛(1200)과 (일반적으로 고정된 위치에 있는) 도크(1100) 사이를 이동(또는 '셔틀(shuttle)')하여 수확된 작물들을 동작 유닛으로부터 도크(1100)로 전달하도록 배열된다. 인지될 바와 같이, 동작 유닛으로부터 작물들을 수집하는 운송 유닛은, 작물들을 저장 영역으로 전달하는 데 시간을 소비할 필요가 없기 때문에, 동작 유닛이 수확에 더 많은 시간을 소비하는 것을 가능하게 할 수 있다.
제1 단계(3202)에서, 중앙 프로세서는 하나 이상의 운송 유닛들(1400)의 사용을 위한 스케줄을 생성하며(이는 선택적으로 매핑 데이터 및/또는 생성된 루트들에 기초할 수 있음) ― 간단한 경우에, 특정 운송 유닛이 특정 동작 유닛(1200)에 할당될 수 있고, 동작 유닛과 도크(1100) 사이에서 연속적으로 페리될 수 있다. 다른 예에서, 운송 유닛은 다양한 운송 유닛으로부터 작물들을 수집하도록 구성될 수 있고 그리고/또는 대부분의 시간 동안 유휴 상태에 있고, 단지 간격을 두고 동작 유닛(들) 및 도크에 '실행'을 착수시킬 수 있다. 이러한 스케줄들은 이벤트들에 대한 응답으로 동적으로 업데이트된다(예컨대, 동작 유닛(1200)이 그의 루트의 끝에 도달하는 경우 새로운 스케줄들이 생성될 수 있음). 스케줄은 요구되는 정확한 움직임들을 포함할 수 있거나, 대안적으로 특정 동작 유닛들의 리스트에만 관련될 수 있으며 ― 이 경우에, 운송 유닛은 자체 능력들을 이용하여 동작 유닛(들) 및 도크를 내비게이팅한다.
제2 단계(3204)에서, 운송 유닛(1400)은 그것이 동작을 시작해야 한다는 통지를 수신하며 ― 예컨대, 운송 유닛은 안테나(1414)를 통해 중앙 프로세서로부터 통신을 수신할 수 있으며, 여기서 통신은 스케줄의 세부사항들을 포함한다.
제3 단계(3206)에서, 운송 유닛(1400)은 내비게이팅 및 이동을 위해 이전에 설명된 컴포넌트들을 사용하여 시작 포지션으로부터 동작 유닛(1200)으로 이동한다. 시작 포지션은 도크(1100)에 있을 수 있거나, 또는 대안적으로 간입 행들(18) 외부의 유휴 포지션에 있을 수 있다.
제4 단계(3208)에서, 운송 유닛(1400)은 동작 유닛(1200)의 저장 공간으로부터 작물들(14)을 수집하고 전달 메커니즘(1418)을 사용하여 칭량/소팅 장치(1450)로 이들을 전달한다. 그 후, 작물들은 칭량/소팅 장치를 사용하여 칭량 및 소팅되고 저장 용기들(1558)에 놓인다.
제5 단계(3210)에서, 운송 유닛(1400) 상에 저장된 작물들은 특정 수집 위치 ― 보다 구체적으로 도크(1100)에 주기적으로 전달된다. 전달은 사용된 운송 유닛 상의 저장 공간의 무게 또는 볼륨 임계치가 초과될 때 일어날 수 있다(적합한 센서들이 그에 따라 칭량/소팅 장치(1450)에 연결될 수 있음). 전달들은 또한, 규칙적인 시간 기간들에 또는 수확 이벤트들에 의존하여 일어날 수 있으며 ― 예컨대, 운송 유닛은 수집된 작물들을 도크로 전달하고 다른 동작 유닛을 내비게이팅하기 전에 동작 유닛이 루트를 완료할 때까지 동작 유닛(1300)을 따를 수 있다. 전달 메커니즘(1418)은 수확된 작물들을 저장 섹션들(1558)로부터 도크로 언로딩하는 데 사용된다.
제6 단계(3212)에서, 운송 유닛(1400)은 스케줄이 완료될 때까지, 그의 스케줄에 따라 동작 유닛(들)(1200)과 도크(1100) 사이에서 계속 이동하고, 작물들(14)을 수집 및/또는 저장한다. 매핑 유닛(1300)의 동작들을 중단할 때를 결정하는 것을 참조하여(즉, 매핑 유닛을 동작시키는 방법(2200)의 제6 단계(2212)에서) 설명된 기술들은 운송 유닛의 동작들을 중단할 때를 결정하는 데 사용될 수 있다. 운송 유닛(1400)은 또한 중앙 프로세서로부터 정지 커맨드가 수신되는 경우(예컨대, 충분한 작물들이 수집되었다고 중앙 프로세서가 결정하는 경우, 큰 저장 공간 내의 작물들의 볼륨이 임계 값을 초과하는 경우, 또는 수집 프로세스가 취소된 경우), 작물들의 운송을 중단할 수 있다. 부가적으로, 운송 유닛(1400)은 특정 임계치가 초과되는 경우 또는 특정 조건이 충족되는 경우(예컨대, 배터리 충전이 특정 레벨 아래로 떨어지는 경우) 운송을 중단할 수 있다.
선택적인 제7 단계(3214)에서, 운송 유닛(1400)의 유지보수가 요구되는 경우(예컨대, 배터리 레벨이 미리 결정된 임계치 아래로 떨어졌음이 검출되는 경우), 운송 유닛은 유지보수를 위해 미리 결정된 위치로 또는 대안적으로 유지보수 유닛(1500)으로 이동하도록 배열된다. 유지보수 유닛(1500)은 또한 유지보수를 수행하기 위해 운송 유닛(1400)을 내비게이팅할 수 있으며, 이는 운송 프로세스에 대한 중단을 최소화할 수 있다.
루트가 완료되면, 운송 유닛(1400)은 그 후 추가의 명령들이 수신될 때까지 동작을 중단한다. 운송 유닛은 도크(1100)로 리턴할 수 있거나 온실 식물들(12)로부터 떨어진 임의의 영역에서 유휴 상태로 안착될 수 있다.
유지보수 유닛
도 12는 본 발명에 따른 유지보수 유닛(1500)의 개략도를 도시한다. 유지보수 유닛은 다른 유닛들(즉, 매핑 유닛들(1200), 동작 유닛들(1300), 운송 유닛들(1400) 및 다른 유지보수 유닛들(1500))이 사용 불가능한 시간의 양을 최소화하고 그리하여 수확 프로세스의 속도 및/또는 신뢰성을 개선하도록 이들을 동작 상태로 유지하는 데 사용된다.
이전 유닛들과 유사하게, 유지보수 유닛(1500)은 휠들(1504)을 갖는 '파이프-레일' 트롤리(1502)를 포함한다. 동작 유닛의 다른 컴포넌트들은 트롤리 상에 장착되는데 ― 특히 이러한 다른 컴포넌트들은 카메라(1506), 프로세서(1508), 배터리(1510), 모션 제어기(1512), 안테나(1514), 유지보수 메커니즘(1518) 및 컴포넌트들에 대한 저장 공간(1520)을 포함한다.
이전에 논의된 유닛들 상에서 또한 발견될 수 있는 유지보수 유닛(1500)의 임의의 컴포넌트들은 동일한 방식으로 동작하여서, 예컨대, 유지보수 유닛(1500)의 움직임은 매핑 유닛(1300)의 것과 동일한 메커니즘들을 사용한다.
운송 유닛(1400)의 운송 메커니즘(1418)과 유사하게, 유지보수 유닛(1500)은, 선택적으로 이동 플랫폼 상에 장착될 수 있는 로봇 암과 같은 조작 디바이스이다. 보다 구체적으로, 전달 메커니즘(1418)은 (이전에 설명된 바와 같이) '원통형' 또는 '테카르트' 암과 같은 6 자유도 미만으로 그의 엔드 이펙터를 포지셔닝할 수 있는 로봇 암이다. 엔드 이펙터는 유지보수 동작들(예컨대, 컴포넌트들의 교체)에 사용하도록 구성된 한 쌍의 턱들입니다. 유지보수 메커니즘은 또한 수리 절차들에서 사용될 수 있는 스크루 드라이버들 및 렌치들과 같은 다양한 툴들을 포함할 수 있거나 이들과 상호 교환 가능할 수 있다. 이러한 툴들은 유지보수에 사용하기 위해 엔드 이펙터에 의해 파지될 수 있다. 소프트웨어 관련 유지보수가 수행되는 것을 가능하게 하기 위해 유지보수 메커니즘과 함께 또는 유지보수 메커니즘 상에 소프트웨어 연결 디바이스가 포함될 수 있다. 유지보수에 필요한 임의의 컴포넌트들(선택적으로 툴들을 포함함)은 유지보수 유닛(1500) 상의 저장 공간(1520)을 사용하여 운송된다.
도 13은 유지보수 유닛(1500)을 작동시키는 방법을 예시하는 흐름도를 도시한다. 제1 단계(4202)에서, 중앙 프로세서는 하나 이상의 운송 유닛들(1400)의 사용을 위한 스케줄을 생성한다. 이 스케줄 내에서, 디바이스의 값 및 디바이스의 상태에 의존하여 액션들에 우선순위가 주어질 수 있는데, 즉, 동작 유닛(1200)은 운송 유닛(1400)보다 더 중요한 것으로 간주될 수 있고, 고장난 유닛은 일상적인 유지보수를 필요로 하는 유닛보다 높은 우선순위로 간주될 수 있다. 스케줄은 알려진 요구 액션들(이를테면, 일상적인 유지보수)에 부분적으로 기초하며, 이벤트들(이를테면, 유닛 고장 ― 이 경우에, 유지보수 유닛이 고장난 유닛의 위치로 최우선으로 급파됨)에 기초하여 동적으로 또한 업데이트될 수 있다. 예시적인 스케줄에서, 유지보수 유닛은 다른 유닛과 함께 사용될 수 있으며 ― 예컨대, 유지보수 유닛은 동작 유닛(1200)을 따를 수 있어서, 동작 유닛 내의 임의의 예기치 않은 오기능들이 신속하게 해결될 수 있다.
제2 단계(4204)에서, 유지보수 유닛(1500)은 그것이 동작을 시작해야 한다는 통지를 수신하며 ― 예컨대, 운송 유닛은 안테나(1414)를 통해 중앙 프로세서로부터 통신을 수신할 수 있으며, 여기서 통신은 스케줄의 세부사항들을 포함한다.
제3 단계(4206)에서, 유지보수 유닛(1500)은 내비게이팅 및 이동을 위해 이전에 설명된 컴포넌트들을 사용하여 시작 포지션으로부터 특정 유닛의 위치로 이동한다. 시작 포지션은 도크(1100)에 있을 수 있거나, 또는 대안적으로 간입 행들(18) 외부의 유휴 포지션에 있을 수 있다. 대안에서, 유지보수 유닛은 에어 컨디셔닝 유닛 또는 습도 제어기와 같이, 유지보수가 요구되는 온실의 특정 부분으로 이동한다.
제4 단계(4208)에서, 유지보수 유닛(1500)은 유닛(또는 선택적으로 온실의 부분)에 대해 유지보수 액션을 수행한다. 이러한 액션들은 수리 액션, 세정 동작 또는 일상적인 유지보수 액션을 포함할 수 있으며, 여기서 이 액션은 유지보수 메커니즘(1518)을 사용하여 수행된다. 유지보수 액션을 위해 요구되는 컴포넌트들은 유지보수 유닛 상의 저장 공간(1520)에 저장되어서, 유닛 상의 오기능 컴포넌트는 저장 공간에 저장된 작동 컴포넌트로 대체될 수 있으며, 여기서 오기능 컴포넌트는 저장 공간으로 전달될 수 있다. 저장 공간은 유형별로 또는 조건별로 별개의 컴포넌트들로 분할될 수 있다.
특정 유지보수 액션들의 다른 예들은, 컴포넌트들에 액세스하기 위해 패널을 풀거나 재결합; 배터리 교체; 배터리 (선택적으로, 무선) 충전; 배선 변경; 재배선; 재부팅; 타이어/휠 변경; 펑크 수선; 세정(예컨대, 카메라 세정); 및 막힘 제거를 포함한다.
선택적인 제5 단계(4210)에서, 유지보수 유닛(1500)의 저장 공간(1520) 내에 저장된 컴포넌트들은 예컨대, 고장 컴포넌트들을 제거하거나 신선한 컴포넌트들을 가져오도록 도크 또는 온실(10)의 다른 위치에 포함된 저장 공간으로 또는 그로부터 주기적으로 전달된다. 사용된 저장 공간은 전달되는 컴포넌트에 의존할 수 있으며, 여기서 별개의 유닛들과 관련된 컴포넌트들은 상이한 위치에 포함될 수 있거나, 배터리들과 같은 범용 컴포넌트들은 함께 저장될 수 있다. 사용된 유지보수 유닛 상의 저장 공간의 무게 또는 볼륨 임계치가 초과될 때 컴포넌트 전달이 일어날 수 있다. 전달들은 또한, 정규 시간 기간들에 또는 유지보수 이벤트들에 의존하여 일어날 수 있는데, 예컨대 유지보수 유닛은 저장 공간으로 또는 각각의 수리 프로세스 후에 저장 공간으로부터 컴포넌트들을 전달할 수 있다.
제6 단계(4212)에서, 유지보수 유닛(1500)은 스케줄이 완료될 때까지 루트를 따라 이동하고 유지보수/수리/세정 절차들을 수행하기를 지속한다. 매핑 유닛(1300)의 동작들을 중단할 때를 결정하는 것을 참조하여(즉, 매핑 유닛을 동작시키는 방법(2200)의 제6 단계(2212)에서) 설명된 기술들은 유지보수 유닛의 동작들을 중단할 때를 결정하는 데 사용될 수 있다. 유지보수 유닛(1500)은 또한 중앙 프로세서로부터 정지 커맨드가 수신되는 경우(예컨대, 충분한 유닛들이 현재 기능중이라고 중앙 프로세서가 결정하는 경우, 저장 공간 내의 컴포넌트들의 볼륨이 임계 값 아래로 떨어진 경우, 또는 유지보수 프로세스가 취소된 경우), 운송을 중단할 수 있다. 부가적으로, 유지보수 유닛(1400)은 특정 임계치가 초과되는 경우(예컨대, 배터리 충전이 특정 레벨 아래로 떨어지는 경우) 운송을 중단할 수 있다.
선택적인 제7 단계(4214)에서, 유지보수 유닛(1500)의 유지보수가 요구되는 경우(예컨대, 배터리 레벨이 미리 결정된 임계치 아래로 떨어졌음이 검출되는 경우), 유지보수 유닛은 유지보수를 위해 미리 결정된 위치로 또는 대안적으로 다른 유지보수 유닛(1500)으로 이동하도록 배열된다. 다른 유지보수 유닛(1500)은 또한 유지보수(1500)를 요구하는 유지보수 유닛을 내비게이팅할 수 있다. 유지보수 유닛은 다른 유지보수 유닛들에 대한 의존도를 최소화하기 위해 자체적으로 유지보수 절차들을 수행하는 일부 용량을 가질 수 있다.
루트가 완료되면, 유지보수 유닛(1500)은 그 후 추가의 명령들이 수신될 때까지 동작을 중단한다. 유지보수 유닛은 도크(1100)로 리턴할 수 있거나 온실 식물들(12)로부터 떨어진 임의의 영역에서 유휴 상태로 안착될 수 있다.
도크
도 14는 본 발명에 따른 도크(1100)의 개략도를 도시한다. 언급된 바와 같이, 도크(1100)는 재배 환경 내의 또는 그 근처의 고정된 포지션에 로케이팅되고(예컨대, 도크는 재배 환경의 벽 또는 바닥에 고정될 수 있음) 다른 유닛들에 대한 제어 노드로서 작용한다. 도크는 또한 시스템(1000)의 다양한 유닛들을 저장하거나 다른 방식으로 이들과 맞물릴 수 있다. 도크는 중앙 프로세서(1112)를 포함하며, 이는 스케줄들 및 루트들을 생성하고 그리하여 모든 다른 유닛들을 제어하도록 배열된다. 도크는 추가로, 무선 네트워크를 통해 다른 유닛들과 통신하기 위한 안테나(1114), 유닛들을 물리적으로 수용하기 위한 도킹 섹션(1120)(벽으로 형성될 수 있음), 및 배터리(1108)를 포함한다. 도킹 섹션은 유닛들이 도크 내로 직접 구동될 수 있도록 유닛들을 수용하기 위한 성형 부분들(선택적으로 여기서 성형 부분들은 각각의 유닛의 형상과 매칭함)을 포함한다.
예시적인 유닛(1150)(본원에서 설명된 유닛들 중 임의의 것을 표현함)이 또한 도시된다. 유닛은 도크 연결부(1122)를 포함하는데, 이는 유닛의 전방 또는 후방에 로케이팅되고 유닛과 도크 간의 전자 데이터의 전달을 허용하기 위해 유닛이 도크와 맞물릴 때 도크와 인터페이싱하도록 배열되는 데이터 연결부(이를테면, USB 연결부 또는 이더넷 연결부)이다. 유닛은 또한, 도크 연결부를 통해 배터리에 대한 전하를 수신할 수 있다. 도킹 연결부는 도킹 섹션(1120) 상의 대응하는 연결부 내로 수용되도록 로케이팅되며, 선택적으로 여기서 도크 연결부는 수(male) 연결부이고 도킹 섹션 상의 연결부는 암(female) 연결부이다(또는 그 반대의 경우도 마찬가지임). 대안에서, 어떠한 물리적 도크 연결부도 제공되지 않고, 유닛은 도크와 순전히 무선으로 상호작용한다(예컨대, 유닛은 유도성으로 충전될 수 있고, 예컨대 Wi-Fi를 통해 무선으로 데이터를 통신할 수 있음).
언급된 바와 같이, 도크(1100)는 (예컨대, 도킹 섹션(1120) 상의 해치를 통해) 수확된 작물들(14)을 수용하도록 배열되며, 이는 그 후 예컨대, 컨베이어 벨트를 통해 온실(10)로부터 운송된다. 도크(1100)는 또한 작물들의 대규모 저장을 위한 공간을 포함할 수 있다.
도 15는 도크(1100)를 동작시키는 방법을 예시하는 흐름도를 도시한다. 제1 단계(5202)에서, 도크는 유닛이 도킹 섹션(1120)에 물리적으로 연결될 때까지 유휴(즉, 절전) 모드에서 대기하며, 여기서 이 연결은 예컨대, 시각적 단서들, 네트워크 단서들 또는 물리적 안내 수단(이를테면, 도크로부터 연장되는 안내 레일들)을 사용하여 제2 단계(5204)에서 도크에 의해 선택적으로 보조를 받는다. 물리적 안내 수단은 또한 유닛 또는 도크 중 어느 하나에 대한 손상을 방지하기 위해 너무 빠르게 이동하는 유닛을 느리게 하는 데 사용될 수 있다.
제3 단계(5206)에서, 도크(1100)는 데이터를 전달하고, 연결된 유닛을 충전하고, 컴포넌트들 또는 작물을 로딩 또는 언로딩하는 데 사용된다(언급된 바와 같이, 운송 유닛은 전달 메커니즘(1418)을 사용하여 운송 유닛으로부터 도크로 작물들을 전달(즉, 언로딩)함). 요구되는 도킹 시간을 감소시키기 위해, 도크(1100)는 일부 상황들에서, 유닛 내에 포함된 고갈된 배터리를 충전된 배터리로 교체할 수 있다. 그 후, 이 고갈된 배터리는 유닛이 도킹된 채로 유지될 것을 요구하지 않고 충전할 수 있다.
제4 단계(5208)에서, 도크(1100)는 추후에 설명될 바와 같이 유닛들 및 작물들(14)에 관한 데이터를 클라우드 서버/네트워크에 송신한다.
선택적인 제5 단계(5210)에서, 예컨대, 추가의 보조를 제공하기 위해 다른 유닛들이 도크에 의해 호출될 수 있으며 ― 예컨대, 유닛의 카메라는 유닛들 및/또는 위치들을 로케이팅하기 위해 사용될 수 있거나, 부가적인 운송 유닛(1300)이 제1 이송 유닛으로부터 작물들을 언로딩하는 것을 보조하기 위해 사용될 수 있다.
재배 환경
언급된 바와 같이, 온실(10)(또는 다른 재배 환경) 그 자체는 유닛들이 내비게이팅하도록 허용하는 것을 보조하기 위한 수정들을 포함하며 ― 특히, 내비게이션 보조기들(이는 각각의 유닛의 카메라를 통해 검출 가능함)은 온실 전반에 걸쳐, 예컨대 간입 행들(18) 내부 그리고/또는 그의 에지에 배치된다. 이러한 내비게이션 보조기들은 유닛들이 스스로 로케이팅할 수 있게 하도록 근처의 행(16)을 식별할 수 있다. 또한, 내비게이션 보조기들은 도크(1100) 상에 또는 그 주위에 존재할 수 있어 유닛들이 도크를 내비게이팅하는 것을 보조할 수 있다.
제어 시스템
도 16은 시스템(1000)의 컴포넌트들 사이의 연결들을 예시하는 계층적 종속성 도면을 도시한다.
구성 UI(User Interface)(102)는 제어 유닛(104)(즉, 도크(1100)의 중앙 프로세서(1112) 및/또는 그것이 통신하는 클라우드 서버)에 연결된다. 통신 네트워크 관리 시스템(106)을 사용하여, 각각의 유형의 동작(즉, 매핑 유닛들(1300)을 위한 이미지 획득(108), 동작 유닛들(1200)을 위한 수확(또는 다른 동작들)(110), 운송 유닛들(1400)을 위한 운송(114) 및 유지보수 유닛들(1500)을 위한 유지보수(112))은 다른 도면들을 참조하여 이전에 설명된 바와 같이 스케줄링 및 조정된다. 이 스케줄들은 그 후 무선 연결을 통해 유닛들에 송신되며, 여기서 각각의 유닛은 그의 연관된 액션을 수행한다.
언급된 바와 같이, 중앙 프로세서(1112)는 부가적인 프로세싱 동작들(또는 대안적으로, 프로세싱 동작들 대부분)을 수행하는 데 사용될 수 있는 클라우드 서버와 인터페이싱한다. 사용자는, 자체로 웹 포털 또는 소프트웨어 애플리케이션에 의해 액세스될 수 있는 구성 UI(102)를 통해 클라우드 서버에 액세스할 수 있다.
구성 UI(102)는 충전 및 소프트웨어 업데이트들과 같은 보조 동작들뿐만 아니라 동작들 예컨대, 매핑 및 운송을 스케줄링하도록 구성 가능하다. 사용자는 동작들을 정확하게 스케줄링할 수 있거나, 대안적으로 일반적인 파라미터들(예컨대, "map twice an hour")을 세팅할 수 있으며, 이 경우에, 정확한 스케줄링은 제어 유닛(104)에 의해 결정된다.
구성 UI(102)의 사용자는 (작물들이 수확될지를 결정하는 데 사용하기 위한) 수확에 대한 준비성 임계치, 일상적인 유지보수 시간표 및 안전 세팅들 이를테면, 최대 동작 속도들과 같은 다른 선호도들을 세팅할 수 있다. 오퍼레이터는 또한 구성 UI(102)를 사용하여 제어 유닛(104)에 의해 제어될 유닛들을 등록할 수 있다. 오퍼레이터는 또한 매핑 데이터를 생성하는 데 사용되는 온실의 계획을 입력할 수 있다.
각각의 유닛으로부터의 정보는 통신 네트워크(106)를 사용하여 조정되어서, 유닛에 관한 또는 유닛으로부터의 모든 정보는 제어 유닛(104)에 알려지게 된다. 이러한 정보는 상태 업데이트들, 이벤트 통지들, 위치 정보 및 검출 정보 이를테면, 매핑 데이터를 포함할 수 있다. 그 후, 각각의 유닛의 포지션 및 알려진 정보의 지식을 사용하여 통신이 계획될 수 있다.
대안들 및 확장들
위에서 설명된 실시예들은 시스템의 단 하나의 가능한 구현을 표현하며 ― 다수의 가능한 대안 구현들이 또한 가능하다는 것이 인지될 것이다.
시스템(1000) 및 방법(2000)은 주로 작물들의 수확(또는 작물들에 대한 다른 동작들의 수행)을 참조하여 설명되었지만, 이들은 창고 또는 공장 주변으로 아이템들을 이동시키는 것과 같은 다양한 다른 관련된 상황들에 동일하게 적용될 수 있다는 것이 인지될 것이다.
시스템(1000)의 대안적인 구현에서, 운송 유닛들(1400)(또는 다른 유닛들)은 안테나를 통한 무선 통신에 대한 대체 또는 추가로서, 다양한 유닛들과 도크 사이에 데이터(이를테면, 매핑 데이터, 루트들 등)를 물리적으로 전달하는 데 사용될 수 있다. 이는 어떠한 신뢰할 수 있는 무선 연결도 이용 가능하지 않을 때, 또는 그러한 연결을 셋업하는 데 엄청나게 비싼 경우에 유용할 수 있다. 데이터는 각각의 유닛의 도크 연결부(1122) 또는 그렇지 않으면, 유사한 데이터 연결부를 사용하여 교환될 수 있다.
도 17은 작물들(14)을 수확하기 위한 시스템(1000)의 컴포넌트 도면을 도시하며, 여기서 운송 유닛들(1400)이 데이터를 전달하는 데 사용된다. 연결 실선은 시스템의 컴포넌트들 간의 데이터 연결들을 표시하는 반면, 점선들은 수확된 작물들이 전달되는 연결들을 표시한다. 데이터는 유닛들 중 임의의 것 사이에서 전달될 수 있지만, 운송 유닛들(1400)만이 도크(1100)와 데이터를 주고 받도록 구성되며 ― 인지될 바와 같이, 이는 운송 유닛이 임의의 경우에 도크로 그리고 역으로 이동하기 때문에 구현된다. 수확된 작물들은 동작 유닛들로부터 운송 유닛들로, 그리고 최종적으로 도크로 전달된다.
시스템(1000) 및 방법(2000)이 주로 식물(14)에서 재배되고 수확 동안 식물로부터 제거되는 작물들(14), 특히 트러스들 또는 식물(14)의 지지 부분들에서 재배되는 작물들을 참조하여 설명되지만, 이들은 임의의 종류의 과일, 채소 또는 다른 작물에 동일하게 적용될 수 있다. 예컨대, '작물'은 식물의 부분보다는, 전체 식물일 수 있다. 작물들(14)이 뿌리 채소들인 경우, 동작 유닛(1200)은 작물들(14)을 파내도록 적응될 수 있다.
온실 내에서, 타겟 영역(20)은 온실 전체 또는 서브섹션으로 구성될 수 있다. 다수의 타겟 영역들이 있을 수 있으며, 여기서 각각의 타겟 영역 내에, 상이한 그룹의 유닛들이 사용되며, 예컨대 각각의 영역은 상이한 동작 유닛(1200)을 사용할 수 있다. 예컨대, 공유 도크(1100)가 모든 각각의 영역에 대해 사용될 수 있거나 동일한 유지보수 유닛(1500)이 각각의 영역에 대해 사용될 수 있도록 일부 공통 유닛들이 존재할 수 있다.
설명된 유닛들 중 임의의 것으로부터의 컴포넌트들 또는 기능들은 상호 교환 가능할 수 있어서, 임의의 유닛은 다른 유닛 또는 여러 유닛들의 기능들 중 임의의 것을 수행할 수 있다. 특히, 동작 유닛(1200)은 수정 없이 매핑 유닛(1400)의 기능을 수행할 수 있다. 운송 유닛은 또한, 예컨대, 유지보수 유닛으로서 동작할 수 있으며, 여기서 전달 메커니즘(1418)이 유지보수 메커니즘(1518)으로서 사용될 수 있거나 별개의 유지보수 메커니즘이 운송 유닛의 트롤리(1402) 상에 존재할 수 있다. 일부 시스템들에서, 모든 각각의 유닛의 특징들이 결합되어서, 단일 유닛이 설명된 기능들 각각을 수행할 수 있다.
컴포넌트들이 수동으로 또는 자동으로 대체될 수 있으며, 여기서 동일한 베이스가 상이한 조작 디바이스 또는 엔드 이펙터와 함께 사용할 수 있는데, 예컨대, 운송 유닛(1400)은 전달 메커니즘(1418)을 유지보수 메커니즘(1518)으로 대체함으로써 유지보수 유닛(1500)으로서 사용될 수 있다. 이러한 대체는 자동으로 일어날 수 있으며 ― 예컨대, 유지보수 유닛이 시스템으로부터 제거되는 경우, 다른 유닛이 자동으로 유지보수 유닛(1500)으로 변환될 수 있다. 이는 시스템에서 각각의 유닛의 최소 바람직한 수 또는 최적화된 유닛 균형에 기초할 수 있다. 다수의 상이한 엔드 이펙터들이 단일 조작 디바이스와 함께 사용될 수 있으며, 선택적으로 여기서 엔드 이펙터는 조작 디바이스가 사용되고 있을 때 변경될 수 있다. 다수의 엔드-이펙터들의 사용은 각각의 엔드 이펙터가 특정 목적들에 맞춤화되도록 허용하며 ― 예컨대, 엔드 이펙터들은 파지기, 절단기, 카메라, 프로브, 센서 등으로서 형성될 수 있다.
유닛들 중 몇몇 상에서 사용되는 조작 디바이스가 일반적으로 원통형 또는 데카르트 로봇 암으로서 설명되었지만, 전자 신호들을 통해 제어될 수 있는 임의의 형태의 관절식 암이 대안적으로 유닛 상의 사용을 위해 적응될 수 있다는 것이 인지될 것이다. 구형, 델타, 극형, 관절식, 수직 작동식, 슬라이드-기반, 로프-안내식 및 접합식(예컨대, 6 자유도) 로봇 암들을 포함하는 적합한 로봇 암들의 예들이 사용될 수 있다. 다른 대안적인 조작 디바이스들은, SCARA(selective compliance assembly robot arms), 병렬 조작기들, 의인화 로봇들 및 다수의 독립적인 액추에이터들(이를테면, 선형 액추에이터들 또는 선형 및 회전 액추에이터들)을 포함한다. 설명된 조작 디바이스들은 물론, 적절히 결합되거나 다른 방식으로 함께 통합될 수 있다는 것이 인지될 것이다.
온실(10) 내에 또는 온실의 영역 내에 사용되는 임의의 수의 각각의 유닛이 존재할 수 있다. 특정 유닛들은 특정 간입 행(18)에 할당될 수 있으며, 여기서 간입 행마다 각각의 유형의 유닛 중 하나가 존재할 수 있다. 대안적으로, 간입 행마다 일부 유형들의 유닛들이 더 많이 존재할 수 있으며, 여기서 유닛 유형들의 특정 비가 유리할 수 있다.
대안에서, 유닛들은 설명된 것보다 더 전문화될 수 있으며 ― 예컨대, 일반 유지보수 유닛(1500) 대신에 상이한 전문화된 수리 유닛들이 존재할 수 있다. 단일 유닛의 컴포넌트들은 단일 트롤리 내에 포함되지 않을 수 있다. 예컨대, 매핑 유닛(1300)은 다수의 부분들로 분할될 수 있고, 여기서 하나 이상의 카메라들(1306)이 트롤리(1302)로부터 떨어져 로케이팅된다.
유닛들은 컴포넌트들을 대체함으로써 또는 확장 가능한 컴포넌트들을 사용함으로써 크기 또는 형상을 적절히 변경할 수 있다. 이는 매핑 유닛(1300)이 위치의 더 양호한 뷰를 획득할 수 있게 하거나, 동작 유닛(1200)이 오퍼레이터(1218)의 형태를 최적화할 수 있게 할 수 있다. 예컨대, 큰 식물(12) 또는 작물들(14)의 희소(sparse) 영역에 대해 더 긴 로봇 암이 바람직할 수 있다. 유닛들은 선택적으로, 요건들에 대한 응답으로 자신들을 동적으로 재구성하도록 배열될 수 있다(또는 다른 유닛 또는 도크에 의해 동적으로 재구성될 수 있음). 일 예에서, 유닛은 상이한 종류의 유닛으로 재구성될 수 있으며 ― 예컨대, 오퍼레이터(1218) 및 저장 공간(1220)의 추가는 매핑 유닛을 동작 유닛으로 변환하는 역할을 할 수 있다.
특정 유형의 유닛은 선택적으로 다른 유닛과 적어도 어느 정도까지 통합될 수 있으며 ― 예컨대, 운송 유닛(1400)은 동작 유닛(1200)의 통합된 부분일 수 있거나(이는 정규 간격들로 도크에서 수확된 작물들을 하역하기 위해 분리됨), 또는 운송 유닛(1400)은 동작 유닛(1200) 뒤에 끌려갈 수 있다. 다른 예에서, ('마스터 유닛'으로 지칭되는) 유닛은 매핑 또는 수확과 같은 특정 작업들을 수행하기 위해 더 작은 유닛들('서브-유닛들'로 지칭될 수 있음)을 전개할 수 있다. 이 시나리오에서, 마스터 유닛은 도크(1100)의 모바일 버전으로서 작용할 수 있다.
유닛에서 사용하도록 설명된 임의의 컴포넌트들은 재배 환경(10) 내에 고정된 컴포넌트들로서 제공될 수 있으며, 예컨대 하나 이상의 오퍼레이터들(1218)은 재배 환경(10) 내의 고정된 위치들에 로케이팅될 수 있다.
설명된 시스템(1000) 및 방법(2000)은 주로 휠들을 사용하여 이동하는 유닛들을 참조하여 설명되었지만, 이들은 다른 형태의 움직임을 사용하는 유닛들에 동일하게 적용될 수 있으며, 예컨대 유닛들은 트랙들 또는 레일들 상에 있거나, 풀리 시스템(pulley system)을 사용하거나, 오버헤드 갠트리(overhead gantry)를 사용할 수 있다.
유닛들은 임의의 매체를 통해 이동할 수 있어서, 유닛들은 수상에서 또는 수중에서 또는 공기를 통해 이동할 수 있다(즉, 유닛들은 UAV(unmanned aerial vehicle)들 또는 '드론들'일 수 있음). 유닛들은 제한된 움직임 범위를 가질 수 있는데 예컨대, 이들은 제한된 수의 트랙들을 따라 이동할 수 있거나, 또는 이들은 자유롭게 이동할 수 있을 수 있다. 별개의 유닛들은 상이한 이동 수단을 사용하여 동작할 수 있는데: 예컨대, '파이프-레일' 시스템이 사용되는 경우, 동작 유닛들(1200)은 예측 가능한 경로를 따라, 간입 행(18)을 따라 이동할 수 있다. 유지보수 유닛들(1500)은 비행을 가능하게 하는 회전자 시스템과 같은 제한되지 않은 이동을 허용하는 메커니즘을 사용할 수 있는데, 그 이유는 이들이 다수의 간입 행들 내의 임의의 지점에서 이러한 행들에 있는 유닛들을 서비스하는데 요구될 수 있기 때문이다. 유닛들은 복수의 이동 메커니즘들을 포함할 수 있으며, 여기서 이들은 두 개의 이러한 메커니즘 사이에서 스위칭할 수 있다.
모션을 제어하고 파워링하기 위한 수단이 각각의 유닛 상에 포함되거나 다른 곳에 포함될 수 있다. 예컨대, 풀리 시스템은 풀리의 위치에서 구동될 수 있어서, 유닛은 자체 모션을 파워링할 필요가 없고 모션 제어기를 요구하지 않는다. 수동, 전기, 자기, 바람, 강제된 공기 또는 임의의 다른 수단(예컨대, 저장된 운동 에너지를 갖는 플라이휠(flywheel))이 모션을 파워링하는 데 사용될 수 있다.
선택적으로, 유닛들 중 임의의 것 또는 전부는 하나 이상의 전등들(또는 다른 광 소스들)을 포함하여 각각의 유닛의 카메라가 열악한 조명 환경에서 원하는 대로 동작할 수 있게 한다.
모든 유닛들이 적어도 내비게이션 목적으로 카메라를 포함하는 것으로 설명되었지만, 다양한 다른 비-시각적 센서들이 부가적으로 또는 내비게이션용 카메라 대신 사용될 수 있다는 것이 인지될 것이다. 특히, GPS 시스템들은 (설명된 바와 같이) 내비게이션을 위해 사용될 수 있고 그리고/또는 유닛들은 레이더, 라이다(lidar) 또는 초음파에 의한 측량을 위한 수단을 포함할 수 있다.
유닛들은 또한 주행 거리계를 사용하여(예컨대, 휠들의 회전을 검출할 수 있는 인코더들 또는 서보모터들, 또는 실제로, 주행 거리계들로서 구성된 다른 모션 센서들에 기초하여) 자신들을 로케이팅할 수 있을 수 있으며, 여기서 확률론적, 결정론적 및/또는 데드 레코닝(dead reckoning) 방법들이 유닛의 포지션을 결정하는 데 사용된다. 유닛은 자기 센서들(이는 재배 환경 내에서 내비게이션 보조기들 또는 다른 객체들 이를테면, 철 와이어들의 위치를 검출하는 데 사용될 수 있음), 근접도 센서들 또는 무선 통신 수단(이는, 예컨대 재배 환경 내의 미리 결정된 위치에 있는 송신기와 연관된 라디오 신호의 신호 강도를 검출하는 데 사용될 수 있음)으로부터 내비게이션에 사용하기 위한 추가의 입력들을 수신할 수 있다. 이는, 유닛이 예컨대 컴퓨터 비전 기술들을 사용하여 혼자 독립적으로 내비게이팅하기 보다는, 표시된 경로를 단순히 따르게 할 수 있을 수 있다. 내비게이션에 있어 비-시각적 센서들의 사용은 낮은-광 조건들 및 극도로 밝은 조건들에서(예컨대, 높은 강도의 광을 사용하는 실내 농장에서) 특히 유용하다.
선택적으로, 유닛들은 (예컨대, 매핑을 지속할지를 결정함에 있어) 동작들을 중단할지 또는 지속할지를 결정하고 그리고/또는 내비게이팅하기 위해 미로 검색 알고리즘들을 수행할 수 있다. 임의의 검색들은 선택적으로, 특정 루트 및/또는 동작에 대한 시작 또는 종료 포지션들을 결정하는 데 사용될 수 있다.
선택적으로, 물리적 피드백(즉, 유닛들 중 일부 또는 각각의 센서들을 통해 검출 가능한 재배 환경의 부분들 또는 객체들과의 상호작용)은 타겟 영역/재배 환경의 계획들/맵들 및/또는 매핑 데이터에 관한 문제들 및/또는 불완전성들 예컨대, 재배 환경이 예기치 않게 변하는 경우 야기되는 문제들을 결정하는 데 사용될 수 있다.
선택적으로, 유닛들 각각은 예컨대, 도크(1100)의 프로세서로부터의 명령들을 무효화함으로써, 사용자가 (완전히 또는 제한된 의미로) 유닛을 제어할 수 있도록 하기 위한 사용자 입력 디바이스들(이를테면, 다수의 버튼들 또는 다수의 옵션들을 제시하는 터치 스크린)을 포함한다. 사용자는, 예컨대, 유닛이 장애물과 충돌할 것으로 예상될 때 또는 다른 에러가 발생했거나 발생이 임박한 경우, 사용자 인터페이스 디바이스를 사용하여 특정 자율 유닛을 통제할 수 있을 수 있다.
선택적으로, 유닛들 중 임의의 것 또는 전부는 모션 동안 사용될 수 있는 충돌 검출 메커니즘을 포함한다. 이는 예컨대, 거리 측정 시스템과 같은 검출기 또는 이전 충돌 위치들을 회피하는 루트가 계획될 수 있는 가상 시스템 이를테면, 이력 데이터에 기초한 확률론적 모델일 수 있다.
선택적으로, 유닛들 중 임의의 것 또는 전부는 스스로 세정 가능하고(또는, 재배 환경(10)의 부분을 사용함으로써 또는 다른 유닛들의 도움으로 세정을 하는 것이 가능함) ― 예컨대, 유닛들은 (예컨대, 재배 환경의 컴포넌트에 대해) 스스로 닦아내거나(wipe down) 물 또는 다른 액체를 사용하여 스스로 세정하거나, 물 또는 다른 액체를 통과하여 구동되거나, 송풍기 또는 유사한 컴포넌트를 지나 구동될 수 있다.
선택적으로, 유닛들 중 임의의 것 또는 전부는 아이템 검출 메커니즘을 포함하고, 여기서 유닛들은 예컨대, 컴퓨터 비전 및 객체 인식 기술들과 함께 카메라를 사용함으로써 유닛 주위의 또는 유닛의 경로에 있는, 비효율성 또는 손상을 야기할 수 있는 임의의 아이템을 검출할 수 있다. 이러한 검출은 아이템의 설명 또는 이미지가 동반될 수 있는 경고 이를테면, 알람 또는 메시지를 초래할 수 있다. 이러한 알람 또는 메시지는 중앙 프로세서(1122)에 송신될 수 있고 구성 UI(102)를 통해 가시적일 수 있다. 아이템 검출 메커니즘은 아이템 분류 메커니즘과 결합될 수 있다.
각각의 유닛은 다양한 성능 메트릭들을 최적화하도록 프로그래밍될 수 있으며, 여기서 예컨대, 가능한 신속하게, 가능한 정확하게 작업들을 수행하기 위한 옵션, 또는 이러한 목표들 사이의 타협이 존재할 수 있다. 이러한 최적화는 위치 또는 시간에 의존할 수 있으며, 예컨대, 매핑 유닛(1300)은 작물(14) 영역을 신속하게 매핑하면서, 최소의 충분한 정확도를 여전히 달성하도록 프로그래밍될 수 있다. 이 매핑 유닛은 특이한 아이템이 검출될 때 또는 다른 유닛이 영역에 관한 더 많은 정보를 요구할 때, 이 영역의 서브섹션을 보다 정확하게 매핑할 수 있다. 다른 예에서, 매핑 유닛은 (더 빠른 움직임 속도가 캡처된 시각적 데이터의 품질을 감소시키는 경향에 기초하여) 요구된 미리 결정된 품질에 의존하여 움직임의 속도를 선택하도록 배열될 수 있다. 유사하게, 동작 유닛(1200)은 특정 작물들(14)에 대해 신속하게 동작할 수 있을 수 있지만, 다른 작물들(14)은 보다 정밀한 동작 프로세스(이는 정확도를 우선시하는 접근법을 요구할 수 있음)를 요구할 수 있다. 최적화는 사람에 의해, 도크(1100)에 의해 또는 유닛에 의해 선택될 수 있으며, 여기서 이는 작물들(14)의 특징 또는 시간에 기초하여 결정될 수 있다.
설명된 방법(2000)은 주로 경로 생성(2600) 및 시간 효율을 최대화하는 유닛 동작(즉, 여기서 작물들(14)은 최소 시간으로 수확됨)을 고려하지만, 다른 효율들이 우선시될 수 있다(또는 효율들 사이의 균형이 선택될 수 있음). 예컨대, 시스템(1000)은 유닛 움직임, 마모, 작물들 또는 식물들에 대한 손상, 또는 에너지 사용을 최소화하도록 구성될 수 있다.
유닛들 및 도크(1100)는 데이터를 수신하는 임의의 수단을 사용하여 데이터, 예컨대 스케줄들 또는 매핑 데이터를 수신할 수 있다. 이는 물리적 또는 무선 연결을 포함할 수 있어서, 각각의 유닛은 예컨대, 영역 네트워크 연결 또는 Bluetooth® 연결을 사용하여 데이터를 수신할 수 있다. 이 연결은 연속적일 수 있거나 데이터 전달이 필요할 때만 설정될 수 있다. 복수의 연결 방법들이 사용될 수 있으며, 예컨대, 도크(1100)는 인터넷 연결을 사용하여 외부 연결로부터 데이터를 수신하고, Bluetooth® 연결을 사용하여 데이터를 유닛들에 송신할 수 있다. 유닛들은 데이터를 송신하기 전에 연결되고 송신이 완료되면 단절되는 물리적 링크를 사용할 수 있거나, 일정한 물리적 링크가 존재할 수 있다.
선택적으로, 유닛들 중 임의의 것 또는 전부는 선택적으로 일시적 또는 영구적 기반으로, 자율적으로 동작하기 보다는, 인간 사용자, 서버 또는 다른 유닛에 의해 원격동작되도록 구성될 수 있다. 선택적으로, 다른 유닛들의 센서들(이를테면, 카메라들)로부터의 입력들은 (자율적으로 또는 원격동작의 부분으로서) 그 유닛의 내비게이션을 보조하기 위해 유닛과 공유될 수 있다.
선택적으로, 유닛들 중 임의의 것 또는 전부는, 예컨대 사운드를 방출하거나 서버에 통지를 발행함으로써 인간 오퍼레이터의 주의를 끌기 위해 시그널링하도록 배열될 수 있다. 이러한 시그널링은 예컨대, 유닛이 (예컨대, 도어를 통한) 액세스를 요구할 때 요구될 수 있다.
설명된 시스템(1000) 및 방법(2000)은 주로 배터리들을 사용하여 파워링되는 유닛들을 참조하여 설명되었지만, 이들은 임의의 형태의 전력을 사용하는 유닛들에 동일하게 적용될 수 있으며 ― 예컨대, 유닛들은 무선으로 또는 와이어들을 사용하여 전력 그리드에 연결될 수 있다. 특히, 도크는 발전기(generator)와 같은 영구적 또는 반-영구적 전원에 연결될 수 있다. 배터리들이 사용되는 경우에, 유선 또는 무선 충전 방법들이 사용될 수 있다.
선택적으로, 유닛들 중 임의의 것 또는 전부는 이산화탄소 레벨들, 습도 또는 광 레벨들과 같은 재배 환경의 파라미터들에 관한 정보를 획득하기 위한 센서들을 포함한다. 이 정보는 임의의 다른 유닛들 또는 도크(1100)에 송신될 수 있다
임의의 유닛 또는 도크(1100)는 빌딩 내의 제어 시스템들과 통합될 수 있어서, 환경은 요건들에 의존하여 변경될 수 있다. 매핑 유닛(1300)은, 예컨대, 시각적 데이터의 캡처를 개선하기 위해 재배 환경(10) 내의 조명이 매핑 유닛에 근접하게 수정되게 할 수 있을 수 있다.
임의의 유닛으로부터 획득된 데이터(특히, 시각적 데이터)는 작물에 대한 예측들, 예컨대 예상된 수율 또는 수확 시간을 위해 사용될 수 있다. 이러한 예측은 다수의 유닛들 또는 다수의 레코딩 시간들로부터의 데이터를 결합함으로써 개선될 수 있어서, 매핑 유닛(1300)은 다수의 매핑 실행들을 사용하여 예측을 생성할 수 있다. 이러한 예측들은 재배 환경에 대한 수정들을 제안 또는 구현하기 위해 사용될 수 있으며, 예컨대, 식물(12)이 잘 자라지 않고 있음을 데이터가 제안하는 경우 습도(또는 다른 팩터들)가 수정될 수 있다.
임의의 유닛은 무선 네트워크를 통해 도크에(1100)에 통지들을 전송할 수 있다. 이러한 통지들은 특정 시간에, 특정 액션들의 완료 시에 또는 명령이 필요한 경우에 전송될 수 있다. 이러한 통지들은 진행 보고서들의 형태일 수 있다.
선택적으로, 유닛들 중 임의의 것 또는 전부는 휠들 또는 로봇 암들과 같은 특정 컴포넌트들을 교정하도록 배열된다. 교정에서 검출된 임의의 오프셋 또는 에러는 후속 동작들에서 수정되거나 확인될 수 있다. 이는 주기적으로 발생할 수 있거나 검출된 표준이하 성능에 의해 트리거될 수 있다.
선택적으로, 유닛들 중 임의의 것 또는 전부는 상태 체크들을 수행하도록 배열된다. 예컨대, 컴포넌트들은, 이들이 올바르게 기능한다는 것을 보장하도록 테스트될 수 있고, 배터리들은 이들이 충분한 충전량(charge)을 보유할 수 있는 것을 보장하기 위해 테스트될 수 있다. 이러한 상태 정보는 저장될 수 있고, 컴포넌트 파손들 또는 유지보수와 관련된 통지들이 발행될 수 있다. 이러한 통지들은 예컨대, 로드 상태, 배터리 상태, 에러들, 위치, 스케줄 진행 및/또는 인근 객체들에 관한 정보를 포함할 수 있다. 이러한 송신은 중앙 프로세서로 하여금 다음의 솔루션들: 어쩌면, 고장난 유닛의 스케줄을 완료하거나 위험을 회피하기 위해 임의의 유닛을 재라우팅하는 것; 유지보수 유닛(1500) 또는 운송 유닛(1400)을 호출하는 것; 또는 충전 지점(이를테면, 도크(1100))로 유닛을 내비게이팅하는 것 중 임의의 것을 구현하게 할 수 있다. 배터리 레벨이 임계치 아래로 떨어질 때, 유닛은 예컨대, 충전 지점에 액세스할 수 있도록 스케줄이 수정될 수 있다.
선택적으로, 유닛들 중 임의의 것 또는 전부는 물 또는 먼지의 침입을 감소시키기 위한 커버를 포함한다. 커버는 오퍼레이터(1218)와 같은 이펙터가 통과할 수 있게 한다.
임의의 유닛은 하나 이상의 오퍼레이터들과의 상호작용을 허용하는 컴포넌트들을 포함할 수 있으며, 예컨대 시트가 포함될 수 있다. 사람은 구성 UI(102)를 사용하여, 유닛들을 모니터링하거나, 품질 제어로서 작용하거나, 또는 관찰들에 기초하여 유닛의 거동의 양상들을 수정할 수 있다.
맵들(2400)의 생성과 같이 도크(1100)에 의해 수행된 프로세스들 중 임의의 것은 대안적으로 유닛들에 의해 수행될 수 있다. 이는 루트 생성(2600), 또는 맵 데이터의 분석 또는 프로세싱과 같이 중앙 프로세서에 의해 수행될 수 있는 임의의 프로세스들을 포함할 수 있다. 이러한 분석 프로세스들은 다른 동작들 동안 수행될 수 있어서, 매핑 유닛은 동시적으로 매핑 데이터를 캡처 및 분석할 수 있다. 유사하게, 도크에 의해 수행되는 프로세스들 중 임의의 것은 대안적으로 외부 서버(예컨대 클라우드 서버)에서 수행될 수 있으며, 이 경우에, 도크는 단순히 서버로 데이터를 포워딩하고 응답을 수신하도록 작용한다.
대안에서, 어떠한 별개의 도크도 제공되지 않고, 유닛들은 각각 외부 서버와 직접 통신한다. 추가의 대안에서, 도크에 의해 수행되는 프로세싱 기능들은 다수의 유닛들 사이에 분산될 수 있다. 또 다른 대안에서, 각각의 유닛은 개별적으로 제어되며, 여기서 유닛 동작 및 액션들은 유닛 상의 센서들에 의해 수집되는 데이터에 기초할 수 있다.
머신 학습 알고리즘들 또는 뉴럴 네트워크는 선택적으로, 방법의 임의의 양상을 개선하기 위해 사용될 수 있으며, 여기서 머신 학습은 설명된 바와 같이 예컨대, 경로 생성(2600)을 최적화하거나, 수율에 관한 예측을 개선하거나, 수집된 데이터 내에서 작물들을 식별하는 데 사용될 수 있다. 적합한 기술들 및 알고리즘들의 예들은 다른 것들 중에서도, 강화 학습, 딥 콘볼루셔널 뉴럴 네트워크(deep convolutional neural network)들, 랜덤 포레스트(random forest)들, 특징 학습, 인공 지능 및 베이지안 네트워크들을 포함한다. 일반적으로 이러한 기술들 및 알고리즘들은 예측들 또는 결과들(선택적으로, 신뢰도 레벨을 포함함)을 출력하기 위해 시스템(1000) 및/또는 다른 유사한 시스템들(1000)(예컨대, 상이한 재배 환경에서 동작하는 시스템들)의 유닛들로부터 수집된 이력 데이터에 대해 트레이닝되는 컴퓨테이셔널 알고리즘들로서 제공된다.
이력 결과 데이터(즉, 이전 결과들, 맵들 또는 루트들)는 객체 인식 및 루트 생성에 사용된 모델들로의 입력으로서 직접 공급될 수 있으며, 이는 새로운 또는 업데이트된 결과들을 생성하는 것을 보조할 수 있다(예컨대, 이력 매핑 데이터 및 예측된 성장 레이트에 기초하여 특정 작물의 새로운 위치를 추정함). 모델들은 이러한 업데이트된 결과들을 생성하기 위해 규칙들, AI 또는 다른 기술들을 사용한 유기적 모델링을 사용할 수 있다. 온도, 광 레벨들(현재 및 최근) 및/또는 다른 신호들이 이러한 모델들에 통지하는 데 사용될 수 있다. 대안에서, 대략적 스케일-업 팩터, 에러 수용을 단순히 적용하거나 또는 한 세트의 결과들(예컨대, 생성된 맵)로의 반올림은 시간 경과를 고려하여 결과들을 '업데이트'하기에 충분할 수 있다.
다수의 맵들이 시간이 지남에 따라 생성되는 경우 또는 업데이트된 맵들이 추정되는 경우, 맵들(및 연관된 모델들)은 공간-시간 모델링 기술들을 통합할 수 있다. 상이한 시간 기간들의 맵들은 평균화될 수 있고(예컨대, 최신성(recency) 또는 다른 성질에 의해 가중화되거나 경감(unweighted)되는 방식으로) 그리고/또는 퍼지 기술들이 사용될 수 있다. 이전에 언급된 바와 같이, 매핑 동안 매핑 유닛(1300)의 움직임의 속도는 미리 결정된 데이터 품질 요건에 기초하여 선택될 수 있으며 ― 이는 이력 데이터와 함께 맵들을 업데이트하는 데 사용될 수 있고, 예컨대, 여기서 한 번의 '느린'(그리고 이에 따라 높은 품질의) 매핑 실행이 이따금식(예컨대, 일주일에 한 번) 수행되는 반면, 더 빠른(그리고 이에 따라 더 낮은 품질의) 매핑 실행들이 보다 빈번하게(이를테면, 하루에 한 번) 수행될 수 있다. 이러한 어레인지먼트는 수행되는 매핑의 양을 최소화하면서, 작물들의 맵을 충분히 최신으로 그리고 정확하게 유지할 수 있다. 매핑 유닛들을, 상이한 실행들에서 상이한 센서들 또는 상이한 구성들(예컨대, 샘플 주파수)을 사용하여, 예컨대, 평균화 또는 차등 기반으로 동작시킴으로써 추가의 개선이 가능해질 수 있다.
(예컨대, 에러들의 수 또는 소요된 시간에 의해 측정되는) 특정 영역을 매핑 또는 수확하는 것이 얼마나 어려운지와 같이, 매핑 및/또는 수확의 실제 구현과 관련된 표시자들이, 입력으로서 맵들에 그리고/또는 경로 생성에 사용될 수 있다.
이력 결과 데이터는 또한, 예컨대, 모델 가중치들을 정정하거나 대안적인 머신 학습 네트워크 설계들을 테스트하기 위한 머신 학습 모델들에 대한 피드백으로 사용될 수 있다 (여기서 대안들은 층들의 디스에이블, 추가의 콘볼루션/풀링을 포함한 조기 중단의 세팅, 또는 고전적인 컴퓨터 비전 기술들과 관련될 수 있음).
이력 데이터는 매핑 유닛(1300)의 효율 또는 정확도를 개선하기 위해 사용될 수 있으며, 여기서 관심 위치들은 과거 데이터를 사용하여 예측되거나 검출될 수 있다. 위치들은 이러한 과거 데이터에 대해 매핑될 수 있다.
이전에 설명된 바와 같이, 유닛들은 일반적으로 미리 결정된 타이밍들(또는 다른 요건들)에 기초하여 그리고/또는 이벤트들에 대한 응답으로 정의되는 스케줄들에 따라 동작된다. 이러한 스케줄들은 선택적으로, 예컨대, 재배 환경 전체에 걸쳐 유닛들을 재할당하기 위해 이벤트들, 용량, 필요성 및/또는 효율에 대한 응답으로 동적으로 적응될 수 있다. 예컨대, 전체 또는 부분적 매핑 실행의 주파수는 이벤트들, 과거 주파수 및 관찰되거나 예상되는 변화들 중 임의의 것에 기초하여 동적으로 결정될 수 있다. 검출된 변화는 예컨대, 매핑 데이터로부터의 발산의 결과로서 작물들에 대해 동작하는데 있어 검출된 에러일 수 있으며, 이는 매핑 데이터의 품질을 개선하기 위해 매핑 실행이 시작되게 할 수 있다. 매핑 데이터의 품질은, 예컨대, 재배 환경의 하나 이상의 기준 객체들(이를테면, 특정 내비게이션 보조기들)에 대한 매핑 데이터의 비교에 의해 테스트될 수 있다. 작물들 사이에 생성된 루트들은 또한 이벤트들, 용량, 필요성 및/또는 효율에 대한 응답으로 동적으로 조정될 수 있으며 ― 예컨대, 동작 유닛(1200)이 고장난 경우, 다른 동작 유닛들이 고장난 동작 유닛의 이전에 할당된 루트들을 커버할 수 있도록 다른 모든 동작 유닛들에 대한 루트들이 재계산될 수 있다.
각각의 유닛에 전송될 수 있는 정보에 대한 제한이 있을 수 있고 ― 따라서 단순 인터페이스가 사용될 수 있다. 시스템은 맞춤식 프로그래밍 언어를 통해 제어될 수 있다.
시스템(1000)은 동작들에 영향을 미치는 관련 데이터를 수신하기 위해 다른 시스템과 통합될 수 있으며, 예컨대, 시스템은 슈퍼마켓들에 대한 주문 정보를 수신할 수 있으며, 그에 따라, 주문 정보에 의존하여 적절한 양의 작물(14)이 수확될 수 있다. 이 시스템은 또한 빌딩 제어 시스템들 또는 재식 시스템들과 통합될 수 있으며, 여기서 재배되는 작물들의 양은 주문 정보에 기초하여 선택될 수 있다. 시스템은 또한 비효율들 또는 낭비의 모니터링과 같이 수율들을 개선하는 데 사용될 수 있는, 작물들에 관한 정보를 수집할 수 있다.
중앙 프로세서는 선택적으로, 각각의 유닛에 관한 정보를 수집할 수 있으며, 여기서 성능이 모니터링되고, 성능이 특정 임계치 아래로 떨어지는 경우, 경고들이 생성될 수 있다. 중앙 프로세서는 예컨대, 데이터를 느리게 전달하는 유닛에 더 많은 대역폭을 할당함으로써 성능을 개선하도록 자원들을 전달할 수 있을 수 있다.
중앙 프로세서는 선택적으로, 데이터가 로깅되고 세팅들을 변경하려는 임의의 사용자는 인증 프로세스를 완료해야 하는 보안 동작들을 수행할 수 있다.
중앙 프로세서는 선택적으로, 인입하고 나가는 작물들(14)과 같은 관련 물품들을 추적할 수 있다. 이 추적은 작물들을 트레이싱하는 데 사용될 수 있으며, 여기서 블록체인 기술이 추적 프로세스의 부분으로서 사용될 수 있다.
도크(1100)에 로케이팅되는 것에 대한 대안으로서, 중앙 프로세서는 오프라인 컴퓨터 상에서 구현되는 것과 같은 독립형 시스템으로서 동작할 수 있거나, 예컨대, 브라우저를 통해 제어될 수 있는 네트워크에 기초할 수 있다. 중앙 프로세서는, 추가의 네트워크 자원들이 성능을 높이거나 이용 가능한 자원들에 기초하여 작업들을 구성할 때, 이 추가의 네트워크 자원들을 요청할 수 있다.
중앙 프로세서는 선택적으로, 환경의 성능을 개선하기 위해 외부 데이터를 사용할 수 있으며, 예컨대, 날씨에 관한 데이터는 작물 수율이 최대화되도록 보장하는 데 사용될 수 있거나, 경제적인 데이터가 최적의 시간에 수확하는 데 사용될 수 있다.
중앙 프로세서는 임의의 유닛의 동작들이 취소될 수 있도록 동작 요청들을 생성, 일시중지 또는 삭제할 수 있을 수 있다.
중앙 프로세서는 성능을 높이기 위해 병렬 컴포넌트들을 사용할 수 있으며, 여기서 그것은 리던던시(redundancy)를 위해 또한 사용될 수 있고, 예컨대, RAID(Redundant Array of Independent Disk) 서버들이 사용될 수 있다. 어떠한 데이터도 손실되지 않도록 보장하기 위해 정규 백업들이 사용될 수 있으며, 백업 스케줄은 시간 또는 지각된 위험에 기초할 수 있고, 예컨대 폭풍이 예상되는 경우 백업이 수행될 수 있다.
정보(매핑 데이터, 생성된 루트들, 작물들의 레코드들, 시각적 데이터 등을 포함함)는 원시 데이터로서 저장될 수 있거나 공간을 절약하기 위해 압축될 수 있다. 정보는 보안 이유들로 암호화될 수 있다. 정보가 다양한 이러한 시스템들(1000) 사이에서 공유될 수 있으며, 여기서 성능을 개선하기 위해 축적된 정보가 사용된다.
중앙 프로세서는 수율 또는 유닛 성능을 최적화하기 위해 절단/가지치기 또는 재배 기술들을 추천하도록 배열될 수 있으며, 예컨대 작물들은 지그재그 포메이션들로 재배될 수 있다. 이러한 최적화를 수행하기 위해 또는 정보를 오퍼레이터에게 제공하기 위해 시뮬레이션들이 수행될 수 있다.
GPU(Graphical Processing Unit)들 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array)들과 같은 적절한 디바이스들을 사용하여 임의의 계산들이 수행될 수 있다.
시스템(1000)은 각각의 유닛과 통신하기 위해 드라이버들을 요구할 수 있다. 유닛들 사이의 통신들은 또한 특정 데이터 포멧들을 요구할 수 있으며, 여기서 임의의 변환들이 시스템(100)에 의해 수행될 수 있다.
시스템(1000)은 선택적으로, 사람이 각각의 유닛으로부터의 정보를 보도록 하기 위한 수단, 예컨대 카메라(1206)로부터 라이브 피드(live feed)를 보기 위한 수단을 제공할 수 있다. 예컨대, 이 피드에 기초하여, 사람이 결정을 내리는 옵션, 예컨대, 작물(14)에 대해 동작이 행해져야 하는지를 결정하는 옵션이 존재할 수 있다.
매핑
유닛
선택적으로, 매핑 유닛(1300)으로부터 수신된 시각적 데이터는, 동작 유닛(1200)으로부터의 시각적 데이터를 사용한 결정에 대한 예비 단계로서 또는 그 대신에, 동작이 작물에 대해 행해져야 하는지를 결정하는 데 사용된다.
대안에서, 어떠한 별개의 매핑 유닛(1300)도 시스템(1000)에서 사용되지 않고, 대신에, 재배 환경(10)의 (예컨대, 재배 환경의 상승된 플랫폼들 상에 장착되는) 복수의 고정 카메라들(또는 하나 이상의 이동 가능한 PTZ 카메라들)이 (방법(200)에서 사용하기 위한) 매핑 데이터가 생성될 수 있는 식물들(12) 및 작물들(14)의 '세계-장면 뷰(world-scene view)'를 제공하는 데 사용된다.
설명된 매핑 유닛(1300)은 시각적 데이터를 수집하는 카메라(1306)를 사용하지만, 임의의 적합한 센서, 예컨대, 적외선 또는 자외선 검출기, 또는 냄새 또는 터치 기반 검출기가 (대안으로서 또는 부가적으로) 사용될 수 있다. 사용되는 센서는 동적으로 조정될 수 있으며 ― 예컨대, 유닛은 야간에 카메라로부터 적외선 센서로 자동으로 스위칭될 수 있다.
선택적으로, 매핑 유닛(1300)은 센서 검출을 개선하기 위해 재배 환경(10) 내에서 임의의 작물들(14) 또는 아이템들을 이동시키기 위한 수단(예컨대, 작동 가능한 로봇 암 또는 다른 조작 디바이스)을 포함할 수 있으며, 예컨대, 작물 뒤의 영역을 보기 위해 작물이 이동될 수 있다.
선택적으로, 매핑 유닛(1300)은 작물(14) 또는 식물(12)의 특징에 관하여 다른 유닛 또는 도크(1100)에 통지하기 위해 센서들로부터 캡처된 시각적 데이터 또는 다른 데이터를 사용하는데, 예컨대, 매핑 유닛은 식물(12)의 크기를 검출하고 특별한 수확이 요구됨을 식별할 수 있으며 ― 예컨대, 사용된 동작 유닛(1200)은 대형 오퍼레이터(1218) 또는 긴 리치(reach)를 갖는 오퍼레이터를 포함할 필요가 있을 수 있다. 시각적 데이터는 또한 작물의 임의의 특징, 예컨대 존재하는 작물들의 유형, 작물들 중 임의의 것의 수확에 대한 준비성 또는 원숙도, 또는 잠재적으로 손상된 작물들을 분류하는 데 사용될 수 있다. 과거 데이터가 작물(14)의 수율에 관한 예측들을 행하는 데 사용될 수 있도록 임의의 하나 이상의 개별 작물들(14)에 관한 레코드들이 저장될 수 있다.
선택적으로, 매핑 유닛(1200)은 데이터가 중앙 프로세서에 송신되기 전에, 예컨대 데이터를 필터링 및/또는 압축함으로써 캡처된 시각적 데이터를 사전-프로세싱하도록 배열된다.
선택적으로, 매핑 데이터의 생성과 함께, 캡처된 시각적 데이터는 재배 환경(10)의 표현을 생성하는 데 사용될 수 있으며, 이는 관심 영역들 또는 객체들을 표시하거나 작물들에 관한 추가의 정보를 제공할 수 있다. 이는 시각적 표현, 수학적 표현 또는 하이브리드 시각적/수학적 표현일 수 있다.
매핑 데이터는 또한 타겟 영역(20)의 섹션 내의 알려진 특징을 사용하여 맵을 생성하는 데 사용될 수 있다. 예컨대, 작물들(14)은 마커에 대해 매핑될 수 있으며, 여기서 타겟 영역의 상이한 섹션들에 대응하는 다수의 마커들이 존재할 수 있다. 작물들은 또한 매핑 유닛(1200)에 대해 로케이팅될 수 있다.
작물들의 맵이 일반적으로 3D 또는 2D 맵인 것으로 설명되었지만, 특정 상황들에서, 맵은 예컨대 각각의 데이터 지점이 특정 높이의 특정 행을 따른 작물의 포지션과 관련되는 1D 맵일 수 있다. 매핑 유닛은 이러한 매핑 데이터를 생성하기 위해 라인 스캐너로서 적응된 카메라를 포함할 수 있다.
시각적 데이터는 작물들의 특징들에 기초하여 작물들(14)을 매핑하는 데 사용될 수 있어서, 별개의 맵들이 작물의 유형, 각각의 작물의 수확에 대한 준비성 또는 원숙도, 또는 특징들의 결합에 기초하여 생성될 수 있다. 루트들은 복수의 이러한 별개의 맵들에 기초하여 상응하게 생성될 수 있다.
동작 유닛
동작이 작물(14)에 대해 행해져야 하는지에 관한 결정은 동작 유닛(1300)에 제공된 다양한 선택적인 센서들, 예컨대 작물(14)로부터의 방출을 검출하기 위한 화학 센서로부터의 입력들에 기초하여 (적어도 부분적으로) 이루어질 수 있다. 감지는 수동적이거나 능동적일 수 있으며 ― 예컨대, 화학 반응을 유발하기 위해 작물의 일부를 태우는 데 레이저가 사용될 수 있다. 동작이 작물에 대해 행해져야 하는지를 결정하기 위해 데이터는 트레이닝된 분류기(본질적으로, 다중-모달일 수 있음)에 대해 비교될 수 있다. 적합한 센서들의 다른 예들은 적외선 센서들(또는 전자기 광의 다른 센서들) 및 수분 센서들을 포함한다. 오퍼레이터(1218)는 또한 동작이 작물에 대해 행해져야 하는지에 관한 결정의 부분으로서 사용될 수 있다. 일 예에서, 엔드 이펙터는 작물을 쥐고 부드럽게 압착하는 데 사용되며 ― 엔드 이펙터는 압력 센서를 포함하는 경우, 이들은 작물의 견고함의 표시를 획득하는 데 사용될 수 있다. 오퍼레이터는 또한 작물로부터 특정 거리만큼 작물을 편향시키는데 요구되는 힘을 측정하는 데 사용될 수 있고, 그리하여 대략적인 무게 표시를 제공한다. 센서들로부터 수신된 신호들은 설명된 트레이닝된 분류기에 대한 입력들로서 사용되어 수확을 위한 작물의 준비성의 표시를 획득한다. 분류기는 또한 프로세싱에 영향을 주기 위해 추가의 외부 입력들을 수신할 수 있으며 ― 예컨대 날씨 조건들이 악화될 가능성이 높은 경우, 분류기는 그렇지 않을 경우보다 덜 엄격한 요건들에 기초하거나 조기에 작물들이 피킹될 수 있게 하도록 구성될 수 있다.
선택적으로, 오퍼레이터(1218)는 피킹, 절단, 분쇄, 압착, 착즙 또는 흔들기를 위한 하나 이상의 툴들을 포함한다(또는 동작이 가능하도록 준비됨). 오퍼레이터는 작물(14)을 수확하기 위해 식물(12)을 잡아뜯도록 비틀림 힘(torsional force)을 사용하거나 작물(14)을 수확하기 위해 흡입 펌프를 사용할 수 있다. 다수의 오퍼레이터들(1218)이 동작 유닛(1200) 상에 포함될 수 있으며, 여기서 각각의 메커니즘은 상이한 프로세스를 수행할 수 있다. 예컨대, 다른 자유도들을 갖는 다양한 복잡성의 메커니즘들이 포함될 수 있으며, 여기서 더 복잡한 로봇 조작 디바이스는 필요할 때만, 예컨대, 작물들(14)에 도달하기 어려운 경우에만 사용될 수 있다.
동작 유닛(1300)의 오퍼레이터(1218) 및/또는 다른 컴포넌트들은 선택적으로, 비-수확 관련 동작들, 예컨대, 식물(12) 다듬기/가지치기, 살충제 도포, 작물 재배 또는 보식, 작물 유지, 재배 환경(10) 주위의 잔해 또는 식물들의 부분 제거 또는 재배 환경으로 꿀벌 방출을 수행하는 데 사용될 수 있다. 오퍼레이터(1218)는 또한 작물들(14)에 관한 데이터를 수집하는 데 사용될 수 있는 테스트들 이를테면, 힘 스트레스 테스트들을 수행하는 데 사용될 수 있다.
동작 유닛(1200)은 효율을 개선하기 위해 디-리퍼(de-leafer)와 같은 다른 식물 처리 디바이스와 함께 작동할 수 있다.
수확 동안, 작물(14)은 선택적으로 특정 길이로 절단될 수 있거나, 절단 길이는 작물(14)의 특징 이를테면, 작물의 크기에 의존하여 수확 시에 동작 유닛(1200)에 의해 결정될 수 있다.
동작 유닛(1200)은 선택적으로, 액션이 바람직할 수 있는 관심 위치들을 식별하기 위해 다른 유닛들 또는 도크(1100)와 직접적으로 또는 간접적으로 통신할 수 있다. 예컨대, 매핑 유닛(1300)은 위치 또는 영역의 개선된 맵을 획득하도록 요청될 수 있다.
선택적으로, 동작 유닛(1300)은 수확 후에 작물들(14)을 프로세싱하기 위한 메커니즘 예컨대, 트러스들로부터 작물들을 제거하기 위한 메커니즘을 포함하거나, 또는 착즙 메커니즘이 오퍼레이터(1218)가 오렌지를 피킹한 후에 오렌지로부터 주스를 추출할 수 있다. 이러한 프로세싱 메커니즘은 오퍼레이터에 포함될 수 있거나 별개일 수 있다.
선택적으로, 동작 유닛(1300)의 저장 공간(1220)은 냉장될 수 있다. 선택적으로, 저장 공간은 작물들(14)의 손실을 방지하기 위해 도어 또는 해치에 의해 커버된다.
수확 수단(1418)은 예컨대, 오퍼레이터(1218)를 사용하여 작물들(14)을 운송 유닛(1400)으로 하역할 수 있을 수 있다. 별개의 하역 메커니즘이 또한 제공될 수 있다.
대안에서, 운송 유닛(1400)을 참조하여 설명된 칭량/소팅 메커니즘(1450)이 저장 공간(1220) 대신에 또는 추가로 포함될 수 있다. 그러한 경우에, 운송 유닛은 칭량/소팅 메커니즘 대신에 저장 공간을 포함할 수 있거나, 대안적으로 운송 유닛은 시스템(1000)의 부분이 아닐 수 있다.
운송 유닛
대안에서, 전달 메커니즘(1418)은 로봇 암이 아니며, 대신에 동작 유닛(1200)의 저장 공간(1220)에 통합된 대응하는 메커니즘과 협력하도록 배열된 메커니즘의 형태를 취할 수 있다. 예컨대, 운송 유닛 및 동작 유닛은 작물들을 전달 유닛에 전달하기 위해 경사 섹션들과 함께 사용되는 협력 슬라이딩 도어들을 포함할 수 있다. 대안적으로, 동작 유닛의 저장 공간에 로케이팅된 컨테이너는, 예컨대 운송 유닛/동작 유닛 상의 컨베이어 벨트들을 사용하여 운송 유닛 상으로 전달될 수 있다. 다른 대안에서, 동작 유닛은 작물들을 운송 유닛 상에 드롭하거나 티핑(tip)하도록 저장 공간을 단순히 기울이게 구성될 수 있다. 추가의 대안적인 전달 메커니즘들은 흡입 메커니즘, 파이핑, 덕킹, 스쿠프들, 활로들, 컨베이어 벨트들, 강제 공기 메커니즘들 또는 열 리프트 메커니즘들을 포함한다.
대안에서, 동작 유닛(1200)은 미리 결정된 위치에서 작물들(14)을 하역하도록 배열되며, 이 경우에, 운송 유닛(1400)은 미리 결정된 위치로 내비게이팅하고 작물들(14)을 도크(1100)로 운송한다.
대안에서, 운송 유닛(1400)은 작물들(14)을 (도크(1100)가 아닌) 별개의 위치로 운송하도록 구성된다. 예컨대, 운송 유닛은 외부 차량(이를테면, 트럭) 상에 작물들을 로딩할 수 있다. 또한, 운송 유닛은 물론, 외부 차량으로부터 물품들을 언로딩하는 것을 보조할 수 있다.
작물들뿐만 아니라, 운송 유닛(1400)은 선택적으로, 유지보수 유닛(1500)에 의해 사용되는 컴포넌트들을 전달하도록 또한 구성될 수 있다. 운송 유닛이 컴포넌트들을 전달할 때, 운송 유닛의 동작은 작물들 대신에 컴포넌트들이 수집된다는 차이를 제외하면 설명된 것과 유사하며, 운송 유닛은 동작 유닛(1300) 대신 유지보수 유닛을 내비게이팅할 것이다. 부가적으로, 컴포넌트들은 유지보수 유닛에 전달될 뿐만 아니라 유지보수 유닛으로부터 수집될 수 있다.
칭량/소팅 메커니즘(1450)의 칭량 섹션(1454)은 선택적으로 적절한 센서들을 사용하여 크기, 형상 또는 컬러와 같은 작물(14)의 다른 양상들을 또한 카테고리화할 수 있다. 칭량/소팅 메커니즘(1450)은 선택적으로, 패키징 섹션을 또한 포함할 수 있어서, 작물들(14)은 소팅된 후에 패키징될 수 있다. 이는 특정 무게의 백(bag)에 작물들을 패키징하기 위해 칭량 데이터와 함께 사용될 수 있다. 칭량/소팅 메커니즘은 선택적으로 음식을 냉장 또는 냉동하기 위한 수단을 포함할 수 있다.
유지보수 유닛
선택적으로, 유지보수 유닛(1500)은 수행할 수 없는 수리들을 식별하고 추가의 보조를 요청할 수 있을 수 있다. 이와 관련하여, 유지보수 유닛(1500)은 임의의 유닛에 의해 생성된 에러 코드들(예컨대, 유닛의 스크린 상에서 가시적인 것들)을 식별하고 코드에 기초하여 액션의 과정을 추천할 수 있을 수 있다.
선택적으로, 유지보수 유닛(1500)은 유지보수 유닛이 고장난 유닛들을 밀어낼 수 있도록 하기 위해, 유지보수 유닛이 다른 유닛들의 고장난 휠들로부터의 임의의 저항을 극복할 수 있도록 높은 토크를 갖는 모터와 같은 다른 유닛들의 움직임을 보조하기 위한 수단을 포함한다. 유지보수 유닛은 또한 다른 유닛들의 (소프트웨어 또는 하드웨어) 기능들을 무효화하기 위한 수단을 포함할 수 있으며, 여기서 유지보수 유닛은 임의의 다른 유닛의 브레이크들을 해제하거나 임의의 오기능 소프트웨어를 리셋할 수 있을 수 있다.
선택적으로, 유지보수 유닛(1500)의 데이터 저장소는 원하는 외관 및 성능에 관한 정보를 포함하고, 여기서 유지보수 유닛은 임의의 잠재적인 문제들(예컨대, 스크래치들)을 식별하기 위해 (카메라(1506)를 사용하여) 상기 정보에 대한 유닛의 시각적 비교를 수행할 수 있다. 유지보수 유닛(1500)은 동작을 수행하는 유닛을 관찰하고, 이를 선택적으로 트레이닝된 모델에 기초하여 원하는 또는 임계 성능과 비교할 수 있을 수 있다.
선택적으로, 유지보수 유닛(1500)은 유닛의 움직임들이 차단되거나 다른 방식으로, 제 기능을 못하게 될 가능성을 감소시키기 위해 유닛들이 횡단하는 영역들로부터 잔해 또는 장애물들을 제거하도록 배열된다. 이와 관련하여, 유지보수 유닛은 장애물들을 이동시키기 위한, 특히 간입 행들(18)의 중심으로부터 멀리 장애물들을 이동시키기 위한 스쿠프 또는 쟁기를 포함할 수 있다.
유지보수 유닛(1500)은 안전 배리어들과 같은 재배 환경(10)의 컴포넌트들을 테스트하여 이들이 손상되지 않았거나 다른 방식으로, 제 기능을 못하게 되지 않았음을 보장한다. 유지보수 유닛은 또한 컴포넌트들을 테스트하기 위한 센서들을 포함할 수 있으며 ― 특히 손상, 누출 및/또는 비-균일한 온도에 대해 재배 환경의 '파이프-레일들'을 테스트하기 위한 센서들이 제공될 수 있다.
작물들(14)은 선택적으로 유지보수 유닛(1500)에 의해 모니터링 및 테스트될 수 있으며, 여기서 유지보수 유닛은 작물들(14)이 손상될 위험에 처해있지 않고 작물들(14)의 외관이 예상된 것과 유사하다는 것을 보장할 수 있다.
도크
도크(1100)는 일반적으로 유닛들을 수용하기 위한 부분들을 갖는 '벽'으로서 설명되었지만, 그것은 대안적으로 다양한 다른 물리적 형태들을 가질 수 있다. 예컨대, 도크는 유닛들을 수용 및 저장하기 위한 캐러셀 어레인지먼트를 포함할 수 있으며, 이는 공간을 절약하는 것을 보조할 수 있다. 대안적으로, 도크는 유닛들을 이동시키기 위한 컨베이어 벨트들 또는 다른 메커니즘들을 포함할 수 있으며, 여기서 유닛들은 단일 지점 또는 도크에 대한 입구에서 수용되고 그 후, 도크 내의 또는 도크 상의 적절한 위치들로 이동된다.
선택적으로, 도크(1100)는, 작물들(14)을 도크 내로 전달하는 것 및 다른 정밀한 조작 동작들을 보조하기 위한 하나 이상의 로봇 암들 또는 다른 조작 디바이스들을 더 포함할 수 있다. 선택적으로, 도크는 도크 부근의 유닛들을 모니터링하기 위한 카메라를 더 포함한다. 카메라의 사용은 로봇 암들의 동작을 보조하기 위해 컴퓨터 비전 기술들이 사용될 수 있게 할 수 있다.
도크(1100)는 선택적으로, 환경 모니터링 장비, 또는 소팅 및 패키징 장비를 포함할 수 있다. 도크(1100)는 이동 가능하지 않을 수 있어서, 크거나 무거운 모니터링 및 패키징 장비를, 유닛 대신 도크(1100)에 연결하는 것이 바람직할 수 있다. 선택적으로, 도크는 배터리들 또는 다른 아이템들(이를테면, 작물들 또는 유지보수에 사용하기 위한 부분들)을 위한 로딩 및/또는 언로딩 시설들을 더 포함한다.
도크 연결부(1122)에 추가하여, 파이프들 또는 튜브들로 형성된 별개의 연결부는, 선택적으로 유닛들과 도크(1100) 사이에서 물리적 아이템들 이를테면, 유체들, 컴포넌트들, 또는 심지어 작물들(18)을 전달하기 위해 도크 및 유닛들 각각 상에 제공될 수 있다. 대안에서, 유닛들 및 도크 각각 상의 도크 연결부에 대한 전력 연결부가 별개로 제공된다.
대안에서, 시스템(1000)은 다수의 도크들(1100), 또는 다수의 연결 지점들을 갖는 단일 도크(또는 다수의 연결 지점들을 갖는 다수의 도크들)를 포함할 수 있으며, 여기서 유닛은 재배 환경(10)의 다수의 장소들에서 도크에 연결될 수 있을 수 있다. 도크는 상이한 동작들을 수행할 수 있는 별개의 도크들로 분리될 수 있으며, 예컨대 하나의 도크는 충전을 제공하고, 다른 도크는 데이터 송신을 제공할 수 있다.
도크(1100)는 가변 높이/위치의 다수의 유형들의 연결부를 제공하도록 구성 가능할 수 있다. 이는, 도크가 다양한 유닛들과 연결되는 것을 가능하게 할 수 있으며, 새로운 유닛들이 생성되는 경우 역방향 및 전방향 호환성을 보장할 수 있다.
도크(1100)는 또한, 소프트웨어 또는 하드웨어 업데이트들, 유닛들에 관한 정보, 재배 환경(10)에 관한 정보, 유닛들에 대한 제어 시스템들 및 재배 환경(10)을, 예컨대 푸시 통지들의 형태로 사용자 디바이스에게 제공할 수 있을 수 있다. 도크는 송신 속도를 높이고 데이터 크기를 감소시키기 위해 데이터를 압축하기 위한 수단을 더 포함할 수 있다. 데이터는 또한 도크에 의해 암호화될 수 있다.
도크에 의해 수행되는 것으로 설명된 임의의 동작들은 중앙 시스템 상에서 수행될 수 있으며, 그 반대의 경우도 마찬가지고, 여기서 이는 필요한 프로세싱 전력에 의존할 수 있다. 보다 강력한 도크는 중앙 시스템에 대한 필요성 없이 더 많은 기능들을 수행할 수 있을 수 있다.
재배 환경
본 발명의 시스템 및 방법이 온실인 재배 환경을 참조하여 일반적으로 설명되었지만, 시스템 및 방법은 또한 다양한 빌딩들, 방들, (예컨대, 실내 농장의 부분을 형성하기 위한) 구조물들, 또는 개방 필드와 같은 다른 재배 환경들에 적용될 수 있다는 것이 인지될 것이다. 자율 유닛들은 재배 환경에 의존하여 적응될 수 있으며 ― 예컨대, 유닛들이 개방 필드에서 동작되는 경우, 더 큰 휠들이 사용될 수 있다.
온실(10)이 참조되는 경우, 이는 일반적으로 '파이프-레일(pipe-rail)' 시스템을 갖는 온실이다. 설명된 시스템 및 방법은 그것이 프레임들 상에 장착되고 그리고/또는 행들로 배열되는 작물들(14)을 포함하는지 여부에 관계없이, 임의의 종류의 온실에 동일하게 적용될 수 있다는 것이 인지될 것이다.
재배 환경(10)은 선택적으로, 바코드들(이를테면, ArUco 마커들), 다른 시각적 기준 재료들, 또는 안내 와이어들과 같은 다수의 가능한 내비게이션 보조기들을 포함할 수 있다. 이러한 내비게이션 보조기들(특히 안내 와이어들)은 선택적으로, 유닛들에 의해 전개될 수 있다. 추가의 예에서, 유닛들은 또한 작물들이 재배되는 레일들을 놓을 수 있을 수 있다(또는 그렇지 않으면, 재배 환경의 다른 컴포넌트들을 배치 또는 이동시킴).
장애물들은 선택적으로, 이를테면, 장애물들을 착색함으로써 유닛들에 대해 시각적으로 더 명확해질 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 특정 장애물들은 유닛들이 검출할 수 있는 비-시각적 신호를 방출하도록 구성될 수 있다. 태그들이 선택적으로 제공될 수 있어서, 유닛들은 관심 위치에 태깅할 수 있으며, 여기서 이러한 태그들은 시각적일 수 있거나 신호를 방출할 수 있다. 식물들 및/또는 작물들(14)과 대조적인 배경들이 제공될 수 있으며, 이는 작물들의 검출의 정확도를 개선할 수 있다.
재배 환경(10)은 선택적으로, 무선 액세스 포인트들과 같은 부가적인 통신 수단을 포함할 수 있다. 도크(1100)로 리턴하지 않고 유닛들이 충전될 수 있도록 부가적인 충전 지점들이 포함될 수 있다. 안전 특징들이 재배 환경에 포함될 수 으며 ― 예컨대, 간입 행들 내로의 사람의 입장을 검출하기 위해 센서들이 제공될 수 있으며, 이 경우에 신호는 중앙 프로세서에 송신되고 모든 유닛들의 동작이 유예될 수 있다. 안전 배리어들이 또한 제공될 수 있다.
재배 환경(10)은 선택적으로 작물들(14)에 의해 수신된 광량을 최적화하기 위한 메커니즘을 포함할 수 있다. 예컨대, 반사기들은 작물들(14)과 반대로 또는 작물들(14)을 향해 광을 편향시키는 데 사용될 수 있다.
재배 환경(10)은 선택적으로 유닛 성능을 개선하기 위해 통합된 센서들 이를테면, 유닛이 표면과 접촉할 때 제어 시스템에 경고하기 위해 사용될 수 있는 힘 센서들을 포함할 수 있다. 작물 수율 또는 유닛 성능을 최적화하기 위해 조명 또는 난방과 같은 제어 가능한 시스템들이 제공될 수 있다. 재배 환경은 시스템(1000)의 동작을 모니터링하는 것(또는 일반적으로 재배 환경을 모니터링하는 것)을 보조하기 위해 카메라와 같은 센서들을 더 포함할 수 있다.
재배 환경(10)은 또한 예컨대, 잎들의 축적으로 인한 간입 행들(18)의 방해를 감소시키기 위해 송풍기들을 포함할 수 있다. 활로들 및/또는 컨베이어 벨트들은 또한 재배 환경(10)으로부터 잎들과 같은 객체들을 제거하기 위해 제공될 수 있으며, 선택적으로 여기서 이들은 송풍기들과 함께 사용된다. 활로들 및/또는 컨베이어 벨트들은 또한 다른 물품들(이를테면, 재배 환경으로부터의 작물들(12))을 제거하는 데 사용될 수 있으며, 선택적으로 여기서 상이한 종류의 물품들에 대해 별개의 활로들 및/또는 컨베이어 벨트들이 제공된다.
작물(14) 성장을 개선하기 위해 인공 덩굴들과 같은 인공 시스템들이 제공될 수 있다. 작물들(14)을 접목하기 위한 시스템들이 또한 제공될 수 있다.
간입 행들(18)의 크기는 선택적으로 조절 가능할 수 있어서, 더 큰 로봇들이 이러한 행들에 적합할 수 있을 수 있다. 예시적인 구현에서, 간입 행들(18)을 압축 또는 확장하기 위해 프레임들의 행들(16)이 이동 가능할 수 있다. 또한, 이는 더 많은 작물들이 동일한 영역에서 재배될 수 있게 할 수 있다. 선택적으로, 프레임들의 행들(16)은 와이어에 의해 지지되고 재배 환경(특히, 재배 환경이 온실인 경우)의 천장에 걸리며, 이는 재배 환경 전반에 걸쳐 작물들의 난방 및 조명을 최적화하기 위해 (예컨대 행들을 층화(layer)하도록) 행들의 수직 포지션이 변동될 수 있게 할 수 있다. 그 후, 식물들 및/또는 작물들의 성장에 의존하여 행들의 포지션이 동적으로 조정될 수 있다.
재배 환경(10)은 나선형 또는 원형 행들과 같은 비-선형 행들을 사용할 수 있다. 행들(16)은 유닛들이 인간 작물 수확기들과 비교하여 동작을 위해 감소된 영역을 요구할 수 있기 때문에, 종래의 온실들보다 서로 근접하게 로케이팅될 수 있다.
대안에서, 재배 환경(10)은 예컨대, 상이한 작물들 또는 재배 조건들에 대해 적응 가능하게 되도록 구성될 수 있다. 예컨대, 작물 행들(16)은 상승 또는 하강될 수 있거나, 토양 유형이 변경될 수 있거나, 식물 유형들이 변경될 수 있다. 유사하게, 유닛들이 이동하는 임의의 레일들의 포지션과 같은 유닛 동작의 양상들이 변경될 수 있다.
선택적으로, 재배 환경(10)은 로봇 유닛들(특히, 재배 환경이 온실인 경우), 선택적으로 설명된 유닛들에 의해 형성되도록 구성되며, 여기서 재배 환경은 그것이 자율적으로 구성될 수 있도록 설계될 수 있다. 이 구현에서, 온실은 '팝-업(pop-up)' 온실로서 설명될 수 있다.
일반적으로, 본 발명은 주로 작물들의 복수의 행들로 구성되는 온실(특히 파이프-레일 시스템을 포함하는 온실)에서 사용되도록 구성되며, 여기서 식물들은 행들로 함께 재배된다는 것이 인지될 것이다. 따라서, 식물들 사이에 특정 간극이 없고 ― 이에 따라 추가의 식물로 이동하기 전에 특정 식물 상의 모든 작물들을 피킹할 필요가 없다. 따라서, 작물들은 식물별로가 아니라 행별로 피킹될 수 있다. 엔드 이펙터의 움직임의 속도는 일반적으로 상향/하향 방향에서 보다, 행의 방향에서 더 빠르기 때문에(그 이유는 전체 동작 유닛이 행을 따라 위아래로 신속하게 이동할 수 있기 때임), 특정 행을 수확하기 위한 효율적인 루트는 엔드 이펙터의 상이한 속도들의 움직임에 기초하여 생성될 수 있다. 예컨대, 루트는 일반적으로 특정 높이 주위 또는 다수의 작물들을 피킹하도록 행을 거쳐 수평으로 "스캔"하고, 엔드 이펙터의 높이를 증가시키고 그 후 상이한 높이에서 재차 "스캔"하는 전략을 포함할 수 있다.
온실에서 시스템의 적용은 또한 예컨대, 작물들이 복수의 나무들 상에서 재배되는 것(여기서 작물들은 보다 넓게 분포될 수 있음)에 비해 시스템의 엔드 이펙터 포지셔닝 양상들 및 컴퓨터 비전에 대한 부담을 감소시킬 수 있다. 이는 시스템 사용하는데 있어 프로세싱 시간을 감소시킬 수 있다.
운송 유닛들, 유지보수 유닛들 및 유닛들을 위한 도크의 사용은 재배 환경에서 작물들을 수확하기 위한 완전한(자급식) 시스템을 제공한다는 것이 또한 인지될 것이다. 효율이 도크의 사용자에 의해 개선될 수 있는데, 왜냐하면, 이는 인간 오퍼레이터들이 유닛들과 (비교적 최소로 필요한 정도까지) 상호작용할 수 있는 단일 위치를 제공할 수 있기 때문이다. 적어도 임의의 유닛들이 실행중인 동안 인간 오퍼레이터들이 재배 환경에 진입할 필요가 없을 수 있으며, 이는 재배 환경의 안전을 개선할 수 있다.
전체 재배 환경에 대해 별개의 "매핑" 및 "라우팅(routing)" 프로세스들(이들 둘 모두는 별개이며 "수확" 프로세스로부터 분리됨)의 사용은 재배 환경의 실질적으로 모든 작물들이 루트 플래닝(planning)에 사용될 수 있게 함으로써 시스템의 효율을 개선할 수 있다는 것이 추가로 인지될 것이다.
본 발명은 순전히 예로써 위에서 설명되었고, 세부사항들의 수정들이 본 발명의 범위 내에서 이루어질 수 있다는 것이 이해될 것이다.
설명에서 개시된 각각의 특징 및 (적절한 경우) 청구항들 및 도면들은 독립적으로 또는 임의의 적절한 결합으로 제공될 수 있다.
청구항들에서 나타나는 참조 번호들은 단지 예시를 위한 것이며 청구항들의 범위에 관해 어떠한 제한적인 영향도 미치지 않아야 한다.
Claims (162)
- 타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법으로서,
하나 이상의 센서들을 사용하여, 타겟 영역의 작물들과 관련된 데이터를 캡처하는 단계;
상기 캡처된 센서 데이터를 사용하여 상기 타겟 영역의 작물들의 위치들을 매핑하는 단계;
상기 매핑된 위치들에 기초하여 상기 타겟 영역의 작물들 중 적어도 일부 작물들 사이에 하나 이상의 루트들을 생성하는 단계; 및
상기 작물들 중 적어도 하나에 대해 동작하도록 상기 하나 이상의 루트들을 따라 하나 이상의 동작 유닛들을 라우팅하는 단계를 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 타겟 영역의 작물들과 관련된 데이터를 캡처하는 단계는 상기 타겟 영역에 걸쳐(through) 또는 상기 타겟 영역 주위에 하나 이상의 매핑 유닛들을 라우팅하는 단계를 포함하고,
상기 하나 이상의 매핑 유닛들은 상기 하나 이상의 센서들을 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제2 항에 있어서,
상기 하나 이상의 매핑 유닛들로부터 위치의 표시들을 수신하는 단계를 더 포함하고,
상기 타겟 영역의 작물들의 위치들을 매핑하는 단계는 상기 하나 이상의 매핑 유닛들과 관련하여 작물들을 로케이팅(locating)하는 단계를 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제3 항에 있어서,
상기 타겟 영역의 작물들의 위치들을 매핑하는 단계는 상기 하나 이상의 매핑 유닛들의 특정 시간에서의 위치들과 관련하여 작물들을 로케이팅하는 단계를 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제2 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 타겟 영역에 걸쳐 또는 상기 타겟 영역 주위에 상기 하나 이상의 매핑 유닛들을 라우팅할 때를 결정하는 단계를 더 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제5 항에 있어서,
상기 결정하는 단계는, 스케줄; 상기 작물들의 매핑된 위치들 및/또는 생성된 루트들에 관한 검출된 이슈들; 및 재배 환경(growing environment)과 연관된 관찰되거나 예상되는 이벤트들 중 하나 이상에 의존하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제2 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 타겟 영역의 작물들의 위치들을 매핑하는 단계는 상기 캡처된 데이터에 대한 미리 결정된 품질 요건에 기초하여 상기 하나 이상의 매핑 유닛들의 움직임의 속도를 선택하는 단계를 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제2 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 타겟 영역에 걸쳐 또는 상기 타겟 영역 주위에 상기 하나 이상의 매핑 유닛들을 라우팅하는 단계는, 선택적으로 상기 타겟 영역의 미리 결정된 맵에 기초하여, 상기 하나 이상의 매핑 유닛들의 하나 이상의 센서들을 사용하여 상기 타겟 영역에 걸쳐 또는 상기 타겟 영역 주위를 내비게이팅(navigating)하는 단계를 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제2 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 타겟 영역에 걸쳐 또는 상기 타겟 영역 주위에 상기 하나 이상의 매핑 유닛들을 라우팅하는 단계는, 상기 하나 이상의 매핑 유닛들의 상기 하나 이상의 센서들을 사용하여 상기 타겟 영역에 걸쳐 또는 상기 타겟 영역 주위에서 미리 결정된 경로를 따르는 단계를 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제2 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 매핑 유닛들은 상기 하나 이상의 동작 유닛들인,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제2 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 매핑 유닛들은 상기 하나 이상의 동작 유닛들과 상이한,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제2 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 매핑 유닛들은 상기 하나 이상의 동작 유닛들로서 사용되도록 구성 가능하며, 반대로 상기 하나 이상의 동작 유닛들이 상기 하나 이상의 매핑 유닛들로서 사용되도록 구성 가능한,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 타겟 영역의 작물들의 위치들을 매핑하는 단계는 상기 타겟 영역의 알려진 계획과 관련하여 상기 작물들을 로케이팅하는 단계를 더 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제13 항에 있어서,
상기 타겟 영역의 계획을 수신하는 단계를 더 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제1 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 타겟 영역의 작물들의 위치들을 매핑하는 단계는 상기 캡처된 데이터에서 작물들을 식별하는 단계를 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제15 항에 있어서,
상기 타겟 영역의 작물들의 위치들을 매핑하는 단계는 트레이닝된 모델을 사용하여, 상기 캡처된 데이터에서 작물들을 식별하는 단계를 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제16 항에 있어서,
상기 트레이닝된 모델에 대한 피드백으로서 상기 타겟 영역의 작물들의 이전에 매핑된 위치들을 사용하는 단계를 더 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제1 항 내지 제17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 작물들의 위치들을 매핑하는 단계는 로케이팅된 작물들의 맵(map)을 생성하는 단계를 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제18 항에 있어서,
상기 작물들의 위치들을 매핑하는 단계는,
상기 로케이팅된 작물들의 3차원 맵을 생성하는 단계; 및
선택적으로, 점 클라우드로서 상기 3차원 맵을 저장하는 단계를 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제18 항 또는 제19 항에 있어서,
상기 하나 이상의 동작 유닛들을 사용하여, 상기 타겟 영역의 적어도 일부에서 작물들에 대한 동작의 실질적인 어려움과 연관된 측정치를 획득하는 단계; 및
상기 측정치를 상기 생성된 맵에 통합하는 단계를 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제18 항 내지 제20 항 중 어느 한 항에 있어서,
이전에 생성된 맵 및 예상된 성장 레이트에 기초하여 상기 타겟 영역의 작물들의 매핑된 위치들을 업데이트하는 단계를 더 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제21 항에 있어서,
상기 업데이트하는 단계는 추가로, 상기 재배 환경의 측정된 조건들에 기초하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제18 항 내지 제22 항 중 어느 한 항에 있어서,
이전에 생성된 맵들을 상기 생성된 맵에 통합하는 단계를 더 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제1 항 내지 제23 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 타겟 영역의 작물들의 위치들을 매핑하는 단계는 상기 매핑 유닛에 의해 캡처된 데이터에서 작물들을 식별하는 것을 보조하기 위해 과거 매핑된 위치(historic mapped location)들을 이용하는 단계를 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제1 항 내지 제24 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 캡처된 데이터를 사용하여, 상기 작물들을 분류하는 단계를 더 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제25 항에 있어서,
작물들의 상이한 분류들과 관련된 복수의 맵들을 생성하는 단계를 더 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제1 항 내지 제26 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 센서들은 하나 이상의 카메라들을 포함하고, 상기 캡처된 데이터는 시각적 데이터인,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제27 항에 있어서,
상기 하나 이상의 카메라들은 레인지 이미징(range imaging)에 적합한 카메라를 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제1 항 내지 제28 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 루트들은 상기 타겟 영역의 작물들 중 적어도 일부 작물들 사이의 효율적인 루트들인,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제1 항 내지 제29 항 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 동작 유닛은,
모바일 카트; 및
작물들에 대해 동작하도록, 상기 카트 상에 장착된 하나 이상의 작물 조작 디바이스들을 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제30 항에 있어서,
상기 하나 이상의 루트들을 따라 하나 이상의 동작 유닛들을 라우팅하는 단계는,
상기 카트의 움직임을 지향시키는 단계; 및
상기 하나 이상의 작물 조작 디바이스들의 움직임을 지향시키는 단계를 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제30 항 또는 제31 항에 있어서,
상기 하나 이상의 루트들을 생성하는 단계는 추가로, 상기 하나 이상의 동작 유닛들의 알려진 파라미터들에 기초하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제32 항에 있어서,
상기 알려진 파라미터들은 상기 하나 이상의 동작 유닛들이 하나 이상의 특정 액션들을 수행하는 하나 이상의 통상적인 속도들 및/또는 시간들을 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제33 항에 있어서,
상기 하나 이상의 특정 액션들은,
상기 카트의 움직임; 및
상기 하나 이상의 작물 조작 디바이스들의 움직임 중 하나 이상을 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제30 항 내지 제34 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 작물 조작 디바이스들은 로봇 암(arm)들을 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제1 항 내지 제35 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 루트들을 생성하는 단계는 상기 타겟 영역의 작물들 중 적어도 일부가 수확되는 순서를 결정하는 단계를 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제1 항 내지 제36 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 루트들을 생성하는 단계는 트레이닝된 모델을 사용하는 단계를 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제1 항 내지 제37 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 루트들을 생성하는 단계는,
가시성 그래프들; 랜덤-탐색 알고리즘(random-exploring algorithm)들; 확률론적 로드 맵들; 최적 검색 알고리즘들; 팔로잉 바이 이그잼플(following by example); 및 생체영감 알고리즘(bioinspired algorithm)들 중 하나 이상을 사용하는 단계를 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제1 항 내지 제38 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 루트들을 상기 하나 이상의 동작 유닛들에 할당하는 단계를 더 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제39 항에 있어서,
상기 하나 이상의 루트들 및/또는 상기 하나 이상의 동작 유닛들에 관한 검출된 이슈들에 의존하여 상기 하나 이상의 루트들을 재생성 및/또는 재할당하는 단계를 더 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제1 항 내지 제40 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 루트들을 생성하는 단계는, 하나 이상의 미리 결정된 성능 메트릭들에 의존하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제1 항 내지 제41 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 작물들 중 적어도 하나에 대해 동작하는 것은 상기 작물들 중 적어도 하나를 수확하는 것을 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제42 항에 있어서,
특정 동작 유닛에 대한 하나 이상의 루트들 상의 각각의 작물의 위치에서, 상기 동작 유닛의 피킹 툴(picking tool)을 상기 작물로 지향시키는 단계; 및
상기 작물을 수확하는 단계를 더 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제42 항 또는 제43 항에 있어서,
상기 작물을 수확하는 단계는,
식물의 나머지로부터 상기 식물의 작물-지지 부분을 분리하는 단계; 및
상기 식물로부터 상기 작물을 분리하는 단계 중 하나를 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제42 항 내지 제44 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 동작 유닛들을 사용하여, 상기 하나 이상의 루트들 상의 특정 작물이 수확될 준비가 되었는지를 결정하는 단계를 더 포함하고,
상기 특정 작물은 상기 결정의 결과에 기초하여 수확되는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제45 항에 있어서,
상기 특정 작물이 수확될 준비가 되었는지를 결정하는 단계는 센서를 사용하여 상기 특정 작물과 관련된 데이터를 수집하는 단계를 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제42 항 내지 제46 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 타겟 영역의 작물들과 관련된 캡처된 데이터를 사용하여, 상기 타겟 영역의 특정 작물이 수확될 준비가 되었는지를 결정하는 단계를 더 포함하고,
상기 특정 작물은 상기 결정의 결과에 기초하여 수확되는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제45 항 내지 제47 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 특정 작물이 수확될 준비가 되었는지를 결정하는 단계는 작물들의 수확에 대한 준비성에 관련된 미리 결정된 분류기에 대해 상기 수집된 데이터를 비교하는 단계를 더 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제42 항 내지 제44 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 동작 유닛들은 상기 하나 이상의 루트들 상의 모든 작물들을 수확하도록 배열되는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제42 항 내지 제44 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 동작 유닛들은 상기 타겟 영역의 모든 작물들을 수확하도록 배열되는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제1 항 내지 제50 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 동작 유닛들의 하나 이상의 센서들을 사용하여 작물들과 관련된 데이터를 수집하는 단계; 및
상기 센서들을 통해 수집된 데이터에 의존하여 상기 작물들을 분류하는 단계를 더 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제1 항 내지 제51 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 동작 유닛들 상에 상기 수확된 작물들을 저장하는 단계를 더 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제1 항 내지 제52 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수확된 작물들의 수집을 위한 위치로 상기 수확된 작물들을 운송하는 단계를 더 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제53 항에 있어서,
상기 수확된 작물들의 수집을 위한 위치로 상기 수확된 작물들을 운송하는 단계는,
하나 이상의 운송 유닛들을 상기 하나 이상의 동작 유닛들로 지향시키는 단계;
수확된 작물들을 상기 하나 이상의 운송 유닛들로 전달하는 단계; 및
상기 하나 이상의 운송 유닛들을 상기 수확된 작물들의 수집을 위한 위치로 지향시키는 단계를 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제54 항에 있어서,
상기 하나 이상의 운송 유닛들의 사용을 스케줄링하는 단계를 더 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제1 항 내지 제55 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수확된 작물들을 칭량(weighing)하고 그리고/또는 소팅(sorting)하는 단계를 더 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제1 항 내지 제56 항 중 어느 한 항에 있어서,
무게 및/또는 수확에 대한 준비성에 따라, 수확된 작물들을 분류하는 단계를 더 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제1 항 내지 제57 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 작물에 대해 동작하는 것은, 다듬기; 가지치기; 농약 도포; 심기; 이식(replanting); 유지; 잔해 제거; 및 꿀벌 풀기 중 하나 이상을 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제1 항 내지 제58 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 동작 유닛들로부터 송신된 상태를 수신하는 단계를 더 포함하고,
상기 송신된 상태는 위치; 로드 상태; 배터리 상태; 그리고 에러들 또는 결함들 중 하나 이상과 관련되는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제59 항에 있어서,
상기 송신된 상태에 대한 응답으로,
상기 하나 이상의 동작 유닛들을 재라우팅하는 단계;
상기 하나 이상의 운송 유닛들을 상기 하나 이상의 동작 유닛들로 지향시키는 단계;
상기 하나 이상의 동작 유닛들을 충전 지점으로 지향시키는 단계; 및
하나 이상의 유지보수 유닛들을 상기 하나 이상의 동작 유닛들로 지향시키는 단계
중 하나 이상을 수행하는 단계를 더 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제1 항 내지 제60 항 중 어느 한 항에 있어서,
미리 결정된 임계치가 초과될 때까지 상기 하나 이상의 루트들 상의 작물들 중 하나 이상에 대해 연속적으로 동작하도록, 상기 하나 이상의 루트들을 따라 하나 이상의 동작 유닛들을 라우팅하는 단계를 포함하며,
상기 임계치는, 저장 용량; 배터리 충전; 유지보수 상태; 루트 내의 위치 중 하나 이상과 관련되는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제1 항 내지 제61 항 중 어느 한 항에 있어서,
선택적으로, 트레이닝된 모델을 사용하여, 상기 하나 이상의 동작 유닛들의 사용을 스케줄링하는 단계를 더 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제61 항에 있어서,
상기 스케줄링하는 단계는 외부 입력에 의존하고,
선택적으로, 상기 외부 입력은 작물들에 대한 수요의 표시인,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제1 항 내지 제63 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 작물들은 재배 환경에서 수확되며,
선택적으로, 상기 재배 환경은 파이프-레일 난방 시스템(pipe-rail heating system)을 갖는 온실인,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제64 항에 있어서,
상기 타겟 영역은 전체 재배 환경인,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제1 항 내지 제65 항 중 어느 한 항에 있어서,
타겟 영역에서의 다른 관심 객체들의 위치를 매핑하는 단계를 더 포함하고,
상기 다른 관심 객체들은 장애물들; 및 상기 작물들을 맺은(bearing) 식물들의 부분들 중 하나 이상인,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 재배 환경의 작물들에 대해 동작하기 위한 동작 유닛으로서,
파워링 카트(powered cart);
상기 카트 상에 장착된 하나 이상의 로봇 암들 ― 각각의 암은 작물들에 대한 동작에 사용하기 위한 엔드-이펙터(end-effector)를 가짐 ― ; 및
상기 카트의 움직임 및 상기 하나 이상의 로봇 암들의 움직임을 제어하기 위한 프로세서를 포함하고,
상기 하나 이상의 로봇 암들은 6 자유도(six degrees of freedom) 미만으로 상기 엔드-이펙터를 포지셔닝하도록 배열되는,
재배 환경의 작물들에 대해 동작하기 위한 동작 유닛. - 제67 항에 있어서,
상기 하나 이상의 로봇 암들은 각각 3개의 움직임 축들을 갖는,
재배 환경의 작물들에 대해 동작하기 위한 동작 유닛. - 제68 항에 있어서,
상기 하나 이상의 로봇 암들은 원통형 로봇 암들을 포함하는,
재배 환경의 작물들에 대해 동작하기 위한 동작 유닛. - 제68 항 또는 제69 항에 있어서,
상기 하나 이상의 로봇 암들은 데카르트(Cartesian) 로봇 암들을 포함하는,
재배 환경의 작물들에 대해 동작하기 위한 동작 유닛. - 제67 항 내지 제70 항 중 어느 한 항에 있어서,
주변 객체들과 관련된 데이터를 수신하기 위한 하나 이상의 센서들을 더 포함하고, 상기 데이터는 상기 재배 환경에 걸쳐 상기 카트를 내비게이팅하기 위해 상기 프로세서에 의해 사용되는,
재배 환경의 작물들에 대해 동작하기 위한 동작 유닛. - 제71 항에 있어서,
상기 하나 이상의 센서들은 카메라를 포함하고,
상기 프로세서는 컴퓨터 비전(computer vision)을 사용하여 상기 재배 환경에 걸쳐 상기 카트를 내비게이팅하도록 구성되는,
재배 환경의 작물들에 대해 동작하기 위한 동작 유닛. - 제71 항 또는 제72 항에 있어서,
상기 동작 유닛은 상기 재배 환경에서 타겟 영역에 걸쳐 또는 상기 타겟 영역 주위를 이동하면서 데이터를 캡처하여 상기 타겟 영역을 매핑하도록 배열되는,
재배 환경의 작물들에 대해 동작하기 위한 동작 유닛. - 제71 항 내지 제73 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 데이터는 상기 하나 이상의 로봇 암들의 정밀한(fine) 포지셔닝을 위해 상기 프로세서에 의해 사용되는,
재배 환경의 작물들에 대해 동작하기 위한 동작 유닛. - 제71 항 내지 제74 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 데이터는, 선택적으로 작물들의 수확에 대한 준비성에 관련된 미리 결정된 분류기에 대한 비교에 기초하여, 상기 타겟 영역의 특정 작물이 수확될 준비가 되었는지를 결정하도록 상기 프로세서 및/또는 외부 프로세서에 의해 사용되는,
재배 환경의 작물들에 대해 동작하기 위한 동작 유닛. - 제71 항 내지 제75 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 센서들 중 적어도 하나는 상기 하나 이상의 로봇 암들 상에 장착되는,
재배 환경의 작물들에 대해 동작하기 위한 동작 유닛. - 제67 항 내지 제76 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 주행 거리계들을 더 포함하고,
상기 주행 거리계들로부터 수신된 데이터는 상기 재배 환경에 걸쳐 상기 카트를 내비게이팅하기 위해 상기 프로세서에 의해 사용되는,
재배 환경의 작물들에 대해 동작하기 위한 동작 유닛. - 제67 항 내지 제77 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세서와 통신하는 데이터 저장소를 더 포함하는,
재배 환경의 작물들에 대해 동작하기 위한 동작 유닛. - 제78 항에 있어서,
상기 데이터 저장소는 상기 동작 유닛의 주변환경(surroundings)의 모델을 포함하고,
선택적으로, 상기 모델은 타겟 영역 내의 작물들의 맵을 포함하고,
상기 프로세서는 상기 모델을 사용하여 상기 카트 및/또는 하나 이상의 로봇 암들의 움직임을 제어할 수 있는,
재배 환경의 작물들에 대해 동작하기 위한 동작 유닛. - 제78 항 또는 제79 항에 있어서,
상기 데이터 저장소는 상기 동작 유닛에 대한 명령들을 포함하고,
상기 명령들은 카트 및/또는 하나 이상의 로봇 암들의 움직임의 움직임에 대한 하나 이상의 루트들; 및 하나 이상의 작물들에 대한 동작 명령들을 포함하는,
재배 환경의 작물들에 대해 동작하기 위한 동작 유닛. - 제67 항 내지 제80 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 로봇 암들과 함께 사용하기 위해 일반적으로 상호 교환 가능한 복수의 엔드-이펙터들을 포함하는,
재배 환경의 작물들에 대해 동작하기 위한 동작 유닛. - 제67 항 내지 제81 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 작물들에 대한 가능한 동작들은, 상기 하나 이상의 작물들의 수확; 다듬기; 가지치기; 농약 도포; 심기; 보식; 유지; 잔해 제거; 및 꿀벌 풀기 중 하나 이상을 포함하는,
재배 환경의 작물들에 대해 동작하기 위한 동작 유닛. - 제82 항에 있어서,
상기 수확은 피킹(picking); 절단; 분쇄; 압착; 착즙(crushing); 및 흔들기 중 하나 이상을 포함하는,
재배 환경의 작물들에 대해 동작하기 위한 동작 유닛. - 제67 항 내지 제83 항 중 어느 한 항에 있어서,
수확된 작물들을 저장하기 위한 수단을 더 포함하고,
바람직하게, 상기 수확된 작물들을 저장하기 위한 수단은 냉각되고,
선택적으로, 상기 저장하기 위한 수단은 상기 작물들을 칭량 및 소팅하기 위한 수단을 포함하는,
재배 환경의 작물들에 대해 동작하기 위한 동작 유닛. - 제67 항 내지 제84 항 중 어느 한 항에 있어서,
작물들이 하역될 수 있게 하도록 추가의 유닛 또는 저장 메커니즘과 협력하기 위한 수단을 더 포함하는,
재배 환경의 작물들에 대해 동작하기 위한 동작 유닛. - 제67 항 내지 제85 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세서와 통신하는 통신 수단을 더 포함하고,
상기 동작 유닛은 상기 작물들에 대한 동작과 관련된 데이터를 외부 서버에 송신하고 상기 외부 서버로부터 데이터를 수신하도록 배열되는,
재배 환경의 작물들에 대해 동작하기 위한 동작 유닛. - 제67 항 내지 제86 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 동작 유닛은 미리 결정된 스케줄에 따라 동작하도록 구성되는,
재배 환경의 작물들에 대해 동작하기 위한 동작 유닛. - 제67 항 내지 제87 항 중 어느 한 항에 있어서,
GPS 수신기를 더 포함하고,
선택적으로, 상기 동작 유닛은 위치의 표시를 서버로 송신하도록 배열되는,
재배 환경의 작물들에 대해 동작하기 위한 동작 유닛. - 제67 항 내지 제88 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 광 소스들을 더 포함하는,
재배 환경의 작물들에 대해 동작하기 위한 동작 유닛. - 제67 항 내지 제89 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 동작 유닛을 파워링하기 위한 배터리를 더 포함하는,
재배 환경의 작물들에 대해 동작하기 위한 동작 유닛. - 재배 환경에서 타겟 영역의 작물들과 관련된 데이터를 캡처하기 위한 매핑 유닛으로서,
파워링 카트;
상기 카트의 움직임을 제어하기 위한 프로세서; 및
상기 카트 상에 장착된 하나 이상의 센서들을 포함하고,
상기 매핑 유닛은 상기 재배 환경에서 타겟 영역에 걸쳐 또는 상기 타겟 영역 주위를 이동하면서 상기 하나 이상의 센서들을 사용하여 데이터를 캡처하여 타겟 영역의 작물들과 관련된 데이터를 캡처하도록 배열되는,
재배 환경에서 타겟 영역의 작물들과 관련된 데이터를 캡처하기 위한 매핑 유닛. - 제91 항에 있어서,
상기 하나 이상의 센서들은 상기 카트의 하나 초과의 측(side)으로부터 시각적 데이터를 캡처할 수 있도록 배열되는,
재배 환경에서 타겟 영역의 작물들과 관련된 데이터를 캡처하기 위한 매핑 유닛. - 제91 항 또는 제92 항에 있어서,
상기 하나 이상의 센서들은 이동 가능한,
재배 환경에서 타겟 영역의 작물들과 관련된 데이터를 캡처하기 위한 매핑 유닛. - 제91 항 내지 제93 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 센서들은 상기 카트 상의 이동 가능한 플랫폼 상에 장착되는,
재배 환경에서 타겟 영역의 작물들과 관련된 데이터를 캡처하기 위한 매핑 유닛. - 제91 항 내지 제94 항 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 센서들을 포함하는,
재배 환경에서 타겟 영역의 작물들과 관련된 데이터를 캡처하기 위한 매핑 유닛. - 제91 항 내지 제95 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 센서들은 카메라; 선택적으로 레인지 이미징에 적합한 카메라를 포함하는,
재배 환경에서 타겟 영역의 작물들과 관련된 데이터를 캡처하기 위한 매핑 유닛. - 제91 항 내지 제96 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 캡처된 데이터는 추가로, 선택적으로 컴퓨터 비전을 사용하여, 상기 재배 환경에 걸쳐 상기 카트를 내비게이팅하기 위해 상기 프로세서에 의해 사용되는,
재배 환경에서 타겟 영역의 작물들과 관련된 데이터를 캡처하기 위한 매핑 유닛. - 제91 항 내지 제97 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 주행 거리계들을 더 포함하고,
상기 주행 거리계들로부터 수신된 데이터는 상기 재배 환경에 걸쳐 상기 카트를 내비게이팅하기 위해 상기 프로세서에 의해 사용되는,
재배 환경에서 타겟 영역의 작물들과 관련된 데이터를 캡처하기 위한 매핑 유닛. - 제91 항 내지 제98 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 매핑 유닛은 미리 결정된 스케줄에 따라 동작하도록 구성되는,
재배 환경에서 타겟 영역의 작물들과 관련된 데이터를 캡처하기 위한 매핑 유닛. - 제91 항 내지 제99 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 매핑 유닛을 파워링하기 위한 배터리를 더 포함하는,
재배 환경에서 타겟 영역의 작물들과 관련된 데이터를 캡처하기 위한 매핑 유닛. - 제91 항 내지 제100 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 광 소스들을 더 포함하는,
재배 환경에서 타겟 영역의 작물들과 관련된 데이터를 캡처하기 위한 매핑 유닛. - 제91 항 내지 제101 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세서와 통신하는 통신 수단을 더 포함하고,
상기 동작 유닛은 상기 캡처된 데이터를 서버에 송신하도록 배열되는,
재배 환경에서 타겟 영역의 작물들과 관련된 데이터를 캡처하기 위한 매핑 유닛. - 제91 항 내지 제102 항 중 어느 한 항에 있어서,
GPS 수신기를 더 포함하고,
선택적으로, 상기 동작 유닛은 위치의 표시를 서버로 송신하도록 배열되는,
재배 환경에서 타겟 영역의 작물들과 관련된 데이터를 캡처하기 위한 매핑 유닛. - 타겟 영역의 작물들의 위치들을 매핑하기 위한 시스템으로서,
제102 항 또는 제103 항에 따른 하나 이상의 매핑 유닛들; 및
서버를 포함하고,
상기 서버는 상기 하나 이상의 매핑 유닛들에 의해 캡처된 시각적 데이터에서 작물들을 식별하고, 상기 타겟 영역의 알려진 계획 및/또는 상기 하나 이상의 매핑 유닛들의 위치들과 관련하여 상기 식별된 작물들을 로케이팅하여 상기 타겟 영역의 작물들의 위치를 매핑하도록 구성되는,
타겟 영역의 작물들의 위치들을 매핑하기 위한 시스템. - 재배 환경에서 수확된 작물들을 운송하기 위한 운송 유닛으로서,
파워링 카트;
상기 카트의 움직임을 제어하기 위한 프로세서; 및
작물들을 운송하기 위한 하나 이상의 컨테이너들을 포함하고,
상기 운송 유닛은 일반적으로 가변적인 제1 위치와 일반적으로 고정된 제2 위치 사이에서 셔틀(shuttle)하여, 수확된 작물들을 상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치로 운송하도록 구성되는,
재배 환경에서 수확된 작물들을 운송하기 위한 운송 유닛. - 제105 항에 있어서,
상기 일반적으로 가변적인 제1 위치는 동작 유닛, 선택적으로 제67 항 내지 제90 항 중 어느 한 항에 따른 동작 유닛의 위치인,
재배 환경에서 수확된 작물들을 운송하기 위한 운송 유닛. - 제106 항에 있어서,
상기 동작 유닛으로부터 상기 운송 유닛으로 작물들을 전달하는 것을 보조하기 위해 상기 동작 유닛과 협력하기 위한 수단을 더 포함하는,
재배 환경에서 수확된 작물들을 운송하기 위한 운송 유닛. - 제105 항 내지 제107 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 동작 유닛으로부터, 선택적으로 서버를 통해 위치의 표시를 수신하기 위한 무선 통신 수단을 더 포함하는,
재배 환경에서 수확된 작물들을 운송하기 위한 운송 유닛. - 제105 항 내지 제108 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 일반적으로 고정된 제2 위치는, 선택적으로 서버를 포함하는 도크인,
재배 환경에서 수확된 작물들을 운송하기 위한 운송 유닛. - 제105 항 내지 제109 항 중 어느 한 항에 있어서,
데이터 저장소, 및 외부 컴퓨팅 디바이스들이 상기 데이터 저장소와 통신할 수 있게 하기 위한 물리적 인터페이스를 더 포함하고,
상기 운송 유닛은 상기 제1 위치와 제2 위치 사이에서 데이터를 전달하도록 배열되는,
재배 환경에서 수확된 작물들을 운송하기 위한 운송 유닛. - 제105 항 내지 제110 항 중 어느 한 항에 있어서,
주변 객체들과 관련된 데이터를 캡처하기 위한 하나 이상의 센서들을 더 포함하고,
캡처된 데이터는, 선택적으로 컴퓨터 비전을 사용하여, 상기 재배 환경에 걸쳐 상기 카트를 내비게이팅하기 위해 상기 프로세서에 의해 사용되는,
재배 환경에서 수확된 작물들을 운송하기 위한 운송 유닛. - 제105 항 내지 제111 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 주행 거리계들을 더 포함하고,
상기 주행 거리계들로부터 수신된 데이터는 상기 재배 환경에 걸쳐 상기 카트를 내비게이팅하기 위해 상기 프로세서에 의해 사용되는,
재배 환경에서 수확된 작물들을 운송하기 위한 운송 유닛. - 제105 항 내지 제112 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 작물들을 칭량 및 소팅하기 위한 수단을 더 포함하는,
재배 환경에서 수확된 작물들을 운송하기 위한 운송 유닛. - 제105 항 내지 제113 항 중 어느 한 항에 있어서,
선택적으로 수확에 대한 준비성에 대해, 수확된 작물들을 검사하기 위한 수단을 더 포함하는,
재배 환경에서 수확된 작물들을 운송하기 위한 운송 유닛. - 제105 항 내지 제114 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 운송 유닛은 미리 결정된 스케줄에 따라 동작하도록 구성되는,
재배 환경에서 수확된 작물들을 운송하기 위한 운송 유닛. - 제105 항 내지 제115 항 중 어느 한 항에 있어서,
GPS 수신기를 더 포함하고,
선택적으로, 상기 운송 유닛은 위치의 표시를 서버로 송신하도록 배열되는,
재배 환경에서 수확된 작물들을 운송하기 위한 운송 유닛. - 제105 항 내지 제116 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 광 소스들을 더 포함하는,
재배 환경에서 수확된 작물들을 운송하기 위한 운송 유닛. - 제105 항 내지 제117 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 운송 유닛을 파워링하기 위한 배터리를 더 포함하는,
재배 환경에서 수확된 작물들을 운송하기 위한 운송 유닛. - 재배 환경의 작물들에 대해 동작하기 위해 하나 이상의 자율 유닛들과 함께 사용하기 위한 유지보수 유닛으로서,
파워링 카트;
상기 카트 상에 장착된 하나 이상의 로봇 암들 ― 각각의 암은 하나 이상의 자율 유닛들에 대한 동작에 사용하기 위한 엔드-이펙터를 가짐 ― ; 및
상기 카트의 움직임 및 상기 하나 이상의 로봇 암들의 움직임을 제어하기 위한 프로세서를 포함하고,
상기 유지보수 유닛은 상기 하나 이상의 자율 유닛들에 대해 유지보수 동작들을 수행하도록 배열되는,
재배 환경의 작물들에 대해 동작하기 위해 하나 이상의 자율 유닛들과 함께 사용하기 위한 유지보수 유닛. - 제119 항에 있어서,
상기 유지보수 동작들은, 패널들 나사풀기/나사재결합; 컴포넌트 변경; 배터리 충전; 배선교체(re-wiring); 타이어/휠 변경; 펑크 수선; 세정(예컨대, 카메라 세정); 막힘 제거 중 하나 이상을 포함하는,
재배 환경의 작물들에 대해 동작하기 위해 하나 이상의 자율 유닛들과 함께 사용하기 위한 유지보수 유닛. - 제119 항 또는 제120 항에 있어서,
주변 객체들과 관련된 데이터를 캡처하기 위한 하나 이상의 센서들을 더 포함하고,
상기 캡처된 데이터는, 선택적으로, 컴퓨터 비전을 사용하여, 상기 재배 환경에 걸쳐 상기 카트를 내비게이팅하기 위해 상기 프로세서에 의해 사용되는,
재배 환경의 작물들에 대해 동작하기 위해 하나 이상의 자율 유닛들과 함께 사용하기 위한 유지보수 유닛. - 제121 항에 있어서,
상기 캡처된 데이터는 추가로, 선택적으로, 트레이닝된 모델을 사용하여, 유지보수를 요구하는 유닛들을 식별하기 위해 프로세서에 의해 사용되는,
재배 환경의 작물들에 대해 동작하기 위해 하나 이상의 자율 유닛들과 함께 사용하기 위한 유지보수 유닛. - 제119 항 내지 제122 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 주행 거리계들을 더 포함하고,
상기 주행 거리계들로부터 수신된 데이터는 상기 재배 환경에 걸쳐 상기 카트를 내비게이팅하기 위해 상기 프로세서에 의해 사용되는,
재배 환경의 작물들에 대해 동작하기 위해 하나 이상의 자율 유닛들과 함께 사용하기 위한 유지보수 유닛. - 제119 항 내지 제123 항 중 어느 한 항에 있어서,
GPS 수신기를 더 포함하고,
선택적으로, 상기 유지보수 유닛은 위치의 표시를 서버로 송신하도록 배열되는,
재배 환경의 작물들에 대해 동작하기 위해 하나 이상의 자율 유닛들과 함께 사용하기 위한 유지보수 유닛. - 제119 항 내지 제124 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 광 소스들을 더 포함하는,
재배 환경의 작물들에 대해 동작하기 위해 하나 이상의 자율 유닛들과 함께 사용하기 위한 유지보수 유닛. - 제119 항 내지 제125 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유지보수 유닛은 스스로를 유지할 수 있는,
재배 환경의 작물들에 대해 동작하기 위해 하나 이상의 자율 유닛들과 함께 사용하기 위한 유지보수 유닛. - 하나 이상의 자율 유닛들을 위한 도크로서,
상기 하나 이상의 자율 유닛들은 제67 항 내지 제90 항 중 어느 한 항에 따른 동작 유닛; 제91 항 내지 제103 항 중 어느 한 항에 따른 매핑 유닛; 제105 항 내지 제118 항 중 어느 한 항에 따른 운송 유닛; 및 제119 항 내지 제126 항 중 어느 한 항에 따른 유지보수 유닛 중 하나 이상을 포함하는,
하나 이상의 자율 유닛들을 위한 도크. - 제127 항에 있어서,
상기 도크는 사용중이지 않을 때 상기 자율 유닛들을 저장하도록 배열되는,
하나 이상의 자율 유닛들을 위한 도크. - 제127 항 또는 제128 항에 있어서,
상기 도크는 상기 하나 이상의 자율 유닛들로부터 수확된 작물들을 수용하도록 배열되는,
하나 이상의 자율 유닛들을 위한 도크. - 제127 항 내지 제129 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도크는 상기 하나 이상의 자율 유닛들에 전력을 공급하도록 배열되는,
하나 이상의 자율 유닛들을 위한 도크. - 재배 환경으로서,
식물들을 재배하기 위한 프레임들의 복수의 행들; 및
상기 복수의 행들에 걸친 내비게이팅으로 자율 유닛들을 보조하기 위한 복수의 내비게이션 보조기(aid)들을 포함하는,
재배 환경. - 제131 항에 있어서,
상기 복수의 내비게이션 보조기들은 포지션 마커들; 안내 와이어들; 컬러 코딩 영역들; 자기 스트립들; 작물들에 대한 배경(backdrop)들; 및 장애물들 및/또는 식물들에 적용되는 가시적 태그들/바코드들 중 임의의 것 또는 전부를 포함하는,
재배 환경. - 제131 항 또는 제132 항에 있어서,
상기 재배 환경을 모니터링하기 위한 하나 이상의 카메라들을 더 포함하는,
재배 환경. - 제131 항 내지 제133 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 재배 환경으로부터 객체들을 운반하기 위한 수단을 더 포함하는,
재배 환경. - 제131 항 내지 제134 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자율 유닛들에 대한 복수의 유선 네트워크 액세스 포인트들을 더 포함하고,
상기 네트워크 액세스 포인트들은 상기 재배 환경 전반에 걸쳐 확산되는,
재배 환경. - 제131 항 내지 제135 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프레임들의 복수의 행들은 행들 사이의 간입 공간(interstitial space)들의 폭의 조정을 허용하도록 서로에 대해 이동 가능한,
재배 환경. - 제131 항 내지 제136 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프레임들의 복수의 행들은 각각의 행의 수직 포지션의 조정을 허용하도록 서로에 대해 이동 가능한,
재배 환경. - 재배 환경으로서,
식물들을 재배하기 위한 프레임들의 복수의 행들을 포함하고,
상기 프레임들의 복수의 행들은 각각의 행의 수직 포지션 및 행들 사이의 간입 공간들의 폭의 조정을 허용하도록 서로에 대해 이동 가능한,
재배 환경. - 제131 항 내지 제138 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 재배 환경은 온실인,
재배 환경. - 타겟 영역의 작물들을 수확하기 위한 시스템으로서,
타겟 영역의 작물들을 수확하기 위한 하나 이상의 동작 유닛들;
수확된 작물들을 수용하기 위한 도크; 및
상기 하나 이상의 동작 유닛들로부터 상기 도크로 수확된 작물들을 운송하기 위한 하나 이상의 운송 유닛들을 포함하는,
타겟 영역의 작물들을 수확하기 위한 시스템. - 제140 항에 있어서,
상기 하나 이상의 운송 유닛들은 상기 하나 이상의 동작 유닛들의 송신된 위치로 내비게이팅하도록 구성되는,
타겟 영역의 작물들을 수확하기 위한 시스템. - 제140 항 또는 제141 항에 있어서,
상기 하나 이상의 동작 유닛들은 제67 항 내지 제90 항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 동작 유닛들을 포함하는,
타겟 영역의 작물들을 수확하기 위한 시스템. - 제140 항 내지 제142 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 운송 유닛들은 제105 항 내지 제118 항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 운송 유닛들을 포함하는,
타겟 영역의 작물들을 수확하기 위한 시스템. - 제140 항 내지 제143 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도크는 제127 항 내지 제130 항 중 어느 한 항에 따른 도크를 포함하는,
타겟 영역의 작물들을 수확하기 위한 시스템. - 타겟 영역의 작물들에 대해 동작하기 위한 시스템으로서,
작물들에 대해 동작하기 위한 하나 이상의 동작 유닛들;
타겟 영역의 작물들과 관련된 데이터를 캡처하는 하나 이상의 매핑 유닛들;
프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는,
캡처된 센서 데이터를 사용하여 상기 타겟 영역의 작물들의 위치들을 매핑하고;
상기 매핑된 위치들에 기초하여 상기 타겟 영역의 작물들 중 적어도 일부 작물들 사이에 하나 이상의 루트들을 생성하고; 그리고
상기 하나 이상의 루트들 상의 작물들 중 적어도 하나에 대해 동작하도록 상기 하나 이상의 루트들을 따라 상기 하나 이상의 동작 유닛들을 라우팅하기 위한 것인,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하기 위한 시스템. - 제145 항에 있어서,
상기 하나 이상의 동작 유닛들은 제67 항 내지 제90 항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 동작 유닛들을 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하기 위한 시스템. - 제145 항 또는 제146 항에 있어서,
상기 하나 이상의 매핑 유닛들은 제91 항 내지 제103 항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 매핑 유닛들을 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하기 위한 시스템. - 제145 항 내지 제147 항 중 어느 한 항에 있어서,
수확된 작물들을 수용하기 위한 도크를 더 포함하고,
선택적으로, 상기 프로세서는 상기 도크에 로케이팅되는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하기 위한 시스템. - 제148 항에 있어서,
상기 도크는 제127 항 내지 제130 항 중 어느 한 항에 따른 도크를 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하기 위한 시스템. - 제145 항 내지 제149 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 동작 유닛들로부터 상기 도크로 수확된 작물들을 운송하기 위한 하나 이상의 운송 유닛들을 더 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하기 위한 시스템. - 제150 항에 있어서,
상기 하나 이상의 운송 유닛들은 제105 항 내지 제118 항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 운송 유닛들을 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하기 위한 시스템. - 제150 항 또는 제151 항에 있어서,
상기 하나 이상의 운송 유닛들은 물리적 데이터 연결들을 통해 상기 유닛들과 상기 도크 사이에서 데이터를 통신하도록 배열되는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하기 위한 시스템. - 제145 항 내지 제152 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 동작 유닛들; 상기 하나 이상의 매핑 유닛들; 및/또는 상기 하나 이상의 운송 유닛들을 유지하기 위한 하나 이상의 유지보수 유닛들을 더 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하기 위한 시스템. - 제153 항에 있어서,
상기 하나 이상의 유지보수 유닛들은 제105 항 내지 제118 항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 유지보수 유닛들을 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하기 위한 시스템. - 제145 항 내지 제154 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세서와의 통신을 위해 제공되는 통신 수단을 더 포함하고,
상기 유닛들 각각은 상기 프로세서로부터 데이터를 수신하기 위한 통신 수단을 포함하는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하기 위한 시스템. - 제145 항 내지 제155 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유닛들 전부는 모바일 카트를 포함하여서, 상기 유닛들은 상호 교환 가능하고 모듈식이 되는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하기 위한 시스템. - 제145 항 내지 제156 항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 항 내지 제66 항 중 어느 한 항의 방법을 구현하도록 구성되는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하기 위한 시스템. - 제145 항 내지 제156 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 타겟 영역은 제131 항 내지 제139 항 중 어느 한 항에 따른 재배 환경 내에 있는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하기 위한 시스템. - 제1 항 내지 제66 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 동작 유닛들은 제68 항 내지 제88 항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 동작 유닛들인,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제2 항, 또는 제2 항을 인용하는 제3 항 내지 제66 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 매핑 유닛들은 제91 항 내지 제103 항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 매핑 유닛들인,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제1 항 내지 제66 항 또는 제159 항 또는 제160 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 타겟 영역은 제131 항 내지 제139 항 중 어느 한 항에 따른 재배 환경 내에 있는,
타겟 영역의 작물들에 대해 동작하는 방법. - 제1 항 내지 제66 항 또는 제159 항 내지 제161 항 중 어느 한 항의 방법을 수행하도록 적응된 소프트웨어 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
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