残余物监测和基于残余物的控制制造技术

本公开内容描述了用于控制涉及残余物的操作的方法和控制系统。所述方法包括，通过机具在田地上执行第一操作，第一操作在所述田地上产生残余物；由照相机组件捕获田地的在机具的前方或后方的区域的第一图像。第一图像被分析以确定田地上的残余物覆盖度的指标。在田地上执行后续操作，基于所确定的残余物覆盖度的指标来控制所述后续操作的一个或多个方面。

【技术实现步骤摘要】

本公开内容涉及监测残余物和控制涉及残余物的操作。
技术介绍
各种农业操作或其它操作可能产生覆盖由所述操作处理的区域的一部分的残余物。例如，在农业环境下，残余物可以包括可能被切割或未切割的并且不同程度地松散或连接到地面的秸杆、玉米杆或各种其它类型的植株材料。农业残余物可能由例如可以通常不同程度地切割和埋藏植株材料的耕种操作而产生，并且因此可能产生各种尺寸的不同程度地覆盖被耕种的地面的残余物。特别地，根据诸如田地的局部地形和土壤状态、局部的植株覆盖度、在即时耕种(或其它)操作之前的残余物特性等因素，残余物的尺寸和覆盖度(coverage)随着位置的不同而改变，甚至在单个田地中。通常可以通过至少两个因素来描述残余物覆盖度:百分比覆盖度(即，地面的由残余物覆盖的规定区域的百分比)和残余物尺寸(即，残余物的单独部分的特征长度、宽度或面积)。
技术实现思路
公开了用于监测残余物覆盖度和控制各种操作的控制系统和方法。根据本专利技术的一个方面，一种用于针对具有照相机组件的机具进行的残余物管理的方法，包括在田地上通过所述机具来执行第一操作，其中所述第一操作在田地上产生残余物。由照相机组件捕获或拍摄田地的在机具的前方或后方的区域的第一图像。第一图像被分析以确定田地上的残余物覆盖度的指标。在田地上执行后续操作，基于所确定的残余物覆盖度的指标来控制所述后续操作的一个或多个方面。在某些实施例中，后续操作可以利用不同于第一操作的机具，并且可以不形成包括所述第一操作的一系列连续操作的一部分，即与包括所述第一操作的一系列连续操作分开。残余物覆盖度的指标可以与机具在田地上的位置和至少部分地基于所述位置被控制的后续操作相关联。残余物覆盖度的指标可以包括残余物百分比覆盖度或残余物尺寸的指标。照相机组件可以包括立体图像照相机组件或红外照相机系统。在某些实施例中，第一图像可以是在机具后方的区域的图像，并且田地在机具前方的区域的第二图像可以被捕获或拍摄。由第一图像和第二图像成像的区域可以重叠并且所述两个图像可以被相比较以确定残余物覆盖度的指标。在某些实施例中，机具可以是耕种机具。第一操作可以包括通过机具进行的耕种操作的第一部分，并且后续操作可以包括同一耕种操作的第二部分。控制后续操作的一个或多个方面可以包括调节被包含在机具上的多个耕种机具的深度或下压力。根据本专利技术的另一方面，控制系统包括一个或多个处理器装置、与一个或多个处理器装置连接的一个或多个存储器架构、和与一个或多个处理器装置通信的至少一个照相机组件。所述一个或多个处理器装置被配置成用于执行类似于上述方法的功能。在附图和以下的描述中阐述本专利技术的一个或多个实现方式的细节。根据所述描述、附图和权利要求，其它的特征和优点将变得显而易见。【附图说明】图1是车轮组件处于缩回方向的示例性耕种机具的侧视图，可以在该示例性耕种机具上执行所公开的系统和/或方法。图2是图1的耕种机具的另一侧视图，其中车轮组件处于延伸方向。图3是图1的耕种机具的透视图，其中车轮组件处于缩回方向。图4A和4B是图1的耕种机具的局部透视图，分别地示出了后方的图像区域和前方的图像区域；以及图5是与用于图1的耕种机具的残余物监测和管理的方法相关的过程示意图。在各个附图中类似的附图标记指示类似的元件。【具体实施方式】下文描述了所公开的系统和方法的一个或多个示例性实现方式，如以上简短地描述的附图所示。如上所述，多种操作可以在田地上产生残余物。例如，利用各种碎土器、切割盘和其它机具的初耕操作可以沿着田地不同程度地切割和埋藏植株材料。通常地，在该操作(和其它操作)之后，一定量的残余物(即，切割和未切割的植株材料)可能被留在田地表面上。该残余物大致至少可以由百分比覆盖度(即，地面的由残余物覆盖的规定区域的百分比)和残余物特征尺寸(即，残余物的具体部分的长度、宽度或面积的平均值、额定值或其它测量值)表征。在某些应用中，可以有用的是用相对精确度理解残余物覆盖度的特性。例如，解决侵蚀和其它问题的某些调整标准可以针对诸如初耕操作或复耕操作、种植操作、喷洒操作等具体操作之后的残余物，来规定目标百分比覆盖度。在多个示例中，还可以有用的是在田地的规定区域范围内理解残余物的特征(例如，平均)尺寸。在某些操作中，可以有用的是理解百分比覆盖度和残余物尺寸二者。例如，为执行有效的初耕操作，操作员可以在大于4英寸长的残余物材料不超过10%的情况下，努力留下至少30%的残余物覆盖度。就此而论，可以有用的是，提供用于在具体操作过程中主动地评估残余物覆盖度的各个方面并且利用该评估来引导具体操作的或不同的未来操作的正在进行的方面的系统和方法。例如，对于初耕(或其它的)操作，可以有用的是提供一种控制系统，该控制系统确定在已经被耕种(或以其它方式被处理)的田地的一部分上的残余物的百分比覆盖度和特征尺寸；然后利用所确定的百分比覆盖度和特征尺寸来引导相同田地上的继续的耕种(或其它的)操作或未来的操作(例如，复耕操作或种植操作)。本文中的多个讨论可以使用耕种机具来具体地处理耕种操作。然而，将理解本文中公开的系统和方法可以被用于各种其它的操作和各种其它的机具。在某些实施例中，可以为耕种(或其它的)机具提供一个或多个照相机组件，该照相机组件能够捕获或拍摄机具正在其上操作的田地的可见图像、红外图像或其它图像。在某些实施例中，至少一个照相机可以被安装到耕种机具，以捕获或拍摄地面的直接在耕种机具后方的区域的图像。在某些实施例中，至少一个其它的照相机可以被安装到机具，以捕获或拍摄地面的直接在耕种机具前方的区域的图像。(关于这点，将理解，“在前方”、“在后方”和类似的位置指代可能不一定指示相关机具的每个部件的完全地前方的或后方的位置。而是，这些指代可以指示可以影响田地上残余物覆盖度的机具的各种机具或其它部件的前方和后方的位置。例如，对于具有两个前圆盘耙组、中央碎土器组件和后闭合圆盘耙组件的耕种机具，捕获或拍摄机具的“前方”区域的图像的照相机可以被视为捕获或拍摄最前方圆盘耙组的前方的区域上的图像。类似地，捕获或拍摄机具“后方”区域的图像的照相机可以被视为捕获在闭合圆盘耙组件的后方的区域的图像。)在某些实施例中，多个照相机组件可以基于反射比或荧光或其它方式，来捕获或拍摄可见光谱的、彩色的或灰度的、红外的图像。在某些实施例中，一个或多个照相机组件可以包括能够捕获或拍摄田地的立体图像的立体图像照相机组件。例如，一个或多个照相机组件可以包括具有两个或更多镜头和图像传感器的立体照相机，或一个或多个照相机组件可以包括被布置成用于捕获或拍摄田地的立体图像的多个照相机。与相关机具相关联的计算机系统或装置可以分析由一个或多个照相机组件捕获或拍摄的田地的图像，以确定田地上的残余物覆盖度的指标。在某些实施例中，例如，计算机系统或装置可以分析图像以确定残余物覆盖度的指标，如田地的被成像区域中的残留物的百分比覆盖度或田地的被成像区域中的残留物的特征尺寸(或尺寸分布)。可以以包括通过边缘发现算法、颜色或灰度梯度分析或其它技术的各种方式来分析图像。在某些实施例中，可以分析来自机具后方的图像(即，“后方”图像)，以确定针对田地的已经被耕种(或以其它方式被相关操作处理的)的区域的残余物覆盖度的指标。在某些实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于针对具有至少一个照相机组件的机具进行的残余物管理的方法，所述方法包括下述步骤：通过机具在田地上执行第一操作，所述第一操作在田地上产生残余物；通过所述至少一个照相机组件捕获田地的在所述机具前方或在所述机具后方的区域的第一图像；通过一个或多个计算装置分析所述第一图像，以确定田地上的残余物覆盖度的指标；在田地上执行后续操作；以及至少部分地基于所确定的残余物覆盖度的指标、通过所述一个或多个计算装置控制来控制所述后续操作的一个或多个方面。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·T·卡斯帕，里基·B·泰伦，约翰·M·施维茨，
申请(专利权)人：迪尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US