本發(fā)明涉及系統(tǒng),機(jī)械,控制方法和程序。
背景技術(shù):
已知存在一種用于通過(guò)使用一機(jī)械自動(dòng)地運(yùn)動(dòng)并執(zhí)行任務(wù)的技術(shù)。例如,在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中,包括光源和檢測(cè)器的反射基部/傳感器的農(nóng)作物傳感頭被耦連到車(chē)輛,該車(chē)輛用來(lái)通過(guò)使農(nóng)作物傳感頭靠近農(nóng)作物經(jīng)過(guò)來(lái)收集農(nóng)作物的農(nóng)作物數(shù)據(jù)?;谠撧r(nóng)作物數(shù)據(jù),農(nóng)作物所需要的材料量(例如,肥料,種子,營(yíng)養(yǎng)物,水,化學(xué)藥品等)被獲得,要從連接到車(chē)輛的分配器噴灑的材料量被調(diào)節(jié)。材料噴灑量通過(guò)改變車(chē)輛的速度被調(diào)節(jié)。當(dāng)噴灑量要增加時(shí),車(chē)輛速度減小,以及當(dāng)噴灑量要減小時(shí),車(chē)輛速度增加。該速度被自動(dòng)調(diào)節(jié)。
然而,該技術(shù)需要首先通過(guò)其上耦連農(nóng)作物傳感頭的車(chē)輛掃描田野中的所有標(biāo)圖然后在當(dāng)自動(dòng)地控制其上耦連分配器的車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)時(shí)噴灑所述材料到農(nóng)作物的任務(wù)。因此,為了噴灑所述材料的任務(wù),車(chē)輛需要在農(nóng)場(chǎng)土地中行進(jìn)(travel)兩次。此外,材料的噴灑量通過(guò)改變車(chē)輛是速度被調(diào)節(jié),因此難以根據(jù)單個(gè)農(nóng)作物的狀態(tài)精確地噴灑材料。如上所述的,考慮到,尚有余地進(jìn)一步增加效率,例如減少總?cè)蝿?wù)時(shí)間,以及基于用于每個(gè)單獨(dú)目標(biāo)的準(zhǔn)確信息來(lái)精確地供給所述材料。此外,甚至更多的原創(chuàng)性和創(chuàng)造性需要通過(guò)增加如上所述的運(yùn)動(dòng)和任務(wù)的效率來(lái)進(jìn)一步增加整個(gè)系統(tǒng)的效率。
[現(xiàn)有技術(shù)]
[專(zhuān)利文獻(xiàn)1]
PCT國(guó)際申請(qǐng)公布號(hào)JP-T-2010-517567的日文譯文。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
[本發(fā)明要解決的問(wèn)題]
鑒于以上所述的,本發(fā)明的目的是要提供一種能夠增加整個(gè)系統(tǒng)的效率的裝置。
[解決該問(wèn)題采用的技術(shù)手段]
根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)包括第一操作裝置,該第一操作裝置被構(gòu)造為執(zhí)行與第一目標(biāo)有關(guān)的操作;至少一個(gè)傳感器,該至少一個(gè)傳感器被構(gòu)造為從第一目標(biāo)獲取模擬信息;以及控制裝置,該控制裝置被構(gòu)造為基于從由至少一個(gè)傳感器獲取的模擬信息獲取的與第一目標(biāo)有關(guān)的多個(gè)類(lèi)型的數(shù)字信息之中的至少一個(gè)類(lèi)型的第一數(shù)字信息來(lái)識(shí)別第一目標(biāo),以及基于多個(gè)類(lèi)型的數(shù)字信息之中的不同于第一數(shù)字信息的至少一個(gè)類(lèi)型的第二數(shù)字信息來(lái)控制與識(shí)別的第一目標(biāo)有關(guān)的通過(guò)第一操作裝置的操作。
[本發(fā)明的效果]
根據(jù)本發(fā)明,整個(gè)系統(tǒng)的效率可增加。
附圖說(shuō)明
圖1是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的在農(nóng)場(chǎng)土地(農(nóng)業(yè)土地)中的系統(tǒng)的構(gòu)造的示意圖;
圖2是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的包括實(shí)施整個(gè)控制的服務(wù)器裝置的信息通信系統(tǒng)構(gòu)造的示意圖;
圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的為機(jī)械的示例的農(nóng)業(yè)機(jī)械的示意圖;
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的為機(jī)械的示例的農(nóng)業(yè)機(jī)械的另一個(gè)示例的示意圖;
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于使所述機(jī)械運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置的示例的示意圖;
圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于使所述機(jī)械運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置的另一個(gè)示例的示意圖;
圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的為一個(gè)類(lèi)型的傳感器裝置的立體照相機(jī)裝置的外部視圖的示意圖;
圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的立體照相機(jī)的的構(gòu)造的示意圖;
圖9示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的安裝在立體照相機(jī)裝置中的FPGA的功能的功能方框圖;
圖10是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的作為用于描述用于通過(guò)所述立體照相機(jī)裝置執(zhí)行測(cè)距的原理的示意圖;
圖11A示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的參考圖像;
圖11B示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的與作為比較目標(biāo)的圖11A的參考圖像有關(guān)的通過(guò)邊緣檢測(cè)方法獲得的視差圖像;
圖11C是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的與圖11A的參考圖像有關(guān)的通過(guò)SGM方法獲得的視差圖像的概念圖;
圖12A是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的由立體照相機(jī)裝置捕捉的參考圖像中的參考像素的概念圖;
圖12B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于描述通過(guò)立體照相機(jī)裝置檢測(cè)與包括在參考圖像中的區(qū)域(預(yù)定的參考像素)有關(guān)的比較圖像中的指定范圍中的成本(一致度或不相似度,相似度)的過(guò)程的示意圖;
圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的由立體照相機(jī)裝置獲取到的成本值和偏移量之間的關(guān)系的示意圖;
圖14是示意性地表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的通過(guò)立體照相機(jī)裝置組合成本的過(guò)程的示意圖;
圖15是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的由立體照相機(jī)裝置獲取的組合成本值和偏移量之間的關(guān)系的示意圖;
圖16是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置的構(gòu)造的示意圖;
圖17是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的多光譜照相機(jī)裝置(比色照相機(jī)裝置)的外部視圖的示意圖;
圖18是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的多光譜照相機(jī)裝置(比色照相機(jī)裝置)的構(gòu)造的示意圖;
圖19是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的可安裝在多光譜照相機(jī)裝置中的光圈和過(guò)濾器的示意圖;
圖20是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的由多光譜照相機(jī)裝置捕捉的捕捉圖像的示意圖;
圖21是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的由多光譜照相機(jī)裝置捕捉的捕捉圖像中的宏像素的放大視圖;
圖22是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的可由多光譜照相機(jī)裝置測(cè)量的光譜反射率和波長(zhǎng)之間的關(guān)系的示意圖;
圖23A示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的可安裝在多光譜照相機(jī)裝置中的光圈和過(guò)濾器的另一個(gè)示例;
圖23B示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的可安裝在多光譜照相機(jī)裝置中的光圈和過(guò)濾器的另一個(gè)示例;
圖24是示出與植物的葉子有關(guān)的典型光譜反射光譜的示意圖;
圖25是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的使用多光譜照相機(jī)裝置的監(jiān)視裝置的示例的示意圖;
圖26是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的使用天球照相機(jī)裝置的監(jiān)視裝置的示意圖;
圖27是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的天球照相機(jī)裝置的外部視圖的示意圖;
圖28是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的天球照相機(jī)裝置的光學(xué)系統(tǒng)的示意圖;
圖29是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的天球照相機(jī)裝置的構(gòu)造的示意圖;
圖30A是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的由天球照相機(jī)裝置捕捉的半球圖像(后側(cè))的示意圖;
圖30B是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的由天球照相機(jī)裝置捕捉的半球圖像(后側(cè))的示意圖;
圖30C是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的其中由天球照相機(jī)裝置捕捉的圖像由等距的柱面投影表示的等距柱面圖像的示意圖;
圖31是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的使用天球照相機(jī)裝置的監(jiān)視裝置的另一個(gè)示例的示意圖;
圖32是用于描述在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的系統(tǒng)中的執(zhí)行自動(dòng)控制的初始設(shè)定形式的處理的流程圖;
圖33是用于描述在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的系統(tǒng)中的用于執(zhí)行自動(dòng)控制的初始設(shè)定的隨后處理的流程圖;
圖34是用于描述在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的系統(tǒng)中的通過(guò)自動(dòng)控制的農(nóng)業(yè)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)和任務(wù)的整個(gè)處理的流程圖;
圖35A是用于描述在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的系統(tǒng)中的在圖34中示出的流程圖中的步驟S162,S170和S180的過(guò)程的細(xì)節(jié)的流程圖;
圖35B示出在圖35A中的步驟S202的過(guò)程中由立體照相機(jī)裝置捕捉的圖像之中的參考圖像;
圖36是用于描述在圖35中示出的流程圖的隨后處理的流程圖;
圖37A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于描述在其中圖35中示出的流程圖的步驟S224的過(guò)程僅是在所述系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)的情況下的處理的細(xì)節(jié)的流程圖;
圖37B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于描述在其中圖35中示出的流程圖的步驟S224的過(guò)程包括在所述系統(tǒng)中的連續(xù)任務(wù)的情況下的處理的細(xì)節(jié)的流程圖;
圖38示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的作為用于執(zhí)行連續(xù)任務(wù)的機(jī)械的示例的為平整農(nóng)場(chǎng)土地提供的農(nóng)業(yè)機(jī)械;
圖39是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的通過(guò)農(nóng)業(yè)機(jī)械的平整任務(wù)的示意圖;
圖40是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于描述由執(zhí)行平整任務(wù)的農(nóng)業(yè)機(jī)械執(zhí)行的圖37B中示出的流程圖中的步驟S262的過(guò)程的細(xì)節(jié)的流程圖;
圖41A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的與執(zhí)行平整任務(wù)的農(nóng)業(yè)機(jī)械有關(guān)的用于發(fā)射激光的激光雷達(dá)裝置的旋轉(zhuǎn)和激光接收裝置的位置之間的關(guān)系的鳥(niǎo)瞰視圖的示意圖;
圖41B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的與執(zhí)行平整任務(wù)的農(nóng)業(yè)機(jī)械有關(guān)的用于發(fā)射激光的激光雷達(dá)裝置的旋轉(zhuǎn)和激光接收裝置的位置之間的關(guān)系的鳥(niǎo)瞰視圖的示意圖;
圖41C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的與執(zhí)行平整任務(wù)的農(nóng)業(yè)機(jī)械有關(guān)的用于發(fā)射激光的激光雷達(dá)裝置的旋轉(zhuǎn)和激光接收裝置的位置之間的關(guān)系的鳥(niǎo)瞰視圖的示意圖;
圖42是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的由農(nóng)業(yè)機(jī)械執(zhí)行平整任務(wù)的另一個(gè)示例的示意圖;
圖43是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于識(shí)別其中需要任務(wù)的位置并使用農(nóng)業(yè)機(jī)械執(zhí)行在該位置的任務(wù)的系統(tǒng)構(gòu)造的一部分的示意圖;
圖44是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的如何使用農(nóng)業(yè)機(jī)械執(zhí)行所述任務(wù)(施肥)的示意圖;
圖45A是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的作為由農(nóng)業(yè)機(jī)械使用的任務(wù)裝置的施肥裝置的示意圖;
圖45B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的施肥裝置的截面視圖;
圖46是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的通過(guò)用于識(shí)別所述位置的服務(wù)裝置以基于來(lái)自于監(jiān)視裝置的信息執(zhí)行任務(wù)的處理的流程圖;
圖47是一示意圖,其示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于描述當(dāng)在確定是否每個(gè)目標(biāo)需要任務(wù)時(shí)通過(guò)農(nóng)業(yè)機(jī)械執(zhí)行任務(wù)時(shí)的圖35的流程圖中的步驟S224的過(guò)程的細(xì)節(jié)的流程圖;
圖48是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的當(dāng)電驅(qū)動(dòng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械中斷任務(wù)并給電池充電時(shí)的操作的示意圖;
圖49是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的與當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械因?yàn)槿剂系氖S嗔炕蛉蝿?wù)源變?yōu)榈偷亩荒軋?zhí)行最初已經(jīng)被安排的操作時(shí)執(zhí)行的操作有關(guān)的流程圖的示意圖;
圖50A是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于匹配位置的到目標(biāo)的距離的測(cè)量以便精確地定位在任務(wù)中斷位置處的農(nóng)業(yè)機(jī)械的示意圖;
圖50B是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于匹配位置的到目標(biāo)的距離的測(cè)量以便精確地定位在任務(wù)中斷位置處的農(nóng)業(yè)機(jī)械的示意圖;
圖51是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的通過(guò)電驅(qū)動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械的緊接著在使用非接觸充電裝置給電池充電之后的狀態(tài)的示意圖;
圖52是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的檢測(cè)在所述系統(tǒng)中的異常例如害獸并且將害獸追出來(lái)的示意圖;
圖53是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的在所述系統(tǒng)中的圖52中示出的狀態(tài)的鳥(niǎo)瞰視圖的示意圖;
圖54是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的當(dāng)在所述系統(tǒng)中發(fā)生異常時(shí)執(zhí)行的處理的流程圖;
圖55是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的在圖54中示出的流程圖的隨后的處理的流程圖;
圖56是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的由農(nóng)業(yè)機(jī)械檢測(cè)的異常(害獸)的圖像和由疊加在所述圖像上顯示的距離和尺寸的信息的示意圖;
圖57是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的作為農(nóng)業(yè)機(jī)械的另一個(gè)示例的運(yùn)動(dòng)并執(zhí)行任務(wù)(噴灑水)的可動(dòng)噴灑器的示意圖;
圖58是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的作為農(nóng)業(yè)機(jī)械的另一個(gè)示例的運(yùn)動(dòng)(飛行)并執(zhí)行任務(wù)(散播)的四軸飛行器的示意圖;
圖59是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的信息通信系統(tǒng)的另一個(gè)示例的示意圖;
圖60是示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的作為可動(dòng)機(jī)械(任務(wù)機(jī)械)而不是農(nóng)業(yè)機(jī)械的另一個(gè)示例的建筑任務(wù)機(jī)械的示例可動(dòng)示意圖。
附圖標(biāo)記列表
100 農(nóng)業(yè)機(jī)械
100A,100C 拖拉機(jī)
110 立體照相機(jī)裝置
112 112-2激光雷達(dá)裝置
113 多光譜照相機(jī)裝置
310 成本計(jì)算單元
320 成本組合單元
330 視差值導(dǎo)出單元
350,360 農(nóng)作物
500,555 農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置
501 天球照相機(jī)裝置
550 狀態(tài)監(jiān)視裝置
704 服務(wù)器
705 視頻服務(wù)器
706,708 數(shù)據(jù)庫(kù)
707 操作管理服務(wù)器
710,712 用戶(hù)終端
850 噴灑器
1100 直升飛機(jī)
1500 整個(gè)系統(tǒng)
1501 系統(tǒng)
1502 信息通信系統(tǒng)
具體實(shí)施方式
在下文中,通過(guò)使用圖1到60給出了本發(fā)明的實(shí)施例的描述。本實(shí)施例示出了可動(dòng)主體它自己的示例,包括行進(jìn)機(jī)械例如農(nóng)業(yè)機(jī)械和建筑機(jī)械,飛行機(jī)械,船,水下機(jī)械以及機(jī)器人等,其在運(yùn)動(dòng)時(shí)執(zhí)行任務(wù)以及在運(yùn)動(dòng)之后執(zhí)行任務(wù),以及用于直接地或間接地控制這些可動(dòng)主體以執(zhí)行希望的任務(wù)的系統(tǒng)。在本實(shí)施例中,各種可動(dòng)主體可被如上所述地應(yīng)用;然而,在此,給出了與農(nóng)業(yè)機(jī)械有關(guān)的基本構(gòu)造和操作的描述,通過(guò)該農(nóng)業(yè)機(jī)械,所述運(yùn)動(dòng)和任務(wù)的內(nèi)容直觀上是可容易理解的。
[整個(gè)系統(tǒng)的概述]
<農(nóng)場(chǎng)土地中的系統(tǒng)構(gòu)造>
在農(nóng)場(chǎng)土地中的農(nóng)業(yè)工作中要考慮的問(wèn)題是要增加農(nóng)業(yè)機(jī)械例如拖拉機(jī)的運(yùn)動(dòng)效率和使用農(nóng)業(yè)機(jī)械的任務(wù)。這些運(yùn)動(dòng)和任務(wù)優(yōu)選地被自動(dòng)地控制,而盡可能多得不使用人力。圖1示出本實(shí)施例要應(yīng)用到的農(nóng)場(chǎng)土地中的系統(tǒng)1501的構(gòu)造。根據(jù)本實(shí)施例的整個(gè)系統(tǒng)1500包括圖1的整個(gè)系統(tǒng)1501以及圖2的信息通信系統(tǒng)1502。在下文中,與整個(gè)系統(tǒng)1500有關(guān)的描述可以是與系統(tǒng)1501或信息通信系統(tǒng)1502有關(guān)的描述,以及與系統(tǒng)1501或信息通信系統(tǒng)1502有關(guān)的描述可以是與整個(gè)系統(tǒng)1500有關(guān)的描述。
圖1的農(nóng)場(chǎng)土地包括作為農(nóng)業(yè)機(jī)械100的拖拉機(jī),農(nóng)作物350,使用天球照相機(jī)的農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500,使用多光譜照相機(jī)(或比色照相機(jī))的狀態(tài)監(jiān)視裝置550,以及用于在農(nóng)場(chǎng)土地中執(zhí)行整地(平整土地)任務(wù)的激光接收位置反饋裝置(激光接收裝置)610。相應(yīng)機(jī)械和裝置的構(gòu)造和操作在下面被詳細(xì)地描述。
該圖中的虛線(xiàn)表示通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信的信息的傳送和接收,以及農(nóng)業(yè)機(jī)械100,農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500和狀態(tài)監(jiān)視裝置550等構(gòu)成無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)。該無(wú)線(xiàn)通信被連接到圖2中示出的信息通信系統(tǒng)1502的無(wú)線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn)700。如上所述的,信息通信系統(tǒng)1502與農(nóng)業(yè)機(jī)械100,農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500和狀態(tài)監(jiān)視裝置550等協(xié)作操作,因此手動(dòng)操作被最小化到初始設(shè)定等,隨后,通過(guò)農(nóng)業(yè)機(jī)械100的運(yùn)動(dòng)和任務(wù)可根據(jù)自動(dòng)控制執(zhí)行。因此,任務(wù)的效率可增加。使用這些無(wú)線(xiàn)通訊的信息通信系統(tǒng)1502的操作在下面被詳細(xì)地描述。
注意到,圖1的農(nóng)場(chǎng)土地是戶(hù)外的農(nóng)場(chǎng)土地;然而,農(nóng)場(chǎng)土地不如此限制。使用聚乙烯溫室的溫室耕作或者其中農(nóng)作物是在戶(hù)內(nèi)生產(chǎn)的其他情況也包括在本實(shí)施例中。
根據(jù)本實(shí)施例的整個(gè)系統(tǒng)1500是通過(guò)農(nóng)場(chǎng)土地中的系統(tǒng)1501和接下來(lái)描述的信息通信系統(tǒng)1502構(gòu)成的。整個(gè)系統(tǒng)1500通過(guò)在盡可能多得省去手動(dòng)操作時(shí)使用這些機(jī)械和裝置來(lái)執(zhí)行有效率的農(nóng)業(yè)工作。
注意到,字母例如A,B和C被附在這些圖中的附圖標(biāo)記(這些圖中的數(shù)字)之后,為了區(qū)分與由所述附圖標(biāo)記表示的裝置、機(jī)械或元件等有關(guān)的基本相同但部分不同的功能的目的。在實(shí)施例的描述中,當(dāng)不需要區(qū)分這些功能時(shí)字母被省略。在該情況下,由所述字母表示的所有的機(jī)械和裝置是描述的目標(biāo)。
此外,具有示出在附圖標(biāo)記之后的連字符和數(shù)字的元件具有與僅由附圖標(biāo)記表示的元件不同的構(gòu)造,雖然所述功能是相同的或相似的。在下面的描述中,當(dāng)所述元件不是用來(lái)區(qū)分時(shí),在附圖標(biāo)記之后的連字符和數(shù)字被省略。在該情況下,僅由附圖標(biāo)記表示和由附圖標(biāo)記、連字符和數(shù)字表示的所有機(jī)械和裝置是描述的目標(biāo)。
此外,在下面的描述中,當(dāng)附圖標(biāo)記通過(guò)這些附圖標(biāo)記之間的逗號(hào)被連續(xù)地表示時(shí),如在“用戶(hù)終端710,712”中,這基本上意味著“某一附圖標(biāo)記和/或另一個(gè)附圖標(biāo)記”或者“所有附圖標(biāo)記中的至少一個(gè)”。以上示例意味著“用戶(hù)終端710和/或712”或“用戶(hù)終端710和712中的至少一個(gè)”。
<信息通信系統(tǒng)構(gòu)造>
圖2示出本實(shí)施例應(yīng)用到的信息通信系統(tǒng)的構(gòu)造。本信息通信系統(tǒng)1502包括無(wú)線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn)700,因特網(wǎng)702,服務(wù)器704,數(shù)據(jù)庫(kù)706,數(shù)據(jù)庫(kù)708,用戶(hù)終端710以及用戶(hù)終端712。
所述無(wú)線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn)700,服務(wù)器704和數(shù)據(jù)庫(kù)706,708以有線(xiàn)方式被連接到因特網(wǎng)702;然而,連接不受此限制,可以無(wú)線(xiàn)方式進(jìn)行連接。此外,用戶(hù)終端710,712可以有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)方式直接地連接到因特網(wǎng)702,或者可經(jīng)由無(wú)線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn)700或其它中繼裝置連接到因特網(wǎng)702。
無(wú)線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn)700是與農(nóng)場(chǎng)土地中的機(jī)械和裝置執(zhí)行信息通信的戶(hù)外的長(zhǎng)距離的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn),并且包括定向天線(xiàn)701。當(dāng)信息沒(méi)有從特定方向上傳送時(shí),非定向天線(xiàn)可用作定向天線(xiàn)701。此外,無(wú)線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn)700是路由器類(lèi)別的,并包括路由選擇功能和網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)功能。通過(guò)路由選擇功能,無(wú)線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn)700能夠選擇最佳路徑并發(fā)送包(packet),當(dāng)發(fā)送包到TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中的目的主機(jī)時(shí)。此外,通過(guò)NAT功能,路由器和在兩個(gè)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)之間的邊界處的網(wǎng)關(guān)可自動(dòng)地變換兩個(gè)IP地址并傳送數(shù)據(jù)。通過(guò)這些功能,信息可與服務(wù)器704等有效地通信。
作為無(wú)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn),使用符合作為參考標(biāo)準(zhǔn)的IEEE 802.11系列的標(biāo)準(zhǔn);然而,標(biāo)準(zhǔn)不限于此。例如,可以使用在移動(dòng)通信系統(tǒng)中使用的W-CDMA(UMTS)方法,CDMA2000 1X方法和長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)方法等。
服務(wù)器704包括CPU 7041,ROM 7042,RAM 7043,固態(tài)驅(qū)動(dòng)器(SSD)7044和接口(I/F)7045。注意到,除了SSD 7044之外或替代SSD 7044,可以提供硬盤(pán)。CPU 7041是執(zhí)行服務(wù)器704中的程序的主體。在ROM 7042中,記錄要在電源接通之后立即由CPU 7041處理的內(nèi)容和作為最低要求的一組指令。RAM 7043是用于臨時(shí)存儲(chǔ)要由CPU 7041處理的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器。服務(wù)器704起到用于控制農(nóng)業(yè)機(jī)械100和包括農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500,555和狀態(tài)監(jiān)視裝置550的各種裝置的控制裝置的作用。
服務(wù)器704經(jīng)由無(wú)線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn)700與圖1所示的農(nóng)業(yè)機(jī)械100、農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500和狀態(tài)監(jiān)視裝置550進(jìn)行信息通信。此外,服務(wù)器704還執(zhí)行與數(shù)據(jù)庫(kù)706,708和用戶(hù)終端710,712的信息通信。下面描述由服務(wù)器704執(zhí)行的操作。當(dāng)CPU 7041將存儲(chǔ)在SSD 7044中的程序加載到RAM中時(shí),執(zhí)行由服務(wù)器704執(zhí)行的操作,并且CPU 7041基于加載在RAM中的數(shù)據(jù)來(lái)執(zhí)行程序。注意到,可以更新存儲(chǔ)在SSD 7044中的程序。此外,程序可以存儲(chǔ)在諸如CD-ROM,DVD-ROM,SD卡和USB存儲(chǔ)器的便攜式記錄介質(zhì)中;在這種情況下,服務(wù)器704從這些介質(zhì)讀取程序,并且執(zhí)行程序。此外,服務(wù)器704經(jīng)由接口連接到因特網(wǎng)702。
在此,整個(gè)系統(tǒng)1500通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信交換信息,因此要解決的問(wèn)題是準(zhǔn)確地發(fā)送和接收信息,并確保關(guān)于發(fā)送和接收的信息的安全性。因此,服務(wù)器704基于從農(nóng)業(yè)機(jī)械100和用戶(hù)終端710,712等獲取的位置信息,確定農(nóng)業(yè)機(jī)械100和用戶(hù)終端710,712等是否位于諸如農(nóng)場(chǎng)土地的特定區(qū)域或信息通信相關(guān)設(shè)施中。當(dāng)這些裝置位于特定區(qū)域中時(shí),服務(wù)器704執(zhí)行與農(nóng)業(yè)機(jī)械100和用戶(hù)終端710,712等的驗(yàn)證處理,并且僅當(dāng)驗(yàn)證成功時(shí),服務(wù)器704應(yīng)用根據(jù)本實(shí)施例的整體系統(tǒng)1500。也就是說(shuō),在整個(gè)系統(tǒng)1500中傳送的信息被加密,并且僅當(dāng)驗(yàn)證成功時(shí),給出用于解密的密鑰,并且有意義的信息通信成為可能。另一方面,當(dāng)驗(yàn)證不成功時(shí),信息不能被解密,因此不能進(jìn)行有意義的信息通信,并且不能使用整個(gè)系統(tǒng)1500。如上所述的,增加了整個(gè)系統(tǒng)1500的安全性。此外,假設(shè)農(nóng)業(yè)機(jī)械100被盜,如果當(dāng)驗(yàn)證不成功時(shí)農(nóng)業(yè)機(jī)械100不能被使用,則可以有效地防止盜竊。注意到,可以執(zhí)行驗(yàn)證處理,而不管用于使用信息通信系統(tǒng)1502的裝置是否位于特定區(qū)域內(nèi)。也可以像本實(shí)施例中輸入用戶(hù)ID和用戶(hù)的密碼那樣來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證,或者在農(nóng)業(yè)機(jī)械100、農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500和狀態(tài)監(jiān)視裝置500的情況下使用機(jī)械或裝置的唯一的ID。此外,當(dāng)不考慮安全性時(shí),不需要驗(yàn)證、加密或解密的處理。
此外,當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)1500或部分的整個(gè)系統(tǒng)1500被提供給用戶(hù)時(shí),優(yōu)選地精確地和容易地感知到整個(gè)系統(tǒng)1500的使用以及向用戶(hù)收取整個(gè)系統(tǒng)1500的使用費(fèi)等。為此,服務(wù)器704還執(zhí)行下面描述的收費(fèi)處理(開(kāi)出開(kāi)帳單)。如上所述的,服務(wù)器704執(zhí)行許多處理,因此高性能的、耐用的計(jì)算機(jī)被使用。然而,如上所述或如下所述的由服務(wù)器704執(zhí)行的處理可在多個(gè)服務(wù)器(計(jì)算機(jī))之間分配。例如,這些可在整個(gè)系統(tǒng)1500的用于管理的服務(wù)器、用于驗(yàn)證/分析的服務(wù)器和用于管理所述收費(fèi)的服務(wù)器之間分配。
此外,所述系統(tǒng)如在整個(gè)系統(tǒng)1500的情況下那樣被建立為彼此協(xié)作地操作的多個(gè)元件,因此要解決的問(wèn)題是要快速地注意到所述系統(tǒng)中的元件的故障。為了解決該問(wèn)題,服務(wù)器704監(jiān)視是否諸如損壞的故障例如發(fā)生在農(nóng)業(yè)機(jī)械100、農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500,555和狀態(tài)監(jiān)視裝置550中。當(dāng)檢測(cè)到故障時(shí),服務(wù)器704自動(dòng)地報(bào)告所述故障給包括信息通信系統(tǒng)1502的整個(gè)系統(tǒng)1500的提供者或給根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)1500和用戶(hù)終端710,712的服務(wù)提供者。注意到,當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100等檢測(cè)到諸如損壞的故障時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100會(huì)將該故障報(bào)告給服務(wù)器704,不用等待來(lái)自于服務(wù)器704的查詢(xún)。如上所述的,整個(gè)系統(tǒng)1500能夠注意到故障,因此當(dāng)缺陷發(fā)生在所述系統(tǒng)中時(shí),服務(wù)提供者等能夠快速地感知到所述情況,并且這處理該缺陷。
在整個(gè)系統(tǒng)1500中要解決的一個(gè)問(wèn)題是要準(zhǔn)確地辨認(rèn)行進(jìn)方向上的障礙物和為該任務(wù)的目標(biāo)的農(nóng)作物,用于自動(dòng)行進(jìn)。由此,為了準(zhǔn)確地且快速地執(zhí)行該辨認(rèn)處理,數(shù)據(jù)庫(kù)706存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)。服務(wù)器704使用存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)706中的數(shù)據(jù)以執(zhí)行在下面描述的所述辨認(rèn)處理。存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)706中的數(shù)據(jù)主要是圖像數(shù)據(jù)(用于辨認(rèn)處理的標(biāo)準(zhǔn)圖案等)以及指示圖像數(shù)據(jù)的屬性和類(lèi)型的信息以及對(duì)應(yīng)于該類(lèi)型的農(nóng)業(yè)機(jī)械100的動(dòng)作。所述圖像數(shù)據(jù)和指示所述屬性和類(lèi)型等的數(shù)據(jù)以彼此有關(guān)的狀態(tài)被存儲(chǔ)。注意到,數(shù)據(jù)庫(kù)706可存儲(chǔ)內(nèi)容數(shù)據(jù),用于經(jīng)由因特網(wǎng)702提供信息。還在該情況下,圖像數(shù)據(jù)和指示圖像數(shù)據(jù)的類(lèi)型和屬性的數(shù)據(jù)等彼此相關(guān)。隨著這種存儲(chǔ)數(shù)據(jù)增加時(shí),辨認(rèn)處理的精度將增加。
除了上述辨認(rèn)處理之外,重要的是存儲(chǔ)任務(wù)信息和在農(nóng)場(chǎng)土地中的作為任務(wù)目標(biāo)的農(nóng)作物的狀態(tài),并且有效地執(zhí)行上述收費(fèi)任務(wù)和未來(lái)任務(wù)。因此,數(shù)據(jù)庫(kù)708是用于存儲(chǔ)從農(nóng)場(chǎng)土地、主要從農(nóng)業(yè)機(jī)械100、農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500和狀態(tài)監(jiān)視裝置550等發(fā)送的信息的存儲(chǔ)位置。例如,信息包括任務(wù)的開(kāi)始時(shí)間、中斷時(shí)間和結(jié)束時(shí)間、其中需要任務(wù)的位置的信息,諸如其中已經(jīng)施加肥料的位置的任務(wù)位置和任務(wù)的年/月/日/時(shí)間,在下面描述的正?;町愔脖恢笖?shù)NDVI以及害蟲(chóng)信息。通過(guò)將這些類(lèi)型的信息存儲(chǔ)為數(shù)據(jù)庫(kù),分析存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)并利用該數(shù)據(jù),可以提高未來(lái)農(nóng)業(yè)管理的效率。也就是說(shuō),可以分析由服務(wù)器704等存儲(chǔ)的信息,得出農(nóng)作物的生長(zhǎng)狀態(tài)和裝運(yùn)中的特定趨勢(shì),并且基于所述趨勢(shì)例如識(shí)別要施加多少肥料以便獲得目標(biāo)質(zhì)量的農(nóng)作物并在期望的時(shí)間段內(nèi)獲得該農(nóng)作物。特別地,通過(guò)正?;町愔脖恢笖?shù)NDVI的值,可以預(yù)期收獲期,因此優(yōu)選地基于在農(nóng)場(chǎng)土地中生長(zhǎng)的農(nóng)作物存儲(chǔ)許多信息項(xiàng)。
此外,農(nóng)作物的銷(xiāo)售價(jià)格由需求與供給之間的關(guān)系決定,因此農(nóng)作物優(yōu)選地在當(dāng)需求高峰時(shí)的時(shí)間裝運(yùn)。由此,數(shù)據(jù)庫(kù)708還存儲(chǔ)裝運(yùn)信息和來(lái)自于市場(chǎng)的庫(kù)存信息。例如,可識(shí)別的信息例如無(wú)線(xiàn)標(biāo)簽和條型碼被施加到要被裝運(yùn)的農(nóng)作物(的包裹)。在從當(dāng)農(nóng)作物被裝運(yùn)時(shí)到當(dāng)農(nóng)作物上市時(shí)的被運(yùn)輸和存儲(chǔ)的時(shí)間,農(nóng)作物的類(lèi)型從所述識(shí)別信息獲取,以及包括被識(shí)別的該信息的信息、識(shí)別位置以及識(shí)別時(shí)間,被順序地存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)708中。注意到,所述被識(shí)別的信息是通過(guò)包括無(wú)線(xiàn)標(biāo)簽讀取裝置或條型碼讀取器的系統(tǒng)獲取的,所述信息經(jīng)由因特網(wǎng)702,與用于追蹤所述農(nóng)作物所需要的信息例如識(shí)別的時(shí)間信息和識(shí)別的位置信息等一起,被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)708中。因此,根據(jù)本實(shí)施例用戶(hù)(使用用戶(hù)終端710,712)和服務(wù)器704能夠追蹤農(nóng)作物的運(yùn)動(dòng)并且確定農(nóng)作物需要的狀態(tài)。也就是說(shuō),消費(fèi)者喜歡的農(nóng)作物具有低的庫(kù)存或脫售快,因此,服務(wù)器704(或用戶(hù)經(jīng)由用戶(hù)終端710,712)能夠分析存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)708中的信息并識(shí)別這樣的農(nóng)作物。然后,為了快速地裝運(yùn)消費(fèi)者喜歡的農(nóng)作物,服務(wù)器704控制農(nóng)業(yè)機(jī)械100等以給農(nóng)作物施加肥料,給水,以及供給二氧化碳等,以使得植物的生長(zhǎng)被促進(jìn)并且農(nóng)作物能夠提早收貨。
此外,如果為任務(wù)目標(biāo)的農(nóng)作物的收獲期和收獲量能夠被預(yù)測(cè),更高的值可由系統(tǒng)用戶(hù)提供。為了實(shí)現(xiàn)該值,服務(wù)器704能夠通過(guò)利用農(nóng)作物實(shí)際上在其之下已經(jīng)生長(zhǎng)的條件(生長(zhǎng)條件)根據(jù)來(lái)自于用戶(hù)終端710,712的指令執(zhí)行多變量分析和分析,所述條件為例如正常化差異植被指數(shù)NDVI,水分虧缺度,噴灑水和施肥的量,日照持續(xù)時(shí)間,溫度和濕度等,植物在這樣的條件之下的生長(zhǎng)程度,收獲期以及收獲量。隨著這種存儲(chǔ)數(shù)據(jù)增加,輸出(收獲期和收獲量)預(yù)測(cè)的精度將增加。注意到,以上的生長(zhǎng)條件可由服務(wù)器704從農(nóng)場(chǎng)土地中的農(nóng)業(yè)機(jī)械100、農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500,555和狀態(tài)監(jiān)視裝置550的組合或其之一獲取,與環(huán)境有關(guān)的內(nèi)容信息(氣象信息等)經(jīng)由因特網(wǎng)提供,以及從用戶(hù)輸入。注意到,預(yù)測(cè)的輸出結(jié)果被發(fā)送到并顯示在用戶(hù)終端710,712。此外,該輸出量的預(yù)測(cè)信息還可以被用作財(cái)富數(shù)據(jù),其能夠通過(guò)電信線(xiàn)路諸如因特網(wǎng)或通過(guò)提供在記錄所述預(yù)測(cè)信息的記錄介質(zhì)中而獨(dú)立地賣(mài)給另一個(gè)用戶(hù)或顧客。
注意到,數(shù)據(jù)庫(kù)706,708被描述為與服務(wù)器704分開(kāi)的構(gòu)造;然而,至少一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)706,708可提供在服務(wù)器704中。在該情況下,SSD的區(qū)域可分開(kāi)以構(gòu)成相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)。替代地,數(shù)據(jù)庫(kù)706和數(shù)據(jù)庫(kù)708中的至少一個(gè)可以有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)方式被連接到服務(wù)器704而不涉及因特網(wǎng)702。通過(guò)該連接,不需要經(jīng)由因特網(wǎng)通信,因此可以增加需要訪(fǎng)問(wèn)該數(shù)據(jù)庫(kù)的處理的速度。
用戶(hù)終端710是平板類(lèi)型的計(jì)算機(jī)。此外,用戶(hù)終端712是不受使用位置限制的移動(dòng)類(lèi)型計(jì)算機(jī),像智能手機(jī)等。這些終端具有從四個(gè)衛(wèi)星接收全球定位系統(tǒng)(GPS)信號(hào)并識(shí)別當(dāng)前位置的功能。注意到,當(dāng)已知農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500,555和狀態(tài)監(jiān)視裝置550等的絕對(duì)位置時(shí),這些終端可從這些裝置中的三個(gè)或更多個(gè)接收信號(hào)并根據(jù)這些信號(hào)的衰減和接收中的延遲識(shí)別當(dāng)前位置。
注意到,用戶(hù)終端710和712不限于平板類(lèi)型計(jì)算機(jī)或移動(dòng)類(lèi)型計(jì)算機(jī);用戶(hù)終端710和712可以是臺(tái)式計(jì)算機(jī)或內(nèi)裝某物的內(nèi)裝式計(jì)算機(jī)等,或者可佩戴類(lèi)別的計(jì)算機(jī)例如手表或眼鏡等。這些用戶(hù)終端710,712能夠經(jīng)由服務(wù)器704發(fā)送指令到農(nóng)場(chǎng)土地中的農(nóng)業(yè)機(jī)械100,農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500,555和狀態(tài)監(jiān)視裝置550。例如,開(kāi)始任務(wù)的指令可發(fā)送到農(nóng)業(yè)機(jī)械100。此外,用戶(hù)終端710和712能夠經(jīng)由服務(wù)器704從農(nóng)場(chǎng)土地中的農(nóng)業(yè)機(jī)械100、農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500和狀態(tài)監(jiān)視裝置550獲取報(bào)告和信息。例如,用戶(hù)終端710,712能夠顯示由農(nóng)業(yè)機(jī)械100、農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500和狀態(tài)監(jiān)視裝置550獲取的圖像。服務(wù)器704監(jiān)視在這些用戶(hù)終端710,712和農(nóng)業(yè)機(jī)械100、農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500和狀態(tài)監(jiān)視裝置550之間的信息的交換,并且將信息的交換記錄在數(shù)據(jù)庫(kù)706和數(shù)據(jù)庫(kù)708中。注意到,當(dāng)服務(wù)器704沒(méi)有執(zhí)行監(jiān)視時(shí),用戶(hù)終端710,712能夠直接地執(zhí)行與農(nóng)業(yè)機(jī)械100、農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500,555和狀態(tài)監(jiān)視裝置550的信息通信,而沒(méi)有涉及服務(wù)器704。
注意到,根據(jù)本實(shí)施例的信息通信系統(tǒng)1502是所謂的經(jīng)由因特網(wǎng)702交換信息的云類(lèi)型的系統(tǒng);然而,信息通信系統(tǒng)1502不限于此。例如,專(zhuān)用的通信網(wǎng)絡(luò)可構(gòu)造在用戶(hù)的設(shè)施中,信息可僅通過(guò)專(zhuān)用通信網(wǎng)絡(luò)或通過(guò)專(zhuān)用通信網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)的組合被交換。因此,高速的信息傳輸是可能的。此外,服務(wù)器704的功能和由服務(wù)器704執(zhí)行的處理可包括在農(nóng)業(yè)機(jī)械100中。因此,通過(guò)農(nóng)業(yè)機(jī)械100的任務(wù)的處理速度等可進(jìn)一步增加。
注意到,根據(jù)本實(shí)施例的整個(gè)系統(tǒng)1500包括在圖1中示出的農(nóng)場(chǎng)土地中的系統(tǒng)1501和在圖2中示出的信息通信系統(tǒng)1502;然而,如上所述的信息通信系統(tǒng)1502的服務(wù)器704和數(shù)據(jù)庫(kù)706,708可結(jié)合到所述系統(tǒng)1501中的農(nóng)業(yè)機(jī)械100和農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500中。
[農(nóng)業(yè)機(jī)械、裝置的描述]
接下來(lái),通過(guò)利用圖3到31,給出了根據(jù)本實(shí)施例的農(nóng)業(yè)機(jī)械、設(shè)置在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的各種傳感器裝置等以及安裝在農(nóng)場(chǎng)土地中的裝置的描述。
<農(nóng)業(yè)機(jī)械>
農(nóng)業(yè)機(jī)械,其是整個(gè)系統(tǒng)1500的構(gòu)成元件之一,基于來(lái)自于服務(wù)器704的指令自動(dòng)地行進(jìn),并且自動(dòng)地執(zhí)行與為任務(wù)目標(biāo)的農(nóng)作物(第一目標(biāo)的示例)和土地(第二目標(biāo)的示例)有關(guān)的任務(wù),以便實(shí)現(xiàn)有效的任務(wù)。圖3是示出農(nóng)業(yè)機(jī)械100A的外部視圖的示意圖。注意到,在這些附圖中,元件,其由相同的附圖標(biāo)記表示,具有相同的功能,因此這樣的元件的描述可被省略。
農(nóng)業(yè)機(jī)械100A示出一拖拉機(jī);然而,根據(jù)本實(shí)施例的農(nóng)業(yè)機(jī)械可以是其它的農(nóng)業(yè)機(jī)械,例如在運(yùn)動(dòng)時(shí)執(zhí)行任務(wù)的機(jī)械,包括插秧機(jī)械,聯(lián)合機(jī)械,裝訂機(jī)(binder),飼料作物機(jī)械,機(jī)器人農(nóng)藥散播機(jī)械,可動(dòng)噴灑器產(chǎn)物收獲機(jī)器人以及農(nóng)業(yè)工作飛行物體等。
農(nóng)業(yè)機(jī)械100A設(shè)置有馬達(dá)102A,傳動(dòng)裝置104,任務(wù)裝置106A,支撐裝置108,立體照相機(jī)裝置110,激光雷達(dá)裝置112,多光譜照相機(jī)裝置113,無(wú)線(xiàn)通信天線(xiàn)114,手動(dòng)操作單元116,控制裝置118A,GPS天線(xiàn)120,操控裝置122,一對(duì)燈124,一組超聲波聲納裝置126,一組前輪和一組后輪130。
馬達(dá)102A在農(nóng)業(yè)機(jī)械100A內(nèi),并表示一馬達(dá),例如發(fā)動(dòng)機(jī)(內(nèi)燃機(jī))或接收能量的部件。在本實(shí)施例中,內(nèi)燃機(jī)是將柴油作為燃料的柴油機(jī);然而發(fā)動(dòng)機(jī)不限于此。發(fā)動(dòng)機(jī)可以是將汽油作為燃料的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)或?qū)⒃陀米魅剂系牟裼蜋C(jī)。根據(jù)在手動(dòng)操作單元116中的風(fēng)門(mén)踏板的操作和來(lái)自于控制裝置118A的控制信號(hào),在氣缸中的活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度改變。還提供了用于給以下描述的電池224充電的發(fā)電機(jī)。注意到,在僅通過(guò)電運(yùn)動(dòng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械的情況下,馬達(dá)102A被用作電機(jī)。農(nóng)業(yè)機(jī)械的行進(jìn)速度是通過(guò)改變所述馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度變化。此外,馬達(dá)102A可以是混合型馬達(dá),其中電機(jī)和內(nèi)燃機(jī)被結(jié)合。此外,馬達(dá)102A可以是通過(guò)將氫用作燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)或燃料電池生成動(dòng)能的發(fā)動(dòng)機(jī)。
傳動(dòng)裝置104是傳遞和變換接收能量的部件,例如帶,鏈和齒輪等(傳動(dòng)裝置104是操作裝置的示例)。也就是說(shuō),傳動(dòng)裝置104是用于傳遞動(dòng)能到農(nóng)業(yè)機(jī)械100的相應(yīng)單元的裝置,該能量由馬達(dá)102A的動(dòng)能生成源(內(nèi)燃機(jī)和馬達(dá)等)生成的。傳動(dòng)裝置104的細(xì)節(jié)被描述如下。
任務(wù)裝置106是為了執(zhí)行希望的任務(wù)或工作操作的部件(例如,動(dòng)作裝置),例如,犁,播種機(jī)械,種植裝置,施肥裝置以及二氧化碳生成裝置。任務(wù)裝置106A表示設(shè)置有多個(gè)耕種爪的耕種裝置。任務(wù)裝置106A,其被農(nóng)業(yè)機(jī)械100A拉動(dòng),對(duì)于每種類(lèi)型的任務(wù)是不同的。任務(wù)裝置106A是操作裝置的示例。
支撐裝置108是用于保持馬達(dá)102A、傳動(dòng)裝置104和任務(wù)裝置106A分別地在適當(dāng)位置的部件。
立體照相機(jī)裝置110是用于獲取主要用于測(cè)距的立體圖像的成像傳感器裝置,并包括兩個(gè)光學(xué)系統(tǒng)和成像元件。該立體照相機(jī)裝置110是一種裝置,其用于檢測(cè)在農(nóng)業(yè)機(jī)械100的行進(jìn)方向上的障礙物和任務(wù)目標(biāo),以及檢測(cè)到測(cè)量目標(biāo)到距離和目標(biāo)的尺寸,以及實(shí)現(xiàn)在農(nóng)業(yè)機(jī)械100A(距離(包括視差)和尺寸是第二數(shù)字信息或第四數(shù)字信息的示例)的自動(dòng)行進(jìn)中的大的角色。立體照相機(jī)裝置110被設(shè)定為靠近農(nóng)業(yè)機(jī)械100A的前端部關(guān)于豎直軸是可旋轉(zhuǎn)的。立體照相機(jī)裝置110被手動(dòng)地旋轉(zhuǎn)或可根據(jù)通過(guò)控制裝置118A的控制而旋轉(zhuǎn)。通過(guò)設(shè)定立體照相機(jī)裝置110靠近農(nóng)業(yè)機(jī)械100A的前端部,在農(nóng)業(yè)機(jī)械100A的圖像可被容易地獲取,測(cè)距精度增加。注意到,設(shè)定位置不限于靠近前端部d位置;例如,立體照相機(jī)裝置110可被設(shè)定在其中農(nóng)業(yè)機(jī)械100A的周?chē)鷧^(qū)域可容易看到的位置處,例如在其中設(shè)定無(wú)線(xiàn)通信天線(xiàn)114和GPS天線(xiàn)120的頂壁上。此外,為了準(zhǔn)確地感知到農(nóng)業(yè)機(jī)械100A周?chē)臓顟B(tài),多個(gè)立體照相機(jī)裝置110可設(shè)定在例如農(nóng)業(yè)機(jī)械100A的前面和后面和/或側(cè)表面處。此外,旋轉(zhuǎn)不限于如在本實(shí)施例中的僅一個(gè)軸;立體照相機(jī)裝置110可關(guān)于多個(gè)軸是可旋轉(zhuǎn)的以使得希望的位置和角度的圖像可被獲得。還在該情況下,立體照相機(jī)裝置110可手動(dòng)地旋轉(zhuǎn)或可根據(jù)通過(guò)控制裝置118A的控制旋轉(zhuǎn)。該立體照相機(jī)裝置110的構(gòu)造等在下面被詳細(xì)描述。注意到,為了獲得具有比通常捕捉的圖像更高的對(duì)比度的捕捉圖像,偏振濾光器可設(shè)置在立體照相機(jī)裝置的成像元件(圖像傳感器13a,13b)的光接收側(cè)上,以獲取S偏振和P偏振的偏振圖像。通過(guò)將這樣的偏振立體照相機(jī)裝置用作立體照相機(jī)裝置110,可以容易地區(qū)分物體例如田壟和農(nóng)場(chǎng)土地中的霜,其難以通過(guò)正常照相機(jī)區(qū)分,因?yàn)檫@些物體可通過(guò)偏振立體照相機(jī)裝置以高對(duì)比度檢測(cè)。注意到,當(dāng)不需要測(cè)量距離時(shí),具有單個(gè)成像元件的偏振照相機(jī)裝置可設(shè)定在農(nóng)業(yè)機(jī)械100中,而不是立體照相機(jī)裝置110。
根據(jù)本實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置112是輸出預(yù)定波長(zhǎng)的激光同時(shí)在二維上掃描所述激光并基于從物體反射的光辨認(rèn)到物體的距離的傳感器裝置。激光雷達(dá)裝置112還稱(chēng)為L(zhǎng)IDAR(光檢測(cè)和測(cè)距裝置和激光測(cè)距儀裝置。注意到,可在一維上掃描激光。該激光雷達(dá)裝置112設(shè)定為以便在多光譜照相機(jī)裝置113上方的位置處關(guān)于豎直軸是可旋轉(zhuǎn)的。設(shè)定位置不限于多光譜照相機(jī)裝置113的上方。例如,在如下所述的農(nóng)業(yè)機(jī)械100C中,激光雷達(dá)裝置112被可旋轉(zhuǎn)地設(shè)定在頂壁上。此外,旋轉(zhuǎn)不限于如在本實(shí)施例中的僅一個(gè)軸;激光雷達(dá)裝置112可關(guān)于多個(gè)軸為可旋轉(zhuǎn)的以使得激光可以以希望的位置和角度發(fā)射和進(jìn)入。這些旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)被手動(dòng)地控制或由控制裝置118A控制。激光雷達(dá)裝置112的構(gòu)造和操作在下面被詳細(xì)地描述。多光譜照相機(jī)裝置113是用于從物體獲取光譜信息的成像傳感器裝置,并且可獲取農(nóng)作物生長(zhǎng)狀態(tài)等。該多光譜照相機(jī)裝置113被設(shè)定為以便關(guān)于豎直軸是可旋轉(zhuǎn)的,并且在附近設(shè)置有激光雷達(dá)裝置112。附近的激光雷達(dá)裝置112發(fā)射預(yù)定波長(zhǎng)的激光束,該激光束的反射率可由是捕捉的圖像的表面感知到,因此,農(nóng)作物的精確的生長(zhǎng)狀態(tài)可被觀察到。此外,旋轉(zhuǎn)不限于如在本實(shí)施例中的僅一個(gè)軸;多光譜照相機(jī)裝置113可關(guān)于多個(gè)軸是可旋轉(zhuǎn)的以使得希望的位置和角度的圖像可被獲得。這些旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)被手動(dòng)地控制或由控制裝置118A控制。注意到,當(dāng)多光譜照相機(jī)裝置113沒(méi)有通過(guò)使用激光雷達(dá)裝置112的激光束的反射獲得光譜信息時(shí),多光譜照相機(jī)裝置113不必設(shè)置成靠近激光雷達(dá)裝置112。
無(wú)線(xiàn)通信天線(xiàn)114是用于通過(guò)與另一個(gè)農(nóng)業(yè)機(jī)械100、農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500、狀態(tài)監(jiān)視裝置550和無(wú)線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn)700等無(wú)線(xiàn)通信發(fā)送和接收信息的天線(xiàn)。無(wú)線(xiàn)通信天線(xiàn)114被附連到農(nóng)業(yè)機(jī)械100A的頂壁,以使得可容易接收到無(wú)線(xiàn)信號(hào)。該無(wú)線(xiàn)通信天線(xiàn)114還能夠執(zhí)行無(wú)線(xiàn)中繼。
手動(dòng)操作單元116是用于手動(dòng)地操作農(nóng)業(yè)機(jī)械100A的部件。手動(dòng)操作單元116包括操控輪,風(fēng)門(mén)踏板,制動(dòng)踏板和駕駛者的座位等,其是如下所述的部分的操控裝置122。
控制裝置118A與馬達(dá)102A、傳動(dòng)裝置104、任務(wù)裝置106A、立體照相機(jī)裝置110、激光雷達(dá)裝置112、無(wú)線(xiàn)通信天線(xiàn)114、手動(dòng)操作單元116和操控裝置122等交換信息,并且控制所述農(nóng)業(yè)機(jī)械100A??刂蒲b置118A能夠通過(guò)與任務(wù)裝置106交換信息來(lái)識(shí)別任務(wù)裝置106A。該控制裝置118A被設(shè)定在農(nóng)業(yè)機(jī)械100A內(nèi)。控制裝置118A也電連接到燈124,可檢測(cè)農(nóng)業(yè)機(jī)械100的行進(jìn)方向的取向的地磁傳感器,以及用于通過(guò)聲音等嚇唬目標(biāo)的喇叭等,以及控制裝置118A還控制這些元件。此外,控制裝置118A還能夠經(jīng)由無(wú)線(xiàn)通信天線(xiàn)114與服務(wù)器704和用戶(hù)終端710,712通信。注意到,控制裝置118A包括CPU,RAM,ROM和存儲(chǔ)器等,以及CPU基于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的程序執(zhí)行控制處理。
GPS天線(xiàn)120是用于從四個(gè)衛(wèi)星接收GPS信號(hào)用來(lái)辨認(rèn)農(nóng)業(yè)機(jī)械100的絕對(duì)位置的天線(xiàn)。GPS天線(xiàn)120被設(shè)定在農(nóng)業(yè)機(jī)械100A的頂壁上以使得可容易接收GPS信號(hào)。如上所述的,農(nóng)業(yè)機(jī)械100A能夠通過(guò)利用GPS衛(wèi)星識(shí)別位置,因此,例如即使當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100A被偷竊時(shí),如果網(wǎng)絡(luò)環(huán)境建立,那么農(nóng)業(yè)機(jī)械100A的位置可被識(shí)別并且農(nóng)業(yè)機(jī)械100A可被容易地找到。注意到,該GPS天線(xiàn)120可從已知絕對(duì)位置的三個(gè)或更多個(gè)裝置例如農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500和狀態(tài)監(jiān)視裝置550等接收無(wú)線(xiàn)信號(hào),而不是GPS信號(hào)或以及GPS信號(hào)。在該情況下,目前的絕對(duì)位置可根據(jù)接收信號(hào)的衰減,或從當(dāng)信號(hào)被發(fā)送時(shí)到當(dāng)信號(hào)被接收時(shí)花費(fèi)的時(shí)間,或延遲時(shí)間,被識(shí)別。當(dāng)難以在其中農(nóng)場(chǎng)土地在室內(nèi)的情況下獲取GPS信號(hào)時(shí)這是特別有效的。
操控裝置122包括操控手柄,操控齒輪箱,連接前輪的拉緊桿,以及臂,并且是用于轉(zhuǎn)動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械的裝置。前輪的取向是通過(guò)操作操控手柄或根據(jù)來(lái)自于控制裝置118的控制信號(hào)變化的。
燈124是用于照亮農(nóng)業(yè)機(jī)械100A前面的區(qū)域的用于在夜晚時(shí)間期間照明并用光嚇唬目標(biāo)的燈。
超聲波聲納裝置126是用于施加彈性波(聲波)到物體并測(cè)量直到反射波被檢測(cè)到的時(shí)間以辨認(rèn)到物體的距離的傳感器裝置。超聲波聲納裝置126主要用于測(cè)量在不能夠由立體照相機(jī)裝置110捕捉的盲拐角處與障礙物等的距離。由超聲波聲納裝置126測(cè)量的超聲波信息是第二數(shù)字信息和第四數(shù)字信息的示例。
前輪128是用于通過(guò)使農(nóng)業(yè)機(jī)械100A運(yùn)動(dòng)并操作所述操控裝置122來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100A的。
后輪130是其中在馬達(dá)102A的動(dòng)能生成源處生成在傳動(dòng)裝置104中的動(dòng)能被最后傳遞到的輪,以及隨著后輪130旋轉(zhuǎn),農(nóng)業(yè)機(jī)械100A來(lái)回運(yùn)動(dòng)。
注意到,根據(jù)本實(shí)施例的農(nóng)業(yè)機(jī)械(拖拉機(jī))100A包括立體照相機(jī)裝置110,激光雷達(dá)裝置112,多光譜照相機(jī)裝置113,以及作為用于從農(nóng)業(yè)機(jī)械100A外部獲取信息的傳感器裝置的超聲波聲納裝置126;然而,農(nóng)業(yè)機(jī)械100A不必包括所有的這些裝置,并且僅根據(jù)要被執(zhí)行的任務(wù)使用的傳感器裝置可被設(shè)定。此外,不同于這些傳感器裝置的傳感器,例如,可包括紅外光傳感器,溫度傳感器以及濕度傳感器。由這些傳感器獲取到的信息被發(fā)送到服務(wù)器704。服務(wù)器704將該信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)708中,并使用該信息用于預(yù)測(cè)收獲期等。
圖4示出另一個(gè)農(nóng)業(yè)機(jī)械100B。農(nóng)業(yè)機(jī)械100B也是拖拉機(jī)。不同于農(nóng)業(yè)機(jī)械100A之處是農(nóng)業(yè)機(jī)械100B并不包括手動(dòng)操作單元116。也就是說(shuō),農(nóng)業(yè)機(jī)械100B是通過(guò)遠(yuǎn)距離操作或自動(dòng)控制執(zhí)行任務(wù)的農(nóng)業(yè)機(jī)械。此外,在農(nóng)業(yè)機(jī)械100B中,立體照相機(jī)裝置110被設(shè)定在前、后、左和右,并且農(nóng)業(yè)機(jī)械100B可基于由這些立體照相機(jī)裝置110捕捉的圖像行進(jìn)并執(zhí)行任務(wù)。因此,與農(nóng)業(yè)機(jī)械100A相比,自動(dòng)操作和遠(yuǎn)距離操作在農(nóng)業(yè)機(jī)械100B變得更為方便。注意到,遮篷被提供在設(shè)定于農(nóng)業(yè)機(jī)械100B的前部和后部處的立體照相機(jī)裝置110上方,以及遮篷減輕了由雨和雪引起的立體照相機(jī)裝置110的污染。
內(nèi)裝在農(nóng)業(yè)機(jī)械100B中的控制裝置118B不需被連接到農(nóng)業(yè)機(jī)械100A中的手動(dòng)操作單元116。另一方面,多個(gè)立體圖像必需被處理,因此大量的信息必需由控制裝置118B處理,因此安裝了具有比控制裝置118A更高的性能的CPU或多個(gè)CPU。
此外,在農(nóng)業(yè)機(jī)械100B中,手動(dòng)操作例如操控手柄和操控齒輪箱所需要的元件在農(nóng)業(yè)機(jī)械100A的操控裝置122中的元件之中被省略。
圖4中的任務(wù)裝置106是播種機(jī)械;然而,任務(wù)裝置106不限于此。類(lèi)似于農(nóng)業(yè)機(jī)械100A,農(nóng)業(yè)機(jī)械100B能夠連接到大范圍的任務(wù)裝置并執(zhí)行任務(wù)。
注意到,在圖4中,由附圖標(biāo)記表示的另一些元件具有與農(nóng)業(yè)機(jī)械100A的元件相同的作用,因此描述被省略。
注意到,無(wú)線(xiàn)通信天線(xiàn)114(和控制裝置118B)起到無(wú)線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn)的作用。因此,農(nóng)業(yè)機(jī)械100可用作無(wú)線(xiàn)通信的中繼點(diǎn),以及其中無(wú)線(xiàn)通信是可能的區(qū)域能夠被放大。
此外,如在圖3和4中示出的,主體部件和任務(wù)裝置106被描述為是農(nóng)業(yè)機(jī)械100中的單獨(dú)的主體;然而,這些元件可被集成。此外,農(nóng)業(yè)機(jī)械100可連接到多個(gè)任務(wù)裝置106以執(zhí)行多個(gè)類(lèi)型的任務(wù)。
<傳動(dòng)裝置>
圖5是用于詳細(xì)描述圖3或4中的傳動(dòng)裝置104的示意圖。該傳動(dòng)裝置104變?yōu)橛糜谑罐r(nóng)業(yè)機(jī)械100和任務(wù)裝置106運(yùn)動(dòng)的設(shè)備。該圖中的實(shí)線(xiàn)示出動(dòng)能的傳遞,虛線(xiàn)示出電子信號(hào)的傳送,以及點(diǎn)劃線(xiàn)示出供電線(xiàn)路。圖5示出其中馬達(dá)102的動(dòng)能生成源是內(nèi)燃機(jī)(發(fā)動(dòng)機(jī))的示例,以及驅(qū)動(dòng)方法是后輪兩輪驅(qū)動(dòng)。其中馬達(dá)102的動(dòng)能生成源是電機(jī)的示例被示出在圖6中。注意到,所述驅(qū)動(dòng)方法不限于兩輪驅(qū)動(dòng),而是所述驅(qū)動(dòng)方法可以是四輪驅(qū)動(dòng)的。
傳動(dòng)裝置104包括后輪130,主離合器202,變速齒輪204,差動(dòng)齒輪206,制動(dòng)裝置208,214,末級(jí)減速齒輪210,216,PTO(Power Take Off(動(dòng)力輸出))變速齒輪220,PTO軸222以及電池224。
主離合器202是用于中斷在發(fā)動(dòng)機(jī)處生成的動(dòng)能的傳遞的裝置。主離合器202被操作以當(dāng)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)或在其中發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)著的狀態(tài)下停止行進(jìn)或改變速度。主離合器202能夠同時(shí)地中斷行進(jìn)裝置和PTO的動(dòng)能;然而,行程離合器和PTO離合器可通過(guò)單獨(dú)的踏板和桿中斷。
變速齒輪204是用于根據(jù)行進(jìn)狀態(tài)和任務(wù)狀態(tài)將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)能變換為旋轉(zhuǎn)速度和扭矩的裝置。變速齒輪204是用于拖拉機(jī)倒進(jìn)或用于當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)停止農(nóng)業(yè)機(jī)械100的必需裝置。
差動(dòng)齒輪206是用于以不同速度旋轉(zhuǎn)左右輪以促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械100的轉(zhuǎn)彎以及消除輪的打滑的裝置。
制動(dòng)裝置208,214被用在當(dāng)制動(dòng)踏板被按下時(shí),以及當(dāng)動(dòng)能根據(jù)來(lái)自于控制裝置118的控制信號(hào)被吸收以及行進(jìn)速度減小或行進(jìn)停止時(shí)。
末級(jí)減速齒輪210,216是用于進(jìn)一步減小已經(jīng)通過(guò)變速齒輪204和差動(dòng)齒輪206的傘形齒輪減小的旋轉(zhuǎn)速度以及進(jìn)一步增加軸的驅(qū)動(dòng)力的裝置。
PTO變速齒輪220是用于改變提取發(fā)動(dòng)機(jī)的部分的動(dòng)能的動(dòng)能提取裝置的齒輪。
PTO軸222是提取發(fā)動(dòng)機(jī)的部分的動(dòng)能的驅(qū)動(dòng)軸,并且被用作任務(wù)裝置106的動(dòng)能源。
電池224將電存儲(chǔ)為化學(xué)能。通過(guò)將所述能量再次提取為電能,電池224充當(dāng)用于點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)以及用于燈124和控制裝置118的電源。
對(duì)于由控制裝置118控制的裝置,從電池224供給電。然后,電能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能等以控制所述裝置。馬達(dá)102基于來(lái)自于控制裝置的控制信號(hào)來(lái)控制供給燃料的量和時(shí)間,以及活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)變化以調(diào)節(jié)行進(jìn)速度。在變速齒輪204和220中,電能驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器以改變所述齒輪,以及農(nóng)業(yè)機(jī)械100被控制以基于控制信號(hào)改變速度或倒進(jìn)。在制動(dòng)裝置208,214中,致動(dòng)器基于控制信號(hào)被驅(qū)動(dòng)以制動(dòng)并減小速度或停止行進(jìn)。
接下來(lái),通過(guò)利用圖6,給出了用于通過(guò)電驅(qū)動(dòng)所述農(nóng)業(yè)機(jī)械100的傳動(dòng)裝置104(104-2)的描述。圖6示出了用于將馬達(dá)102-2用作動(dòng)力使農(nóng)業(yè)機(jī)械100運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置104-2的細(xì)節(jié)。類(lèi)似于圖5,在該圖中的實(shí)線(xiàn)示出了動(dòng)能的傳遞,虛線(xiàn)示出了電子信號(hào)的傳送,以及點(diǎn)劃線(xiàn)示出了供給電的線(xiàn)路。該示例也是后輪兩輪驅(qū)動(dòng)的示例;然而,四輪驅(qū)動(dòng)可被采用。在電驅(qū)動(dòng)的情況下,如下所述的,通過(guò)使用非接觸充電方法,自動(dòng)充電是可能的,而沒(méi)有使用人力,因此非接觸充電方法是促進(jìn)整個(gè)系統(tǒng)1500的自動(dòng)化的有效方法。
圖6基本上與圖5是相同的;不同點(diǎn)主要被描述。馬達(dá)102-2是包括電機(jī)控制器和電機(jī)的電力單元。傳動(dòng)裝置104-2通過(guò)電機(jī)控制旋轉(zhuǎn)頻率和旋轉(zhuǎn)方向,因此參照?qǐng)D5描述的變速齒輪204基本上是不必要;然而,變速齒輪204可被包括以更平滑地行進(jìn)。
電池224-2包括變頻器和電池。變頻器將交流電壓變換成直流電壓。電池224-2具有比圖5中的電池224的容量更大的容量。該電池224可通過(guò)結(jié)合多個(gè)緊湊電池被構(gòu)造。該電池224-2從外部電源226充電。注意到,外部電源226沒(méi)有被明確地包括在傳動(dòng)裝置104的構(gòu)造中;然而,外部電源226是用于由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械100的基本元件。該外部電源226使用非接觸電力傳輸技術(shù),因此電池224-2可被充電而沒(méi)有使電線(xiàn)接觸的任務(wù)。注意到,電池224-2可通過(guò)使用插頭插座等的接觸方法進(jìn)行充電。
圖6的任務(wù)裝置106通過(guò)電能從電源228供給到任務(wù)裝置等,而不是通過(guò)如圖5中的PTO軸222,操作。然而,類(lèi)似于圖5,可通過(guò)使用PTO變速齒輪220和PTO軸222操作任務(wù)裝置106。在該情況下,用于圖5的傳動(dòng)裝置104中的傳統(tǒng)的任務(wù)裝置106可被直接使用。
在由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的情況下,根據(jù)電機(jī)的特征,即使當(dāng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)頻率是低的時(shí)候(也就是說(shuō),當(dāng)在低速下運(yùn)動(dòng)時(shí))也能夠增加扭矩,因此與車(chē)輛等相比,電機(jī)適合于以低速執(zhí)行任務(wù)的農(nóng)業(yè)機(jī)械。此外,如下所述的,電池224-2可自動(dòng)地充電,因此一系列的農(nóng)業(yè)工作可有效地進(jìn)行而沒(méi)有占用多的人力。注意到,傳動(dòng)裝置104-2可通過(guò)輪內(nèi)電機(jī)方法執(zhí)行驅(qū)動(dòng),通過(guò)此,電機(jī)被放置在輪內(nèi)。
<立體照相機(jī)裝置>
A.立體照相機(jī)裝置的構(gòu)造
圖7示出立體照相機(jī)裝置110的外部視圖。立體照相機(jī)裝置110捕捉某一區(qū)域的圖像并生成可傳送到農(nóng)業(yè)機(jī)械100的控制裝置118、服務(wù)器704和用戶(hù)終端710,712的圖像數(shù)據(jù),并且另外在捕捉的圖像中的每個(gè)點(diǎn)處獲取距離立體照相機(jī)裝置110的距離信息(或視差值信息)。當(dāng)然,距離信息(或視差值信息)還可以傳送到控制裝置118等。該立體照相機(jī)裝置110能夠通過(guò)應(yīng)用半全球匹配方法執(zhí)行測(cè)距。
立體照相機(jī)裝置110包括主體部件2和設(shè)置在主體部件2中的一對(duì)柱面成像裝置10a和柱面成像裝置10b。注意到,該立體照相機(jī)裝置110通過(guò)包括旋轉(zhuǎn)軸的柱被可旋轉(zhuǎn)地附連到農(nóng)業(yè)機(jī)械100。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)被手動(dòng)地或通過(guò)控制裝置118控制。
圖8示出立體照相機(jī)裝置110的總硬件構(gòu)造。如在圖8中示出的,立體照相機(jī)裝置110包括成像裝置10a,成像裝置10b,信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置20a,信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置20b以及圖像處理裝置30。
在這些裝置中,成像裝置10a用于捕捉在農(nóng)業(yè)機(jī)械100前面的圖景的圖像,并且生成表示所述圖像的模擬信號(hào)(模擬信息的示例)。成像裝置10a包括成像透鏡11a,光圈12a和圖像傳感器13a。成像透鏡11a是用于通過(guò)折射光穿過(guò)成像透鏡11a而形成物體的圖像的光學(xué)元件。光圈12a通過(guò)阻擋已經(jīng)穿過(guò)成像透鏡11a的光的一部分來(lái)調(diào)節(jié)要輸入到如下所述的圖像傳感器13a的光的量。圖像傳感器13a是將來(lái)自于成像透鏡11a和光圈12a的光輸入轉(zhuǎn)換成電模擬圖像信號(hào)的半導(dǎo)體的元件,并且通過(guò)電荷耦合裝置(CCD)和互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)實(shí)現(xiàn)。注意到,成像裝置10b具有與成像裝置10a相同的構(gòu)造,因此成像裝置10b的描述被省略。此外,成像透鏡11a和成像透鏡11b被設(shè)定為以使得透鏡的光軸彼此平行。
此外,信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置20a用于將捕捉的圖像的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式的圖像數(shù)據(jù)(第一數(shù)字信息和第三數(shù)字信息的數(shù)字成像示例)。信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置20a包括相關(guān)雙采樣(CDS)21a,自動(dòng)增益控制(AGC)22a,模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)23a,和幀存儲(chǔ)器24a。CDS 21a通過(guò)相關(guān)雙采樣從由圖像傳感器13a轉(zhuǎn)換的模擬圖像信號(hào)移除噪聲。AGC 22a執(zhí)行增益控制用于控制噪聲已經(jīng)通過(guò)CDS 21a從其被移除的模擬圖像信號(hào)的強(qiáng)度。ADC 23a將已經(jīng)由AGC 22a增益控制的模擬圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式的圖像數(shù)據(jù)。幀存儲(chǔ)器24a存儲(chǔ)由ADC 23a轉(zhuǎn)換的圖像數(shù)據(jù)(參考圖像)
相似地,信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置20b用于從已經(jīng)由包括成像透鏡11b、光圈12b和圖像傳感器13b的成像裝置10b轉(zhuǎn)換的模擬圖像信號(hào)獲取圖像數(shù)據(jù)。信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置20b包括CDS 21b,AGC 22b,ADC 23b和幀存儲(chǔ)器24b。注意到,CDS 21b,AGC 22b,ADC 23b和幀存儲(chǔ)器24b分別具有與CDS 21a,AGC 22a,ADC 23a和幀存儲(chǔ)器24a相同的構(gòu)造,因此其描述被省略。然而,幀存儲(chǔ)器24b存儲(chǔ)比較圖像。
此外,圖像處理裝置30是用于處理已經(jīng)由信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置20a和信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置20b轉(zhuǎn)換的圖像數(shù)據(jù)的裝置。圖像處理裝置30包括FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)31,CPU(中央處理單元)32,ROM(只讀存儲(chǔ)器)33,RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)34,I/F(接口)35,和總線(xiàn)39例如地址總線(xiàn)和和數(shù)據(jù)總線(xiàn)等,用于電連接由如圖8中示出的附圖標(biāo)記31到35表示的構(gòu)成元件。
在以上的構(gòu)成元件中,F(xiàn)PGA 31是在制造之后可由購(gòu)買(mǎi)者或設(shè)計(jì)者為其設(shè)定構(gòu)造的集成電路;在此,F(xiàn)PGA 31執(zhí)行計(jì)算由圖像數(shù)據(jù)表示的圖像中的視差d的處理。CPU 32控制立體照相機(jī)裝置110的功能。ROM 33存儲(chǔ)用于由CPU 32執(zhí)行的圖像處理的程序,用于控制視差值導(dǎo)出裝置的功能。RAM 34被用作CPU 32的工作區(qū)域。I/F 35是用于與農(nóng)業(yè)機(jī)械100的控制裝置118連接的接口。注意到,以上用于圖像處理的程序可通過(guò)記錄在計(jì)算機(jī)可讀的記錄介質(zhì)中以具有可安裝格式或可執(zhí)行格式的文件分銷(xiāo)(distributed)。記錄介質(zhì)是CD-ROM和SD卡等。
接下來(lái),圖9示出立體照相機(jī)裝置110的主要部分的硬件構(gòu)造。如在圖9中示出的,F(xiàn)PGA 31包括成本(一致度或不相似度,相似度)計(jì)算單元310,成本組合單元320以及視差值導(dǎo)出單元330。這些單元是FPGA的電路的一部分;然而,通過(guò)執(zhí)行存儲(chǔ)在ROM 33中的用于圖像處理的程序,相同的處理可被執(zhí)行。
在這些單元之中,成本計(jì)算單元310基于參考圖像Ia中的參考像素的亮度值以及在與該參考像素有關(guān)的比較圖像Ib中的沿著表極線(xiàn)的多個(gè)候選對(duì)應(yīng)像素的亮度值,來(lái)計(jì)算對(duì)應(yīng)于參考像素的候選對(duì)應(yīng)像素的成本值C。
成本組合單元320將由成本計(jì)算單元310獲得的與一個(gè)參考像素有關(guān)的候選對(duì)應(yīng)像素的成本值與由成本計(jì)算單元310獲得的與另一個(gè)參考像素有關(guān)的候選對(duì)應(yīng)像素的成本值組合,并且輸出該合成成本值Ls。注意到,組合處理是基于如下所述的(公式3)從成本值C計(jì)算路線(xiàn)成本值Lr以及隨后基于如下所述的(公式4)增加相應(yīng)徑向射線(xiàn)的路線(xiàn)成本值Lr,來(lái)計(jì)算最后的合成成本值Ls。
視差值導(dǎo)出單元330基于一個(gè)參考像素在參考圖像中的位置和在通過(guò)成本組合單元320組合之后的合成成本值Ls對(duì)其是最小的對(duì)應(yīng)像素在比較圖像中的位置,導(dǎo)出視差值Δ 320,并且輸出指示在每個(gè)像素中的視差值的視差圖像Ic??梢酝ㄟ^(guò)下面描述的(公式2),通過(guò)使用以上獲得的視差值Δ,成像透鏡11a和成像透鏡11b的焦距f以及為成像透鏡11a和成像透鏡11b之間的長(zhǎng)度的基部長(zhǎng)度B,計(jì)算距離Z。獲得距離Z的處理可以在視差值導(dǎo)出單元330處或在CPU 32或服務(wù)器704處執(zhí)行。如上所述的,立體照相機(jī)裝置110能夠通過(guò)使用與捕獲的圖像有關(guān)的視差來(lái)獲得到捕捉的圖像中的相應(yīng)點(diǎn)的距離信息(或視差值信息)。注意到,在為不是獲得視差值的操作的圖像處理或圖像辨認(rèn)中,參考圖像或比較圖像中的任一個(gè)可被使用(也就是說(shuō),從圖像傳感器13a或圖像傳感器13b獲得的圖像,類(lèi)似于由通常的單眼照相機(jī)捕捉的圖像。那是兩個(gè)圖像之間的一個(gè)類(lèi)型的圖像)。
此外,不僅對(duì)于通過(guò)使用圖像信息測(cè)距的情況,而且在獲得具有更高對(duì)比度的圖像的方法中,成像裝置10可包括設(shè)定在圖像傳感器13a和13b的接受表面上的偏振濾光器40。偏振濾光器40是亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)(SWS)偏振濾光器。偏振濾光器40具有其中僅透射S個(gè)偏振分量的光的偏振器區(qū)域和僅透射P個(gè)偏振分量的光的偏振器區(qū)域被交替布置的結(jié)構(gòu)。一個(gè)偏振器區(qū)域的尺寸與圖像傳感器13a和13b的光接收元件的一個(gè)像素的尺寸相同,以及偏振濾光器40被設(shè)定成以使得相應(yīng)的偏振器區(qū)域位于所述像素上方。通過(guò)構(gòu)造如上所述的立體照相機(jī)裝置110,并生成用于已經(jīng)透射過(guò)相應(yīng)偏振器區(qū)域的光的光接收信號(hào)中的每個(gè)的分離圖像,S個(gè)偏振分量和P個(gè)偏振分量分離,以及僅S個(gè)偏振分量的圖像和僅P個(gè)偏振分量的圖像得以獲得。相應(yīng)的圖像是第二數(shù)字信息和第四數(shù)字信息的示例。在立體照相機(jī)中,兩個(gè)成像元件被使用,因此僅S個(gè)偏振分量的圖像和僅P個(gè)偏振分量的圖像中的每個(gè)中的兩個(gè)被獲得,以及通過(guò)比較相同的偏振分量的圖像,可以獲得相應(yīng)的視差值(距離)。
通過(guò)獲得偏振圖像,例如,變得容易檢測(cè)在黑色對(duì)象的平面方面上的差異。這是因?yàn)閬?lái)自于所述對(duì)象的光的偏振狀態(tài)根據(jù)對(duì)象的平面方向不同。此外,根據(jù)偏振圖像,變得容易檢測(cè)是否存在透明對(duì)象。這是因?yàn)楫?dāng)光穿過(guò)透明對(duì)象時(shí),透射率根據(jù)光的偏振狀態(tài)改變。也就是說(shuō),通過(guò)使用偏振照相機(jī),高對(duì)比度圖像可獲得,并且可以獲得不能夠從亮度圖像獲得的信息。如上所述的,通過(guò)偏振照相機(jī),可以檢測(cè)地上的霜,具有葉子相同的顏色(保護(hù)色)的附著到植物葉子的害蟲(chóng),以及植物的結(jié)構(gòu)主體(分枝之間的長(zhǎng)度等),其難以通過(guò)通常的照相機(jī)捕捉。此外,通過(guò)將偏振立體照相機(jī)用作立體照相機(jī)裝置110,除了諸如霜和害蟲(chóng)的信息之外,可以檢測(cè)和測(cè)距凍結(jié)的道路,以及精確地檢測(cè)農(nóng)場(chǎng)土地的田壟并執(zhí)行進(jìn)一步的測(cè)距。此外,通過(guò)獲得具有偏振濾光器的偏振圖像,可以容易地檢測(cè)植物的結(jié)構(gòu)主體。此外,關(guān)于偏振圖像的圖像辨認(rèn)率增加,以及例如,關(guān)于植物的外形的特征,例如分枝之間的莖的長(zhǎng)度和厚度以及葉子的尺寸,可被更精確捕捉。因此,通過(guò)利用以上信息,整個(gè)系統(tǒng)1500能夠感知到植物的生長(zhǎng)狀態(tài)并區(qū)分植物的類(lèi)型(例如,是否植物是農(nóng)作物或野草)。注意到,當(dāng)距離信息是不必要的時(shí)候,類(lèi)似于單目照相機(jī)的情況,僅從圖像傳感器13a和13b的任一個(gè)獲得的偏振圖像信息要被利用。當(dāng)然,當(dāng)距離信息還用來(lái)檢查準(zhǔn)確尺寸等,從兩個(gè)成像元件獲得的信息項(xiàng)要被利用。
B.使用SGM方法的測(cè)距方法的描述
接下來(lái),給出了通過(guò)立體照相機(jī)裝置110的測(cè)距方法的描述,特別通過(guò)使用SGM方法獲得視差值的方法。首先,通過(guò)利用圖10至圖15,給出了利用SGM方法的測(cè)距方法的概要的描述。
通過(guò)利用圖10,給出了從立體相機(jī)導(dǎo)出關(guān)于對(duì)象的視差并通過(guò)立體成像方法通過(guò)指示視差的視差值測(cè)量從立體相機(jī)到對(duì)象的距離的原理的描述。此外,在下文中,為了簡(jiǎn)化該描述,以一個(gè)像素為單位而不是預(yù)定區(qū)域(匹配塊)給出描述。
此外,由圖1中所示的成像裝置10a和成像裝置10b捕捉的圖像10分別稱(chēng)為參考圖像Ia和比較圖像Ib。注意到,在圖10中,假設(shè)成像裝置10a和成像裝置10b水平地平行布置并且處于相同的高度。在圖10中,三維空間中的物體E上的點(diǎn)S被映射到沿著成像裝置10a和成像裝置10b的相同水平線(xiàn)的位置。也就是說(shuō),在參考圖像Ia中的點(diǎn)Sa(x,y)和比較圖像Ib中的點(diǎn)Sb(x',y')處捕捉每個(gè)圖像中的點(diǎn)S。此時(shí),使用成像裝置10a的坐標(biāo)中的點(diǎn)Sa(x,y)和成像裝置10b的坐標(biāo)中的點(diǎn)Sb(x',y'),通過(guò)(公式1)表示視差值Δ。
Δ=x’-x (公式1)
在此,在圖10的情況下,基于參考圖像Ia中的點(diǎn)Sa(x,y)和從成像透鏡11a下降的垂直線(xiàn)到圖像表面的交叉點(diǎn)之間的距離Δa以及在比較圖像Ib中的點(diǎn)Sb(x’,y’)和從成像透鏡11b下降的垂直線(xiàn)到圖像表面的交叉點(diǎn)之間的距離Δb,獲得視差值Δ=Δa+Δb。
此外,通過(guò)使用視差值Δ,可以導(dǎo)出成像裝置10a,10b與物體E之間的距離Z。具體地,距離Z是從包括成像透鏡11a的焦點(diǎn)位置和成像透鏡11b的焦點(diǎn)位置的平面到物體E上的特定點(diǎn)S的距離。如圖10所示的,通過(guò)使用成像透鏡11a和成像透鏡11b的焦距f,作為成像透鏡11a和成像透鏡11b之間的長(zhǎng)度的基部(base)長(zhǎng)度B以及視差值Δ,可以通過(guò)(公式2)計(jì)算距離Z。
Z=(B×f)/Δ (公式2)
通過(guò)該(公式2),隨著視差值Δ增加,距離Z減小,以及隨著視差值Δ減小,距離Z增加。
接下來(lái),通過(guò)利用圖11到15,給出了使用SGM方法的測(cè)距方法的描述。注意到,圖11A示出參考圖像,圖11B示出通過(guò)關(guān)于圖11A的邊緣檢測(cè)方法獲得的視差圖像作為比較目標(biāo),以及圖11C是示出通過(guò)關(guān)于圖11A的SGM方法獲得的視差圖像的概念圖;在此,參考圖像是其中物體由亮度示出的圖像。根據(jù)邊緣檢測(cè)方法的視差圖像是通過(guò)邊緣檢測(cè)方法導(dǎo)出的圖像并且是示出參考圖像的邊緣部分的視差值的圖像。根據(jù)SGM方法的應(yīng)用的視差圖像是通過(guò)SGM方法的應(yīng)用技術(shù)從參考圖像導(dǎo)出的圖像,并且是示出在參考圖像中的相應(yīng)坐標(biāo)的視差值的圖像。在圖11C中,視差值的差由顏色的陰影示出。本實(shí)施例示出了隨著顏色變得越暗,視差值減小。也就是說(shuō),隨著顏色變得越暗,距離變得越長(zhǎng)。
SGM方法是一種即使對(duì)于具有較弱紋理的物體也適當(dāng)?shù)貙?dǎo)出上述視差值的方法。圖11C中示出的視差圖像是根據(jù)SGM方法基于圖11A中示出的參考圖像導(dǎo)出的。注意到,當(dāng)使用邊緣檢測(cè)方法時(shí),基于圖11A中示出的參考圖像導(dǎo)出圖11B中示出的邊緣視差圖像。如通過(guò)比較由圖1B和圖11B中的虛線(xiàn)圍繞的圓圈801的內(nèi)部可以看出的,與根據(jù)邊緣檢測(cè)方法的視差圖像相比,根據(jù)SGM方法的視差圖像可以表達(dá)諸如具有較弱紋理的區(qū)域的詳細(xì)信息,因此可以執(zhí)行更詳細(xì)的測(cè)距。
在該SGM方法中,在計(jì)算為非相似性的成本值之后不立即導(dǎo)出視差值;替代地,在計(jì)算成本值之后,還計(jì)算為合成不相似性的合成成本值以導(dǎo)出視差值,最后,指示所有像素中的視差值的視差圖像(在此,根據(jù)SGM方法的視差圖像)被導(dǎo)出。注意到,在邊緣檢測(cè)方法的情況下,計(jì)算所述成本值的處理與SGM方法相同;然而,不像在SGM方法中那樣計(jì)算合成成本值,并且僅計(jì)算邊緣部分的視差值。
接下來(lái),通過(guò)利用圖12和圖13,給出了計(jì)算成本值C(p,d)的方法的描述。圖12A是示出參考圖像中的參考像素的概念圖,以及圖12B是示出當(dāng)候選對(duì)應(yīng)像素相對(duì)于圖12A的參考像素順序偏移時(shí)的偏移量的計(jì)算的概念圖像。圖13是示出各偏移量的成本值的曲線(xiàn)圖。
如在圖12A中示出的,基于在參考圖像中的預(yù)定參考像素p(x,y)的亮度值和沿著關(guān)于該參考像素p(x,y)的比較圖像中的表極線(xiàn)的多個(gè)候選對(duì)應(yīng)像素q(x+d,y)的亮度值,計(jì)算相對(duì)于參考像素p(x,y)的每個(gè)候選對(duì)應(yīng)像素q(x+d,y)的成本值C(p,d)。d是參考像素p和候選相應(yīng)像素q的偏移量,以及在本實(shí)施例中,以像素為單元的偏移量被表示。也就是說(shuō),在圖12中,當(dāng)以預(yù)先指定的范圍(例如,0<d<25)一次一個(gè)像素地順序地偏移所述候選對(duì)應(yīng)像素q(x+d,y)時(shí),計(jì)算為候選對(duì)應(yīng)像素q(x+d,y)和參考像素p(x,y)的亮度值的相似度的成本值C(p,d)。如上計(jì)算的成本值C(p,d)可由為每個(gè)偏移量d示出的曲線(xiàn)圖表示,如圖13中示出的。在圖13中,當(dāng)偏移量d=5,12,19時(shí)所述成本值C為零,因此不能夠獲得最小值。如上所述的,在物體具有較弱紋理的情況下,難以獲得所述最小值。也就是說(shuō),在邊緣檢測(cè)方法中,當(dāng)紋理弱時(shí),存在測(cè)距不能被精確地執(zhí)行的情況。
接下來(lái),通過(guò)利用圖14和15,給出了合成成本值Ls(p,d)的計(jì)算方法的描述。圖14是導(dǎo)出合成成本值的處理的概念圖。圖15是示出每個(gè)視差值的合成成本值的曲線(xiàn)圖。根據(jù)本實(shí)施例的合成成本值的計(jì)算是只有SGM方法才有的方法;不僅是計(jì)算的成本值C(p,d),而且所述成本值,其對(duì)應(yīng)于其中預(yù)定參考像素p(x,y)周?chē)南袼厥菂⒖枷袼氐那闆r,與參考像素p(x,y)處的成本值C(p,d)積分,以計(jì)算合成成本值Ls(p,d)。
在此,給出了合成成本值的計(jì)算方法的更詳細(xì)的描述。為了計(jì)算所述合成成本值Ls(p,d),首先,路線(xiàn)成本值Lr(p,d)需要被計(jì)算。(公式3)是用于計(jì)算路線(xiàn)成本值Lr(p,d)的公式,以及(公式4)是用于計(jì)算合成成本值Ls(p,d)的公式。
Lr(p,d)=C(p,d)+min{(Lr(p-r,d),Lr(p-r,d-1)+P1,Lr(p-r,d+1)+P1,Lrmin(p-r)+p2}
(公式3)
在此,r示出積分方法。min{}是用于獲得所述最小值的函數(shù)。Lr被遞歸地應(yīng)用,如在公式3中示出的。此外,P1和P2是通過(guò)實(shí)驗(yàn)預(yù)先限定的固定參數(shù),以及這些參數(shù)被設(shè)定成以使得像素距離參考像素p(x,y)越遠(yuǎn),對(duì)路線(xiàn)成本值Lr的影響就越小。例如,P1=48,P2=96。
此外,如在(公式3)中示出的,通過(guò)將在圖14中示出的r方向上的相應(yīng)像素中的相應(yīng)像素的路線(xiàn)成本值Lr的最小值增加到參考像素p(x,y)處的成本值C,獲得Lr(p,d)。如上所述的,為了獲得在r方向上在每個(gè)像素處的Lr,首先,Lr是從相對(duì)于參考像素p(x,y)在r方向上的遠(yuǎn)端處的像素獲得的,然后獲得用于沿著r方向的像素的Lr。然后,如在圖14中示出的,八個(gè)方向的Lr0,Lr45,Lr90,Lr135,Lr180,Lr225,Lr270,Lr315被獲得,以及最后,基于(公式4),獲得合成成本值Ls。
Ls(p,d)=ΣLr (公式4)
如上所述計(jì)算的合成成本值Ls(p,d)可以由為每個(gè)偏移量d示出的曲線(xiàn)圖表示,如圖15中示出的。在圖15中,當(dāng)偏移量d=3時(shí)的合成成本值Ls最小,因此視差值Δ=3被計(jì)算。
注意到,SGM方法比邊緣檢測(cè)方法占用更多的時(shí)間進(jìn)行處理,因此當(dāng)該處理需要快速進(jìn)行地超過(guò)獲得測(cè)距精度時(shí),測(cè)距可通過(guò)邊緣檢測(cè)方法執(zhí)行。在該情況下,通過(guò)圖9中示出的成本組合單元320的處理沒(méi)有被執(zhí)行,并且視差值導(dǎo)出單元330從最小成本值僅導(dǎo)出邊緣部分的視差值。
注意到,根據(jù)本實(shí)施例的可由立體照相機(jī)裝置110測(cè)量的距離是105米,誤差時(shí)幾厘米。
注意到,當(dāng)要由立體照相機(jī)裝置110捕捉的物體被辨認(rèn)時(shí),距離是已知的,物體的尺寸和長(zhǎng)度可以是已知的。也就是說(shuō),立體照相機(jī)裝置110的ROM 33存儲(chǔ)示出所述距離和尺寸和每個(gè)像素的長(zhǎng)度之間的關(guān)系的表,因此CPU 32能夠識(shí)別所述物體的尺寸和長(zhǎng)度。注意到,ROM 33不會(huì)存儲(chǔ)所述表,但是可存儲(chǔ)所述距離和尺寸與每個(gè)像素的長(zhǎng)度之間的關(guān)系表達(dá)式。此外,所述處理不會(huì)在立體照相機(jī)裝置110中執(zhí)行,而是計(jì)算物體的尺寸和長(zhǎng)度的處理可通過(guò)農(nóng)業(yè)機(jī)械100的服務(wù)器704或控制裝置118執(zhí)行,其包括用于計(jì)算所述尺寸和長(zhǎng)度所需要的數(shù)據(jù),例如如上所述的表。
<激光雷達(dá)裝置>
圖16示出激光雷達(dá)裝置112的構(gòu)造。根據(jù)激光雷達(dá)裝置112的形狀信息是第一數(shù)字信息和第三數(shù)字信息的示例。此外,根據(jù)激光雷達(dá)裝置112的距離信息是第二數(shù)字信息和第四數(shù)字信息的示例。激光雷達(dá)裝置112用脈沖激光束照射目標(biāo),測(cè)量反射的脈沖激光束的回程時(shí)間t,并由(公式5)計(jì)算到所述照射點(diǎn)的距離L。
L=c×t/2 (公式5)在此,c是光速。
此外,激光雷達(dá)裝置112能夠在二維方向上掃描激光束,由此能夠獲得到目標(biāo)的這些點(diǎn)的取向并測(cè)量該目標(biāo)的形狀。
激光雷達(dá)裝置112包括,在主體部件50中的,激光二極管驅(qū)動(dòng)電路51,激光二極管52,光投影透鏡53,兩個(gè)反光鏡68,70,擺動(dòng)電機(jī)54,多角鏡55,光接收透鏡56,光敏二極管58,放大電路60,時(shí)間間隔計(jì)數(shù)器61,電機(jī)控制電路62,控制器64和激光束發(fā)射進(jìn)入窗口66。
激光二極管驅(qū)動(dòng)電路51生成要輸入到激光二極管52的脈沖信號(hào)。激光二極管52發(fā)射脈沖激光束。光投影透鏡53使從激光二極管52發(fā)射的脈沖激光束變?yōu)槠叫泄?。在脈沖激光束的行進(jìn)方向被反光鏡68,70改變之后,由控制器64控制的電機(jī)控制電路62使得該平行光入射在以固定速度在θ軸55a上旋轉(zhuǎn)的多角鏡55上。通過(guò)使用根據(jù)由控制器64控制的電機(jī)控制電路62以預(yù)定速度擺動(dòng)的擺動(dòng)電機(jī)54,多角鏡55在θ軸54a上擺動(dòng)。因此,入射在多角鏡55上的激光束在二維方向上掃描以通過(guò)激光束發(fā)射進(jìn)入窗口66照射到目標(biāo)。此外,控制器64能夠從未示出的水平(level)獲取信號(hào),輸出指令到電機(jī)控制電路62以使得激光束在水平方向上恒定地發(fā)射,以及操作所述擺動(dòng)電機(jī)54以控制θ軸的旋轉(zhuǎn)。從目標(biāo)反射的脈沖激光束經(jīng)由多角鏡55在光接收透鏡56處聚光,在光敏二極管58處接收以及轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)。由轉(zhuǎn)換獲得的電子信號(hào)在放大電路60處被放大,然后時(shí)間間隔計(jì)數(shù)器61測(cè)量與激光二極管52的脈沖振蕩時(shí)間同步的起動(dòng)脈沖和從放大電路60輸出的停止脈沖之間的時(shí)間間隔??刂破?4設(shè)定測(cè)量的回程時(shí)間t、以及多角鏡55的旋轉(zhuǎn)角θ和擺動(dòng)角作為極坐標(biāo)系數(shù)據(jù)(t,θ,),此外,控制器64將極坐標(biāo)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為三維空間數(shù)據(jù)(X,Y,Z),其將激光雷達(dá)裝置112的設(shè)定位置用作原點(diǎn),以獲得目標(biāo)的形狀。
在控制器64處獲得的信息可被傳送到農(nóng)業(yè)機(jī)械100的控制裝置118,服務(wù)器704和用戶(hù)終端710,712。
當(dāng)該激光雷達(dá)裝置112被設(shè)定在水平平面上時(shí),可以進(jìn)行測(cè)量大約60度作為水平視角,大約30度作為豎直視角,以及沿著水平平面在大約60米的測(cè)量范圍內(nèi)。注意到,測(cè)量范圍根據(jù)激光二極管52的類(lèi)型和激光二極管驅(qū)動(dòng)電路51等的輸出電壓變化。
此外,當(dāng)僅到目標(biāo)的距離要被獲得時(shí),或者當(dāng)在二維方向上掃描的激光束是不必要的時(shí)候,多角鏡55沒(méi)有被擺動(dòng)電機(jī)54擺動(dòng)。在該情況下,激光束根據(jù)多角鏡55在θ軸上的旋轉(zhuǎn)在一維方向上掃描。
此外,要被使用的激光二極管52根據(jù)任務(wù)的目的進(jìn)行選擇。例如,當(dāng)植物的活性度是要通過(guò)與多光譜照相機(jī)裝置113結(jié)合的主動(dòng)方法從植物的葉子的狀態(tài)測(cè)量時(shí),激光二極管52,其能夠發(fā)射具有接近660納米的波長(zhǎng)的可見(jiàn)紅色區(qū)域的激光束被使用(通過(guò)使用多光譜照相機(jī)裝置113檢查植物的活性度的方法被描述如下)。在其中激光雷達(dá)裝置112和多光譜照相機(jī)裝置113如上所述的被結(jié)合使用的情況下,從激光雷達(dá)裝置112發(fā)射的激光要被使用,因此,激光雷達(dá)裝置112和多光譜照相機(jī)裝置113是要布置成彼此靠近。另一方面,當(dāng)激光雷達(dá)裝置112獨(dú)立地執(zhí)行任務(wù)時(shí),不需要將激光雷達(dá)裝置112和多光譜照相機(jī)裝置113布置成彼此靠近。注意到,替代使用擺動(dòng)電機(jī)54和多角鏡55,激光束可通過(guò)使用可執(zhí)行二維掃描的微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)鏡裝置被掃描。
此外,激光雷達(dá)裝置112可由用固定光學(xué)元件例如格柵使激光束偏斜的非掃描類(lèi)型的激光雷達(dá)裝置形成,而沒(méi)有使鏡運(yùn)動(dòng)來(lái)掃描所述激光。通過(guò)使用這樣的非掃描類(lèi)型的激光雷達(dá)裝置,驅(qū)動(dòng)位置可減少,因此故障可減少,即使當(dāng)運(yùn)動(dòng)時(shí)存在快速的豎直運(yùn)動(dòng)。
注意到,在根據(jù)本實(shí)施例的農(nóng)業(yè)機(jī)械100中,激光雷達(dá)裝置112可旋轉(zhuǎn)地設(shè)定在靠近多光譜照相機(jī)裝置113的位置處。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)被手動(dòng)地控制或者由控制裝置118控制。
<多光譜照相機(jī)裝置>
圖17示出多光譜照相機(jī)裝置113的外部視圖。根據(jù)多光譜照相機(jī)裝置113的光譜信息是第二數(shù)字信息和第四數(shù)字信息的示例。多光譜照相機(jī)裝置113是可捕捉圖像并獲得在捕捉的圖像中的光譜反射率的照相機(jī)裝置。多光譜照相機(jī)裝置113適于以非接觸/非破壞方式立刻地檢測(cè)在某一范圍(區(qū)域,平面)中而不是在一個(gè)點(diǎn)處的植物的狀態(tài)。多光譜照相機(jī)裝置113包括主體部分400和透鏡筒部分402。多光譜照相機(jī)裝置113被可旋轉(zhuǎn)地設(shè)定在農(nóng)業(yè)機(jī)械100中。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)被手動(dòng)地控制或由控制裝置118控制。因此,多光譜照相機(jī)裝置113能夠捕捉從圍繞農(nóng)業(yè)機(jī)械100的各個(gè)方向上的目標(biāo)反射的光的圖像,并且感知生長(zhǎng)狀態(tài)例如植物活性度,分枝之間的長(zhǎng)度以及葉子的尺寸。
圖18示出多光譜照相機(jī)裝置113的構(gòu)造。左側(cè)是前視圖,右側(cè)是從側(cè)表面看到的截面視圖。主體部分400包括微透鏡陣列414,光接收元件陣列416,F(xiàn)PGA 418和光譜反射率計(jì)算單元420。透鏡筒部分402包括發(fā)光二極管(LED)404,主透鏡408,光圈409,濾光器410,和聚光透鏡412。
微透鏡陣列414是其中多個(gè)小透鏡被布置在二維方向上的光學(xué)元件。光接收元件陣列416包括多個(gè)光接收元件,光接收元件陣列416是單色傳感器,其中用于每個(gè)光接收元件(在下文中,還稱(chēng)為"像素")的濾色器沒(méi)有被安裝。光接收元件陣列416是用于將光學(xué)信息轉(zhuǎn)換為電子信息的傳感器。
FPGA 418是光譜圖像生成單元,其基于從光接收元件陣列416輸出的光譜信息的電子信息生成多個(gè)類(lèi)型的光譜圖像。
光譜反射率計(jì)算單元420由諸如CPU,ROM和RAM的半導(dǎo)體元件形成,并且從生成在FPGA 418處的光譜圖像計(jì)算對(duì)于每個(gè)像素的光譜反射率。
從多光譜照相機(jī)裝置113的輸出是在FPGA 418處生成的多個(gè)類(lèi)型的光譜圖像以及該光譜圖像的每個(gè)像素的光譜反射率。這些信息項(xiàng)被傳送到農(nóng)業(yè)機(jī)械100的控制裝置118,服務(wù)器704,用戶(hù)終端710,712和狀態(tài)監(jiān)視裝置550的控制單元等。
LED 404包括多個(gè)光源,其在嵌入狀態(tài)下以等距的間隔布置在透鏡筒部分402的前端前端部部分。通過(guò)將LED用作光源,多光譜照相機(jī)裝置113受到成像環(huán)境的影響較小,以及可獲得穩(wěn)定的光譜信息。主透鏡408是引導(dǎo)從物體406反射的光穿過(guò)光圈409到濾光器410的透鏡。光圈409是用于調(diào)節(jié)穿過(guò)的光的量的掩模。濾光器410的光譜透射率在空間上連續(xù)地變化。也就是說(shuō),濾光器410具有多個(gè)光譜特性。注意到,濾光器410的光譜透射率的連續(xù)性的方向性不受限制,如果該連續(xù)性在一個(gè)平面上。例如,在正交于主透鏡408的光軸的平面上,連續(xù)性可在圖18右側(cè)的豎直方向上,或在相對(duì)于該豎直方向的正交方向上,或在與該方向傾斜地相交的方向上。聚光透鏡412是用于導(dǎo)引已經(jīng)穿過(guò)濾光器410到微透鏡陣列414的光的透鏡。
來(lái)自于物體406的反射光進(jìn)入到主透鏡408中,所述物體已經(jīng)從LED 404等接收光。已經(jīng)進(jìn)入到主透鏡408的光通量變?yōu)楣庾V反射率測(cè)量的目標(biāo)。已經(jīng)進(jìn)入主透鏡408的光通量是許多光束的組合,每個(gè)光束穿過(guò)光圈409的不同位置。反射光被在主透鏡408處被聚光,要穿過(guò)的聚光的光量在光圈409處被調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)的光進(jìn)入濾光器410。注意到,在本實(shí)施例中,光圈409位于濾光器410上;然而,光圈409的位置不限于此。已經(jīng)進(jìn)入濾光器410的光束穿過(guò)具有不同光譜反射率的濾光器。光束,其已經(jīng)穿過(guò)濾光器410,在聚光透鏡412處被聚光,并且暫時(shí)地形成靠近微透鏡陣列414附近的圖像。注意到,微透鏡陣列414被設(shè)定成以使得多個(gè)微透鏡(小型的透鏡)被布置在正交于主透鏡408的光軸的方向上。光束,其已經(jīng)暫時(shí)地形成一圖像,通過(guò)微透鏡陣列414被分別引起抵達(dá)光接收單元陣列416中的不同位置。也就是說(shuō),光接收元件陣列的光接收表面的位置對(duì)應(yīng)于光束已經(jīng)穿過(guò)的濾光器410的位置,因此可以同時(shí)地測(cè)量物體406的某一點(diǎn)的光譜反射率。
圖19是用于本實(shí)施例中的濾光器410和光圈409的前視圖。濾光器410的底部部分具有短的波長(zhǎng)的光譜透射率峰值以及濾光器410的頂部部分具有長(zhǎng)的波長(zhǎng)的光譜透射率峰值。在該情況下,捕捉的圖像將具有布置成如在圖20中示出的小圓圈。這些形狀是圓圈,因?yàn)橹魍哥R408的光圈409的形狀具有圓形的形狀。小圓圈中的每個(gè)在此被稱(chēng)為“宏像素”。通過(guò)收集所有的宏像素,形成一個(gè)圖像。每個(gè)宏像素緊挨著形成在形成微透鏡陣列414的每個(gè)小透鏡(微透鏡)之下。宏像素的直徑和微透鏡的直徑基本上是相同的。
如在圖18中示出的,光束,其已經(jīng)穿過(guò)濾光器410的底部部分,抵達(dá)宏像素的頂部部分,以及光束,其已經(jīng)穿過(guò)濾光器410的頂部部分,抵達(dá)宏像素的底部部分。假定濾光器410被布置成以使得所述底部部分具有短的波長(zhǎng)的光譜透射率峰值以及頂部部分具有長(zhǎng)的波長(zhǎng)的光譜透射率峰值,具有短的波長(zhǎng)的光束抵達(dá)宏像素的頂部部分以及具有長(zhǎng)的波長(zhǎng)的光束抵達(dá)宏像素的底部部分,以便對(duì)應(yīng)于以上的布置。FPGA 418從由相應(yīng)波長(zhǎng)的光束抵達(dá)的像素獲得的光譜信息生成光譜圖像。因此,對(duì)應(yīng)于希望的波長(zhǎng)的多個(gè)光譜圖像可被獲得。光譜反射率計(jì)算單元420計(jì)算每排宏像素的平均值,并可通過(guò)考慮照明例如LED 404的光譜強(qiáng)度、主透鏡408和聚光透鏡412的光譜透射率、濾光器410的光譜透射率以及光接收元件陣列416的光譜靈敏度執(zhí)行計(jì)算來(lái)獲得光譜反射率。
宏像素的放大視圖示出在圖21中。在此,考慮其中一個(gè)宏像素具有19×19像素的情況。從該一個(gè)宏像素,物體406的某一點(diǎn)的光譜反射率被獲得。首先,用于獲得最短波長(zhǎng)(λs)側(cè)上的反射系數(shù)的處理被描述??蓮亩喙庾V照相機(jī)裝置113獲得的數(shù)據(jù)是從光接收元件的輸出值,以及該輸出值對(duì)應(yīng)于進(jìn)入所述光接收元件的光束的量。光束的量是在照明例如LED 404的光譜強(qiáng)度、物體406的光譜反射率、光學(xué)系統(tǒng)(主透鏡408,聚光透鏡412等)的光譜透射率、濾光器410的光譜透射率和光接收元件陣列416的光譜靈敏度的這五個(gè)特性的波長(zhǎng)λs處的值的乘積。由此,為了獲得在物體406的λs處的反射率,輸出值要除以不同于光譜反射率的四個(gè)值。
在此,用作輸出值的值是通過(guò)圖21中的最下段一排中的19個(gè)像素的輸出值的總和除以其中形成宏像素的面積而獲得的值。其中形成宏像素的面積是光束抵達(dá)的面積,不同于圖21中填充黑色的區(qū)域。這是要標(biāo)準(zhǔn)化每排的輸出值。通過(guò)以上處理,可以獲得在λs處的反射率的相對(duì)值。所述絕對(duì)值要求附加的校準(zhǔn)。照明例如LED 404的光譜強(qiáng)度,主透鏡408和聚光透鏡412的光譜透射率,濾光器410的光譜透射率,光接收元件陣列416的光譜靈敏度以及每排宏像素的面積早已在設(shè)計(jì)時(shí)就知道了。通過(guò)施加以上的處理到每排宏像素,可以獲得在19個(gè)波長(zhǎng)處的反射率。
測(cè)量結(jié)果的示例示出在圖22中。水平軸示出波長(zhǎng),豎直軸示出光譜透射率的相對(duì)值。以上是關(guān)于一個(gè)宏像素的處理,以及通過(guò)施加相同的處理到所有的宏像素,濾光器410可測(cè)量二維的光譜反射率??赏ㄟ^(guò)將薄膜蒸汽沉積在由光學(xué)玻璃等制成的透明基板上以使得該薄膜厚度以楔子的形式變化來(lái)制作該濾光器410。根據(jù)本實(shí)施例的薄膜的材料是五氧化二鈮,并且在短的波長(zhǎng)側(cè)上的材料是五氧化二鉭。所述薄膜的膜厚度是幾十到幾百納米。具有較薄的膜厚度的部分對(duì)應(yīng)于短的波長(zhǎng),以及具有較厚的膜厚度的部分對(duì)應(yīng)于長(zhǎng)的波長(zhǎng)。薄膜的厚度以楔子的形式變化(沒(méi)有臺(tái)階),因此,光譜透射率也連續(xù)地變化。
光譜透射率由光的干涉控制,因此透射光束彼此增強(qiáng)的條件對(duì)應(yīng)于光譜透射率的峰值波長(zhǎng)。透明基板的厚度要設(shè)定為以使得能夠保持濾光器。存在被設(shè)計(jì)為靠近光圈位置附近的部分的透鏡,并且在這些透鏡的情況下,基板優(yōu)選為薄的。例如,基板為約0.5mm。如上所述的,通過(guò)使用具有連續(xù)光譜透射特性的濾光器410,可以在捕捉圖像的同時(shí)直接獲得連續(xù)光譜反射率。因此,不需要估計(jì)處理,并且可以測(cè)量具有關(guān)于噪聲的高魯棒性的二維光譜反射率。
接下來(lái),通過(guò)利用圖23,給出了根據(jù)本實(shí)施例的能夠用于多光譜照相機(jī)裝置113中的濾光器的另一示例的描述。圖23A中示出的濾光器430具有針對(duì)每個(gè)傳輸頻帶分割的構(gòu)造。也就是說(shuō),濾光器430由對(duì)應(yīng)于400nm至500nm的波長(zhǎng)區(qū)域的濾光器430a、對(duì)應(yīng)于500nm至600nm的波長(zhǎng)區(qū)域的濾光器430b和對(duì)應(yīng)于600nm至700nm的波長(zhǎng)區(qū)域的濾光器430c形成。因此,濾光器430是其中光譜透射率在紫外區(qū)域和紅外區(qū)域中連續(xù)改變的濾光器。濾光器430a,430b和430c中的每個(gè)是其中光譜透射率在空間上連續(xù)變化的濾光器。在此,如該圖中看到的,相應(yīng)波長(zhǎng)從頂部朝向底部增加。在濾波器430a,430b和430c中的每個(gè)的縱向方向上的方向不必一致。實(shí)質(zhì)上,只要存在其中光譜透射率連續(xù)變化的區(qū)域,則方向性無(wú)關(guān)緊要。此外,濾光器430a,430b和430c不限于上述構(gòu)造,只要濾光器具有至少部分不同的波長(zhǎng)區(qū)域即可。上述傳輸頻帶是示例;但是傳輸頻帶不限于上述值。通過(guò)分割如上所述的濾光器,可以減小對(duì)應(yīng)于一個(gè)像素的波長(zhǎng)寬度。也就是說(shuō),可以相對(duì)于波長(zhǎng)以高分辨率測(cè)量光譜反射率。此外,通過(guò)分割和布置濾光器,與長(zhǎng)且薄的濾光器相比,可以在窄光圈直徑內(nèi)確保光譜透射率的連續(xù)性。
注意到,為了有效地使用光,光圈409的形狀可以是正方形,多邊形或另一希望的形狀。
圖24示出了關(guān)于植物的葉子的典型光譜反射光譜。實(shí)線(xiàn)2401示出正常葉子的光譜(高植物活性度),虛線(xiàn)2402示出枯萎葉子的光譜(低植物活性度)。如該圖中的實(shí)線(xiàn)2401示出的,具有高植物活性度的正常葉子通過(guò)吸收為一個(gè)類(lèi)型的葉綠體的葉綠素在其中波長(zhǎng)是大約660nm的可見(jiàn)紅色區(qū)域(或較短波長(zhǎng)區(qū)域)2404中具有低的反射率。另一方面,具有高植物活性度的正常葉子在其中波長(zhǎng)為700nm至1100nm的近紅外區(qū)域2405中具有高的反射率。另一方面,在具有低的植物活性度的枯萎葉子中,葉綠素分解,因此葉綠素在可見(jiàn)紅色區(qū)域2404中沒(méi)有被吸收太多,并且該反射率高于正常葉子的反射率。注意到,這種趨勢(shì)在植物中是相似的,不管植物的類(lèi)型如何。因此,可以基于可見(jiàn)紅色區(qū)域2404中的光譜反射率R和近紅外區(qū)域IR中的光譜反射率通過(guò)使用(公式6)來(lái)獲得正常化差異植被指數(shù)(NDVI)。
NDVI=(IR-R)/(IR+R) (公式6)
典型地,正?;町愔脖恢笖?shù)(NDVI)是從-1到+1的值,NDVI的值越高,植物活性度越高。通過(guò)使用多光譜照相機(jī)裝置113,在邏輯上,可以在所有成像區(qū)域中獲得該正?;町愔脖恢笖?shù)NDVI。也就是說(shuō),如在圖23B的濾光器440中的,對(duì)應(yīng)于是可見(jiàn)紅色區(qū)域2404的660納米的波長(zhǎng)范圍的濾光器440a,以及對(duì)應(yīng)于是近紅外區(qū)域2405的770納米的波長(zhǎng)范圍的濾光器440b,被用作根據(jù)本實(shí)施例的多光譜照相機(jī)裝置113的濾光器。注意到,對(duì)應(yīng)于作為近紅外區(qū)域2405的785納米或900納米的波長(zhǎng)范圍的濾光器可被用作濾光器440b。在該情況下,785納米是可容易由激光二極管(LD)獲得的波長(zhǎng)。設(shè)定的LED 404具有這樣的特征:LED 404的一半在當(dāng)波長(zhǎng)接近660納米時(shí)發(fā)射具有高強(qiáng)度的光,以及當(dāng)波長(zhǎng)接近770納米時(shí)另一半發(fā)射具有高強(qiáng)度的光。通過(guò)以上構(gòu)造,多光譜照相機(jī)裝置113發(fā)射LED光到目標(biāo)植物并捕捉反射光的圖像。然后,F(xiàn)PGA 418獲得660納米的波長(zhǎng)的光譜圖像和770納米的波長(zhǎng)的光譜圖像。光譜反射率計(jì)算單元420獲得在這些光譜圖像中的希望的位置或區(qū)域處的光譜反射率。此外,在光譜反射率計(jì)算單元420中的CPU通過(guò)應(yīng)用(公式6)獲得正?;町愔脖恢笖?shù)NDVI。注意到,替代多光譜照相機(jī)裝置113中的CPU,已經(jīng)獲取所述光譜圖像和光譜反射率信息的農(nóng)業(yè)機(jī)械100的控制裝置118或服務(wù)器704可應(yīng)用(公式6)并獲得正?;町愔脖恢笖?shù)NDVI。注意到,對(duì)于每個(gè)農(nóng)作物的正?;町愔脖恢笖?shù)NDVI被發(fā)送到并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)708中。注意到,替代使用正常化差異植被指數(shù)NDVI,僅可見(jiàn)紅色區(qū)域(例如,660納米)2404的波長(zhǎng)的光譜反射率可用來(lái)感知植物的生長(zhǎng)狀態(tài)。這是因?yàn)樵谠摽梢?jiàn)紅色區(qū)域2404中,光譜反射率的變化根據(jù)植物活性度的差異是大的。因此,可以感知生長(zhǎng)狀態(tài)并省略在近紅外區(qū)域2405中的光譜反射率的測(cè)量和正?;町愔脖恢笖?shù)NDVI的計(jì)算,以及該處理和確定可快速地進(jìn)行。另一方面,通過(guò)獲得正?;町愔脖恢笖?shù)NDVI,可以獲得生長(zhǎng)狀態(tài)(植物活性度)的正?;透_的信息。
此外,通過(guò)每天觀察正常化差異植被指數(shù)NDVI,可以精確地預(yù)料收獲期。例如,葉子蔬菜優(yōu)選地在當(dāng)正常化差異植被指數(shù)NDVI最大(當(dāng)植物活性度最大時(shí))時(shí)收獲。正?;町愔脖恢笖?shù)NDVI的最大值和當(dāng)?shù)诌_(dá)正常化差異植被指數(shù)NDVI的最大值時(shí)的日子對(duì)不同農(nóng)作物是不同的,因此其中希望收獲的正常化差異植被指數(shù)NDVI的范圍被確定用于每個(gè)植物。這可通過(guò)使用存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)708中的正常化差異植被指數(shù)NDVI的數(shù)據(jù)由服務(wù)器704或用戶(hù)終端710,712進(jìn)行。例如,作為實(shí)驗(yàn),觀察結(jié)果由正常化差異植被指數(shù)NDVI對(duì)其超過(guò)局部最大值的相同種類(lèi)的多個(gè)農(nóng)作物組成,以及根據(jù)變化程度等,其中要收獲的農(nóng)作物的正?;町愔脖恢笖?shù)NDVI的范圍被確定(例如,關(guān)于萵苣,在正常化差異植被指數(shù)NDVI的范圍中的是0.5到0.55)。那么,當(dāng)由多光譜照相機(jī)裝置113等獲得的農(nóng)作物的正?;町愔脖恢笖?shù)NDVI在確定的范圍內(nèi)時(shí),相應(yīng)農(nóng)作物要被收獲。此外,收獲期可通過(guò)從存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)中獲得對(duì)于每種農(nóng)作物的正?;町愔脖恢笖?shù)NDVI的每日變化的統(tǒng)計(jì)趨勢(shì)被預(yù)測(cè)。
此外,根據(jù)多光譜照相機(jī)裝置113,可以基于顏色確定產(chǎn)物(果實(shí))的質(zhì)量(糖含量)。在該情況下,使用濾光器430,其被分割用于圖23A的每個(gè)傳輸頻帶(400納米到500納米(430a),500納米到600納米(430b),600納米到700納米(430c)),此外,使用彩色傳感器,其中RGB的濾色器對(duì)于光接收元件陣列416的每個(gè)光接收元件(像素)以拜耳(Bayer)布置進(jìn)行布置。該RGB濾色器包括在B(藍(lán)色)中接近470納米、在G(綠色)中接近540納米以及在R(紅色)中接近620納米的光譜峰值(最大值)。形成濾光器430的濾光器(430a和430b和430c),以及彩色傳感器中形成濾光器440的RGB的濾光器具有不同的光譜特性。當(dāng)光束穿過(guò)形成濾光器430的濾光器和形成彩色傳感器中的濾光器440的濾光器時(shí),可以同時(shí)地獲取光譜信息,類(lèi)似于其中光束已經(jīng)穿過(guò)3×3=9類(lèi)型的帶通路濾光器的情況。然而,從狹義來(lái)說(shuō),光僅可穿過(guò)每個(gè)濾光器中的部分的光譜透射區(qū)域透射,因此在本實(shí)施例中,基本上六個(gè)類(lèi)型的光譜信息被獲取。如果六個(gè)類(lèi)型的光譜信息可被如上所述地獲取,在自然界中的光譜可以高精度測(cè)量,以及捕捉的顏色可被準(zhǔn)確地辨認(rèn)。該多光譜照相機(jī)裝置形成可精確地測(cè)量可見(jiàn)光的比色照相機(jī)裝置。例如,在果實(shí)的情況下,例如一種草莓,其中糖含量隨著草莓變熟和變紅增加,多光譜照相機(jī)裝置(比色照相機(jī)裝置)113可獲得在整個(gè)果實(shí)的光譜圖像中的可見(jiàn)紅色區(qū)域中的光譜反射率,因此糖含量可被估計(jì)。
此外,關(guān)于具有薄果皮的果實(shí)例如桃,多光譜照相機(jī)裝置113可測(cè)量近紅外區(qū)域的光譜反射率以及糖含量可基于光譜分布進(jìn)行估計(jì)。
此外,多光譜照相機(jī)裝置113可以以非接觸/非破壞方式測(cè)量包括在植物的綠葉中的水分含量。當(dāng)植物中存在水分不足時(shí),水分虧缺施加在植物上,在綠葉的表面上的光譜特性變化,因此通過(guò)捕捉該變化,含水量被測(cè)量。如在圖24中示出的,存在其中反射率從可見(jiàn)紅色區(qū)域到近紅外區(qū)域快速地增加的區(qū)域(紅色邊緣)。已知的是,當(dāng)水分虧缺被施加到植物,其中反射率增加的區(qū)域朝向其中波長(zhǎng)是短的藍(lán)色側(cè)(左側(cè))偏移(藍(lán)色偏移)。圖24的虛線(xiàn)2403示出在其中水分虧缺被施加的情況下的藍(lán)色偏移。如果該偏移量可被檢測(cè),納米可以識(shí)別植物的葉子中的含水量(水分虧缺的施加度)。由此,為了檢測(cè)該水分虧缺度的目的,為了測(cè)量在其中反射率從可見(jiàn)紅色區(qū)域到近紅外區(qū)域快速地增加的區(qū)域中的多個(gè)波長(zhǎng)的反射率,多光譜照相機(jī)裝置113設(shè)置有光譜過(guò)濾器,用于處理多個(gè)波長(zhǎng)區(qū)域。例如,光譜過(guò)濾器像濾光器410可從可見(jiàn)紅色區(qū)域到近紅外區(qū)域連續(xù)地變化,或者光譜過(guò)濾器可以是用于選擇性地透射希望的波長(zhǎng)(例如,715納米,740納米)的濾光器。
通過(guò)測(cè)量關(guān)于在其中反射率從可見(jiàn)紅色區(qū)域到近紅外區(qū)域快速地增加的區(qū)域中的希望的波長(zhǎng)的反射率,以及比較測(cè)量的反射率與作為參考的反射率(例如,關(guān)于在其中水分虧缺沒(méi)有被施加的狀態(tài)下每個(gè)波長(zhǎng)的光譜反射率),可以檢測(cè)所述偏移量。在該情況下,LED,其可輸出在其中反射率從可見(jiàn)紅色區(qū)域到近紅外區(qū)域快速地增加的區(qū)域中的希望的波長(zhǎng)的光,可被設(shè)定為L(zhǎng)ED 404,以及這些LED可被使用,或者日光可用來(lái)測(cè)量所述反射率而沒(méi)有從LED 404發(fā)射光。當(dāng)使用日光時(shí),從由植物反射的日光獲取的多個(gè)波長(zhǎng)的光譜反射率除以從由設(shè)定在農(nóng)場(chǎng)土地或農(nóng)業(yè)機(jī)械100中的標(biāo)準(zhǔn)白板反射的日光獲得的反射率,以及正?;乃奖舜吮容^,以減少由日光的光量的變化引起的測(cè)量值的誤差的影響。注意到,測(cè)量的光譜反射率不限于關(guān)于兩個(gè)波長(zhǎng)的光譜反射率;為了增加精度,關(guān)于三個(gè)或更多個(gè)波長(zhǎng)的光譜反射率可被測(cè)量。如上所述的,通過(guò)用多光譜照相機(jī)裝置113測(cè)量包括在植物中的含水量,為測(cè)量目標(biāo)的植物的含水量可以以非破壞性的、非接觸方式被快速地測(cè)量。
注意到,替代LED 404,或與LED 404一起,預(yù)定波長(zhǎng)的激光束可從激光雷達(dá)裝置112發(fā)射到植物,以及多光譜照相機(jī)裝置113可捕捉反射光的圖像。激光雷達(dá)裝置112可測(cè)量到測(cè)量位置的距離。因此,從由多光譜照相機(jī)裝置113捕捉的光譜圖像和由激光雷達(dá)裝置112檢測(cè)的距離信息,例如,分枝之間的莖的長(zhǎng)度和葉子的尺寸可被識(shí)別或估計(jì)。在本實(shí)施例中,該識(shí)別(估計(jì))處理由服務(wù)器704執(zhí)行。服務(wù)器704執(zhí)行如下所述的在光譜圖像中的辨認(rèn)處理,以及辨認(rèn)葉子、分枝和莖。那么,當(dāng)分枝之間的長(zhǎng)度是,例如,當(dāng)?shù)椒种Φ骄嚯x是50厘米且該長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于1000個(gè)像素時(shí),服務(wù)器704識(shí)別(估計(jì))該長(zhǎng)度是大約5.3厘米。替代地,當(dāng)葉子相隔50厘米且占據(jù)230,000個(gè)像素時(shí),服務(wù)器704識(shí)別(估計(jì))葉子的面積是100平方厘米。這些值與相應(yīng)農(nóng)作物的莖之間的參考長(zhǎng)度和葉子的參考尺寸進(jìn)行比較,以感知生長(zhǎng)狀態(tài)。注意到,以上識(shí)別處理(或估計(jì)處理)可通過(guò)農(nóng)業(yè)機(jī)械100的控制裝置118執(zhí)行。
此外,兩個(gè)多光譜照相機(jī)裝置(比色照相機(jī)裝置)113可結(jié)合以通過(guò)與以上所述的立體照相機(jī)裝置110相同的原理測(cè)量距離。因此,目標(biāo)的圖像,光譜信息以及距離信息(視差值信息)可通過(guò)一個(gè)成像操作獲取.
此外,多光譜照相機(jī)裝置113可測(cè)量來(lái)自于土壤的近紅外光的光譜反射率,并使用作物生長(zhǎng)所需要的吸收營(yíng)養(yǎng)物(氮?dú)?,磷酸,?的光譜中的差異,感知土壤的狀態(tài)。根據(jù)感知的土壤狀態(tài),整個(gè)系統(tǒng)1500調(diào)節(jié)肥料等的平衡,并且可以以詳細(xì)的方式有效地管理土壤。
<狀態(tài)監(jiān)視裝置>
當(dāng)管理粗放農(nóng)場(chǎng)土地時(shí),優(yōu)選的是快速地辨認(rèn)所述狀態(tài)例如橫穿大范圍的農(nóng)場(chǎng)土地的農(nóng)作物的生長(zhǎng)狀態(tài)。圖25示出使用多光譜照相機(jī)裝置113的狀態(tài)監(jiān)視裝置550。狀態(tài)監(jiān)視裝置550是用于快速地測(cè)量在橫穿大范圍的農(nóng)場(chǎng)土地中的農(nóng)作物和土壤等的活性度的裝置。狀態(tài)監(jiān)視裝置550包括多光譜照相機(jī)裝置113,用于關(guān)于水平軸可旋轉(zhuǎn)地保持多光譜照相機(jī)裝置113的保持單元450,用于關(guān)于豎直軸可旋轉(zhuǎn)地保持保持單元450的旋轉(zhuǎn)平臺(tái)452,其中用于將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能的多個(gè)太陽(yáng)電池被布置和連接到彼此的太陽(yáng)能電池板456,存儲(chǔ)控制單元的存儲(chǔ)單元454A,所述控制單元用于執(zhí)行發(fā)送指令到存儲(chǔ)在太陽(yáng)電池板456處生成的電能的蓄電池和多光譜照相機(jī)裝置113并從多光譜照相機(jī)裝置113接收信息的輸入輸出控制和通信控制以及用于執(zhí)行保持單元450和旋轉(zhuǎn)平臺(tái)452的旋轉(zhuǎn)控制,連接到存儲(chǔ)單元454A中的控制單元并用于執(zhí)行與農(nóng)業(yè)機(jī)械100、服務(wù)器704和用戶(hù)終端710,712的無(wú)線(xiàn)通信的無(wú)線(xiàn)天線(xiàn)458,由透明玻璃制成的用于保護(hù)多光譜照相機(jī)裝置113等防止其受到周?chē)h(huán)境影響的蓋462,以及用于在高位置處支撐狀態(tài)監(jiān)視裝置550的柱460。通過(guò)狀態(tài)監(jiān)視裝置550的通信、各種控制和成像是通過(guò)使用存儲(chǔ)在蓄電池中的電能執(zhí)行的。注意到,當(dāng)蓄電池中的電能不足時(shí)或者當(dāng)沒(méi)有使用蓄電池時(shí),外部電源可被使用。此外,蓋462可不由玻璃制成,只要材料是透明的即可;例如,蓋462可由樹(shù)脂例如丙烯酸樹(shù)脂制成。在蓋462上方,設(shè)置了太陽(yáng)電池板456,以及在蓋462下方,設(shè)置了存儲(chǔ)單元454A。此外,多光譜照相機(jī)裝置113,保持單元450和保持單元450被設(shè)置在蓋462內(nèi)?;趶挠脩?hù)終端710,712、服務(wù)器704和農(nóng)業(yè)機(jī)械100發(fā)送的信息,該狀態(tài)監(jiān)視裝置550捕捉在周?chē)鷧^(qū)域中的農(nóng)作物的圖像并檢查農(nóng)作物的植物活性度。注意到,這些圖像可通過(guò)使用反射的陽(yáng)光被捕捉而沒(méi)有使用LED 404。此外,控制單元和無(wú)線(xiàn)天線(xiàn)458還起到無(wú)線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn)的作用,并且可以無(wú)線(xiàn)方式中繼信息。因此,其中可執(zhí)行無(wú)線(xiàn)通信的區(qū)域可擴(kuò)大。此外,控制單元發(fā)送信號(hào),用于經(jīng)由無(wú)線(xiàn)天線(xiàn)458根據(jù)來(lái)自于農(nóng)業(yè)機(jī)械100、服務(wù)器704和用戶(hù)終端710,712中的任一個(gè)的指令來(lái)識(shí)別農(nóng)業(yè)機(jī)械100的位置。農(nóng)業(yè)機(jī)械100能夠基于從總共三個(gè)或更多個(gè)狀態(tài)監(jiān)視裝置550或農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500發(fā)送的接收信號(hào)的強(qiáng)度(或衰減)或者基于這些信號(hào)的接收時(shí)間差來(lái)識(shí)別當(dāng)前位置。
注意到,為了使從其中設(shè)置狀態(tài)監(jiān)視裝置550的位置周?chē)牡孛娣瓷涞墓膺M(jìn)入到多光譜照相機(jī)裝置113的主透鏡408,反光鏡可以一定角度設(shè)置在狀態(tài)監(jiān)視裝置550的上部部分處的蓋462的內(nèi)部或外部。因此,可以監(jiān)視由于旋轉(zhuǎn)平臺(tái)452和存儲(chǔ)單元454A變得處于盲拐角處的底部處的位置。
此外,狀態(tài)監(jiān)視裝置550還可被使用用于不同于監(jiān)視農(nóng)場(chǎng)土地中的農(nóng)作物的狀態(tài)的目的;狀態(tài)監(jiān)視裝置550可用作一監(jiān)視裝置,用于根據(jù)波長(zhǎng)監(jiān)視光譜反射率對(duì)其具有不同的特性的目標(biāo)(例如,土壤)。此外,存在其中葉子它自己和葉子的表面等由于害蟲(chóng)、霜或其他種類(lèi)的影響而顏色變化的情況,以及狀態(tài)監(jiān)視裝置550能夠檢測(cè)其中顏色正在變化的植物和面積。
<農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置>
一般的照相機(jī)裝置僅能夠一次捕捉一個(gè)方向上的圖像。因此,當(dāng)整個(gè)周?chē)鷧^(qū)域要通過(guò)使用這樣的照相機(jī)裝置監(jiān)視時(shí),諸如旋轉(zhuǎn)照相機(jī)裝置的操作必需被執(zhí)行,對(duì)于增加監(jiān)視裝置的尺寸和對(duì)于提供旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)需要成本。此外,起動(dòng)單元被包括,因此通常可能發(fā)生故障。為此,當(dāng)監(jiān)視巨大的農(nóng)場(chǎng)土地時(shí),優(yōu)選的是,通過(guò)單個(gè)圖像操作來(lái)捕捉盡可能寬的范圍。圖26示出使用天球照相機(jī)裝置501的農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500。天球照相機(jī)裝置501是傳感器的示例。天球照相機(jī)裝置501能夠通過(guò)單個(gè)成像操作捕捉照相機(jī)周?chē)?60度的區(qū)域,以及通過(guò)設(shè)置天球照相機(jī)裝置501在農(nóng)場(chǎng)土地中,農(nóng)場(chǎng)土地可想當(dāng)然被監(jiān)視,例如,天氣可從天空的圖像被監(jiān)視。此外,根據(jù)狀態(tài)監(jiān)視裝置550,橫穿寬的區(qū)域的日照量可被估計(jì)。在圖26中,由與圖25的那些相同的附圖標(biāo)記表示的元件具有通過(guò)利用圖25描述的那些相同的功能,因此描述被省略。附圖標(biāo)記454B表示用于存儲(chǔ)蓄電池和像狀態(tài)監(jiān)視裝置550的控制單元的存儲(chǔ)單元;然而,該控制單元不同于狀態(tài)監(jiān)視裝置550的控制單元之處在于指令給予天球照相機(jī)裝置501而不是多光譜照相機(jī)裝置113,對(duì)來(lái)自于天球照相機(jī)裝置501的信息執(zhí)行輸入輸出控制,以及旋轉(zhuǎn)控制沒(méi)有被執(zhí)行。
注意到,為了使從農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500的設(shè)定位置周?chē)膮^(qū)域中的地面反射的光進(jìn)入天球照相機(jī)裝置501的光學(xué)系統(tǒng)A,B,反光鏡可以一定角度設(shè)定在農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500上方的部分處的蓋462的內(nèi)部或外部。因此,可以監(jiān)視在由于存儲(chǔ)單元454B等變得處于盲拐角處的底部處的位置。
注意到,使用該天球照相機(jī)裝置501的農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500還可被用作,例如,監(jiān)視照相機(jī)裝置,用于不是監(jiān)視農(nóng)場(chǎng)土地的目的。
<天球照相機(jī)>
通過(guò)利用圖27到30,給出了根據(jù)本實(shí)施例的天球照相機(jī)裝置501的描述。圖27是天球照相機(jī)裝置501的前外部視圖。該照相機(jī)包括兩個(gè)光學(xué)系統(tǒng)A,B,包括魚(yú)眼(寬角)透鏡和主體部分502。
A.天球照相機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)
圖28是示出天球照相機(jī)裝置501的光學(xué)系統(tǒng)的示意圖。在圖28中,由附圖標(biāo)記A,B表示的部分示出成像光學(xué)系統(tǒng)。該兩個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)A,B分別由具有比180度寬的視角的寬角透鏡以及用于通過(guò)寬角透鏡捕捉圖像的成像元件IA,IB形成。也就是說(shuō),成像光學(xué)系統(tǒng)A由包括透鏡LA1到LA3的前組、形成反射表面的垂直棱鏡PA和包括透鏡LA4到LA7的后組形成。此外,光圈擋SA被布置在透鏡LA4的物體側(cè)上。成像光學(xué)系統(tǒng)B由包括透鏡LB1到LB3的前組、形成反射表面的垂直棱鏡PB和包括透鏡LB4到LB7的后組形成。此外,光圈擋SB被布置在透鏡LB4的物體側(cè)上。
形成成像光學(xué)系統(tǒng)A的前組的透鏡LA1到LA3包括從物體側(cè)的順序陳述的由玻璃材料制成的負(fù)彎月透鏡(LA1),由塑料材料制成的負(fù)透鏡(LA2)以及由玻璃材料制成的負(fù)彎月透鏡(LA3)。形成成像光學(xué)系統(tǒng)A的后組的透鏡LA4到LA7包括從物體側(cè)順序陳述的由玻璃材料制成的雙凸透鏡(LA4),由玻璃材料制成的雙凸透鏡(LA5)和雙凹透鏡(LA6)形成的粘合透鏡,以及由塑料材料制成的雙凸透鏡(LA7)。形成成像光學(xué)系統(tǒng)B的前組的透鏡LB1到LB3包括從物體側(cè)順序陳述的由玻璃材料制成的負(fù)彎月透鏡(LB1),由塑料材料制成的負(fù)透鏡(LB2),以及由玻璃材料制成的負(fù)彎月透鏡(LB3)。形成成像光學(xué)系統(tǒng)B的后組的透鏡LB4到LB7包括從物體側(cè)順序陳述的由玻璃材料制成的雙凸透鏡(LB4),由玻璃材料制成的雙凸透鏡(LB5)和雙凹透鏡(LB6)形成的粘合透鏡,以及由塑料材料制成的雙凸透鏡(LB7)。
在這些成像光學(xué)系統(tǒng)A,B中,關(guān)于在前組中由塑料材料制成的負(fù)透鏡LA2,LB2和后組中由塑料材料制成的雙凸透鏡LA7,LB7,這些透鏡的兩側(cè)是非球表面;而由玻璃材料制成的其他透鏡是球表面透鏡。寬角透鏡的前側(cè)主點(diǎn)的位置被設(shè)定在第二透鏡LA2,LB2和第三透鏡LA3,LB3之間。在成像光學(xué)系統(tǒng)A中的寬角透鏡中,光軸和前組的反射表面的交點(diǎn)與前側(cè)主點(diǎn)之間的長(zhǎng)度在圖28中是d1。在成像光學(xué)系統(tǒng)B中的寬角透鏡中,光軸和前組的反射表面的交點(diǎn)與前側(cè)主點(diǎn)之間的長(zhǎng)度是d2。假定這些長(zhǎng)度d1,d2是寬角透鏡中的長(zhǎng)度d,以下被滿(mǎn)足。
條件(1) 7.0<d/f<9.0
條件(1)的意思被描述如下。條件(1)的參數(shù)d/f的減小意味著整個(gè)系統(tǒng)的焦距:f的增加,或者光軸和前組的反射表面的交點(diǎn)與前側(cè)主點(diǎn)之間的長(zhǎng)度:d減小。隨著焦距:f增加,沿著寬角透鏡的光軸的透鏡的整個(gè)長(zhǎng)度變長(zhǎng),因此如果從使尺寸緊湊的視角設(shè)定適當(dāng)值,這意味著長(zhǎng)度:d在此條件下減小。當(dāng)d增加時(shí),透鏡LA3(LB3)和棱鏡PA(PB)之間的間隔變窄,并且限制用于確保透鏡LA3(LB3)所需的折射力的透鏡厚度的限制變得嚴(yán)格。當(dāng)該值變得低于條件(1)的下限時(shí),變得不可能處理或難以處理透鏡LA3(LB3)的希望的厚度和形狀。在圖28中,成像光學(xué)系統(tǒng)A,B要布置為盡可能在如在該圖中看到的水平方向上彼此靠近,用于實(shí)現(xiàn)減小天球照相機(jī)裝置501的尺寸的目的。所述反射表面是垂直棱鏡PA,PB的傾斜表面,因此將這些傾斜表面布置為盡可能地彼此靠近就減小天球照相機(jī)裝置501的尺寸而言是有效的。在條件(1)中,參數(shù):d/f的增加意味著光軸和前組的反射表面的交點(diǎn)與前側(cè)主點(diǎn)之間的長(zhǎng)度:d的增加,以及這意味著前組的尺寸的增加。如上所述的前組的增加使得難以減小天球照相機(jī)裝置501的尺寸。在該情況下,作為通過(guò)使前組的尺寸增加來(lái)補(bǔ)償天球照相機(jī)裝置501的尺寸的增加的方法,可以考慮將成像光學(xué)系統(tǒng)A,B布置成在圖1中的豎直方向上彼此偏移,在其中棱鏡PA,PB的傾斜表面彼此靠近的狀態(tài)下。然而,通過(guò)這樣的布置,成像光學(xué)系統(tǒng)的前組的寬角透鏡的軸在圖28中的豎直方向上彼此偏移,因此如果該偏移量變得過(guò)大,視差的影響增加。前組的尺寸的增加可被允許,當(dāng)有效地抑制視差的影響時(shí),在其中參數(shù):d/f低于條件(1)的上限的情況下。關(guān)于以上長(zhǎng)度:d和焦距:f的比值:d/f的條件就天球照相機(jī)裝置501而言由以下條件(4)限制。
條件(4) 16≤(d1+d2)/f<21
如果該比值在當(dāng)抑制視差的影響時(shí)降低到低于條件(4)的下限,那么棱鏡PA和PB的反射表面將彼此干涉,以及如果該比值超過(guò)條件(4)的上限,那么視差的影響不能忽略。
條件(3) nd≥1.8
條件(3)限定了以一種材料,其具有比關(guān)于d線(xiàn)的1.8高的折射系數(shù):nd,要被用作棱鏡PA,PB的材料。棱鏡PA,PB使得來(lái)自于前組的光從內(nèi)部朝向后組反射,因此成像光通量的光程在棱鏡內(nèi)部穿過(guò)。當(dāng)棱鏡的材料具有滿(mǎn)足條件(3)的高折射系數(shù)時(shí),棱鏡內(nèi)的光學(xué)光程長(zhǎng)變得長(zhǎng)于實(shí)際的光程長(zhǎng),以及彎曲所述光束的長(zhǎng)度可增加。在前組/棱鏡/后組的結(jié)構(gòu)中,在前組和后組之間的光程長(zhǎng)被弄成長(zhǎng)于機(jī)械光程長(zhǎng),因此寬角透鏡的構(gòu)造被弄成具有緊湊的尺寸。此外,通過(guò)布置棱鏡PA,PB靠近光圈擋SA,SB,可以使用小棱鏡,并且寬角透鏡之間的間隔可減小。棱鏡PA,PB被布置在前組和后組之間。前組的寬角透鏡具有吸收高于或等于180度的寬視角的光束的功能,后組具有有效地修正成像中的像差的功能。通過(guò)布置如上所述的棱鏡,可以減小棱鏡的布置偏移和制造公差的影響。
B.不同于光學(xué)系統(tǒng)的天球照相機(jī)的構(gòu)造
下來(lái),通過(guò)利用圖29,根據(jù)本實(shí)施例的天球照相機(jī)裝置501的構(gòu)造被示出。如在圖29中示出的,天球照相機(jī)裝置501包括成像光學(xué)系統(tǒng)A,B,成像元件IA,IB,圖像處理單元504,成像控制單元506,CPU 510,ROM 512,靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)514,動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)516,操作單元518,網(wǎng)絡(luò)I/F 520和通信單元522。成像元件IA,IB包括圖像傳感器例如COMS傳感器和將根據(jù)寬角透鏡的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)的圖像數(shù)據(jù)并輸出該電子信號(hào)的CCD傳感器,生成圖像傳感器的水平或豎直同步信號(hào)和像素時(shí)鐘等的定時(shí)生成電路,以及一組寄存器,其中設(shè)定成像元件的操作所需要的各種指令和參數(shù)等。成像元件IA,IB分別通過(guò)并行I/F總線(xiàn)被連接到圖像處理單元504。此外,成像元件IA,IB通過(guò)串行I/F總線(xiàn)(I2C總線(xiàn)等)被連接到成像控制單元506。圖像處理單元504和成像控制單元506經(jīng)由總線(xiàn)508被連接到CPU 510。ROM 512,SRAM 514,DRAM 516,操作單元518,網(wǎng)絡(luò)I/F 520和通信單元522也被連接到總線(xiàn)508。圖像處理單元504通過(guò)并行I/F總線(xiàn)接收從成像元件IA,IB輸出的圖像數(shù)據(jù)項(xiàng),對(duì)相應(yīng)圖像數(shù)據(jù)項(xiàng)執(zhí)行預(yù)定處理,執(zhí)行結(jié)合這些圖像數(shù)據(jù)項(xiàng)的處理,以及創(chuàng)建如在圖30C中示出的等距柱面圖像的數(shù)據(jù)。成像控制單元506通常地通過(guò)將成像控制單元506設(shè)定為主裝置及設(shè)定成像元件IA,IB為從屬裝置以及通過(guò)使用串行I/F總線(xiàn)例如I2C總線(xiàn)等來(lái)設(shè)定指令等在所述成像元件IA,IB的一組寄存器中。需要的指令等從CPU 510接收。此外,成像控制單元506使用相同的串行I/F總線(xiàn)以接收成像元件IA,IB中的該組寄存器的狀態(tài)數(shù)據(jù)等,并且發(fā)送數(shù)據(jù)到CPU 510。此外,成像控制單元506指令成像元件IA,IB在當(dāng)操作單元518的快門(mén)按鈕被按下時(shí)的時(shí)刻輸出圖像數(shù)據(jù)。注意到,在農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500中,該操作單元518被省略,并且圖像基于來(lái)自于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元454的控制單元的指令被捕捉,所述存儲(chǔ)單元454被連接到網(wǎng)絡(luò)I/F 520。
此外,成像控制單元506與如下所述的CPU 510協(xié)作以起到使來(lái)自于成像元件IA,IB的圖像數(shù)據(jù)的輸出時(shí)間同步的同步控制單元的作用。CPU 510控制天球照相機(jī)裝置501的整個(gè)操作并且執(zhí)行必需的處理。ROM 512存儲(chǔ)用于CPU 510的各種程序。SRAM 514和DRAM 516是工作存儲(chǔ)器,并且存儲(chǔ)由CPU 510執(zhí)行的程序和目前正在被處理的數(shù)據(jù)等。特別地,DRAM 516通過(guò)圖像處理單元504存儲(chǔ)目前正在被處理的圖像數(shù)據(jù)以及已經(jīng)被處理的等距柱面圖像的數(shù)據(jù)。操作單元115是各種操作按鈕、電力開(kāi)關(guān)、快門(mén)按鈕及具有顯示功能和操作功能二者的觸板的一般名稱(chēng)。用戶(hù)能夠通過(guò)操作所述任務(wù)按鈕輸入各種拍照模式和拍照條件。網(wǎng)絡(luò)I/F 520是關(guān)于外部媒體例如SD卡和USB存儲(chǔ)器等以及個(gè)人計(jì)算機(jī)等的接口電路(USB I/F等)的通用術(shù)語(yǔ)。此外,網(wǎng)絡(luò)I/F 520可以是無(wú)線(xiàn)或有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接口。存儲(chǔ)在DRAM 516中的等距柱面圖像的數(shù)據(jù)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)I/F 520與存儲(chǔ)單元454的控制單元通信。此外,數(shù)據(jù)經(jīng)由無(wú)線(xiàn)天線(xiàn)458被發(fā)送到農(nóng)業(yè)機(jī)械100、服務(wù)器704和用戶(hù)終端710,712。通信單元522使用短距離無(wú)線(xiàn)技術(shù)。在存儲(chǔ)單元454中的控制單元可提供有與通信單元522通信的通信功能;然而,當(dāng)天球照相機(jī)裝置501被用于農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500中時(shí)可省略所述通信單元522。
接下來(lái),通過(guò)利用圖30,給出了由天球照相機(jī)裝置501捕捉的圖像和結(jié)合圖像的描述。注意到,圖30A是由天球照相機(jī)裝置501捕捉的半球圖像(前側(cè)),圖30B是由天球照相機(jī)裝置501捕捉的半球圖像(后側(cè)),以及圖30C是通過(guò)等距柱面投影表示的圖像(稱(chēng)為“等距柱面圖像”)。注意到,為了容易理解,圖30示出由捕捉建筑物獲得的圖像的示例。如在圖30A中示出的,由成像元件IA獲得的圖像變?yōu)橛沙上窆鈱W(xué)系統(tǒng)A彎曲的半球圖像(前側(cè))。此外,如在圖30B中示出的,由成像元件IB獲得的圖像變?yōu)橥ㄟ^(guò)成像光學(xué)系統(tǒng)B彎曲的半球圖像(后側(cè))。此外,半球圖像(前側(cè))和半球圖像(后側(cè)),其顛倒180度,通過(guò)天球照相機(jī)裝置501的圖像處理單元504結(jié)合,以及等距柱面圖像被創(chuàng)建,如圖30C中示出的。首先,圖像處理單元504檢測(cè)連接位置。也就是說(shuō),通過(guò)圖案匹配處理,圖像處理單元504計(jì)算對(duì)于每個(gè)區(qū)域的參考圖像和比較圖像之間的偏移量。接下來(lái),圖像處理單元504通過(guò)幾何變換執(zhí)行失真修正。也就是說(shuō),透鏡特性是相對(duì)于連接位置檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行考慮的,以及圖像被轉(zhuǎn)換為天球圖像格式。最后,兩個(gè)圖像混合,生成單個(gè)天球圖像。
注意到,設(shè)置在農(nóng)場(chǎng)土地中的農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500,555的天球照相機(jī)裝置501的一部分可以是用于在夜間監(jiān)視的夜視照相機(jī)。在這種情況下,高靈敏度的光接收元件被用作成像元件1A,1B,發(fā)射近紅外光以照亮農(nóng)場(chǎng)土地,并且反射光被捕捉以在單色模式下獲取圖像。
此外,在天球照相機(jī)裝置501中,偏振濾光器(SWS偏振濾光器等)可布置在類(lèi)似于立體照相機(jī)裝置110的成像元件IA,IB的光接收側(cè)上,以通過(guò)S偏振和P偏振的圖像。在該情況下,天球照相機(jī)裝置501還能夠獲取高對(duì)比度圖像。為此,可以增加在檢測(cè)其中光的偏振狀態(tài)根據(jù)平面方向不同的對(duì)象(黑色對(duì)象等)或其中透射率根據(jù)光的偏振狀態(tài)變化難以由不是偏振照相機(jī)裝置的照相機(jī)裝置檢測(cè)的對(duì)象(透明對(duì)象等)時(shí)的精度。
<農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置的另一示例>
圖31示出農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置的另一個(gè)示例。該農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置555不同于如上所述的農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500之處在于太陽(yáng)電池板456和無(wú)線(xiàn)天線(xiàn)458沒(méi)有接觸透明蓋462,而是經(jīng)由柱470設(shè)定在上部位置處。另一些構(gòu)造與農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500的構(gòu)造相同。通過(guò)以上構(gòu)造,當(dāng)要獲取稍微在上部位置處時(shí)的圖像時(shí),太陽(yáng)電池板沒(méi)有變?yōu)檎系K。此外,替代天球照相機(jī)裝置501,在圖31的農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置555中,圖25中示出的多光譜照相機(jī)裝置113、保持單元450及旋轉(zhuǎn)平臺(tái)452可被設(shè)置,包括用于控制這些元件的控制器的狀態(tài)監(jiān)視裝置550可被構(gòu)造。
注意到,為了使從其中設(shè)定農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置555的位置周?chē)牡孛娣瓷涞墓膺M(jìn)入所述天球照相機(jī)裝置501的光學(xué)系統(tǒng)A,B,反光鏡可以一定角度設(shè)定在蓋462的上部部分處的蓋的內(nèi)側(cè)或外側(cè)上。因此,可以監(jiān)視由于存儲(chǔ)單元454B等變?yōu)槊す盏牡撞刻幍奈恢谩?/p>
多個(gè)農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500,550和狀態(tài)監(jiān)視裝置555被設(shè)定在農(nóng)場(chǎng)土地中;然而,當(dāng)農(nóng)場(chǎng)土地的尺寸是小的且農(nóng)場(chǎng)土地可由單個(gè)裝置監(jiān)視時(shí),可僅設(shè)定單個(gè)裝置。農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500,555和狀態(tài)監(jiān)視裝置550是傳感器的示例。
[系統(tǒng)的操作]
通過(guò)利用圖32到56,給出了根據(jù)本實(shí)施例的整個(gè)系統(tǒng)1500的操作的描述。注意到,隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械100,服務(wù)器704,用戶(hù)終端710,712,和包括農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500,555、狀態(tài)監(jiān)視裝置550的其他裝置以及數(shù)據(jù)庫(kù)706,708等彼此操作才執(zhí)行整個(gè)系統(tǒng)1500的操作,以及農(nóng)業(yè)機(jī)械100沒(méi)有根據(jù)手動(dòng)控制行進(jìn)或執(zhí)行。也就是說(shuō),這些操作用于使農(nóng)業(yè)機(jī)械100自動(dòng)地行進(jìn)并執(zhí)行任務(wù)。由這些附圖和流程圖示出的操作是整個(gè)系統(tǒng)1500的代表操作。其他操作和詳細(xì)的操作已經(jīng)通過(guò)書(shū)寫(xiě)在上面被描述或?qū)⒃谙旅姹幻枋?。此外,在農(nóng)業(yè)機(jī)械100、服務(wù)器704、用戶(hù)終端710,712以及其他裝置(由附圖標(biāo)記110,112,113,500,550,555等表示的裝置)之間的信息的交換通過(guò)早已在如上所述的有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)通信以直接方式或者通過(guò)中繼經(jīng)由無(wú)線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn)等被執(zhí)行。當(dāng)通過(guò)無(wú)線(xiàn)電波的無(wú)線(xiàn)通信不是有效的時(shí)候,無(wú)線(xiàn)信息通信可通過(guò)利用可見(jiàn)光或不可見(jiàn)光執(zhí)行。
注意到,由是如上面和下面描述的對(duì)象的服務(wù)器704執(zhí)行的操作具體地是根據(jù)存儲(chǔ)在SSD中的程序由服務(wù)器中的CPU執(zhí)行的操作;然而,為了簡(jiǎn)化描述,這些操作被描述為由服務(wù)器704執(zhí)行。此外,由是如在上面和下面描述的對(duì)象的農(nóng)業(yè)機(jī)械100執(zhí)行的操作具體地是根據(jù)存儲(chǔ)在農(nóng)業(yè)機(jī)械100中的程序由內(nèi)裝在農(nóng)業(yè)機(jī)械100中的控制裝置118執(zhí)行的操作;然而,為了簡(jiǎn)化描述,這些操作被描述為由農(nóng)業(yè)機(jī)械100執(zhí)行。此外,由是如在上面和下面描述的對(duì)象的用戶(hù)終端710,712執(zhí)行的操作具體地是根據(jù)存儲(chǔ)在記錄介質(zhì)中的程序和/或根據(jù)用戶(hù)終端的用戶(hù)的指令由內(nèi)裝在用戶(hù)終端710和/或用戶(hù)終端712中的CPU執(zhí)行的操作;然而,為了簡(jiǎn)化描述,這些操作被描述為由用戶(hù)終端710,712共同地執(zhí)行。此外,在上面和下面描述的由其它裝置(由附圖標(biāo)記110,112,113,500,550,555等表示的裝置)和數(shù)據(jù)庫(kù)706,708執(zhí)行的操作具體地是根據(jù)存儲(chǔ)在相應(yīng)裝置和數(shù)據(jù)庫(kù)中的程序由內(nèi)裝在相應(yīng)裝置中的控制處理器和CPU執(zhí)行的操作;然而,為了簡(jiǎn)化描述,這些操作被描述為由其他裝置(由附圖標(biāo)記110,112,113,500,550,555等表示的裝置)和數(shù)據(jù)庫(kù)706,708等執(zhí)行。
<初始設(shè)定>
為了使農(nóng)業(yè)機(jī)械100在沒(méi)有手動(dòng)控制的情況下運(yùn)動(dòng)和執(zhí)行任務(wù),任務(wù)地點(diǎn)和任務(wù)內(nèi)容等要在執(zhí)行這些操作之前被設(shè)定。圖32和33是用于描述在服務(wù)器704、用戶(hù)終端710,712和農(nóng)業(yè)機(jī)械100中進(jìn)行的用于使農(nóng)業(yè)機(jī)械100在農(nóng)場(chǎng)土地中運(yùn)動(dòng)并執(zhí)行任務(wù)的初始設(shè)定的流程圖。該描述是根據(jù)這些附圖給出的。注意到,基本上,由農(nóng)業(yè)機(jī)械100執(zhí)行的操作示出在左側(cè),由服務(wù)器704執(zhí)行的操作示出在中間,以及由用戶(hù)終端710,712執(zhí)行的操作示出在右側(cè);然而,在一些附圖中,這些操作被描述為由這些元件中的一個(gè)或兩個(gè)執(zhí)行。
在根據(jù)本實(shí)施例的整個(gè)系統(tǒng)1500中,當(dāng)初始設(shè)定操作開(kāi)始(步驟S100)時(shí),服務(wù)器704發(fā)送查詢(xún)到用戶(hù)終端以發(fā)送用于識(shí)別農(nóng)場(chǎng)土地的數(shù)據(jù),也就是說(shuō),農(nóng)場(chǎng)土地的拐角部分和邊緣部分的位置信息(經(jīng)度和緯度,以及高度,如果可能的話(huà))和/或農(nóng)場(chǎng)土地的形狀的數(shù)據(jù)等(步驟S102)。注意到,通過(guò)步驟S100的處理的初始設(shè)定操作的開(kāi)始是通過(guò)來(lái)自于用戶(hù)終端的指令執(zhí)行的。
用戶(hù)終端710或712給服務(wù)器704發(fā)送用于識(shí)別農(nóng)場(chǎng)土地所需要的數(shù)據(jù)(農(nóng)場(chǎng)土地的拐角部分和邊緣部分的位置信息(經(jīng)度和緯度,以及高度,如果可能的話(huà))和/或農(nóng)場(chǎng)土地的形狀等),其是為符合所述查詢(xún)的形式的輸入量(步驟S104)。當(dāng)輸入該數(shù)據(jù)時(shí),包括在服務(wù)器704、數(shù)據(jù)庫(kù)706等或另一外部系統(tǒng)例如因特網(wǎng)的地圖信息可被獲取,以及獲取的地圖信息可用來(lái)輸入該數(shù)據(jù)。例如,其中位置信息例如維度/經(jīng)度(和高度)與地圖中的每個(gè)點(diǎn)有關(guān)的該地圖被顯示在用戶(hù)終端710或712的屏幕上,用戶(hù)通過(guò)圈起或描記(tracing)該地圖上的區(qū)域來(lái)指定該農(nóng)場(chǎng)土地。從指定的區(qū)域等獲得的位置信息可被發(fā)送到服務(wù)器704。注意到,用于識(shí)別農(nóng)場(chǎng)土地的數(shù)據(jù)可由整個(gè)系統(tǒng)1500的提供者預(yù)先設(shè)定。服務(wù)器704接收用于識(shí)別農(nóng)場(chǎng)土地的從用戶(hù)終端710或712發(fā)送的信息,識(shí)別其中可執(zhí)行任務(wù)的農(nóng)場(chǎng)土地,附上識(shí)別信息例如名字到所述信息,以及將該信息存儲(chǔ)在服務(wù)器704中的SSD中(步驟S106)。此外,識(shí)別農(nóng)場(chǎng)土地的信息也存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)708中,附上識(shí)別信息。如果該信息被存儲(chǔ),可以在未來(lái)執(zhí)行在相同的農(nóng)場(chǎng)土地中的任務(wù),而不用該信息從用戶(hù)輸入。
隨后,服務(wù)器704發(fā)送查詢(xún)到用戶(hù)終端710,712以發(fā)送用于識(shí)別執(zhí)行在農(nóng)場(chǎng)土地中的任務(wù)的地點(diǎn)的信息(步驟S108)。
用戶(hù)終端710或712給服務(wù)器704發(fā)送用于識(shí)別任務(wù)地點(diǎn)(農(nóng)場(chǎng)土地的拐角部分和邊緣部分的位置信息(經(jīng)度和緯度,以及高度,如果可能的話(huà))和/或任務(wù)區(qū)域的形狀信息,任務(wù)開(kāi)始位置,任務(wù)結(jié)束位置,以及畦頭的未耕地)的為符合查詢(xún)的形式的數(shù)據(jù)(步驟S110)。當(dāng)輸入該數(shù)據(jù)時(shí),類(lèi)似于識(shí)別農(nóng)場(chǎng)土地的情況,包括在服務(wù)器704、數(shù)據(jù)庫(kù)706等或另一外部系統(tǒng)例如因特網(wǎng)中的地圖信息可被獲取,以及獲取的地圖信息可用來(lái)輸入所述數(shù)據(jù)。例如,至少示出農(nóng)場(chǎng)土地的其中位置信息例如維度/經(jīng)度(和高度)與地圖中的每個(gè)點(diǎn)有關(guān)的該地圖被顯示在用戶(hù)終端710或712的屏幕上,以及用戶(hù)通過(guò)從任務(wù)開(kāi)始位置到任務(wù)結(jié)束位置描記該地圖或通過(guò)圈起識(shí)別該任務(wù)開(kāi)始/結(jié)束位置的任務(wù)地點(diǎn)來(lái)指定該任務(wù)地點(diǎn)。從如以上指定的區(qū)域獲得的位置信息等可被發(fā)送到服務(wù)器704。
服務(wù)器704接收從用戶(hù)終端710或712發(fā)送的用于識(shí)別任務(wù)地點(diǎn)的信息,識(shí)別用于執(zhí)行該任務(wù)的地點(diǎn),附上識(shí)別信息例如名字到該信息并存儲(chǔ)該信息在服務(wù)器704中的SSD中(步驟S112)。此外,用于識(shí)別該任務(wù)地點(diǎn)的信息也存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)708中,識(shí)別信息被附上。如果用于識(shí)別任務(wù)地點(diǎn)的該信息被存儲(chǔ),可以在未來(lái)在相同的任務(wù)地點(diǎn)執(zhí)行相同或不同的任務(wù),而不用使該信息從用戶(hù)再次輸入。注意到,服務(wù)器704可基于來(lái)自于農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500,555和狀態(tài)監(jiān)視裝置550的信息識(shí)別任務(wù)地點(diǎn)。
隨后,服務(wù)器704給用戶(hù)終端710或712發(fā)送有關(guān)以下內(nèi)容的查詢(xún):任務(wù)類(lèi)型(耕地,碎土,整地,插秧,施肥,播種,移栽,收獲,除草,農(nóng)藥播散/霧化,噴灑水和收割等),執(zhí)行任務(wù)的農(nóng)業(yè)機(jī)械,以及行進(jìn)方法(內(nèi)翻犁地,外翻犁地,外旋轉(zhuǎn)(外繞)犁地,內(nèi)旋轉(zhuǎn)(內(nèi)繞)犁地,單向犁地,順序犁地,豎直和水平行進(jìn)以及對(duì)角線(xiàn)行進(jìn)等)或行進(jìn)路線(xiàn)(步驟S114)。
用戶(hù)終端710或712給服務(wù)器704發(fā)送由用戶(hù)輸入的任務(wù)類(lèi)型、執(zhí)行該任務(wù)的農(nóng)業(yè)機(jī)械以及所述行進(jìn)方法或行進(jìn)路線(xiàn)(步驟S116)。此時(shí),可進(jìn)行指定以改變針對(duì)行進(jìn)路線(xiàn)的每個(gè)部分的任務(wù)類(lèi)型,或者在行進(jìn)路線(xiàn)的特定部分處不執(zhí)行任務(wù)。此外,當(dāng)輸入行進(jìn)路線(xiàn)的數(shù)據(jù)時(shí),可獲取包括在服務(wù)器704、數(shù)據(jù)庫(kù)706等或另一外部系統(tǒng)例如因特網(wǎng)中的地圖信息,以及獲取的地圖信息可用來(lái)輸入所述數(shù)據(jù)。例如,至少示出任務(wù)地點(diǎn)的、其中位置信息例如維度/經(jīng)度(和高度)與地圖中的每個(gè)點(diǎn)有關(guān)的地圖被顯示在用戶(hù)終端710或712的屏幕上,以及用戶(hù)通過(guò)沿著從任務(wù)開(kāi)始位置到任務(wù)結(jié)束位置的路徑描記所述地圖以及順序地設(shè)定該路徑來(lái)指定所述行進(jìn)路線(xiàn)。此外,可進(jìn)行指定以改變針對(duì)所述路徑的一部分的任務(wù)類(lèi)型,或者在所述路徑的特定部分處不執(zhí)行任務(wù)。
服務(wù)器704接收從用戶(hù)終端710或712發(fā)送的、用于識(shí)別任務(wù)類(lèi)型、執(zhí)行任務(wù)的農(nóng)業(yè)機(jī)械和行進(jìn)方法或行進(jìn)路線(xiàn)的信息,識(shí)別這些項(xiàng),附上識(shí)別信息例如名字到所述信息,以及存儲(chǔ)該信息在服務(wù)器704中的SSD(步驟S118)。此外,識(shí)別這些項(xiàng)的信息也存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)708中,附上識(shí)別信息。
服務(wù)器704將在步驟S106,S112和S118中識(shí)別的信息項(xiàng)集成為任務(wù)數(shù)據(jù),并將該任務(wù)數(shù)據(jù)發(fā)送到用戶(hù)終端710,712以確定是否該數(shù)據(jù)是正確的(步驟S120)。此時(shí),當(dāng)識(shí)別的數(shù)據(jù)已經(jīng)從過(guò)去的數(shù)據(jù)進(jìn)行了改變,存儲(chǔ)在SSD和數(shù)據(jù)庫(kù)708中的數(shù)據(jù)被覆蓋。
用戶(hù)終端710或712向服務(wù)器704發(fā)送關(guān)于接收的任務(wù)數(shù)據(jù)是否要被改變或不被改變的確認(rèn)(步驟S122)。
服務(wù)器704基于從用戶(hù)終端710或712發(fā)送的確認(rèn)信息來(lái)確定任務(wù)數(shù)據(jù)是否要被改變(步驟S124)。
在此,當(dāng)服務(wù)器704確定要進(jìn)行改變時(shí),服務(wù)器704提示用戶(hù)終端710或712輸入要改變的數(shù)據(jù)(步驟S126)。
用戶(hù)終端710或712從用于識(shí)別農(nóng)場(chǎng)土地的數(shù)據(jù)、用于識(shí)別任務(wù)地點(diǎn)的數(shù)據(jù)和用于識(shí)別任務(wù)類(lèi)型的數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)機(jī)械和行進(jìn)方法或行進(jìn)路線(xiàn)選擇至少一個(gè)要改變的項(xiàng),并將改變發(fā)送到服務(wù)器704(步驟S128)。因此,服務(wù)器704返回到步驟S120的處理,并且繼續(xù)后續(xù)處理。
另一方面,當(dāng)服務(wù)器704在步驟S124的處理中確定任務(wù)數(shù)據(jù)不要被改變時(shí),服務(wù)器704將任務(wù)數(shù)據(jù)發(fā)送到農(nóng)業(yè)機(jī)械100(步驟S130)。
農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定所辨認(rèn)的任務(wù)裝置106是否能夠執(zhí)行從服務(wù)器704發(fā)送的任務(wù)類(lèi)型(步驟S132)。
例如,當(dāng)連接到農(nóng)業(yè)機(jī)械100的任務(wù)裝置106是施肥裝置,但是從服務(wù)器發(fā)送的任務(wù)類(lèi)型是播種,以及任務(wù)裝置106不能執(zhí)行該任務(wù)類(lèi)型或沒(méi)有任何裝置被連接到農(nóng)業(yè)機(jī)械100時(shí),在步驟S132中作出否定判斷,并且向服務(wù)器704發(fā)送錯(cuò)誤信息,用于提示改變?nèi)蝿?wù)類(lèi)型和要連接的任務(wù)裝置中的至少一個(gè),或者用于提示連接任務(wù)裝置(步驟S134)。
當(dāng)從農(nóng)業(yè)機(jī)械100接收到錯(cuò)誤信息時(shí),服務(wù)器704向用戶(hù)終端710,712發(fā)送報(bào)告用于提示改變?nèi)蝿?wù)類(lèi)型和要連接的任務(wù)裝置中的至少一個(gè),或者用于提示連接任務(wù)裝置(步驟S136)。
用戶(hù)終端710,712接收該報(bào)告,并改變?nèi)蝿?wù)類(lèi)型或改變要連接的任務(wù)裝置或連接任務(wù)裝置(步驟S138)。
當(dāng)用戶(hù)通過(guò)用戶(hù)終端710或712給出改變?nèi)蝿?wù)類(lèi)型的指令時(shí),被改變的任務(wù)類(lèi)型被發(fā)送到服務(wù)器704,流程返回到步驟S130的處理,改變的任務(wù)類(lèi)型的信息被包括在任務(wù)數(shù)據(jù)中,并且任務(wù)數(shù)據(jù)被再次發(fā)送到農(nóng)業(yè)機(jī)械100。
另一方面,在步驟S138的處理中,當(dāng)用戶(hù)經(jīng)由用戶(hù)終端710或712選擇改變或連接任務(wù)裝置時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定是否已經(jīng)進(jìn)行改變或連接(步驟S140)。
在此,當(dāng)沒(méi)有進(jìn)行連接或改變時(shí),流程在步驟S140的處理處停止。在此,當(dāng)經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100可以經(jīng)由服務(wù)器704發(fā)送要求注意用戶(hù)裝置的報(bào)告。
另一方面,在步驟S140的處理中,當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定任務(wù)裝置已經(jīng)改變或連接時(shí),流程返回到步驟S132的處理。通過(guò)上述的處理,農(nóng)業(yè)機(jī)械100可以執(zhí)行更適當(dāng)?shù)娜蝿?wù),并且可以防止執(zhí)行錯(cuò)誤的任務(wù)類(lèi)型的問(wèn)題,例如在應(yīng)該執(zhí)行噴水任務(wù)時(shí)執(zhí)行播種任務(wù),這會(huì)根據(jù)任務(wù)的自動(dòng)化而出現(xiàn)。
在步驟S132的處理中,當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定連接的任務(wù)裝置可以執(zhí)行接收到的任務(wù)類(lèi)型時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100向服務(wù)器704發(fā)送初始設(shè)定完成的報(bào)告(步驟S142)。
當(dāng)服務(wù)器704接收到初始設(shè)定完成報(bào)告時(shí),服務(wù)器704將初始設(shè)定的內(nèi)容(已經(jīng)最終設(shè)定的任務(wù)數(shù)據(jù))和初始設(shè)定完成年/月/日和時(shí)間寄存在SSD或數(shù)據(jù)庫(kù)708中。此外,服務(wù)器704向用戶(hù)終端710,712發(fā)送初始設(shè)定完成報(bào)告(步驟S144)。
用戶(hù)終端710,712接收初始設(shè)定完成報(bào)告(步驟S146),并且結(jié)束初始設(shè)定任務(wù)(步驟S148)。
注意到,當(dāng)用戶(hù)使用包括設(shè)置有向服務(wù)器704輸入信息的功能的手動(dòng)操作單元116的農(nóng)業(yè)機(jī)械100時(shí),步驟S102,S110,S116,S122,S128和S130的處理可以從農(nóng)業(yè)機(jī)械100的手動(dòng)操作單元116執(zhí)行。在這種情況下,服務(wù)器704還向農(nóng)業(yè)機(jī)械100發(fā)送查詢(xún)。
注意到,服務(wù)器704可以改變?cè)诓襟ES104,S110和S116中發(fā)送查詢(xún)的順序,或者可以結(jié)合這些步驟中的任何步驟或者對(duì)所有這些步驟進(jìn)行集體查詢(xún)。
此外,在步驟S122的處理中,當(dāng)要進(jìn)行改變時(shí),可以將如在步驟S128中描述的要改變的項(xiàng)和相應(yīng)項(xiàng)的改變的數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器704。
此外,在步驟S142的處理中,農(nóng)業(yè)機(jī)械100可以向服務(wù)器704和用戶(hù)終端710,712發(fā)送初始設(shè)定完成報(bào)告。
<基本任務(wù)>
接下來(lái),通過(guò)利用圖34至圖56,給出了從任務(wù)開(kāi)始到任務(wù)結(jié)束的典型動(dòng)作的描述。不僅在農(nóng)業(yè)中,而且在自動(dòng)控制機(jī)械用于運(yùn)動(dòng)和執(zhí)行任務(wù)的任何情況下,需要將機(jī)器運(yùn)動(dòng)到任務(wù)開(kāi)始位置,使機(jī)器執(zhí)行該任務(wù),并且將機(jī)器運(yùn)動(dòng)到其中機(jī)械在完成任務(wù)之后被存儲(chǔ)的位置。圖34示出從任務(wù)開(kāi)始到任務(wù)完成(運(yùn)動(dòng)到存儲(chǔ)位置)的操作的概要。在該圖中,步驟S162,S170和S180的處理是通過(guò)使用圖35A的描述分別限定的處理等。
任務(wù)開(kāi)始(步驟S150)得以開(kāi)始,隨著任務(wù)開(kāi)始指令被用戶(hù)終端710,712發(fā)送到服務(wù)器704(步驟S152)。注意到,如在下面所述的,會(huì)存在這樣的情況,其中當(dāng)指令從農(nóng)場(chǎng)土地中的農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500,555和狀態(tài)監(jiān)視裝置550被接收時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100開(kāi)始任務(wù)。
當(dāng)服務(wù)器704接收到任務(wù)開(kāi)始指令時(shí),服務(wù)器704將信息和接收時(shí)間(年/月/日/時(shí)間)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)708中,并且指令其中已經(jīng)進(jìn)行了初始設(shè)定的農(nóng)業(yè)機(jī)械100開(kāi)始所述任務(wù)(步驟S154)。
已經(jīng)接收所述任務(wù)開(kāi)始指令的農(nóng)業(yè)機(jī)械100首先確認(rèn)當(dāng)前位置(緯度,經(jīng)度)步驟S156)。可通過(guò)獲取記錄在數(shù)據(jù)庫(kù)708中的存儲(chǔ)位置信息,示出當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100已經(jīng)執(zhí)行整個(gè)系統(tǒng)1500中的過(guò)去的任務(wù)但是從那以后還沒(méi)有運(yùn)動(dòng)時(shí)的存儲(chǔ)位置,來(lái)進(jìn)行所述確認(rèn)。當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)708中不存在與過(guò)去的存儲(chǔ)位置有關(guān)的數(shù)據(jù)時(shí),該位置通過(guò)為相對(duì)定位方法的差分GPS(DGPS)定位被確認(rèn)。該方法使用由其位置是已知的參考站傳送的調(diào)頻廣播的無(wú)線(xiàn)電波,以通過(guò)GPS修正測(cè)量結(jié)果的誤差并增加精度。參考站通過(guò)GPS執(zhí)行測(cè)量,并且在實(shí)際位置和由GPS計(jì)算的位置之間的偏移通過(guò)地面電波被發(fā)送,以修正通過(guò)來(lái)自于衛(wèi)星的信號(hào)測(cè)量的結(jié)果。通過(guò)從四個(gè)衛(wèi)星接收GPS信號(hào)、通過(guò)無(wú)線(xiàn)電波傳播時(shí)間測(cè)量距離這些衛(wèi)星的距離(假定衛(wèi)星位置早已是已知的)以及獲得在距離這些衛(wèi)星的相等距離處的弧的交點(diǎn)的經(jīng)度和緯度,來(lái)執(zhí)行典型的GPS測(cè)量。也就是說(shuō),從衛(wèi)星發(fā)送的編碼被分析,以及衛(wèi)星和農(nóng)業(yè)機(jī)械100之間的距離是從當(dāng)無(wú)線(xiàn)電波被傳送時(shí)到當(dāng)GPS天線(xiàn)120接收無(wú)線(xiàn)電波的時(shí)間獲得的,以及農(nóng)業(yè)機(jī)械100的位置從與衛(wèi)星的位置關(guān)系被識(shí)別。通過(guò)以上方法,精度低且包括大約20米的誤差,因此以上的FM地面電波用來(lái)修正所述測(cè)量結(jié)果以使得該誤差減小到大約5米。注意到,使用GPS的定位不限于DGPS方法;利用因特網(wǎng)用于分配修正信息的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)GPS(RTKGPS)方法或因特網(wǎng)GPS方法可被采用,其中從參考站到衛(wèi)星的距離是通過(guò)利用載波的數(shù)目和相位進(jìn)行測(cè)量的,并且該誤差減小為幾厘米的量級(jí)。此外,位置可通過(guò)使用其位置在農(nóng)場(chǎng)土地中早已是已知的多個(gè)農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500,555和狀態(tài)監(jiān)視裝置550被識(shí)別的。該方法包括從農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500,555和狀態(tài)監(jiān)視裝置550中的任一個(gè)傳送特定位置識(shí)別信號(hào),以及通過(guò)農(nóng)業(yè)機(jī)械100的無(wú)線(xiàn)通信天線(xiàn)114接收該信號(hào)。相應(yīng)的監(jiān)視裝置和農(nóng)業(yè)機(jī)械100之間的距離是從所述接收信號(hào)的強(qiáng)度(振幅)或衰減比獲得的。替代地,該距離可通過(guò)測(cè)量該信號(hào)的到達(dá)時(shí)間得以獲得。通過(guò)測(cè)量距離農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500,555和狀態(tài)監(jiān)視裝置550中的三個(gè)或更多個(gè)的距離,裝置的弧的交點(diǎn)被獲得,所述位置被識(shí)別。
此外,農(nóng)業(yè)機(jī)械100的位置可從農(nóng)業(yè)機(jī)械100和多個(gè)標(biāo)記等之間的位置關(guān)系被識(shí)別,該多個(gè)標(biāo)記在由農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500,555和狀態(tài)監(jiān)視裝置550捕捉的圖像中的位置是早已已知的。此外,到其位置是早已已知的三個(gè)或更多個(gè)目標(biāo)的距離可通過(guò)立體照相機(jī)裝置110被測(cè)量,以及目標(biāo)的相應(yīng)弧的交點(diǎn)可被獲得,以及所述位置可被識(shí)別。該方法限于其中三個(gè)或更多個(gè)目標(biāo)的位置在單個(gè)捕捉的圖像中是已知的情況。
此外,當(dāng)前位置可通過(guò)結(jié)合由如上所述的以上GPS技術(shù)測(cè)量的距離、通過(guò)使用在農(nóng)場(chǎng)土地中的農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500,555和狀態(tài)監(jiān)視裝置550等獲得的距離以及由立體照相機(jī)裝置110測(cè)量的距離,被識(shí)別。也就是說(shuō),如果距離其位置是已知的三個(gè)點(diǎn)的距離可被獲得,那么農(nóng)業(yè)機(jī)械100或服務(wù)器704可計(jì)算該當(dāng)前位置。注意到,當(dāng)不能夠獲取GPS信號(hào)時(shí),例如在使用聚乙烯溫室的溫室耕作的情況下,當(dāng)前位置是通過(guò)不同于使用GPS信號(hào)的方法被識(shí)別的。
注意到,要被確認(rèn)的當(dāng)前位置可通過(guò)不同于使用經(jīng)度和緯度的方法示出;當(dāng)前位置可由在某一坐標(biāo)系中的位置(X,Y)或由距離某一已知點(diǎn)的取向和距離被示出。此外,通過(guò)使用GPS信號(hào)或高度指示器測(cè)量的高度的信息還可被用作示出當(dāng)前位置的信息。
接下來(lái),農(nóng)業(yè)機(jī)械100確認(rèn)前進(jìn)或倒進(jìn)的方向(步驟S158)。該取向通過(guò)設(shè)定在農(nóng)業(yè)機(jī)械100中的地磁傳感器被確認(rèn)。當(dāng)?shù)卮艂鞲衅鳑](méi)有被使用時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100稍微前進(jìn)或倒進(jìn)以通過(guò)與步驟S156的處理相同的方法獲取農(nóng)業(yè)機(jī)械100的位置信息,以及前進(jìn)或倒進(jìn)的取向可從與通過(guò)步驟S156的處理識(shí)別的位置的關(guān)系被識(shí)別。然而,在通過(guò)GPS等的測(cè)量中存在誤差,因此需要前進(jìn)或倒進(jìn)以使得所述誤差可被忽略。因此,當(dāng)前進(jìn)時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100使用立體照相機(jī)裝置110確認(rèn)在直到農(nóng)業(yè)機(jī)械100要前進(jìn)到的位置的行進(jìn)路徑上不存在障礙物,然后農(nóng)業(yè)機(jī)械100前進(jìn)。當(dāng)執(zhí)行前進(jìn)和倒進(jìn)的該運(yùn)動(dòng)任務(wù)時(shí),當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100包括內(nèi)燃機(jī)時(shí),控制裝置118點(diǎn)燃馬達(dá)102中的發(fā)動(dòng)機(jī),使活塞運(yùn)動(dòng),使變速齒輪204換到第一檔,連接主離合器202,傳遞在發(fā)動(dòng)機(jī)處生成的動(dòng)能到后輪130,以及使農(nóng)業(yè)機(jī)械100前進(jìn)。當(dāng)活塞動(dòng)作加速時(shí),行進(jìn)速度增加,以及發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)頻率超過(guò)預(yù)定值,控制裝置118轉(zhuǎn)動(dòng)主離合器202并且將變速齒輪204增加到第二檔和第三檔。當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100被電驅(qū)動(dòng)時(shí),控制裝置118在前進(jìn)方向上旋轉(zhuǎn)在電機(jī)102-2內(nèi)的電機(jī),以將動(dòng)能傳遞到后輪130并使農(nóng)業(yè)機(jī)械100前進(jìn)。注意到,當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100倒進(jìn)時(shí),當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100具有內(nèi)燃機(jī)時(shí),在其中主離合器202斷開(kāi)的狀態(tài)下,控制裝置118將變速齒輪204換到后面然后連接主離合器202。另一方面,在農(nóng)業(yè)機(jī)械100由電驅(qū)動(dòng)的情況下,電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向被反轉(zhuǎn),以使農(nóng)業(yè)機(jī)械100倒進(jìn)。如上所述的,整個(gè)系統(tǒng)1500在運(yùn)動(dòng)之前測(cè)量所述取向并感知行進(jìn)方向,因此農(nóng)業(yè)機(jī)械100被防止在錯(cuò)誤的方向上運(yùn)動(dòng)。
當(dāng)行進(jìn)方向(取向)被確認(rèn)時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100計(jì)算從當(dāng)前位置到開(kāi)始所述任務(wù)的位置的路線(xiàn)(步驟S160)。此時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100根據(jù)任務(wù)的類(lèi)型計(jì)算所述路線(xiàn)。例如,當(dāng)任務(wù)類(lèi)型是收獲時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100識(shí)別沒(méi)有進(jìn)入任務(wù)地點(diǎn)的最短路線(xiàn)。當(dāng)在當(dāng)前位置和任務(wù)開(kāi)始位置之間存在任務(wù)地點(diǎn)時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100計(jì)算并識(shí)別圍繞任務(wù)地點(diǎn)走的路線(xiàn)。這是因?yàn)槿绻r(nóng)業(yè)機(jī)械100在收獲之前進(jìn)入任務(wù)區(qū)域并且向前行進(jìn),那么要收獲的農(nóng)作物會(huì)被損壞。特別地,這是有效的處理,當(dāng)耕作的農(nóng)作物是小的且不能從由立體照相機(jī)裝置110捕捉的圖像被辨認(rèn)為農(nóng)作物時(shí)。另一方面,當(dāng)任務(wù)類(lèi)型是整地例如平整時(shí),在計(jì)算與任務(wù)區(qū)域交叉的路線(xiàn)時(shí)沒(méi)有問(wèn)題。這是因?yàn)樗鋈蝿?wù)區(qū)域?qū)⒃谏院蠼?jīng)歷整地。如上所述的,根據(jù)任務(wù)類(lèi)型的路線(xiàn)被計(jì)算,因此農(nóng)業(yè)機(jī)械100可有效地運(yùn)動(dòng)到任務(wù)開(kāi)始位置。注意到,該最短路線(xiàn)的計(jì)算可通過(guò)服務(wù)器704而不是通過(guò)農(nóng)業(yè)機(jī)械100執(zhí)行。在該情況下,服務(wù)器704核查存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)708中的農(nóng)場(chǎng)土地的其它任務(wù)數(shù)據(jù),確認(rèn)其它區(qū)域的狀態(tài),并計(jì)算所述路線(xiàn)。例如,當(dāng)農(nóng)作物正在另一區(qū)域中被耕作時(shí),服務(wù)器704導(dǎo)出并識(shí)別農(nóng)業(yè)機(jī)械100通過(guò)其沒(méi)有進(jìn)入該區(qū)域的最短路線(xiàn),或者農(nóng)業(yè)機(jī)械100通過(guò)其進(jìn)入該區(qū)域一最小量的最短路線(xiàn)。通過(guò)這樣做,可以防止正在另一區(qū)域中被耕作的農(nóng)作物受到影響,或者該影響可最小化。隨后,服務(wù)器704將導(dǎo)出的該路線(xiàn)傳送到農(nóng)業(yè)機(jī)械100。
當(dāng)所述路線(xiàn)被計(jì)算時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100沿著識(shí)別的路線(xiàn)運(yùn)動(dòng)到任務(wù)開(kāi)始位置(步驟S162)。該運(yùn)動(dòng)處理通過(guò)利用圖35A到37的描述被詳細(xì)地限定。
當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100抵達(dá)所述任務(wù)開(kāi)始位置時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100發(fā)送抵達(dá)任務(wù)開(kāi)始位置的報(bào)告到服務(wù)器704(步驟S164)。
當(dāng)服務(wù)器704接收到該信號(hào)時(shí),服務(wù)器704記錄任務(wù)開(kāi)始年/月/日/時(shí)間在數(shù)據(jù)庫(kù)708中(步驟S166)。因此,服務(wù)器704能夠自動(dòng)地記錄任務(wù)日志,并且該任務(wù)日志能夠被用于收費(fèi)處理。此外,服務(wù)器704報(bào)告任務(wù)開(kāi)始給用戶(hù)終端710,712。
注意到,農(nóng)業(yè)機(jī)械100不僅可發(fā)送抵達(dá)任務(wù)開(kāi)始位置的報(bào)告到服務(wù)器704,而且到用戶(hù)終端710,712。
當(dāng)用戶(hù)終端710,712接收到任務(wù)開(kāi)始和開(kāi)始時(shí)間的報(bào)告,用戶(hù)能夠辨認(rèn)何時(shí)所述任務(wù)已經(jīng)開(kāi)始(步驟S168)。
然后,農(nóng)業(yè)機(jī)械100在發(fā)送該信號(hào)之后緊接著開(kāi)始所述任務(wù)(步驟S170)。任務(wù)的操作通過(guò)利用圖35A,36等被詳細(xì)地限定。
當(dāng)任務(wù)結(jié)束時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100發(fā)送指示任務(wù)已經(jīng)結(jié)束的報(bào)告到服務(wù)器704(步驟S172)。
當(dāng)服務(wù)器704接收到該信號(hào)時(shí),服務(wù)器704記錄任務(wù)結(jié)束的年/月/日/時(shí)間在數(shù)據(jù)庫(kù)708中(步驟S174)。因此,任務(wù)日志可被自動(dòng)地存儲(chǔ),該日志能夠被用于收費(fèi)處理。此外,服務(wù)器704發(fā)送任務(wù)結(jié)束的報(bào)告到用戶(hù)終端710,712。
注意到,農(nóng)業(yè)機(jī)械100可不僅發(fā)送任務(wù)結(jié)束的報(bào)告到服務(wù)器704,而且到用戶(hù)終端710,712。
當(dāng)用戶(hù)終端710,712接收到任務(wù)結(jié)束和結(jié)束時(shí)間的報(bào)告時(shí),用戶(hù)能夠辨認(rèn)何時(shí)任務(wù)已經(jīng)結(jié)束(步驟S176)。
當(dāng)任務(wù)結(jié)束時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100計(jì)算到農(nóng)業(yè)機(jī)械100它自己的存儲(chǔ)位置的路線(xiàn)(步驟S178)。農(nóng)業(yè)機(jī)械100導(dǎo)出一路線(xiàn),該路線(xiàn)沒(méi)有橫穿其中任務(wù)已經(jīng)被盡可能多得執(zhí)行的區(qū)域并且對(duì)存儲(chǔ)位置是最短的。該路線(xiàn)計(jì)算可在服務(wù)器704中進(jìn)行。該路線(xiàn)計(jì)算的細(xì)節(jié)基本上與為步驟S160的處理所描述的路線(xiàn)計(jì)算相同;然而,在該情況下,計(jì)算被執(zhí)行以獲得一路線(xiàn),該路線(xiàn)沒(méi)有進(jìn)入其中任務(wù)例如整地已經(jīng)完成的區(qū)域。
當(dāng)路線(xiàn)計(jì)算結(jié)束時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100沿著到存儲(chǔ)位置的該路線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(步驟S180)。該運(yùn)動(dòng)處理通過(guò)利用圖35A到37的描述被詳細(xì)地限定。
當(dāng)?shù)酱鎯?chǔ)位置的運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí),任務(wù)完成(步驟S182)。注意到,結(jié)束到所述存儲(chǔ)位置的時(shí)間和該存儲(chǔ)位置通過(guò)下面描述的步驟S228,229的處理被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)708中。因此,當(dāng)任務(wù)是在未來(lái)通過(guò)使用該農(nóng)業(yè)機(jī)械100執(zhí)行時(shí),在任務(wù)開(kāi)始時(shí)間的位置可被快速地辨認(rèn)。
當(dāng)在沒(méi)有手動(dòng)操作的情況下通過(guò)自動(dòng)控制使農(nóng)業(yè)機(jī)械100運(yùn)動(dòng)時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100可容易地運(yùn)動(dòng),如果運(yùn)動(dòng)路線(xiàn)不是在妨礙運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)下;然而,在實(shí)際的農(nóng)場(chǎng)土地中,存在妨礙運(yùn)動(dòng)的各種因素。因此,要考慮的問(wèn)題是要提供當(dāng)通過(guò)自動(dòng)控制運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)這樣的妨礙因素做出反應(yīng)的功能。通過(guò)利用圖35和36,給出了步驟S162,S170和S180的運(yùn)動(dòng)處理的詳細(xì)操作和處理的描述。
當(dāng)步驟S162,S170和S180的運(yùn)動(dòng)處理開(kāi)始時(shí)(步驟S200),首先,立體照相機(jī)裝置110用來(lái)捕捉在行進(jìn)方向上的區(qū)域的圖像,并且確認(rèn)該行進(jìn)方向(步驟S202)。在本實(shí)施例中,該確認(rèn)是在農(nóng)業(yè)機(jī)械100中執(zhí)行的。該處理是通過(guò)利用圖35B被描述的。圖35B示出在步驟S202的處理中由立體照相機(jī)裝置110捕捉的圖像之中的參考圖像。測(cè)距是在由立體照相機(jī)裝置110捕捉的范圍內(nèi)被執(zhí)行的。然后,確定是否農(nóng)業(yè)機(jī)械100的路線(xiàn)(由該圖中的灰色示出的部分)至少一直到其中農(nóng)業(yè)機(jī)械100要轉(zhuǎn)彎的點(diǎn)或可測(cè)量的點(diǎn)(這些由該圖中的J示出),包括以下部分。也就是說(shuō),通過(guò)掃描(確認(rèn))像素的視差值信息或從底部到頂部的距離信息,確定是否存在其中所述距離(或視差值;同樣的應(yīng)用在下文中)并沒(méi)有連續(xù)地變化超過(guò)一定范圍的部分(其中所述距離沒(méi)有變化超過(guò)相鄰像素之間的一定距離的部分,該部分示出在地面和物體之間的邊界,例如,在該圖中的h1),和/或通過(guò)隨后朝向所述頂部掃描這些像素,確定是否存在其中所述距離在路線(xiàn)內(nèi)側(cè)和外側(cè)突然大大地變化和所述距離隨后連續(xù)地在一定范圍內(nèi)變化的部分(其中所述距離變化超過(guò)相鄰像素之間的一定距離的部分,該部分示出物體和背景之間的邊界,例如在該圖中的h2)。在此,確定是否所述距離連續(xù)在一定范圍內(nèi)變化,例如,以防止農(nóng)場(chǎng)土地中的不規(guī)則部例如田壟被感知為障礙物。因此,該一定范圍被設(shè)定為高于或等于與典型的田壟的高度對(duì)應(yīng)的值。注意到,還確定當(dāng)不可能感知其中所述距離突然大大地變化且所述距離隨后在一定測(cè)距內(nèi)連續(xù)地變化的部分(h2)時(shí)存在一障礙物(例如,其中障礙物的高度是高的且障礙物沒(méi)有位于捕捉在圖像中的情況下,其中障礙物的頂端超過(guò)可由立體照相機(jī)裝置110測(cè)距的區(qū)域的情況,或者其中示出物體的頂端的在像素h2上方的像素不是示出在地面上的位置的像素的情況等)??紤]到其中在農(nóng)場(chǎng)土地中在農(nóng)業(yè)機(jī)械100的路線(xiàn)上什么都不存在的土地,在該土地中由立體照相機(jī)裝置110測(cè)量的距離連續(xù)地變?yōu)殚L(zhǎng)的,隨著所述位置變得進(jìn)一步遠(yuǎn)離農(nóng)業(yè)機(jī)械100(更靠近如在該圖中看到的頂部位置)(即使該土地稍微傾斜,該距離也連續(xù)地增加)。另一方面,當(dāng)存在一物體(在該圖中的O)大于或等于可由該土地上的立體照相機(jī)裝置110測(cè)量的尺寸時(shí),即使當(dāng)測(cè)距位置變化到其中物體被捕捉在所捕捉的圖像中的區(qū)域中的上側(cè)(例如,從該圖中的h1的位置到h2的位置)時(shí),與連續(xù)變化直到所述物體相比,該距離的變化可變得較小或可不會(huì)變化很多,或者該距離可變得較短(第一物體是包括當(dāng)至少在農(nóng)業(yè)機(jī)械100的行進(jìn)方向上傾斜時(shí)變?yōu)楦叩膮^(qū)域的物體,第二物體是包括基本上垂直于農(nóng)業(yè)機(jī)械100的行進(jìn)方向的區(qū)域的物體,以及最后的物體是包括朝向農(nóng)業(yè)機(jī)械100傾斜的區(qū)域的物體)。這些變化連續(xù)到其中所述距離突然變化并且隨后所述距離連續(xù)變化的點(diǎn)(h2)。此外,例如,還在水平方向上,相鄰像素之間的測(cè)量距離在左側(cè)的邊界位置w1和在右側(cè)的邊界位置w2處變化很大。注意到,當(dāng)物體O太大無(wú)法位于捕捉的圖像中時(shí),存在其中h2,w1和w2不會(huì)被獲得的情況,還在這些情況下,確定存在一障礙物。如上所述的,在農(nóng)業(yè)機(jī)械100的路線(xiàn)上直到該路線(xiàn)中的轉(zhuǎn)彎位置或直到可被測(cè)量的距離,當(dāng)至少測(cè)量的距離不連續(xù)地變化超過(guò)一定范圍(當(dāng)存在h1時(shí)),確定存在障礙物,以及當(dāng)所述距離僅在一定范圍內(nèi)連續(xù)地變化,確定沒(méi)有障礙物。注意到,在此,障礙物被當(dāng)作妨礙所述運(yùn)動(dòng)的因素的示例;然而,該因素不限于此,以及其中在行進(jìn)方向上的傾斜太陡的情況或者其中所述路線(xiàn)凹進(jìn)去和在所述路線(xiàn)中存在孔的情況也是妨礙因素。這些情況也根據(jù)測(cè)量的距離的變化率進(jìn)行確定,類(lèi)似于障礙物的情況。
注意到,參考圖像和視差值信息或距離信息可發(fā)送給服務(wù)器704,服務(wù)器704會(huì)確認(rèn)該行進(jìn)方向。此外,服務(wù)器704或農(nóng)業(yè)機(jī)械100可通過(guò)執(zhí)行下面的辨認(rèn)處理確定是否存在障礙物(步驟S208);然而,將要求用于辨認(rèn)任務(wù)的處理時(shí)間。此外,對(duì)于不能由立體照相機(jī)裝置110捕捉的盲拐角,超聲波聲納裝置126可用來(lái)確認(rèn)是否存在障礙物。當(dāng)超聲波聲納裝置126確認(rèn)存在障礙物時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100暫時(shí)地倒進(jìn)并且轉(zhuǎn)彎到其中沒(méi)有檢測(cè)到障礙物的方向,操作繼續(xù)。
作為步驟S202的確認(rèn)處理的結(jié)果,確定在路線(xiàn)中是否存在大到足以被感知的障礙物(步驟S204)。在此,感知意味著可以在后續(xù)階段的處理(步驟S208)中執(zhí)行辨認(rèn)處理。將參照?qǐng)D35B描述該處理。如上所述的,在捕捉圖像中的垂直方向上,高度方向在障礙物O處的h1和h2之間最大。此外,寬度方向在物體O處的w1和w2之間最大。獲得上述點(diǎn),獲得在這些像素之間存在的像素?cái)?shù)量(在h1和h2之間以及在w1和w2之間),并且當(dāng)該像素?cái)?shù)量高于或等于預(yù)定值或超過(guò)預(yù)定值時(shí),確定障礙物足夠大以執(zhí)行辨認(rèn)處理,并且流程進(jìn)行到步驟S206的處理。此時(shí),可以?xún)H通過(guò)高度方向或水平方向進(jìn)行確定。也就是說(shuō),當(dāng)在h1和h2(或w1和w2)之間存在高于或等于預(yù)定數(shù)量或超過(guò)預(yù)定數(shù)量的像素?cái)?shù)量時(shí),確定障礙物足夠大以執(zhí)行圖像辨認(rèn)處理,并且流程進(jìn)行到步驟S206的處理。此外,當(dāng)還不能獲得h2,w1和w2中的至少一個(gè)時(shí)(也就是說(shuō),當(dāng)估計(jì)障礙物O對(duì)于測(cè)量h2,w1和w2而言太大時(shí)),確定圖像辨認(rèn)處理是可能的,并且流程進(jìn)行到步驟S206的處理。另一方面,當(dāng)h1和h2之間以及w1和w2之間的至少一個(gè)的像素?cái)?shù)量高于或等于預(yù)定值或者超過(guò)預(yù)定值時(shí),確定障礙物沒(méi)有大到足以執(zhí)行辨識(shí)處理,并且流程進(jìn)行到步驟S224的處理。還在不是障礙物的運(yùn)動(dòng)妨礙因素的情況下,例如陡峭的傾斜或在路線(xiàn)中部分地凹陷,以與障礙物的情況相同的方式確定尺寸。隨后,使農(nóng)業(yè)機(jī)械100前進(jìn),在經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間之后,也就是說(shuō)農(nóng)業(yè)機(jī)械100接近障礙物的情況下(S224,S226,S228,S230,S232,S202的處理之后)再次進(jìn)行確定。此外,在步驟S202的處理中,還當(dāng)確定在行進(jìn)方向上沒(méi)有障礙物時(shí),步驟S204的確定為否,并且流程進(jìn)行到步驟S224的處理。注意到,參考圖像和視差值信息或距離信息可以被發(fā)送到服務(wù)器704,并且服務(wù)器704可以進(jìn)行步驟S204的確定。在這種情況下,省略步驟S206,并且要執(zhí)行步驟S208的處理。此外,農(nóng)業(yè)機(jī)械100可以執(zhí)行下述的辨認(rèn)處理(步驟S208)來(lái)辨認(rèn)障礙物。
當(dāng)在步驟S202的處理中確定存在大到足以要辨認(rèn)的障礙物時(shí),當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100前進(jìn)時(shí),控制裝置118操作制動(dòng)裝置208,214以暫時(shí)停止農(nóng)業(yè)機(jī)械。然后,農(nóng)機(jī)100將由立體照相機(jī)裝置110捕捉的圖像(參考圖像)發(fā)送到服務(wù)器704(步驟S206)。注意到,當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí),控制裝置118不執(zhí)行制動(dòng)操作。
當(dāng)服務(wù)器704接收到圖像時(shí),服務(wù)器704執(zhí)行圖像識(shí)別處理(步驟S208)。服務(wù)器704通過(guò)以下過(guò)程執(zhí)行辨認(rèn)處理。首先,服務(wù)器704對(duì)接收到的圖像執(zhí)行修正處理,接下來(lái),服務(wù)器704執(zhí)行特征量提取處理,然后,服務(wù)器704通過(guò)將圖像與標(biāo)準(zhǔn)圖案進(jìn)行比較來(lái)執(zhí)行識(shí)別處理,以執(zhí)行圖像辨認(rèn)。修正處理是減少包括在接收到的圖像中的失真和噪聲的處理。修正包括去除噪聲,平滑,銳化,二維濾波處理,用于促進(jìn)特征量提取的二值化,此外,用于提取要作為辨識(shí)目標(biāo)的圖的輪廓線(xiàn)的稀疏處理。此外,服務(wù)器704執(zhí)行用于在隨后的處理中精確地執(zhí)行圖案匹配的正?;幚?放大,縮小,旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)圖像,以及轉(zhuǎn)換圖像的密度)。特征量提取處理是獲得為真實(shí)指示圖像的特征的參數(shù)的特征參數(shù)并獲得為形狀的特征圖案的處理。服務(wù)器704執(zhí)行提取圖像的不連續(xù)部分作為邊緣的邊緣提取。也就是說(shuō),服務(wù)器704提取密度的改變點(diǎn),并將圖像劃分為幾個(gè)連續(xù)區(qū)域。該邊緣提取通過(guò)連接由提取跟蹤方法斷開(kāi)的點(diǎn)序列并執(zhí)行二次差分處理來(lái)完成。注意到,服務(wù)器704可以通過(guò)區(qū)域劃分和紋理提取來(lái)執(zhí)行區(qū)域提取,而不是邊緣提取或者與邊緣提取一起。接下來(lái),服務(wù)器704通過(guò)將標(biāo)準(zhǔn)圖案與特征圖案進(jìn)行比較來(lái)執(zhí)行識(shí)別處理,并且當(dāng)特征圖案與某一標(biāo)準(zhǔn)圖案類(lèi)似時(shí),將相應(yīng)的圖像確定為與標(biāo)準(zhǔn)圖案的類(lèi)別相同的類(lèi)別。在本實(shí)施例中,服務(wù)器704通過(guò)使用存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)706中的標(biāo)準(zhǔn)圖案來(lái)執(zhí)行圖案匹配,并且檢測(cè)是否存在相同或相似的圖案。注意到,當(dāng)通過(guò)使用特征參數(shù)而不是特征圖案來(lái)執(zhí)行識(shí)別處理時(shí),可以通過(guò)使用統(tǒng)計(jì)識(shí)別方法來(lái)執(zhí)行識(shí)別。此外,當(dāng)通過(guò)提取邊緣和特征點(diǎn)對(duì)圖像進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí),可以使用結(jié)構(gòu)識(shí)別方法來(lái)執(zhí)行識(shí)別。當(dāng)可以如上所述地執(zhí)行識(shí)別時(shí),確定辨認(rèn)的圖像,并且當(dāng)不能執(zhí)行識(shí)別時(shí),確定圖像不能被辨認(rèn)(步驟S210)。
當(dāng)圖像不能被辨認(rèn)時(shí),圖像被發(fā)送到用戶(hù)終端710,712,并且用戶(hù)終端710,712提示用戶(hù)(系統(tǒng)用戶(hù))輸入障礙物的類(lèi)型和動(dòng)作(步驟S212)。
用戶(hù)使用用戶(hù)終端710,712向服務(wù)器704發(fā)送障礙物的類(lèi)型(例如,自然物體(巖石,樹(shù)木,動(dòng)物如袋鼠或牛),人造物體(柵欄,門(mén)))和動(dòng)作(避免,忽略)(步驟S214)。
服務(wù)器704將這些信息項(xiàng)與圖像和特征圖案相關(guān)聯(lián),并將這些信息項(xiàng)作為新的標(biāo)準(zhǔn)圖案寄存在數(shù)據(jù)庫(kù)706中(步驟S216)。因此,將來(lái),當(dāng)辨認(rèn)與當(dāng)前障礙物類(lèi)似的圖像時(shí),可以執(zhí)行辨認(rèn)。此外,服務(wù)器704將從用戶(hù)獲取的信息記錄在數(shù)據(jù)庫(kù)708中。因此,費(fèi)用可以在計(jì)費(fèi)時(shí)自動(dòng)折扣。
注意到,當(dāng)在一定時(shí)間內(nèi)不能從用戶(hù)終端710,712獲得步驟S214的信息時(shí),服務(wù)器704向用戶(hù)終端710,712發(fā)送提醒,并提示用戶(hù)輸入信息。此外,當(dāng)經(jīng)過(guò)在一定時(shí)間沒(méi)有接收到響應(yīng)時(shí),服務(wù)器704將障礙物的類(lèi)型設(shè)定為“未知障礙物”,并且在考慮安全性時(shí)將“避免”寄存為動(dòng)作,并將該信息寄存在數(shù)據(jù)庫(kù)706中。當(dāng)稍后從用戶(hù)終端710,712發(fā)送障礙物和動(dòng)作的類(lèi)型時(shí),服務(wù)器704用來(lái)自用戶(hù)終端的信息覆蓋數(shù)據(jù)庫(kù)706中的寄存信息。
當(dāng)在步驟S210中辨認(rèn)出圖像時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100能夠執(zhí)行與辨認(rèn)結(jié)果一致的動(dòng)作。此外,農(nóng)業(yè)機(jī)械100還能夠基于來(lái)自用戶(hù)的信息執(zhí)行動(dòng)作。然后,服務(wù)器704確定動(dòng)作是否被避免(步驟S218),并且當(dāng)確定動(dòng)作要被避免時(shí),服務(wù)器704識(shí)別轉(zhuǎn)彎的位置,方向和轉(zhuǎn)彎角度(取向)(步驟S220)。第一轉(zhuǎn)彎位置在障礙物之前,但是能夠轉(zhuǎn)彎的距離根據(jù)連接到農(nóng)業(yè)機(jī)械100的操作裝置106的類(lèi)型是不同的。當(dāng)難以以小半徑轉(zhuǎn)彎的操作裝置106被連接時(shí),則轉(zhuǎn)彎要在障礙物之前相當(dāng)大的位置處開(kāi)始。另一方面,當(dāng)能夠容易地以小半徑轉(zhuǎn)彎或能夠以小半徑轉(zhuǎn)彎的操作裝置106被連接時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100可前進(jìn)到靠近障礙物的位置。此外,轉(zhuǎn)彎方向基本上是農(nóng)業(yè)機(jī)械100可以通過(guò)最短路線(xiàn)抵達(dá)目標(biāo)位置的方向;然而,當(dāng)在步驟S206的處理中發(fā)送的圖像中通過(guò)辨認(rèn)處理可以感知到障礙物的邊緣時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100在到障礙物的邊緣的距離較短的方向上轉(zhuǎn)彎,以使得迂回路徑可以是短的。當(dāng)不能從在步驟S206的處理中發(fā)送的圖像中確定障礙物的邊緣時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100的立體照相機(jī)裝置110在行進(jìn)方向上以預(yù)定角度左右旋轉(zhuǎn)以捕捉圖像,并且捕獲的圖像可以被發(fā)送到服務(wù)器704以辨認(rèn)到邊緣部分的距離。轉(zhuǎn)彎角度或轉(zhuǎn)彎后的取向被設(shè)定為以使得路線(xiàn)的距離最小。根據(jù)障礙物(會(huì)移動(dòng)的動(dòng)物等)的類(lèi)型,轉(zhuǎn)彎位置、方向和角度被設(shè)定為以大半徑轉(zhuǎn)彎。
此外,對(duì)于第二轉(zhuǎn)彎時(shí)間和之后,通過(guò)估計(jì)(能夠識(shí)別尺寸的障礙物的)類(lèi)型或辨認(rèn)的障礙物的尺寸來(lái)識(shí)別轉(zhuǎn)彎位置,方向和角度。
將所有臨時(shí)識(shí)別的轉(zhuǎn)彎位置,到目的地的方向和角度從服務(wù)器704發(fā)送到農(nóng)業(yè)機(jī)械100,并且已經(jīng)接收到該信息的農(nóng)業(yè)機(jī)械100使用該信息將路線(xiàn)信息更新為新的路線(xiàn)信息(步驟S222)。
另一方面,當(dāng)服務(wù)器704確定農(nóng)業(yè)機(jī)械100的動(dòng)作為不是“避免”的動(dòng)作即忽略障礙物的動(dòng)作時(shí),流程轉(zhuǎn)到步驟S223的處理。例如,當(dāng)障礙物是不妨礙農(nóng)業(yè)機(jī)械100的行進(jìn)的野草并且在障礙物上行駛沒(méi)有問(wèn)題時(shí),障礙物被忽略,農(nóng)業(yè)機(jī)械100向前行駛。
注意到,上面示出由服務(wù)器704執(zhí)行步驟S208至S220的處理的示例;然而,這些處理可以由農(nóng)業(yè)機(jī)械100執(zhí)行。在這種情況下,被描述為由服務(wù)器704執(zhí)行的部分要被讀取為由農(nóng)業(yè)機(jī)械100執(zhí)行。
在步驟S223中,農(nóng)業(yè)機(jī)械100確認(rèn)剩余燃料。當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí),確認(rèn)剩余的電池電量。在此,下面通過(guò)使用圖49來(lái)描述當(dāng)燃料或電池剩余電量低時(shí)由整個(gè)系統(tǒng)1500的處理。此外,在該處理中,計(jì)時(shí)通過(guò)控制裝置118內(nèi)的計(jì)時(shí)鐘開(kāi)始。
在該確認(rèn)結(jié)束之后,農(nóng)業(yè)機(jī)械100沿著所述路線(xiàn)行進(jìn)(步驟S162,S180的情況)或行進(jìn)并執(zhí)行任務(wù)(步驟S170的情況)(步驟S224)。注意到,該行進(jìn)包括前進(jìn)和倒進(jìn)。此外,利用圖37,40,47和49描述步驟S224的處理。
當(dāng)步驟S224的處理結(jié)束時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定從步驟S223的處理起是否已經(jīng)經(jīng)過(guò)了預(yù)定期間(例如3秒)(步驟S226)。這通過(guò)使用控制裝置118內(nèi)的計(jì)時(shí)鐘來(lái)完成。
然后,當(dāng)還沒(méi)有經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間時(shí),流程返回到步驟S223。另一方面,當(dāng)經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間時(shí),確認(rèn)當(dāng)前位置,并且將當(dāng)前位置信息發(fā)送到服務(wù)器704(步驟S228)。當(dāng)前位置的確認(rèn)如關(guān)于步驟S156的處理所描述的。注意到,在步驟S226中,確定是否經(jīng)過(guò)了預(yù)定時(shí)間;然而,代替地,可以確定農(nóng)業(yè)機(jī)械100是否已經(jīng)運(yùn)動(dòng)了預(yù)定距離。
服務(wù)器704將當(dāng)前位置信息與當(dāng)前年/月/日/時(shí)間一起存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)708中(步驟S229)。因此,可以以預(yù)定的時(shí)間間隔以基本上實(shí)時(shí)的方式感知農(nóng)業(yè)機(jī)械100的位置。
接下來(lái),農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定是否農(nóng)業(yè)機(jī)械100已經(jīng)到達(dá)目標(biāo)位置(步驟S162:任務(wù)開(kāi)始位置,步驟S170:任務(wù)結(jié)束位置,步驟S180:存儲(chǔ)位置)(步驟S230)。根據(jù)在步驟S228中獲得的當(dāng)前位置是否與目標(biāo)位置匹配來(lái)進(jìn)行該確定。關(guān)于這些位置是否匹配的確定,可以根據(jù)識(shí)別所述位置的精度來(lái)提供范圍。也就是說(shuō),只要當(dāng)前位置的經(jīng)度和緯度在一定范圍內(nèi),農(nóng)業(yè)機(jī)械100就可以確定這些位置匹配。
在此,當(dāng)目標(biāo)位置和當(dāng)前位置匹配時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100結(jié)束該運(yùn)動(dòng)處理(步驟S236)。
另一方面,當(dāng)這些位置不匹配時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定當(dāng)前位置是否是轉(zhuǎn)彎位置(步驟S232)。還在該步驟中,這些位置可以不必精確匹配,但是在確定中可以提供一定量的范圍。當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定為當(dāng)前位置不是轉(zhuǎn)彎位置時(shí),流程返回到步驟S202的處理。另一方面,當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定當(dāng)前位置是轉(zhuǎn)彎位置時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100基于路線(xiàn)信息而轉(zhuǎn)彎(步驟S234)。當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100的控制裝置118操作主離合器202和變速齒輪204以使齒輪換到一檔時(shí),以及當(dāng)控制裝置118操作制動(dòng)裝置208,214施加制動(dòng)以使農(nóng)業(yè)機(jī)械100暫時(shí)停止和減速時(shí),執(zhí)行轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)。隨后,控制裝置118操作操控裝置122,以使農(nóng)業(yè)機(jī)械100在操控該農(nóng)業(yè)機(jī)械100的同時(shí)通過(guò)前進(jìn)或倒進(jìn)轉(zhuǎn)彎。注意到,當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100正以低速行進(jìn)或農(nóng)業(yè)機(jī)械100可以以當(dāng)前速度轉(zhuǎn)彎時(shí),則農(nóng)業(yè)機(jī)械100可以在不減速或停止的情況下執(zhí)行轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)。隨后,流程返回到步驟S202的處理。
圖37A示出步驟S162和S180的情況,也就是說(shuō),在農(nóng)業(yè)機(jī)械100到達(dá)預(yù)定位置而不執(zhí)行任務(wù)的情況下的步驟S224的操作。當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100移動(dòng)到任務(wù)開(kāi)始位置或存儲(chǔ)位置時(shí),也就是說(shuō),在不執(zhí)行任務(wù)而僅進(jìn)行簡(jiǎn)單的移動(dòng)的情況下,農(nóng)業(yè)機(jī)械100行進(jìn)(步驟S252)。在這種情況下,當(dāng)在前一階段的處理中識(shí)別的農(nóng)業(yè)機(jī)械100的位置從路線(xiàn)偏移時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100在操作操控裝置122以返回到原始路線(xiàn)的同時(shí)行進(jìn)。此外,農(nóng)業(yè)機(jī)械100能夠沿著準(zhǔn)確的路線(xiàn)行進(jìn),同時(shí)調(diào)節(jié)不能由諸如GPS或位置確認(rèn)系統(tǒng)的位置感知系統(tǒng)能確認(rèn)的微小誤差,例如通過(guò)使用由立體照相機(jī)裝置110捕捉的圖像來(lái)修正當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100正沿著從田壟偏移的路線(xiàn)行進(jìn)時(shí)的軌跡。此外,還在已經(jīng)在上面描述的或者要在下面描述的“行進(jìn)”操作中,類(lèi)似地,要使農(nóng)業(yè)機(jī)械100的軌跡返回到所述路線(xiàn)或者調(diào)節(jié)微小位置偏移的處理被執(zhí)行。注意到,行進(jìn)不僅可以是前進(jìn),而且可以是倒進(jìn)。此外,農(nóng)業(yè)機(jī)械100可以在接近任務(wù)開(kāi)始位置、存儲(chǔ)位置或轉(zhuǎn)彎位置時(shí)減速。在這種情況下,控制裝置118操作主離合器202,變速齒輪204和制動(dòng)裝置208,214,并且農(nóng)業(yè)機(jī)械100執(zhí)行減速操作。
圖37B是示出在農(nóng)業(yè)機(jī)械100在步驟S170中行進(jìn)而不是執(zhí)行用于單獨(dú)的農(nóng)作物的任務(wù)時(shí)連續(xù)地(或間歇地)執(zhí)行任務(wù)的情況下的通過(guò)農(nóng)業(yè)機(jī)械100的步驟S224的處理操作的流程圖。這些任務(wù)包括播種,整地,耕種,通常的水噴灑和施肥。在這種情況下,當(dāng)任務(wù)流程開(kāi)始時(shí)(步驟S260),農(nóng)業(yè)機(jī)械100在行進(jìn)中執(zhí)行預(yù)定任務(wù)(步驟S262)。該任務(wù)是圖32或圖33中設(shè)定的任務(wù)。該任務(wù)是在設(shè)定的任務(wù)地點(diǎn)(區(qū)域)中連續(xù)或均勻地執(zhí)行的任務(wù),而不管農(nóng)作物的個(gè)體的狀態(tài),土壤,任務(wù)位置等。任務(wù)可間歇地執(zhí)行。任務(wù)通常由農(nóng)業(yè)機(jī)械100的任務(wù)裝置106執(zhí)行。接下來(lái),農(nóng)業(yè)機(jī)械100確認(rèn)任務(wù)源(步驟S264)。任務(wù)源例如是當(dāng)任務(wù)的類(lèi)型是施肥時(shí)的剩余肥料量,在噴灑水的情況下的水的剩余量,以及在播種的情況下的種子的剩余量。當(dāng)該資源的量變得小于或等于預(yù)定量或小于預(yù)定量時(shí),操作轉(zhuǎn)到下面所述的圖49中示出的操作。然后,行進(jìn)和任務(wù)的第一循環(huán)結(jié)束(步驟S266),并且流程進(jìn)行到下一時(shí)間和之后的行進(jìn)和任務(wù)的處理。
<平整任務(wù)>
作為圖37中示出的處理的示例。通過(guò)利用圖38到42,給出了使用激光雷達(dá)裝置112的農(nóng)場(chǎng)土地中的平整任務(wù)的描述(注意到,在該示例中,確認(rèn)步驟S264的任務(wù)源的處理是不必要的因此被省略)。除了以上所述的包括參照?qǐng)D1描述的農(nóng)場(chǎng)土地中的系統(tǒng)1501和參照?qǐng)D2所述的信息通信系統(tǒng)1502的整個(gè)系統(tǒng)1500之外,平整任務(wù)還需要農(nóng)場(chǎng)土地中的諸如激光接收裝置(在圖39的示例中為610)或激光發(fā)射裝置(在圖42的示例中為618)的特定裝置;然而,自動(dòng)驅(qū)動(dòng)和自動(dòng)任務(wù)的基本操作與上述操作相同。該激光雷達(dá)裝置112能夠在水平視角60°的范圍內(nèi)發(fā)射激光束,因此與通過(guò)使用常規(guī)激光器(使用激光水平儀(leveler)的情況)執(zhí)行整地的情況相比,平整任務(wù)可以有效地執(zhí)行而不需要耗費(fèi)時(shí)間努力。此外,通過(guò)旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)裝置112,可以進(jìn)一步減少改變激光接收裝置的設(shè)定位置的次數(shù)。
圖38示出設(shè)置有用于執(zhí)行整地(平整)的任務(wù)裝置106C的農(nóng)業(yè)機(jī)械100C。農(nóng)業(yè)機(jī)械100C的構(gòu)造基本上與農(nóng)業(yè)機(jī)械100A相同,然而,與農(nóng)業(yè)機(jī)械100A的不同點(diǎn)在于,激光雷達(dá)裝置112(和多光譜照相機(jī)裝置113)設(shè)置在農(nóng)業(yè)機(jī)械100C的頂壁部分上。在平整任務(wù)中,激光雷達(dá)裝置112的擺動(dòng)電機(jī)54控制軸的旋轉(zhuǎn),使得基于來(lái)自控制器64的基于水平信號(hào)的指令水平地發(fā)射激光束。
任務(wù)裝置106C包括用于執(zhí)行裝載和放置土壤的任務(wù)的平整板600,用于防止放置在平整板600頂部的土壤向側(cè)面溢出的側(cè)板602,用于在表面層上執(zhí)行土壤壓碎和土壤松動(dòng)并防止土壤變得過(guò)硬的彈簧齒604,用于執(zhí)行土壤破碎和土壤壓實(shí)的螺旋輥606,以及根據(jù)來(lái)自于農(nóng)業(yè)機(jī)械100C的控制裝置118的指令使平整板600等上下運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)缸。注意到,任務(wù)裝置106C也可以包括控制處理器,該控制處理器與農(nóng)機(jī)100的控制裝置118交換信號(hào)并通過(guò)操作電動(dòng)缸來(lái)控制平整板600等的上下運(yùn)動(dòng)。此外,用于使平整板600等上下運(yùn)動(dòng)的氣缸可以是水壓缸,氣壓缸和壓油缸中的任一個(gè)。
圖39示出如何通過(guò)使用農(nóng)業(yè)機(jī)械100C執(zhí)行平整任務(wù)的示例。除了農(nóng)業(yè)機(jī)械100C之外,通過(guò)使用包括激光接收器612、無(wú)線(xiàn)通信天線(xiàn)614和控制處理器的激光接收裝置610來(lái)執(zhí)行平整。該激光接收裝置610被設(shè)定在田壟中。此時(shí),激光接收裝置610被設(shè)定為以使得激光接收器612的光接收表面平行于豎直方向。在該狀態(tài)下,激光接收器612具有其中多個(gè)光接收元件被設(shè)定在豎直方向和水平方向上的構(gòu)造,以及包括接收所述激光束的高度的位置可根據(jù)哪個(gè)光接收元件已經(jīng)接收所述激光束進(jìn)行確定。在該圖中,附圖標(biāo)記620表示已經(jīng)平整的區(qū)域,以及附圖標(biāo)記630表示在平整之前的區(qū)域。此外,附圖標(biāo)記640示出由激光雷達(dá)裝置112發(fā)射的激光束。該激光束進(jìn)入激光接收器612的光接收元件之一中。此外,該圖中的虛線(xiàn)示出無(wú)線(xiàn)通信如何通過(guò)激光接收裝置610的無(wú)線(xiàn)通信天線(xiàn)614與農(nóng)業(yè)機(jī)械100C的無(wú)線(xiàn)通信天線(xiàn)114正在被執(zhí)行。農(nóng)業(yè)機(jī)械100C通過(guò)接收到的光的高度的信息確定是否農(nóng)業(yè)機(jī)械100C處于高于參考位置的位置或者低于參考位置的位置或者處于該參考位置處。
如上所述的系統(tǒng)1501的操作的概述被給出如下。也就是說(shuō),農(nóng)業(yè)機(jī)械100C使用激光雷達(dá)裝置112朝向激光接收裝置610發(fā)射激光束同時(shí)一維地掃描所述激光束。在激光接收裝置610處接收到的光的位置(高度)的信息是通過(guò)激光接收裝置610的控制處理器獲取的,以及所述位置信息通過(guò)使用無(wú)線(xiàn)通信天線(xiàn)614以無(wú)線(xiàn)方式被發(fā)給農(nóng)業(yè)機(jī)械100C?;诮邮盏降男畔?,農(nóng)業(yè)機(jī)械100C在當(dāng)使任務(wù)裝置106C的平整板600等上下地運(yùn)動(dòng)的同時(shí)行進(jìn)并平整所述農(nóng)場(chǎng)土地。
注意到,在本實(shí)施例中,激光雷達(dá)裝置112被設(shè)定在農(nóng)業(yè)機(jī)械100C的頂壁上;然而,激光雷達(dá)裝置112可設(shè)定在任務(wù)裝置106C上。通過(guò)將激光雷達(dá)裝置112設(shè)定在任務(wù)裝置106C上,使平整板600等上下地運(yùn)動(dòng)的用于執(zhí)行平整任務(wù)的操作通過(guò)使用在激光接收器612處接收激光束的位置的信息可被弄成具有較小的時(shí)滯,因此可更精確地進(jìn)行平整。在該情況下,激光雷達(dá)裝置112需要被設(shè)定在高位置以使得來(lái)自于激光雷達(dá)裝置112沒(méi)有被農(nóng)業(yè)機(jī)械100C的柱或頂壁阻擋,激光束被控制以在任務(wù)期間保持水平。
圖40示出當(dāng)執(zhí)行平整任務(wù)時(shí)步驟S262的處理的細(xì)節(jié)。在該任務(wù)之前,作為初始設(shè)定,激光接收裝置610被設(shè)定在田壟中以使得激光接收器612的標(biāo)準(zhǔn)水平的高度在平整板600的參考位置的高度處(在平整之后農(nóng)場(chǎng)土地的平均高度)。
當(dāng)所述任務(wù)開(kāi)始時(shí)(步驟S300),農(nóng)業(yè)機(jī)械100C設(shè)定平整板600等在參考位置的高度處,并且從平整板600發(fā)射激光束(步驟S302)。該激光束進(jìn)入激光接收裝置610的激光接收器612的光接收元件的任一個(gè)中。光接收信號(hào)被輸入到激光接收裝置610的控制處理器,并且控制處理器確認(rèn)其中已經(jīng)接收激光束的光接收元件所設(shè)定在的位置,并且使用無(wú)線(xiàn)通信天線(xiàn)614發(fā)送光接收位置信息到農(nóng)業(yè)機(jī)械100C。
農(nóng)業(yè)機(jī)械100C從接收到的信息確定是否在比激光接收器612的標(biāo)準(zhǔn)位置高的位置處接收(步驟S304)激光束。在比標(biāo)準(zhǔn)位置高的位置處接收激光束意味著土地在其中出現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械100C的地點(diǎn)處被升高。在該情況下,任務(wù)裝置106C的平整板600等必需降低以平整所述升高的土地。因此當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100C在步驟S304的處理中確定在比標(biāo)準(zhǔn)位置高的位置處接收所述激光束時(shí),在平整板600等來(lái)到其中已經(jīng)發(fā)射激光束的位置之前,農(nóng)業(yè)機(jī)械100C根據(jù)接收到的信息發(fā)送指令到任務(wù)裝置106C,并且降低平整板600等(步驟S308)。注意到,根據(jù)要求的平整精度,步驟S304的前進(jìn)可被省略。當(dāng)激光接收器612的光接收位置顯著高于所述標(biāo)準(zhǔn)位置時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100C顯著地降低平整板600等,并且當(dāng)激光接收器612的光接收位置稍微高于所述標(biāo)準(zhǔn)位置時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100C稍微地降低所述平整板600等。這些操作基于由農(nóng)業(yè)機(jī)械100C從激光接收裝置610接收到的信息。也就是說(shuō),農(nóng)業(yè)機(jī)械100C能夠根據(jù)激光束的光接收位置調(diào)節(jié)升高的量或降低平整板600等。隨后,通過(guò)使農(nóng)業(yè)機(jī)械100C前進(jìn)(步驟S316),任務(wù)區(qū)域被平整。
另一方面,當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100C在步驟S304的處理中確定沒(méi)有在比激光接收器612的標(biāo)準(zhǔn)位置高的位置處接收激光束時(shí),此時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100C基于接收到的信息(步驟S310)確定是否在比激光接收器612的標(biāo)準(zhǔn)位置低的位置處接收激光束。在比所述標(biāo)準(zhǔn)位置低的位置處接收激光束意味著農(nóng)業(yè)機(jī)械100C在發(fā)射激光時(shí)處于比要平整的土地所在的位置低的位置處。在該情況下,農(nóng)業(yè)機(jī)械100C使得任務(wù)裝置106C執(zhí)行升高平整板600等的操作以調(diào)節(jié)要由平整板600等平整的量。因此,當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100C在步驟S310的處理中確定在比標(biāo)準(zhǔn)位置低的位置處接收所述激光束時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100C稍微前進(jìn)(步驟S312),并且在平整板600等來(lái)到其中已經(jīng)發(fā)射激光束的位置之前,農(nóng)業(yè)機(jī)械100C根據(jù)接收到的信息發(fā)送指令到任務(wù)裝置106C,并且升高平整板600等(步驟S314)。注意到,取決于要求的平整精度,步驟S312的前進(jìn)可被省略。當(dāng)激光接收器612的光接收位置顯著顯著低于標(biāo)準(zhǔn)位置時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100C顯著地升高平整板600等,并且當(dāng)激光接收器612的光接收位置稍微高于標(biāo)準(zhǔn)位置時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100C稍微升高所述平整板600等。這些操作基于由農(nóng)業(yè)機(jī)械100C從激光接收裝置610接收到的信息。也就是說(shuō),農(nóng)業(yè)機(jī)械100C能夠根據(jù)激光束的光接收位置來(lái)調(diào)節(jié)升高的量或降低所述平整板600等。隨后,通過(guò)使農(nóng)業(yè)機(jī)械100C前進(jìn)(步驟S316),任務(wù)區(qū)域被平整。
另一方面,當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100C在步驟S310的確定中沒(méi)有確定在比標(biāo)準(zhǔn)位置低的位置處接收所述激光束時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100C在發(fā)射激光束的時(shí)間點(diǎn)處于標(biāo)準(zhǔn)位置的高度,因此農(nóng)業(yè)機(jī)械100C行進(jìn)而沒(méi)有變化平整板600等的高度(步驟S316)。
接下來(lái),農(nóng)業(yè)機(jī)械100C確定是否激光雷達(dá)裝置112需要旋轉(zhuǎn)(步驟S318)。該過(guò)程被描述在圖41中。
圖41是農(nóng)業(yè)機(jī)械100C和激光接收裝置610的鳥(niǎo)瞰視圖的示意圖。在該圖中的箭頭示出了農(nóng)業(yè)機(jī)械100C的行進(jìn)方向。注意到,為了簡(jiǎn)化描述,連接到農(nóng)業(yè)機(jī)械100C的任務(wù)裝置106C被省略。圖41A示出其中激光接收裝置610沿著農(nóng)業(yè)機(jī)械100C的行進(jìn)方向定位的情況。在該情況下,激光束在行進(jìn)方向上要由激光雷達(dá)裝置112發(fā)射,因此,激光接收器612接收在其中所述任務(wù)正在被執(zhí)行的農(nóng)場(chǎng)土地中的激光束。另一方面,如在圖41B中示出的,當(dāng)從農(nóng)業(yè)機(jī)械100C的行進(jìn)方向沿著行進(jìn)方向發(fā)射激光束時(shí),但是激光接收裝置610處于激光束不能被接收的偏移位置,農(nóng)業(yè)機(jī)械100C旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)裝置112以使得在激光接收器612處可接收激光束。此外,如在圖41C中示出的,當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100C的行進(jìn)方向變?yōu)榕c激光接收裝置610相反的方向時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100C進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)裝置112(例如,相對(duì)于圖41A中的位置旋轉(zhuǎn)180度),并發(fā)射激光束。農(nóng)業(yè)機(jī)械100C確定是否激光雷達(dá)裝置112需要根據(jù)激光接收器612的激光束接收位置旋轉(zhuǎn)。例如,當(dāng)該光束不能在面向其中任務(wù)正在執(zhí)行的農(nóng)場(chǎng)土地的表面上被接收時(shí),但是該光束僅能夠在側(cè)表面上被接收時(shí),激光接收器612旋轉(zhuǎn)等。替代地,當(dāng)該光束在特定位置被接收時(shí),該信息可被獲得并且激光雷達(dá)裝置112可旋轉(zhuǎn)。注意到,激光雷達(dá)裝置112的水平位置或激光束相對(duì)于水平平面的發(fā)射角沒(méi)有通過(guò)旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)裝置112改變。
然后,在步驟S318的處理中,當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100C確定激光雷達(dá)裝置112需要旋轉(zhuǎn)時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100C旋轉(zhuǎn)所述激光雷達(dá)裝置112(步驟S320)。激光雷達(dá)裝置112此時(shí)旋轉(zhuǎn)預(yù)先設(shè)定的旋轉(zhuǎn)角;然而,該旋轉(zhuǎn)角不限于此,并且旋轉(zhuǎn)角可根據(jù)光接收位置改變。注意到,甚至當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100C轉(zhuǎn)彎時(shí),激光束被恒定地或周期性地發(fā)射到激光接收器612,農(nóng)業(yè)機(jī)械100C接收光接收位置的反饋,并且旋轉(zhuǎn)所述激光雷達(dá)裝置112以使得所述激光束抵達(dá)激光接收器612。
在步驟S318的處理中,當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100C確定激光雷達(dá)裝置112不需要旋轉(zhuǎn)時(shí),或者當(dāng)激光雷達(dá)裝置112在步驟S318的處理中旋轉(zhuǎn)時(shí),(第一循環(huán)的)任務(wù)結(jié)束(步驟S322)。注意到,如在圖34,35A,36和37B中示出的,圖40的任務(wù)在當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100C從任務(wù)開(kāi)始位置運(yùn)動(dòng)到任務(wù)結(jié)束位置時(shí)重復(fù)若干次。因此,整個(gè)的任務(wù)地點(diǎn)可被有效地平整。注意到,步驟S318和S320的處理可在步驟S316之前執(zhí)行,以及在步驟S308和S314之后的處理和在步驟S310中進(jìn)行否定的確定之后執(zhí)行的處理可在步驟S318處執(zhí)行。
圖42示出通過(guò)使用農(nóng)業(yè)機(jī)械100執(zhí)行平整任務(wù)的另一示例。用于平整任務(wù)的激光束是從包括激光雷達(dá)裝置112-2的激光發(fā)射裝置618發(fā)射的。激光發(fā)射裝置618包括用于通過(guò)電力使激光雷達(dá)裝置112-2沿著水平方向旋轉(zhuǎn)的平臺(tái)622,用于支撐該平臺(tái)622的其長(zhǎng)度和角度是可調(diào)的三腳架,執(zhí)行與農(nóng)業(yè)機(jī)械100的無(wú)線(xiàn)通信的天線(xiàn)624,控制處理器。激光發(fā)射裝置618的激光雷達(dá)裝置112不需要圍繞軸旋轉(zhuǎn),因此用于該目的的機(jī)構(gòu)(擺動(dòng)電機(jī)54)可被省略。替代地,激光雷達(dá)裝置112可被固定以便不圍繞軸旋轉(zhuǎn)。激光發(fā)射裝置618由三腳架設(shè)定以使得激光束被水平地發(fā)射到田壟。包括激光接收儀器616的任務(wù)裝置106C-2被連接到農(nóng)業(yè)機(jī)械100,并且執(zhí)行平整任務(wù)。在激光接收儀器616上,激光接收器612-2被設(shè)定在在豎直方向上延伸的柱的頂部部分處。激光接收器612-2包括在豎直方向上和在水平方向上的多個(gè)光接收元件。在水平方向上的多個(gè)光接收元件沿著激光接收器612-2的圓周布置。由激光接收儀器616檢測(cè)的激光束的高度的信息被輸入到農(nóng)業(yè)機(jī)械100的控制裝置118中。任務(wù)裝置106C-2包括電動(dòng)缸,其根據(jù)由激光接收器612-2接收到的激光束的位置基于來(lái)自于農(nóng)業(yè)機(jī)械100的控制裝置118的指令使平整板等上下地運(yùn)動(dòng)。注意到,激光接收儀器616可包括控制處理器,該控制處理器根據(jù)檢測(cè)所述激光束的光接收元件的位置操作所述電動(dòng)缸,以使平整板等上下地運(yùn)動(dòng)。注意到,在該圖中的虛線(xiàn)示出了激光發(fā)射裝置618和農(nóng)業(yè)機(jī)械100之間的無(wú)線(xiàn)通信。
在如上所述的系統(tǒng)1501中,平整任務(wù)被如下地執(zhí)行。首先,作為初始設(shè)定,要設(shè)定在田壟中的激光發(fā)射裝置618的三腳架被調(diào)節(jié)以使得激光束在其中從激光雷達(dá)裝置112-2發(fā)射的激光束變?yōu)樗降那胰蝿?wù)裝置106C-2的平整板被設(shè)定在要作為參考高度的土地的高度處的狀態(tài)下被發(fā)射到激光接收器612-2的標(biāo)準(zhǔn)位置。接下來(lái),激光束朝向激光接收器612-2發(fā)射。農(nóng)業(yè)機(jī)械100基于已經(jīng)接收所述光束的光接收元件的位置確定是否在相對(duì)于所述標(biāo)準(zhǔn)位置的更高位置處或在更低位置處接收所述光束,以及當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定在相對(duì)于所述標(biāo)準(zhǔn)位置的更高位置處接收所述光束時(shí),這意味著土地被升高,因此農(nóng)業(yè)機(jī)械100降低所述平整板并行進(jìn),以及平整所述土地。另一方面,當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定在相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)位置的更低位置處接收所述光束時(shí),這意味著所述土地低于所述參考,因此農(nóng)業(yè)機(jī)械100升高平整板并行進(jìn),以及平整所述土地。注意到,根據(jù)光接收位置距離所述標(biāo)準(zhǔn)位置的近似距離升高和降低所述平整板。也就是說(shuō),隨著所述光接收位置距離所述標(biāo)準(zhǔn)位置的距離變得越長(zhǎng),平整板升高或降低更大的量。此外,當(dāng)在標(biāo)準(zhǔn)位置處接收所述光束時(shí),平整板在參考高度處,因此農(nóng)業(yè)機(jī)械100行進(jìn)而沒(méi)有改變平整板的高度。接下來(lái),農(nóng)業(yè)機(jī)械100感知哪個(gè)光接收元件已經(jīng)接收到在激光接收器612-2中的水平方向上的光束。根據(jù)所述光接收位置,農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定是否激光雷達(dá)裝置112-2的激光發(fā)射角度需要改變。當(dāng)不需要改變激光發(fā)射角度時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100沒(méi)有執(zhí)行任何通信。另一方面,當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定所述需要改變用于在下次任務(wù)和之后接收激光束,農(nóng)業(yè)機(jī)械100給激光發(fā)射裝置618發(fā)送用于根據(jù)光接收位置使激光發(fā)射裝置618的平臺(tái)622旋轉(zhuǎn)的信息。激光發(fā)射裝置618的控制處理器基于接收到的信息使平臺(tái)622旋轉(zhuǎn)預(yù)定角度。因此,不管其中農(nóng)業(yè)機(jī)械100正在執(zhí)行任務(wù)的任務(wù)區(qū)域的位置,農(nóng)業(yè)機(jī)械100能夠全天候地接收激光束。
通過(guò)重復(fù)如上所述的任務(wù),系統(tǒng)1501能夠有效地平整所述任務(wù)區(qū)域。為了描述圖40的該示例的操作,步驟S302是由激光發(fā)射裝置618而不是由農(nóng)業(yè)機(jī)械100執(zhí)行的操作。此外,步驟S320的激光雷達(dá)裝置的旋轉(zhuǎn)是由激光發(fā)射裝置618而不是由農(nóng)業(yè)機(jī)械100執(zhí)行的操作。
注意到,當(dāng)整地要被執(zhí)行以在農(nóng)場(chǎng)土地中建立預(yù)定傾斜時(shí),激光雷達(dá)裝置112或112-2中的軸要從水平地發(fā)射激光束的角度旋轉(zhuǎn)預(yù)定角度。
<單獨(dú)的任務(wù)>
通過(guò)確定對(duì)用于諸如農(nóng)作物的每個(gè)任務(wù)目標(biāo)的任務(wù)的需要并且僅當(dāng)需要時(shí)執(zhí)行關(guān)于所述任務(wù)目標(biāo)的任務(wù),可以增加整個(gè)任務(wù)的效率。通過(guò)利用圖43到47,這時(shí),給出了根據(jù)農(nóng)作物等的狀態(tài)單獨(dú)執(zhí)行的任務(wù)的操作的描述,所述任務(wù)可根據(jù)自動(dòng)控制由包括在農(nóng)場(chǎng)土地中的系統(tǒng)1501和由圖2描述的信息通信系統(tǒng)1502的整個(gè)系統(tǒng)1500執(zhí)行。注意到,單獨(dú)地執(zhí)行的任務(wù)包括施肥,播種,移栽,收獲,除草,農(nóng)藥播散/霧化,噴灑水和收割等;然而,施肥主要作為示例給出以描述如何執(zhí)行任務(wù)。注意到,系統(tǒng)1501的操作還可被應(yīng)用到針對(duì)每種農(nóng)作物等單獨(dú)執(zhí)行的任務(wù),而不是施肥。
圖43示出施肥任務(wù)如何正通過(guò)使用根據(jù)本實(shí)施例的整個(gè)系統(tǒng)1500被執(zhí)行的示意圖。農(nóng)業(yè)機(jī)械100自動(dòng)地行進(jìn)同時(shí)自動(dòng)地執(zhí)行僅針對(duì)農(nóng)場(chǎng)土地中的具有生長(zhǎng)不足(低活性度)的農(nóng)作物360的任務(wù)(施肥),在所述農(nóng)場(chǎng)土地中,正常生長(zhǎng)的由實(shí)線(xiàn)示出的農(nóng)作物350(高活性度)以及生長(zhǎng)不足(低活性度)的由虛線(xiàn)示出的農(nóng)作物360被耕作。此外,在所述農(nóng)場(chǎng)土地中,用于從高的位置監(jiān)視植物的生長(zhǎng)狀態(tài)的設(shè)置有多光譜照相機(jī)(或比色照相機(jī))的狀態(tài)監(jiān)視裝置550被設(shè)定,以及所述狀態(tài)監(jiān)視裝置550正在執(zhí)行與農(nóng)業(yè)機(jī)械100的無(wú)線(xiàn)通信。此外,在整個(gè)系統(tǒng)1500中,多個(gè)標(biāo)記370被提供用于識(shí)別在由農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500,555和狀態(tài)監(jiān)視裝置550等捕捉的圖像中的預(yù)定位置。這些標(biāo)記370具有施加的不同的數(shù)字,特征,顏色,圖案,圖和形狀(或這些項(xiàng)的不同的組合),以及其中提供這些標(biāo)記370的位置早已通過(guò)系統(tǒng)1501是已知的。在圖32的描述中,其中要執(zhí)行的任務(wù)的任務(wù)地點(diǎn)是基于來(lái)自于用戶(hù)終端710,712的數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別的;然而,服務(wù)器704還能夠基于來(lái)自于狀態(tài)監(jiān)視裝置550的信息識(shí)別所述任務(wù)地點(diǎn)。該操作是通過(guò)利用圖46在下面被描述的。注意到,圖43示出具有生長(zhǎng)不足的農(nóng)作物360被集中在由圓圈圈住的地點(diǎn)中。
圖44是示出在系統(tǒng)1501中的農(nóng)業(yè)機(jī)械100的任務(wù)狀態(tài)的示意圖。該農(nóng)業(yè)機(jī)械100具有用于施肥的、附連到農(nóng)業(yè)機(jī)械100的主體的任務(wù)裝置(施肥機(jī)械)106D。農(nóng)業(yè)機(jī)械100用多光譜照相機(jī)裝置113確認(rèn)農(nóng)作物350,360的生長(zhǎng)狀態(tài),并且根據(jù)所述確認(rèn)結(jié)果將肥料802散播在確定為具有生長(zhǎng)不足的農(nóng)作物360附近。農(nóng)業(yè)機(jī)械100使用無(wú)線(xiàn)通信天線(xiàn)114發(fā)送施肥的信息或植物狀態(tài)的信息,以及該信息通過(guò)農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置555中繼被發(fā)給服務(wù)器704(在該圖中由虛線(xiàn)示出)。注意到,當(dāng)在其中無(wú)線(xiàn)通信可抵達(dá)的范圍內(nèi)存在無(wú)線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn)700時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100可在沒(méi)有通過(guò)農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置555等中繼的情況下發(fā)送所述信息到服務(wù)器704。此外,該信息可通過(guò)另一無(wú)線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn)等通過(guò)中繼被傳送。
圖45示出用于供給肥料到植物的任務(wù)裝置(施肥機(jī)械)106D的主要部分的部分。圖45A示出施肥機(jī)械的外部視圖,農(nóng)業(yè)機(jī)械100的主體和連接部件等被省略。圖45B是沿著由圖45A中的虛線(xiàn)4501示出的平面截得的截面視圖。該施肥機(jī)械106D包括由金屬制成的殼體罩800,肥料發(fā)送裝置810,松動(dòng)主體812,散播單元804,紅外線(xiàn)傳感器806,肥料輸入開(kāi)口808以及在主體中的肥料802。肥料802從肥料輸入開(kāi)口被輸入到殼體罩800內(nèi)。農(nóng)業(yè)機(jī)械100通過(guò)由來(lái)自于農(nóng)業(yè)機(jī)械100的控制裝置118的指令或由來(lái)自于電源228的電流控制的PTO軸222的驅(qū)動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)所述肥料發(fā)送裝置810和松開(kāi)主體,以將肥料802發(fā)送到散播單元804同時(shí)松動(dòng)所述肥料802,并從散播開(kāi)口散播所述肥料802。此外,紅外線(xiàn)傳感器806檢測(cè)肥料的剩余量。檢測(cè)到的肥料的剩余量的信息被傳送到控制裝置118。注意到,散播單元804可靈活地彎曲,并且散播開(kāi)口可設(shè)置在關(guān)于農(nóng)業(yè)機(jī)械100的行進(jìn)方向的右側(cè),左側(cè)或后側(cè)上。
圖46是示出基于來(lái)自于狀態(tài)監(jiān)視裝置550等的信息由服務(wù)器704執(zhí)行的用于識(shí)別任務(wù)地點(diǎn)的操作的流程圖?;谠撌疽鈭D,給出了基于來(lái)自于狀態(tài)監(jiān)視裝置550等的信息由服務(wù)器704執(zhí)行的用于識(shí)別任務(wù)地點(diǎn)的操作的描述。通過(guò)執(zhí)行該處理,可以在廣闊區(qū)域預(yù)先識(shí)別所述任務(wù)地點(diǎn),因此,可增加任務(wù)的效率和速度。
當(dāng)該處理開(kāi)始時(shí)(步驟S330),首先,服務(wù)器704獲取通過(guò)捕捉包括具有狀態(tài)監(jiān)視裝置550的農(nóng)場(chǎng)土地的區(qū)域的圖像獲得的圖像信息以及不同于該圖像信息的附加信息(示出植物(NDVI等)的生長(zhǎng)狀態(tài)的信息,疾病和害蟲(chóng)的信息,霜凍的信息,由害蟲(chóng)等引起的變色信息,土壤信息以及糖含量信息等)(步驟S332)。注意到,服務(wù)器704例如可在信息處理之前從狀態(tài)監(jiān)視裝置550獲取光譜反射率的信息,并且處理該獲取的信息以獲得指示植物的生長(zhǎng)狀態(tài)的信息(NDVI等)。
服務(wù)器704從所述圖像和附加信息檢測(cè)其中存在需要諸如噴灑水、肥料散播和除草的植物的地點(diǎn)(步驟S334)。例如,這可通過(guò)識(shí)別光譜圖像中其中NDVI小于或等于預(yù)定值或低于預(yù)定值的地點(diǎn)得以執(zhí)行。不同于NDVI,服務(wù)器704可關(guān)于可見(jiàn)紅色區(qū)域的波長(zhǎng)(例如,660納米)識(shí)別光譜圖像中其中光譜反射率小于或等于預(yù)定值或低于預(yù)定值的地點(diǎn)。注意到,服務(wù)器704可通過(guò)獲取由農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500,555等而不是狀態(tài)監(jiān)視裝置550或與該狀態(tài)監(jiān)視裝置550一起檢測(cè)到的信息來(lái)檢測(cè)其中需要任務(wù)的地點(diǎn)。
接下來(lái),服務(wù)器704識(shí)別檢測(cè)到的地點(diǎn)的位置(步驟S336)。為了該識(shí)別,首先,服務(wù)器704執(zhí)行類(lèi)似于步驟S208的處理的圖像辨認(rèn)處理,并辨認(rèn)出現(xiàn)于捕捉的圖像中的多個(gè)標(biāo)記370。服務(wù)器704獲得已經(jīng)被辨認(rèn)的多個(gè)標(biāo)記370的位置。然后,服務(wù)器704從已經(jīng)被辨認(rèn)的多個(gè)標(biāo)記標(biāo)記370和需要任務(wù)的地點(diǎn)之間的位置關(guān)系識(shí)別需要任務(wù)的地點(diǎn)的位置。
然后,服務(wù)器704將識(shí)別的位置作為任務(wù)地點(diǎn)發(fā)送到農(nóng)業(yè)機(jī)械100和用戶(hù)終端710,712(步驟S338),并結(jié)束該處理(S340)。因此,農(nóng)業(yè)機(jī)械100不必測(cè)量橫穿其中任務(wù)是可能的整個(gè)區(qū)域的每個(gè)農(nóng)作物350,360的生長(zhǎng)狀態(tài)及其他狀態(tài),因此可有效地執(zhí)行所述任務(wù)。因此,可減少任務(wù)時(shí)間。用戶(hù)還能夠感知其中需要任務(wù)的地點(diǎn)。
接下來(lái),通過(guò)使用圖47,給出了其中當(dāng)確認(rèn)為如上所述的任務(wù)目標(biāo)的每個(gè)農(nóng)作物的狀態(tài)時(shí)任務(wù)被單獨(dú)地執(zhí)行的情況的操作的描述。圖47用于詳細(xì)地描述當(dāng)針對(duì)每個(gè)目標(biāo)單獨(dú)地執(zhí)行時(shí)的圖35A中的步驟S224的處理。
當(dāng)所述處理開(kāi)始時(shí)(步驟S350),農(nóng)業(yè)機(jī)械100獲取所述圖像信息和附加信息,并發(fā)送該獲取的信息到服務(wù)器704(步驟S352)。此時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100的行進(jìn)可被暫時(shí)地停止。該處理可用于獲取捕捉到的由立體照相機(jī)裝置110和/或?yàn)榘ㄔ谵r(nóng)業(yè)機(jī)械100中的圖像傳感裝置的多光譜照相機(jī)裝置113獲得的圖像信息以及不同于從這些裝置獲得的圖像信息的附加信息(在立體照相機(jī)裝置110的情況下的視差值或距離信息,以及在多光譜照相機(jī)裝置113的情況下通過(guò)利用光譜反射率計(jì)算的信息或每個(gè)波長(zhǎng)的光譜反射率信息),或者用于獲取不同于圖像信息的附加信息,例如除了如上所述的捕捉到的圖像信息和不同于該圖像信息的附加信息之外的由激光雷達(dá)裝置112獲得的距離信息和形狀信息。此外,農(nóng)業(yè)機(jī)械100可獲取響應(yīng)于農(nóng)業(yè)機(jī)械100、服務(wù)器704和用戶(hù)終端710,712中的任一個(gè)的請(qǐng)求由狀態(tài)監(jiān)視裝置550或農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500,555捕捉的圖像,或者由狀態(tài)監(jiān)視裝置550或農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500,555自動(dòng)捕捉到的圖像以及每個(gè)波長(zhǎng)的光譜反射率信息,或通過(guò)利用光譜反射率(狀態(tài)監(jiān)視裝置550)計(jì)算的信息或例如偏振信息的信息以及(農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500,555)日照區(qū)域的信息,并發(fā)送獲取到的信息到服務(wù)器704。此外,不同于從不同于圖像傳感裝置(立體照相機(jī)裝置110,多光譜照相機(jī)裝置113和天球照相機(jī)裝置501)的裝置獲取的圖像信息的信息(例如,從環(huán)境監(jiān)視裝置獲取的溫度和濕度,以及經(jīng)由因特網(wǎng)702獲取的天氣預(yù)測(cè)和日照時(shí)間)可被發(fā)送到服務(wù)器704。在該情況下,步驟S352的處理可通過(guò)農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500,555、狀態(tài)監(jiān)視裝置550和/或服務(wù)器704而不是農(nóng)業(yè)機(jī)械100,被執(zhí)行。在該處理中獲取和發(fā)送的信息根據(jù)農(nóng)業(yè)機(jī)械100將執(zhí)行的任務(wù)而不同。例如,在散播肥料的任務(wù)的情況下,為了檢查要為目標(biāo)的植物的生長(zhǎng)狀態(tài)和/或土壤狀態(tài),由多光譜照相機(jī)裝置113捕捉到的光譜圖像和光譜反射率信息(由農(nóng)業(yè)機(jī)械100的多光譜照相機(jī)裝置113獲取的信息或由狀態(tài)監(jiān)視裝置550的多光譜照相機(jī)裝置113獲取的信息)是適當(dāng)?shù)?。在除草的任?wù)的情況下,為了精確地區(qū)分植物的類(lèi)型,由偏振立體照相機(jī)裝置捕捉的偏振圖像以及到物體的距離的距離信息是適當(dāng)?shù)?。此外,在收獲果實(shí)的任務(wù)的情況下,為了感知果實(shí)的尺寸、顏色和糖含量,除了由多光譜照相機(jī)裝置113捕捉的光譜圖像和光譜反射率信息之外,作為用于使為任務(wù)裝置106的收獲機(jī)器人的果實(shí)切割保持臂運(yùn)動(dòng)以便可靠地運(yùn)動(dòng)到果實(shí)周?chē)念A(yù)定位置的信息,由立體照相機(jī)裝置110捕捉的圖像信息以及到果實(shí)的距離信息是需要的(替代地,由激光雷達(dá)裝置112而不是由立體照相機(jī)裝置110測(cè)量的距離信息可被利用。激光雷達(dá)裝置112靠近多光譜照相機(jī)裝置113,因此相對(duì)于目標(biāo)果實(shí)的位置可被精確地檢測(cè))。此外,在澆水任務(wù)的情況下,例如,為了檢查植物活性度,除了諸如由多光譜照相機(jī)裝置113獲取的圖像的信息以及光譜反射率信息之外,為了確定噴灑水的必要性,天氣預(yù)測(cè)(降水預(yù)測(cè))也是經(jīng)由因特網(wǎng)702獲取的。注意到,所述任務(wù)不限于以上所述的,施肥,播種,移栽,收獲,除草,農(nóng)藥播散/霧化,噴灑水,和收割等,其是在某些單元中執(zhí)行的例如農(nóng)作物的任務(wù),都是可應(yīng)用的。在該情況下,圖像信息和不同于該圖像信息的附加信息要被獲取。
已經(jīng)接收所述信息的服務(wù)器704分析所述信息,生成所述任務(wù)所需要的信息,以及發(fā)送該生成的信息到農(nóng)業(yè)機(jī)械100(步驟S353)。該分析分析也根據(jù)要執(zhí)行的任務(wù)不同。例如,在肥料散播的任務(wù)的情況下,服務(wù)器704執(zhí)行類(lèi)似于圖35A的步驟S208的處理所描述的情況的圖像辨認(rèn),并且檢查針對(duì)每個(gè)辨認(rèn)的葉子的NDVI(植物活性度)以及檢查所述土壤的光譜分布。結(jié)果,服務(wù)器704確定是否肥料需要被播散。在除草的任務(wù)的情況下,服務(wù)器執(zhí)行圖像辨認(rèn)(與步驟S208的處理一樣),確定是否所述目標(biāo)是野草,以及當(dāng)服務(wù)器704確定目標(biāo)是野草時(shí),服務(wù)器704獲得到該野草的距離以便將用于散播除草劑或拾取野草的臂帶到野草的位置。在收獲果實(shí)的任務(wù)的情況下,服務(wù)器704分析所述果實(shí)的尺寸、顏色和糖含量,并且確定是否收獲所述果實(shí)。當(dāng)服務(wù)器704確定收獲所述果實(shí),以便能使果實(shí)切割保持機(jī)器人臂抵達(dá)果實(shí)周?chē)念A(yù)定位置,服務(wù)器704計(jì)算到所述預(yù)定位置的距離。此外,服務(wù)器704可從植物活性度和降水預(yù)測(cè)確定是否噴灑水任務(wù)是需要的。注意到,步驟S353的處理可通過(guò)農(nóng)業(yè)機(jī)械100執(zhí)行。
基于所述信息,通過(guò)該信息,所述確定結(jié)果通過(guò)服務(wù)器704獲得,農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定是否執(zhí)行所述任務(wù)(步驟S354)。
在步驟S354的處理中,當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定要執(zhí)行所述任務(wù)時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100行進(jìn)直到所述任務(wù)目標(biāo)在所述任務(wù)裝置106的任務(wù)區(qū)域內(nèi)(步驟S356)。
農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定是否任務(wù)裝置106的任務(wù)可能區(qū)域已經(jīng)抵達(dá)靠近諸如為確定需要任務(wù)的農(nóng)作物的任務(wù)目標(biāo)的區(qū)域(步驟S358)。在此,該確定是這樣進(jìn)行的:通過(guò)確定是否農(nóng)業(yè)機(jī)械100從其中已經(jīng)執(zhí)行成像等的點(diǎn)已經(jīng)運(yùn)動(dòng)了一已知的距離到任務(wù)區(qū)域和已經(jīng)執(zhí)行所述成像的裝置。農(nóng)業(yè)機(jī)械100在當(dāng)立體照相機(jī)裝置110正在測(cè)量所述距離時(shí)前進(jìn),或者所述距離是從輪的旋轉(zhuǎn)頻率精確測(cè)量的。進(jìn)行這些測(cè)量是因?yàn)榇嬖谄渲杏捎谏踔廖⑿〉奈恢闷埔鹑蝿?wù)被妨礙或者任務(wù)是不成功的情況,取決于任務(wù)的內(nèi)容。此外,當(dāng)步驟S352的信息獲取是通過(guò)狀態(tài)監(jiān)視裝置550進(jìn)行的時(shí)候,服務(wù)器704從多個(gè)標(biāo)記370識(shí)別農(nóng)業(yè)機(jī)械100的位置并計(jì)算要行進(jìn)的距離。該距離信息被發(fā)送到農(nóng)業(yè)機(jī)械100,農(nóng)業(yè)機(jī)械100運(yùn)動(dòng)相應(yīng)的距離。
注意到,當(dāng)在步驟S156中描述的位置的識(shí)別可被精確地執(zhí)行以使得任務(wù)沒(méi)有被妨礙時(shí),通過(guò)比較在行進(jìn)前后識(shí)別的位置來(lái)進(jìn)行所述確定。
注意到,當(dāng)存在圖像傳感裝置(立體照相機(jī)裝置110,多光譜照相機(jī)裝置113和天球照相機(jī)裝置501)和靠近任務(wù)裝置106的激光雷達(dá)裝置112時(shí),以及可在其中獲取圖像信息等的點(diǎn)處執(zhí)行所述任務(wù)。
步驟S358的確定和步驟S356的行進(jìn)被重復(fù)直到任務(wù)目標(biāo)在任務(wù)裝置106的任務(wù)可能區(qū)域中。當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100行進(jìn)穿過(guò)任務(wù)目標(biāo)太多時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100可在步驟S356的處理中倒進(jìn)。
當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定任務(wù)裝置106的任務(wù)可能區(qū)域已經(jīng)抵達(dá)靠近諸如為確定需要任務(wù)的農(nóng)作物的任務(wù)目標(biāo)的區(qū)域時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100執(zhí)行所述任務(wù)(步驟S359)。
當(dāng)任務(wù)結(jié)束時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100給服務(wù)器704發(fā)送包括任務(wù)位置(任務(wù)目標(biāo))、任務(wù)內(nèi)容、是否任務(wù)是成功的/不成功的以及任務(wù)時(shí)間的任務(wù)信息(步驟S360)。要發(fā)送的任務(wù)信息根據(jù)任務(wù)類(lèi)型不同。例如,當(dāng)任務(wù)是收獲時(shí),任務(wù)位置、任務(wù)內(nèi)容、是否任務(wù)是成功的/不成功的以及任務(wù)時(shí)間被發(fā)送。當(dāng)任務(wù)是噴灑水時(shí),任務(wù)位置、任務(wù)內(nèi)容、噴灑水量和任務(wù)時(shí)間被發(fā)送。當(dāng)服務(wù)器704接收這些信息項(xiàng)時(shí),服務(wù)器704存儲(chǔ)這些信息項(xiàng)在數(shù)據(jù)庫(kù)708中(步驟S361)。如上所述的,整個(gè)系統(tǒng)1500存儲(chǔ)針對(duì)每個(gè)任務(wù)位置和任務(wù)目標(biāo)的任務(wù)信息,因此整個(gè)系統(tǒng)1500能夠?qū)⒃撔畔⒂糜谑召M(fèi)處理,比較任務(wù)條件與生長(zhǎng)條件并且識(shí)別適合于該任務(wù)目標(biāo)的任務(wù)條件,并存儲(chǔ)用于預(yù)測(cè)未來(lái)收獲的數(shù)據(jù)。服務(wù)器704可在一定周期內(nèi)(例如,月,年,或從耕作開(kāi)始經(jīng)過(guò)的日子)編譯針對(duì)每個(gè)任務(wù)目標(biāo)的任務(wù)信息,并且可以將編譯的任務(wù)信息(任務(wù)內(nèi)容)以一定格式提供給用戶(hù)終端710,712以使得該信息可顯示在這些終端處。此外,任務(wù)信息能夠被用作財(cái)富數(shù)據(jù),因此任務(wù)信息可獨(dú)立地用作商業(yè)交易的目標(biāo),例如,任務(wù)信息可賣(mài)給系統(tǒng)用戶(hù)。
另一方面,當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定所述任務(wù)在步驟S354的處理中是不需要的時(shí)候,流程前進(jìn)到步驟S362。
在步驟S362中,農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定是否在該區(qū)域中的任務(wù),其通過(guò)用戶(hù)終端710,712(圖32的示例)或狀態(tài)監(jiān)視裝置550(圖46的示例)被指定為任務(wù)地點(diǎn),已經(jīng)完成。該確定是通過(guò)比較任務(wù)地點(diǎn)的最終位置與當(dāng)前位置進(jìn)行的。識(shí)別所述位置的方法與在圖34的步驟S156的處理中描述的方法相同以及所述比較與在圖36的步驟S230的處理中描述的比較相同。
當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定當(dāng)前位置處于任務(wù)完成位置處時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定是否存在下一個(gè)任務(wù)地點(diǎn)(步驟S364)。該確定是由從服務(wù)器704(圖33的步驟S130和圖46的步驟S338)發(fā)送的信息進(jìn)行的。
結(jié)果,當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定存在下一個(gè)任務(wù)地點(diǎn)時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100計(jì)算到該任務(wù)地點(diǎn)的路線(xiàn)(步驟S366)。最短路線(xiàn)是通過(guò)圖34中的步驟S160和S178的處理的相同方法計(jì)算的。
接下來(lái),農(nóng)業(yè)機(jī)械100確認(rèn)所述任務(wù)源(步驟S368)。該任務(wù)源是執(zhí)行所述任務(wù)所需要的源;例如,當(dāng)任務(wù)是施肥和澆水時(shí)的肥料和水,當(dāng)任務(wù)是收獲時(shí)的用于儲(chǔ)存所述收獲的空間,以及當(dāng)任務(wù)是播種時(shí)的種子。步驟S370還被作為隨后的處理執(zhí)行,當(dāng)在步驟S362和S364進(jìn)行了否定的確定時(shí)。在其中農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定任務(wù)源不夠的情況下的系統(tǒng)1501的操作通過(guò)利用圖49被詳細(xì)地描述。
在確認(rèn)任務(wù)源之后,農(nóng)業(yè)機(jī)械100朝向相同任務(wù)區(qū)域中的下一個(gè)任務(wù)位置行進(jìn)或行進(jìn)到該下一個(gè)任務(wù)區(qū)域(任務(wù)地點(diǎn))(步驟S370),并且結(jié)束該任務(wù)的第一循環(huán)(步驟S372)。注意到,步驟S370中的行進(jìn)可不僅是前進(jìn),而且可以是倒進(jìn)。在在步驟S370中,農(nóng)業(yè)機(jī)械100行進(jìn)直到其中農(nóng)業(yè)機(jī)械100可獲取單獨(dú)的確定的下一個(gè)目標(biāo)的圖像等的位置。該位置可通過(guò)農(nóng)業(yè)機(jī)械100和服務(wù)器704預(yù)先感知,或可基于由農(nóng)業(yè)機(jī)械100的立體照相機(jī)裝置110或多光譜照相機(jī)裝置113獲取的圖像被識(shí)別。
此外,執(zhí)行步驟S368和S370的處理的順序可互換。在該情況下,在步驟S362和S364的處理中進(jìn)行否定的確定之后,隨后的處理是步驟S370。
通過(guò)執(zhí)行以上操作,所述運(yùn)動(dòng)、基于目標(biāo)的狀態(tài)的單獨(dú)任務(wù)以及在路線(xiàn)中的運(yùn)動(dòng)需要僅執(zhí)行一次,因此任務(wù)可有效地完成。
注意到,在該示例中,給出了其中諸如施肥的任務(wù)在當(dāng)測(cè)量單獨(dú)任務(wù)目標(biāo)的狀態(tài)(植物活性度)時(shí)被單獨(dú)地執(zhí)行的示例的描述;然而,所述任務(wù)不限于此,并且可以在可以為諸如農(nóng)作物350和360等的任務(wù)目標(biāo)的所有任務(wù)地點(diǎn)中的區(qū)域中單獨(dú)地執(zhí)行諸如施肥的任務(wù),而沒(méi)有測(cè)量單獨(dú)的狀態(tài)。此外,可以根據(jù)諸如測(cè)量的生長(zhǎng)狀態(tài)的單獨(dú)任務(wù)目標(biāo)的狀態(tài)執(zhí)行控制所述任務(wù)源(例如,肥料)的量的詳細(xì)的任務(wù)。
<任務(wù)中斷處理>
當(dāng)通過(guò)自動(dòng)控制運(yùn)動(dòng)和執(zhí)行任務(wù)時(shí),優(yōu)選的是,自動(dòng)地響應(yīng)當(dāng)運(yùn)動(dòng)和任務(wù)中斷時(shí)的情況。特別地,優(yōu)選的是,通過(guò)在中斷的因素例如由于燃料不足而不能夠運(yùn)動(dòng)的因素發(fā)生之前預(yù)測(cè)中斷,在農(nóng)業(yè)機(jī)械100陷于其中農(nóng)業(yè)機(jī)械100僅能夠手動(dòng)地恢復(fù)的狀態(tài)之前采取措施。通過(guò)利用圖48到51,給出了中斷任務(wù)的處理的描述,當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100的燃料(電池)剩余量變得較低時(shí)或者當(dāng)任務(wù)源例如肥料的量變得較少時(shí)。注意到,通過(guò)利用圖52到56,給出了特殊情況的詳細(xì)描述,在該特殊情況中,任務(wù)中斷是由于不是燃料、電池或任務(wù)源的理由,例如通過(guò)農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500,555檢測(cè)到某種異常。
圖48是示出當(dāng)電驅(qū)動(dòng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械100B中斷任務(wù)時(shí)以及當(dāng)電池電源的剩余量較低時(shí)給電池充電的程序的示意圖。農(nóng)業(yè)機(jī)械100B是電驅(qū)動(dòng)類(lèi)型的農(nóng)業(yè)機(jī)械,并且包括在圖6中示出的傳動(dòng)裝置104-2。農(nóng)業(yè)機(jī)械100B設(shè)置有作為任務(wù)裝置106B的播種裝置,以及農(nóng)業(yè)機(jī)械100B沿著任務(wù)地點(diǎn)和植物種子的預(yù)定路線(xiàn)行進(jìn)。該圖中的虛線(xiàn)示出農(nóng)業(yè)機(jī)械100B沿著其已經(jīng)執(zhí)行任務(wù)的路徑,以及農(nóng)業(yè)機(jī)械100B已經(jīng)種植種子在由虛線(xiàn)示出的區(qū)域中。在該農(nóng)場(chǎng)土地周?chē)?,存在多個(gè)標(biāo)記370。目前,農(nóng)業(yè)機(jī)械100B的電池電源的剩余量在該圖中的該位置處是較低的,以及農(nóng)業(yè)機(jī)械100B確定不可能完成所述任務(wù)。在該情況下,中斷位置被存儲(chǔ),此外,立體照相機(jī)裝置110測(cè)量并存儲(chǔ)立體照相機(jī)裝置110和最靠近的標(biāo)記370之間的距離D。該距離D是要用于精確地識(shí)別其中所述任務(wù)要在給電池充電之后繼續(xù)的位置。隨后,農(nóng)業(yè)機(jī)械100B沿著由實(shí)線(xiàn)示出的路線(xiàn)行進(jìn)并且送到外部電源226(非接觸電力傳輸裝置)以給電池充電。然后,在充電完成之后,農(nóng)業(yè)機(jī)械100B運(yùn)動(dòng)到任務(wù)中斷位置,并且從準(zhǔn)確的中斷位置繼續(xù)所述任務(wù)。如上所述的,根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)1500,燃料、電池和任務(wù)源可盡可能多得通過(guò)自動(dòng)控制補(bǔ)充,以及任務(wù)的效率可增加。
以上操作的詳細(xì)描述示出在圖49中。圖49是當(dāng)中斷任務(wù)(或運(yùn)動(dòng))時(shí)操作的操作流程圖。圖49還被描述為是圖35A中的步驟S224的處理的任務(wù)(當(dāng)中斷任務(wù)時(shí)的另一任務(wù))。
假定該操作流程是當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100辨認(rèn)到燃料(內(nèi)燃機(jī)類(lèi)型的農(nóng)業(yè)機(jī)械)的剩余量或電池電力(電驅(qū)動(dòng)類(lèi)型的農(nóng)業(yè)機(jī)械)已經(jīng)變得小于預(yù)定量或小于或等于圖35A中的步驟S223的處理中的預(yù)定量時(shí)或者農(nóng)業(yè)機(jī)械100辨認(rèn)到諸如肥料和種子的任務(wù)源的量已經(jīng)變得小于預(yù)定量或小于或等于圖47中的步驟S368的處理中的預(yù)定量時(shí)才開(kāi)始的(步驟S400)。
首先,農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定是否目標(biāo)操作(充電或填充和固定任務(wù)源)已經(jīng)完成(步驟S402)。緊接著在該處理開(kāi)始之后,進(jìn)行所述目標(biāo)操作沒(méi)有完成的確定,因此隨后,農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定是否任務(wù)中斷信息(步驟S416的信息)例如任務(wù)中斷年/月/日/時(shí)間、中斷位置和到識(shí)別目標(biāo)等的距離或步驟S418的行進(jìn)中斷信息早已經(jīng)被發(fā)送到服務(wù)器704(步驟S405)。緊接著在該處理開(kāi)始之后,還在該步驟中,進(jìn)行所述信息還沒(méi)有被發(fā)送的確定,因此隨后,農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定是否農(nóng)業(yè)機(jī)械100正在執(zhí)行某種任務(wù)(例如,施肥,整地和收獲等)(步驟S408)。在此,當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定農(nóng)業(yè)機(jī)械100正在執(zhí)行某種任務(wù)時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100中斷所述任務(wù)(步驟S410)。也就是說(shuō),根據(jù)控制裝置118,農(nóng)業(yè)機(jī)械100停止行進(jìn)并且還停止由任務(wù)裝置106執(zhí)行的任務(wù)。隨后,農(nóng)業(yè)機(jī)械100通過(guò)采用與在圖34的步驟S156的處理中描述的方法相同的方法來(lái)確認(rèn)當(dāng)前位置,并將當(dāng)前位置存儲(chǔ)在控制裝置118中(步驟S412)。
然后,立體照相機(jī)裝置110用來(lái)測(cè)量距離特定目標(biāo)例如標(biāo)記370等的距離,并存儲(chǔ)該距離在所述控制裝置中(步驟S414)。為了執(zhí)行該處理,首先,目標(biāo)需要被辨認(rèn)。作為該辨認(rèn),存在通過(guò)與識(shí)別如在圖35A的步驟S202和S204的處理中描述的障礙物相同的方法來(lái)識(shí)別位于前方的某種物體的方法,或者通過(guò)執(zhí)行在圖35A的步驟S208的處理中描述的圖像辨認(rèn)處理來(lái)檢測(cè)特定目標(biāo)的方法。前者的方法可比后者的方法更快地被執(zhí)行;然而,前者的方法的精度低于后者的方法的精度。接下來(lái),農(nóng)業(yè)機(jī)械100測(cè)量到識(shí)別的目標(biāo)的位置的距離。該位置被假定位于目標(biāo)的中心;然而,該位置不限于此,例如,該位置可以是邊緣的地點(diǎn)。
圖50示出包括目標(biāo)和測(cè)量的距離的被捕捉的圖像的示例。所述目標(biāo)可以是如在圖50A中示出的人造物體例如標(biāo)記370(該標(biāo)記示出數(shù)字“12”),或者在圖50B中的自然物體例如樹(shù)372。圖50A示出從農(nóng)業(yè)機(jī)械100(立體照相機(jī)裝置110)到標(biāo)記370(由黑色圓圈示出的中心部分)的距離是17.2米。圖50B示出從農(nóng)業(yè)機(jī)械100(立體照相機(jī)裝置110)到樹(shù)372(的分枝的末端)的距離是19.0米。注意到,到包括在捕捉的圖像中的多個(gè)點(diǎn)的距離可被測(cè)量。此外,當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100包括多個(gè)立體照相機(jī)裝置110時(shí),到一個(gè)或更多個(gè)點(diǎn)的距離可在由兩個(gè)或更多個(gè)立體照相機(jī)裝置110捕捉的圖像中被測(cè)量。因此,農(nóng)業(yè)機(jī)械100可在當(dāng)繼續(xù)所述任務(wù)時(shí)被更精確地定位在開(kāi)始位置處。隨后,農(nóng)業(yè)機(jī)械100給服務(wù)器704發(fā)送包括任務(wù)中斷年/月/日/時(shí)間、中斷位置和到識(shí)別目標(biāo)的距離的任務(wù)中斷信息(步驟S416)。
當(dāng)服務(wù)器704接收該信息時(shí),服務(wù)器704發(fā)送所述任務(wù)中斷信息到用戶(hù)終端710,712。因此,用戶(hù)能夠感知到任務(wù)已經(jīng)被中斷。此外,服務(wù)器704存儲(chǔ)該任務(wù)中斷信息在數(shù)據(jù)庫(kù)708中。該存儲(chǔ)被進(jìn)行以記錄任務(wù)日志并精確地執(zhí)行如下所述的收費(fèi)處理。
接下來(lái),農(nóng)業(yè)機(jī)械100計(jì)算到其中要執(zhí)行所述目標(biāo)操作(充電或填充和確保任務(wù)源)的位置的路線(xiàn)(步驟S419)。該路線(xiàn)計(jì)算可通過(guò)服務(wù)器704進(jìn)行。注意到,用于執(zhí)行所述目標(biāo)操作的位置是由其中預(yù)先存儲(chǔ)所述位置的服務(wù)器704給出的;然而,該位置不限于此,并且農(nóng)業(yè)機(jī)械100可存儲(chǔ)該位置。此外,該位置可經(jīng)由用戶(hù)終端710,712由用戶(hù)指定。在該計(jì)算中,最短路線(xiàn)基本上被計(jì)算,類(lèi)似于在圖34的步驟S160和S178的處理中描述的計(jì)算。此外,當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定農(nóng)業(yè)機(jī)械100沒(méi)有正在執(zhí)行步驟S408中的任務(wù)(例如,當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100正在朝向任務(wù)位置行進(jìn)時(shí))時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100通過(guò)與在步驟S412的處理中的方法相同的方法來(lái)確認(rèn)當(dāng)前位置,發(fā)送該當(dāng)前位置信息和行進(jìn)中斷信息到服務(wù)器(步驟S418),并計(jì)算從當(dāng)前位置到其中所述目標(biāo)操作要由與以上相同的方法執(zhí)行的位置的路線(xiàn)(步驟S419)。注意到,還在該情況下,服務(wù)器704可計(jì)算該路線(xiàn)。
然后,農(nóng)業(yè)機(jī)械100沿著所述路線(xiàn)行進(jìn)(步驟S420)。注意到,該行進(jìn)包括前進(jìn)和倒進(jìn)二者。注意到,當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定農(nóng)業(yè)機(jī)械100早已經(jīng)在步驟S405的處理中發(fā)送任務(wù)中斷信息時(shí),流程前進(jìn)到步驟S420的處理,以及農(nóng)業(yè)機(jī)械100行進(jìn)。
接下來(lái),在經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間之后(例如,一秒),農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定是否農(nóng)業(yè)機(jī)械100已經(jīng)到達(dá)用于執(zhí)行所述目標(biāo)操作的位置(步驟S422)。該確定是通過(guò)如在圖36的步驟S230和S232的處理中描述的方法進(jìn)行的。注意到,步驟S422的確定可在每當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100已經(jīng)行進(jìn)預(yù)定距離(例如,50厘米)時(shí)而不是當(dāng)經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間時(shí)進(jìn)行的。當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定農(nóng)業(yè)機(jī)械100還沒(méi)有達(dá)到所述位置時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100暫時(shí)地結(jié)束所述任務(wù)中斷處理,執(zhí)行圖35A和圖36的一系列操作,并再次繼續(xù)步驟S400的處理。另一方面,當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定農(nóng)業(yè)機(jī)械100在步驟S422的處理中已經(jīng)到達(dá)用于執(zhí)行目標(biāo)操作的位置時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100執(zhí)行目標(biāo)操作(步驟S424)。該操作可以無(wú)人方式自動(dòng)地執(zhí)行,如在圖48中示出的系統(tǒng)1501中,或可手動(dòng)地操作。例如,柴油或汽油可手動(dòng)地供給在農(nóng)業(yè)機(jī)械100的燃料箱中或肥料可手動(dòng)地補(bǔ)充在任務(wù)裝置中。該操作是在在步驟S426中被監(jiān)視的,并且被執(zhí)行直到所述目標(biāo)操作完成。例如,當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100的傳感器檢測(cè)到已經(jīng)充了預(yù)定量的電池電力、大于或等于預(yù)定量的肥料已經(jīng)被供給或者或收獲物已經(jīng)從收獲存儲(chǔ)空間移除時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100檢測(cè)到目標(biāo)操作已經(jīng)完成,以及確定為操作完成。圖51示出緊接著在農(nóng)業(yè)機(jī)械100B的電池224-2已經(jīng)通過(guò)外部電源(非接觸電力傳輸裝置)226被充電之后的狀態(tài)。
隨后,農(nóng)業(yè)機(jī)械100給服務(wù)器704發(fā)送包括目標(biāo)操作結(jié)束年/月/日/時(shí)間和目標(biāo)操作內(nèi)容(已經(jīng)供給多少電池電力、燃料、肥料等)的操作結(jié)束信息等,此外,農(nóng)業(yè)機(jī)械100計(jì)算到任務(wù)中斷位置的路線(xiàn)或到任務(wù)開(kāi)始位置或存儲(chǔ)位置的路線(xiàn)(步驟S427)。服務(wù)器704發(fā)送操作結(jié)束信息到用戶(hù)終端710,712,并存儲(chǔ)該信息在數(shù)據(jù)庫(kù)708中。計(jì)算所述路線(xiàn)的方法與如上所述的方法(步驟S419等)相同,并且該計(jì)算可由服務(wù)器704執(zhí)行。
然后,農(nóng)業(yè)機(jī)械100行進(jìn)(前進(jìn)或倒進(jìn))(步驟S430)。例如,如在圖52中示出的,當(dāng)電力被充分地充入到電池224-2中時(shí),為了繼續(xù)所述任務(wù),農(nóng)業(yè)機(jī)械100開(kāi)始行進(jìn)到所述任務(wù)中斷位置。注意到,在完成目標(biāo)操作之后,在圖49中在第二操作循環(huán)中的步驟S402的處理中及之后,當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定目標(biāo)操作已經(jīng)完成時(shí),接著是步驟S430的處理。
然后,在經(jīng)過(guò)預(yù)定周期之后,農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定是否是否任務(wù)已經(jīng)中斷(步驟S431)。當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100沒(méi)有確定任務(wù)已經(jīng)中斷時(shí),流程前進(jìn)到步驟S444,并且該處理被暫時(shí)地結(jié)束。
另一方面,當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定任務(wù)已經(jīng)中斷時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定是否農(nóng)業(yè)機(jī)械100已經(jīng)到達(dá)靠近任務(wù)中斷位置(步驟S432)。該確定基本上是通過(guò)與步驟S422的方法相同的方法進(jìn)行的;然而,可通過(guò)在確定是否這些位置匹配時(shí)增加范圍來(lái)確定是否農(nóng)業(yè)機(jī)械100靠近任務(wù)中斷位置。
接下來(lái),農(nóng)業(yè)機(jī)械100使用立體照相機(jī)裝置110,通過(guò)與步驟S414的方法相同的方法,識(shí)別與在步驟S414中已經(jīng)為其測(cè)量了距離的目標(biāo)對(duì)應(yīng)的目標(biāo),并且測(cè)量到該識(shí)別的目標(biāo)的距離(步驟S434)。
農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定在步驟S434中測(cè)量的到目標(biāo)的距離與在步驟S414中測(cè)量并存儲(chǔ)的距離是否是相等的(步驟S436)。注意到,在步驟S414中,當(dāng)單個(gè)立體照相機(jī)裝置110已經(jīng)測(cè)量到多個(gè)點(diǎn)的距離或多個(gè)立體照相機(jī)裝置110已經(jīng)測(cè)量到多個(gè)點(diǎn)的距離時(shí),到所有相應(yīng)位置的距離也在步驟S434中被測(cè)量,以及農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定所有的距離是否匹配。注意到,匹配的精度可以根據(jù)通過(guò)立體照相機(jī)裝置110的測(cè)距的精度進(jìn)行確定。
然后,當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定所述距離在步驟S436中不匹配時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100的控制裝置118操作所述操控裝置122和傳動(dòng)裝置104以使農(nóng)業(yè)機(jī)械100來(lái)回地和左右地運(yùn)動(dòng),以使得所述距離匹配(步驟S438)。當(dāng)這些距離在再次測(cè)量所述距離一次或更多次之后仍匹配時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定所述任務(wù)中斷位置和所述任務(wù)繼續(xù)位置匹配,并發(fā)送所述任務(wù)繼續(xù)信息與任務(wù)繼續(xù)年/月/日/時(shí)間到服務(wù)器704(步驟S440),并且開(kāi)始所述行進(jìn)任務(wù)(步驟S442)。服務(wù)器704發(fā)送所述任務(wù)繼續(xù)信息和開(kāi)始時(shí)間到用戶(hù)終端710,712,以及此外,存儲(chǔ)該信息在數(shù)據(jù)庫(kù)708中。另一方面,當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定所述距離在步驟S436的處理中匹配時(shí),流程前進(jìn)到步驟S440。如上所述的,通過(guò)使所述距離與目標(biāo)匹配,甚至當(dāng)在位置信息中存在微小的偏差時(shí),可以精確地匹配所述任務(wù)中斷位置和所述繼續(xù)位置。因此,例如,可以執(zhí)行所述任務(wù),而沒(méi)有重復(fù)或沒(méi)有任務(wù)不被執(zhí)行的空隙。
當(dāng)所述任務(wù)繼續(xù)時(shí),如上所述的,在圖49中示出的操作流程結(jié)束,并且在圖40和圖47的任務(wù)的循環(huán)中執(zhí)行這些處理。
<當(dāng)檢測(cè)到異常時(shí)的操作>
隨著農(nóng)場(chǎng)土地變得日益大面積的,解決已經(jīng)發(fā)生的異常變得更麻煩,例如,所述異常例如為人工地驅(qū)趕已經(jīng)進(jìn)入該農(nóng)場(chǎng)土地中的害獸。因此,優(yōu)選的是,自動(dòng)地響應(yīng)在這樣的情況下的異常。通過(guò)利用圖52到56,給出了在其中農(nóng)場(chǎng)土地中檢測(cè)到異常發(fā)生的情況下的操作的描述。圖52示出了如何自動(dòng)地控制的農(nóng)業(yè)機(jī)械100用來(lái)觀察異常源1000以及根據(jù)異常源1000采取行動(dòng),當(dāng)異常事件通過(guò)農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500被檢測(cè)到時(shí)(在該示例中,當(dāng)檢測(cè)到會(huì)損害農(nóng)作物的異常源1000(主要為所謂的害獸)時(shí))。該圖中的虛線(xiàn)示出了通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信的信息的傳送和接收。在該示例中,信息在農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500和農(nóng)業(yè)機(jī)械100之間交換;然而,信息的交換不限于此,以及該信息可經(jīng)由服務(wù)器704交換。此外,異常的內(nèi)容不限于害獸進(jìn)入中農(nóng)場(chǎng)土地中,而是異??砂捎扇嘶蜃詿崃σ鸬乃挟惓?wèn)題。例如,火或未知人的非法進(jìn)入可以是一異常。
圖53是用于更詳細(xì)地描述通過(guò)圖52的農(nóng)業(yè)機(jī)械100的操作的示意圖,以及圖53是從上方看到的圖52的農(nóng)場(chǎng)土地的視圖。如在該圖中示出的,農(nóng)業(yè)機(jī)械100通過(guò)最短路線(xiàn)執(zhí)行接近所述異常源1000的操作,同時(shí)避開(kāi)其中耕作農(nóng)作物910的區(qū)域。
圖54和55示出當(dāng)該異常事件已經(jīng)發(fā)生時(shí)根據(jù)本實(shí)施例的整個(gè)系統(tǒng)1500的操作,以及主要地描述了服務(wù)器704和農(nóng)業(yè)機(jī)械100的操作。圖54用于描述從異常事件發(fā)生時(shí)到響應(yīng)該異常的行動(dòng)完成時(shí)的操作。另一方面,圖55用于描述在圖54的步驟S502的處理中步驟S422的操作的細(xì)節(jié)(與圖49中的步驟S400到S444的操作相同)。
當(dāng)發(fā)生異常事件時(shí)的流程開(kāi)始于當(dāng)在由農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500捕捉的圖像中檢測(cè)到異常時(shí)(步驟S450,S452)。這是當(dāng)農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500發(fā)送捕捉的圖像到服務(wù)器704并且服務(wù)器704分析該圖像時(shí)執(zhí)行的操作。服務(wù)器704通過(guò)與圖35A的步驟S208的處理的方法相同的方法執(zhí)行圖像辨認(rèn),以及例如,服務(wù)器704檢測(cè):當(dāng)不同于農(nóng)業(yè)機(jī)械100、農(nóng)作物910和系統(tǒng)用戶(hù)的某物被包括在由農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500捕捉的圖像中時(shí)已經(jīng)發(fā)生異常。注意到,可從另一裝置例如狀態(tài)監(jiān)視裝置550和農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置555捕捉的圖像檢測(cè)所述異常。
當(dāng)服務(wù)器704檢測(cè)到該異常時(shí),服務(wù)器704發(fā)送指示已經(jīng)檢測(cè)到異常的報(bào)告、捕捉該異常狀態(tài)的圖像和年/月/日/時(shí)間等到用戶(hù)終端710,712(步驟S454)。然后,服務(wù)器704將與發(fā)送給用戶(hù)終端710,712的信息相同的信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)708中。
接下來(lái),服務(wù)器704確定用于響應(yīng)已經(jīng)發(fā)生的異常的處理是否完成(步驟S456)。緊接著在異常事件發(fā)生之后,通常,該處理還沒(méi)有完成,因此流程前進(jìn)到下一步驟S458的辨認(rèn)處理。在該辨認(rèn)處理中,通過(guò)類(lèi)似于圖35A的步驟S208的處理的方法,執(zhí)行關(guān)于其中檢測(cè)到異常的地點(diǎn)的圖像辨認(rèn)(步驟S458)。該辨認(rèn)處理是通過(guò)獲得異常的地點(diǎn)的特征量以及比較該特征量與存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)706等中的標(biāo)準(zhǔn)圖案,得以執(zhí)行的。該處理是包括其中服務(wù)器704它自己完成所述處理的情況和其中農(nóng)業(yè)機(jī)械100完成所述處理的情況二者(在步驟S502的處理中執(zhí)行的步驟S428的操作結(jié)束報(bào)告)的操作以及服務(wù)器704接收該信息并且服務(wù)器704確定該處理已經(jīng)完成。
作為步驟S458的辨認(rèn)處理的結(jié)果,服務(wù)器704確定異常內(nèi)容是否已經(jīng)被辨認(rèn)(步驟S460)。然后,當(dāng)異常內(nèi)容已經(jīng)被辨認(rèn)時(shí),服務(wù)器704根據(jù)異常內(nèi)容執(zhí)行操作(步驟S462)。該操作針對(duì)每個(gè)異常內(nèi)容進(jìn)行限定;例如,該操作被忽略,使得最接近該異常的農(nóng)業(yè)機(jī)械100靠近該異常并通過(guò)利用警笛和在異常處噴水等恐嚇該異常。那么,隨后,流程回到步驟S456的處理,以及當(dāng)服務(wù)器704確定響應(yīng)所述異常的處理已經(jīng)完成時(shí),當(dāng)異常事件發(fā)生時(shí)的處理結(jié)束(步驟S474)。
另一方面,在步驟S460的處理中,當(dāng)服務(wù)器704不能確認(rèn)異常的內(nèi)容時(shí),服務(wù)器704從多個(gè)標(biāo)記370等識(shí)別異常區(qū)域的位置,所述多個(gè)標(biāo)記的位置是已知的且其被包括在由農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500等捕捉確認(rèn)圖像中(步驟S464)。
然后,服務(wù)器704確定確認(rèn)異常內(nèi)容的指令是否早已經(jīng)給出到農(nóng)業(yè)機(jī)械100(步驟S468)。當(dāng)服務(wù)器704確定指令還沒(méi)有給出時(shí),服務(wù)器704通過(guò)利用存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)708中的信息識(shí)別最靠近異常地點(diǎn)(異常區(qū)域)的農(nóng)業(yè)機(jī)械100,并且給出確認(rèn)異常內(nèi)容的指令(步驟S470)。注意到,農(nóng)業(yè)機(jī)械100可能不是直線(xiàn)距離最靠近異常地點(diǎn)的農(nóng)業(yè)機(jī)械;通過(guò)一路線(xiàn)最靠近異常地點(diǎn)的農(nóng)業(yè)機(jī)械100可被識(shí)別。
服務(wù)器704發(fā)送異常地點(diǎn)的位置信息到確認(rèn)異常內(nèi)容的指令已經(jīng)給予其的識(shí)別的農(nóng)業(yè)機(jī)械100(步驟S472)。
另一方面,在步驟S468的處理中,當(dāng)服務(wù)器704確定確認(rèn)異常內(nèi)容的指令早已給予農(nóng)業(yè)機(jī)械100時(shí),服務(wù)器704前進(jìn)到步驟S472的處理,并發(fā)送在步驟S464中識(shí)別的異常地點(diǎn)的位置信息。然后,服務(wù)器704回到步驟S456的處理。
另一方面,農(nóng)業(yè)機(jī)械100操作如下。在此描述的步驟S500,S501和S502示出當(dāng)發(fā)生異常事件時(shí)圖35A中的步驟S224的處理。當(dāng)流程從步驟S204或步驟S223的處理前進(jìn)到步驟S224的處理時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100接收步驟S470的處理的指令(用于僅在開(kāi)始時(shí)中斷所述任務(wù)以及確認(rèn)異常內(nèi)容)以及步驟S472的異常地點(diǎn)的位置信息(步驟S500)。然后,農(nóng)業(yè)機(jī)械100根據(jù)異常地點(diǎn)的位置信息重新計(jì)算行進(jìn)路線(xiàn)(步驟S501)。異常地點(diǎn)不會(huì)總是被固定在預(yù)定地點(diǎn),例如當(dāng)害獸進(jìn)入時(shí),因此農(nóng)業(yè)機(jī)械100每當(dāng)在步驟S500的處理處時(shí)接收異常地點(diǎn)的位置信息。然后,當(dāng)位置變化時(shí),在步驟S501的處理中,農(nóng)業(yè)機(jī)械100更新所述行進(jìn)路線(xiàn)。農(nóng)業(yè)機(jī)械100中斷主任務(wù),并執(zhí)行該處理,其是在當(dāng)任務(wù)中斷時(shí)執(zhí)行的,限定在步驟S400到S444中(步驟S502)。然后,當(dāng)步驟S502的處理結(jié)束時(shí),流程前進(jìn)到步驟S226的處理。
注意到,以上的操作被描述為基于由農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500等捕捉的圖像通過(guò)服務(wù)器704執(zhí)行的處理;然而,關(guān)于步驟S450到S472描述的處理可在農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500,555和狀態(tài)監(jiān)視裝置550處執(zhí)行。
此外,當(dāng)發(fā)生異常時(shí)執(zhí)行的處理是基于由農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500捕捉的圖像開(kāi)始的;然而,當(dāng)發(fā)生異常時(shí)執(zhí)行的處理可以開(kāi)始在設(shè)定于農(nóng)業(yè)機(jī)械100中的立體照相機(jī)裝置110和多光譜照相機(jī)裝置113等檢測(cè)到異常時(shí)。在該情況下,已經(jīng)捕捉異常內(nèi)容的圖像的農(nóng)業(yè)機(jī)械100執(zhí)行所述處理。
圖55用于描述當(dāng)在步驟S502的處理中發(fā)生異常事件時(shí)步驟S422的處理的操作的細(xì)節(jié)(確定農(nóng)業(yè)機(jī)械100是否已經(jīng)到達(dá)目標(biāo)位置)。該處理通過(guò)農(nóng)業(yè)機(jī)械100和服務(wù)器704之間的協(xié)作被執(zhí)行。
當(dāng)步驟S402的處理結(jié)束時(shí),安裝在農(nóng)業(yè)機(jī)械100中的立體照相機(jī)裝置110(或多光譜照相機(jī)裝置113)確定異常內(nèi)容是否被檢測(cè)到(步驟S550)。具體地,農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定某種物體是否被檢測(cè)到靠近從服務(wù)器704等發(fā)送的異常地點(diǎn)的位置。作為該確定方法,關(guān)于圖35A的步驟S202和S203描述的方法被采用。
然后,當(dāng)異常內(nèi)容沒(méi)有被檢測(cè)到時(shí),流程前進(jìn)到步驟S444的處理。另一方面,當(dāng)異常內(nèi)容被檢測(cè)到時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100停止行進(jìn)(步驟S552)。然后,農(nóng)業(yè)機(jī)械100給服務(wù)器704發(fā)送包括由立體照相機(jī)裝置110等捕捉的異常內(nèi)容的圖像、距離信息和當(dāng)前位置(步驟S554)。
服務(wù)器704執(zhí)行關(guān)于異常內(nèi)容的圖像辨認(rèn)處理(步驟S558)。作為圖像辨認(rèn)處理,采用了與用于圖35A的步驟S208的處理中的方法相同的方法。然后,服務(wù)器704確定該圖像是否被辨認(rèn)(步驟S560)。
當(dāng)服務(wù)器704確定圖像不能被辨認(rèn)時(shí),基于從農(nóng)業(yè)機(jī)械100發(fā)送的距離信息,服務(wù)器704確定農(nóng)業(yè)機(jī)械100是否在預(yù)定距離內(nèi)(例如,3.5米)或在比到異常內(nèi)容的預(yù)定距離短的距離處(步驟S562)。也就是說(shuō),服務(wù)器704確定農(nóng)業(yè)機(jī)械100是否充分地靠近所述異常內(nèi)容以使得農(nóng)業(yè)機(jī)械100能夠辨認(rèn)該異常內(nèi)容。注意到,該操作可通過(guò)確定由圖像辨認(rèn)處理識(shí)別的邊緣之間的長(zhǎng)度(也就是說(shuō),物體的尺寸)是否大于或等于預(yù)定長(zhǎng)度或比預(yù)定距離長(zhǎng)。
然后,當(dāng)服務(wù)器704在步驟S562的處理中確定農(nóng)業(yè)機(jī)械100在預(yù)定距離內(nèi)(在比預(yù)定距離短的距離處),服務(wù)器704給用戶(hù)終端710,712發(fā)送示出已經(jīng)發(fā)生不能辨認(rèn)的異常的報(bào)告以及示出異常內(nèi)容的圖像(步驟S566)。在用戶(hù)終端710,712處顯示的圖像的示例此時(shí)被示出在圖56中。
圖56示出從圖53的底部右側(cè)位置通過(guò)使用立體照相機(jī)裝置110由農(nóng)業(yè)機(jī)械100捕捉到的圖像。如在圖56中示出的,在用戶(hù)終端710,712處,顯示了由立體照相機(jī)裝置110捕捉的圖像中的異常內(nèi)容(異常源)1000,以及顯示了諸如到異常源1000的距離1103和異常內(nèi)容的尺寸1101的附加信息。用戶(hù)從用戶(hù)終端710,712檢查所述圖像和顯示的附加信息并且辨認(rèn)異常內(nèi)容,確認(rèn)異常內(nèi)容并選擇響應(yīng)方法(目標(biāo)操作)。然后,當(dāng)用戶(hù)通過(guò)使用用戶(hù)終端710或712發(fā)送該信息到服務(wù)器704時(shí),服務(wù)器704確定農(nóng)業(yè)機(jī)械100已經(jīng)到達(dá)目標(biāo)操作位置,并指定所述目標(biāo)操作(步驟S568)。此外,服務(wù)器704寄存所述異常內(nèi)容、相關(guān)圖像、特征圖案以及響應(yīng)方法在數(shù)據(jù)庫(kù)706中。因此,當(dāng)在未來(lái)發(fā)生相同的或類(lèi)似的異常內(nèi)容時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械100能夠響應(yīng)該異常內(nèi)容。注意到,還當(dāng)服務(wù)器704確定所述圖像在步驟S560的處理中被辨認(rèn)時(shí),服務(wù)器704確定農(nóng)業(yè)機(jī)械100已經(jīng)到達(dá)目標(biāo)操作的位置,并根據(jù)辨認(rèn)的異常內(nèi)容指定目標(biāo)操作(進(jìn)一步接近異常內(nèi)容并通過(guò)警笛或通過(guò)點(diǎn)著燈124恐嚇該異常內(nèi)容,忽略該異常內(nèi)容,行進(jìn)到該異常內(nèi)容,以及在異常內(nèi)容處排水等)(步驟S568)。服務(wù)器704發(fā)送示出到達(dá)和目標(biāo)操作的確定的報(bào)告到農(nóng)業(yè)機(jī)械100。
在步驟S562的處理中,當(dāng)服務(wù)器704沒(méi)有確定農(nóng)業(yè)機(jī)械100在預(yù)定距離內(nèi)(或在比預(yù)定距離短的距離處)時(shí),服務(wù)器704沒(méi)有確定農(nóng)業(yè)機(jī)械100已經(jīng)到達(dá)(步驟S564)。服務(wù)器704發(fā)送沒(méi)有到達(dá)的該確定的報(bào)告到農(nóng)業(yè)機(jī)械100。因此,農(nóng)業(yè)機(jī)械100進(jìn)一步接近異常內(nèi)容。
然后,農(nóng)業(yè)機(jī)械100,其已經(jīng)在步驟S568或S564的處理中通過(guò)服務(wù)器704接收所述確定結(jié)果,確定服務(wù)器704是否已經(jīng)確定農(nóng)業(yè)機(jī)械100已經(jīng)到達(dá)用于執(zhí)行目標(biāo)操作的位置(步驟S570)。然后,當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定服務(wù)器704已經(jīng)確定農(nóng)業(yè)機(jī)械100已經(jīng)到達(dá)所述位置時(shí),流程前進(jìn)到步驟S424的處理,以及當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械100確定服務(wù)器704還沒(méi)有確定農(nóng)業(yè)機(jī)械100已經(jīng)到達(dá)所述位置時(shí),流程前進(jìn)到步驟S444的處理。
注意到,由服務(wù)器704執(zhí)行的操作(步驟S556到S568)可由農(nóng)業(yè)機(jī)械100執(zhí)行。
如上所述的,當(dāng)檢測(cè)到發(fā)生異常時(shí),整個(gè)系統(tǒng)1500能夠有效地執(zhí)行適當(dāng)?shù)奶幚?,用于響?yīng)該異常。
注意到,在本實(shí)施例中,給出了一示例的描述,在該示例中,服務(wù)器704對(duì)由設(shè)定在農(nóng)業(yè)機(jī)械100、農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500,555和狀態(tài)監(jiān)視裝置550等中的立體照相機(jī)裝置110和多光譜照相機(jī)裝置113獲取的圖像主要執(zhí)行辨認(rèn)處理及其他圖像處理;然而,所述處理不限于此,農(nóng)業(yè)機(jī)械100、照相機(jī)裝置和農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500等可執(zhí)行所述圖像處理。因此,可以減少由無(wú)線(xiàn)通信傳送的數(shù)據(jù)量,抑制整個(gè)系統(tǒng)的通信數(shù)據(jù)量,以及增加整個(gè)系統(tǒng)1500的特性(促進(jìn)所述處理時(shí)間)。另一方面,如在以上示例中描述的,通過(guò)在服務(wù)器704處執(zhí)行圖像處理,在農(nóng)業(yè)機(jī)械100等處使用的電量可通常被抑制,特別地在使用電驅(qū)動(dòng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械的情況下,花費(fèi)長(zhǎng)時(shí)間的任務(wù)可通過(guò)給電池充電一次得以執(zhí)行。
以上的描述是關(guān)于通過(guò)使用農(nóng)業(yè)機(jī)械100執(zhí)行的任務(wù);然而,多個(gè)農(nóng)業(yè)機(jī)械100可通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信或有線(xiàn)通信彼此協(xié)作以及相應(yīng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械可執(zhí)行所述任務(wù)。例如,在前的農(nóng)業(yè)機(jī)械可耕作農(nóng)場(chǎng)土地,下一個(gè)農(nóng)業(yè)機(jī)械可執(zhí)行施肥和播種。還在該情況下,基本上,在前的農(nóng)業(yè)機(jī)械執(zhí)行如上所述的操作,以及后面的農(nóng)業(yè)機(jī)械根據(jù)來(lái)自于在前的農(nóng)業(yè)機(jī)械執(zhí)行任務(wù)。
此外,如上所述的操作可通過(guò)多個(gè)農(nóng)業(yè)機(jī)械分開(kāi)執(zhí)行以使得相應(yīng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械執(zhí)行彼此協(xié)作的操作。
[農(nóng)業(yè)機(jī)械的另一示例]
如上所述的農(nóng)業(yè)機(jī)械100主要是拖拉機(jī)的示例;然而,圖57和58示出根據(jù)本實(shí)施例的農(nóng)業(yè)機(jī)械100的其它示例。圖57示出執(zhí)行噴灑水任務(wù)的可動(dòng)噴灑器,以及圖58示出執(zhí)行肥料散播任務(wù)的直升飛機(jī)(四軸飛行器)。
<噴灑器>
圖57中示出的技術(shù)是將噴灑器850用作農(nóng)業(yè)機(jī)械100的中心樞軸灌溉。噴灑器850包括由互連的鋁制成的多個(gè)噴水桿856,該噴水桿856被安裝在具有三角形結(jié)構(gòu)(桁架結(jié)構(gòu))的塔架854上,水在當(dāng)使這些塔架854與輪852運(yùn)動(dòng)時(shí)被噴灑。在每個(gè)噴水桿856處,提供了用于控制到每個(gè)開(kāi)口858的水的供給的噴水開(kāi)口858和電子閥860。給農(nóng)作物350和360附近的農(nóng)作物供水更有效同時(shí)防止了由于蒸發(fā)引起的漏水。由此,使用了滴灌類(lèi)型的噴水開(kāi)口858,其從噴水桿856向下分支;然而,噴水開(kāi)口858不限于此。該噴灑器850運(yùn)動(dòng)以便繪出中心圍繞一端的圓圈。此外,噴灑器850供應(yīng)從中心一側(cè)的地下抽取的地下水。
該噴灑器850還包括GPS接收器,無(wú)線(xiàn)通信天線(xiàn)以及控制裝置,類(lèi)似于農(nóng)業(yè)機(jī)械100。該控制裝置還控制每個(gè)電子閥860的打開(kāi)和關(guān)閉。此外,噴灑器850被連接到圖2中示出的信息通信系統(tǒng)1502,并形成整個(gè)系統(tǒng)1500。噴灑器850基于來(lái)自于設(shè)定在農(nóng)場(chǎng)土地中的農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置555的圖像信息和附加信息從服務(wù)器704接收指令,并且僅從靠近農(nóng)作物360上方的區(qū)域穿過(guò)的噴水開(kāi)口858噴水,該區(qū)域的植物活性度較低。注意到,多光譜照相機(jī)裝置113等可設(shè)定在噴灑器850自己上,服務(wù)器或噴灑器850可基于從多光譜照相機(jī)裝置113獲得的光譜圖像和光譜信息確定植物活性度,以及噴灑水可基于該確定進(jìn)行控制。因此,與噴水到整個(gè)農(nóng)場(chǎng)土地的情況相比,水可被有效地利用。注意到,液體肥料可被添加到要被噴灑的地下水中。此外,不是噴灑地下水,噴灑器850可執(zhí)行散播液體農(nóng)藥的任務(wù)。在該情況下,例如,噴灑器850可從設(shè)置有偏振濾光器的農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置555獲取害蟲(chóng)的信息,并且可將農(nóng)藥僅散播在其中存在害蟲(chóng)的農(nóng)作物。注意到,偏振照相機(jī)裝置可設(shè)定在噴灑器850上,并且基于從偏振照相機(jī)裝置獲得的偏振圖像,服務(wù)器704或噴灑器850可檢測(cè)害蟲(chóng)。
該噴灑器850根據(jù)通過(guò)利用圖32,33,34,35A,36,37,46和47描述的操作執(zhí)行任務(wù)。然而,噴灑器850的運(yùn)動(dòng)路線(xiàn)被確定,因此不需要用于確定所述路線(xiàn)的復(fù)雜計(jì)算。此外,不需要確認(rèn)圖35A中的行進(jìn)方向(步驟S202),或根據(jù)該確定改變所述路線(xiàn)(步驟S208到S222)等,或執(zhí)行轉(zhuǎn)彎操作(步驟S232,S234),因此這些處理可被省略。此外,當(dāng)任務(wù)中斷時(shí),不需要從準(zhǔn)確的任務(wù)中斷位置繼續(xù)所述任務(wù),因此用于匹配農(nóng)業(yè)機(jī)械的位置的操作,例如圖49的步驟S414,S434和S438可被省略。
注意到,農(nóng)業(yè)機(jī)械不限于中心樞軸方法;例如,灌溉可通過(guò)平行運(yùn)動(dòng)方法執(zhí)行。
如上所述的,整個(gè)系統(tǒng)1500可僅針對(duì)需要所述任務(wù)的目標(biāo)執(zhí)行諸如噴灑水的任務(wù),因此資源可被有效利用。
<直升飛機(jī)>
圖58示出通過(guò)將直升飛機(jī)(四軸飛行器)1100用作農(nóng)業(yè)機(jī)械100來(lái)散播液體肥料802B的任務(wù)。直升飛機(jī)1100包括設(shè)置在從直升飛機(jī)1100的主體延伸的臂的前端附近的四個(gè)轉(zhuǎn)子頭1102,以及可旋轉(zhuǎn)地連接到轉(zhuǎn)子頭1102的四個(gè)轉(zhuǎn)子1104,直升飛機(jī)1100通過(guò)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子1104飛行。該直升飛機(jī)1100還至少包括GPS天線(xiàn)120,無(wú)線(xiàn)通信天線(xiàn)114,用于控制直升飛機(jī)1100的包括轉(zhuǎn)子1104的旋轉(zhuǎn)的控制裝置118C,立體照相機(jī)裝置110,多光譜照相機(jī)裝置113,根據(jù)控制裝置118C的控制散播農(nóng)藥的任務(wù)裝置106E,以及當(dāng)著陸時(shí)接觸諸如為著陸點(diǎn)的表面的地面的著陸裝置1106。立體照相機(jī)裝置110被設(shè)定在直升飛機(jī)1100上以便當(dāng)直升飛機(jī)1100在一水平飛行模式時(shí)通過(guò)控制裝置118C在正交于豎直方向的方向上旋轉(zhuǎn)。此外,直升飛機(jī)1100能夠確認(rèn)農(nóng)作物等的狀態(tài)并通過(guò)將立體照相機(jī)裝置110朝向地面定向來(lái)測(cè)量地面和立體照相機(jī)裝置110之間的距離以識(shí)別所述高度。該高度是第二數(shù)字信息或第四數(shù)字信息的示例。
此外,直升飛機(jī)1100能夠通過(guò)將立體照相機(jī)裝置110定向在行進(jìn)方向上來(lái)確認(rèn)在行進(jìn)方向上是否存在障礙物(例如,人造物體,諸如農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500,555和狀態(tài)監(jiān)視裝置550,或自然物體例如不同于農(nóng)作物的高樹(shù)木)。注意到,可通過(guò)基于壓力改變識(shí)別直升飛機(jī)1100正在飛行的高度的高度計(jì)來(lái)測(cè)量所述高度。該直升飛機(jī)1100通過(guò)如上所述的方法通過(guò)GPS信號(hào)檢測(cè)當(dāng)前位置,并執(zhí)行與圖2的信息通信系統(tǒng)1502的無(wú)線(xiàn)通信。
直升飛機(jī)1100或服務(wù)器704基于由多光譜照相機(jī)裝置113獲得的光譜圖像和光譜反射率來(lái)感知種植的狀態(tài)例如植物活性度,以及僅當(dāng)植物的狀態(tài)小于或等于預(yù)定值時(shí),直升飛機(jī)1100使任務(wù)裝置106E操作并散播肥料802B到農(nóng)作物360。當(dāng)然,直升飛機(jī)1100可基于以上的信息或不同于以上信息的信息,通過(guò)使用相同的或不同的任務(wù)裝置106,執(zhí)行不同的任務(wù)(例如,噴灑水任務(wù)和農(nóng)藥散播任務(wù))。此外,通過(guò)使用偏振照相機(jī),其可觀察物體的表面而基本上不受顏色或陰影的影響,直升飛機(jī)1100能夠發(fā)現(xiàn)具有保護(hù)色的附著到植物的表面例如葉子的害蟲(chóng)等,并且以極精確的方式將農(nóng)藥僅散播到其中存在害蟲(chóng)(或該害蟲(chóng))的植物。
該直升飛機(jī)1100基本上根據(jù)與通過(guò)利用圖32,33,34,35A,36,37,46,47,54和55描述的操作的流程相同的流程來(lái)執(zhí)行任務(wù)。然而,在圖32等的步驟S114到S116中,直升飛機(jī)1100飛行的高度也被設(shè)定。此外,直升飛機(jī)1100能夠在農(nóng)作物等上方飛行,因此行進(jìn)路線(xiàn)可更容易地計(jì)算,與計(jì)算農(nóng)業(yè)機(jī)械100的行進(jìn)路線(xiàn)相比。
此外,在這些操作中的行進(jìn)通過(guò)飛行進(jìn)行。
注意到,要使用的農(nóng)業(yè)機(jī)械不限于直升飛機(jī)(四軸飛行器)。其它類(lèi)型的飛機(jī)可被使用,例如多旋翼飛行器,例如,具有八個(gè)轉(zhuǎn)子等的八旋翼飛行器,氣球類(lèi)型的,飛機(jī)類(lèi)型的和滑翔機(jī)類(lèi)型的等。
如上所述的,根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)1500,任務(wù)可被有效地執(zhí)行。
[遠(yuǎn)程操作]
在以上的示例中,通過(guò)農(nóng)業(yè)機(jī)械100、噴灑器850和直升飛機(jī)1100等的行進(jìn)和任務(wù)根據(jù)本實(shí)施例由整個(gè)系統(tǒng)1500自動(dòng)地控制,而沒(méi)有手動(dòng)操作。另一方面,存在系統(tǒng)用戶(hù)想要使農(nóng)業(yè)機(jī)械100運(yùn)動(dòng)并通過(guò)用他自己的眼睛觀察操作來(lái)通過(guò)農(nóng)業(yè)機(jī)械100執(zhí)行任務(wù)的需求。特別地,存在其中系統(tǒng)用戶(hù)想要控制難以自動(dòng)控制的精細(xì)任務(wù)和詳細(xì)運(yùn)動(dòng)的情況。通過(guò)應(yīng)用所述整個(gè)系統(tǒng)1500,系統(tǒng)用戶(hù)可通過(guò)遠(yuǎn)程操作來(lái)操作農(nóng)業(yè)機(jī)械100等。圖59示出用于執(zhí)行該遠(yuǎn)程操作的信息通信系統(tǒng)1502的示例。遠(yuǎn)程操作意味著用戶(hù)通過(guò)使用用戶(hù)終端710,712操作農(nóng)業(yè)機(jī)械100。其中用戶(hù)在乘坐農(nóng)業(yè)機(jī)械100時(shí)操作用戶(hù)終端710,712的情況或其中用戶(hù)操作靠近農(nóng)業(yè)機(jī)械100的農(nóng)業(yè)機(jī)械100的情況也被包括在遠(yuǎn)程操作中。
當(dāng)執(zhí)行遠(yuǎn)程操作時(shí),由農(nóng)業(yè)機(jī)械100等捕捉的圖像,以及附加信息要經(jīng)由服務(wù)器704發(fā)送以顯示在用戶(hù)終端710,712的屏幕上。在該情況下,附加信息(距離信息等)通過(guò)疊加在所述圖像上被顯示。然而,在整個(gè)系統(tǒng)1500中,該圖像被作為視頻(電影)信息被發(fā)送。因此,服務(wù)器704上的任務(wù)負(fù)載變高,實(shí)際上,在圖2中示出的信息通信系統(tǒng)1502中,視頻服務(wù)器705,其專(zhuān)門(mén)用于處理視頻信息,通過(guò)被連接到因特網(wǎng)702被分開(kāi)提供(參見(jiàn)圖59)。該視頻被作為符合H.264SVC的視頻數(shù)據(jù),其可調(diào)節(jié)根據(jù)通信線(xiàn)路的狀態(tài)等傳送的視頻信息的壓縮比。因此,視頻很少暫停。注意到,農(nóng)業(yè)機(jī)械100等可發(fā)送為不同于H.264SVC的格式的例如為符合H.265的格式的數(shù)據(jù)。此外,農(nóng)業(yè)機(jī)械100等可不發(fā)送視頻信息,而是可連續(xù)地或間歇地發(fā)送為JPEG格式和PING格式的靜止圖像信息。
顯示在用戶(hù)終端710,712上的屏幕圖像的示例是由立體照相機(jī)裝置110捕捉的圖像,如在圖50和56中示出的。此外,由多光譜照相機(jī)裝置113捕捉的光譜圖像(例如,通過(guò)亮度和顏色的黑暗表示光譜反射率的圖像)可被顯示。此外,用戶(hù)在當(dāng)觀察屏幕圖像時(shí)指示行進(jìn)方向,轉(zhuǎn)彎操作以及操作農(nóng)業(yè)機(jī)械100的速度,并且還可以通過(guò)任務(wù)裝置106E執(zhí)行任務(wù)。當(dāng)然,操作所述農(nóng)業(yè)機(jī)械100等和通過(guò)任務(wù)裝置106E執(zhí)行所述任務(wù)之一可自動(dòng)地進(jìn)行,以及用戶(hù)僅可操作另一個(gè)。此外,由農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500,555和狀態(tài)監(jiān)視裝置550捕捉的圖像也可被顯示,例如可以顯示被遠(yuǎn)程操作的農(nóng)業(yè)機(jī)械100等位于農(nóng)場(chǎng)土地中的位置。此外,農(nóng)場(chǎng)土地的地圖和其中農(nóng)業(yè)機(jī)械100位于該地圖中的位置可被顯示。在該遠(yuǎn)程操作中,來(lái)自于用戶(hù)的指令需要被快速地施加到農(nóng)業(yè)機(jī)械100等,因此,實(shí)際上,用于操作管理的操作管理服務(wù)器707被設(shè)置在圖2中示出的信息通信系統(tǒng)1502中(參見(jiàn)圖59)。
操作管理服務(wù)器707基于輸入到用戶(hù)終端710,712的信息給出操作指令到農(nóng)業(yè)機(jī)械100等,并遠(yuǎn)程控制農(nóng)業(yè)機(jī)械100等。輸入到用戶(hù)終端710,712的信息可通過(guò)操作觸板、鍵盤(pán)和鼠標(biāo)被手動(dòng)地輸入,或者可通過(guò)語(yǔ)音和手勢(shì)輸入。操作管理服務(wù)器707通過(guò)使用用于辨認(rèn)該信息的程序來(lái)辨認(rèn)該信息,并根據(jù)辨認(rèn)結(jié)果發(fā)送操作指令到農(nóng)業(yè)機(jī)械100等。
此外,在整個(gè)系統(tǒng)1500中,從多個(gè)農(nóng)業(yè)機(jī)械100等發(fā)送的圖像以及由多個(gè)成像元件捕捉的圖像可立刻顯示或可通過(guò)切換被顯示在用戶(hù)終端710,712的屏幕上。
如上所述的,系統(tǒng)用戶(hù)能夠使農(nóng)業(yè)機(jī)械100運(yùn)動(dòng)并執(zhí)行任務(wù)同時(shí)顯示不同于由農(nóng)業(yè)機(jī)械100捕捉的圖像的信息在用戶(hù)終端710,712上,因此甚至通過(guò)遠(yuǎn)程操作,用戶(hù)能夠使農(nóng)業(yè)機(jī)械100執(zhí)行精細(xì)任務(wù)并進(jìn)行詳細(xì)的運(yùn)動(dòng)。
遠(yuǎn)程操作被作為與圖32到56描述的自動(dòng)控制模式不同的模式執(zhí)行;然而,遠(yuǎn)程操作還可在自動(dòng)控制期間執(zhí)行。為了這樣做,在由圖32到56描述的操作中,由農(nóng)業(yè)機(jī)械100捕捉的圖像經(jīng)由視頻服務(wù)器705被恒定地發(fā)送到用戶(hù)終端710,712。此外,來(lái)自于用戶(hù)終端710或712的遠(yuǎn)程操作被實(shí)現(xiàn)為來(lái)自于用戶(hù)的插入到圖32到56描述的操作中的指令以通過(guò)遠(yuǎn)程控制執(zhí)行這些操作。在該情況下,當(dāng)不存在來(lái)自于用戶(hù)的指令時(shí),整個(gè)系統(tǒng)1500可回到如由圖32到56描述的自動(dòng)控制并執(zhí)行處理操作。
注意到,在其中遠(yuǎn)程操作被執(zhí)行或農(nóng)業(yè)機(jī)械100被直接手動(dòng)操作的情況下,任務(wù)開(kāi)始/結(jié)束/中斷/繼續(xù)的信息和農(nóng)業(yè)機(jī)械100的位置和任務(wù)位置的信息被從農(nóng)業(yè)機(jī)械100發(fā)送到服務(wù)器704,服務(wù)器704存儲(chǔ)接收到的信息在數(shù)據(jù)庫(kù)708中。因此,如下所述的未來(lái)任務(wù)和收費(fèi)處理可被順利地執(zhí)行。
[收費(fèi)處理]
如上所述的,服務(wù)器704(或收費(fèi)管理服務(wù)器;同樣應(yīng)用在下文中)還執(zhí)行收費(fèi)處理(開(kāi)帳單處理)。通過(guò)適當(dāng)?shù)厥杖∵m當(dāng)?shù)南到y(tǒng)使用費(fèi),系統(tǒng)提供者能夠繼續(xù)該生意,發(fā)展新業(yè)務(wù),并改進(jìn)現(xiàn)有服務(wù),因此要解決的問(wèn)題是要通過(guò)技術(shù)自動(dòng)地、精確地和有效地執(zhí)行收費(fèi)處理。收費(fèi)方法具有各種模式,根據(jù)本實(shí)施例的整個(gè)系統(tǒng)1500的用戶(hù)能夠挑選該模式。固定收費(fèi)的收費(fèi)模式的示例如下。
I.圖2或圖59中示出的信息通信系統(tǒng)1502的使用費(fèi)。
II.在圖1中示出的農(nóng)場(chǎng)土地中的系統(tǒng)(農(nóng)場(chǎng)土地監(jiān)視裝置500,555,狀態(tài)監(jiān)視裝置550,和農(nóng)業(yè)機(jī)械100等)1501的租金(每個(gè)裝置100美元/月,每個(gè)農(nóng)業(yè)機(jī)械等200美元/月)。
III.土地(農(nóng)場(chǎng)土地)的租金(每平方米15美元等)。
收費(fèi)的模式,由系統(tǒng)提供者和用戶(hù)在開(kāi)始使用該系統(tǒng)的時(shí)候?yàn)槠湟呀?jīng)訂立的協(xié)議,被寄存在數(shù)據(jù)庫(kù)708中。服務(wù)器704周期性地(例如每月)給用戶(hù)終端710,712發(fā)送對(duì)應(yīng)于寄存在數(shù)據(jù)庫(kù)708中的多個(gè)收費(fèi)模式I到III中的每個(gè)或其組合的費(fèi)用的賬單。
按量計(jì)費(fèi)的收費(fèi)模式包括以下多個(gè)中的每個(gè)或其組合:i.任務(wù)類(lèi)型,ii.任務(wù)時(shí)間,iii.任務(wù)地點(diǎn)的尺寸,iv.執(zhí)行任務(wù)的農(nóng)業(yè)機(jī)械,v.由服務(wù)器704實(shí)施的分析,vi.收獲日期預(yù)測(cè)實(shí)施方式,vii.獲取市場(chǎng)需求,以及viii.在系統(tǒng)中的信息通信量。以上i.到viii.的信息(或用于生成i.到viii.的信息)被記錄在如上所述的服務(wù)器704中的數(shù)據(jù)庫(kù)708中。例如,服務(wù)器704生成針對(duì)關(guān)于i.和ii.的組合的任務(wù)類(lèi)型(收獲:5美元/小時(shí))和任務(wù)時(shí)間(20小時(shí))的總共100美元的費(fèi)用,或生成針對(duì)關(guān)于i.和iii.的組合的任務(wù)類(lèi)型(整地:0.2美元/平方米)和任務(wù)地點(diǎn)的尺寸(1000平方米)的總共200美元的費(fèi)用。如上所述的,根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)1500,可以容易地識(shí)別在預(yù)定周期(例如,一個(gè)月)的任務(wù)內(nèi)容(任務(wù)類(lèi)型,任務(wù)時(shí)間,任務(wù)地點(diǎn)的尺寸和用于執(zhí)行所述任務(wù)等的農(nóng)業(yè)機(jī)械),以及可根據(jù)所述任務(wù)內(nèi)容收費(fèi)。此外,除了i.和ii.等的組合之外,服務(wù)器704能夠生成例如針對(duì)實(shí)施vi.收獲日期預(yù)測(cè)(每次預(yù)測(cè)10美元)的次數(shù)(5次)的總共50美元的費(fèi)用。關(guān)于i.到viii.的這些模式,服務(wù)器704基于寄存在數(shù)據(jù)庫(kù)708中的針對(duì)每次任務(wù)的信息計(jì)算費(fèi)用,并在每個(gè)固定周期(例如,6個(gè)月)發(fā)送賬單到用戶(hù)終端710,712。注意到,當(dāng)任務(wù)時(shí)間被使用時(shí),任務(wù)在其期間被中斷的時(shí)間被扣除,并且費(fèi)用基于實(shí)際的任務(wù)時(shí)間計(jì)算。
此外,整個(gè)系統(tǒng)1500還提供或有費(fèi)用類(lèi)型的收費(fèi)模式。示例是:i.關(guān)于通過(guò)使用整個(gè)系統(tǒng)1500收獲的農(nóng)作物的銷(xiāo)售額的一定比例(例如,20%)收費(fèi),ii.關(guān)于與當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)1500已經(jīng)被用來(lái)耕作所述農(nóng)作物時(shí)已經(jīng)增加的收獲量對(duì)應(yīng)的銷(xiāo)售額的一定比例(例如,50%)收費(fèi),以及iii.通過(guò)增加收獲的農(nóng)作物的市場(chǎng)價(jià)格與收費(fèi)的比例來(lái)設(shè)定費(fèi)用(例如,當(dāng)市場(chǎng)價(jià)格相對(duì)于參考價(jià)格突然上升高于或等于一定價(jià)格,i.和ii.的比值增加;而當(dāng)市場(chǎng)價(jià)格急劇減少時(shí)i.和ii.的比值減小)。用于計(jì)算i.到iii.的信息被記錄在數(shù)據(jù)庫(kù)708中。服務(wù)器704基于存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)708中的數(shù)據(jù)計(jì)算這些費(fèi)用,并在每個(gè)固定周期(例如,6個(gè)月)發(fā)送賬單到用戶(hù)終端710,712。
另一方面,費(fèi)用可在當(dāng)用戶(hù)滿(mǎn)足一定條件時(shí)打折扣。例如,當(dāng)用戶(hù)給出有益的信息到整個(gè)系統(tǒng)1500(例如,在圖35A的步驟S214的處理中描述的信息),每次可折扣三美元,同時(shí)設(shè)定預(yù)定次數(shù)(10次/月)作為上限。預(yù)定量可以是上限。還在該情況下,信息被記錄在數(shù)據(jù)庫(kù)708中,因此服務(wù)器704參照存儲(chǔ)的信息并進(jìn)行打折扣。因此,整個(gè)系統(tǒng)1500的提供者可獲取未來(lái)有效地操作整個(gè)系統(tǒng)1500所需要的數(shù)據(jù),以及用戶(hù)可接收系統(tǒng)使用費(fèi)的折扣,因此對(duì)雙方都具有好處。
此外,當(dāng)用戶(hù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械處手動(dòng)地操作農(nóng)業(yè)機(jī)械100或遠(yuǎn)程地操作農(nóng)業(yè)機(jī)械100以執(zhí)行任務(wù)時(shí),系統(tǒng)使用費(fèi)可減少,與自動(dòng)控制(自動(dòng)操作)的情況相比。在該情況下,作為費(fèi)用設(shè)定,所述費(fèi)用被設(shè)定為更高,隨著由整個(gè)系統(tǒng)1500提供的質(zhì)量增加(自動(dòng)控制,遠(yuǎn)程操作和手工操作成下降的質(zhì)量順序)。此外,通過(guò)使用手工操作單元116的農(nóng)業(yè)機(jī)械100的手工操作可不收費(fèi)。服務(wù)器704從存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)706,708和服務(wù)器704的SSD中的數(shù)據(jù)獲取用于打折扣的信息,計(jì)算折扣費(fèi)用,扣除計(jì)算的費(fèi)用,并發(fā)送帳單到用戶(hù)終端710,712。服務(wù)器704能夠獨(dú)立地或組合地收取固定收費(fèi)的費(fèi)用,按量計(jì)費(fèi)的費(fèi)用以及或有費(fèi)用。此時(shí),也適用以上的折扣。如上所述的,整個(gè)系統(tǒng)1500能夠自動(dòng)地獲取和自動(dòng)地編譯從任務(wù)開(kāi)始時(shí)到任務(wù)完成時(shí)的信息,此外,為了在收獲之后零售,因此整個(gè)系統(tǒng)1500能夠執(zhí)行精確和有效的收費(fèi)處理。
注意到,整個(gè)系統(tǒng)1500的用戶(hù)能夠使用用戶(hù)終端710,712等,以使用信用卡,借記卡以及其他類(lèi)型的電子貨幣并通過(guò)電子支付來(lái)支付所述費(fèi)用。替代地,用戶(hù)可通過(guò)銀行轉(zhuǎn)賬支付所述費(fèi)用。當(dāng)服務(wù)器704不能在從賬單發(fā)送到用戶(hù)終端710,712時(shí)起的預(yù)定周期內(nèi)確認(rèn)所述費(fèi)用的支付,服務(wù)器704可發(fā)送提示給用戶(hù)終端710,712或通過(guò)其他方式例如通過(guò)郵寄。當(dāng)服務(wù)器704不能在從提示發(fā)送起的預(yù)定周期內(nèi)確認(rèn)所述費(fèi)用的支付,服務(wù)器704可防止用戶(hù)使用部分的整個(gè)整個(gè)系統(tǒng)1500。因此,可以限制其不支付費(fèi)用的用戶(hù)使用整個(gè)系統(tǒng)1500。
[整個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用示例]
圖60示出作為根據(jù)本實(shí)施例的實(shí)施例的應(yīng)用的可動(dòng)主體(任務(wù)主體)的示例的建筑任務(wù)機(jī)械(壓路機(jī))1200。建筑任務(wù)機(jī)械1200具有重的重量,并包括具有大的地面接觸面積的輪(輥)2000,建筑任務(wù)機(jī)械1200行進(jìn)同時(shí)通過(guò)輪的重量執(zhí)行施加壓力在路上的任務(wù),以固化軟的地面。建筑任務(wù)機(jī)械1200進(jìn)一步包括為內(nèi)燃機(jī)的馬達(dá)102D,傳動(dòng)裝置104D,支撐裝置108D,立體照相機(jī)裝置110,無(wú)線(xiàn)通信天線(xiàn)114,手動(dòng)操作單元116,控制裝置118D,GPS天線(xiàn)120,操控裝置116,成對(duì)的燈124D,成組的超聲波聲納裝置126D和成組的后輪130B。該建筑任務(wù)機(jī)械1200通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信被連接到如圖2或圖59中示出的相同的信息通信系統(tǒng)1502。
建筑任務(wù)機(jī)械1200基于由農(nóng)業(yè)機(jī)械100獲取的信息通過(guò)檢測(cè)前方的障礙物并通過(guò)測(cè)距來(lái)檢測(cè)地面上的不規(guī)則部,以及建筑任務(wù)機(jī)械1200可僅在作為還沒(méi)有固化的區(qū)域的具有超過(guò)或等于一定量的不規(guī)則部的區(qū)域中執(zhí)行所述任務(wù)。
雖然任務(wù)類(lèi)型和任務(wù)裝置不同于通過(guò)農(nóng)業(yè)機(jī)械100等的農(nóng)場(chǎng)土地中的任務(wù)的那些,但是建筑任務(wù)機(jī)械1200基本上執(zhí)行與以上實(shí)施例中描述的操作相同的操作。
注意到,其中建筑任務(wù)機(jī)械執(zhí)行任務(wù)的區(qū)域通常不是農(nóng)場(chǎng)土地,而是建筑工地,因此這些操作在不是農(nóng)場(chǎng)土地的建筑工地上執(zhí)行。
注意到,自動(dòng)地控制在本實(shí)施例中描述的可動(dòng)主體的整個(gè)系統(tǒng)1500的應(yīng)用不限于建筑任務(wù)機(jī)械;該應(yīng)用可關(guān)于運(yùn)動(dòng)和執(zhí)行任務(wù)的裝置和機(jī)械進(jìn)行。也就是說(shuō),根據(jù)本實(shí)施例的整個(gè)系統(tǒng)1500適合于可基于多個(gè)種類(lèi)的信息運(yùn)動(dòng)且可基于多個(gè)種類(lèi)的信息(例如,已經(jīng)不同頻率的電磁波)執(zhí)行任務(wù)的系統(tǒng)。該運(yùn)動(dòng)基本上被控制成以使得機(jī)械沿著預(yù)先設(shè)定的路線(xiàn)或在正確的路線(xiàn)上前進(jìn),同時(shí)觀察位置信息。當(dāng)運(yùn)動(dòng)時(shí)路線(xiàn)的確定和軌跡的修正是通過(guò)使用為無(wú)線(xiàn)電信號(hào)的GPS信號(hào)和來(lái)自于已知點(diǎn)的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)被執(zhí)行,另外,位置偏移的修正等被執(zhí)行并且通過(guò)使用由立體照相機(jī)裝置110獲取的圖像信息和距離信息(或視差值)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。此外,當(dāng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)時(shí),激光雷達(dá)裝置112可被使用而不是立體照相機(jī)裝置110或者與立體照相機(jī)裝置110一起來(lái)確認(rèn)在行進(jìn)方向上的路線(xiàn)的形狀和距離。所述任務(wù)是基于由主要包括透鏡和成像元件的照相機(jī)裝置獲取的表面的信息以及與該表面的信息有關(guān)的信息得以執(zhí)行的。例如,在立體照相機(jī)裝置的情況下,獲取的信息是捕捉的圖像(表面的信息)和在該捕捉的圖像中的距離信息(有關(guān)信息)。在多光譜照相機(jī)裝置的情況下,獲取的信息是捕捉的圖像(表面的信息)和在該捕捉的圖像中的光譜反射率信息(有關(guān)信息)。在多光譜照相機(jī)裝置和激光雷達(dá)裝置的組合的情況下,獲取的信息是捕捉的光譜圖像(表面的信息)和在該捕捉的圖像中的光譜反射率信息和該圖像中的距離(有關(guān)信息)。在偏振照相機(jī)和激光雷達(dá)裝置的組合的情況下,或在偏振立體照相機(jī)裝置的情況下,獲取的信息是捕捉的高對(duì)比度偏振圖像(表面的信息)和在該捕捉的圖像中的距離(有關(guān)信息)。在可二維地發(fā)射激光束的激光雷達(dá)裝置的情況下,獲取的信息是目標(biāo)的形狀信息(表面的信息)和在該形狀中的距離信息(有關(guān)信息)。此外,通過(guò)組合這些照相機(jī)裝置,例如,所述運(yùn)動(dòng)和任務(wù)可根據(jù)捕捉的圖像、距離信息和光譜反射率信息(立體照相機(jī)裝置和多光譜照相機(jī)裝置的組合)被控制,以及所述運(yùn)動(dòng)和任務(wù)可根據(jù)捕捉的圖像、距離信息和偏振圖像信息(偏振立體照相機(jī))被控制。此外,整個(gè)系統(tǒng)1500可通過(guò)使用這些圖像的合成執(zhí)行任務(wù)。
注意到,在本實(shí)施例中,通過(guò)所述機(jī)械的運(yùn)動(dòng)和任務(wù)是通過(guò)使用電磁波的無(wú)線(xiàn)電波、光(圖像)以及與這些圖像有關(guān)的信息被控制的;然而,信息不限于此,所述系統(tǒng)可接收其它電磁波(兆兆赫波),彈性波(聲波),疊加在這些波上的信息,及其他環(huán)境信息,并且使用接收到的信息來(lái)控制所述運(yùn)動(dòng)和任務(wù)。
此外,在將照相機(jī)裝置設(shè)置在可動(dòng)主體例如農(nóng)業(yè)機(jī)械和建筑任務(wù)機(jī)械上并且用照相機(jī)裝置捕捉圖像的情況下,特別地當(dāng)圖像在運(yùn)動(dòng)時(shí)被捕捉的時(shí)候,該捕捉的圖像非??赡苣:?。模糊圖像可通過(guò)在捕捉圖像時(shí)減小運(yùn)動(dòng)速度(行進(jìn)速度,飛行速度和潛航速度等)、增加快門(mén)速度以及在透鏡和成像傳感器中設(shè)定模糊修正機(jī)構(gòu),得以防止。此外,多個(gè)捕捉的圖像可用來(lái)修正所述圖像。
此外,在本實(shí)施例中,給出了使可動(dòng)主體和任務(wù)主體基本上沿著一路線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的方法的描述;然而,所述方法不限于此。也就是說(shuō),當(dāng)用戶(hù)通過(guò)用戶(hù)終端710,712識(shí)別一定任務(wù)區(qū)域或任務(wù)地點(diǎn)時(shí),可動(dòng)主體或任務(wù)主體在該區(qū)域或地點(diǎn)自主地運(yùn)動(dòng)并且在運(yùn)動(dòng)時(shí)執(zhí)行任務(wù),同時(shí)通過(guò)各種圖像傳感器(照相機(jī)裝置)、激光裝置(激光雷達(dá)裝置)、超聲波聲納裝置和無(wú)線(xiàn)通信來(lái)感知可動(dòng)主體或任務(wù)主體周?chē)沫h(huán)境。在該情況下,可動(dòng)主體和任務(wù)主體包括用于自主控制的復(fù)雜算法,該控制裝置基于所述算法控制諸如可動(dòng)主體和任務(wù)主體的機(jī)械。在該情況下,控制裝置可設(shè)置在機(jī)械內(nèi)部,或可設(shè)置在該機(jī)械外部并且通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信控制所述機(jī)械。該算法用于當(dāng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)時(shí)執(zhí)行關(guān)于所述運(yùn)動(dòng)的自主控制,以及該算法用于當(dāng)執(zhí)行所述任務(wù)時(shí)執(zhí)行關(guān)于對(duì)象的操作的自主控制。
此外,在整個(gè)系統(tǒng)1500中傳送的信息還可以被用作單獨(dú)具有質(zhì)量的財(cái)富數(shù)據(jù),因此信息基本上被可靠管理,如上所述的。
[基于本實(shí)施例的發(fā)明]
如上所述的本實(shí)施例和應(yīng)用示例至少包括以下發(fā)明。
(1)一種機(jī)械,其在沒(méi)有手動(dòng)操作的情況下運(yùn)動(dòng)并執(zhí)行與目標(biāo)有關(guān)的任務(wù)。該機(jī)械基于多種信息運(yùn)動(dòng)并且基于多種信息執(zhí)行所述任務(wù)。該機(jī)械包括各種機(jī)械,包括農(nóng)業(yè)機(jī)械,建筑機(jī)械和飛機(jī)(同樣應(yīng)用在下文中)。用于在沒(méi)有手動(dòng)操作的情況下(基于自動(dòng)控制)控制所述運(yùn)動(dòng)的多種信息是用于通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信識(shí)別位置的信息,由立體照相機(jī)裝置及其他測(cè)距裝置獲取的圖像信息和距離信息,或由諸如設(shè)定在某一位置的監(jiān)視照相機(jī)的照相機(jī)裝置獲取的圖像信息以及基于該圖像信息的距離信息。用于在沒(méi)有手動(dòng)操作的情況下(基于自動(dòng)控制)控制所述任務(wù)的多種信息是由成像元件獲取的圖像信息和光譜圖像信息,距離信息,反射率信息(光譜反射率信息),偏振圖像信息以及由激光裝置獲取的形狀信息和距離信息。如上所述的,用于在沒(méi)有手動(dòng)操作的情況下控制所述運(yùn)動(dòng)的多種信息和用于在沒(méi)有手動(dòng)操作的情況下控制所述任務(wù)的多種信息二者都至少包括二維地表示的(表面的)信息。在(1)的機(jī)械中,用于運(yùn)動(dòng)的信息項(xiàng)之一可以是圖像信息,或與形狀有關(guān)的信息。此外,在(1)的機(jī)械中,用于執(zhí)行所述任務(wù)的信息項(xiàng)之一可以是圖像信息,或與所述形狀有關(guān)的信息。注意到,當(dāng)這些機(jī)械具有立體照相機(jī)裝置時(shí),運(yùn)動(dòng)和任務(wù)二者都可以通過(guò)利用由立體照相機(jī)裝置獲取的距離信息被控制。在沒(méi)有手動(dòng)操作的情況下通過(guò)該機(jī)械的與目標(biāo)有關(guān)的運(yùn)動(dòng)和任務(wù)通常被交替地執(zhí)行或同時(shí)執(zhí)行(同樣應(yīng)用在下文中)。
(2)一種在沒(méi)有手動(dòng)操作的情況下運(yùn)動(dòng)的機(jī)械。該機(jī)械根據(jù)由多種信息識(shí)別的路線(xiàn)控制所述運(yùn)動(dòng)。用于在沒(méi)有手動(dòng)操作的情況下控制所述運(yùn)動(dòng)的路線(xiàn)是,通過(guò)用于用無(wú)線(xiàn)通信識(shí)別位置的信息、由立體照相機(jī)裝置及其他測(cè)距裝置獲取的距離信息、或者基于由諸如可設(shè)定在某一位置處的監(jiān)視照相機(jī)的照相機(jī)裝置獲取的圖像信息的距離信息,被識(shí)別的。在(2)中描述的該機(jī)械可基于多種信息執(zhí)行所述任務(wù)。在(2)的機(jī)械中,用于運(yùn)動(dòng)的信息項(xiàng)之一可以是圖像信息。
(3)一種在沒(méi)有手動(dòng)操作的情況下執(zhí)行關(guān)于多個(gè)目標(biāo)的任務(wù)的機(jī)械。該機(jī)械確定是否根據(jù)由所述機(jī)械獲取的每個(gè)目標(biāo)的狀態(tài)執(zhí)行針對(duì)每個(gè)目標(biāo)的任務(wù)。在此,執(zhí)行任務(wù)不僅意味著執(zhí)行所述任務(wù)與否,而且包括任務(wù)的程度(噴灑水量和肥料量)。例如,基于包括植物活性度、關(guān)于特定波長(zhǎng)的光譜反射率以及是否包括害蟲(chóng)的每個(gè)農(nóng)作物的信息,所述機(jī)械通過(guò)自動(dòng)控制對(duì)每個(gè)農(nóng)作物執(zhí)行任務(wù)(噴灑水,施肥和農(nóng)藥散播等)。此外,根據(jù)在每個(gè)區(qū)域中的道路的狀態(tài),所述機(jī)械通過(guò)自動(dòng)控制執(zhí)行使地面固化的任務(wù)。
(4)一種用于在沒(méi)有手動(dòng)操作的情況下控制機(jī)械的運(yùn)動(dòng)和由該機(jī)械執(zhí)行的任務(wù)的控制裝置。該控制裝置基于由所述機(jī)械獲取的圖像信息和與該圖像信息有關(guān)的信息來(lái)控制所述機(jī)械的運(yùn)動(dòng)和所述任務(wù)。在該情況下,控制裝置可以是所述機(jī)械的一部分或者可以與所述機(jī)械(例如,服務(wù)器)分開(kāi)提供。
(5)一種用于在沒(méi)有手動(dòng)操作的情況下控制機(jī)械的運(yùn)動(dòng)的控制裝置。該控制裝置基于由不同于所述機(jī)械的裝置獲取的圖像信息和與該圖像信息有關(guān)的信息來(lái)控制所述機(jī)械的運(yùn)動(dòng)。在該情況下,控制裝置可以是所述機(jī)械的一部分或者可以與所述機(jī)械(例如,服務(wù)器)分開(kāi)提供。
(6)一種用于在沒(méi)有手動(dòng)操作的情況下控制由所述機(jī)械執(zhí)行的任務(wù)的控制裝置。該控制裝置確定是否根據(jù)由所述機(jī)械獲取的每個(gè)目標(biāo)的狀態(tài)執(zhí)行所述任務(wù)。在此,執(zhí)行任務(wù)不僅意味著執(zhí)行所述任務(wù)與否,而且包括任務(wù)的程度(噴灑水量和肥料量)。
(7)一種機(jī)械,包括用于執(zhí)行平整所述表面的任務(wù)的裝置和用于發(fā)射以與寬度成預(yù)定角度發(fā)射的光的裝置。所述機(jī)械根據(jù)其中光由與所述機(jī)械分開(kāi)提供的另一光接收器接收的位置來(lái)控制用于平整所述表面的裝置。
(8)一種包括任務(wù)機(jī)械的系統(tǒng),所述任務(wù)機(jī)械包括用于執(zhí)行平整所述表面的任務(wù)的裝置,用于接收光的光接收裝置以及用于發(fā)射以與寬度成預(yù)定角度發(fā)射的光的光發(fā)射裝置。所述任務(wù)機(jī)械根據(jù)接收由所述光發(fā)射裝置發(fā)射的光的位置來(lái)控制用于平整所述表面的裝置。
(9)一種在沒(méi)有手動(dòng)操作的情況下運(yùn)動(dòng)并執(zhí)行與目標(biāo)有關(guān)的任務(wù)的機(jī)械。當(dāng)該機(jī)械中斷所述任務(wù)時(shí),該機(jī)械運(yùn)動(dòng)到另一位置,并且當(dāng)繼續(xù)該中斷的任務(wù)時(shí),該機(jī)械回到其中任務(wù)已經(jīng)中斷的位置,并繼續(xù)所述任務(wù)。所述機(jī)械通過(guò)利用多種信息確定所述機(jī)械是否已經(jīng)回到其中任務(wù)已經(jīng)中斷的位置。
(10)一種在沒(méi)有手動(dòng)操作的情況下運(yùn)動(dòng)并執(zhí)行與目標(biāo)有關(guān)的任務(wù)的機(jī)械。當(dāng)任務(wù)由于需要運(yùn)動(dòng)到另一位置的任務(wù)中斷原因而中斷時(shí),以及當(dāng)任務(wù)中斷原因被解決時(shí),所述機(jī)械回到任務(wù)已經(jīng)中斷所在的位置,并且繼續(xù)所述任務(wù)。
(11)一種系統(tǒng),包括執(zhí)行運(yùn)動(dòng)并執(zhí)行與目標(biāo)有關(guān)的任務(wù)中的至少一個(gè)的機(jī)械,以及通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信從該機(jī)械獲取信息并在沒(méi)有手動(dòng)操作的情況下控制所述機(jī)械的控制裝置。從所述機(jī)械獲得的信息經(jīng)由多個(gè)無(wú)線(xiàn)中繼裝置被輸入到控制裝置,從控制裝置輸出的信息經(jīng)由多個(gè)無(wú)線(xiàn)中繼裝置被輸入到所述機(jī)械。
(12)一種在沒(méi)有手動(dòng)操作的情況下運(yùn)動(dòng)并執(zhí)行與目標(biāo)有關(guān)的任務(wù)的機(jī)械。當(dāng)該機(jī)械檢測(cè)到異常時(shí),該機(jī)械中斷任務(wù)并根據(jù)異常內(nèi)容執(zhí)行關(guān)于異常的操作。
(13)一種系統(tǒng),包括能夠運(yùn)動(dòng)的機(jī)械和可顯示由所述機(jī)械捕捉的圖像并使用戶(hù)操作所述機(jī)械的終端。該系統(tǒng)還使所述終端顯示與圖像有關(guān)的信息。
(14)一種系統(tǒng),包括執(zhí)行任務(wù)的機(jī)械和通過(guò)利用由所述機(jī)械獲取的信息來(lái)指示該機(jī)械執(zhí)行所述任務(wù)的控制裝置。所述系統(tǒng)存在已經(jīng)對(duì)其執(zhí)行任務(wù)的目標(biāo)和該任務(wù)的內(nèi)容??刂蒲b置能夠?qū)⑺鎯?chǔ)的信息設(shè)定為用于確定未來(lái)任務(wù)的內(nèi)容的信息。
(15)一種在沒(méi)有手動(dòng)操作的情況下執(zhí)行與目標(biāo)有關(guān)的任務(wù)的機(jī)械。該機(jī)械根據(jù)任務(wù)類(lèi)型獲取每個(gè)目標(biāo)的信息,并且基于獲取的信息確定是否執(zhí)行該任務(wù)。例如,當(dāng)任務(wù)類(lèi)型是噴灑水時(shí),所述機(jī)械通過(guò)使用多光譜照相機(jī)獲取為所述目標(biāo)的農(nóng)作物的狀態(tài)(植物活性度等),以及基于該獲取的狀態(tài)確定是否噴灑水到為所述目標(biāo)的農(nóng)作物,以及當(dāng)任務(wù)類(lèi)型是要移除害蟲(chóng)時(shí),所述機(jī)械基于由偏振照相機(jī)捕捉的圖像確定是否害蟲(chóng)正附著到為所述目標(biāo)的農(nóng)作物的表面,以及只有當(dāng)害蟲(chóng)正附著到農(nóng)作物時(shí)才散播農(nóng)藥。
(16)一種用于指示機(jī)械執(zhí)行任務(wù)的控制裝置,所述機(jī)械在沒(méi)有手動(dòng)操作的情況下執(zhí)行與目標(biāo)有關(guān)的任務(wù)。當(dāng)任務(wù)已經(jīng)執(zhí)行時(shí),控制裝置根據(jù)該任務(wù)計(jì)算使用費(fèi)。
(17)一種在沒(méi)有手動(dòng)操作的情況下能夠運(yùn)動(dòng)的機(jī)械。當(dāng)在機(jī)械的行進(jìn)方向上存在不能由機(jī)械辨認(rèn)的障礙物時(shí),該機(jī)械進(jìn)一步接近障礙物并執(zhí)行辨認(rèn)處理。
(18)一種控制裝置,其控制在沒(méi)有手動(dòng)操作的情況下能夠運(yùn)動(dòng)的機(jī)械的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)在機(jī)械的行進(jìn)方向上存在不能被辨認(rèn)的障礙物時(shí),控制裝置使該機(jī)械進(jìn)一步接近所述障礙物,并執(zhí)行辨認(rèn)處理。
(19)一種機(jī)械,其獲取可見(jiàn)和不可見(jiàn)的電磁波,辨認(rèn)包括在電磁波中的信息,以及基于該辨認(rèn)的信息在沒(méi)有手動(dòng)操作的情況下重復(fù)地運(yùn)動(dòng)并執(zhí)行任務(wù)。作為可見(jiàn)的電磁波,存在可見(jiàn)光,所述機(jī)械從可見(jiàn)光獲取圖像。不可見(jiàn)的電磁波是無(wú)線(xiàn)電波或不可見(jiàn)光。
(20)一種在沒(méi)有手動(dòng)操作的情況下執(zhí)行運(yùn)動(dòng)和執(zhí)行任務(wù)中的至少一個(gè)的方法。該方法包括獲取具有不同頻率的多個(gè)電磁波,辨認(rèn)包括在獲取的多個(gè)電磁波的信息以及基于該辨認(rèn)的信息執(zhí)行運(yùn)動(dòng)和執(zhí)行任務(wù)中的至少一個(gè)。所述電磁波包括光(可見(jiàn)光和不可見(jiàn)光)和無(wú)線(xiàn)電波。
(21)一種機(jī)械,其包括成像裝置,并且基于不同于包括在捕捉的圖像中的每個(gè)小區(qū)域中的圖像的信息在沒(méi)有手動(dòng)操作的情況下執(zhí)行運(yùn)動(dòng)和執(zhí)行任務(wù)中的至少一個(gè)。
(22)一種根據(jù)接收到的信號(hào)識(shí)別位置并且在沒(méi)有手動(dòng)操作的情況下運(yùn)動(dòng)的機(jī)械。該機(jī)械包括獲取與到某一點(diǎn)的距離有關(guān)的信息的距離信息獲取單元,以及該機(jī)械基于由所述距離信息獲取單元獲取的距離有關(guān)的信息修正所述運(yùn)動(dòng)。
(23)一種沿著預(yù)先確定的路線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械。當(dāng)用于改變所述路線(xiàn)的原因在所述路線(xiàn)中被檢測(cè)到時(shí),所述機(jī)械改變所述路線(xiàn),并且沿著改變的路線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
(24)一種機(jī)械,包括用于檢測(cè)在行進(jìn)方向上的障礙物的障礙物檢測(cè)設(shè)備,用于當(dāng)障礙物檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)到障礙物時(shí)辨認(rèn)所述障礙物的辨認(rèn)設(shè)備,以及用于當(dāng)所述辨認(rèn)設(shè)備辨認(rèn)所述障礙物時(shí)根據(jù)辨認(rèn)的結(jié)果采取行動(dòng)的控制設(shè)備。所述控制設(shè)備控制所述機(jī)械以當(dāng)所述辨認(rèn)設(shè)備不能辨認(rèn)障礙物時(shí)通過(guò)避開(kāi)所述障礙物運(yùn)動(dòng)。
(25)一種系統(tǒng),包括用于識(shí)別其中要執(zhí)行任務(wù)的區(qū)域的裝置,以及在沒(méi)有手動(dòng)操作的情況下執(zhí)行所述任務(wù)的機(jī)械。該機(jī)械運(yùn)動(dòng)到由所述裝置識(shí)別的區(qū)域,確定所述任務(wù)對(duì)在該區(qū)域中的每個(gè)目標(biāo)是否是所需要的,以及僅對(duì)根據(jù)需要確定所述任務(wù)所針對(duì)的目標(biāo)才執(zhí)行所述任務(wù)。
(26)一種包括用于獲取圖像的多個(gè)傳感器裝置的機(jī)械。第一傳感器裝置獲取一圖像和在該獲取的圖像中的距離信息。第二傳感器裝置獲取一圖像和在該獲取的圖像中的顏色信息。機(jī)械的運(yùn)動(dòng)可基于所述距離信息被控制。與目標(biāo)有關(guān)的任務(wù)是基于所述顏色信息由所述機(jī)械執(zhí)行的。替代地,所述機(jī)械可基于所述距離和所述顏色信息來(lái)執(zhí)行與目標(biāo)有關(guān)的任務(wù)。
(27)一種在沒(méi)有手動(dòng)操作的情況下執(zhí)行與目標(biāo)有關(guān)的任務(wù)的機(jī)械。該機(jī)械基于從該目標(biāo)獲得的信息和從英特網(wǎng)的內(nèi)容信息獲得的信息執(zhí)行與目標(biāo)有關(guān)的任務(wù)。
(28)一種包括機(jī)械和控制裝置的系統(tǒng),所述機(jī)械包括用于對(duì)目標(biāo)執(zhí)行任務(wù)的任務(wù)裝置以及用于將目標(biāo)的現(xiàn)象計(jì)算機(jī)化的計(jì)算機(jī)化裝置,所述控制裝置包括用于辨認(rèn)由計(jì)算機(jī)化裝置計(jì)算機(jī)化的現(xiàn)象的辨認(rèn)設(shè)備以及用于根據(jù)由所述辨認(rèn)設(shè)備辨認(rèn)的現(xiàn)象進(jìn)行確定的確定設(shè)備。所述機(jī)械的任務(wù)裝置根據(jù)通過(guò)控制裝置的確定結(jié)果在沒(méi)有手動(dòng)操作的情況下執(zhí)行與目標(biāo)有關(guān)的任務(wù)。在此,計(jì)算機(jī)化裝置的示例是傳感器裝置例如在本實(shí)施例中描述的各種照相機(jī)裝置和雷達(dá)激光裝置等。特別地,通過(guò)使用可獲取二維或更多維的信息的傳感器裝置,可以增加可感知的現(xiàn)象的范圍。
(29)一種系統(tǒng),包括在沒(méi)有手動(dòng)操作的情況下執(zhí)行與目標(biāo)有關(guān)的任務(wù)的機(jī)械以及控制所述機(jī)械的任務(wù)的控制裝置。所述機(jī)械可包括獲取至少部分的目標(biāo)的獲取裝置,以及所述控制裝置獲得由獲取裝置獲取的目標(biāo)的跟蹤信息,并基于該跟蹤信息通過(guò)所述機(jī)械控制與目標(biāo)有關(guān)的任務(wù)。在此,獲取裝置的示例是在本實(shí)施例中描述的任務(wù)裝置106的收獲裝置。在該情況下,為農(nóng)作物的一部分和農(nóng)作物自己的某一果實(shí)被收獲。甚至在該果實(shí)和農(nóng)作物被裝運(yùn)之后,可以通過(guò)使用條型碼信息等跟蹤該果實(shí)和農(nóng)作物,以及分析該裝運(yùn)狀態(tài)和需求和供給的狀態(tài)。因此,可以為耕作相同的農(nóng)作物的任務(wù)提供反饋。
(30)一種基于非接觸傳感器裝置獲取的信息運(yùn)動(dòng)在沒(méi)有手動(dòng)操作的情況下運(yùn)動(dòng)和執(zhí)行任務(wù)的機(jī)械。該非接觸傳感器裝置是可獲取圖像信息和與該圖像信息有關(guān)的信息的照相機(jī)裝置。
(31)一種機(jī)械,包括在運(yùn)動(dòng)時(shí)執(zhí)行任務(wù)或重復(fù)所述運(yùn)動(dòng)和任務(wù)的運(yùn)動(dòng)任務(wù)裝置,生成與所述任務(wù)有關(guān)的信息的任務(wù)信息生成裝置,以及傳送裝置,該傳送裝置將在任務(wù)信息生成裝置處生成的信息發(fā)送到控制裝置,該控制裝置存儲(chǔ)接收到的信息并且基于該存儲(chǔ)的信息在預(yù)定周期內(nèi)識(shí)別所述任務(wù)內(nèi)容。在該情況下,與任務(wù)有關(guān)的信息可包括與任務(wù)的開(kāi)始和結(jié)束有關(guān)的信息。此外,與所述任務(wù)有關(guān)的信息可包括與任務(wù)的中斷和繼續(xù)有關(guān)的信息。
(32)(31)的機(jī)械進(jìn)一步包括識(shí)別任務(wù)目標(biāo)的狀態(tài)的狀態(tài)識(shí)別單元,以及根據(jù)由狀態(tài)識(shí)別單元識(shí)別的狀態(tài)確定是否執(zhí)行與任務(wù)目標(biāo)有關(guān)的任務(wù)的確定單元。與該任務(wù)有關(guān)的信息包括通過(guò)所述確定單元的確定結(jié)果。
(33)在(31)或(32)的機(jī)械中,通過(guò)所述運(yùn)動(dòng)任務(wù)裝置的任務(wù)是在沒(méi)有手動(dòng)操作的情況下執(zhí)行的。
(34)一種系統(tǒng),包括在沒(méi)有手動(dòng)操作的情況下執(zhí)行與任務(wù)目標(biāo)有關(guān)的任務(wù)的機(jī)械以及基于從該機(jī)械獲取的信息識(shí)別所述任務(wù)內(nèi)容的控制裝置。所述機(jī)械運(yùn)動(dòng)并執(zhí)行所述任務(wù),并發(fā)送與該任務(wù)有關(guān)的信息到所述控制裝置。所述控制裝置存儲(chǔ)接收到的與該任務(wù)有關(guān)的信息,并基于存儲(chǔ)的信息在預(yù)定周期內(nèi)識(shí)別和提供該任務(wù)內(nèi)容。
在該情況下,與該任務(wù)有關(guān)的信息可包括與任務(wù)的開(kāi)始和結(jié)束有關(guān)的信息。此外,與該任務(wù)有關(guān)的信息可包括與任務(wù)的中斷和繼續(xù)有關(guān)的信息。
此外,控制裝置可在任務(wù)中斷時(shí)而沒(méi)有識(shí)別所述任務(wù)內(nèi)容的情況下提供該任務(wù)內(nèi)容。
在這些情況下,任務(wù)目標(biāo)是農(nóng)作物,以及在該系統(tǒng)中,所述控制裝置基于存儲(chǔ)的信息進(jìn)行與農(nóng)作物的收獲有關(guān)的分析,并提供分析結(jié)果。此外,通過(guò)控制裝置的分析還可通過(guò)使用從所述系統(tǒng)外部獲取的環(huán)境信息得以執(zhí)行,除了與任務(wù)有關(guān)的信息之外。
(35)一種執(zhí)行與任務(wù)目標(biāo)有關(guān)的任務(wù)并產(chǎn)生用于識(shí)別任務(wù)內(nèi)容的任務(wù)信息的方法。產(chǎn)生任務(wù)信息的方法包括在運(yùn)動(dòng)時(shí)執(zhí)行所述任務(wù)或重復(fù)該運(yùn)動(dòng)和該任務(wù)的執(zhí)行的過(guò)程,生成與所述任務(wù)有關(guān)的信息的過(guò)程,存儲(chǔ)在所述生成過(guò)程中生成的信息的過(guò)程,基于存儲(chǔ)的信息在預(yù)定周期內(nèi)識(shí)別所述任務(wù)內(nèi)容的過(guò)程,以及輸出識(shí)別的任務(wù)內(nèi)容的過(guò)程。
(36)一種用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行一些過(guò)程的程序,或記錄該程序的計(jì)算機(jī)可讀的記錄介質(zhì),所述過(guò)程包括當(dāng)運(yùn)動(dòng)時(shí)執(zhí)行所述任務(wù)或重復(fù)所述運(yùn)動(dòng)和該任務(wù)的執(zhí)行的過(guò)程,生成與所述任務(wù)有關(guān)的信息的過(guò)程,存儲(chǔ)在所述生成過(guò)程中生成的信息的過(guò)程,以及基于存儲(chǔ)的信息在預(yù)定周期內(nèi)識(shí)別所述任務(wù)內(nèi)容的過(guò)程。
(37)一種系統(tǒng),包括可檢測(cè)用于識(shí)別農(nóng)作物的狀態(tài)的信息的檢測(cè)裝置,以及用于獲取由所述檢測(cè)裝置檢測(cè)到的信息的管理裝置。所述檢測(cè)裝置包括用于以非接觸方式檢測(cè)用于識(shí)別農(nóng)作物的狀態(tài)的信息的傳感器以及用于發(fā)送由傳感器檢測(cè)到的信息到所述管理裝置的發(fā)送設(shè)備。所述管理裝置包括用于從發(fā)自狀態(tài)檢測(cè)裝置的信息識(shí)別農(nóng)作物的狀態(tài)的識(shí)別設(shè)備以及基于通過(guò)識(shí)別設(shè)備的識(shí)別結(jié)果進(jìn)行與農(nóng)作物的收獲有關(guān)的預(yù)測(cè)的預(yù)測(cè)設(shè)備。
在該情況下,檢測(cè)裝置包括用于運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)備,并且可在其中耕作農(nóng)作物的區(qū)域中運(yùn)動(dòng)時(shí)檢測(cè)用于確定農(nóng)作物的狀態(tài)的信息。此外,檢測(cè)裝置包括用于在沒(méi)有手動(dòng)操作的情況下操作所述運(yùn)動(dòng)設(shè)備的控制設(shè)備。
在以上的系統(tǒng)中,所述識(shí)別設(shè)備包括用于記錄識(shí)別的結(jié)果的記錄裝置,以及所述預(yù)測(cè)設(shè)備可基于要記錄在記錄裝置中的識(shí)別結(jié)果和在過(guò)去記錄在記錄裝置中的識(shí)別結(jié)果來(lái)預(yù)測(cè)農(nóng)作物的收獲。替代地,在檢測(cè)裝置中的發(fā)送設(shè)備還可給所述管理裝置發(fā)送與關(guān)于識(shí)別其狀態(tài)的農(nóng)作物執(zhí)行的任務(wù)有關(guān)的信息,以及所述預(yù)測(cè)設(shè)備可也通過(guò)使用與所述任務(wù)有關(guān)的信息來(lái)預(yù)測(cè)農(nóng)作物的收獲。
(38)一種產(chǎn)生預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)方法,包括通過(guò)傳感器以非接觸方式檢測(cè)用于識(shí)別農(nóng)作物的狀態(tài)的信息的檢測(cè)過(guò)程,從在檢測(cè)過(guò)程中檢測(cè)到的信息識(shí)別農(nóng)作物的狀態(tài)的識(shí)別過(guò)程,用于基于在所述識(shí)別過(guò)程中識(shí)別的農(nóng)作物的狀態(tài)進(jìn)行與農(nóng)作物的收獲有關(guān)的預(yù)測(cè)的預(yù)測(cè)過(guò)程,以及輸出在所述預(yù)測(cè)過(guò)程中的預(yù)測(cè)結(jié)果的過(guò)程。在該情況下,所述方法包括記錄在所述識(shí)別過(guò)程中識(shí)別的農(nóng)作物的狀態(tài)的記錄過(guò)程,以及所述預(yù)測(cè)過(guò)程可包括基于在識(shí)別過(guò)程中識(shí)別的農(nóng)作物的狀態(tài)和過(guò)去記錄的農(nóng)作物的狀態(tài)來(lái)預(yù)測(cè)農(nóng)作物的收獲。
(39)一種用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行一些過(guò)程的程序,或者記錄該程序的計(jì)算機(jī)可讀的記錄介質(zhì),該過(guò)程包括通過(guò)使用與農(nóng)作物有關(guān)的傳感器從以非接觸方式檢測(cè)的信息識(shí)別農(nóng)作物的狀態(tài)的識(shí)別過(guò)程,用于基于在所述識(shí)別過(guò)程中識(shí)別的農(nóng)作物的狀態(tài)進(jìn)行與收獲農(nóng)作物有關(guān)的預(yù)測(cè)的預(yù)測(cè)過(guò)程,以及顯示在預(yù)測(cè)過(guò)程中的預(yù)測(cè)結(jié)果的過(guò)程。
(40)一種在沒(méi)有手動(dòng)操作的情況下運(yùn)動(dòng)并執(zhí)行與目標(biāo)有關(guān)的任務(wù)的機(jī)械。該機(jī)械包括用于沿著預(yù)定路徑運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)備,用于通過(guò)運(yùn)動(dòng)設(shè)備通過(guò)運(yùn)動(dòng)辨認(rèn)任務(wù)目標(biāo)的辨認(rèn)設(shè)備,用于檢測(cè)由辨認(rèn)設(shè)備辨認(rèn)的任務(wù)目標(biāo)的狀態(tài)的檢測(cè)設(shè)備,以及用于基于通過(guò)所述檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè)結(jié)果來(lái)確定是否執(zhí)行與任務(wù)目標(biāo)有關(guān)的任務(wù)的確定設(shè)備。當(dāng)所述確定設(shè)備確定要執(zhí)行所述任務(wù)時(shí),與任務(wù)目標(biāo)有關(guān)的任務(wù)被執(zhí)行,以及當(dāng)確定設(shè)備確定不執(zhí)行所述任務(wù)時(shí),所述機(jī)械通過(guò)運(yùn)動(dòng)設(shè)備運(yùn)動(dòng)并且通過(guò)辨認(rèn)設(shè)備辨認(rèn)下一個(gè)任務(wù)目標(biāo),而沒(méi)有通過(guò)任務(wù)設(shè)備執(zhí)行所述任務(wù)。
在該情況下,當(dāng)所述確定設(shè)備確定執(zhí)行所述任務(wù)時(shí),所述機(jī)械可通過(guò)運(yùn)動(dòng)設(shè)備運(yùn)動(dòng)到靠近任務(wù)目標(biāo)的位置并且執(zhí)行與任務(wù)目標(biāo)有關(guān)的任務(wù)。
此外,所述機(jī)械可進(jìn)一步包括用于測(cè)量用來(lái)運(yùn)動(dòng)的燃料或電力的剩余量的測(cè)量設(shè)備。當(dāng)剩余量變得小于預(yù)定值或變得小于或等于預(yù)定值時(shí),所述機(jī)械可中斷所述任務(wù),運(yùn)動(dòng)到用于供給燃料或電力的位置,并在供給完成之后回到任務(wù)已經(jīng)中斷的位置,并繼續(xù)所述任務(wù)。此外,所述機(jī)械可進(jìn)一步包括用于確認(rèn)用來(lái)執(zhí)行任務(wù)的任務(wù)源的剩余量的確認(rèn)設(shè)備。當(dāng)該剩余量變得小于預(yù)定值或變得小于或等于預(yù)定值時(shí),所述機(jī)械可中斷任務(wù),運(yùn)動(dòng)到用于供給任務(wù)源的位置,并且在供給完成之后回到任務(wù)已經(jīng)中斷的位置,并繼續(xù)所述任務(wù)。
(41)一種系統(tǒng),包括上述(40)的機(jī)械和用于識(shí)別存在需要任務(wù)的任務(wù)目標(biāo)的區(qū)域的識(shí)別裝置。該識(shí)別裝置包括用于辨認(rèn)在比可由所述機(jī)械辨認(rèn)的區(qū)域?qū)挼膮^(qū)域中的多個(gè)任務(wù)目標(biāo)的寬區(qū)域辨認(rèn)設(shè)備,以及用于確定需要任務(wù)的任務(wù)目標(biāo)是否包括在由所述寬區(qū)域辨認(rèn)設(shè)備辨認(rèn)的多個(gè)任務(wù)目標(biāo)之中的寬區(qū)域確定設(shè)備。當(dāng)寬區(qū)域確定設(shè)備確定存在需要任務(wù)的任務(wù)目標(biāo)時(shí),所述機(jī)械通過(guò)運(yùn)動(dòng)設(shè)備運(yùn)動(dòng)到需要任務(wù)的任務(wù)目標(biāo)所在區(qū)域,以及所述辨認(rèn)設(shè)備開(kāi)始所述辨認(rèn)。
(42)一種系統(tǒng),包括在沒(méi)有手動(dòng)操作的情況下運(yùn)動(dòng)并執(zhí)行任務(wù)的機(jī)械以及用于控制所述任務(wù)的控制裝置。所述機(jī)械包括用于沿著預(yù)定路徑運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)備,用于通過(guò)運(yùn)動(dòng)設(shè)備通過(guò)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)任務(wù)目標(biāo)的檢測(cè)設(shè)備,用于將與由所述檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)到的任務(wù)目標(biāo)有關(guān)的信息發(fā)送到控制裝置的發(fā)送設(shè)備,以及用于根據(jù)來(lái)自于控制裝置的指令執(zhí)行與任務(wù)目標(biāo)有關(guān)的任務(wù)的任務(wù)設(shè)備??刂蒲b置包括用于接收從所述機(jī)械發(fā)送的信息的接收設(shè)備,用于通過(guò)利用與任務(wù)目標(biāo)有關(guān)的由接收設(shè)備接收到的信息來(lái)辨認(rèn)所述任務(wù)目標(biāo)的辨認(rèn)設(shè)備,用于檢測(cè)由所述辨認(rèn)設(shè)備辨認(rèn)的任務(wù)目標(biāo)的狀態(tài)的檢測(cè)設(shè)備,用于基于通過(guò)所述檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè)結(jié)果確定是否執(zhí)行與所述任務(wù)目標(biāo)有關(guān)的任務(wù)的確定設(shè)備,以及控制設(shè)備,該控制設(shè)備用于當(dāng)所述確定設(shè)備確定執(zhí)行任務(wù)時(shí)指示所述機(jī)械執(zhí)行與任務(wù)目標(biāo)有關(guān)的任務(wù)以及用于當(dāng)所述確定設(shè)備確定不執(zhí)行所述任務(wù)時(shí)指示所述機(jī)械通過(guò)所述運(yùn)動(dòng)設(shè)備運(yùn)動(dòng)并且在沒(méi)有通過(guò)所述任務(wù)設(shè)備執(zhí)行所述任務(wù)的情況下通過(guò)所述檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)下一個(gè)任務(wù)目標(biāo)。
在該情況下,所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括識(shí)別裝置,用于識(shí)別其中存在需要任務(wù)的任務(wù)目標(biāo)的區(qū)域。所述識(shí)別裝置包括用于檢測(cè)在比可由所述機(jī)械檢測(cè)的區(qū)域?qū)挼膮^(qū)域中的多個(gè)任務(wù)目標(biāo)的寬區(qū)域檢測(cè)設(shè)備,以及用于將檢測(cè)到的多個(gè)任務(wù)目標(biāo)的信息發(fā)送到所述控制裝置的發(fā)送設(shè)備??刂蒲b置包括用于接收從所述識(shí)別裝置發(fā)送的信息的接收設(shè)備,以及用于基于由所述接收設(shè)備接收到的多個(gè)任務(wù)目標(biāo)的信息確定需要任務(wù)的任務(wù)目標(biāo)是否包括在多個(gè)任務(wù)目標(biāo)之中。當(dāng)所述寬區(qū)域確定設(shè)備確定包括需要任務(wù)的任務(wù)目標(biāo)時(shí),所述機(jī)械通過(guò)所述運(yùn)動(dòng)設(shè)備運(yùn)動(dòng)到其中需要任務(wù)的任務(wù)目標(biāo)所在的區(qū)域,以及所述檢測(cè)設(shè)備開(kāi)始所述檢測(cè)。
(43)一種任務(wù)方法,包括使任務(wù)裝置沿著預(yù)定路線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,通過(guò)所述運(yùn)動(dòng)過(guò)程通過(guò)運(yùn)動(dòng)通過(guò)所述任務(wù)裝置辨認(rèn)任務(wù)目標(biāo)的辨認(rèn)過(guò)程,檢測(cè)被辨認(rèn)的任務(wù)目標(biāo)的狀態(tài)的檢測(cè)過(guò)程,以及基于檢測(cè)結(jié)果確定是否執(zhí)行與任務(wù)目標(biāo)有關(guān)的任務(wù)的確定過(guò)程。當(dāng)在所述確定過(guò)程中確定要執(zhí)行任務(wù)時(shí),通過(guò)所述任務(wù)裝置執(zhí)行與所述任務(wù)目標(biāo)有關(guān)的任務(wù)的任務(wù)過(guò)程被執(zhí)行,以及當(dāng)在所述確定過(guò)程中確定不執(zhí)行所述任務(wù)時(shí),在通過(guò)所述運(yùn)動(dòng)過(guò)程在運(yùn)動(dòng)時(shí)辨認(rèn)下一個(gè)任務(wù)目標(biāo)的過(guò)程被執(zhí)行,而沒(méi)有通過(guò)所述任務(wù)過(guò)程執(zhí)行所述任務(wù)。
(44)一種用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行這些過(guò)程的程序,或記錄該程序的計(jì)算機(jī)可讀的記錄介質(zhì),所述過(guò)程包括使任務(wù)裝置沿著預(yù)定路線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,通過(guò)所述運(yùn)動(dòng)過(guò)程通過(guò)運(yùn)動(dòng)通過(guò)所述任務(wù)裝置辨認(rèn)任務(wù)目標(biāo)的辨認(rèn)過(guò)程,檢測(cè)被辨認(rèn)的任務(wù)目標(biāo)的狀態(tài)的檢測(cè)過(guò)程,以及基于檢測(cè)結(jié)果確定是否執(zhí)行與任務(wù)目標(biāo)有關(guān)的任務(wù)的確定過(guò)程。當(dāng)在所述確定過(guò)程中確定要執(zhí)行所述任務(wù)時(shí),通過(guò)所述任務(wù)裝置執(zhí)行與任務(wù)目標(biāo)有關(guān)的任務(wù)的任務(wù)過(guò)程被執(zhí)行,以及當(dāng)在所述確定過(guò)程中確定不執(zhí)行所述任務(wù)時(shí),通過(guò)所述運(yùn)動(dòng)過(guò)程在運(yùn)動(dòng)時(shí)辨認(rèn)下一個(gè)任務(wù)目標(biāo)的過(guò)程被執(zhí)行,而沒(méi)有通過(guò)所述任務(wù)過(guò)程執(zhí)行所述任務(wù)。
(45)一種機(jī)械,包括用于獲取當(dāng)前位置的當(dāng)前位置獲取裝置,用于獲取圖像信息的傳感器裝置,用于傳遞由動(dòng)能源生成的動(dòng)能并運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置,以及用于通過(guò)所述傳動(dòng)裝置控制所述運(yùn)動(dòng)的控制裝置。所述控制裝置基于由當(dāng)前位置獲取設(shè)備獲取的當(dāng)前位置通過(guò)所述傳動(dòng)裝置來(lái)控制所述運(yùn)動(dòng),并且基于由傳感器裝置獲取的圖像信息修正所述運(yùn)動(dòng)。在該情況下,運(yùn)動(dòng)的修正可基于與從圖像信息獲得的距離有關(guān)的信息進(jìn)行。此外,與所述距離有關(guān)的信息可以是與到地表面的距離有關(guān)的信息。此外,所述控制裝置可基于圖像信息辨認(rèn)出現(xiàn)在機(jī)械的行進(jìn)方向上的物體并根據(jù)辨認(rèn)的結(jié)果修正該運(yùn)動(dòng)。此外,當(dāng)物體不能被辨認(rèn)時(shí),所述控制裝置可提示用戶(hù)識(shí)別物體的類(lèi)型,或修正所述運(yùn)動(dòng)以便避開(kāi)該物體。
(46)一種包括機(jī)械和用于通過(guò)該機(jī)械控制運(yùn)動(dòng)的控制裝置的系統(tǒng),所述機(jī)械包括用于獲取當(dāng)前位置的當(dāng)前位置獲取裝置,用于獲取圖像信息的傳感器裝置,以及傳遞由動(dòng)能源生成的動(dòng)能并運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置。所述機(jī)械將由當(dāng)前位置獲取裝置獲取的當(dāng)前位置和由傳感器裝置獲取的圖像信息發(fā)送到所述控制裝置。所述控制裝置基于獲取的當(dāng)前位置通過(guò)所述機(jī)械控制所述運(yùn)動(dòng),并基于獲取的圖像信息修正所述機(jī)械的運(yùn)動(dòng)。
(47)一種用于在沒(méi)有手動(dòng)操作的情況下使機(jī)械運(yùn)動(dòng)的方法,包括獲取當(dāng)前位置的當(dāng)前位置獲取過(guò)程,獲取圖像信息的圖像信息獲取過(guò)程,傳遞由動(dòng)能源生成的動(dòng)能并且運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,基于在當(dāng)前位置獲取過(guò)程中獲取的當(dāng)前位置運(yùn)動(dòng)的過(guò)程,以及基于在圖像信息獲取過(guò)程中獲取的圖像信息修正所述運(yùn)動(dòng)的過(guò)程。
(48)一種用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行一些過(guò)程的程序,或記錄該程序的計(jì)算機(jī)可讀的記錄介質(zhì),該過(guò)程包括獲取當(dāng)前位置的當(dāng)前位置獲取過(guò)程,獲取圖像信息的圖像信息獲取過(guò)程,傳遞由動(dòng)能源生成的動(dòng)能并運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,基于在當(dāng)前位置獲取過(guò)程中獲取的當(dāng)前位置而運(yùn)動(dòng)的過(guò)程,以及基于在圖像信息獲取過(guò)程中獲取的圖像信息修正所述運(yùn)動(dòng)的過(guò)程。
注意到,本申請(qǐng)要求2014年7月16日提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?014-146163的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益,其內(nèi)容整個(gè)被并入于此。
農(nóng)業(yè)機(jī)械和農(nóng)場(chǎng)土地中的系統(tǒng)被描述在以上實(shí)施例中;然而,本發(fā)明不限于如上所述的具體實(shí)施例,在沒(méi)有背離本發(fā)明的范圍的情況下可進(jìn)行變型和修改。