使用活作物的实时光谱分析的农业养料施用制造技术

农业养料施用器包括容器和养料分配组件，所述养料分配组件能够操作地联接到所述容器以从所述容器输送养料。提供光谱反射作物感测系统，所述光谱反射作物感测系统包括光学窗口。呈现组件被安装到所述农业养料施用器，并且被配置为在所述农业养料施用器移动时将田地中的活植物定位成靠近所述光谱反射作物感测系统的所述光学窗口。控制器被联接到所述光谱反射作物感测系统和所述养料分配组件。所述控制器被配置为从所述光谱反射作物感测系统获取指示所述活植物中测量到的养料水平的信息、并且基于所述测量到的养料水平和一目标养料水平来确定补救养料量。所述控制器基于所述补救量来控制所述养料分配组件。补救量来控制所述养料分配组件。补救量来控制所述养料分配组件。

【技术实现步骤摘要】
使用活作物的实时光谱分析的农业养料施用


[0001]本描述涉及农业养料施用器。更具体地，本描述涉及提供基于活作物的养料分析来控制养料施用的农业养料施用器。

技术介绍

[0002]对用于生长中的作物的养料的有效选择、施用和时机掌握对于现代农业是必不可少的。随着技术提高了向各个行的植物输送精确养料水平的能力，产量也有所提高。在定位系统(诸如，GPS)的帮助下，农民可以精确地绘制他们的土壤的养料含量，然后可以使用与拖拉机上的养料图相结合的GPS来根据需要将各种量的养料(诸如，肥料)输送至他们田地的各个部分，而不是在整个田地上施用一设定的量。
[0003]上面的讨论仅是作为一般背景信息被提供的，并非旨在用于帮助确定要求保护的主题的范围。

技术实现思路

[0004]农业养料施用器包括容器和养料分配组件，所述养料分配组件能够操作地联接到所述容器以从所述容器输送养料。提供光谱反射作物感测系统，所述光谱反射作物感测系统包括光学窗口。呈现组件被安装到所述农业养料施用器，并且被配置为在所述农业养料施用器移动时将田地中的活植物定位成靠近所述光谱反射作物感测系统的所述光学窗口。控制器被联接到所述光谱反射作物感测系统和所述养料分配组件。所述控制器被配置为从所述光谱反射作物感测系统获取指示所述活植物中测量到的养料水平的信息、并且基于所述测量到的养料水平和一目标养料水平来确定补救养料量。所述控制器基于所述补救量来控制所述养料分配组件。
[0005]提供本
技术实现思路
以按简化形式介绍概念的选择，所述概念在下面的具体实施方式中被进一步描述。本
技术实现思路
并非旨在标识要求保护的主题的关键特征或必要特征，也非旨在用于帮助确定要求保护的主题的范围。要求保护的主题不限于解决
技术介绍
中指出的任何或所有缺点的实施方式。
附图说明
[0006]图1是根据一个实施例的农业养料施用器的示意性俯视平面图。
[0007]图2是根据一个实施例的光谱作物感测模块的示意图。
[0008]图3A是根据一个实施例的用于幼苗和特别脆弱的小植物的光谱作物感测模块的呈现组件的示意性截面图。
[0009]图3B是根据一个实施例的用于幼苗和特别脆弱的小植物的光谱作物感测模块的呈现组件的示意性透视图。
[0010]图4是根据另一实施例的光谱作物感测模块的呈现组件的示意图。
[0011]图5A和图5B分别是根据另一实施例的光谱作物感测模块的呈现组件的俯视平面
图和示意性透视图。
[0012]图6是根据一个实施例的向农业作物施用养料的方法的流程图。
[0013]图7是根据一个实施例的农业养料施用器的控制系统的示意图。
[0014]图8是根据一个实施例的施用农业养料的方法的流程图。
[0015]图9是根据一个实施例的测量活作物中的养料水平的方法的流程图。
[0016]图10是在图1中示出的农业养料施用器的框图，除了该农业养料施用器与远程服务器架构中的元件通信之外。
[0017]图11是其中可以部署(例如)图7的元件或其部分元件的计算环境的一个示例。
具体实施方式
[0018]如上所述，对输送至生长中的作物的养料的有效选择、施用和时机掌握对于有效的农业非常重要。本文描述的实施例通常以新方式采用设备/技术以提供对生长中的(即，根在土地中的活植物)作物的了解。该信息允许基于实际的作物所需来更精确地向生长中的作物输送养料。下面描述了向生长中的作物输送养料的农业养料输送系统和方法。
[0019]最近，对植物物质的光谱分析提供了关于收割的植物以及在实验室环境(setting)中的大量信息。例如，近红外反射(NIR)技术朝向收割的作物生成近红外光照并且分析反射的返回信号。如本文所使用的，近红外是指具有开始于800纳米至2,500纳米的波长的光照。该技术能够几乎立即产生结果，并且被用于实验室环境以及收割操作。在收割期间，NIR用于确定所收割的作物的水分、干物质、蛋白质、淀粉、纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和糖分。农民可以使用这些信息来计划针对下一季度的施肥。采用该技术的一种可商业获取的产品以商品名HarvestLab 3000出售，可从伊利诺伊州莫林的迪尔公司(Deere&Company)获取。HarvestLab 3000设备可用于实验室环境以及收割机两者中以基本上实时地获取数据，使得该数据可以与收割机位置相关联，以用于未来的规划。
[0020]还相信类似的技术可以与中红外反射技术(MIR)一起使用，该中红外反射技术采用具有大于2500纳米但小于约8000纳米波长的光照。此外，以下描述的实施例包括使用NIR和MIR的组合。虽然本公开的大部分是针对NIR的，但这是出于解释的目的，并且同样适用于MIR。
[0021]根据以下描述的实施例，将光谱技术(诸如，NIR技术)应用于生长中的作物以便评估作物的养料水平。然而，与生长中的作物一起使用光谱技术(诸如，NIR)涉及重大的挑战。首先，光谱传感器可能会受到环境光(例如，阳光)的不利影响。虽然这在实验室环境中或在作物已经从地面上切断的农业机器中是容易控制的，但当作物保持扎根至地面时则是非常困难的。其次，光谱技术要求将正在被感测的材料显着地提供至光学光谱传感器。同样地，这在实验室环境中或在作物已经从地面上切断/移除的环境中使容易解决的。第三个困难是将生长中的作物呈现给光谱传感器的过程不应损伤该作物。下面阐述的实施例总体上克服了这些挑战中的一些或全部，从而允许将光谱技术(诸如，NIR和/或MIR)应用于生长中的作物，从而允许使用由此类技术提供的大量信息来为生长过程(例如，养料的输送)提供信息。
[0022]图1是根据一个实施例的农业养料施用器的示意性俯视平面图。虽然在图1中图示的示例示出了自供能的农业养料施用器，但本领域技术人员将理解的是，可以针对任何合
适的农业机器来实践实施例，无论该农业机器是自推进式的还是牵引式的。在一些实施例中，农业机器是农业养料施用器。然而，也可以用侦察作物以确定养料需求并将该养料需求与位置相关联的农业机器来实践实施例。此外，本文所描述的实施例同样适用于施用干养料、液体养料和/或气体养料的养料施用器。更进一步地，实施例同样适用于例如施用侧面施肥(side dress)应用和顶部施肥(top dress)应用的养料施用器。如本文所施用的，农业养料施用器旨在涵盖在农业中使用的喷洒器、散布机、侧面施肥钻机和高容量养料施用器。
[0023]农业养料施用器100包括底盘102，由轮或轨道104支撑该底盘102以在生长中的作物的田地上行进。养料施用器100包括养料容器或罐105，该养料容器或罐105联接到养料施用器组件106以将养料分配至田地中的作物。养料可以是干养料、液体养料、气体养料或其组合的形式。如图1所示，施用器组件106包括具有多个喷嘴108的悬臂，该多个喷嘴108安装在悬臂上并且被布置成分配养料。根据一个实施例，养料施用器100包括光谱作物感测模块110或联接到光谱作物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种农业养料施用器，包括：容器；养料分配组件，所述养料分配组件能够操作地联接到所述容器以从所述容器输送养料；光谱反射作物感测系统，所述光谱反射作物感测系统具有光学窗口；呈现组件，所述呈现组件被安装到所述农业养料施用器，所述呈现组件被配置为在所述农业养料施用器移动时将田地中的活植物定位成靠近所述光谱反射作物感测系统的所述光学窗口；和控制器，所述控制器被联接到所述光谱反射作物感测系统和所述养料分配组件，所述控制器被配置为从所述光谱反射作物感测系统获取指示所述活植物中测量到的养料水平的信息、并且基于所述测量到的养料水平和一目标养料水平来确定补救养料量，所述控制器进一步被配置为基于所述补救养料量来控制所述养料分配组件。2.根据权利要求1所述的农业养料施用器，其中，所述光谱反射作物感测系统被配置为生成具有介于800纳米与8000纳米之间的波长的光照，所生成的光照穿过所述光学窗口并且从所述活植物反射以提供指示所述测量到的养料水平的响应。3.根据权利要求1所述的农业养料施用器，其中，所述呈现组件包括被配置为在所述活植物上方滑动的底部表面，所述底部表面具有设置在所述光学窗口附近的孔。4.根据权利要求3所述的农业养料施用器，其中，所述呈现组件包括渐缩的前缘。5.根据权利要求3所述的农业养料施用器，其中，自动高度控制系统控制所述呈现组件的高度以在不损伤所述活植物的情况下提供合适的反射信号。6.根据权利要求1所述的农业养料施用器，其中，所述呈现组件包括平行布置的多个浮筒状结构，并且其中所述光谱反射作物感测系统设置在所述多个浮筒状结构之间。7.根据权利要求6所述的农业养料施用器，其中，所述光谱反射作物感测系统被设置为观察所述活...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯文，
申请(专利权)人：迪尔公司，
类型：发明
国别省市：