專利名稱：用來按體積處理地面和植物的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于按需要和根據(jù)體積控制地面和植物的方法，特別是通過規(guī)則或不規(guī)則地種植有植物的區(qū)域上，進(jìn)行輸出/定量施加如植物防護(hù)劑和/或肥料以及水的噴淋劑處理土壤、下木層(Unterwuchs)護(hù)理和/或加工和處理植物，所述植物包括如路邊林蔭樹或森林樹木等；庭院作物，特別是葡萄作物和水果作物，啤酒花、柑橘、橄欖等等；灌木或亞灌木如香蕉等，其中植物用通過固定在一可開動(dòng)的支承裝置上的在植物上方循環(huán)駛過的單個(gè)傳感器產(chǎn)生的脈沖的單色激光束掃描，被樹葉反射回來的射線譜被該傳感器接收，接收的光信號(hào)形式的射線譜被轉(zhuǎn)換并將其輸送給計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存、處理此信號(hào)，并根據(jù)植物的狀況通過發(fā)出用來操縱配設(shè)于可開動(dòng)的支承裝置的噴淋裝置和鼓風(fēng)機(jī)和/或處理裝置的開關(guān)信號(hào)控制噴淋劑量的輸出/定量供給、地面和植物的處理以及收獲。
此外本發(fā)明涉及一種用來實(shí)施此方法的系統(tǒng)，它具有一可行駛的支承裝置，例如車輛和/或連接在其上的工作機(jī)械，一固定在支承裝置上的帶有用來發(fā)出脈沖激光束的射線源的傳感器、一可繞一垂直軸旋轉(zhuǎn)的用來將射線對(duì)準(zhǔn)葉面的鏡子，一用來接收被葉面反射回來的射線的射線接收器，一用來處理反射回來的射線和控制固定在支承裝置上的具有一噴嘴的帶有噴淋劑儲(chǔ)存容器的噴淋裝置(其中噴嘴設(shè)置在離傳感器較大距離處)，一用來輸送噴淋劑給噴嘴的液壓泵，用來開關(guān)噴嘴的閥和一用來產(chǎn)生兩相流動(dòng)的鼓風(fēng)機(jī)。
此外本發(fā)明還涉及一種用來實(shí)施本方法的系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有一可開動(dòng)的支承裝置，例如車輛和/或連接在其上的工作機(jī)械，一固定在支承裝置上的帶有用來發(fā)出脈沖激光束的射線源的傳感器，一可繞一垂直軸旋轉(zhuǎn)的用來將射線對(duì)準(zhǔn)樹葉面的鏡子，一用來接收被樹葉面反射回來的射線的射線接收器、一用來處理反射射線和控制至少一個(gè)固定在支承裝置上的處理裝置的計(jì)算機(jī)，其中所述至少一個(gè)處理裝置設(shè)置在離傳感器較遠(yuǎn)距離處。
背景技術(shù)：
在用液體防護(hù)劑和/或肥料處理植物時(shí)必須將規(guī)定劑量的有效物質(zhì)可靠地噴在植物或病害的所有目標(biāo)表面上。為了將有效物質(zhì)噴散在庭院作物，如葡萄、水果、啤酒花、柑橘、橄欖等等上采用噴霧器，該噴霧器將霧化的植物防護(hù)劑的液滴的兩相自由射束輸送到位于噴霧器側(cè)面和上方的植物目標(biāo)面上。這時(shí)噴霧器在形成一行駛通道的植物行之間穿過行駛。根據(jù)植物形式和修剪的不同可以這樣地種植植物，使植物在行駛通道上方形成一封閉的植物覆蓋/植被。例如在種植葡萄時(shí)形成藤架蓋或在果園中時(shí)形成空的冠蓋。
為了向庭院作物，如葡萄、果樹和啤酒花施加液體植物防護(hù)劑，采用帶有超聲控制的噴嘴(見DE3900221A1，DE3900223A1)或光學(xué)或激光控制噴嘴(見DE19518058A1，EP0554732A1，EP0743001A1)的噴霧器。所述已知裝置采用多個(gè)單個(gè)噴嘴，所述噴嘴由單個(gè)傳感器控制。各個(gè)傳感器在傳感器的測(cè)量區(qū)內(nèi)識(shí)別目標(biāo)面例如樹葉面的存在。
對(duì)于每個(gè)高度區(qū)域由傳感器信號(hào)曲線得出是-否-判斷，使得對(duì)植物的處理總是在不存在噴霧器的射束到達(dá)的植物的目標(biāo)面的時(shí)候和地點(diǎn)中斷。
按DE 195 18 058 A1用各個(gè)相互疊放設(shè)置的傳感器，尤其是光學(xué)檢測(cè)儀，對(duì)植物進(jìn)行分區(qū)地檢測(cè)與噴嘴相配的植物的高度區(qū)。因此植物只能在窄的取樣帶上被識(shí)別。在傳感器之間水平生長(zhǎng)的枝條或藤蔓未被識(shí)別。不能提供關(guān)于在噴嘴和目標(biāo)之間的相當(dāng)于所要求噴淋劑液滴的飛行路程的當(dāng)時(shí)的距離信息。這意味著，在噴淋劑時(shí)不能實(shí)現(xiàn)噴嘴預(yù)期的開關(guān)，使得噴淋劑特別不能目標(biāo)準(zhǔn)確地噴至離噴霧器較遠(yuǎn)的工作區(qū)，如樹木或葡萄藤的較稀疏的頂端區(qū)域內(nèi)。但是從植物病理學(xué)的觀點(diǎn)來看這些工作區(qū)特別易感，必須對(duì)其進(jìn)行可靠的處理，以防止作物感染。
此外由US 5,278,423 A1已知一種方案，它在噴淋法中采用一單獨(dú)的用來檢測(cè)樹葉并產(chǎn)生用于控制農(nóng)用噴霧器的輸出信號(hào)的循環(huán)的激光傳感器。在這種噴淋法中使用發(fā)自一傳感器的用脈沖的觸發(fā)器信號(hào)觸發(fā)的脈沖激光束進(jìn)行測(cè)量。一接收器接收由目標(biāo)樹上的一點(diǎn)反射的激光束，其中接收器設(shè)有一用于代表所選擇的脈沖射線的傳遞時(shí)間的輸出量，此輸出量相當(dāng)于從目標(biāo)點(diǎn)到接收器的傳遞時(shí)間。脈沖激光束垂直掃描目標(biāo)樹的葉面，這里掃描由一角度確定，此角度相當(dāng)于激光束相對(duì)于一基準(zhǔn)角的角度。
然后確定在一個(gè)掃描周期期間傳感器的位置，在這個(gè)位置時(shí)掃描周期定義為激光束在一沿噴霧器運(yùn)動(dòng)軸線的位置在一垂直掃描平面內(nèi)繞一噴霧器路徑的軸線的一整周。接著確定多個(gè)規(guī)定的噴射區(qū)。噴射區(qū)具有預(yù)定的方向并且打開設(shè)置在噴霧器上的噴射頭，以噴出噴淋劑。
工作區(qū)、角度和距離信息由一微處理器處理，以便考慮到樹高和噴霧頭的相應(yīng)于這個(gè)高度的位置，以使噴霧器以合適的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)掃描測(cè)量。
用于這種已知方法的傳感器由用來確定從傳感器到排成傳感器沿其運(yùn)動(dòng)的行的帶樹葉的樹的區(qū)域，和用來發(fā)出關(guān)于該區(qū)域的相應(yīng)輸出數(shù)據(jù)(對(duì)應(yīng)于對(duì)于該區(qū)域的每次數(shù)據(jù)輸出的傳感器角度)的激光裝置、用來確定傳感器沿樹葉(方向)的路段的裝置(其中路段表示傳感器和噴霧頭之間的距離)、用來處理相應(yīng)的區(qū)域和路段的輸出數(shù)據(jù)以確定被檢測(cè)的樹葉的存在和特征的裝置組成，其中處理裝置發(fā)出對(duì)于適用的農(nóng)用噴霧器的控制信號(hào)。
用這種已知方案作為一個(gè)整體識(shí)別整個(gè)葉面或樹冠或蔭影面，借助于識(shí)別的結(jié)果控制噴嘴的噴出噴淋劑。這個(gè)方案既不考慮這個(gè)整體內(nèi)的空缺，植物的枝葉展開和其結(jié)構(gòu)信息，也不考慮來自樹葉表面深度的信息。這意味著噴淋劑的輸出不是按空間根據(jù)植物的需求進(jìn)行的，并且不精確，因此噴淋劑消耗相應(yīng)地高或者無效果。因此這種已知方案僅僅適用于以很大的行間距分開的單獨(dú)豎立在行內(nèi)的很高的作物。
此外所有這些已知方案都利用車輪上的輪式傳感器用于路程測(cè)量。這種滾動(dòng)的車輪在不堅(jiān)固的帶各種凹凸不平的地面上不斷發(fā)生滑動(dòng)，這種滑動(dòng)根據(jù)傳感器和噴嘴的結(jié)構(gòu)的不同導(dǎo)致在噴淋劑輸出方面有誤差的目標(biāo)精確度。
如果單個(gè)傳感器設(shè)置在振動(dòng)重心的上方或下方的話，噴霧器當(dāng)其在不堅(jiān)固的道路上行駛時(shí)的搖擺運(yùn)動(dòng)引起單個(gè)傳感器的側(cè)向偏移。這樣在測(cè)量與傳感器相對(duì)于振動(dòng)重心的位置有關(guān)的距離時(shí)造成誤差。單個(gè)傳感器的基準(zhǔn)測(cè)量點(diǎn)在樹葉面上垂直偏移，從而測(cè)量到的不是感興趣的區(qū)域。
在處理植物頂冠的上邊緣區(qū)時(shí)振動(dòng)運(yùn)動(dòng)或者導(dǎo)致葉面過量噴淋，或者使得植物病理學(xué)方面易感的頂部區(qū)域沒有噴到噴淋劑，或者噴得不夠。
DE 19726 917 A1介紹一種借助于激光束發(fā)射/接收裝置對(duì)在地面上方延伸的輪廓進(jìn)行非接觸式輪廓掃描的方法，用這種方法時(shí)在農(nóng)業(yè)機(jī)械向前行駛期間由測(cè)得的距離求出在掃描寬度上的輪廓，并儲(chǔ)存起來。用一時(shí)間測(cè)量元件進(jìn)行位置確定。
在DE 4434 042 C2中公開了一種用來非接觸地測(cè)量空間延伸的物體與交通有關(guān)的數(shù)據(jù)的裝置，該物體作為監(jiān)測(cè)表面在道路、街道或軌道上運(yùn)動(dòng)，該裝置帶有一激光器、一個(gè)光線接收和一個(gè)借助于光學(xué)的運(yùn)行時(shí)間測(cè)量進(jìn)行距離測(cè)定的分析裝置，和一個(gè)掃描裝置，該掃描裝置這樣偏移激光束，使該激光束在回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中劃出一圓錐體的殼面，此圓錐體的對(duì)稱軸垂直或傾斜于監(jiān)測(cè)表面分布。

發(fā)明內(nèi)容
在這種現(xiàn)有技術(shù)條件下本發(fā)明的目的是，這樣地改進(jìn)開頭所述類型的方法和系統(tǒng)，即空間地?zé)o空缺地掃描植物群叢，在考慮形態(tài)學(xué)、植物生理學(xué)、儀器技術(shù)和與地理位置有關(guān)的特性的同時(shí)有效地控制處理地面和植物狀態(tài)。
這個(gè)目的通過開頭所述類型的具有權(quán)利要求1特征的方法和通過具有權(quán)利要求31和32特征的系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。
本方法和系統(tǒng)有利的方案可從從屬權(quán)利要求中得到。
附圖的簡(jiǎn)要描述下面應(yīng)該用幾個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作較詳細(xì)的說明。
附圖表示


圖1按本發(fā)明的傳感器的示意圖，
圖1a傳感器在支承裝置上的設(shè)置的示意圖，圖2用激光束掃描植物群叢的示意圖，圖3、3a、3b按本發(fā)明的方法的程序結(jié)構(gòu)和流程，圖4所用的環(huán)形存儲(chǔ)器的原理圖。
本發(fā)明具體的實(shí)施方式例1本發(fā)明的方法首先應(yīng)該在具有有規(guī)律種植的庭院作物，如葡萄的植物區(qū)域加以說明。
按本發(fā)明的系統(tǒng)用來按體積向庭院作物的植物輸出噴淋劑，并對(duì)其進(jìn)行處理和加工，該室內(nèi)作物的單棵植物以形成行駛通道的行相互并排緊密排列，該系統(tǒng)主要由以下部分組成一可開動(dòng)的支承裝置1，例如一個(gè)攜帶一噴淋裝置2的牽引車輛；一用來產(chǎn)生兩相流動(dòng)的鼓風(fēng)機(jī)；一在支承裝置駛過行駛通道時(shí)旋轉(zhuǎn)的位于中部的激光傳感器3和一用來處理所有由傳感器得到的數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)。噴淋裝置2包括一用來盛放噴淋劑的容器、一用來將噴淋劑輸送到噴嘴的輸送泵、用來開關(guān)噴嘴的閥門。如果采用處理裝置，則將其固定在可行駛的支承裝置1上。
如
圖1和1a示意表示的那樣，傳感器3由一可旋轉(zhuǎn)地安裝在一軸A上的鏡子4′組成。該鏡子相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸A不同地傾斜并設(shè)計(jì)成成形鏡(Formspiegel)。在本例中鏡子4′由大蛋糕形的扇形5和6這樣構(gòu)成，使得扇形5相對(duì)于轉(zhuǎn)軸A具有45°的傾角，扇形6相對(duì)于轉(zhuǎn)軸A具有67.5°的傾角，亦即相對(duì)于轉(zhuǎn)軸A的法線具有22.5°的傾角。
傳感器3具有一射線源7和一接收器8。通過一個(gè)轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置跟蹤鏡子4′的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由射線源7產(chǎn)生的光脈沖通過轉(zhuǎn)向鏡4和成形鏡4′分布在行駛通道之內(nèi)部空間中。由遇到的物體(樹葉面、葉片、樹干、嫩枝等等)反射的射線通過轉(zhuǎn)向鏡4和成形鏡4′及一光學(xué)裝置9聚焦在接收器8上。為了使傳感器3具有接收射線的自由視界，該傳感器必須這樣地固定在支承裝置1上，以保證充分的自由視界。傳感器3利用由激光測(cè)量點(diǎn)組成的柵格測(cè)量在噴射裝置2側(cè)面和上方群叢內(nèi)的植物，激光測(cè)量點(diǎn)柵格在支承裝置1在行駛通道內(nèi)向前行駛時(shí)沿植行劃出條狀螺旋形。用例如1°的角度分辨率可以毫無問題地在具有5米行間距的植物行的葉面上實(shí)現(xiàn)幾厘米的垂直測(cè)量點(diǎn)距離。因此在這個(gè)例子中當(dāng)支承裝置以1至8km/h的正常行駛速度時(shí)應(yīng)該以一約5×5cm的高分辨率的空間柵格取得測(cè)量數(shù)據(jù)。
沿行駛方向向前和側(cè)前方這樣地偏轉(zhuǎn)激光束，使其劃出一向行駛方向張開的圓錐形外殼面。激光束的這一部分沿一直線射向植物的下方區(qū)域，所述直線包括水平并排排列的目標(biāo)。圓錐形外殼面的在向前行駛方向最遠(yuǎn)處與地面相交的部分形成雙曲線的頂點(diǎn)。當(dāng)然也可以逆行駛方向偏轉(zhuǎn)激光束，這也屬于本發(fā)明。
成形鏡4′的轉(zhuǎn)軸A偏心設(shè)置在傳感器3的射線通道10上。由于這個(gè)偏心量使發(fā)射射線的發(fā)射平面以一相應(yīng)于偏心量的量垂直于主平面H振動(dòng)。因此給圓錐形外殼面疊加一相應(yīng)的偏移量。偏移的幅值在成形鏡4′旋轉(zhuǎn)時(shí)走過一完整的正弦曲線。
對(duì)于距離較遠(yuǎn)的目標(biāo)可借助于距離測(cè)量裝置求出粗略的測(cè)量值。位于傳感器3視野側(cè)面的目標(biāo)相對(duì)于傳感器的位置從一個(gè)角度區(qū)向另一個(gè)偏移，從而如果已知所觀察的目標(biāo)的距離的話，便可以確定路程。對(duì)于具有多種天然形式的結(jié)構(gòu)，如庭院作物的樹葉面的植物群叢，為了進(jìn)行路徑測(cè)量應(yīng)通過到支承裝置1側(cè)面可識(shí)別的目標(biāo)的距離的過濾選擇重要的目標(biāo)。
如圖2中所示，脈沖紅外激光源的射線通過旋轉(zhuǎn)的成形鏡4′從發(fā)射方向被偏轉(zhuǎn)最好是90°，用于上部的測(cè)量空間TR，并圓形地分布在一發(fā)射平面內(nèi)。這里紅外激光源7形成這樣的脈沖，使得通過成形鏡4′在幾乎相同的角度位置(光速與鏡子角速度之比)下使反射信號(hào)從被射線測(cè)量的目標(biāo)返回到傳感器3的接收器8。
傳感器的測(cè)量范圍不在一個(gè)平面內(nèi)，而是覆蓋成一大于四分之一個(gè)半球的空間角度。
從支承裝置1上的一個(gè)位置出發(fā)向側(cè)面和上面掃描一平面，其中為了形成這個(gè)區(qū)域，在成形鏡4′和轉(zhuǎn)軸A之間存在一45°的角度。通過一個(gè)＞45°的鏡子角度沿行駛方向偏轉(zhuǎn)激光束。從而使射線掃過一圓錐形外殼面，該圓錐形外殼面從在圓錐體頂點(diǎn)的傳感器3向前指向行駛軌道，其中圓錐體軸線在支承裝置1前行駛路線的中部穿過行駛軌道。利用圓錐體外殼面在射線一個(gè)區(qū)域(根據(jù)鏡子角度和位置)以接近于水平或略微傾斜的軌跡掃描側(cè)面的植物行。在這個(gè)區(qū)域內(nèi)這樣地跟蹤單個(gè)物體(樹干、藤蔓、樹樁等)或結(jié)構(gòu)(樹冠體積、樹冠前輪廓等等)的運(yùn)動(dòng)，使得由此測(cè)得結(jié)構(gòu)并了解結(jié)構(gòu)相對(duì)于支承裝置的分布。從而可以確定在行內(nèi)走過的路徑。因?yàn)橹参镩L(zhǎng)年種植在同一個(gè)地點(diǎn)，這個(gè)位置可以通過植物的已知地點(diǎn)由走過的路段和對(duì)植物的辨認(rèn)進(jìn)行(確定)。這兩種測(cè)量方案的誤差可以通過相互的關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行修正。
具有45°傾斜的鏡子4′的光程的測(cè)量平面沿垂直方向在支承裝置1的側(cè)面和上方在一個(gè)封閉的圓弧上測(cè)量植物，例如藤架種植的葡萄或帶有空心樹冠的地中海果樹。在鏡子旋轉(zhuǎn)過程中通過偏心量在射線上疊加前面所述的垂直于軌道曲線的正弦形偏移。振幅由偏心量和鏡子角度確定。在鏡子4′旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)在軌道曲線的每個(gè)位置上始終出現(xiàn)相同的偏移量，由于考慮到這一點(diǎn)，這種偏置量不會(huì)產(chǎn)生功能方面的缺點(diǎn)。
為了進(jìn)行植物的定位和測(cè)量，并且為了確定一個(gè)帶有一用來向成行的作物施加噴淋劑的噴淋裝置2的支承裝置1的位置，這樣設(shè)計(jì)傳感器3內(nèi)的鏡子4′，使得可以采用一平面的和一空間彎曲的區(qū)域。平的鏡面區(qū)的形狀和大小確定了傳感器3在作用/有效范圍和靈敏度方面的光學(xué)性能。
來自中央射線源7的激光束的空間高分辨率光線點(diǎn)陣(柵格)避免了如在沿一直線設(shè)置在不同位置上的單個(gè)傳感器時(shí)和在車輛運(yùn)動(dòng)時(shí)可能出現(xiàn)的那樣的測(cè)量誤差。
因此在本例子中中央傳感器3定位在支承裝置重心區(qū)域內(nèi)，從而傳感器的平移和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以作為支承裝置1固有運(yùn)動(dòng)的結(jié)果加以考慮并對(duì)其進(jìn)行校正。
用來觀察支承裝置1前面、側(cè)面和上方環(huán)境的空間曲線在從一個(gè)鏡部分到另一個(gè)鏡部分的過渡區(qū)內(nèi)具有減小的光功率。在這個(gè)區(qū)域內(nèi)植物群叢始終位于在離傳感器3特別近的地方，這樣減小的光功率在此不成為缺點(diǎn)。
傳感器3既可以安裝在支承裝置1上，也可以安裝在輔助裝置上。
傳感器3不僅可以用來控制噴淋劑的輸出，而且也可以用來監(jiān)測(cè)和控制庭院作物、樹木、亞灌木和灌木等不規(guī)則栽種的整個(gè)種植過程，目前在該種植過種中用不同的傳感器和探測(cè)件來識(shí)別藤架和樹干(收獲、藤蔓的修剪、捆扎、葡萄區(qū)的去葉、在樹干或根莖之間的行內(nèi)除草、用草和碎木組成的覆蓋料覆蓋、松土、播種、施肥和運(yùn)輸)。特別是可以調(diào)節(jié)葡萄-聯(lián)合收獲的進(jìn)行(數(shù)量、顏色、成熟程度等等)。
按本發(fā)明的系統(tǒng)可以自動(dòng)進(jìn)行噴淋過程。取消了對(duì)傳感器和支承裝置調(diào)節(jié)的必要性。用按本發(fā)明的系統(tǒng)獲得的數(shù)據(jù)和信息可以特別有利地用在持久進(jìn)行(Bestandsfuehrung)的范圍內(nèi)。特別是對(duì)于集約培育的作物，如水果、葡萄、啤酒花，采用和聯(lián)合采用很多不同的措施，以達(dá)到一定的生產(chǎn)目標(biāo)，例如修剪、捆扎、去葉、疏果、灌溉、施肥等等。為了決定采取一定的措施或幾種措施的組合，一方面是作物的實(shí)際狀況，另一方面是植物本身將來希望的發(fā)展結(jié)果以及環(huán)境條件如氣候等具有重要意義。
如果作決定的農(nóng)民可以從其種植作物的過去獲得精確的信息，那么其決定變得更合理，并減小錯(cuò)誤決定的風(fēng)險(xiǎn)?？晒┦褂玫拈L(zhǎng)期完整記錄的并可以方便地展示的技術(shù)上精確和可重復(fù)的植物的相關(guān)數(shù)據(jù)的測(cè)量(結(jié)果)在這方面具有很大的使用價(jià)值。
幾千年來人們用各種如栽培、培養(yǎng)和維護(hù)的種植措施使作物，如葡萄或水果，與地區(qū)的條件(土壤、氣候、地點(diǎn))密切地協(xié)調(diào)，從而精心地種植。
借助于按本發(fā)明的方法和傳感器測(cè)量植物的以地理?xiàng)l件為基礎(chǔ)的針對(duì)一定地點(diǎn)的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以用作與地點(diǎn)相協(xié)調(diào)的采用針對(duì)個(gè)別植物的優(yōu)化處理的種植的基礎(chǔ)。例如用按本發(fā)明的方法可以在所存在的條件(種類、栽培、管理、施肥、氣候、天氣)下個(gè)別地確定所采用的植物防護(hù)劑和/或其它種植措施對(duì)處理的植物的效果。用這些信息可以在出現(xiàn)類似適應(yīng)征時(shí)這樣地確定對(duì)于在同一的植物群叢將來的處理的劑量，使得可以在費(fèi)用和效果以及在抵抗力指標(biāo)和茂盛方面對(duì)各種藥劑或措施的劑量和應(yīng)用時(shí)刻進(jìn)行優(yōu)化。這還允許在不同的處理措施或定位的情況下在個(gè)別的分盒中局部地定量配給，并允許根據(jù)實(shí)際上達(dá)到的效果對(duì)處于個(gè)別位置的個(gè)別植物采取處理措施。
用本發(fā)明的方法既可以獲得生物和植物生理學(xué)特征的地點(diǎn)分布，也可以記錄隨每次通過群叢行駛的時(shí)間分布。從而可以針對(duì)個(gè)別植物測(cè)量和跟蹤在各自存在的邊界條件下措施的影響能力，從而測(cè)量和跟蹤措施的效果。用時(shí)間測(cè)量還可以比較幾年內(nèi)天氣對(duì)所述效果的影響，并最終進(jìn)行評(píng)價(jià)。
利用按本發(fā)明的在圖3、3a和3b中示意表示其流程的方法對(duì)不同的植物狀態(tài)進(jìn)行空間測(cè)量，并描述其形態(tài)學(xué)和生理學(xué)方面的特征。得出植物群叢的以下形態(tài)數(shù)值-目標(biāo)的地點(diǎn)，目標(biāo)離傳感器的距離和角度，-葉冠的輪廓(由距離曲線得出)，-由輪廓得到的葉冠體積(建立在這樣的假設(shè)的基礎(chǔ)之上，即目標(biāo)基本上對(duì)稱于行中心形成)，-由嫩枝尖和樹干/樹樁相對(duì)于行駛通道的位置求出行中心，-由相對(duì)于占主導(dǎo)的正面信號(hào)的距離分布求出密度(通過帶有在背面的命中點(diǎn)的樹葉面的結(jié)構(gòu)觀察，通過漸漸暗淡的背景排除較遠(yuǎn)目標(biāo)上的命中點(diǎn))，-密度，特別是樹葉茂密的密度，亦即在形成輪廓的樹冠(果樹)時(shí)在樹葉面內(nèi)的葉子占據(jù)的面積(Flchenschluss)，-由輪廓和體積的在時(shí)間上的比較得出嫩枝的生長(zhǎng)情況，-大小足夠的果實(shí)數(shù)量，
-由單位面積和每棵植物的果實(shí)數(shù)量求出產(chǎn)量。
在生理數(shù)值方面求出得出-以這樣的假設(shè)為基礎(chǔ)，即目標(biāo)的色澤相似，離傳感器的距離相同并且同樣地反射，由反射信號(hào)的量級(jí)求出顏色。這里對(duì)絕對(duì)的顏色不感興趣，而對(duì)作為綠色素的飽和度和葉綠素細(xì)胞數(shù)量的尺度的信號(hào)的相對(duì)變化感興趣。這種分布變化對(duì)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)和營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)在面積上的分布給出指示。特別是在果樹開花時(shí)由顏色分布求出作為對(duì)于果樹大小年交替(Alternanz)的指標(biāo)的花密度分布，并考慮相應(yīng)的處理。
-由顏色分布推導(dǎo)出生命力，-根據(jù)熒光光譜通過分析反射射線得出生命力。
在已知目標(biāo)距離的情況下接收的信號(hào)的反射量級(jí)是反射目標(biāo)的顏色、方位和光學(xué)特征(表面)的一個(gè)尺度。用信號(hào)量級(jí)的分析可以確定在面上光學(xué)特征的分布，該分布情況可以用作生命力尺度。
天然的植物綠色對(duì)近紅外光的反射明顯好于其它物體(反射頻譜中的綠峰)。這與植物的品種、營(yíng)養(yǎng)狀況和果實(shí)的成熟程度等有關(guān)。如果比較不同近紅外譜的反射程度，那么可以區(qū)分含葉綠素的旺盛的植物部分和含葉綠素少的物體如成熟的果實(shí)或不含葉綠素的物體如籬笆。
分析和利用信號(hào)量級(jí)信息的前提是，要考慮離目標(biāo)的距離的影響，這種影響在距離加大時(shí)由于射線的發(fā)散導(dǎo)致信號(hào)量級(jí)的減小。
如果考慮該距離信息并假設(shè)，該距離信息涉及在駛過植物群叢時(shí)的類似的目標(biāo)，例如類似植物生長(zhǎng)狀態(tài)的葉子，那么在反射信號(hào)量級(jí)方面的差別便可以定量化。由類似的測(cè)量距離得出的信號(hào)量級(jí)測(cè)量值基本上提供了關(guān)于與顏色有關(guān)的作物特性的結(jié)論，這些結(jié)論可以在處理時(shí)加以考慮。不用不同頻譜的差別也可以間接地通過反射信號(hào)的空間分布根據(jù)葉綠素活性推斷出生命力的分布。
激光束在照射自然樹葉面時(shí)隨機(jī)地與單個(gè)或多個(gè)樹葉或嫩枝相遇。這要求相應(yīng)的距離信息與被射線觸及的各個(gè)目標(biāo)建立特別的對(duì)應(yīng)關(guān)系。為此如果發(fā)出射線，使同時(shí)起動(dòng)許多計(jì)時(shí)元件。每個(gè)計(jì)時(shí)元件具有不同的量級(jí)值，在這個(gè)值時(shí)時(shí)間停止(分級(jí)(Kaskade))。由此測(cè)量針對(duì)不同反射量級(jí)的多個(gè)運(yùn)行時(shí)間。從而確定部分接觸的目標(biāo)的距離。借助于這種裝置可以知道，反射量級(jí)是否是僅僅由一個(gè)目標(biāo)物反射回來，還是由不同的目標(biāo)反射回來，從而減少結(jié)論值(去掉由多個(gè)目標(biāo)反射得到的測(cè)量值)。因此生命力的結(jié)論僅僅由單個(gè)目標(biāo)的可靠的反射值形成。
植物作物的目標(biāo)顏色在群叢中在綠色區(qū)(黃綠、深綠、蘭綠等等)或在開花的蘋果樹群叢中在白色-粉紅色區(qū)域內(nèi)變化。
可以從這樣的前提出發(fā)，即在大的空間范圍出現(xiàn)的顏色變化或者信號(hào)變化時(shí)與植物結(jié)構(gòu)或地點(diǎn)有關(guān)的原因是主要的。小范圍的空間范圍顯現(xiàn)的區(qū)別顯示出植物生理方面的原因，這些原因是噴灑決定或選擇實(shí)施的植物種植方面的措施和方法的根據(jù)。
如用激光照射的話，天然樹葉便發(fā)熒光。由信號(hào)量級(jí)和頻率同樣可以推斷生命力。
在圖3、3a、3b中示意性地表示按本發(fā)明的方法的流程。植物的群叢用激光傳感器3象前面所述的那樣掃描，將路程、位置和目標(biāo)地點(diǎn)數(shù)據(jù)作為儲(chǔ)存數(shù)據(jù)在一數(shù)據(jù)預(yù)處理裝置中進(jìn)行解釋并進(jìn)行簡(jiǎn)化/減少。由這些數(shù)據(jù)求出群叢包括空缺的上輪廓。接著確定下輪廓，在其余工作步驟中確定中心平面、樹冠體積、前輪廓和不均勻性(圖3b)。對(duì)所有這些數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整并將其輸送給一環(huán)形存儲(chǔ)器并中間儲(chǔ)存。環(huán)形存儲(chǔ)器一個(gè)一個(gè)位置錯(cuò)開，其中環(huán)形存儲(chǔ)器內(nèi)的增量數(shù)目大于相當(dāng)于傳感器和噴嘴之間的距離的增量的數(shù)目。存在大量用于不同的數(shù)據(jù)分量的環(huán)形存儲(chǔ)器。不同的環(huán)形存儲(chǔ)器釋放不同的環(huán)形存儲(chǔ)器位置數(shù)據(jù)。對(duì)于當(dāng)時(shí)所處理的位置需要的數(shù)據(jù)從環(huán)形存儲(chǔ)器中這樣選擇，其中環(huán)形存儲(chǔ)器的位置由路程位置、地點(diǎn)位置、到目標(biāo)的距離和所考慮的位置的高度(射線變形)確定(見圖4)。
例2按本發(fā)明的方法可以用來處理或加工那種不規(guī)則的不按行散亂生長(zhǎng)的植物。首先通過第一次行駛通過植物群叢并借助于沿行駛路徑存在的顯著的目標(biāo)(樹等等)產(chǎn)生基準(zhǔn)行駛路徑。確定這些目標(biāo)的位置允許重復(fù)通過這條路徑行駛，例如在喬木林中、在古老的橄欖樹小樹林或柑橘園中。
用傳感器3測(cè)量和判定大的樹木。在向前行駛時(shí)光點(diǎn)柵格以窄的空間順序從側(cè)面掃過前面的垂直目標(biāo)。傾斜的掃描平面促使，從上向下分片地，在上部區(qū)域傾斜地從上向下越來越水平地測(cè)量樹干。由這樣求出的樹干的空間半碗形和從它里面伸出的樹枝可以確定有效體積和直線區(qū)段長(zhǎng)度。因此通過按足夠的時(shí)間間隔的重復(fù)測(cè)量可以確定樹木的生長(zhǎng)和每棵樹的單獨(dú)的生長(zhǎng)率。
如果用傳感器3來判定林蔭樹木有關(guān)伸入所謂的光線空間輪廓的樹枝的情況，那么樹枝的修剪可以利用根據(jù)單棵樹木的生長(zhǎng)例如按照不同的植物結(jié)構(gòu)的、安全技術(shù)的或工藝方面的觀點(diǎn)作出的選擇進(jìn)行調(diào)整，其中包括在任何情況下去除死樹枝，截短嚴(yán)重下垂的老樹枝或按要求的方向促進(jìn)新生的側(cè)嫩樹枝的生長(zhǎng)。
用場(chǎng)景的三維圖象通過按本發(fā)明的方法可以使樹木護(hù)理的手工操作自動(dòng)化，并在不同的方向加以優(yōu)化。
按本發(fā)明的方法可以類似地用于如香蕉亞灌木、可可樹的大型植物或天然橡膠園的收獲。
按本發(fā)明的解決方案的所述應(yīng)用遵循一定的行駛路徑，從該路徑出發(fā)對(duì)植物進(jìn)行檢測(cè)、定位和測(cè)量。然后利用象前面詳細(xì)說明的植物的位置確定方法以后在不堅(jiān)固的土地上重新生成行駛路徑。根據(jù)大量在不同時(shí)刻測(cè)出的周圍植物的空間場(chǎng)景對(duì)待選措施進(jìn)行評(píng)價(jià)分析和選擇，如去除一定的植物(樹木)、植物部分(樹枝、果實(shí)等等)。
例3按本發(fā)明的方法的顯而易見的另一種應(yīng)用，亦即葡萄采摘，遵照在例2中所示的做法。支承裝置1反復(fù)駛過同樣的行駛路徑，并獲得周圍葡萄藤的形態(tài)學(xué)和生理學(xué)的特征。由各個(gè)葡萄的比較確認(rèn)這樣的葡萄，它們由于其反射量級(jí)及其大小保證具有一定的口味、成熟程度和成分。
隨著這些葡萄位置的確定，得到相對(duì)于傳感器3的幾何位置數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以用來控制收獲手爪(包括剪子)，以采摘優(yōu)質(zhì)葡萄或釀酒用葡萄。
用所謂的葡萄聯(lián)合收獲機(jī)機(jī)械式采摘葡萄需要駕駛員長(zhǎng)時(shí)間精神集中，以便使聯(lián)合收獲機(jī)這樣地在中心駛過植物行，以使從兩側(cè)操作用在植物行上的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)稱地作用，并保護(hù)采摘物和葡萄架。
按本發(fā)明的系統(tǒng)使得聯(lián)合收獲機(jī)可以在葡萄藤之間這樣地開動(dòng)，使擺動(dòng)機(jī)構(gòu)作用的幾何規(guī)律針對(duì)單獨(dú)的植物保持不變地進(jìn)行。因?yàn)槌墒斓钠咸岩圆煌母叨取⒚芏群蛿?shù)量在葡萄架上分布，對(duì)聯(lián)合收獲機(jī)的采摘機(jī)構(gòu)有目的的空間導(dǎo)向持續(xù)增加完好的采摘物(漿果)的有效產(chǎn)量，這是因?yàn)檩^少的葡萄藤葉和植物部分被搖下。
葡萄采摘可以通過利用葡萄的生理學(xué)數(shù)據(jù)以多個(gè)總體上較柔和的分過程進(jìn)行，例如預(yù)采摘和終采摘。
與采摘類似，借助于一掠過行上方的捆扎器對(duì)從行中向上生長(zhǎng)的葡萄嫩枝進(jìn)行捆扎。這些器械安裝在支承裝置前面，并設(shè)置在駕駛員的視野之內(nèi)，從而使駕駛員借助于轉(zhuǎn)向器承擔(dān)沿行的導(dǎo)向。此時(shí)駕駛員既不能知道，也無法考慮行駛道路的不平度。因此不能避免與植物和設(shè)施的碰撞包括由此引起的損壞。用按本發(fā)明的解決方案捆扎器這樣地在行上方沿行行駛，使得測(cè)出所有懸伸的部分，并可靠地避免與設(shè)施的木樁和架設(shè)在鐵絲的碰撞。
例4按本發(fā)明的方法可以用在果園中。目前所有涉及修剪、捆扎和收獲的措施都是針對(duì)單獨(dú)的果實(shí)、單個(gè)枝叉或樹枝的。果樹的修剪措施主要在無葉的冬季果樹/果園中進(jìn)行。這樣形成輪廓的果樹的透明性允許對(duì)樹枝和枝叉進(jìn)行測(cè)量和評(píng)定。對(duì)每個(gè)枝叉的植物結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行評(píng)定的前提是知道其產(chǎn)果年齡、其相對(duì)于樹干的結(jié)構(gòu)和方位和其與汁液流的位置或關(guān)系。如果在采取修剪指施時(shí)可以提供單棵植物上枝叉的歷史情況，那么便可以除了(根據(jù))可見的花蕾之外確切地確定和平估其產(chǎn)量。從支承裝置伸出的用于修剪的工作器械的定位可以借助于先前介紹過的三維數(shù)據(jù)可以用與單一葡萄采摘或有針對(duì)地去葉或收摘蘋果/柑橘/水果所用的同樣的方法進(jìn)行。
在用按本發(fā)明的方法處理果園或葡萄園時(shí)將土壤處理和下木層護(hù)理一起包括在日常操作之中。
用在圖4中詳細(xì)介紹的環(huán)形存儲(chǔ)器以和已詳細(xì)說明的肥料和生物活性物質(zhì)輸出方法相同的方法對(duì)地面護(hù)理和下木層護(hù)理工作進(jìn)行控制。
所用的附圖標(biāo)記表1 可開動(dòng)的支承裝置2 噴淋裝置3 激光傳感器4 偏轉(zhuǎn)鏡4′成形鏡5，6 扇形塊7 射線源8 接收器9 光學(xué)裝置10 射線光路A 4′的轉(zhuǎn)軸S1，...，SN傳感器3的位置TR 上掃描平面TU 下掃描平面
權(quán)利要求
1.用于按需要和根據(jù)體積處理地面和植物的方法，特別是通過在規(guī)則或不規(guī)則地種植有植物的區(qū)域上進(jìn)行輸出或定量施加如植物防護(hù)劑/或肥料以及水的噴淋劑來處理土壤、下木層護(hù)理和/或加工和處理植物，所述植物為如路邊林蔭樹或森林樹木等、庭院作物，特別是葡萄作物和水果作物、啤酒花、柑橘、橄欖等、灌木或亞灌木如香蕉等，其中植物用通過固定在一可開動(dòng)的支承裝置上的循環(huán)駛過植物的單個(gè)傳感器產(chǎn)生的脈沖的單色激光束掃描，被樹葉反射回來的射線譜被該傳感器接收，得到的射線譜被轉(zhuǎn)變成光信號(hào)且所述光信號(hào)被輸送給一計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存、處理此信號(hào)，并根據(jù)植物的況狀通過發(fā)出用來操作配設(shè)于可開動(dòng)的支承裝置的噴淋裝置和鼓風(fēng)機(jī)和/或加工機(jī)械的開關(guān)信號(hào)控制噴淋劑劑量的輸出或定量供給、地面和植物的處理以及收獲，其特征為以下步驟a)利用第一次通行通過測(cè)量和確定在行駛路徑旁的如樹、木樁、建筑物等特征性基準(zhǔn)目標(biāo)的位置，從而在所述區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生一基準(zhǔn)行駛路徑；b)通過向一在支承裝置前面、側(cè)面和支承裝置上方的在一位于沿行駛方向張開的圓錐形外殼面區(qū)域上的空間曲線上以大致水平或略微傾斜的軌跡上發(fā)射一振動(dòng)的脈沖激光束，以基準(zhǔn)行駛路徑為參照掃描植物，所述空間曲線在支承裝置向前行駛時(shí)大致螺線形地與植物行交會(huì)，其中所述激光束在不同掃描平面內(nèi)在植物上產(chǎn)生空間高分辨率的光點(diǎn)柵格；c)在按步驟b)發(fā)出激光束的同時(shí)起動(dòng)一個(gè)或多個(gè)時(shí)間測(cè)量元件，其中所述時(shí)間測(cè)量元件配設(shè)有不同的量級(jí)值；d)停止時(shí)間測(cè)量元件，以確定被光點(diǎn)柵格反射的射線分量的不同反射量級(jí)，以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)和/或共同地求出路程、位置和目標(biāo)地點(diǎn)數(shù)據(jù)；通過發(fā)射射線的傳感器接收射線分量以及將信號(hào)通過一求出信號(hào)行進(jìn)時(shí)間并將信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)據(jù)的接收單元輸送給計(jì)算機(jī)；并將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)的環(huán)形存儲(chǔ)器內(nèi)；e)由按步驟d)的數(shù)據(jù)確定植物群叢和/或單個(gè)植物的形態(tài)學(xué)和生理學(xué)特征值；f)通過補(bǔ)償由于支承裝置的搖擺、彎曲行駛和/或俯仰運(yùn)動(dòng)造成的在路程、位置和目標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)方面的偏差來校正噴淋裝置和鼓風(fēng)機(jī)或處理裝置的位置；和g)求出相應(yīng)于步驟e)和f)的供給量、處理的種類和范圍，以及控制用來輸出噴淋劑的噴淋裝置和/或處理裝置。
2.按權(quán)利要求1的方法，其特征為采用具有700至1000納米(nm)波長(zhǎng)的射線作為激光束。
3.按權(quán)利要求1的方法，其特征為由步驟d)的數(shù)據(jù)求出關(guān)于植物目標(biāo)表面的信息、關(guān)于群叢植物和土地的種植，構(gòu)造及拓?fù)鋱D形的信息，尤其是作為個(gè)體的單棵植物、作為總體的全部群叢、群叢植物中的雜物、樹葉面包括空缺的上下輪廓、行的前水平橫截面輪廓、行的中心平面、橫截面形狀、行和單個(gè)樹冠的體積以及不規(guī)則性。
4.按權(quán)利要求1至3之任一項(xiàng)所述的方法，其特征為用所述傳感器識(shí)別植物的部分，例如葉子、卷須、分枝、莖干、嫩枝、樹干、樹樁、果實(shí)和花。
5.按權(quán)利要求1至3之任一項(xiàng)所述的方法，其特征為用所述傳感器識(shí)別物體，例如支承架、支柱或索架。
6.按權(quán)利要求1至3之任一項(xiàng)所述的方法，其特征為用所述傳感器識(shí)別環(huán)境，尤其是地面、地面輪廓、地形標(biāo)志、房屋、建筑物、墻、道路和圍柵。
7.按權(quán)利要求1至6之任一項(xiàng)所述的方法，其特征為用所述傳感器進(jìn)行非接觸的路徑測(cè)量。
8.按權(quán)利要求7所述的方法，其特征為在所述支承裝置穿過群叢行駛時(shí)在重要地點(diǎn)，尤其是行的開頭，將路徑測(cè)量值置為零。
9.按權(quán)利要求7所述的方法，其特征為在第一次駛過群叢后將所述支承裝置的實(shí)際位置與群叢的已知位置和基本形狀作比較，并對(duì)該實(shí)際位置加以校正。
10.按權(quán)利要求7至9所述的方法，其特征為用所述路徑測(cè)量得出基準(zhǔn)行駛路徑群叢的左右行測(cè)量值的差，并確定繞垂直軸的運(yùn)動(dòng)和曲線行駛。
11.按權(quán)利要求7至10所述的方法，其特征為通過識(shí)別樹干、葡萄藤和/或樹樁獲取用來確定路徑的路徑信息。
12.按權(quán)利要求7至10所述的方法，其特征為通過跟蹤單棵植物的嫩枝尖獲取用來確定路徑的路徑信息。
13.按權(quán)利要求7至10所述的方法，其特征為通過跟蹤所述前水平橫截面輪廓獲取用來確定路徑的路徑信息。
14.按權(quán)利要求7至10所述的方法，其特征為在駛過傳感器測(cè)量區(qū)時(shí)通過跟蹤垂直目標(biāo)進(jìn)行路徑測(cè)量，其中在時(shí)間上先后錯(cuò)開地測(cè)量目標(biāo)的不同高度，并由所求得的時(shí)間間隔得到速度的大小。
15.按權(quán)利要求7所述的方法，其特征為所述路徑測(cè)量與速度無關(guān)地進(jìn)行。
16.按權(quán)利要求7至15所述的方法，其特征為用來確定路徑信息的所有處理方法相互并與舊的群叢數(shù)據(jù)交互作用。
17.按權(quán)利要求1至6之任一項(xiàng)所述的方法，其特征為在位置S1測(cè)量和儲(chǔ)存所述傳感器沿行駛路程的位置。
18.按權(quán)利要求17所述的方法，其特征為連續(xù)地在所有位置S2至SN測(cè)量所述傳感器和可開動(dòng)的支承裝置沿路徑的位置。
19.按權(quán)利要求17和18所述的方法，其特征為如果支承裝置走過相當(dāng)于傳感器和噴嘴和/或工作器械之間的距離的路程Sx的話，則比較實(shí)際測(cè)量的支承裝置位置和儲(chǔ)存的傳感器位置S1。
20.按權(quán)利要求1、15至19的方法，其特征為校正所述支承裝置軸線相對(duì)于框架的位置，以補(bǔ)償搖擺運(yùn)動(dòng)。
21.按權(quán)利要求1、15至19的方法，其特征為調(diào)整所述支承裝置繞垂直軸線的位置，以補(bǔ)償蛇行運(yùn)動(dòng)。
22.按權(quán)利要求1、15至19的方法，其特征為調(diào)整所述支承裝置橫向軸線的位置，以補(bǔ)償由于噴淋區(qū)相對(duì)于旋轉(zhuǎn)中心的前后偏移(俯仰)造成的與路程相關(guān)的誤差。
23.按權(quán)利要求1至6所述的方法，其特征為目標(biāo)地點(diǎn)的位置通過測(cè)量目標(biāo)面和傳感器之間的距離確定。
24.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)所述的方法，其特征為土壤處理包括松土、碎土、培土、控制蒸發(fā)和/或溫度。
25.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)所述的方法，其特征為下木層護(hù)理通過割草、覆蓋、碎草、防腐爛、遮蔭、遮蓋和/或微氣候控制進(jìn)行。
26.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)所述的方法，其特征為植物加工包括修剪、捆扎、成形、樹干整理、折枝、環(huán)割、切根和/或收獲。
27.按權(quán)利要求26的方法，其特征為修剪是粗剪、精剪、成形修剪、去葉、截梢、單干形修剪/整枝、忽布修剪和/或果樹修剪。
28.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)所述的方法，其特征為在果實(shí)收獲方面分為葡萄采摘或水果采摘。
29.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)所述的方法，其特征為利用選擇來進(jìn)行按果實(shí)采摘、嫩枝和/或植物器官的區(qū)分。
30.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)所述的方法，其特征為用分類來進(jìn)行按果實(shí)和/或果實(shí)分級(jí)的區(qū)分。
31.用來實(shí)施按權(quán)利要求1的方法的系統(tǒng)，具有一可行駛的支承裝置—例如車輛和/或連接在車輛上面的工作機(jī)械、一固定在支承裝置上的具有用來發(fā)射脈沖激光束的射線源的傳感器、一可繞垂直軸旋轉(zhuǎn)的用來將射線對(duì)準(zhǔn)樹葉面的鏡子、一用來接收被樹葉面反射回來的射線的射線接收器、一用來處理反射的射線和控制固定在支承裝置上的具有噴嘴并帶有用于噴淋劑的儲(chǔ)存容器的噴淋裝置的計(jì)算機(jī)，其中噴嘴安裝在離傳感器相當(dāng)大的距離處，此系統(tǒng)還具有一用來將噴淋劑輸送到噴嘴的液體泵、用來開關(guān)噴嘴的閥門和一用來產(chǎn)生兩相流動(dòng)的鼓風(fēng)機(jī)，其特征為所述鏡子(4′)做成成形鏡，其分區(qū)(5，6)以不同的角度傾斜于轉(zhuǎn)軸(A)設(shè)置，鏡子(4′)的轉(zhuǎn)軸相對(duì)于發(fā)射射線和接收射線的射線光路(10)偏心設(shè)置。
32.用于實(shí)施按權(quán)利要求1的方法的系統(tǒng)，具有一可行駛的支承裝置—例如車輛和/或連接在車輛上面的工作機(jī)械、一固定在支承裝置上的具有用于發(fā)射脈沖激光束的射線源的傳感器、一可繞垂直軸旋轉(zhuǎn)的用來使射線對(duì)準(zhǔn)樹葉面的鏡子、一用來接收被樹葉面反射回來的射線的射線接收器、一用來處理反射的射線并控制至少一個(gè)固定在支承裝置上的處理裝置的計(jì)算機(jī)，其中所述處理裝置安裝在離傳感器較大的距離處，其特征為鏡子(4′)做成成形鏡，其分區(qū)(5，6)以不同的角度傾斜于轉(zhuǎn)軸(A)設(shè)置，并且鏡子(4′)的轉(zhuǎn)軸相對(duì)于發(fā)射射線和接收射線的射線光路(10)偏心地設(shè)置。
33.按權(quán)利要求31和32所述的系統(tǒng)，其特征為所述鏡子(4′)由大蛋糕形的扇形塊構(gòu)成，其中一塊相對(duì)于鏡子轉(zhuǎn)軸(A)的法線最好具有45°的傾角，另一塊具有1°至45°，優(yōu)選是15°的傾角。
34.按權(quán)利要求31至33所述的系統(tǒng)，其特征為所述射線光路(10)與所述鏡子(4′)的轉(zhuǎn)軸(A)同心設(shè)置。
35.按權(quán)利要求31至34所述的系統(tǒng)，其特征為所述射線源(7)配備至少一個(gè)可通過光脈沖觸發(fā)的時(shí)間測(cè)量元件。
36.按權(quán)利要求31至35所述的系統(tǒng)，其特征為所述接收器(8)配備至少一個(gè)用來獲取行進(jìn)時(shí)間的裝置。
37.按權(quán)利要求31至36所述的系統(tǒng)，其特征為用于形成射線的光學(xué)裝置(9)空間固定地設(shè)置在射線源/接收器(7；8)和鏡子(4)之間。
38.按權(quán)利要求31至37所述的系統(tǒng)，其特征為所述傳感器(3)無滯后地跟隨支承裝置在行駛時(shí)的運(yùn)動(dòng)。
39.按權(quán)利要求31至37所述的系統(tǒng)，其特征為所述傳感器(3)的軸線最好沿行駛方向向前傾斜地設(shè)置。
40.按權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其特征為設(shè)有修剪、挖掘、松土、側(cè)切、捆扎、打碎、搖晃、分類和聯(lián)合收獲裝置作為處理裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于按需要和根據(jù)體積控制地面和植物的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明的目的是，這樣地改進(jìn)開頭所述類型的方法和系統(tǒng)，即空間地?zé)o空缺地掃描植物群叢，在考慮形態(tài)學(xué)、植物生理學(xué)、儀器技術(shù)和與地理位置有關(guān)的特性的同時(shí)有效地控制地面和植物狀態(tài)的影響。
文檔編號(hào)A01M7/00GK1527665SQ02814103
公開日2004年9月8日 申請(qǐng)日期2002年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月14日
發(fā)明者克努特·屈梅爾, 克努特 屈梅爾 申請(qǐng)人:克努特·屈梅爾, 克努特 屈梅爾