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BR102022025465A2 - AGRICULTURAL MACHINE WITH FRONT SENSOR SYSTEM AND ACTIONABLE BEAM - Google Patents

AGRICULTURAL MACHINE WITH FRONT SENSOR SYSTEM AND ACTIONABLE BEAM Download PDF

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BR102022025465A2
BR102022025465A2 BR102022025465-6A BR102022025465A BR102022025465A2 BR 102022025465 A2 BR102022025465 A2 BR 102022025465A2 BR 102022025465 A BR102022025465 A BR 102022025465A BR 102022025465 A2 BR102022025465 A2 BR 102022025465A2
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BR
Brazil
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agricultural machine
field
height
agricultural
ground
Prior art date
Application number
BR102022025465-6A
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Portuguese (pt)
Inventor
Paul Yalden Montgomery
Lee Kamp Redden
Original Assignee
Blue River Technology Inc.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Blue River Technology Inc. filed Critical Blue River Technology Inc.
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Abstract

As modalidades referem-se a uma máquina agrícola que inclui uma viga, um sistema acionador, um sistema de sensor e um sistema de controle. A viga se estende para longe de um corpo da máquina agrícola. O sistema acionador controla uma posição da viga acionável em relação ao corpo. O sistema de sensor gera dados de medição que indicam a posição de um ponto no solo na frente de um componente da máquina agrícola em relação ao sistema de sensor. O sistema de controle determina a altura da viga alvo para o ponto do solo. Com base nos dados de medição e na altura da viga alvo, o sistema de controle aciona o sistema acionador para ajustar a posição da viga. Como resultado do ajuste de posição, a altura da viga em relação ao solo é igual à altura da viga alvo antes da passagem do componente sobre o ponto do solo. Embodiments relate to an agricultural machine including a beam, a drive system, a sensor system and a control system. The beam extends away from an agricultural machine body. The drive system controls a position of the drive beam relative to the body. The sensor system generates measurement data that indicate the position of a point on the ground in front of an agricultural machine component in relation to the sensor system. The control system determines the target beam height for the ground point. Based on the measurement data and the target beam height, the control system triggers the drive system to adjust the beam position. As a result of the tweak, the height of the beam relative to the ground is equal to the height of the target beam before the component passes over the ground point.

Description

MÁQUINA AGRÍCOLA COM SISTEMA DE SENSOR FRONTAL E VIGA ACIONÁVELAGRICULTURAL MACHINE WITH FRONT SENSOR SYSTEM AND ACTIONABLE BEAM ANTECEDENTESBACKGROUND CAMPO DE DIVULGAÇÃODISCLOSURE FIELD

[001] Esta divulgação se refere a uma máquina agrícola com um sistema de sensor frontal e uma viga acionável e, mais especificamente, para ajustar proativamente a posição da viga com base nos dados do sistema de sensor.[001] This disclosure relates to an agricultural machine with a front sensor system and an actionable beam, and more specifically, to proactively adjust the position of the beam based on data from the sensor system.

DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADADESCRIPTION OF THE RELATED TECHNIQUE

[002] As máquinas agrícolas podem se mover por um campo e realizar ações agrícolas no campo ou nas culturas que crescem no campo. Para realizar ações agrícolas, a máquina agrícola suporta um ou mais mecanismos de tratamento por uma viga. No entanto, a viga e os mecanismos de tratamento podem ser danificados à medida que a máquina agrícola se move pelo campo. Por exemplo, a viga pode atingir o solo ou um objeto no campo.[002] Agricultural machines can move across a field and perform agricultural actions in the field or on crops growing in the field. To carry out agricultural actions, the agricultural machine supports one or more treatment mechanisms by a beam. However, the beam and treatment mechanisms can be damaged as the farm machine moves across the field. For example, the beam could hit the ground or an object in the field.

SUMÁRIOSUMMARY

[003] As modalidades referem-se a uma máquina agrícola que inclui uma viga acionável, um sistema acionador, um sistema de sensor e um sistema de controle. A viga se estende para longe do corpo da máquina agrícola. A viga pode suportar um mecanismo de tratamento. O sistema acionador controla uma posição da viga acionável em relação ao corpo da máquina agrícola. O sistema de sensores inclui um ou mais sensores e gera dados de medição. Esses dados de medição indicam distâncias e ângulos entre o sistema de sensores e os pontos de solo no campo. Os dados de medição também podem indicar alturas de plantas crescendo no campo. Os pontos de solo no campo são pelo menos uma primeira distância limiar (por exemplo, 0,5 metros) na frente de um componente da máquina agrícola (por exemplo, a viga, o corpo ou um mecanismo de locomoção). O sistema de controle determina uma altura de viga alvo (ou desejada) para cada ponto no solo. Com base nos dados de medição e nas alturas da viga alvo, o sistema de controle aciona/comanda/aciona o sistema acionador para ajustar a posição da viga à medida que a máquina agrícola se move em direção aos pontos do solo. Como resultado dos ajustes de posição, a altura da viga em relação ao campo é igual a (por exemplo, dentro de um segundo limiar de) cada altura da viga alvo antes do componente passar pelos pontos de solo correspondentes.[003] The embodiments refer to an agricultural machine that includes an actionable beam, a drive system, a sensor system and a control system. The beam extends away from the farm machine body. The beam can support a treatment mechanism. The drive system controls a position of the driveable beam in relation to the agricultural machine body. The sensor system includes one or more sensors and generates measurement data. This measurement data indicates distances and angles between the sensor system and ground points in the field. Measurement data can also indicate heights of plants growing in the field. Ground points in the field are at least a first threshold distance (e.g. 0.5 meters) in front of an agricultural machine component (e.g. beam, body or a locomotion mechanism). The control system determines a target (or desired) beam height for each point on the ground. Based on the measurement data and target beam heights, the control system triggers/commands/drives the drive system to adjust the beam position as the farm machine moves towards the ground points. As a result of the tweaks, the height of the beam relative to the field is equal to (eg, within a second threshold of) each target beam height before the component passes through the corresponding ground points.

[004] Entre outras vantagens, a máquina agrícola reduz a probabilidade da viga (ou um objeto acoplado à viga) atingir o solo ou um objeto no campo. A máquina agrícola também pode aumentar a estabilidade da viga e reduzir a variabilidade da altura da viga à medida que se move pelo campo.[004] Among other advantages, the agricultural machine reduces the probability of the beam (or an object attached to the beam) hitting the ground or an object in the field. The farm machine can also increase beam stability and reduce beam height variability as it moves across the field.

[005] Para gerar dados de medição (por exemplo, distância) para pontos de solo na frente do componente, o sistema de sensor pode ser orientado ao longo de uma direção para frente e direção para baixo. As informações prospectivas permitem que o sistema de controle ajuste a viga enquanto considera a dinâmica e os limites do sistema acionador. O sistema de sensor pode ser acoplado à viga ou ao corpo da máquina agrícola. O sistema de sensor pode incluir um sensor LIDAR. O sistema de sensor também pode incluir um sensor IMU ou sensor de potenciômetro.[005] To generate measurement data (eg distance) for ground points in front of the component, the sensor system can be oriented along a forward direction and a downward direction. Prospective information allows the control system to adjust the beam while considering the dynamics and limits of the driver system. The sensor system can be attached to the beam or to the body of the agricultural machine. The sensor system may include a LIDAR sensor. The sensor system can also include an IMU sensor or potentiometer sensor.

[006] O sistema de controle pode determinar as alturas de viga acionáveis alvo com base em pelo menos um dentre: uma distância de detecção do sistema de sensor, um ângulo de detecção do sistema de detecção, uma velocidade da máquina agrícola se movendo pelo campo, uma autoridade do acionador do sistema acionador, uma cultura no campo, uma altura da cultura no campo, um mecanismo de tratamento acoplado à viga acionável ou uma variabilidade de altura do solo. Em resposta à variabilidade de altura do solo excedendo um valor de variabilidade limiar, o sistema de controle pode elevar a viga acionável para uma posição de segurança predeterminada. É improvável que a viga na posição de segurança atinja o solo ou objetos no campo.[006] The control system can determine the target actionable beam heights based on at least one of: a detection distance of the sensor system, a detection angle of the detection system, a speed of the agricultural machine moving through the field , a driver authority of the driver system, a crop in the field, a crop height in the field, a treatment mechanism attached to the driveable beam, or a ground height variability. In response to ground height variability exceeding a threshold variability value, the control system may raise the actuatable beam to a predetermined safety position. The beam in the safety position is unlikely to hit the ground or objects in the field.

[007] Por brevidade, a descrição aqui se refere ao ajuste da posição de uma viga de uma máquina agrícola. Adicionalmente, ou alternativamente, o sistema acionador pode incluir acionadores para controlar outros componentes da máquina agrícola. Por exemplo, o sistema acionador pode controlar uma posição de um corpo intermediário que suporta as vigas. Em outro exemplo, o sistema acionador controla um chassi da máquina agrícola. As posições desses outros componentes podem ser ajustadas usando métodos e sistemas semelhantes aos descritos neste documento.[007] For brevity, the description here refers to adjusting the position of a beam of an agricultural machine. Additionally, or alternatively, the drive system may include drives for controlling other components of the agricultural machine. For example, the drive system can control a position of an intermediate body that supports the beams. In another example, the drive system controls an agricultural machine chassis. The positions of these other components can be adjusted using methods and systems similar to those described in this document.

[008] Outros aspectos incluem componentes, dispositivos, sistemas, melhorias, métodos, processos, aplicativos, meios legíveis por computador e outras tecnologias relacionadas a qualquer um dos itens acima.[008] Other aspects include components, devices, systems, improvements, methods, processes, applications, computer-readable media and other technologies related to any of the above.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[009] A FIG. 1A ilustra uma vista isométrica de uma máquina agrícola, de acordo com um primeiro exemplo de modalidade.[009] FIG. 1A illustrates an isometric view of an agricultural machine, according to a first embodiment example.

[0010] A FIG. 1B ilustra uma vista superior de uma máquina agrícola, de acordo com a primeira modalidade.[0010] FIG. 1B illustrates a top view of an agricultural machine, according to the first embodiment.

[0011] A FIG. 1C ilustra uma vista isométrica de uma máquina agrícola, de acordo com uma segunda modalidade de exemplo.[0011] FIG. 1C illustrates an isometric view of an agricultural machine, according to a second exemplary embodiment.

[0012] A FIG. 2 é um diagrama de blocos do ambiente do sistema para a máquina agrícola, de acordo com uma ou mais modalidades de exemplo.[0012] FIG. 2 is a block diagram of the system environment for the agricultural machine, in accordance with one or more example embodiments.

[0013] As FIGS. 3A a 3C são vistas frontais de uma máquina agrícola movendo-se através de diferentes partes de um campo, de acordo com uma ou mais modalidades de exemplo.[0013] FIGS. 3A to 3C are front views of an agricultural machine moving through different parts of a field, in accordance with one or more exemplary embodiments.

[0014] A FIG. 4A ilustra uma vista em seção transversal de um sensor e viga da máquina agrícola das figuras 3A a 3C, de acordo com uma ou mais modalidades de exemplo.[0014] FIG. 4A illustrates a cross-sectional view of a sensor and beam of the agricultural machine of figures 3A to 3C, according to one or more exemplary embodiments.

[0015] As FIGS. 4B- a 4C ilustram um padrão de ponto de solo de amostra para um sensor), de acordo com uma ou mais modalidades de exemplo.[0015] FIGS. 4B- to 4C illustrate a sample ground dot pattern for a sensor), in accordance with one or more example embodiments.

[0016] A FIG. 5 ilustra alturas de alvo de exemplo para os pontos de solo ilustrados na figura 4A, de acordo com uma ou mais modalidades exemplificativas.[0016] FIG. 5 illustrates example target heights for the ground points illustrated in figure 4A, in accordance with one or more exemplary embodiments.

[0017] A FIG. 6 ilustra um mapa de terreno de um campo, de acordo com uma ou mais modalidades de exemplo.[0017] FIG. 6 illustrates a terrain map of a field, in accordance with one or more example embodiments.

[0018] A FIG. 7 ilustra um método para ajustar uma viga de uma máquina agrícola movendo-se através de um campo, de acordo com uma ou mais modalidades de exemplo.[0018] FIG. 7 illustrates a method for adjusting a beam of an agricultural machine moving across a field, in accordance with one or more exemplary embodiments.

[0019] A FIG. 8 é um diagrama de blocos que ilustra componentes de uma máquina de exemplo para ler e executar instruções de um meio legível por máquina, de acordo com uma ou mais modalidades de exemplo.[0019] FIG. 8 is a block diagram illustrating components of an example machine for reading and executing instructions from a machine-readable medium, in accordance with one or more example embodiments.

[0020] As FIGS. representam várias modalidades apenas para fins de ilustração. Um versado na técnica reconhecerá prontamente a partir da discussão a seguir que modalidades alternativas das estruturas e métodos ilustrados neste documento podem ser empregadas sem se afastar dos princípios descritos neste documento.[0020] FIGS. represent various embodiments for illustration purposes only. One skilled in the art will readily recognize from the following discussion that alternative embodiments of the structures and methods illustrated herein may be employed without departing from the principles described herein.

DESCRIÇÃO DETALHADADETAILED DESCRIPTION I. INTRODUÇÃOI. INTRODUCTION

[0021] As modalidades referem-se a uma máquina agrícola com um sistema de sensores frontais e uma viga acionável. Isso permite que a máquina agrícola ajuste proativamente a posição da viga com base nos dados do sistema de sensores. Antes de descrever as modalidades desta máquina agrícola, as figuras 1 e 2 descrevem informações gerais relacionadas a exemplos de máquinas agrícolas.[0021] The modalities refer to an agricultural machine with a frontal sensor system and an actionable beam. This allows the farm machine to proactively adjust beam position based on data from the sensor system. Before describing the modalities of this agricultural machine, figures 1 and 2 describe general information related to examples of agricultural machines.

II. GESTÃO DE CAMPO E PLANOS DE TRATAMENTOII. FIELD MANAGEMENT AND TREATMENT PLANS

[0022] Os gerentes agrícolas (“gerentes”) são responsáveis por gerenciar as operações agrícolas em um ou mais campos. Os gerentes trabalham para implementar um objetivo agrícola nesses campos e selecionam entre uma variedade de ações agrícolas para implementar esse objetivo agrícola. Tradicionalmente, os gerentes são um agricultor ou agrônomo que trabalha no campo, mas também podem ser outros sistemas configurados para gerenciar as operações agrícolas no campo. Por exemplo, um gerente pode ser uma máquina agrícola automatizada (por exemplo, máquina agrícola 100 abaixo), um modelo de computador aprendido por máquina etc. Em alguns casos, um gerente pode ser uma combinação dos gerentes descritos acima. Por exemplo, um gerente pode incluir um agricultor assistido por um modelo agronômico aprendido por máquina e uma ou mais máquinas agrícolas automatizadas ou pode ser um agricultor e um agrônomo trabalhando em conjunto.[0022] Agricultural managers (“managers”) are responsible for managing agricultural operations in one or more fields. Managers work to implement an agricultural objective in these fields and select from a variety of agricultural actions to implement that agricultural objective. Traditionally, managers are a farmer or agronomist working in the field, but they can also be other systems set up to manage agricultural operations in the field. For example, a manager can be an automated farm machine (eg farm machine 100 below), a machine-learned computer model, etc. In some cases, a manager can be a combination of the managers described above. For example, a manager might include a farmer assisted by a machine-learned agronomic model and one or more automated farm machines, or it might be a farmer and an agronomist working together.

[0023] Os gerentes implementam um ou mais objetivos agrícolas para um campo. Um objetivo agrícola é um objetivo de nível macro para um campo. Por exemplo, os objetivos agrícolas macrocêntricos podem incluir o tratamento de culturas com promotores de crescimento, neutralização de ervas daninhas com reguladores de crescimento, colheita de uma cultura com o melhor rendimento de cultura possível ou qualquer outro objetivo agrícola adequado. No entanto, os objetivos agrícolas também podem ser uma meta de nível mais micro para o campo. Por exemplo, os objetivos agrícolas microcêntricos podem incluir tratar uma planta específica no campo, reparar ou corrigir uma parte de uma máquina agrícola, solicitar feedback de um gerente etc. É claro que existem muitos objetivos agrícolas possíveis e os exemplos mencionados acima não pretendem ser limitantes.[0023] Managers implement one or more farming objectives for a field. An agricultural objective is a macro-level objective for a field. For example, macrocentric agricultural objectives may include treating crops with growth promoters, neutralizing weeds with growth regulators, harvesting a crop with the best possible crop yield, or any other suitable agricultural objective. However, agricultural goals can also be a more micro-level goal for the field. For example, microcentric farming objectives might include treating a specific plant in the field, repairing or correcting a part of an agricultural machine, soliciting feedback from a manager, etc. Of course, there are many possible agricultural goals and the examples mentioned above are not intended to be limiting.

[0024] Os objetivos agrícolas podem ser alcançados por uma ou mais máquinas agrícolas realizando uma série de ações agrícolas. As máquinas agrícolas são descritas em mais detalhes abaixo. Ações agrícolas são qualquer operação implementável por uma máquina agrícola dentro do campo que trabalha para um objetivo agrícola. Considere, por exemplo, o objetivo agrícola de colher uma cultura com o melhor rendimento possível. Este objetivo agrícola requer uma série de ações agrícolas, por exemplo, plantar o campo, fertilizar as plantas, regar as plantas, capinar o campo, colher as plantas, avaliar o rendimento etc. Da mesma forma, cada ação agrícola referente à colheita da cultura pode ser um objetivo agrícola em si. Por exemplo, plantar o campo pode exigir seu próprio conjunto de ações agrícolas, por exemplo, preparar o solo, cavar o solo, plantar uma semente etc.[0024] Agricultural objectives can be achieved by one or more agricultural machines performing a series of agricultural actions. Agricultural machines are described in more detail below. Agricultural actions are any operation implementable by an agricultural machine within the field that works towards an agricultural objective. Consider, for example, the agricultural goal of harvesting a crop with the best possible yield. This agricultural objective requires a series of agricultural actions, for example, planting the field, fertilizing the plants, watering the plants, weeding the field, harvesting the plants, evaluating the yield, etc. Likewise, each agricultural action related to crop harvesting can be an agricultural objective in itself. For example, planting the field may require its own set of farming actions, e.g. preparing the soil, digging the soil, planting a seed, etc.

[0025] Em outras palavras, os gerentes realizam um objetivo agrícola implementando um plano de tratamento no campo. Um plano de tratamento é um conjunto hierárquico de objetivos macrocêntricos e/ou microcêntricos que cumprem o objetivo agrícola do gerente. Dentro de um plano de tratamento, cada macro ou micro-objetivo pode exigir um conjunto de ações agrícolas a serem realizadas, ou cada macro ou micro-objetivo pode ser uma ação agrícola em si.[0025] In other words, managers accomplish an agricultural objective by implementing a treatment plan in the field. A treatment plan is a hierarchical set of macrocentric and/or microcentric objectives that fulfill the manager's agricultural objective. Within a treatment plan, each macro or micro-objective may require a set of agricultural actions to be carried out, or each macro or micro-objective may be an agricultural action in itself.

[0026] Um plano de tratamento é geralmente um conjunto sequenciado temporalmente de ações agrícolas para aplicar ao campo que o gerente espera que atinja o objetivo agrícola. Um resultado é uma representação de se, ou quão bem, uma máquina agrícola atingiu um objetivo agrícola. Um resultado pode ser uma medida qualitativa, como “realizado” ou “não realizado”, ou pode ser uma medida quantitativa, como “40 libras colhidas” ou “1,25 acres tratado”. Os resultados podem ser positivos ou negativos, dependendo da configuração da máquina agrícola ou do plano de tratamento implementado. Além disso, os resultados podem ser medidos por sensores da máquina agrícola, inseridos pelos gerentes ou acessados a partir de um datastore ou de uma rede.[0026] A treatment plan is usually a time-sequenced set of agricultural actions to apply to the field that the manager hopes will achieve the agricultural objective. A result is a representation of whether, or how well, an agricultural machine achieved an agricultural objective. An outcome can be a qualitative measure, such as “accomplished” or “not accomplished”, or it can be a quantitative measure, such as “40 pounds harvested” or “1.25 acres treated”. The results can be positive or negative, depending on the configuration of the agricultural machine or the implemented treatment plan. Additionally, results can be measured by farm machine sensors, entered by managers, or accessed from a datastore or network.

III. MÁQUINA AGRÍCOLAIII. AGRICULTURAL MACHINE Visão geralOverview

[0027] Uma máquina agrícola que implementa ações agrícolas de um plano de tratamento pode ter uma variedade de configurações, algumas das quais são descritas em mais detalhes abaixo.[0027] An agricultural machine that implements agricultural actions of a treatment plan can have a variety of configurations, some of which are described in more detail below.

[0028] A figura 1A é uma vista isométrica de uma máquina agrícola 100 que realiza ações agrícolas de um plano de tratamento, de acordo com uma modalidade de exemplo e a figura 1B é uma vista superior da máquina agrícola 100 na FIG. 1A. FIGO. 1C é uma vista isométrica de outra máquina agrícola 100 que realiza ações de um plano de tratamento de acordo com uma modalidade exemplificativa.[0028] Figure 1A is an isometric view of an agricultural machine 100 carrying out agricultural actions of a treatment plan, according to an exemplary embodiment, and Figure 1B is a top view of the agricultural machine 100 in FIG. 1A. FIG. 1C is an isometric view of another farm machine 100 carrying out actions of a treatment plan in accordance with an exemplary embodiment.

[0029] A máquina agrícola 100 inclui um mecanismo de detecção 110, um mecanismo de tratamento 120 e um sistema de controle 130. A máquina agrícola 100 pode incluir adicionalmente um mecanismo de montagem 140, um mecanismo de verificação 150, uma fonte de energia, memória digital, aparelho de comunicação, ou qualquer outro componente adequado que permita que a máquina agrícola 100 implemente ações agrícolas em um plano de tratamento. A máquina agrícola 100 pode incluir componentes adicionais ou menos do que os descritos neste documento. Além disso, os componentes e funções descritos da máquina agrícola 100 são apenas exemplos e uma máquina agrícola 100 pode ter componentes e funções diferentes ou adicionais além dos descritos abaixo.[0029] The agricultural machine 100 includes a detection mechanism 110, a treatment mechanism 120 and a control system 130. The agricultural machine 100 can additionally include an assembly mechanism 140, a verification mechanism 150, a power source, digital memory, communication device, or any other suitable component that allows the agricultural machine 100 to implement agricultural actions in a treatment plan. Agricultural machine 100 may include additional or fewer components than those described herein. Furthermore, the described components and functions of the agricultural machine 100 are examples only and an agricultural machine 100 may have different or additional components and functions beyond those described below.

[0030] A máquina agrícola 100 está configurada para realizar ações agrícolas em um campo e as ações agrícolas implementadas fazem parte de um plano de tratamento. Para ilustrar, a máquina agrícola 100 implementa uma ação agrícola que aplica um tratamento a uma ou mais plantas 102, o solo ou o substrato 106 dentro de uma área geográfica. Aqui, as ações agrícolas de tratamento estão incluídas em um plano de tratamento para regular o crescimento das plantas. Como tal, os tratamentos são tipicamente aplicados diretamente a uma única planta 102, mas alternativamente podem ser aplicados diretamente a várias plantas, aplicados indiretamente a uma ou mais plantas, aplicados ao ambiente associado à planta (por exemplo, solo, atmosfera ou outra parte do ambiente da planta adjacente ou conectado por um fator ambiental, como o vento), ou de outra forma aplicado às plantas.[0030] The agricultural machine 100 is configured to carry out agricultural actions in a field and the agricultural actions implemented are part of a treatment plan. To illustrate, the agricultural machine 100 implements an agricultural action that applies a treatment to one or more plants 102, soil or substrate 106 within a geographic area. Here, agricultural treatment actions are included in a treatment plan to regulate plant growth. As such, treatments are typically applied directly to a single plant 102, but alternatively may be applied directly to multiple plants, applied indirectly to one or more plants, applied to the environment associated with the plant (e.g. soil, atmosphere or other part of the adjacent plant environment or connected by an environmental factor such as wind), or otherwise applied to plants.

[0031] Em um exemplo particular, a máquina agrícola 100 é configurada para implementar uma ação agrícola que aplica um tratamento que necrose a planta (por exemplo, capina) ou parte da planta (por exemplo, poda). Neste caso, a ação de cultivo pode incluir desalojar a planta do substrato de suporte 106, incinerar uma parte da planta (por exemplo, com uma onda eletromagnética como um laser), aplicar uma concentração de tratamento de fluido de trabalho (por exemplo, fertilizante, hormônio, água etc.) para a planta, ou tratar a planta de qualquer outra maneira adequada.[0031] In a particular example, the agricultural machine 100 is configured to implement an agricultural action that applies a treatment that necroses the plant (for example, weeding) or part of the plant (for example, pruning). In this case, the cultivation action may include dislodging the plant from the supporting substrate 106, incinerating a part of the plant (e.g., with an electromagnetic wave such as a laser), applying a working fluid treatment concentration (e.g., fertilizer , hormone, water, etc.) to the plant, or treat the plant in any other suitable way.

[0032] Em outro exemplo particular, a máquina agrícola 100 é configurada para implementar uma ação agrícola que aplica um tratamento para regular o crescimento das plantas. A regulação do crescimento da planta pode incluir promover o crescimento da planta, promover o crescimento de uma parte da planta, impedir (por exemplo, retardar) o crescimento da planta ou da parte da planta ou controlar o crescimento da planta. Exemplos de regulação do crescimento da planta incluem a aplicação de hormônio de crescimento à planta, aplicação de fertilizante à planta ou substrato, aplicação de um tratamento de doença ou tratamento de insetos à planta, estimulação elétrica da planta, rega da planta, poda da planta ou tratamento da planta. Além disso, o crescimento das plantas pode ser regulado por poda, necrose ou tratamento das plantas adjacentes à planta.[0032] In another particular example, the agricultural machine 100 is configured to implement an agricultural action that applies a treatment to regulate plant growth. Regulating plant growth can include promoting plant growth, promoting growth of a plant part, preventing (e.g. retarding) growth of the plant or plant part, or controlling plant growth. Examples of regulating plant growth include applying growth hormone to the plant, applying fertilizer to the plant or substrate, applying a disease treatment or insect treatment to the plant, electrically stimulating the plant, watering the plant, pruning the plant or treatment of the plant. Furthermore, plant growth can be regulated by pruning, necrosis or treatment of plants adjacent to the plant.

Ambiente operacionaloperating environment

[0033] A máquina agrícola 100 opera em um ambiente operacional. O ambiente operacional é o ambiente ao redor da máquina agrícola 100 enquanto ela implementa ações agrícolas de um plano de tratamento. O ambiente operacional também inclui a máquina agrícola 100 e seus componentes correspondentes.[0033] The agricultural machine 100 operates in an operational environment. The operational environment is the environment around the agricultural machine 100 as it implements agricultural actions of a treatment plan. The operating environment also includes the agricultural machine 100 and its corresponding components.

[0034] O ambiente operacional pode incluir um campo. Como tal, a máquina agrícola 100 implementa as ações agrícolas do plano de tratamento no campo. Um campo é uma área geográfica onde a máquina agrícola 100 implementa um plano de tratamento. O campo pode ser um campo de plantas ao ar livre, mas também pode ser um local interno que abriga plantas como, por exemplo, uma estufa, um laboratório, uma casa de cultivo, um conjunto de recipientes ou qualquer outro ambiente adequado.[0034] The operating environment MAY include a field. As such, the agricultural machine 100 implements the agricultural actions of the treatment plan in the field. A field is a geographic area where the farm machine 100 implements a treatment plan. The field can be an outdoor field of plants, but it can also be an indoor location that houses plants, such as a greenhouse, laboratory, grow house, set of containers, or any other suitable environment.

[0035] O campo pode incluir qualquer número de partes de campo. Uma parte de campo é uma subunidade de um campo. Por exemplo, uma parte de campo pode ser uma parte do campo suficientemente pequena para incluir uma única planta, grande o suficiente para incluir muitas plantas ou algum outro tamanho. A máquina agrícola 100 pode executar diferentes ações agrícolas para diferentes partes de campo. Por exemplo, a máquina agrícola 100 pode aplicar um herbicida para algumas partes de campo no campo, enquanto aplica um pesticida em outra parte de campo. Além disso, um campo e uma parte de campo são amplamente intercambiáveis no contexto dos métodos e sistemas descritos neste documento. Ou seja, os planos de tratamento e suas ações agrícolas correspondentes podem ser aplicados a um campo inteiro ou a uma parte do campo, dependendo das circunstâncias em jogo.[0035] The field can include any number of field parts. A field part is a subunit of a field. For example, a field part can be a field part small enough to include a single plant, large enough to include many plants, or some other size. The agricultural machine 100 can perform different agricultural actions for different parts of the field. For example, agricultural machine 100 may apply a herbicide to some parts of the field in the field, while applying a pesticide to another part of the field. Furthermore, a field and a field part are largely interchangeable in the context of the methods and systems described in this document. That is, the treatment plans and their corresponding agricultural actions can be applied to an entire field or to a part of the field, depending on the circumstances at play.

[0036] Dependendo da aplicação, os limites das partes de campo podem ser determinados por um gerente agrícola, por exemplo, com base no formato e tamanho do campo. Em algumas modalidades, os limites das partes dependem do tamanho da máquina agrícola, da velocidade da máquina à medida que se move pelo campo, da frequência com que a máquina agrícola realiza ações agrícolas e da frequência com que a máquina agrícola gera dados de ação agrícola. Por exemplo, se um cabeçalho de uma máquina agrícola colheitadeira tiver 30 a 45 pés de largura e gerar dados de rendimento de colheita a cada 5 a 10 pés, então as partes do campo podem ter 30 a 45 pés de largura e 5 a 10 pés de comprimento.[0036] Depending on the application, the limits of the field parts can be determined by an agricultural manager, for example, based on the shape and size of the field. In some embodiments, part boundaries depend on the size of the farm machine, the speed of the machine as it moves across the field, the frequency with which the farm machine performs farming actions, and the frequency with which the farm machine generates farm action data. . For example, if a harvester farm machine header is 30 to 45 feet wide and generates crop yield data every 5 to 10 feet, then parts of the field can be 30 to 45 feet wide and 5 to 10 feet of lenght.

[0037] O ambiente operacional também pode incluir plantas. Como tal, as ações agrícolas que a máquina agrícola 100 implementa como parte de um plano de tratamento podem ser aplicadas às plantas no campo. As plantas podem ser culturas, mas também podem ser ervas daninhas ou qualquer outra planta adequada. Algumas culturas de exemplo incluem algodão, alface, soja, arroz, cenoura, tomate, milho, brócolis, repolho, batata, trigo ou qualquer outra cultura comercial adequada. As ervas daninhas podem ser gramíneas, ervas daninhas de folhas largas, cardos ou qualquer outra erva daninha determinante adequada.[0037] The operating environment may also include plants. As such, agricultural actions that agricultural machine 100 implements as part of a treatment plan can be applied to plants in the field. Plants can be crops, but they can also be weeds or any other suitable plant. Some example crops include cotton, lettuce, soybeans, rice, carrots, tomatoes, corn, broccoli, cabbage, potatoes, wheat or any other suitable cash crop. The weeds may be grasses, broadleaf weeds, thistles or any other suitable determinant weed.

[0038] Mais geralmente, as plantas 102 podem incluir um caule que está disposto acima (por exemplo, acima) do substrato 106 e um sistema radicular unido ao caule que está localizado inferior ao plano do substrato (por exemplo, abaixo do solo). O caule pode suportar quaisquer ramos, folhas e/ou frutos. A planta pode ter um único caule, folha ou fruto, vários caules, folhas ou frutos, ou qualquer número de caules, folhas ou frutos. O sistema radicular pode ser um sistema radicular principal ou sistema radicular fibroso e o sistema radicular pode suportar a posição da planta e absorver nutrientes e água do substrato 106. Em vários exemplos, a planta pode ser uma planta vascular, planta não vascular, planta lenhosa, planta herbácea ou qualquer tipo de planta adequado.[0038] More generally, the plants 102 may include a stem that is disposed above (e.g., above) the substrate 106 and a root system attached to the stem that is located lower than the plane of the substrate (e.g., below ground). The stem can support any branches, leaves and/or fruits. The plant may have a single stem, leaf or fruit, multiple stems, leaves or fruit, or any number of stems, leaves or fruit. The root system can be a main root system or a fibrous root system and the root system can support the position of the plant and absorb nutrients and water from the substrate 106. In various examples, the plant can be a vascular plant, non-vascular plant, woody plant , herbaceous plant or any suitable type of plant.

[0039] As plantas em um campo podem ser cultivadas em uma ou mais fileiras de plantas (por exemplo, canteiros). As fileiras de plantas são tipicamente paralelas, mas não precisam ser. Cada fileira de plantas é geralmente espaçada entre 2 polegadas e 45 polegadas quando medida na direção perpendicular de um eixo que representa a fileira de plantas. As linhas de plantas podem ter espaçamentos mais amplos ou mais estreitos ou podem ter espaçamento variável entre várias linhas (por exemplo, um espaçamento de 12 pol. entre uma primeira e uma segunda linha, um espaçamento de 16 pol. entre uma segunda e uma terceira linha etc.).[0039] The plants in a field can be grown in one or more rows of plants (eg flowerbeds). Rows of plants are typically parallel, but they don't have to be. Each row of plants is usually spaced between 2 inches and 45 inches apart when measured perpendicular to an axis representing the row of plants. Rows of plants can have wider or narrower spacing, or can have varying spacing between multiple rows (for example, a 12-inch spacing between a first and a second row, a 16-inch spacing between a second and a third line etc).

[0040] As plantas 102 dentro de um campo podem incluir o mesmo tipo de cultura (por exemplo, mesmo gênero, mesma espécie etc.). Por exemplo, cada parte de campo em um campo pode incluir culturas de milho. No entanto, as plantas dentro de cada campo também podem incluir múltiplas culturas (por exemplo, uma primeira, uma segunda cultura etc.). Por exemplo, algumas partes de campo em um campo podem incluir culturas de alface, enquanto outras incluem ervas daninhas de porco ou, em outro exemplo, algumas partes de campo em um campo podem incluir feijão, enquanto outras incluem milho. Além disso, uma única parte de campo pode incluir diferentes tipos de cultura. Por exemplo, uma única parte de campo pode incluir uma planta de soja e uma erva daninha.[0040] The 102 plants within a field may include the same crop type (eg, same genus, same species, etc.). For example, each field part in a field can include corn crops. However, the plants within each field can also include multiple crops (eg a first crop, a second crop, etc.). For example, some field parts in a field might include lettuce crops while others include pig weeds, or in another example, some field parts in a field might include beans while others include corn. Also, a single field part can include different types of crop. For example, a single field part can include a soybean plant and a weed.

[0041] O ambiente operacional também pode incluir um substrato. Como tal, as ações agrícolas que a máquina agrícola 100 implementa como parte de um plano de tratamento podem ser aplicadas ao substrato. O substrato 106 pode ser solo, mas alternativamente pode ser uma esponja ou qualquer outro substrato adequado. O substrato pode incluir plantas ou não incluir plantas dependendo da sua localização no campo. Por exemplo, uma parte do substrato pode incluir uma fileira de culturas, enquanto a parte do substrato entre as fileiras de culturas não inclui plantas.[0041] The operating environment may also include a substrate. As such, the agricultural actions that the agricultural machine 100 implements as part of a treatment plan can be applied to the substrate. The substrate 106 can be soil, but alternatively it can be a sponge or any other suitable substrate. The substrate may or may not include plants depending on its location in the field. For example, a portion of the substrate may include a row of crops, while the portion of the substrate between the rows of crops does not include plants.

IV.A EXEMPLO DE CONFIGURAÇÕES DE MÁQUINAIV.A EXAMPLE OF MACHINE CONFIGURATIONS Mecanismo(s) de detecçãoDetection mechanism(s)

[0042] A máquina agrícola 100 pode incluir um mecanismo de detecção 110. O mecanismo de detecção 110 identifica objetos no ambiente operacional da máquina agrícola 100. Para fazer isso, o mecanismo de detecção 110 obtém informações que descrevem o ambiente (por exemplo, sensor ou dados de imagem) e processa essas informações para identificar objetos pertinentes (por exemplo, plantas, substrato, pessoas etc.) em seu ambiente circundante. A identificação de objetos no ambiente permite ainda que a máquina agrícola 100 implemente ações agrícolas no campo. Por exemplo, o mecanismo de detecção 110 pode capturar uma imagem do campo e processar a imagem com um modelo de identificação de plantas para identificar plantas na imagem capturada. A máquina agrícola 100 então implementa ações agrícolas no campo com base nas plantas identificadas na imagem.[0042] The agricultural machine 100 may include a detection mechanism 110. The detection mechanism 110 identifies objects in the operating environment of the agricultural machine 100. To do this, the detection mechanism 110 obtains information describing the environment (for example, sensor or image data) and processes this information to identify pertinent objects (eg plants, substrate, people, etc.) in their surrounding environment. The identification of objects in the environment also allows the agricultural machine 100 to implement agricultural actions in the field. For example, detection engine 110 can capture an image of the field and process the image with a plant identification template to identify plants in the captured image. Agricultural machine 100 then implements agricultural actions in the field based on the plants identified in the image.

[0043] A máquina agrícola 100 pode incluir qualquer número ou tipo de mecanismo de detecção 110 que pode auxiliar na determinação e implementação de ações agrícolas. Em algumas modalidades, o mecanismo de detecção 110 inclui um ou mais sensores. Por exemplo, o mecanismo de detecção 110 pode incluir uma câmera multiespectral, uma câmera estéreo, uma câmera CCD, uma câmera de lente única, uma câmera CMOS, sistema de imagem hiperespectral, sistema LIDAR (sistema de detecção e alcance de luz), um sistema de detecção de profundidade, dinamômetro, câmera IR, câmera térmica, sensor de umidade, sensor de luz, sensor de temperatura ou qualquer outro sensor adequado. Além disso, o mecanismo de detecção 110 pode incluir uma matriz de sensores (por exemplo, uma matriz de câmeras) configuradas para capturar informações sobre o ambiente ao redor da máquina agrícola 100. Por exemplo, o mecanismo de detecção 110 pode incluir uma matriz de câmeras configuradas para capturar uma matriz de imagens representando o ambiente ao redor da máquina agrícola 100. O mecanismo de detecção 110 também pode ser um sensor que mede um estado da máquina agrícola. Por exemplo, o mecanismo de detecção pode ser um sensor de velocidade, um sensor de calor ou algum outro sensor que possa monitorar o estado de um componente da máquina agrícola. Além disso, o mecanismo de detecção 110 também pode ser um sensor que mede componentes durante a implementação de uma ação agrícola. Por exemplo, o mecanismo de detecção 110 pode ser um monitor de vazão, um sensor de colheita de grãos, um sensor de estresse mecânico etc. Seja qual for o caso, o mecanismo de detecção detecta informações sobre o ambiente operacional.[0043] The agricultural machine 100 can include any number or type of detection mechanism 110 that can assist in determining and implementing agricultural actions. In some embodiments, detection mechanism 110 includes one or more sensors. For example, detection engine 110 may include a multispectral camera, a stereo camera, a CCD camera, a single lens camera, a CMOS camera, a hyperspectral imaging system, a LIDAR system (Light Range and Detection System), a depth detection system, dynamometer, IR camera, thermal camera, humidity sensor, light sensor, temperature sensor or any other suitable sensor. Additionally, sensing mechanism 110 can include an array of sensors (e.g., an array of cameras) configured to capture information about the environment around farm machine 100. For example, sensing mechanism 110 can include an array of cameras configured to capture an array of images representing the environment around the agricultural machine 100. The sensing mechanism 110 can also be a sensor that measures a state of the agricultural machine. For example, the sensing mechanism could be a speed sensor, a heat sensor, or some other sensor that can monitor the state of an agricultural machine component. Furthermore, the detection mechanism 110 can also be a sensor that measures components during the implementation of an agricultural action. For example, sensing mechanism 110 can be a flow monitor, grain harvest sensor, mechanical stress sensor, etc. Whatever the case, the detection engine detects information about the operating environment.

[0044] Um mecanismo de detecção 110 pode ser montado em qualquer ponto do mecanismo de montagem 140. Dependendo de onde o mecanismo de detecção 110 seja montado em relação ao mecanismo de tratamento 120, um ou outro pode passar por uma área geográfica 104 no campo antes do outro. Por exemplo, o mecanismo de detecção 110 pode ser posicionado no mecanismo de montagem 140 de modo que atravesse uma área geográfica 104 antes do mecanismo de tratamento 120 à medida que a máquina agrícola 100 se move através do campo. Em outro exemplo, o mecanismo de detecção 110 é posicionado no mecanismo de montagem 140 de modo que os dois atravessem uma localização geográfica substancialmente ao mesmo tempo em que a máquina agrícola 100 se move pelo campo. Da mesma forma, o mecanismo de detecção 110 pode ser posicionado no mecanismo de montagem 140 de modo que o mecanismo de tratamento 120 atravesse uma localização geográfica antes do mecanismo de detecção 110 à medida que a máquina agrícola 100 se move através do campo. O mecanismo de detecção 110 pode ser montado estaticamente no mecanismo de montagem 140 ou pode ser acoplado de forma removível ao mecanismo de montagem 140. Em outros exemplos, o mecanismo de detecção 110 pode ser montado em alguma outra superfície da máquina agrícola 100 ou pode ser incorporado em outro componente da máquina agrícola 100.[0044] A detection mechanism 110 can be mounted at any point on the mounting mechanism 140. Depending on where the detection mechanism 110 is mounted in relation to the treatment mechanism 120, one or the other can pass through a geographic area 104 in the field before the other. For example, sensing mechanism 110 can be positioned on mounting mechanism 140 so that it traverses a geographic area 104 ahead of treatment mechanism 120 as farm machinery 100 moves through the field. In another example, sensing mechanism 110 is positioned on mounting mechanism 140 so that the two traverse a geographic location at substantially the same time as agricultural machinery 100 moves across the field. Likewise, the sensing mechanism 110 can be positioned on the mounting mechanism 140 so that the treatment mechanism 120 traverses a geographic location ahead of the sensing mechanism 110 as the farm machine 100 moves through the field. The sensing mechanism 110 may be statically mounted to the mounting mechanism 140 or it may be detachably attached to the mounting mechanism 140. In other examples, the sensing mechanism 110 may be mounted to some other surface of the agricultural machine 100 or it may be incorporated into another component of the agricultural machine 100.

Mecanismo(s) de verificaçãoVerification mechanism(s)

[0045] A máquina agrícola 100 pode incluir um mecanismo de verificação 150. Geralmente, o mecanismo de verificação 150 registra uma medição do ambiente operacional e a máquina agrícola 100 pode usar a medição registrada para verificar ou determinar a extensão de uma ação agrícola implementada.[0045] The agricultural machine 100 may include a verification mechanism 150. Generally, the verification mechanism 150 records a measurement of the operating environment and the agricultural machine 100 can use the recorded measurement to verify or determine the extent of an implemented agricultural action.

[0046] Para ilustrar, considere um exemplo em que uma máquina agrícola 100 implementa uma ação agrícola com base em uma medição desse ambiente pelo mecanismo de detecção 110. O mecanismo de verificação 150 registra uma medição da mesma área geográfica medida pelo mecanismo de detecção 110 e onde a máquina agrícola 100 implementou a ação agrícola determinada. A máquina agrícola 100 processa então a medição registrada para determinar a extensão da ação agrícola. Por exemplo, o mecanismo de verificação 150 pode gravar uma imagem da região geográfica ao redor de uma planta identificada pelo mecanismo de detecção 110 e tratada por um mecanismo de tratamento 120. A máquina agrícola 100 pode aplicar um algoritmo de detecção de tratamento à imagem gravada para determinar a extensão do tratamento aplicado na planta.[0046] To illustrate, consider an example in which an agricultural machine 100 implements an agricultural action based on a measurement of that environment by the detection mechanism 110. The verification mechanism 150 records a measurement of the same geographic area measured by the detection mechanism 110 and where the agricultural machine 100 implemented the determined agricultural action. Agricultural machine 100 then processes the recorded measurement to determine the extent of agricultural action. For example, the scan engine 150 can record an image of the geographic region around a plant identified by the detection engine 110 and treated by a treatment engine 120. The farm machine 100 can apply a detection treatment algorithm to the recorded image. to determine the extent of treatment applied to the plant.

[0047] As informações registradas pelo mecanismo de verificação 150 também podem ser usadas para determinar empiricamente os parâmetros de operação da máquina agrícola 100 (por exemplo, calibrar) que obterá os efeitos desejados das ações agrícolas implementadas. Por exemplo, a máquina agrícola 100 pode aplicar um algoritmo de detecção de calibração a uma medição registrada pela máquina agrícola 100. Neste caso, a máquina agrícola 100 determina se os efeitos reais de uma ação agrícola implementada são os mesmos que seus efeitos pretendidos. Se os efeitos da ação agrícola implementada forem diferentes dos efeitos pretendidos, a máquina agrícola 100 pode realizar um processo de calibração. O processo de calibração altera os parâmetros de operação da máquina agrícola 100, de modo que os efeitos de ações agrícolas implementadas futuras sejam os mesmos que seus efeitos pretendidos. Para ilustrar, considere o exemplo anterior onde a máquina agrícola 100 gravou uma imagem de uma planta tratada. Lá, a máquina agrícola 100 pode aplicar um algoritmo de calibração à imagem gravada para determinar se o tratamento está adequadamente calibrado (por exemplo, em seu local pretendido no ambiente operacional). Se a máquina agrícola 100 determinar que a máquina agrícola não está calibrada (por exemplo, o tratamento aplicado está em um local incorreto), a máquina agrícola 100 pode calibrar-se de modo que futuros tratamentos estejam no local correto. Outras calibrações de exemplo também são possíveis.[0047] The information recorded by the verification mechanism 150 can also be used to empirically determine the operating parameters of the agricultural machine 100 (for example, calibrate) that will obtain the desired effects of the implemented agricultural actions. For example, farm machine 100 may apply a calibration detection algorithm to a measurement recorded by farm machine 100. In this case, farm machine 100 determines whether the actual effects of an implemented farming action are the same as its intended effects. If the effects of the implemented agricultural action are different from the intended effects, the agricultural machine 100 can carry out a calibration process. The calibration process alters the operating parameters of the agricultural machine 100 such that the effects of future implemented agricultural actions are the same as their intended effects. To illustrate, consider the previous example where agricultural machine 100 recorded an image of a treated plant. There, farm machine 100 can apply a calibration algorithm to the recorded image to determine if the treatment is properly calibrated (eg, at its intended location in the operating environment). If the farm machine 100 determines that the farm machine is not calibrated (for example, the applied treatment is in an incorrect location), the farm machine 100 can calibrate itself so that future treatments are in the correct location. Other sample calibrations are also possible.

[0048] O mecanismo de verificação 150 pode ter várias configurações. Por exemplo, o mecanismo de verificação 150 pode ser substancialmente semelhante (por exemplo, ser do mesmo tipo de mecanismo que) o mecanismo de detecção 110 ou pode ser diferente do mecanismo de detecção 110. Em alguns casos, o mecanismo de detecção 110 e o mecanismo de verificação 150 podem ser um no mesmo (por exemplo, o mesmo sensor). Em uma configuração de exemplo, o mecanismo de verificação 150 está posicionado distalmente ao mecanismo de detecção 110 em relação à direção de deslocamento e o mecanismo de tratamento 120 está posicionado entre eles. Nesta configuração, o mecanismo de verificação 150 atravessa uma localização geográfica no ambiente operacional após o mecanismo de tratamento 120 e o mecanismo de detecção 110. No entanto, o mecanismo de montagem 140 pode reter as posições relativas dos componentes do sistema em qualquer outra configuração adequada. Em algumas configurações, o mecanismo de verificação 150 pode ser incluído em outros componentes da máquina agrícola 100.[0048] Verification engine 150 can have multiple configurations. For example, the verification mechanism 150 can be substantially similar to (e.g., be the same type of mechanism as) the detection mechanism 110 or it can be different from the detection mechanism 110. In some cases, the detection mechanism 110 and the Check engine 150 may be one in the same (e.g., the same sensor). In an exemplary configuration, the verification mechanism 150 is positioned distal to the detection mechanism 110 with respect to the direction of travel and the treatment mechanism 120 is positioned between them. In this configuration, the verification mechanism 150 traverses a geographic location in the operating environment past the treatment mechanism 120 and the detection mechanism 110. However, the assembly mechanism 140 can retain the relative positions of the system components in any other suitable configuration. . In some configurations, the verification mechanism 150 can be included in other components of the agricultural machine 100.

[0049] A máquina agrícola 100 pode incluir qualquer número ou tipo de mecanismo de verificação 150. Em algumas modalidades, o mecanismo de verificação 150 inclui um ou mais sensores. Por exemplo, o mecanismo de verificação 150 pode incluir uma câmera multiespectral, uma câmera estéreo, uma câmera CCD, uma câmera de lente única, uma câmera CMOS, sistema de imagem hiperespectral, sistema LIDAR (sistema de detecção e alcance de luz), um sistema de detecção de profundidade, dinamômetro, câmera IR, câmera térmica, sensor de umidade, sensor de luz, sensor de temperatura ou qualquer outro sensor adequado. Além disso, o mecanismo de verificação 150 pode incluir uma matriz de sensores (por exemplo, uma matriz de câmeras) configuradas para capturar informações sobre o ambiente ao redor da máquina agrícola 100. Por exemplo, o mecanismo de verificação 150 pode incluir uma matriz de câmeras configuradas para capturar uma matriz de imagens representando o ambiente operacional.[0049] Farm machine 100 can include any number or type of verification mechanism 150. In some embodiments, verification mechanism 150 includes one or more sensors. For example, scan engine 150 may include a multispectral camera, a stereo camera, a CCD camera, a single lens camera, a CMOS camera, a hyperspectral imaging system, a LIDAR system (Light Range and Detection System), a depth detection system, dynamometer, IR camera, thermal camera, humidity sensor, light sensor, temperature sensor or any other suitable sensor. Furthermore, scan engine 150 can include an array of sensors (e.g., an array of cameras) configured to capture information about the environment around farm machine 100. For example, scan engine 150 can include an array of cameras configured to capture an array of images representing the operating environment.

Mecanismo(s) de TratamentoTreatment Mechanism(ies)

[0050] A máquina agrícola 100 pode incluir um mecanismo de tratamento 120. O mecanismo de tratamento pode implementar ações agrícolas no ambiente operacional de uma máquina agrícola. Por exemplo, uma máquina agrícola pode incluir um mecanismo de tratamento 120 que aplica um tratamento a uma planta, um substrato ou algum outro objeto no ambiente operacional. Mais geralmente, a máquina agrícola 100 emprega o mecanismo de tratamento 120 para aplicar um tratamento a uma área de tratamento 122 e a área de tratamento 122 pode incluir qualquer coisa dentro do ambiente operacional. Ou seja, a área de tratamento 122 pode ser qualquer parte do ambiente operacional.[0050] The agricultural machine 100 may include a treatment mechanism 120. The treatment mechanism may implement agricultural actions in the operating environment of an agricultural machine. For example, an agricultural machine may include a treatment mechanism 120 that applies a treatment to a plant, a substrate, or some other object in the operating environment. More generally, agricultural machine 100 employs treatment mechanism 120 to apply a treatment to a treatment area 122, and treatment area 122 can include anything within the operating environment. That is, treatment area 122 can be any part of the operating environment.

[0051] Quando o tratamento é um tratamento de planta, o mecanismo de tratamento 120 aplica um tratamento a uma planta no campo. O mecanismo de tratamento 120 pode aplicar tratamentos a plantas identificadas ou plantas não identificadas. Por exemplo, a máquina agrícola 100 pode identificar e tratar uma planta específica no campo. Alternativamente, ou adicionalmente, a máquina agrícola 100 pode identificar algum outro gatilho que indique um tratamento de planta e o mecanismo de tratamento 120 pode aplicar um tratamento de planta. Alguns exemplos de mecanismos de tratamento de plantas incluem: um ou mais bicos de pulverização, uma ou mais fontes de energia eletromagnética, um ou mais implementos físicos configurados para manipular plantas, mas outros mecanismos de tratamento de plantas também são possíveis.[0051] When the treatment is a plant treatment, the treatment mechanism 120 applies a treatment to a plant in the field. The treatment mechanism 120 can apply treatments to identified plants or unidentified plants. For example, agricultural machine 100 can identify and treat a specific plant in the field. Alternatively, or additionally, the farm machine 100 may identify some other trigger that indicates a plant treatment and the treatment mechanism 120 may apply a plant treatment. Some examples of plant care mechanisms include: one or more spray nozzles, one or more electromagnetic energy sources, one or more physical implements configured to manipulate plants, but other plant care mechanisms are also possible.

[0052] Além disso, quando o tratamento é um tratamento de planta, o efeito de tratar uma planta com um mecanismo de tratamento pode incluir qualquer necrose de planta, estimulação de crescimento de planta, necrose ou remoção de parte de planta, estimulação de crescimento de parte de planta ou qualquer outro efeito de tratamento adequado. Além disso, o mecanismo de tratamento pode aplicar um tratamento que desaloja uma planta do substrato, corta uma planta ou parte de uma planta (por exemplo, corte), incinera uma planta ou parte de uma planta, estimula eletricamente uma planta ou parte de uma planta, fertiliza ou promove o crescimento (por exemplo, com um hormônio de crescimento) de uma planta, rega uma planta, aplica luz ou alguma outra radiação a uma planta e/ou injeta um ou mais fluidos de trabalho no substrato 106 adjacente a uma planta (por exemplo, dentro de uma distância limiar da planta). Outros tratamentos de plantas também são possíveis. Ao aplicar um tratamento de planta, os mecanismos de tratamento 120 podem ser configurados para pulverizar um ou mais dentre: um herbicida, um fungicida, um inseticida, algum outro pesticida ou água.[0052] Furthermore, when the treatment is a plant treatment, the effect of treating a plant with a treatment mechanism may include any plant necrosis, plant growth stimulation, plant part necrosis or removal, growth stimulation of plant part or any other suitable treatment effect. Furthermore, the treatment mechanism can apply a treatment that dislodges a plant from the substrate, cuts a plant or part of a plant (e.g. cutting), incinerates a plant or part of a plant, electrically stimulates a plant or part of a plant. plants, fertilizes or promotes growth (e.g., with a growth hormone) of a plant, waters a plant, applies light or some other radiation to a plant, and/or injects one or more working fluids into the substrate 106 adjacent a plant (for example, within a threshold distance of the plant). Other herbal treatments are also possible. When applying a plant treatment, the treatment mechanisms 120 can be configured to spray one or more of: a herbicide, a fungicide, an insecticide, some other pesticide, or water.

[0053] Quando o tratamento é um tratamento de substrato, o mecanismo de tratamento aplica um tratamento a alguma parte do substrato no campo. O mecanismo de tratamento 120 pode aplicar tratamentos a áreas identificadas do substrato ou áreas não identificadas do substrato. Por exemplo, a máquina agrícola 100 pode identificar e tratar uma área de substrato no campo. Alternativamente, ou adicionalmente, a máquina agrícola 100 pode identificar algum outro gatilho que indique um tratamento de substrato e o mecanismo de tratamento 120 pode aplicar um tratamento ao substrato. Alguns exemplos de mecanismos de tratamento configurados para aplicar tratamentos ao substrato incluem: um ou mais bicos de pulverização, uma ou mais fontes de energia eletromagnética, um ou mais implementos físicos configurados para manipular plantas, mas outros mecanismos de tratamento de plantas também são possíveis.[0053] When the treatment is a substrate treatment, the treatment mechanism applies a treatment to some part of the substrate in the field. The treatment mechanism 120 can apply treatments to identified areas of the substrate or unidentified areas of the substrate. For example, agricultural machine 100 can identify and treat an area of substrate in the field. Alternatively, or additionally, the farm machine 100 may identify some other trigger that indicates a substrate treatment and the treatment mechanism 120 may apply a treatment to the substrate. Some examples of treatment mechanisms configured to apply treatments to the substrate include: one or more spray nozzles, one or more electromagnetic energy sources, one or more physical implements configured to manipulate plants, but other plant treatment mechanisms are also possible.

[0054] É claro que a máquina agrícola 100 não se limita a mecanismos de tratamento de plantas e substratos no campo. A máquina agrícola 100 pode incluir mecanismos de tratamento para aplicar vários outros tratamentos a objetos no campo. Alguns outros mecanismos de tratamento de exemplo podem incluir componentes para aplicar nitrogênio ao campo e colher partes de plantas a partir de plantas cultivadas que crescem no campo.[0054] It is clear that the agricultural machine 100 is not limited to mechanisms for treating plants and substrates in the field. Agricultural machine 100 can include treatment mechanisms for applying various other treatments to objects in the field. Some other example treatment mechanisms might include components for applying nitrogen to the field and harvesting plant parts from crop plants growing in the field.

[0055] Dependendo da configuração, a máquina agrícola 100 pode incluir vários números de mecanismos de tratamento 120 (por exemplo, 1, 2, 5, 20, 60 etc.). Um mecanismo de tratamento 120 pode ser fixado (por exemplo, acoplado estaticamente) ao mecanismo de montagem 140 ou fixado à máquina agrícola 100. Alternativamente, ou adicionalmente, um mecanismo de tratamento 120 pode ser móvel (por exemplo, transladável, rotativo etc.) na máquina agrícola 100. Em uma configuração, a máquina agrícola 100 inclui um único mecanismo de tratamento 120. Neste caso, o mecanismo de tratamento 120 pode ser acionável para alinhar o mecanismo de tratamento 120 a uma área de tratamento 122. Em uma segunda variação, a máquina agrícola 100 inclui um conjunto de mecanismo de tratamento compreendendo uma matriz de mecanismos de tratamento. Nesta configuração, um mecanismo de tratamento 120 pode ser um único mecanismo de tratamento 120, uma combinação de mecanismos de tratamento 120 ou o conjunto do mecanismo de tratamento. Assim, um único mecanismo de tratamento, uma combinação de mecanismos de tratamento ou todo o conjunto pode ser selecionado para aplicar um tratamento a uma área de tratamento. Da mesma forma, o conjunto único, combinado ou inteiro pode ser acionado para alinhar com uma área de tratamento, conforme necessário. Em algumas configurações, a máquina agrícola pode alinhar um mecanismo de tratamento com um objeto identificado no ambiente operacional. Ou seja, a máquina agrícola pode identificar um objeto no ambiente operacional e acionar o mecanismo de tratamento de modo que sua área de tratamento se alinhe com o objeto identificado.[0055] Depending on the configuration, the agricultural machine 100 can include several numbers of treatment mechanisms 120 (for example, 1, 2, 5, 20, 60, etc.). A treatment mechanism 120 may be attached (e.g., statically coupled) to mounting mechanism 140 or attached to farm machine 100. Alternatively, or additionally, a treatment mechanism 120 may be movable (e.g., translatable, rotatable, etc.) in the agricultural machine 100. In one embodiment, the agricultural machine 100 includes a single treatment mechanism 120. In this case, the treatment mechanism 120 is operable to align the treatment mechanism 120 with a treatment area 122. In a second variation , agricultural machine 100 includes a treatment mechanism assembly comprising an array of treatment mechanisms. In this configuration, a treatment mechanism 120 can be a single treatment mechanism 120, a combination of treatment mechanisms 120, or the treatment mechanism assembly. Thus, a single treatment engine, a combination of treatment engines, or the entire set can be selected to apply a treatment to a treatment area. Likewise, the single, combined or entire set can be triggered to align with a treatment area as needed. In some configurations, the farm machine can align a treatment mechanism with an identified object in the operating environment. That is, the agricultural machine can identify an object in the operating environment and trigger the treatment mechanism so that its treatment area aligns with the identified object.

[0056] Um mecanismo de tratamento 120 pode ser operável entre um modo de espera e um modo de tratamento. No modo de espera o mecanismo de tratamento 120 não aplica um tratamento e no modo de tratamento o mecanismo de tratamento 120 é controlado pelo sistema de controle 130 para aplicar o tratamento. No entanto, o mecanismo de tratamento 120 pode ser operável em qualquer outro número adequado de modos de operação.[0056] A treatment mechanism 120 may be operable between a standby mode and a treatment mode. In the standby mode the treatment engine 120 does not apply a treatment and in the treatment mode the treatment engine 120 is controlled by the control system 130 to apply the treatment. However, treatment mechanism 120 may be operable in any other suitable number of operating modes.

Sistema(s) de controleControl system

[0057] A máquina agrícola 100 inclui um sistema de controle 130. O sistema de controle 130 controla a operação dos vários componentes e sistemas na máquina agrícola 100. Por exemplo, o sistema de controle 130 pode obter informações sobre o ambiente operacional, processa essas informações para identificar uma ação agrícola para implementar e implementa a ação agrícola identificada com componentes do sistema da máquina agrícola.[0057] The agricultural machine 100 includes a control system 130. The control system 130 controls the operation of the various components and systems in the agricultural machine 100. For example, the control system 130 can obtain information about the operating environment, processes these information to identify an agricultural action to implement and implements the identified agricultural action with agricultural machine system components.

[0058] O sistema de controle 130 pode receber informações do mecanismo de detecção 110, o mecanismo de verificação 150, o mecanismo de tratamento e/ou qualquer outro componente ou sistema da máquina agrícola 100. Por exemplo, o sistema de controle pode receber medições do mecanismo de detecção 110 ou mecanismo de verificação 150, ou informações relacionadas ao estado de um mecanismo de tratamento ou ações agrícolas implementadas de um mecanismo de detecção 110. Outras informações também são possíveis.[0058] The control system 130 can receive information from the detection mechanism 110, the verification mechanism 150, the treatment mechanism and/or any other component or system of the agricultural machine 100. For example, the control system can receive measurements of the detection mechanism 110 or verification mechanism 150, or information related to the state of a treatment mechanism or implemented agricultural actions of a detection mechanism 110. Other information is also possible.

[0059] Da mesma forma, o sistema de controle 130 pode fornecer entrada para o mecanismo de detecção 110, o mecanismo de verificação 150 e/ou o mecanismo de tratamento. Por exemplo, o sistema de controle 130 pode ser configurado com parâmetros operacionais de entrada e controle da máquina agrícola 100 (por exemplo, velocidade, direção). Da mesma forma, o sistema de controle 130 pode ser configurado para inserir e controlar parâmetros operacionais do mecanismo de detecção 110 e/ou mecanismo de verificação 150. Os parâmetros operacionais do mecanismo de detecção 110 e/ou mecanismo de verificação 150 podem incluir tempo de processamento, localização e/ou ângulo do mecanismo de detecção 110, intervalos de captura de imagem, configurações de captura de imagem etc. Outras entradas também são possíveis.[0059] Likewise, the control system 130 may provide input to the detection mechanism 110, the verification mechanism 150 and/or the treatment mechanism. For example, control system 130 may be configured with input and control operating parameters from farm machine 100 (eg, speed, direction). Likewise, the control system 130 can be configured to input and control operational parameters of the detection mechanism 110 and/or verification mechanism 150. The operational parameters of detection mechanism 110 and/or verification mechanism 150 can include processing, location and/or angle of detection mechanism 110, image capture intervals, image capture settings, etc. Other entries are also possible.

[0060] O sistema de controle 130 pode ser operado por um gerente que opera a máquina agrícola 100, totalmente ou totalmente autônomo, operado por um gerente conectado à máquina agrícola 100 por uma rede, ou qualquer combinação dos anteriores. Por exemplo, o sistema de controle 130 pode ser operado por um gerente agrícola sentado em uma cabine da máquina agrícola 100, ou o sistema de controle 130 pode ser operado por um gerente agrícola conectado ao sistema de controle através de uma rede sem fio. Em outro exemplo, o sistema de controle pode implementar uma matriz de algoritmos de controle, algoritmos de visão de máquina, algoritmos de decisão etc. que permitem operar de forma autônoma ou parcialmente autônoma.[0060] The control system 130 can be operated by a manager who operates the agricultural machine 100, fully or fully autonomous, operated by a manager connected to the agricultural machine 100 by a network, or any combination of the foregoing. For example, control system 130 can be operated by an agricultural manager seated in a cabin of agricultural machine 100, or control system 130 can be operated by an agricultural manager connected to the control system via a wireless network. In another example, the control system may implement an array of control algorithms, machine vision algorithms, decision algorithms, etc. that allow to operate autonomously or partially autonomously.

[0061] O sistema de controle 130 pode ser implementado por um computador ou um sistema de computadores distribuídos. Os computadores podem ser conectados em vários ambientes de rede. Por exemplo, o sistema de controle pode ser uma série de computadores implementados na máquina agrícola 100 e conectados por uma rede de área local. Em outro exemplo, o sistema de controle pode ser uma série de computadores implementados na máquina agrícola 100, na nuvem, um dispositivo cliente e conectado por uma rede de área sem fio.[0061] The control system 130 can be implemented by a computer or a distributed computer system. Computers can be connected in various network environments. For example, the control system could be a series of computers implemented in agricultural machine 100 and connected by a local area network. In another example, the control system can be a series of computers implemented in the agricultural machine 100, in the cloud, a client device and connected by a wireless area network.

[0062] O sistema de controle 130 pode aplicar um ou mais modelos de computador para determinar e implementar ações agrícolas no campo. Por exemplo, o sistema de controle 130 pode aplicar um módulo de identificação de plantas a imagens adquiridas pelo mecanismo de detecção para determinar e implementar ações agrícolas. O sistema de controle 130 pode ser acoplado à máquina agrícola 100 de modo que um gerente agrícola (por exemplo, um motorista) possa interagir com o sistema de controle 130. Em outras modalidades, o sistema de controle 130 é fisicamente removido da máquina agrícola 100 e se comunica com componentes do sistema (por exemplo, mecanismo de detecção 110, mecanismo de tratamento 120 etc.) sem fio.[0062] The control system 130 can apply one or more computer models to determine and implement agricultural actions in the field. For example, control system 130 can apply a plant identification module to images acquired by the detection engine to determine and implement agricultural actions. Control system 130 can be coupled to agricultural machine 100 so that an agricultural manager (e.g., a driver) can interact with control system 130. In other embodiments, control system 130 is physically removed from agricultural machine 100 and communicates with system components (eg detection engine 110, treatment engine 120, etc.) wirelessly.

[0063] Em algumas configurações, a máquina agrícola 100 pode incluir adicionalmente um aparelho de comunicação, que funciona para comunicar (por exemplo, enviar e/ou receber) dados entre o sistema de controle 130 e um conjunto de dispositivos remotos. O aparelho de comunicação pode ser um sistema de comunicação Wi-Fi, um sistema de comunicação celular, um sistema de comunicação de curto alcance (por exemplo, Bluetooth, NFC etc.), ou qualquer outro sistema de comunicação adequado.[0063] In some configurations, the agricultural machine 100 may additionally include a communication apparatus, which functions to communicate (e.g., send and/or receive) data between the control system 130 and a set of remote devices. The communication apparatus may be a Wi-Fi communication system, a cellular communication system, a short range communication system (eg Bluetooth, NFC, etc.), or any other suitable communication system.

Outros componentes da máquinaOther machine components

[0064] Em várias configurações, a máquina agrícola pode incluir qualquer número de componentes adicionais.[0064] In various configurations, the agricultural machine can include any number of additional components.

[0065] Por exemplo, a máquina agrícola pode incluir um mecanismo de montagem 140. O mecanismo de montagem 140 fornece um ponto de montagem para os componentes da máquina agrícola 100. Ou seja, o mecanismo de montagem 140 pode ser um chassi ou estrutura ao qual os componentes da máquina agrícola 100 podem ser anexados, mas alternativamente pode ser qualquer outro mecanismo de montagem adequado 140. Mais geralmente, o mecanismo de montagem 140 retém estaticamente e suporta mecanicamente as posições do mecanismo de detecção 110, o mecanismo de tratamento 120 e o mecanismo de verificação 150. Em uma configuração de exemplo, o mecanismo de montagem 140 se estende para fora de um corpo da máquina agrícola 100 de modo que o mecanismo de montagem 140 seja aproximadamente perpendicular à direção de deslocamento 115. Em algumas configurações, o mecanismo de montagem pode incluir uma matriz de mecanismos de tratamento 120 posicionados lateralmente ao longo do mecanismo de montagem 140. Em algumas configurações, a máquina agrícola pode não incluir um mecanismo de montagem 140, o mecanismo de montagem 140 pode ser posicionado alternativamente ou o mecanismo de montagem 140 pode ser incorporado em qualquer outro componente da máquina agrícola 100.[0065] For example, the agricultural machine may include an assembly mechanism 140. The assembly mechanism 140 provides a mounting point for the components of the agricultural machine 100. That is, the assembly mechanism 140 may be a chassis or frame around to which the agricultural machine components 100 may be attached, but alternatively may be any other suitable mounting mechanism 140. More generally, the mounting mechanism 140 statically retains and mechanically supports the positions of the sensing mechanism 110, the treatment mechanism 120 and the check mechanism 150. In an exemplary configuration, the mounting mechanism 140 extends outwardly from an agricultural machine body 100 such that the mounting mechanism 140 is approximately perpendicular to the direction of travel 115. In some embodiments, the mounting mechanism can include an array of treatment mechanisms 120 positioned laterally along the mounting mechanism 140. In some configurations, the agricultural machine may not include a mounting mechanism 140, the mounting mechanism 140 can be alternatively positioned or the mechanism assembly 140 can be incorporated into any other component of the agricultural machine 100.

[0066] A máquina agrícola 100 pode incluir mecanismos de locomoção. Os mecanismos de locomoção podem incluir qualquer número de rodas, degraus contínuos, pernas articuladas ou algum outro mecanismo(s) de locomoção. Por exemplo, a máquina agrícola pode incluir um primeiro conjunto e um segundo conjunto de rodas coaxiais, ou um primeiro conjunto e um segundo conjunto de degraus contínuos. Em qualquer um dos exemplos, o eixo de rotação do primeiro e do segundo conjunto de rodas/degraus é aproximadamente paralelo. Além disso, cada conjunto é disposto ao longo de lados opostos da máquina agrícola. Normalmente, os mecanismos de locomoção estão ligados a um mecanismo de acionamento que faz com que os mecanismos de locomoção transfiram a máquina agrícola através do ambiente operacional. Por exemplo, a máquina agrícola pode incluir um trem de acionamento para rodas ou degraus rotativos. Em diferentes configurações, a máquina agrícola pode incluir qualquer outro número ou combinação adequada de mecanismos de locomoção e mecanismos de acionamento.[0066] The agricultural machine 100 may include locomotion mechanisms. Locomotion mechanisms may include any number of wheels, continuous steps, articulated legs, or some other locomotion mechanism(s). For example, the agricultural machine may include a first set and a second set of coaxial wheels, or a first set and a second set of continuous steps. In either example, the axis of rotation of the first and second sets of wheels/steps are approximately parallel. Furthermore, each set is arranged along opposite sides of the agricultural machine. Normally, the locomotion mechanisms are linked to a drive mechanism that makes the locomotion mechanisms transfer the agricultural machine through the operating environment. For example, the agricultural machine may include a drive train for rotating wheels or steps. In different configurations, the agricultural machine may include any other suitable number or combination of travel mechanisms and drive mechanisms.

[0067] A máquina agrícola 100 também pode incluir um ou mais mecanismos de acoplamento 142 (por exemplo, um engate). Os mecanismos de acoplamento 142 funcionam para acoplar de forma removível ou estática vários componentes da máquina agrícola. Por exemplo, um mecanismo de acoplamento 142 pode anexar um mecanismo de acionamento a um componente secundário, de modo que o componente secundário seja puxado para trás da máquina agrícola. Em outro exemplo, um mecanismo de acoplamento 142 pode acoplar um ou mais mecanismos de tratamento à máquina agrícola.[0067] The agricultural machine 100 may also include one or more coupling mechanisms 142 (e.g., a hitch). Coupling mechanisms 142 function to removablely or statically couple various components of the agricultural machine. For example, a coupling mechanism 142 can attach a drive mechanism to a secondary component such that the secondary component is pulled behind the agricultural machine. In another example, a coupling mechanism 142 can couple one or more treatment mechanisms to the farm machine.

[0068] A máquina agrícola 100 pode incluir adicionalmente uma fonte de energia, que funciona para alimentar os componentes do sistema, incluindo o mecanismo de detecção 110, sistema de controle 130 e mecanismo de tratamento 120. A fonte de energia pode ser montada no mecanismo de montagem 140, pode ser acoplado de forma removível ao mecanismo de montagem 140 ou pode ser incorporado em outro componente do sistema (por exemplo, localizado no mecanismo de acionamento). A fonte de energia pode ser uma fonte de energia recarregável (por exemplo, um conjunto de baterias recarregáveis), uma fonte de energia de coleta de energia (por exemplo, um sistema solar), uma fonte de energia consumidora de combustível (por exemplo, um conjunto de células de combustível ou um sistema de combustão interna), ou qualquer outra fonte de energia adequada. Em outras configurações, a fonte de energia pode ser incorporada a qualquer outro componente da máquina agrícola 100.[0068] The agricultural machine 100 can additionally include a power source, which functions to power the system components, including the detection mechanism 110, control system 130 and treatment mechanism 120. The power source can be mounted on the mechanism mounting mechanism 140, may be removablely coupled to mounting mechanism 140, or may be incorporated into another component of the system (e.g., located on the drive mechanism). The energy source can be a rechargeable energy source (e.g. a rechargeable battery pack), an energy harvesting energy source (e.g. a solar system), a fuel consuming energy source (e.g. a fuel cell array or an internal combustion system), or any other suitable energy source. In other configurations, the energy source can be incorporated into any other component of the agricultural machine 100.

IV.B AMBIENTE DO SISTEMAIV.B SYSTEM ENVIRONMENT

[0069] A figura 2 é um diagrama de blocos do ambiente do sistema para a máquina agrícola 100, de acordo com uma ou mais modalidades de exemplo. Neste exemplo, o sistema de controle 130 está conectado a sistemas externos 220 e uma matriz de componentes de máquina 230 através de uma rede 240 dentro do ambiente do sistema 200.[0069] Figure 2 is a block diagram of the system environment for the agricultural machine 100, according to one or more example embodiments. In this example, control system 130 is connected to external systems 220 and an array of machine components 230 through a network 240 within the environment of system 200.

[0070] Os sistemas externos 220 são qualquer sistema que possa gerar dados representando informações úteis para determinar e implementar ações agrícolas em um campo. Os sistemas externos podem incluir um ou mais sensores 250, uma ou mais unidades de processamento 260 e um ou mais datastores 270. Um ou mais sensores 250 podem medir o campo, o ambiente operacional, a máquina agrícola etc. e gerar dados representando aquelas medições. Por exemplo, os sensores podem incluir um sensor de chuva, um sensor de vento, um sensor de calor, uma câmera etc. As unidades de processamento podem processar dados medidos para fornecer informações adicionais que podem auxiliar na determinação e implementação de ações agrícolas no campo. Por exemplo, uma unidade de processamento pode acessar uma imagem de um campo e calcular uma pressão de ervas daninhas a partir da imagem ou pode acessar informações meteorológicas históricas de um campo para gerar uma previsão para o campo. Os datastores armazenam informações históricas sobre a máquina agrícola, o ambiente operacional, o campo, a área ao redor da máquina agrícola etc., que podem ser benéficas na determinação e implementação de ações agrícolas no campo. Por exemplo, o datastore pode armazenar resultados de planos de tratamento e ações agrícolas implementados anteriormente para um campo, seu campo circundante e o ar geral. Além disso, o datastore pode armazenar resultados de ações agrícolas específicas no campo ou resultados de ações agrícolas realizadas em campos próximos com características semelhantes. O datastore também pode armazenar o clima histórico, inundações, uso do campo, culturas plantadas etc. para o campo e a área circundante. Finalmente, os datastores podem armazenar qualquer informação medida por outros componentes no ambiente do sistema.[0070] External systems 220 are any system that can generate data representing information useful for determining and implementing agricultural actions in a field. External systems may include one or more sensors 250, one or more processing units 260, and one or more datastores 270. One or more sensors 250 may measure the field, operating environment, farm machine, etc. and generating data representing those measurements. For example, sensors could include a rain sensor, a wind sensor, a heat sensor, a camera, and so on. Processing units can process measured data to provide additional information that can aid in the determination and implementation of agricultural actions in the field. For example, a processing unit can access an image of a field and calculate weed pressure from the image, or it can access historical weather information for a field to generate a forecast for the field. Datastores store historical information about the agricultural machine, the operating environment, the field, the area around the agricultural machine, etc., which can be beneficial in determining and implementing agricultural actions in the field. For example, the datastore can store results of previously implemented treatment plans and agricultural actions for a field, its surrounding field, and general air. In addition, the datastore can store results of specific agricultural actions in the field or results of agricultural actions carried out in nearby fields with similar characteristics. The datastore can also store historical weather, floods, field use, crops planted, etc. to the countryside and surrounding area. Finally, datastores can store any information measured by other components in the system environment.

[0071] A matriz de componentes de máquina 230 inclui um ou mais componentes 222. Os componentes 222 são elementos da máquina agrícola 100 que podem realizar ações agrícolas (por exemplo, um mecanismo de tratamento 120). Conforme ilustrado, cada componente 222 tem um ou mais controladores de entrada 234 e um ou mais sensores 236, mas um componente pode incluir apenas sensores 236 ou apenas controladores de entrada 234. Um controlador de entrada 234 controla a função do componente. Por exemplo, um controlador de entrada 234 pode receber comandos de máquina através da rede 240 e acionar o componente em resposta. Um sensor 236 gera dados representando medições do ambiente operacional e fornece esses dados para outros componentes dentro do ambiente do sistema 200. As medições podem ser do componente, da máquina agrícola 100 ou do ambiente operacional. Por exemplo, um sensor 236 pode medir uma configuração ou estado do componente 222 (por exemplo, uma configuração, parâmetro, carga de energia etc.), medir as condições no ambiente operacional (por exemplo, umidade, temperatura etc.), capturar representação de informações do ambiente operacional (por exemplo, imagens, informações de profundidade, informações de distância) e gerar dados representando a(s) medição(ões).[0071] The array of machine components 230 includes one or more components 222. The components 222 are elements of the agricultural machine 100 that can perform agricultural actions (for example, a treatment mechanism 120). As illustrated, each component 222 has one or more input controllers 234 and one or more sensors 236, but a component can include only sensors 236 or only input controllers 234. An input controller 234 controls the function of the component. For example, an input controller 234 may receive machine commands over network 240 and trigger the component in response. A sensor 236 generates data representing measurements of the operating environment and provides that data to other components within the system environment 200. The measurements may be from the component, the farm machine 100 or the operating environment. For example, a sensor 236 can measure a configuration or state of component 222 (eg, a setting, parameter, power load, etc.), measure conditions in the operating environment (eg, humidity, temperature, etc.), capture representation operating environment information (eg images, depth information, distance information) and generate data representing the measurement(s).

[0072] A rede 240 conecta nós do ambiente do sistema 200 para permitir que microcontroladores e dispositivos se comuniquem entre si. Em algumas modalidades, os componentes são conectados dentro da rede como uma Rede de Área de Controlador (CAN). Neste caso, dentro da rede cada elemento tem uma conexão de entrada e saída e a rede 240 pode traduzir informações entre os vários elementos. Por exemplo, a rede 240 recebe informações de entrada dos sistemas externos 220 e da matriz de componentes 230, processa as informações e transmite as informações para o sistema de controle 130. O sistema de controle 130 gera uma ação agrícola com base nas informações e transmite instruções para implementar a ação de cultivo, por exemplo, para o(s) componente(s) apropriado(s) 222 da matriz de componentes 230.[0072] Network 240 connects system environment nodes 200 to allow microcontrollers and devices to communicate with each other. In some embodiments, the components are connected within the network as a Controller Area Network (CAN). In this case, within the network each element has an input and output connection and the network 240 can translate information between the various elements. For example, network 240 receives input information from external systems 220 and component matrix 230, processes the information, and transmits the information to control system 130. Control system 130 generates a farming action based on the information and transmits instructions for implementing the cultivating action, for example, for the appropriate component(s) 222 of the component matrix 230.

[0073] Além disso, o ambiente de sistema 200 pode ser outros tipos de ambientes de rede e incluir outras redes ou uma combinação de ambientes de rede com várias redes. Por exemplo, o ambiente do sistema 200 pode ser uma rede como a Internet, uma LAN, um MAN, uma WAN, uma rede móvel com ou sem fio, uma rede privada, uma rede privada virtual, uma linha de comunicação direta e semelhantes.[0073] In addition, system environment 200 may be other types of network environments and include other networks or a combination of network environments with multiple networks. For example, the environment of system 200 may be a network such as the Internet, a LAN, a MAN, a WAN, a wired or wireless mobile network, a private network, a virtual private network, a direct line of communication, and the like.

V. SISTEMA DE SENSOR FRONTAL E VIGA ACIONÁVELV. FRONT SENSOR SYSTEM AND ACTIONABLE BEAM

[0074] As figuras 3A a 7 referem-se a máquinas agrícolas com sensores frontais e vigas acionáveis (por exemplo, mecanismos de montagem 140). Estas figuras também se referem a métodos e sistemas para ajustar as posições das vigas acionáveis.[0074] Figures 3A to 7 refer to agricultural machines with front sensors and actionable beams (for example, assembly mechanisms 140). These figures also refer to methods and systems for adjusting the positions of the actionable beams.

[0075] As figuras 3A a 3C são vistas frontais de uma máquina agrícola 300 movendo-se através de diferentes partes de um campo, de acordo com algumas modalidades. A máquina agrícola 300 inclui um sistema acionador 315 acoplado a duas vigas 320A e 320B. No exemplo das figuras 3A a 3C, as vigas 320 são acopladas à frente do corpo 310. As vigas 320 se estendem para longe do corpo 310 e suportam os sensores 325A e 325B. A máquina agrícola 300 inclui um terceiro sensor 325C também acoplado ao sistema acionador 315. A máquina agrícola 300 pode incluir componentes adicionais, menos ou diferentes dos ilustrados nas figuras 3A a 3C. Por exemplo, as vigas 320 suportam mecanismos de tratamento 120 e mecanismos de verificação 150.[0075] Figures 3A to 3C are front views of an agricultural machine 300 moving through different parts of a field, according to some embodiments. Agricultural machine 300 includes a drive system 315 coupled to two beams 320A and 320B. In the example of Figures 3A-3C, beams 320 are attached to the front of body 310. Beams 320 extend away from body 310 and support sensors 325A and 325B. Agricultural machine 300 includes a third sensor 325C also coupled to actuator system 315. Agricultural machine 300 may include additional components, less than or different from those illustrated in Figures 3A to 3C. For example, beams 320 support treatment mechanisms 120 and verification mechanisms 150.

[0076] Um sensor 325 é um mecanismo de detecção (por exemplo, mecanismo de detecção 110, sensor 250 ou sensor de matriz 236) configurado para detectar a altura do solo. Mais especificamente, o sensor 325 gera dados indicativos de uma distância e ângulos entre o sensor 325 e um ponto de solo no campo. Os dados podem ser referidos como dados de medição ou dados de sensor. Em algumas modalidades, os ângulos são dois ângulos ortogonais, tais como (1) os ângulos polares e azimutais ou (2) ângulos que descrevem as posições vertical e horizontal do ponto de solo (por exemplo, do quadro de referência do sensor). Assim, com as três coordenadas de posição independentes (por exemplo, uma distância e duas medições de ângulo), a posição de um ponto no solo pode ser determinada. Um sensor 325 pode gerar dados de distância e ângulo para vários pontos de solo. Em algumas modalidades, o sensor 325A também gera dados de medição indicativos da altura das plantas que crescem no campo. Dito de outra forma, os dados de medição podem indicar as posições dos topos das plantas.[0076] A sensor 325 is a detection mechanism (eg detection mechanism 110, sensor 250 or array sensor 236) configured to detect height from the ground. More specifically, sensor 325 generates data indicative of a distance and angles between sensor 325 and a ground point in the field. Data can be referred to as measurement data or sensor data. In some embodiments, the angles are two orthogonal angles, such as (1) the polar and azimuthal angles or (2) angles describing the vertical and horizontal positions of the ground point (eg, of the sensor's reference frame). Thus, with the three independent position coordinates (for example, one distance and two angle measurements), the position of a point on the ground can be determined. A sensor 325 can generate distance and angle data for various ground points. In some embodiments, sensor 325A also generates measurement data indicative of the height of plants growing in the field. In other words, the measurement data can indicate the positions of the tops of the plants.

[0077] Um sensor 325 pode ser orientado para gerar dados de medição para pontos no solo na frente de um componente da máquina agrícola 300, como uma viga 320, o corpo 310 ou um mecanismo de locomoção 330. Por exemplo, o sensor 325A pode ser orientado para frente (ao longo da direção de deslocamento) e para baixo para gerar dados de medição para pontos de solo na frente da viga 320A. Isto é ainda descrito em relação às figuras 4A a C. Em outro exemplo, o sensor 325C pode ser orientado para detectar a altura dos pontos de solo na frente do mecanismo de locomoção 330. Os sensores de exemplo 325 incluem um sensor LIDAR, um sensor de imagem (por exemplo, uma câmera estéreo ou uma monocâmera com algoritmos de identificação de profundidade), um sensor ultrassônico e um sensor de radiofrequência. Múltiplos sensores 325 em locais diferentes podem ser usados juntos para aumentar a precisão da detecção de solo. Por exemplo, a máquina agrícola 300 pode incluir adicionalmente um sensor montado no corpo 310 e orientado para ter uma área de detecção na frente da viga 320A e sobrepondo-se a uma área de detecção do sensor 325A.[0077] A sensor 325 can be oriented to generate measurement data for points on the ground in front of an agricultural machine component 300, such as a beam 320, body 310 or a locomotion mechanism 330. For example, sensor 325A can be oriented forward (along the direction of travel) and downward to generate measurement data for ground points in front of beam 320A. This is further described with reference to Figs. 4A to C. In another example, sensor 325C can be oriented to detect the height of ground points in front of the locomotion mechanism 330. Example sensors 325 include a LIDAR sensor, a sensor (for example, a stereo camera or a single camera with depth identification algorithms), an ultrasonic sensor and a radiofrequency sensor. Multiple 325 sensors in different locations can be used together to increase ground detection accuracy. For example, agricultural machine 300 may further include a body mounted sensor 310 and oriented to have a detection area in front of beam 320A and overlapping a detection area of sensor 325A.

[0078] Em algumas modalidades, a máquina agrícola 300 inclui adicionalmente um sensor IMU (unidade de medição inercial), um sensor de potenciômetro ou um rastreador GNSS (sistema global de navegação por satélite) (por exemplo, um rastreador GPS). Um sensor IMU ou sensor de potenciômetro pode ser usado para detectar (por exemplo, confirmar) movimento da viga 320 ou corpo 310. Um rastreador GNSS pode ser usado para gerar coordenadas de posição GNSS do campo (por exemplo em uma base global ou regional). O sistema de controle 130 pode associar dados de outros sensores com essas coordenadas de posição.[0078] In some embodiments, the agricultural machine 300 additionally includes an IMU (inertial measurement unit) sensor, a potentiometer sensor or a GNSS (global navigation satellite system) tracker (for example, a GPS tracker). An IMU sensor or potentiometer sensor can be used to detect (e.g. confirm) movement of beam 320 or body 310. A GNSS tracker can be used to generate GNSS position coordinates of the field (e.g. on a global or regional basis) . Control system 130 may associate data from other sensors with these position coordinates.

[0079] O sistema acionador 315 inclui um ou mais acionadores para controlar as posições das vigas 320 em relação ao corpo 310. Isso pode resultar na mudança da altura de uma viga em relação ao solo. Acionadores de exemplo incluem acionadores hidráulicos, pneumáticos e elétricos. Os acionadores podem ser acionadores rotacionais ou translacionais. Nos exemplos das figuras 3B e 3C, o sistema acionador 315 gira as vigas (indicadas pelas setas), porém outros ajustes de posição são possíveis dependendo da configuração do sistema acionador. Por exemplo, o sistema acionador 315 pode elevar ou abaixar toda a viga 320 igualmente. Geralmente, o sistema acionador levanta e abaixa as vigas 320. No entanto, o sistema acionador 315 pode mover as vigas 320 ao longo de outras direções, como para frente ou para trás. O movimento ao longo dessas direções adicionais também pode ser usado para evitar que a viga 320 atinja o solo. O sistema acionador 315 pode ser caracterizado por sua autoridade de acionador para cada viga 320. A autoridade de acionador é uma medida de quão rápido o sistema pode mover uma viga 320 em resposta a receber instruções de controle (por exemplo, do sistema de controle 130). A autoridade do acionador é baseada em uma inércia de uma viga 320 e quaisquer componentes acoplados à viga 320.[0079] The actuator system 315 includes one or more actuators to control the positions of the beams 320 relative to the body 310. This can result in changing the height of a beam relative to the ground. Example actuators include hydraulic, pneumatic, and electric actuators. Triggers can be rotational or translational triggers. In the examples of figures 3B and 3C, the drive system 315 rotates the beams (indicated by the arrows), but other position adjustments are possible depending on the configuration of the drive system. For example, the drive system 315 can raise or lower the entire beam 320 equally. Generally, the drive system raises and lowers the beams 320. However, the drive system 315 can move the beams 320 along other directions, such as forwards or backwards. Movement along these additional directions can also be used to prevent beam 320 from hitting the ground. Drive system 315 can be characterized by its drive authority for each beam 320. Drive authority is a measure of how fast the system can move a beam 320 in response to receiving control instructions (e.g., from control system 130 ). Driver authority is based on an inertia of a beam 320 and any components coupled to the beam 320.

[0080] O sistema de controle 130 (não mostrado nas figuras 3A a 3C) usa o sistema acionador 315 e dados dos sensores 325 para ajustar a posição de cada viga 320. Por exemplo, o sistema de controle 130 executa um algoritmo de controle e transmite instruções de controle do acionador para o sistema acionador 315. Observe que ajustar a posição de uma viga pode ser considerado uma ação agrícola.[0080] The control system 130 (not shown in figures 3A to 3C) uses the driver system 315 and data from the sensors 325 to adjust the position of each beam 320. For example, the control system 130 executes a control algorithm and transmits control instructions from the driver to the 315 driver system. Note that adjusting the position of a beam can be considered a farming action.

[0081] Assim, as alturas podem ser ajustadas de forma dinâmica e proativa à medida que a máquina agrícola 300 se move através do campo. Por exemplo, uma viga 320 é elevada para reduzir o risco da viga 320 (ou um componente acoplado à viga) atingir um objeto no campo ou atingir o solo (por exemplo, se a altura do solo mudar rapidamente). Ajustar a posição da viga também pode fornecer outras vantagens. Por exemplo, uma posição da viga é ajustada de modo que um mecanismo de tratamento montado na viga 320 esteja a uma altura desejada para realizar operações agrícolas, mesmo se o solo sob a máquina agrícola 300 mudar.[0081] Thus, heights can be dynamically and proactively adjusted as the farm machine 300 moves through the field. For example, a beam 320 is elevated to reduce the risk of the beam 320 (or a component attached to the beam) hitting an object in the field or hitting the ground (for example, if the ground height changes rapidly). Adjusting the beam position can also provide other advantages. For example, a beam position is adjusted so that a treatment mechanism mounted on the beam 320 is at a desired height to perform agricultural operations even if the soil under the agricultural machine 300 changes.

[0082] Na figura 3A, o solo é relativamente plano. Assim, as vigas 320 são perpendiculares ao corpo 310 e na posição horizontal. Na figura 3B, o campo inclui obstáculos 340 nos lados esquerdo e direito da máquina agrícola 300. À medida que a máquina agrícola 300 se move em direção aos obstáculos 340, eles podem ser detectados (por exemplo, usando dados dos sensores 325A e 325B). Em resposta, o sistema acionador 315 levanta cada viga 320 (como indicado pelas setas tracejadas) para evitar que as vigas 320 atinjam os obstáculos 340. O sistema de controle 130 pode controlar cada viga 320 independentemente. Por exemplo, como ilustrado na figura 3B, o sistema acionador 315 eleva a viga 320A mais alto que a viga 320B, uma vez que o obstáculo 340A é mais alto que o obstáculo 340B.[0082] In figure 3A, the ground is relatively flat. Thus, the beams 320 are perpendicular to the body 310 and in a horizontal position. In Figure 3B, the field includes obstacles 340 on the left and right sides of the agricultural machine 300. As the agricultural machine 300 moves towards the obstacles 340, they can be detected (e.g. using data from sensors 325A and 325B) . In response, drive system 315 lifts each beam 320 (as indicated by dashed arrows) to prevent beams 320 from hitting obstacles 340. Control system 130 can control each beam 320 independently. For example, as illustrated in Figure 3B, the drive system 315 raises the beam 320A higher than the beam 320B, since the obstacle 340A is higher than the obstacle 340B.

[0083] Na figura 3C, o mecanismo de locomoção direito 330 (por exemplo, roda) está em uma vala 345. Assim, a máquina agrícola 300 é inclinada para a direita à medida que se move pelo campo ao longo da vala 345. Antes da máquina agrícola 300 se mover para a vala 345, o sistema de controle 130 pode detectar a vala 345 (por exemplo, usando dados do sensor 325C) e determinar que a máquina agrícola 300 irá inclinar. Em resposta, o sistema acionador 315 eleva a viga 320B e abaixa a viga 320A, conforme indicado pelas setas tracejadas. Isso evita que a viga 320B atinja o solo e permite que a viga 320A mantenha uma altura de viga alvo acima do solo (por exemplo, para que um mecanismo de tratamento possa continuar a realizar ações agrícolas no campo). Se a máquina agrícola incluir um sensor IMU ou sensor de potenciômetro, o sistema de controle 130 também pode detectar a inclinação do corpo e ajustar as vigas de acordo (por exemplo, se o sistema de controle 130 não detectou a vala 345 usando dados do sensor 325C).[0083] In Figure 3C, the right locomotion mechanism 330 (eg, wheel) is in a ditch 345. Thus, the agricultural machine 300 is tilted to the right as it moves across the field along the ditch 345. Before farm machine 300 moves into the trench 345, the control system 130 can detect the trench 345 (e.g., using data from sensor 325C) and determine that the farm machine 300 will tilt. In response, drive system 315 raises beam 320B and lowers beam 320A, as indicated by dashed arrows. This prevents beam 320B from hitting the ground and allows beam 320A to maintain a target beam height above the ground (for example, so that a treatment mechanism can continue to farm in the field). If the agricultural machine includes an IMU sensor or potentiometer sensor, the control system 130 can also detect the body tilt and adjust the beams accordingly (for example, if the control system 130 did not detect the ditch 345 using data from the sensor 325C).

[0084] A figura 4A ilustra uma vista em seção transversal do sensor 325A e da viga 320A da máquina agrícola 300, de acordo com uma modalidade. Neste exemplo, o sensor 325A é acoplado ao topo da viga 320 e é orientado ao longo de uma direção para frente e para baixo. O sensor 325A pode ser acoplado a outras partes da viga 320A, como o fundo. A figura 4A também ilustra pontos de assolamento 410A a 410F. Conforme descrito acima, o sensor 325A gera dados indicativos de ângulos e distâncias 420 para um conjunto de pontos de solo. Dito de outra forma, o sensor 325A amostra o perfil do terreno do campo nos pontos de solo. Porque o sensor 325A está voltado para a frente, os pontos de solo 410 estão na frente da viga 320A ao longo da direção de deslocamento 115. Os dados do sensor podem ser gerados para pontos de solo adicionais ou menos 410 do que aqueles ilustrados. Por exemplo, a figura 4A ilustra seis pontos de assolamento. No entanto, em outras modalidades, os dados do sensor podem ser gerados para mais pontos de assolamento, como 10, 15 ou 20. A geração de dados de medição para uma pluralidade de pontos de assolamento (por exemplo, em vez de apenas um ponto de assolamento) pode fornecer uma maior compreensão da variabilidade do terreno. Em algumas modalidades, o sensor 325A gera dados para pontos de solo na frente de outras partes da viga 320A (por exemplo, ao longo de um eixo perpendicular à direção de deslocamento 115). Por exemplo, vide as figuras 4B e 4C. Em algumas modalidades, os pontos de assolamento 410 estão na frente da viga ao longo de toda a parte da viga. A área de detecção também pode ser maior ou menor do que o ilustrado. Por exemplo, o sensor 325A pode gerar dados para pontos de solo diretamente abaixo do sensor 325A.[0084] Figure 4A illustrates a cross-sectional view of the sensor 325A and the beam 320A of the agricultural machine 300, according to one embodiment. In this example, sensor 325A is attached to the top of beam 320 and is oriented along a forward and downward direction. The sensor 325A can be attached to other parts of the beam 320A, such as the bottom. Figure 4A also illustrates strike points 410A to 410F. As described above, sensor 325A generates data indicative of angles and distances 420 for a set of ground points. Stated another way, the 325A sensor samples the terrain profile of the field at ground points. Because sensor 325A faces forward, ground points 410 are in front of beam 320A along direction of travel 115. Sensor data can be generated for additional or fewer ground points 410 than those illustrated. For example, Figure 4A illustrates six havoc points. However, in other embodiments, the sensor data can be generated for more hit points, such as 10, 15 or 20. Generating measurement data for a plurality of hit points (e.g., instead of just one hit point) desolation) can provide a greater understanding of terrain variability. In some embodiments, the sensor 325A generates data for ground points in front of other parts of the beam 320A (eg, along an axis perpendicular to the direction of travel 115). For example, see figures 4B and 4C. In some embodiments, the strike points 410 are at the front of the beam along the entire portion of the beam. The detection area may also be larger or smaller than illustrated. For example, sensor 325A can generate data for ground points directly below sensor 325A.

[0085] As distâncias 420 são determinadas analisando os dados de medição (por exemplo, extraindo distâncias de uma imagem ou um par de imagens). Esta análise pode ser realizada pelo sensor 325A ou pelo sistema de controle 130. Por brevidade, a descrição restante assume que o sensor 325A determina as distâncias 420. Se o sensor 325A for um sensor LIDAR, ele pode determinar uma distância 420 visando um ponto de solo 410 com um laser e medindo o tempo para a luz refletida retornar ao sensor 325A. Em outro exemplo, o sensor 325A inclui um ou mais sensores de imagem e analisa as imagens capturadas para determinar uma distância 420.[0085] The distances 420 are determined by analyzing the measurement data (eg extracting distances from an image or a pair of images). This analysis can be performed by sensor 325A or control system 130. For brevity, the remaining description assumes that sensor 325A determines distances 420. If sensor 325A is a LIDAR sensor, it can determine a distance 420 by targeting a target point. ground 410 with a laser and measuring the time for the reflected light to return to sensor 325A. In another example, sensor 325A includes one or more image sensors and analyzes the captured images to determine a distance 420.

[0086] Dependendo do tipo e orientação do sensor, os dados do sensor podem indicar distâncias 420 para pontos de solo 410 que são zero a cinco ou dez (ou mais) metros na frente do sensor 325A. Em algumas modalidades, um ou mais pontos de solo 410 estão pelo menos meio metro na frente do sensor 325A, no entanto, esta distância limite pode depender da velocidade da máquina agrícola 300, da latência do sistema de controle 130 e da autoridade do sistema acionador 315. Determinar distâncias 420 para pontos de solo 410 iguais ou além desta distância limite permite que a viga 320A seja posicionada proativamente para evitar obstáculos e atingir o solo. Se todos os pontos de assolamento forem menores que esta distância limite, o sistema de controle 130 ou o sistema acionador 315 pode não ter tempo suficiente para posicionar com segurança a viga 320A. Por exemplo, se os sensores de uma máquina agrícola forem orientados diretamente para baixo (por exemplo, eles apenas capturam distâncias para pontos do solo diretamente abaixo da viga), então o sistema pode não ter tempo suficiente para reagir (por exemplo, se a altura do solo aumentar ou se o campo inclui um obstáculo).[0086] Depending on the type and orientation of the sensor, the sensor data may indicate distances 420 to ground points 410 that are zero to five or ten (or more) meters in front of the sensor 325A. In some embodiments, one or more soil points 410 are at least half a meter in front of the sensor 325A, however, this limit distance may depend on the speed of the agricultural machine 300, the latency of the control system 130 and the authority of the triggering system. 315. Determining distances 420 to ground points 410 at or beyond this threshold distance allows beam 320A to be proactively positioned to avoid obstacles and reach the ground. If all strike points are less than this threshold distance, control system 130 or drive system 315 may not have enough time to safely position beam 320A. For example, if the sensors on an agricultural machine are oriented directly downwards (for example, they only capture distances to points on the ground directly below the beam), then the system may not have enough time to react (for example, if the height of the ground increases or if the course includes an obstacle).

[0087] As figuras 4B a 4C ilustram um padrão de ponto de assolamento de amostra para um sensor 325 (por exemplo, um sensor LIDAR), de acordo com uma ou mais modalidades de exemplo. O gráfico representa um padrão de ponto de solo para um sensor 325 a uma altura de dois metros acima do solo. O sensor tem um campo de visão vertical de +/-45 graus e um campo de visão horizontal de +/-80 graus. O sensor é inclinado para baixo em 55 graus.[0087] Figures 4B to 4C illustrate a sample plating dot pattern for a sensor 325 (e.g., a LIDAR sensor), in accordance with one or more example embodiments. The graph represents a ground dot pattern for a 325 sensor at a height of two meters above the ground. The sensor has a vertical field of view of +/-45 degrees and a horizontal field of view of +/-80 degrees. The sensor is tilted downwards by 55 degrees.

[0088] Cada ponto de dados representa um ponto de solo visto de uma vista superior (por exemplo, o plano xz no sistema de coordenadas da figura 4A). A linha vertical que varia do ponto (0, 5) a (0, -5) representa a localização de uma viga 320 (por exemplo, viga 320A). Os eixos x e y do gráfico representam a distância (em metros) da localização do sensor (o sensor está localizado no ponto (0,0)). A densidade dos pontos de dados é maior em torno do ponto (0,0) e diminui com a distância do ponto (0,0). A figura 4C é um gráfico ampliado da figura 4B e ilustra detalhes próximos a uma ponta da viga. Conforme demonstrado pelas figuras 4B a 4C, um sensor 325 pode criar dados de medição para pontos de solo em uma área na frente e atrás da viga 325 (por exemplo, dependendo da localização, orientação e campo de visão do sensor).[0088] Each data point represents a ground point seen from a top view (for example, the xz plane in the coordinate system of figure 4A). The vertical line ranging from the point (0, 5) to (0, -5) represents the location of a beam 320 (eg beam 320A). The x and y axes of the graph represent the distance (in meters) from the sensor location (the sensor is located at the point (0,0)). The density of the data points is greatest around the point (0.0) and decreases with distance from the point (0.0). Figure 4C is an enlarged graphic of figure 4B and illustrates details close to one end of the beam. As shown by Figures 4B to 4C, a sensor 325 can create measurement data for ground points in an area in front of and behind the beam 325 (eg, depending on the location, orientation and field of view of the sensor).

[0089] O sistema de controle 130 pode usar os dados de distância e ângulo para determinar qual será a altura da viga 320A quando ele passar pelos pontos de solo 410 (assumindo que a posição da viga ou altura da viga não muda). Se a viga 320A estiver abaixo de um valor de altura limite para um determinado ponto de solo (por exemplo, ponto 410F), o sistema de controle 130 pode ajustar (através do sistema acionador 315) a posição da viga 320A de modo que a viga fique acima do valor limite quando a viga passa sobre o ponto do solo (por exemplo, ponto 410F).[0089] The control system 130 can use the distance and angle data to determine what the height of the beam 320A will be when it passes through the ground points 410 (assuming the position of the beam or height of the beam does not change). If beam 320A is below a threshold height value for a given ground point (e.g., point 410F), control system 130 can adjust (via drive system 315) the position of beam 320A so that beam 320A stays above the threshold value when the beam passes over the ground point (eg point 410F).

[0090] Em algumas modalidades, o sistema de controle 130 determina as alturas alvo para os pontos de solo 410. Uma altura alvo indica onde a viga 320A deve estar localizada (por exemplo, dentro de um limite de erro) quando a viga (ou outro componente) passa sobre o ponto de assolamento correspondente (por exemplo, para evitar uma colisão com o solo). Cada altura alvo está associada a um ponto de solo 410. O sistema de controle 130 pode determinar uma altura de alvo 510 para cada ponto de solo 410.[0090] In some embodiments, the control system 130 determines the target heights for the ground points 410. A target height indicates where the beam 320A should be located (for example, within an error limit) when the beam (or another component) passes over the corresponding crash point (e.g. to avoid a collision with the ground). Each target height is associated with a ground point 410. The control system 130 may determine a target height 510 for each ground point 410.

[0091] A figura 5 ilustra exemplos de alturas de alvo 510A a 510F que correspondem respectivamente aos pontos de solo 410A a 410F na figura 4A. As alturas do alvo 510A e 510B são semelhantes à altura da viga atual 335. Assim, a posição da viga em relação ao corpo 310 pode permanecer constante à medida que a viga 320 passa sobre os pontos de solo 410A e 410B (por exemplo, assumindo que o solo abaixo do mecanismo de locomoção 330 é plano). Para evitar uma colisão com o solo, as alturas alvo 510C a 510F podem resultar no sistema acionador 315 elevando a viga 320A antes de passar sobre os pontos de solo 410C a 410F.[0091] Figure 5 illustrates examples of target heights 510A to 510F corresponding respectively to ground points 410A to 410F in Figure 4A. Target heights 510A and 510B are similar to the height of the current beam 335. Thus, the position of the beam relative to body 310 can remain constant as beam 320 passes over ground points 410A and 410B (e.g., assuming that the ground below the locomotion mechanism 330 is flat). To avoid a collision with the ground, target heights 510C to 510F may result in the drive system 315 raising beam 320A before passing over ground points 410C to 410F.

[0092] Uma altura alvo 510 pode ser determinada com base nos dados de medição, uma variabilidade de altura do solo (por exemplo, um valor que indica com que frequência ou intensidade a altura do solo muda), a distância de detecção do sensor 325A (por exemplo, o alcance do sensor 325A), a velocidade da máquina agrícola 300, a autoridade do sistema acionador 315, a cultura crescendo no campo, a altura da cultura crescendo no campo ou um tipo de mecanismo de tratamento 120 acoplado para viga 320A. Por exemplo, uma altura alvo 510 pode ser determinada de modo que um mecanismo de tratamento 120 possa realizar ações agrícolas em partes específicas (por exemplo, partes superiores) de plantas que crescem no campo. Em outro exemplo, o sistema de controle 130 determina as alturas alvo 510 que são possíveis dada a distância de detecção, a velocidade da máquina agrícola e a autoridade do sistema acionador 315. Se a máquina agrícola estiver se movendo rapidamente, o sistema acionador 315 pode não ser capaz de fazer uma grande mudança na posição da viga antes que um ponto no solo seja ultrapassado. Neste caso, o sistema de controle 130 pode determinar as alturas alvo que correspondem a pequenas mudanças de posição da viga.[0092] A target height 510 can be determined based on the measurement data, a ground height variability (for example, a value that indicates how often or strongly the ground height changes), the detection distance of the sensor 325A (e.g. range of sensor 325A), speed of farm machine 300, authority of drive system 315, crop growing in field, height of crop growing in field, or a type of treatment mechanism 120 coupled to beam 320A . For example, a target height 510 can be determined so that a treatment mechanism 120 can perform agricultural actions on specific parts (e.g., tops) of plants growing in the field. In another example, the control system 130 determines target heights 510 that are possible given the sensing distance, the speed of the farm machine, and the authority of the drive system 315. If the drive system is moving quickly, the drive system 315 may not being able to make a big change in beam position before a point on the ground is passed. In this case, the control system 130 can determine target heights that correspond to small changes in beam position.

[0093] O sistema de controle 130 pode acionar o sistema acionador 315 com base nos dados de medição e uma altura alvo 510 de modo que a viga 320A tenha uma altura 335 igual a uma altura alvo 510 antes de passar sobre o ponto de solo correspondente. Praticamente, pode ser difícil para a altura da viga 335 ser exatamente igual à altura do alvo 510. Assim, a altura do alvo 510 pode ser um limite inferior (por exemplo, a altura da viga 335 é igual ou maior que a altura do alvo 510) ou a altura da viga 335 pode ser igual à altura alvo 510 dentro de um valor de erro (por exemplo, 10%) (o valor de erro pode ser referido como um limite de distância).[0093] The control system 130 can trigger the driver system 315 based on the measurement data and a target height 510 so that the beam 320A has a height 335 equal to a target height 510 before passing over the corresponding ground point . Practically, it may be difficult for the height of the beam 335 to be exactly equal to the height of the target 510. Thus, the height of the target 510 may be a lower bound (for example, the height of the beam 335 is equal to or greater than the height of the target 510) or the height of the beam 335 can be equal to the target height 510 within an error value (e.g. 10%) (the error value can be referred to as a distance threshold).

[0094] Em algumas modalidades, o sistema de controle 130 aciona o sistema acionador 315 de modo que a viga 320A tenha uma altura 335 igual a cada altura alvo 510 antes que outro componente da máquina agrícola passe sobre os pontos de solo correspondentes 410. Por exemplo, referindo-se à figura 3C, o sistema de controle 130 pode ajustar a posição da viga antes do mecanismo de locomoção 330 ou do corpo 310 passar por um ponto de solo na vala 345.[0094] In some embodiments, the control system 130 triggers the drive system 315 so that the beam 320A has a height 335 equal to each target height 510 before another component of the agricultural machine passes over the corresponding soil points 410. For example, referring to Figure 3C, the control system 130 can adjust the position of the beam before the travel mechanism 330 or body 310 passes a ground point in the trench 345.

[0095] Para atingir uma altura alvo 510, o sistema de controle 130 pode acionar o sistema acionador 315 o mais rápido possível. Se várias alturas de alvo 510 estiverem em uma fila, o sistema de controle 130 pode começar a ajustar a viga 320A para a próxima altura de alvo 510 assim que a viga 320A passar por um ponto de solo atual 410. O sistema de controle 130 também pode levar em conta a autoridade do sistema acionador 130 e a velocidade da máquina agrícola. Por exemplo, para uma determinada velocidade, o sistema de controle 130 pode começar a ajustar uma posição da viga de modo que o sistema acionador 315 tenha tempo suficiente para ajustar a viga à altura alvo 510 antes da viga passar sobre o ponto de solo correspondente 410. Em algumas modalidades, o sistema de controle 130 leva em conta outras limitações possíveis, tais como não linearidades do acionador, atrasos de transmissão entre o sistema de controle 130 e o sistema de acionador 315, erros de modelagem de máquina, tensões físicas na viga 320 e componentes acoplados à viga e excitação de possíveis modos de flexibilidade não modelados.[0095] To reach a target height 510, the control system 130 can trigger the driver system 315 as quickly as possible. If several target heights 510 are in a row, the control system 130 may begin to adjust the beam 320A to the next target height 510 once the beam 320A passes an actual ground point 410. The control system 130 also it can take into account the authority of the drive system 130 and the speed of the agricultural machine. For example, for a given speed, the control system 130 may begin to adjust a beam position so that the driver system 315 has sufficient time to adjust the beam to the target height 510 before the beam passes over the corresponding ground point 410 In some embodiments, the control system 130 takes into account other possible limitations, such as driver nonlinearities, transmission delays between the control system 130 and the driver system 315, machine modeling errors, physical stresses in the beam 320 and components coupled to the beam and excitation of possible non-modeled flexibility modes.

[0096] Em alguns casos, a altura do solo pode mudar rapidamente (por exemplo, devido ao terreno acidentado ou a máquina agrícola está se movendo rapidamente). Nesses casos, o sistema de controle 130 pode não ser capaz de evitar colisões com o solo. Assim, o sistema de controle 130 pode elevar uma ou mais das vigas 320 para uma posição de segurança que provavelmente evita colisões com o solo (por exemplo, a posição mais alta). Por exemplo, se a variabilidade de altura do solo exceder um valor de variabilidade limiar, o sistema de controle 130 eleva uma viga 320 para a posição de segurança. O sistema de controle 130 pode fazer isso mesmo se a posição tornar os mecanismos de tratamento 120 nas vigas 320 incapazes de realizar ações agrícolas. Adicionalmente, ou alternativamente, o sistema de controle 130 pode desacelerar a máquina agrícola 300 ou enviar instruções para exibição a um gerente para desacelerar a máquina agrícola 300.[0096] In some cases, the height from the ground may change quickly (for example, due to rough terrain or the agricultural machine is moving quickly). In such cases, the control system 130 may not be able to avoid collisions with the ground. Thus, the control system 130 can raise one or more of the beams 320 to a safety position that is likely to avoid collisions with the ground (eg, the highest position). For example, if the ground height variability exceeds a threshold variability value, the control system 130 raises a beam 320 to the safety position. The control system 130 can do this even if the position renders the treatment mechanisms 120 on the beams 320 unable to perform agricultural actions. Additionally, or alternatively, the control system 130 can slow down the farm machine 300 or send display instructions to a manager to slow down the farm machine 300.

[0097] Em algumas modalidades, o sistema de controle 130 usa um método de controle preditivo de modelo (MPC) para fornecer instruções de controle ao sistema acionador. O modelo do sistema pode ser desenvolvido por análise dinâmica, a partir de primeiros princípios, identificação do sistema ou aprendizado de máquina. Com MPC, em cada etapa para um horizonte de previsão (por exemplo, N etapas de tempo no futuro), o sistema de controle 130 pode resolver um problema de otimização não linear (NLP) com restrições de igualdade e desigualdade. A solução para este problema de otimização pode fornecer uma sequência de ações de controle (por exemplo, instruções) que são consistentes com as capacidades do sistema acionador 315 e que consideram distúrbios devido ao terreno no campo. O NLP pode ser resolvido repetidamente em cada etapa subsequente. Este método MPC pode permitir que o sistema de controle 130 responda rápida e apropriadamente à medida que novos terrenos aparecem. Em modalidades alternativas, o sistema de controle 130 pode usar um LQR (regulador linear-quadrático) para pesar um conjunto de medições de terreno amostradas (por exemplo, um conjunto de dados de medição).[0097] In some embodiments, the control system 130 uses a model predictive control (MPC) method to provide control instructions to the driver system. The system model can be developed by dynamic analysis, from first principles, system identification or machine learning. With MPC, at each step for a forecast horizon (eg, N time steps into the future), the control system 130 can solve a nonlinear optimization (NLP) problem with equality and inequality constraints. The solution to this optimization problem can provide a sequence of control actions (eg, instructions) that are consistent with the capabilities of the drive system 315 and that account for disturbances due to terrain in the field. NLP can be resolved repeatedly at each subsequent step. This MPC method can allow the control system 130 to respond quickly and appropriately as new terrain appears. In alternative embodiments, control system 130 can use an LQR (linear-quadratic regulator) to weigh a set of sampled terrain measurements (e.g., a set of measurement data).

[0098] Em algumas modalidades, o sistema de controle 130 gera um mapa de terreno do campo com base nos dados de distância e ângulo gerados e coordenadas de posição GNSS. Um mapa de terreno indica mudanças na altura do solo no campo. A geração do mapa de terreno pode incluir a conversão do quadro de coordenadas dos dados de distância e ângulo para o quadro de coordenadas do campo. A figura 6 ilustra um exemplo de mapa de terreno 600. Neste caso, o mapa de terreno 600 é um mapa de contorno, no entanto, outros tipos de mapas podem ser gerados. Se um mapa de terreno foi gerado anteriormente, o sistema de controle 130 pode usar o mapa de terreno à medida que a máquina agrícola se move pelo campo. Por exemplo, o sistema de controle 130 pode ajustar a posição da viga com base em um mapa de terreno (além ou alternativa aos dados do sensor e alturas do alvo). Adicionalmente, ou alternativamente, o sistema de controle 130 pode gerar um mapa de altura de colheita que indica as alturas de plantas crescendo no campo. A altura da cultura pode ser gerada usando dados de distância e ângulo que indicam as alturas das plantas no campo.[0098] In some embodiments, the control system 130 generates a terrain map of the field based on the generated distance and angle data and GNSS position coordinates. A terrain map indicates changes in ground height in the field. Terrain map generation can include converting the coordinate frame of the distance and angle data to the field coordinate frame. Figure 6 illustrates an example terrain map 600. In this case, the terrain map 600 is a contour map, however, other types of maps can be generated. If a terrain map was previously generated, the control system 130 can use the terrain map as the farm machine moves through the field. For example, control system 130 can adjust beam position based on a terrain map (in addition to or alternative to sensor data and target heights). Additionally, or alternatively, control system 130 can generate a crop height map that indicates the heights of plants growing in the field. Crop height can be generated using distance and angle data that indicate the heights of plants in the field.

[0099] A figura 7 ilustra um método 700 para ajustar uma viga de uma máquina agrícola que se move através de um campo, de acordo com uma modalidade de exemplo. Uma ou mais etapas do método 700 podem ser realizadas pelo sistema de controle 130. O método 700 pode incluir etapas adicionais ou menos do que as descritas neste documento. Além disso, as etapas podem ser realizadas em ordem diferente ou por componentes diferentes dos descritos neste documento.[0099] Figure 7 illustrates a method 700 for adjusting a beam of an agricultural machine moving across a field, according to an example embodiment. One or more steps of method 700 may be performed by control system 130. Method 700 may include additional or fewer steps than those described herein. Also, the steps may be performed in a different order or by components other than those described in this document.

[00100] Uma máquina agrícola se move 705 através de um campo. A máquina agrícola inclui uma viga acionável (por exemplo, um mecanismo de montagem 140) que se estende para longe de um corpo da máquina agrícola e um sistema acionador configurado para controlar uma posição da viga acionável em relação ao corpo da máquina agrícola. Um sistema de sensor gera 710 dados de medição indicando distâncias e ângulos entre o sistema de sensor e pontos de solo no campo. Os pontos de solo são pelo menos uma distância limite na frente de um componente da máquina agrícola (por exemplo, a viga ou um mecanismo de locomoção). O sistema de controle determina 715 uma altura de viga acionável alvo para cada ponto de solo. O sistema de controle ajusta 720, através do sistema acionador, a posição da viga acionável com base nos dados de medição e nas alturas da viga acionável alvo à medida que a máquina agrícola se move em direção aos pontos do solo. Uma altura da viga acionável em relação ao solo está dentro de uma segunda distância limite de uma altura de viga acionável alvo correspondente a cada ponto de solo antes do componente passar sobre cada ponto de solo.[00100] An agricultural machine moves 705 across a field. The agricultural machine includes an actuatable beam (e.g., mounting mechanism 140) extending away from an agricultural machine body and an actuator system configured to control a position of the actuatable beam relative to the agricultural machine body. A sensor system generates 710 measurement data indicating distances and angles between the sensor system and ground points in the field. Ground points are at least a threshold distance in front of an agricultural machine component (for example, the beam or a locomotion mechanism). The control system determines 715 a target actionable beam height for each ground point. The control system adjusts 720, via the drive system, the position of the drive beam based on the measurement data and target drive beam heights as the farm machine moves toward the ground points. An actionable beam height relative to the ground is within a second threshold distance of a target actionable beam height corresponding to each ground point before the component passes over each ground point.

VI. SISTEMA DE CONTROLESAW. CONTROL SYSTEM

[00101] A figura 8 é um diagrama de blocos que ilustra componentes de uma máquina de exemplo para ler e executar instruções de um meio legível por máquina, de acordo com uma ou mais modalidades de exemplo. Especificamente, a figura 8 mostra um exemplo de representação esquemática do sistema de servidor 440 na forma de exemplo de um sistema de computador 800. A figura 8 pode ser aplicável ao sistema de controle 130. O sistema de computador 800 pode ser usado para executar instruções 824 (por exemplo, código de programa ou software) para fazer com que a máquina execute qualquer uma ou mais das metodologias (ou processos) aqui descritas. Em modalidades alternativas, a máquina opera como um dispositivo autônomo ou um dispositivo conectado (por exemplo, em rede) que se conecta a outras máquinas. Em uma implantação em rede, a máquina pode operar na capacidade de uma máquina servidora ou de uma máquina cliente em um ambiente de rede cliente-servidor, ou como uma máquina ponto a ponto em um ambiente de rede ponto a ponto (ou distribuído).[00101] Figure 8 is a block diagram illustrating components of an example machine for reading and executing instructions from a machine-readable medium, in accordance with one or more example embodiments. Specifically, Figure 8 shows an example schematic representation of the server system 440 in exemplary form of a computer system 800. Figure 8 may be applicable to the control system 130. The computer system 800 may be used to execute instructions 824 (e.g., program code or software) to cause the machine to perform any one or more of the methodologies (or processes) described herein. In alternative embodiments, the machine operates as a standalone device or a connected (eg, networked) device that connects to other machines. In a networked deployment, the machine can operate in the capacity of a server machine or a client machine in a client-server network environment, or as a peer-to-peer machine in a peer-to-peer (or distributed) network environment.

[00102] A máquina pode ser um computador servidor, um computador cliente, um computador pessoal (PC), um tablet PC, um decodificador (STB), um smartphone, um dispositivo de internet das coisas (IoT), um roteador de rede, comutador ou ponte, ou qualquer máquina capaz de executar instruções 824 (sequenciais ou não) que especificam ações a serem tomadas por essa máquina. Além disso, embora apenas uma única máquina seja ilustrada, o termo “máquina” também deve ser considerado como incluindo qualquer coleção de máquinas que executam individualmente ou em conjunto as instruções 824 para executar qualquer uma ou mais das metodologias discutidas neste documento.[00102] The machine can be a server computer, a client computer, a personal computer (PC), a tablet PC, a set-top box (STB), a smartphone, an internet of things (IoT) device, a network router, switch or bridge, or any machine capable of executing 824 instructions (sequential or otherwise) that specify actions to be taken by that machine. Furthermore, although only a single machine is illustrated, the term "machine" should also be considered to include any collection of machines that individually or together execute the 824 instructions to execute any one or more of the methodologies discussed in this document.

[00103] O sistema de computador de exemplo 800 inclui uma ou mais unidades de processamento (geralmente processador 802). O processador 802 é, por exemplo, uma unidade de processamento central (CPU), uma unidade de processamento gráfico (GPU), um processador de sinal digital (DSP), um sistema de controle, uma máquina de estado, um ou mais circuitos integrados específicos de aplicação (ASICs), um ou mais circuitos integrados de radiofrequência (RFICs), ou qualquer combinação destes. O sistema de computador 800 também inclui uma memória principal 804. O sistema de computador pode incluir uma unidade de armazenamento 816. O processador 802, a memória 804 e a unidade de armazenamento 816 se comunicam através de um barramento 808.[00103] The example computer system 800 includes one or more processing units (generally processor 802). Processor 802 is, for example, a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), a digital signal processor (DSP), a control system, a state machine, one or more integrated circuits. application-specific circuits (ASICs), one or more radio frequency integrated circuits (RFICs), or any combination thereof. Computer system 800 also includes main memory 804. Computer system may include storage unit 816. Processor 802, memory 804, and storage unit 816 communicate over a bus 808.

[00104] Além disso, o sistema de computador 800 pode incluir uma memória estática 806, uma tela gráfica 810 (por exemplo, para acionar um painel de tela de plasma (PDP), uma tela de cristal líquido (LCD) ou um projetor). O sistema de computador 800 também pode incluir um dispositivo de entrada alfanumérico 812 (por exemplo, um teclado), um dispositivo de controle de cursor 88 (por exemplo, um mouse, um trackball, um joystick, um sensor de movimento ou outro instrumento apontador), um dispositivo de geração de sinal 818 (por exemplo, um alto-falante) e um dispositivo de interface de rede 820, que também são configurados para se comunicar através do barramento 808.[00104] In addition, the computer system 800 may include a static memory 806, a graphic display 810 (for example, to drive a plasma display panel (PDP), a liquid crystal display (LCD) or a projector) . Computer system 800 may also include an alphanumeric input device 812 (e.g., a keyboard), a cursor control device 88 (e.g., a mouse, trackball, joystick, motion sensor, or other pointing instrument) ), a signal generation device 818 (e.g., a loudspeaker), and a network interface device 820, which are also configured to communicate over the bus 808.

[00105] A unidade de armazenamento 816 inclui um meio legível por máquina 822 no qual são armazenadas as instruções 824 (por exemplo, software) incorporando qualquer uma ou mais das metodologias ou funções aqui descritas. As instruções 824 também podem residir, completamente ou pelo menos parcialmente, dentro da memória principal 804 ou dentro do processador 802 (por exemplo, dentro da memória cache de um processador) durante sua execução pelo sistema de computador 800, a memória principal 804 e o processador 802 também constituindo mídia legível por máquina. As instruções 824 podem ser transmitidas ou recebidas através de uma rede 826 através do dispositivo de interface de rede 820.[00105] The storage unit 816 includes a machine-readable medium 822 on which instructions 824 (e.g., software) incorporating any one or more of the methodologies or functions described herein are stored. Instructions 824 may also reside, completely or at least partially, within main memory 804 or within processor 802 (e.g., within a processor's cache memory) during their execution by computer system 800, main memory 804, and the 802 processor also constituting machine-readable media. Instructions 824 may be transmitted or received over a network 826 via network interface device 820.

VII. CONSIDERAÇÕES ADICIONAISVII. ADDITIONAL CONSIDERATIONS

[00106] Na descrição acima, para fins de explicação, vários detalhes específicos são apresentados para fornecer uma compreensão completa do sistema ilustrado e suas operações. Será evidente, no entanto, para um versado na técnica que o sistema pode ser operado sem estes detalhes específicos. Em outros casos, estruturas e dispositivos são mostrados em forma de diagrama de blocos para evitar obscurecer o sistema.[00106] In the above description, for the purpose of explanation, several specific details are presented to provide a complete understanding of the illustrated system and its operations. It will be apparent, however, to one skilled in the art that the system can be operated without these specific details. In other cases, structures and devices are shown in block diagram form to avoid obscuring the system.

[00107] A referência no relatório descritivo a “uma modalidade” ou “uma modalidade” significa que um determinado recurso, estrutura ou característica descrita em conexão com a modalidade está incluída em pelo menos uma modalidade do sistema. As aparições da frase “em uma modalidade” em vários lugares no relatório descritivo não se referem necessariamente à mesma modalidade.[00107] The reference in the descriptive report to “a modality” or “a modality” means that a certain resource, structure or characteristic described in connection with the modality is included in at least one modality of the system. Appearances of the phrase “in one modality” in various places in the specification do not necessarily refer to the same modality.

[00108] Algumas partes das descrições detalhadas são apresentadas em termos de algoritmos ou modelos e representações simbólicas de operações em bits de dados dentro de uma memória de computador. Um algoritmo é aqui e geralmente, concebido como etapas que levam a um resultado desejado. As etapas são aquelas que requerem transformações físicas ou manipulações de quantidades físicas. Normalmente, embora não necessariamente, essas quantidades assumem a forma de sinais elétricos ou magnéticos capazes de serem armazenados, transferidos, combinados, comparados e manipulados de outra forma. Tem se mostrado conveniente às vezes, principalmente por razões de uso comum, referir-se a esses sinais como bits, valores, elementos, símbolos, caracteres, termos, números ou similares.[00108] Some parts of the detailed descriptions are presented in terms of algorithms or models and symbolic representations of operations on bits of data within a computer memory. An algorithm is here and generally conceived of as steps leading to a desired result. Steps are those that require physical transformations or manipulations of physical quantities. Typically, though not necessarily, these quantities take the form of electrical or magnetic signals capable of being stored, transferred, combined, compared, and otherwise manipulated. It has proved convenient at times, mainly for reasons of common usage, to refer to these signals as bits, values, elements, symbols, characters, terms, numbers, or the like.

[00109] Deve-se ter em mente, no entanto, que todos esses termos e similares devem ser associados às quantidades físicas apropriadas e são apenas etiquetas convenientes aplicadas a essas quantidades. A menos que especificamente indicado de outra forma, como evidente na discussão a seguir, entende-se que, ao longo da descrição, as discussões que utilizam termos como “processamento” ou “computação” ou “cálculo” ou “determinação” ou “exibição” ou similares, referem-se à ação e processos de um sistema de computador, ou dispositivo de computação eletrônico similar, que manipula e transforma dados representados como quantidades físicas (eletrônicas) dentro dos registradores e memórias do sistema de computador em outros dados representados similarmente como quantidades físicas dentro das memórias ou registradores do sistema de computador ou outros tais dispositivos de armazenamento, transmissão ou exibição de informações.[00109] It should be borne in mind, however, that all these and similar terms must be associated with the appropriate physical quantities and are merely convenient labels applied to these quantities. Unless specifically noted otherwise, as evident in the discussion that follows, it is understood that throughout the description, discussions using terms such as "processing" or "computation" or "calculation" or "determination" or "display ” or similar, refers to the action and processes of a computer system, or similar electronic computing device, that manipulates and transforms data represented as physical (electronic) quantities within the registers and memories of the computer system into other similarly represented data as physical quantities within computer system memories or registers or other such information storage, transmission or display devices.

[00110] Algumas das operações aqui descritas são realizadas por um computador (por exemplo, montado fisicamente dentro de uma máquina 100). Este computador pode ser especialmente construído para os propósitos requeridos, ou pode compreender um computador de uso geral seletivamente ativado ou reconfigurado por um programa de computador armazenado no computador. Tal programa de computador pode ser armazenado em um meio de armazenamento legível por computador, como, mas sem limitação, qualquer tipo de disco, incluindo disquetes, discos ópticos, CD-ROMs e discos ópticos magnéticos, memórias somente leitura (ROMs), memórias de acesso aleatório (RAM), EPROMs, EEPROMs, cartões magnéticos ou ópticos, ou qualquer tipo de meio de armazenamento legível por computador não transitório adequado para armazenar instruções eletrônicas.[00110] Some of the operations described here are performed by a computer (for example, physically mounted inside a machine 100). This computer may be specially constructed for the required purposes, or it may comprise a general purpose computer selectively activated or reconfigured by a computer program stored on the computer. Such computer program may be stored on a computer-readable storage medium, such as, but not limited to, any type of disk, including floppy disks, optical disks, CD-ROMs and magnetic optical disks, read-only memories (ROMs), memory random access (RAM), EPROMs, EEPROMs, magnetic or optical cards, or any type of non-transient computer-readable storage medium suitable for storing electronic instructions.

[00111] As figuras e a descrição acima referem-se a várias modalidades apenas a título de ilustração. Deve-se notar que a partir da discussão a seguir, modalidades alternativas das estruturas e métodos aqui divulgados serão prontamente reconhecidas como alternativas viáveis que podem ser empregadas sem se afastar dos princípios do que é reivindicado.[00111] The figures and description above refer to various modalities for illustration purposes only. It should be noted that from the discussion that follows, alternative embodiments of the structures and methods disclosed herein will be readily recognized as viable alternatives that can be employed without departing from the principles of what is claimed.

[00112] Uma ou mais modalidades foram descritas acima, cujos exemplos são ilustrados nas figuras anexas. Note-se que, sempre que possível, números de referência semelhantes ou semelhantes podem ser usados nas figuras e podem indicar funcionalidade semelhante ou similar. As figuras representam modalidades do sistema (ou método) divulgado apenas para fins de ilustração. Um versado na técnica reconhecerá prontamente a partir da descrição a seguir que modalidades alternativas das estruturas e métodos ilustrados neste documento podem ser empregados sem se afastar dos princípios descritos neste documento.[00112] One or more modalities have been described above, examples of which are illustrated in the attached figures. Note that, where possible, like or similar reference numbers may be used in the figures and may indicate like or similar functionality. The figures represent embodiments of the system (or method) disclosed for purposes of illustration only. One skilled in the art will readily recognize from the following description that alternative embodiments of the structures and methods illustrated herein may be employed without departing from the principles described herein.

[00113] Algumas modalidades podem ser descritas usando a expressão “acoplado” e “conectado” juntamente com seus derivados. Deve-se entender que esses termos não são sinônimos um do outro. Por exemplo, algumas modalidades podem ser descritas usando o termo “conectado” para indicar que dois ou mais elementos estão em contato físico ou elétrico direto entre si. Em outro exemplo, algumas modalidades podem ser descritas usando o termo “acoplado” para indicar que dois ou mais elementos estão em contato físico ou elétrico direto. O termo “acoplado”, no entanto, também pode significar que dois ou mais elementos não estão em contato físico ou elétrico direto um com o outro, mas ainda cooperam ou interagem entre si. As modalidades não estão limitadas neste contexto.[00113] Some modalities can be described using the expression “coupled” and “connected” together with their derivatives. It should be understood that these terms are not synonymous with each other. For example, some embodiments may be described using the term "connected" to indicate that two or more elements are in direct physical or electrical contact with each other. In another example, some embodiments may be described using the term "coupled" to indicate that two or more elements are in direct physical or electrical contact. The term “coupled”, however, can also mean that two or more elements are not in direct physical or electrical contact with each other, but still cooperate or interact with each other. Modalities are not limited in this context.

[00114] Conforme usado neste documento, os termos “compreende”, “compreendendo”, “inclui”, “incluindo”, “tem”, “tendo” ou qualquer outra variação dos mesmos, destinam-se a cobrir uma inclusão não exclusiva. Por exemplo, um processo, método, artigo ou aparelho que compreende uma lista de elementos não está necessariamente limitado apenas a esses elementos, mas pode incluir outros elementos não expressamente listados ou inerentes a tal processo, método, artigo ou aparelho. Além disso, salvo indicação expressa em contrário, “ou” refere-se a um ou inclusivo e não a um ou exclusivo. Por exemplo, uma condição A ou B é satisfeita por qualquer um dos seguintes: A é verdadeiro (ou presente) e B é falso (ou não presente), A é falso (ou não presente) e B é verdadeiro (ou presente) e tanto A quanto B são verdadeiros (ou presentes).[00114] As used in this document, the terms “comprises”, “comprising”, “includes”, “including”, “has”, “having” or any other variation thereof, are intended to cover a non-exclusive inclusion. For example, a process, method, article or apparatus comprising a list of elements is not necessarily limited to those elements only, but may include other elements not expressly listed or inherent in such process, method, article or apparatus. In addition, unless expressly stated otherwise, “or” refers to an inclusive or and not to an exclusive or. For example, a condition A or B is satisfied by any of the following: A is true (or present) and B is false (or not present), A is false (or not present) and B is true (or present), and both A and B are true (or present).

[00115] Além disso, o uso de “um” ou “um” é empregado para descrever elementos e componentes das modalidades aqui contidas. Isso é feito apenas por conveniência e para dar uma noção geral do sistema. Esta descrição deve ser lida para incluir um ou pelo menos um e o singular também inclui o plural, a menos que seja óbvio que se destina de outra forma.[00115] In addition, the use of "one" or "one" is employed to describe elements and components of the modalities contained herein. This is done for convenience only and to give you a general sense of the system. This description should be read to include one or at least one and the singular also includes the plural, unless it is obvious that otherwise is intended.

[00116] Ao ler esta divulgação, os versados na técnica apreciarão projetos estruturais e funcionais alternativos ainda adicionais. Assim, embora modalidades e aplicações particulares tenham sido ilustradas e descritas, deve-se entender que as modalidades divulgadas não estão limitadas à construção precisa e aos componentes divulgados neste documento. Várias modificações, mudanças e variações, que serão evidentes para aqueles versados na técnica, podem ser feitas na disposição, operação e detalhes do método e aparelho divulgados neste documento sem se afastar do espírito e escopo definidos nas Reivindicações anexas.[00116] While reading this disclosure, those skilled in the art will appreciate even further alternative structural and functional designs. Thus, while particular embodiments and applications have been illustrated and described, it is to be understood that the disclosed embodiments are not limited to the precise construction and components disclosed herein. Various modifications, changes and variations, which will be apparent to those skilled in the art, may be made in the arrangement, operation and details of the method and apparatus disclosed herein without departing from the spirit and scope defined in the appended Claims.

Claims (20)

Máquina Agrícola, configurada para se mover através de um campo, a máquina agrícola caracterizada por que compreende:
uma viga acionável que se estende para longe de um corpo da máquina agrícola; um sistema acionador configurado para controlar uma posição da viga acionável em relação ao corpo da máquina agrícola;
um sistema de sensor configurado para gerar dados de medição indicativos de distâncias entre o sistema de sensor e pontos no solo no campo pelo menos uma primeira distância limite na frente de um componente da máquina agrícola; e
um sistema de controle configurado para:
receber os dados de medição do sistema de sensor;
determinar uma altura de viga acionável alvo para cada ponto de solo; e
acionar o sistema acionador para ajustar a posição da viga acionável com base nos dados de medição e nas alturas da viga acionável alvo à medida que a máquina agrícola se move em direção aos pontos de solo, em que uma altura da viga acionável em relação ao campo está dentro de uma segunda distância limite da altura da viga acionável alvo correspondente a cada ponto do solo antes do componente passar sobre cada ponto do solo.
Agricultural Machine, configured to move across a field, the agricultural machine characterized by comprising:
an actionable beam extending away from an agricultural machine body; an actuator system configured to control a position of the actuatable beam relative to the agricultural machine body;
a sensor system configured to generate measurement data indicative of distances between the sensor system and points on the ground in the field at least a first threshold distance in front of an agricultural machine component; It is
a control system configured to:
receive the measurement data from the sensor system;
determine a target actionable beam height for each ground point; It is
drive the drive system to adjust the position of the drive beam based on measurement data and target drive beam heights as the farm machine moves toward ground points, where a drive beam height relative to the field is within a second threshold distance of the corresponding target active beam height from each ground point before the component passes over each ground point.
Máquina Agrícola, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a primeira distância limite é de pelo menos 0,5 metros à frente do componente.Agricultural Machine, according to Claim 1, characterized by the fact that the first limit distance is at least 0.5 meters in front of the component. Máquina Agrícola, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizada por que o sistema de sensor é orientado ao longo de uma direção para frente e para baixo.Agricultural Machine, according to Claim 1, characterized in that the sensor system is oriented along a forward and downward direction. Máquina Agrícola, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizada por que o sistema de controle é configurado para determinar uma altura de viga acionável alvo com base em uma distância de detecção do sistema de sensor, uma velocidade da máquina agrícola movendo-se pelo campo e uma autoridade de acionador do sistema acionador.Agricultural Machine, according to Claim 1, characterized in that the control system is configured to determine a target actionable beam height based on a detection distance of the sensor system, a speed of the agricultural machine moving across the field and a trigger authority from the trigger system. Máquina Agrícola, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizada por que o sistema de controle é configurado para determinar uma altura de viga acionável alvo com base em pelo menos um dentre: uma colheita no campo, uma altura da colheita no campo, um mecanismo de tratamento acoplado à viga acionável, ou uma variabilidade de altura do solo.Agricultural Machine, according to Claim 1, characterized in that the control system is configured to determine a target actionable beam height based on at least one of: a crop in the field, a crop height in the field, a treatment coupled to the actionable beam, or a variability of height from the ground. Máquina Agrícola, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizada por que o sistema de sensor é ainda configurado para gerar dados de medição indicativos de uma altura de uma cultura no campo.Agricultural Machine, according to Claim 1, characterized in that the sensor system is further configured to generate measurement data indicative of a height of a crop in the field. Máquina Agrícola, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizada por que o sistema de controle é ainda configurado para, em resposta a uma variabilidade de altura do solo que excede um valor de variabilidade limiar, elevar a viga acionável para uma posição de segurança predeterminada.Agricultural Machine, according to Claim 1, characterized in that the control system is further configured to, in response to a variability in height from the ground that exceeds a threshold variability value, raise the actionable beam to a predetermined safety position. Máquina Agrícola, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizada por que o componente é a viga acionável ou um mecanismo de locomoção da máquina agrícola.Agricultural Machine, according to Claim 1, characterized in that the component is the actionable beam or a locomotion mechanism of the agricultural machine. Máquina Agrícola, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizada por que o sistema de sensor é acoplado à viga acionável ou ao corpo da máquina agrícola.Agricultural Machine, according to Claim 1, characterized in that the sensor system is coupled to the actionable beam or to the body of the agricultural machine. Máquina Agrícola, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizada por que o sistema de sensor inclui um sensor LIDAR (detecção e alcance de luz).Agricultural Machine, according to Claim 1, characterized in that the sensor system includes a LIDAR sensor (light detection and range). Máquina Agrícola, de acordo com a Reivindicação 10, caracterizada por que o sistema de sensor inclui um sensor IMU (unidade de medição inercial) ou um sensor de potenciômetro.Agricultural Machine, according to Claim 10, characterized in that the sensor system includes an IMU sensor (inertial measurement unit) or a potentiometer sensor. Método, caracterizado por que compreende:
mover, por uma máquina agrícola, através de um campo, a máquina agrícola incluindo uma viga acionável que se estende para longe de um corpo da máquina agrícola e um sistema acionador configurado para controlar uma posição da viga acionável em relação ao corpo da máquina agrícola;
gerar, por um sistema de sensor, dados de medição indicativos de distâncias entre o sistema de sensor e pontos no solo no campo pelo menos uma distância limite na frente de um componente da máquina agrícola;
determinar uma altura de viga acionável alvo para cada ponto de solo; e
ajustar, pelo sistema acionador, a posição da viga acionável com base nos dados de medição e nas alturas da viga acionável alvo à medida que a máquina agrícola se move em direção aos pontos de solo, em que uma altura da viga acionável em relação ao campo está dentro de uma segunda distância limiar da altura da viga acionável alvo correspondente a cada ponto do solo antes do componente passar sobre cada ponto do solo.
Method, characterized in that it comprises:
moving, by an agricultural machine, across a field, the agricultural machine including an actuatable beam extending away from an agricultural machine body and an actuator system configured to control a position of the actuatable beam relative to the agricultural machine body;
generating, by a sensor system, measurement data indicative of distances between the sensor system and points on the ground in the field at least a threshold distance in front of a component of the agricultural machine;
determine a target actionable beam height for each ground point; It is
adjust, via the drive system, the position of the drive beam based on the measurement data and target drive beam heights as the farm machine moves towards the ground points, where a drive beam height relative to the field is within a second threshold distance from the height of the target actionable beam corresponding to each ground point before the component passes over each ground point.
Método, de acordo com a Reivindicação 12, caracterizado por que a distância limite é de pelo menos 0,5 metros na frente da viga acionável.Method, according to Claim 12, characterized in that the limit distance is at least 0.5 meters in front of the actionable beam. Método, de acordo com a Reivindicação 12, caracterizado por que o sistema de sensor é orientado ao longo de uma direção para frente e uma direção para baixo.Method according to Claim 12, characterized in that the sensor system is oriented along a forward direction and a downward direction. Método, de acordo com a Reivindicação 12, caracterizado por que uma altura de viga acionável alvo é determinada com base em uma distância de detecção do sistema de sensor, uma velocidade da máquina agrícola movendo-se pelo campo e uma autoridade do acionador do sistema acionador.Method, according to Claim 12, characterized in that a target actuable beam height is determined based on a detection distance of the sensor system, a speed of the agricultural machine moving through the field and an authority of the actuator of the actuating system . Método, de acordo com a Reivindicação 12, caracterizado por que uma altura de viga acionável alvo é determinada com base em pelo menos um dentre: uma colheita no campo, uma altura da colheita no campo, um mecanismo de tratamento acoplado à viga acionável ou uma variabilidade de altura do solo.Method, according to Claim 12, characterized in that a target actionable beam height is determined based on at least one of: a crop in the field, a height of the crop in the field, a treatment mechanism coupled to the actionable beam or a soil height variability. Método, de acordo com a Reivindicação 12, caracterizado por que compreende ainda gerar, pelo sistema de sensores, dados de medição indicativos de uma altura de uma cultura no campo.Method, according to Claim 12, characterized in that it further comprises generating, by the sensor system, measurement data indicative of a height of a crop in the field. Método, de acordo com a Reivindicação 12, caracterizado por que compreende ainda, em resposta a uma variabilidade de altura do solo que excede um valor de variabilidade limiar, elevando a viga acionável acima de uma posição de segurança predeterminada.Method according to Claim 12, characterized in that it further comprises, in response to a ground height variability that exceeds a threshold variability value, raising the actionable beam above a predetermined safety position. Método, de acordo com a Reivindicação 12, caracterizado por que o componente é a viga acionável ou um mecanismo de locomoção da máquina agrícola.Method, according to Claim 12, characterized in that the component is the actionable beam or a locomotion mechanism of the agricultural machine. Meio de Armazenamento Legível por Computador Não Transitório, caracterizado por que compreende instruções armazenadas que, quando executadas por um sistema de computação, fazem com que o sistema de computação execute operações incluindo:
mover, por uma máquina agrícola, através de um campo, a máquina agrícola incluindo uma viga acionável que se estende para longe de um corpo da máquina agrícola e um sistema acionador configurado para controlar uma posição da viga acionável em relação ao corpo da máquina agrícola;
gerar, por um sistema de sensor, dados de medição indicativos de distâncias entre o sistema de sensor e pontos no solo no campo pelo menos uma distância limite na frente de um componente da máquina agrícola;
determinar uma altura de viga acionável alvo para cada ponto de solo; e
ajustar, pelo sistema acionador, a posição da viga acionável com base nos dados de medição e nas alturas da viga acionável alvo à medida que a máquina agrícola se move em direção aos pontos de solo, em que uma altura da viga acionável em relação ao campo está dentro de uma segunda distância limiar da altura da viga acionável alvo correspondente a cada ponto do solo antes do componente passar sobre cada ponto do solo.
Non-Transient Computer Readable Storage Medium, comprising stored instructions that, when executed by a computing system, cause the computing system to perform operations including:
moving, by an agricultural machine, across a field, the agricultural machine including an actuatable beam extending away from an agricultural machine body and an actuator system configured to control a position of the actuatable beam relative to the agricultural machine body;
generating, by a sensor system, measurement data indicative of distances between the sensor system and points on the ground in the field at least a threshold distance in front of a component of the agricultural machine;
determine a target actionable beam height for each ground point; It is
adjust, via the drive system, the position of the drive beam based on the measurement data and target drive beam heights as the farm machine moves towards the ground points, where a drive beam height relative to the field is within a second threshold distance from the height of the target actionable beam corresponding to each ground point before the component passes over each ground point.
BR102022025465-6A 2021-12-16 2022-12-13 AGRICULTURAL MACHINE WITH FRONT SENSOR SYSTEM AND ACTIONABLE BEAM BR102022025465A2 (en)

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