[發明專利]在田地中工作并確定田地內機具的位置的系統和方法

在審

• 申請號: 201980035795.0
• 申請日: 2019-06-17
• 公開（公告）號: CN112203496A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: R·奧爾蓋耶
• 申請（專利權）人: 精密種植有限責任公司
• 主分類號: A01B69/00
• 分類號: A01B69/00
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 郭萬方

一種在田地中工作的方法，該方法包括在由拖拉機攜帶的全球定位系統(GPS)接收器處從衛星接收多個信號；基于來自衛星的信號確定GPS接收器在田地內的位置；以及確定由拖拉機拖曳的機具相對于拖拉機的朝向。機具包括工具欄和掛鉤，并且掛鉤耦接到拖拉機的牽引桿。該方法還包括至少部分地基于GPS接收器的位置和機具的朝向來除了確定掛鉤的位置之外還確定機具上的至少一個點在田地內的位置；以及使拖拉機轉向以在田地內沿著由另一個機具先前遍歷的所選擇的路徑指引機具。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2018年7月18日提交的標題為“System and Method forDetermining Absolute Position of an Implement and Its Components for PreciseGuidance”的美國臨時專利申請62/700,276的優先權，其公開內容通過引用整體并入本文。

技術領域

本公開的實施例一般而言涉及用于在農田中工作的方法和系統。特別地，所述方法和系統對于在田地內精確地定位機具可以是有用的。

背景技術

隨著農具尺寸不斷增加以滿足種植者想要從其裝備獲得更高生產率的需求，在田間作業期間對農具的準確引導變得越來越重要。例如，John Deere DB120種植機具有120英尺的工具欄，該工具欄在30英寸的間距上具有48行，并且該種植機能夠每小時種植90至100英畝。操作這種大型裝備的種植者依賴全球導航衛星系統(GNSS)和自動轉向系統來確保每遍種植正確地間隔并且與前一遍種植對準。確保種植機每遍之間的適當間距使得后續的田間作業(例如，施肥、收割等)更容易執行，并且最小化或避免由于疏忽地跨過與相鄰作物行不一致地間隔或與相鄰作物行未對準的作物行而引起的對作物的損害。

在常規的引導系統中，拖拉機的GNSS單元會在田地內跟蹤其位置。自動轉向系統利用GNSS單元的位置跟蹤來沿著由操作者選擇的期望路徑引導拖拉機越過田地。雖然常規的GNSS和自動轉向系統(統稱為“引導系統”)一般而言足以滿足許多田間作業的需要，但此類常規引導系統不足以用于這樣的一些田間作業，其中用不同機具執行的兩個后續田間作業在完全相同的位置處理每一行。

其中在分開的遍中利用不同的機具在完全相同的位置處理每一行的一個示例是條帶耕作(strip till)應用——第一遍使用條帶耕作機具，后一遍使用種植機機具。無論是在條帶耕作應用中，還是在分開的遍中使用不同機具在完全相同的位置處理每一行的其它應用中，操作者都可以通過不斷向后看以嘗試使第二遍機具與第一遍機具保持對準來嘗試依賴于視線(這在最好的情況下也是困難的，特別是對于較大的機具)，否則操作者必須依賴于引導系統(即，GNSS坐標和自動轉向)。雖然引導系統一般比試圖僅依賴于視線來保持分開的機具遍對準更準確和可靠，但是不同的機具具有不同的幾何形狀，因此必須基于該機具的獨特幾何形狀在田地中對由拖拉機牽引的每個機具進行引導和操縱。

市場上有一些利用諸如曳物線(tractrix)之類的概念的系統可用，其在給定拖拉機在田地中的已知位置、拖拉機到達其在田地中的當前位置所經過的路徑以及拖拉機和機具的幾何形狀的輸入的情況下嘗試預測機具的位置。但是，此類系統假設零外力(如摩擦力或拖力和機具漂移，這會在機具預測模型中引入誤差)。雖然在使用同一機具時可以在遍與遍之間抵消不準確性或誤差，但是在后續的遍中，由于不同機具的幾何形狀或特點不同，使用不同的機具引入不同的不準確性的誤差可能有所不同。因此，對于做出關于將拖拉機轉向到哪里的控制決定以確保維持不同的機具沿著適當路徑穿過田地以確保在完全相同的位置處理每一行，此類系統是不可接受的。