CN110624717A - 具有液体流量和转速的反馈的喷洒*** - Google Patents

具有液体流量和转速的反馈的喷洒*** Download PDF

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吴旭民
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敖继渊
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Abstract

本发明的***和方法可以确定喷洒***中的液体流量。确定在泵循环期间从所述喷洒***输出的液体量。测量在给定时间量内发生的泵循环次数。使用电子调速器(ESC)来测量所述泵循环次数。另外,所述ESC在精度阈值内指示出在给定时间量内的泵循环次数。基于所测量到的泵循环次数和所确定的从所述喷洒***输出的液体量来计算所述喷洒***中的液体流量。

Description

具有液体流量和转速的反馈的喷洒***
本申请是申请号为201580080301.2,申请日为2015年06月01日,发明名称为具有液体流量和转速的反馈的喷洒***的分案申请。
背景技术
农业喷洒***可以用于对作物播洒农药或肥料。然而,常规的农业喷洒***可能利用沉重且复杂的设备,诸如单独的流量检测设备,这类设备可能难以进行控制。另外,当使用常规的喷洒***时,可能难以控制所喷洒液体的速度和压力。这类***的缺点可能会妨碍高效地使用空中***来向作物区域提供农药和肥料。例如,缺乏高效的移动泵送***可能会使农业喷洒***(诸如与如无人飞行器(UAV)等飞行器相关联的那些农业喷洒***)无法将其作为空中喷洒***的用途发挥至最大。
发明内容
本发明提供了用于确定喷洒***中的液体流量的***和方法。具体而言,所述喷洒***可以用于使用喷洒设备和高效的泵送***向农业区域分撒农药和肥料。因此,***和方法与包括农业喷洒***在内的喷洒***有关。
通过提供确定喷洒***中的液体流量的高效***,本公开内容可以用于改进农业喷洒***,诸如与如无人飞行器(UAV)等飞行器相关联的那些农业喷洒***。农业UAV的使用允许由地面遥控器控制喷洒操作。另外,农业UAV的使用允许通过全球定位服务(GPS)信号的使用来控制喷洒操作。农业UAV可以用于喷洒农药、种子、粉剂等。另外,农业UAV可以在低空下操作,漂移较少,并且UAV可以悬停而无需专用机场。进一步地,由旋翼产生的向下气流可以促进所喷洒物质的穿透;因此,喷洒效果得到改进。由于农业UAV可以跨长距离操作并且操作者可以不暴露于农药下,因此可以提高喷洒操作的安全性。此外,通过使用UAV喷洒技术,可以节约至少50%的农药和90%的水。因此,向农业UAV的泵送***提供改进以使其使用更加高效是有益的。
本发明的一方面可以包括一种控制移动平台的喷洒***的工作安排的方法,所述方法包括:
在所述移动平台的处理器处接收所述喷洒***的操作特性;
生成与所述移动平台的所述喷洒***的工作安排有关的一个或多个控制信号,其中所述一个或多个控制信号是基于所述喷洒***的所接收到的操作特性而生成;以及
向所述喷洒***提供所生成的一个或多个控制信号。
在本发明的一些实施方式中,所述操作特性包括泵速度。
在本发明的一些实施方式中,所述操作特性包括电机转速。
在本发明的一些实施方式中,所述操作特性包括工作流量。
在本发明的一些实施方式中,所述一个或多个控制信号是基于脉冲宽度调制。
在本发明的一些实施方式中,使用脉冲宽度调制来将指令编码到脉冲信号中。
在本发明的一些实施方式中,使用所述脉冲宽度调制来将每次泵循环的喷洒量编码到所述脉冲信号中。
在本发明的一些实施方式中,还包括:
控制从所述喷洒***输出的液体的喷洒宽度。
在本发明的一些实施方式中,还包括:
控制从所述喷洒***输出的液体的方向性。
在本发明的一些实施方式中,还包括:
控制从所述喷洒***输出的液体的喷洒时间。
在本发明的一些实施方式中,使用所述一个或多个控制信号来确定所述工作流量何时降至阈值量以下。
在本发明的一些实施方式中,还包括:
确定所述工作流量已降至阈值量以下。
在本发明的一些实施方式中,还包括:
接合警报器,以指示出所述泵内的流体已降至阈值量以下。
在本发明的一些实施方式中,所述喷洒***安装至无人飞行器(UAV)。
在本发明的一些实施方式中,还包括:
使所述喷洒***的所述工作安排与所述UAV的飞行速度同步。
在本发明的一些实施方式中,还包括:
命令所述喷洒***随着所述UAV速度的增加而增大所喷洒的液体的通量。
在本发明的一些实施方式中,还包括:
命令所述喷洒***随着所述UAV高度的增加而增大所喷洒的液体的通量。
在本发明的一些实施方式中,还包括:
命令所述喷洒***在所述UAV停止移动时停止喷洒。
在本发明的一些实施方式中,还包括:
当所述喷洒***的所述操作特性指示出没有要喷洒的液体时,使所述UAV返回至预定位置。
在本发明的一些实施方式中,当所述喷洒***的所述操作特性指示出没有要喷洒的液体时,所述UAV停止移动。
在本发明的一些实施方式中,还包括:
测量所述喷洒***的所述操作特性。
在本发明的一些实施方式中,所述UAV包括有效负载。
在本发明的一些实施方式中,所述有效负载是流体储器。
在本发明的一些实施方式中,所述有效负载是成像装置,所述成像装置是所述喷洒***的部件。
在本发明的一些实施方式中,所述有效负载承载在所述无人飞行器的中央机身的下方。
在本发明的一些实施方式中,所述有效负载能相对于所述无人飞行器的中央机身移动。
在本发明的一些实施方式中,所述有效负载包括多个部件。
在本发明的一些实施方式中,所述UAV包括飞行控制模块。
在本发明的一些实施方式中,所述UAV包括定位单元。
在本发明的一些实施方式中,所述UAV包括无线通信模块。
在本发明的一些实施方式中,还包括:
基于对流动至所述喷洒***的液体已降至阈值以下的所述确定,产生无液体警报。
在本发明的一些实施方式中,所述喷洒***包括隔膜泵。
在本发明的一些实施方式中,所述喷洒***包括电动微型隔膜泵。
在本发明的一些实施方式中,所述喷洒***从液体储器向液体出口传输液体。
在本发明的一些实施方式中,所述液体出口包括一个或多个喷嘴。
在本发明的一些实施方式中,所述喷洒***是农药喷洒***。
在本发明的一些实施方式中,所述喷洒***的所测量到的操作特性是使用磁场导向控制器来测量的。
在本发明的一些实施方式中,所述喷洒***保持于保持器内。
在本发明的一些实施方式中,所述保持器是便携式设备。
在本发明的一些实施方式中,所述保持器是手持式设备。
在本发明的一些实施方式中,所述处理器是控制器。
在本发明的一些实施方式中,还包括:
在所述控制器处接收分析信息。
在本发明的一些实施方式中,所述控制器包括分析部件。
在本发明的一些实施方式中,所述控制器包括推理部件。
在本发明的一些实施方式中,所述控制器从地面站接收信息。
在本发明的一些实施方式中,所述喷洒***附接至UAV。
在本发明的一些实施方式中,所述控制器并入来自所述UAV的一个或多个传感器的信息。
在本发明的一些实施方式中,所述控制器分析来自所述UAV的一个或多个传感器的信息。
在本发明的一些实施方式中,还包括:
当所述UAV达到预定高度时,启动所述喷洒***的操作。
在本发明的一些实施方式中,当所述UAV达到所述预定高度时启动所述喷洒***的操作是自动发生。
在本发明的一些实施方式中,所述喷洒***具有多个流体出口。
在本发明的一些实施方式中,还包括:
基于所述喷洒***的操作特性,增加由所述喷洒***使用的所述多个流体出口的流体出口数目。
在本发明的一些实施方式中,基于所述UAV的速度而增加所述流体出口数目。
在本发明的一些实施方式中,基于所述UAV的加速而增加所述流体出口数目。
在本发明的一些实施方式中,基于所述UAV的减速而增加所述流体出口数目。
在本发明的一些实施方式中,还包括:
基于所述喷洒***的操作特性而减少由所述喷洒***使用的所述多个流体出口的流体出口数目。
在本发明的一些实施方式中,基于所述UAV的速度而减少所述流体出口数目。
在本发明的一些实施方式中,基于所述UAV的加速而减少所述流体出口数目。
在本发明的一些实施方式中,基于所述UAV的减速而减少所述流体出口数目。
在本发明的一些实施方式中,所述喷洒***基于所述UAV的飞行高度而改变喷洒材料的输出。
在本发明的一些实施方式中,所述喷洒***基于所述UAV的飞行高度而增加喷洒材料的输出量。
在本发明的一些实施方式中,所述喷洒***基于所述UAV的飞行高度而减少喷洒材料的输出量。
在本发明的一些实施方式中,还包括:
当所述控制器接收到表明所述UAV已离开预定区的指示时,中断所述喷洒材料。
本发明的另一方面可以包括一种含有用于控制移动平台的喷洒***的工作安排的程序指令的非暂时性计算机可读介质,所述计算机可读介质包括:
用于在所述移动平台的处理器处接收所述喷洒***的操作特性的程序指令;
用于生成与所述移动平台的所述喷洒***的工作安排有关的一个或多个控制信号的程序指令,其中所述一个或多个控制信号是基于所述喷洒***的所接收到的操作特性而生成;
用于向所述喷洒***提供所生成的一个或多个控制信号的程序指令。
在本发明的一些实施方式中,所述喷洒***安装至无人飞行器(UAV)。
在本发明的一些实施方式中,所述一个或多个控制信号使所述喷洒***的所述工作安排与所述UAV的飞行速度同步。
在本发明的一些实施方式中,所述一个或多个控制信号命令所述喷洒***随着所述UAV速度的增加而增大所喷洒的液体的通量。
在本发明的一些实施方式中,所述一个或多个控制信号命令所述喷洒***随着所述UAV飞行高度的增加而增大所喷洒的液体的通量。
在本发明的一些实施方式中,所述一个或多个控制信号命令所述喷洒***在所述UAV停止移动时停止喷洒。
在本发明的一些实施方式中,当所述喷洒***的所述操作特性指示出没有要喷洒的液体时,所述UAV返回至预定位置。
在本发明的一些实施方式中,当所述喷洒***的所述操作特性指示出没有要喷洒的液体时,所述UAV停止移动。
在本发明的一些实施方式中,还包括:
用于测量所述喷洒***的所述操作特性的程序指令。
在本发明的一些实施方式中,所述UAV包括有效负载。
在本发明的一些实施方式中,所述有效负载是流体储器。
在本发明的一些实施方式中,所述有效负载是成像装置,所述成像装置是所述喷洒***的部件。
在本发明的一些实施方式中,所述有效负载承载在所述无人飞行器的中央机身的下方。
在本发明的一些实施方式中,所述有效负载能相对于所述无人飞行器的中央机身移动。
在本发明的一些实施方式中,所述有效负载包括多个部件。
在本发明的一些实施方式中,所述UAV包括飞行控制模块。
在本发明的一些实施方式中,所述UAV包括定位单元。
在本发明的一些实施方式中,所述UAV包括无线通信模块。
在本发明的一些实施方式中,所述一个或多个控制信号基于对流动至所述喷洒***的液体已降至阈值以下的所述确定而产生无液体警报。
在本发明的一些实施方式中,所述喷洒***包括隔膜泵。
在本发明的一些实施方式中,所述喷洒***包括电动微型隔膜泵。
在本发明的一些实施方式中,所述喷洒***从液体储器向液体出口传输液体。
在本发明的一些实施方式中,所述液体出口包括一个或多个喷嘴。
在本发明的一些实施方式中,所述喷洒***是农药喷洒***。
在本发明的一些实施方式中,所述喷洒***的所测量到的操作特性是使用磁场导向控制器来测量的。
在本发明的一些实施方式中,所述喷洒***保持于保持器内。
在本发明的一些实施方式中,所述保持器是便携式设备。
在本发明的一些实施方式中,所述保持器是手持式设备。
在本发明的一些实施方式中,所述处理器是控制器。
在本发明的一些实施方式中,还包括:
用于在所述控制器处接收分析信息的程序指令。
在本发明的一些实施方式中,所述控制器包括分析部件。
在本发明的一些实施方式中,所述控制器包括推理部件。
在本发明的一些实施方式中,所述控制器从地面站接收信息。
在本发明的一些实施方式中,所述喷洒***附接至UAV。
在本发明的一些实施方式中,所述控制器并入来自所述UAV的一个或多个传感器的信息。
在本发明的一些实施方式中,所述控制器分析来自所述UAV的一个或多个传感器的信息。
在本发明的一些实施方式中,还包括:
用于在所述UAV达到预定高度时启动所述喷洒***的操作的程序指令。
在本发明的一些实施方式中,当所述UAV达到所述预定高度时启动所述喷洒***的操作是自动发生。
在本发明的一些实施方式中,所述喷洒***具有多个流体出口。
在本发明的一些实施方式中,还包括:
用于基于所述喷洒***的操作特性而增加由所述喷洒***使用的所述多个流体出口的流体出口数目的程序指令。
在本发明的一些实施方式中,基于所述UAV的速度而增加所述流体出口数目。
在本发明的一些实施方式中,基于所述UAV的加速而增加所述流体出口数目。
在本发明的一些实施方式中,基于所述UAV的减速而增加所述流体出口数目。
在本发明的一些实施方式中,还包括:
用于基于所述喷洒***的操作特性而减少由所述喷洒***使用的所述多个流体出口的流体出口数目的程序指令。
在本发明的一些实施方式中,基于所述UAV的速度而减少所述流体出口数目。
在本发明的一些实施方式中,基于所述UAV的加速而减少所述流体出口数目。
在本发明的一些实施方式中,基于所述UAV的减速而减少所述流体出口数目。
在本发明的一些实施方式中,所述喷洒***基于所述UAV的飞行高度而改变喷洒材料的输出。
在本发明的一些实施方式中,所述喷洒***基于所述UAV的飞行高度而增加喷洒材料的输出量。
在本发明的一些实施方式中,所述喷洒***基于所述UAV的飞行高度而减少喷洒材料的输出量。
在本发明的一些实施方式中,还包括:
用于在所述控制器接收到表明所述UAV已离开预定区的指示时中断所述喷洒材料的程序指令。
在本发明的一些实施方式中,所述操作特性包括泵速度。
在本发明的一些实施方式中,所述操作特性包括电机转速。
在本发明的一些实施方式中,所述操作特性包括工作流量。
在本发明的一些实施方式中,所述一个或多个控制信号基于脉冲宽度调制。
在本发明的一些实施方式中,使用脉冲宽度调制来将指令编码到脉冲信号中。
在本发明的一些实施方式中,使用所述脉冲宽度调制来将每次泵循环的喷洒量编码到所述脉冲信号中。
在本发明的一些实施方式中,还包括:
用于控制从所述喷洒***输出的液体的喷洒宽度的程序指令。
在本发明的一些实施方式中,还包括:
用于控制从所述喷洒***输出的液体的方向性的程序指令。
在本发明的一些实施方式中,还包括:
用于控制从所述喷洒***输出的液体的喷洒时间的程序指令。
在本发明的一些实施方式中,使用所述一个或多个控制信号来确定所述工作流量何时降至阈值量以下。
在本发明的一些实施方式中,还包括:
确定所述工作流量已降至阈值量以下。
在本发明的一些实施方式中,还包括:
接合警报器,以指示出所述泵内的流体已降至阈值量以下。
本发明还可以包括一种用于控制移动平台的喷洒***的工作安排的***,所述***包括:
喷洒***;以及
所述移动平台的一个或多个处理器,所述处理器单独地或共同地被配置用于:
接收所述喷洒***的操作特性;
生成与所述移动平台的所述喷洒***的工作安排有关的一个或多个控制信号,其中所述一个或多个控制信号是基于所述喷洒***的所接收到的操作特性而生成;以及
向所述喷洒***提供所生成的一个或多个控制信号。
在本发明的一些实施方式中,所述喷洒***安装至无人飞行器(UAV)。
在本发明的一些实施方式中,所述一个或多个控制信号使所述喷洒***的所述工作安排与所述UAV的飞行速度同步。
在本发明的一些实施方式中,所述一个或多个控制信号命令所述喷洒***随着所述UAV速度的增加而增大所喷洒的液体的通量。
在本发明的一些实施方式中,所述一个或多个控制信号命令所述喷洒***随着所述UAV飞行高度的增加而增大所喷洒的液体的通量。
在本发明的一些实施方式中,所述一个或多个控制信号命令所述喷洒***在所述UAV停止移动时停止喷洒。
在本发明的一些实施方式中,当所述喷洒***的所述操作特性指示出没有要喷洒的液体时,所述UAV返回至预定位置。
在本发明的一些实施方式中,当所述喷洒***的所述操作特性指示出没有要喷洒的液体时,所述UAV停止移动。
在本发明的一些实施方式中,所述一个或多个处理器还被配置用宁:
测量所述喷洒***的所述操作特性。
在本发明的一些实施方式中,所述UAV包括有效负载。
在本发明的一些实施方式中,所述有效负载是流体储器。
在本发明的一些实施方式中,所述有效负载是成像装置,所述成像装置是所述喷洒***的部件。
在本发明的一些实施方式中,所述有效负载承载在所述无人飞行器的中央机身的下方。
在本发明的一些实施方式中,所述有效负载能相对于所述无人飞行器的中央机身移动。
在本发明的一些实施方式中,所述有效负载包括多个部件。
在本发明的一些实施方式中,所述UAV包括飞行控制模块。
在本发明的一些实施方式中,所述UAV包括定位单元。
在本发明的一些实施方式中,所述UAV包括无线通信模块。
在本发明的一些实施方式中,所述一个或多个控制信号基于对流动至所述喷洒***的液体已降至阈值以下的所述确定而产生无液体警报。
在本发明的一些实施方式中,所述喷洒***包括隔膜泵。
在本发明的一些实施方式中,所述喷洒***包括电动微型隔膜泵。
在本发明的一些实施方式中,所述喷洒***从液体储器向液体出口传输液体。
在本发明的一些实施方式中,所述液体出口包括一个或多个喷嘴。
在本发明的一些实施方式中,所述喷洒***是农药喷洒***。
在本发明的一些实施方式中,所述喷洒***的所测量到的操作特性是使用磁场导向控制器来测量的。
在本发明的一些实施方式中,所述喷洒***保持于保持器内。
在本发明的一些实施方式中,所述保持器是便携式设备。
在本发明的一些实施方式中,所述保持器是手持式设备。
在本发明的一些实施方式中,所述处理器是控制器。
在本发明的一些实施方式中,所述一个或多个处理器还被配置用于:
在所述控制器处接收分析信息。
在本发明的一些实施方式中,所述控制器包括分析部件。
在本发明的一些实施方式中,所述控制器包括推理部件。
在本发明的一些实施方式中,所述控制器从地面站接收信息。
在本发明的一些实施方式中,所述喷洒***附接至UAV。
在本发明的一些实施方式中,所述控制器并入来自所述UAV的一个或多个传感器的信息。
在本发明的一些实施方式中,所述控制器分析来自所述UAV的一个或多个传感器的信息。
在本发明的一些实施方式中,所述一个或多个处理器还被配置用于:
当所述UAV达到预定高度时,启动所述喷洒***的操作。
在本发明的一些实施方式中,当所述UAV达到所述预定高度时启动所述喷洒***的操作是自动发生。
在本发明的一些实施方式中,所述喷洒***具有多个流体出口。
在本发明的一些实施方式中,所述一个或多个处理器还被配置用于:
基于所述喷洒***的操作特性,增加由所述喷洒***使用的所述多个流体出口的流体出口数目。
在本发明的一些实施方式中,基于所述UAV的速度而增加所述流体出口数目。
在本发明的一些实施方式中,基于所述UAV的加速而增加所述流体出口数目。
在本发明的一些实施方式中,基于所述UAV的减速而增加所述流体出口数目。
在本发明的一些实施方式中,所述一个或多个处理器还被配置用于:
基于所述喷洒***的操作特性,减少由所述喷洒***使用的所述多个流体出口的流体出口数目。
在本发明的一些实施方式中,基于所述UAV的速度而减少所述流体出口数目。
在本发明的一些实施方式中,基于所述UAV的加速而减少所述流体出口数目。
在本发明的一些实施方式中,基于所述UAV的减速而减少所述流体出口数目。
在本发明的一些实施方式中,所述喷洒***基于所述UAV的飞行高度而改变喷洒材料的输出。
在本发明的一些实施方式中,所述喷洒***基于所述UAV的飞行高度而增加喷洒材料的输出量。
在本发明的一些实施方式中,所述喷洒***基于所述UAV的飞行高度而减少喷洒材料的输出量。
在本发明的一些实施方式中,所述一个或多个处理器还被配置用于:
当所述控制器接收到表明所述UAV已离开预定区的指示时,中断所述喷洒材料。
在本发明的一些实施方式中,所述操作特性包括泵速度。
在本发明的一些实施方式中,所述操作特性包括电机转速。
在本发明的一些实施方式中,所述操作特性包括工作流量。
在本发明的一些实施方式中,所述一个或多个控制信号是基于脉冲宽度调制。
在本发明的一些实施方式中,使用脉冲宽度调制来将指令编码到脉冲信号中。
在本发明的一些实施方式中,使用所述脉冲宽度调制来将每次泵循环的喷洒量编码到所述脉冲信号中。
在本发明的一些实施方式中,所述一个或多个处理器还被配置用于:
控制从所述喷洒***输出的液体的喷洒宽度。
在本发明的一些实施方式中,所述一个或多个处理器还被配置用于:
控制从所述喷洒***输出的液体的方向性。
在本发明的一些实施方式中,所述一个或多个处理器还被配置用于:
控制从所述喷洒***输出的液体的喷洒时间。
在本发明的一些实施方式中,使用所述一个或多个控制信号来确定所述工作流量何时降至阈值量以下。
在本发明的一些实施方式中,所述一个或多个处理器还被配置用于:
确定所述工作流量已降至阈值量以下。
在本发明的一些实施方式中,所述一个或多个处理器还被配置用于:
接合警报器,以指示出所述泵内的流体已降至阈值量以下。
应当明白,本发明的不同方面可以被单独地、共同地或彼此结合地理解。本文所述的本发明的各个方面可以适用于下文阐述的任何特定应用或用于任何其他类型的可移动物体。本文对诸如无人飞行器等飞行器的任何描述均可适用于和用于任何可移动物体,诸如任何载运工具。另外,本文在空中运动(例如,飞行)的情景下公开的***、装置和方法还可以适用于其他类型的运动的情景下,诸如在地面上或在水上的移动、水下运动或在太空中的运动。
通过查看说明书、权利要求书和附图,本发明的其他目标和特征将会变得显而易见。
援引并入
本说明书中所提及的所有出版物、专利和专利申请均通过引用方式并入本文中,其程度犹如具体地和个别地指出要通过引用方式并入每一个别出版物、专利或专利申请那样。
附图说明
本发明的新颖特征具体地阐述于所附权利要求书中。为更好地理解本发明的特征和优点,可参考下述具体实施方式以及附图,所述具体实施方式阐述了其中利用本发明原理的说明性实施方式,在附图中:
图1图示了根据本发明实施方式,具有机载流体储器的无人飞行器(UAV)的示意图,所述机载流体储器容纳第一量的流体。
图2图示了根据本发明实施方式,具有机载流体储器的无人飞行器(UAV)的示意图,所述机载流体储器容纳第二量的流体。
图3图示了如现有技术中所提供,使用流量计从液体储器向喷嘴提供液体的过程。
图4图示了根据本发明实施方式,在不使用流量计的情况下从液体储器向喷嘴提供液体的过程。
图5图示了根据本发明实施方式的磁场导向控制电子调速器的示意图。
图6图示了根据本发明实施方式,具有喷洒设备、电子调速器、驱动设备以及泵的喷洒***的示意图。
图7图示了根据本发明实施方式,具有喷洒设备、带有集成电子调速器的驱动设备以及泵的喷洒***的示意图。
图8图示了根据本发明实施方式,具有喷洒设备、驱动设备以及带有集成电子调速器的泵的喷洒***的示意图。
图9图示了根据本发明实施方式,具有喷洒***的UAV的示意图。
图10图示了根据本发明实施方式,具有以第一速度喷洒田地的喷洒设备的UAV。
图11图示了根据本发明实施方式,具有以第二速度喷洒田地的喷洒设备的UAV。
图12图示了根据本发明实施方式,UAV的速度与从喷洒***喷洒的流体量之间的关系。
图13图示了根据本发明实施方式,向控制***提供反馈的过程。
图14图示了根据本发明实施方式的无人飞行器。
图15图示了根据本发明实施方式,包括载体和有效负载的可移动物体。
图16是根据本发明实施方式,用于控制可移动物体的***的框图示意图。
图17图示了根据本发明实施方式,确定喷洒***中的液体流量的方法的流程图。
图18图示了根据本发明实施方式,控制移动平台的喷洒***的工作安排的方法的流程图。
具体实施方式
本发明提供了用于确定喷洒***中的液体流量的***和方法。喷洒***可以使用单独的流速检测设备以提供与喷洒***内的流体流量和流体特性有关的信息。然而,这导致沉重、复杂的设备,所述设备在诸如无人飞行器(UAV)等飞行器上使用时可能有害。具体而言,增添沉重的设备可能会对UAV增加负重,并且可能会缩短UAV在空中的时间量。另外,常规喷洒***的速度和压力条件可能会显著影响喷洒***内的喷洒流体的效果。不幸的是,在不向UAV增添过多设备的情况下,难以控制常规喷洒***内的压力和流量。
喷洒***可以用于使用喷洒设备和高效的泵送***向农业区域分撒农药和肥料。可以使用电子调速器来评估喷洒***内的液体流量。具体而言,电子调速器可以评定泵送***的操作特性,并且可以使用所述信息来确定流体流量。另外,流体流量可以用于确定储器中的液体水平何时降至可以指示出驱动设备应当停止的某一点以下。或者,对液体已降至某一阈值以下的确定可以指示出UAV应当掉转头并回到其起始地点。
本公开内容可以用于改进农业喷洒***,诸如与如无人飞行器(UAV)等飞行器相关联的那些农业喷洒***。农业UAV的使用允许由地面遥控器控制喷洒操作。另外,农业UAV的使用允许通过全球定位服务(GPS)信号的使用来控制喷洒操作。农业UAV可以用于喷洒农药、种子、粉剂等。另外,农业UAV可以在低空下操作同时漂移较少,并且UAV可以悬停而无需专用机场。进一步地,由旋翼产生的向下气流可以促进所喷洒物质的穿透;因此,喷洒效果得到改进。由于农业UAV可以跨长距离操作并且操作者可以不暴露于农药下,因此可以提高喷洒操作的安全性。
如以下附图中所示,提供了喷洒***的示例。图1图示了根据本发明实施方式,具有机载流体储器110的无人飞行器(UAV)100的示意图,所述机载流体储器容纳第一量的流体。UAV可以具有外壳105。虽然喷洒***可以包含流体储器以容纳诸如流体等喷洒材料,但还可以进一步使用或者可以替换地使用其他容器来储存喷洒材料。喷洒材料可以包括流体、液体、农业材料、农业介质、农产品、料浆、气态成分、粉剂和本文所述的其他产品。另外,在示例中,喷洒材料可以储存在流体储器、产品容器、产品储器或其他喷洒材料储存容器中。诸如储器等喷洒材料储存区域可以由刚性材料、半刚性材料或柔性材料制成。另外,喷洒材料储存区域可以具有约:1cm3、2cm3、5cm3、10cm3、20cm3、30cm3、40cm3、50cm3、60cm3、70cm3、80cm3、90cm3、100cm3、150cm3、200cm3、300cm3、500cm3、750cm3、1000cm3、5000cm3、10,000cm3、100,000cm3、1m3或10m3的容积。相反地,可移动物体的总体积可以大于或等于约:1cm3、2cm3、5cm3、10cm3、20cm3、30cm3、40cm3、50cm3、60cm3、70cm3、80cm3、90cm3、100cm3、150cm3、200cm3、300cm3、500cm3、750cm3、1000cm3、5000cm3、10,000cm3、100,000cm3、1m3、10m3,或大于10m3。另外,喷洒***可以具有在分洒之前容纳喷洒材料的部分。进一步地,喷洒***可以使用喷洒***出口来分洒材料。喷洒***出口的示例包括喷嘴。
UAV 100可被配置成响应于来自远程终端的信号而飞行。UAV可以响应于由用户经由远程终端提供的人工指令。UAV可被配置成自主地或半自主地操作。UAV可以能够在无需来自用户的输入的情况下根据来自一个或多个处理器的指令而自主飞行。
UAV可以能够借助于所述UAV上的一个或多个推进单元130而飞行。推进单元130可以包括由一个或多个致动器驱动的一个或多个旋翼。所述旋翼可以包括可以产生用于UAV的升力的一个或多个旋翼桨叶。所述旋翼桨叶可以旋转以产生用于UAV的升力。在一些实施方式中,UAV可以包括多个推进单元(例如,两个或更多个、三个或更多个、四个或更多个、五个或更多个、六个或更多个、七个或更多个、八个或更多个、九个或更多个或者十个或更多个推进单元)。所述推进单元可以能够产生用于UAV的升力。所述推进单元可以根据飞行控制单元而操作。所述飞行控制单元可以位于UAV上。所述飞行控制单元可以根据来自远程终端的信号而生成信号以控制推进单元。UAV可以能够借助于一个或多个推进单元垂直地起飞和/或降落。
UAV可以包括中央机身。一个或多个臂可以从中央机身延伸。在一些实施方式中,臂可以从机身径向延伸。臂可以从UAV对称地延伸。UAV可以具有彼此可互为镜像的两半。臂可以在径向上彼此对称。臂可以是或者可以不是彼此等距间隔开。一个或多个推进单元可以由UAV的一个或多个臂支撑。例如,一个或多个推进单元可以附接至UAV的臂。一个或多个推进单元可以附接于UAV的臂的末端处或附近。一个或多个推进单元可以沿臂的长度位于臂的末端的50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%、5%、3%、1%或0.5%之内。
UAV可以具有外壳105。外壳可以部分地或完全地围封UAV的一个或多个部件。外壳可以形成中央机身。外壳可以形成中央机身的壳体。外壳可以是或者可以不是形成所述臂或所述臂的一部分。外壳可以是或者可以不是形成臂的壳体。在一些实施方式中,臂可以单独地附接至中央机身。或者,臂可以固定至中央机身,或者可以与中央机身一体形成。外壳可以由单块或多块形成。外壳可以形成用于中央机身和/或臂的单个一体块。或者,外壳可以是用于中央机身的单个一体块,而臂由单独的块形成。在一些情况下,外壳可以形成为用于中央机身的多个块。外壳可以形成为用于中央机身和臂的多个块。在一些情况下,外壳可以形成可围封一个或多个部件的壳或盖。
外壳可以限定内部空间或内腔。所述内部空间或内腔可以容纳UAV的一个或多个电气部件。例如,飞行控制单元可以设置在外壳的内部空间或内腔之内。可位于内腔之内的部件的其他示例可以包括传感器、导航单元(例如,全球定位***(GPS))、惯性测量单元(IMU)、通信单元(例如,用于直接或间接形式的通信)、图像处理单元、有效负载数据或控制单元、功率控制单元或任何其他类型的部件。例如,可为UAV提供电力的电源可以设置在内部空间或内腔之内。外壳可以包围或围封这些部件中的一个或多个。
UAV可以包括一个或多个传感器以确定UAV的温度或压力。UAV还可以包括可用于确定UAV的位置的其他传感器,诸如全球定位***(GPS)传感器、可用作惯性测量单元(IMU)(例如,加速度计、陀螺仪、磁力计)的一部分或与之分开使用的惯性传感器、激光雷达、超声传感器、声传感器、WiFi传感器。UAV可以具有位于所述UAV上的传感器,所述传感器在不接触位于UAV之外的额外部件的情况下直接从环境中收集信息而获得额外信息或处理。例如,直接在环境中收集数据的传感器可以是视觉传感器或音频传感器。或者,UAV可以具有位于UAV上但接触UAV外的一个或多个部件以收集关于环境的数据的传感器。例如,接触UAV外的部件以收集关于环境的数据的传感器可以是GPS传感器或依靠与另一装置(诸如卫星、塔、路由器、服务器或其他外部装置)的连接的另一传感器。传感器的各种示例可以包括但不限于位置传感器(例如,全球定位***(GPS)传感器、实现位置三角测量法的移动装置发射器)、视觉传感器(例如,能够检测可见光、红外光或紫外光的成像装置,诸如相机)、距离传感器或范围传感器(例如,超声传感器、激光雷达、渡越时间相机或深度相机)、惯性传感器(例如,加速度计、陀螺仪、惯性测量单元(IMU))、高度传感器、姿态传感器(例如,罗盘)、压力传感器(例如,气压计)、音频传感器(例如,麦克风)或场传感器(例如,磁力计、电磁传感器)。可以使用任何合适数目和组合的传感器,诸如一个、两个、三个、四个、五个或更多个传感器。可选地,可以从不同类型(例如,两种、三种、四种、五种或更多种类型)的传感器接收数据。不同类型的传感器可以测量不同类型的信号或信息(例如,位置、朝向、速度、加速度、距离、压力等)和/或利用不同类型的测量技术来获得数据。例如,传感器可以包括有源传感器(例如,生成和测量来自其自身的能量源的能量的传感器)和无源传感器(例如,检测可用能量的传感器)的任何合适的组合。又例如,一些传感器可以生成依据全局坐标系提供的绝对测量数据(例如,由GPS传感器提供的位置数据、由罗盘或磁力计提供的姿态数据),而其他传感器可以生成依据局部坐标系提供的相对测量数据(例如,由陀螺仪提供的相对角速度;由加速度计提供的相对平移加速度;由视觉传感器提供的相对姿态信息;由超声传感器、激光雷达或渡越时间相机提供的相对距离信息)。位于UAV之上或之外的传感器可以收集信息,诸如UAV的位置、其他物体的位置、UAV的朝向或环境信息。单个传感器可以能够在环境中收集完整的一组信息,或者一组传感器可以共同工作以在环境中收集完整的一组信息。传感器可以用于位置的绘制、位置之间的导航、障碍物的检测、目标的检测或气压的测量。
UAV可以包括机载喷洒***120。当UAV处于飞行中时,UAV可以支撑机载喷洒***的重量。当UAV降落时,UAV可以支撑机载喷洒***的重量。所述喷洒***可以包括泵、驱动设备、流体储器110、一个或多个出口以及用于控制流体从流体储器向所述一个或多个出口的流动的组件。所述流体可以是农业材料、介质和/或产品。所述流体可以包括液体、气态流体、料浆或它们的组合。在一些实施方式中,流体可以包括其中的颗粒。例如,气态流体可以包括粉剂或可能与气态流体在一起的其他颗粒。本文对由喷洒***处理的流体的任何描述还可以适用于任何微粒、粉剂或可由喷洒***处理的其他固体物质。
喷洒***可以附接至UAV。喷洒***可以安装于UAV内,诸如UAV的外壳内。喷洒***可以位于由外壳形成的空间或腔内。在一些情况下,喷洒***的至少一部分可以位于外壳之内。可选地,喷洒***的一部分或全部可以位于UAV的外壳之外。在一些情况下,喷洒***的一部分可以位于UAV的外壳之内,而喷洒***的一部分可以位于UAV的外壳之外。例如,流体储器可以设置在UAV的外壳之内,而一个或多个出口可以设置在UAV之外。在一些情况下,流体储器和流体控制组件可以位于UAV的外壳之内,而出口中的全部或一部分可以从外壳突出。在其他情况下,流体储器可以位于外壳之内,而流体控制组件和出口中的至少一部分位于外壳之外。在一些情况下,流体储器、流体控制组件以及出口中的至少一部分可以位于外壳之外。可选地,流体储器和出口中的至少一部分可以位于外壳之外,而流体控制组件位于外壳之内。喷洒***的部件的任何组合可以设置在外壳之内、外壳之外或者既设置在外壳之内又设置在外壳之外。
在一些实现方式中,喷洒***、或喷洒***的部件可以附接至UAV的外壳的内壁。喷洒***、或喷洒***的部件可以附接至外壳的内表面。喷洒***、或喷洒***的部件可以附接至外壳的底部、侧壁或顶部。外壳***的任何部件均可附接至外壳的内壁。喷洒***或其任何部件可以布置在UAV上,以使得UAV的部件相对于UAV保持固定。或者,喷洒***可以安装至UAV外部。喷洒***的一个或多个部件可以安装至UAV外部。本文对喷洒***的任何描述均可适用于如本文任何地方所述的喷洒***的任何单个部件。
可以安装喷洒***以使得喷洒***的重心整体而言低于UAV的重心。可以安装喷洒***以使得喷洒***的重心位于UAV的中央区域内。可以安装喷洒***以使得喷洒***的重心不过于偏移至一侧。可以布置喷洒***以使其横向位于距UAV的中心约等于或小于50%、40%、30%、20%、10%、5%、3%或1%之内。
喷洒***可以在UAV处于飞行中时操作。喷洒***的操作可以包括从流体储器向喷洒***的一个或多个出口递送流体。例如,喷洒***可以包括喷洒设备。喷洒设备可以安装至UAV。喷洒设备可以附接于UAV内。喷洒设备可以由UAV的中央机身支撑。喷洒***可以附接至UAV的中央机身。喷洒***可以安装至UAV外部。喷洒***可以安装至UAV内部。喷洒设备可以由起落架支撑。当UAV停靠在表面上时,喷洒设备可以位于起落架之间。
在该示例中,喷洒***的泵可以从流体储器向喷洒设备的出口递送流体。流体可以从喷洒设备的一个或多个出口喷洒。因此,流体可以在UAV处于飞行中时从UAV喷洒。喷洒***可以在UAV降落时操作。可以可选地阻止喷洒***在UAV降落时操作。喷洒***可以能够仅在UAV处于飞行中时操作。喷洒***可以在UAV处于飞行中时自动开始操作。喷洒***可以在UAV达到预定高度时自动开始操作。或者,喷洒***可以响应于用户操作命令而操作。可以借助于远程终端来递送用户操作命令。
喷洒***可以借助于喷洒***的电源而操作。喷洒***的电源与向UAV的一个或多个推进单元提供电力的电源可以相同或者可以不同。喷洒***的电源与向UAV的一个或多个电气部件提供电力的电源可以相同或者可以不同。喷洒***的电源可以设置在UAV的外壳之内。喷洒***的电源可以备选地设置在UAV的外壳之外。
图1中的机载流体储器提供第一量的流体。当喷洒***将流体储器内的流体转移至喷洒设备时,流体储器内的流体量将会减少。因此,图2图示了根据本发明实施方式,具有机载流体储器210的无人飞行器(UAV)200的示意图,所述流体储器容纳第二量的流体。UAV可以包括机载喷洒***220,所述机载喷洒***包括位于外壳205之内的流体储器210。在其他示例中,如图9中所提供,流体储器可以位于UAV之外。另外,流体储器内的流体水平可以随着储存在流体储器内的喷洒材料从UAV中喷洒而减少。UAV可以能够借助于UAV之上的一个或多个推进单元230而飞行。虽然可以通过体积计量或甚至通过重量基于流体密度来测量液体储器内的流体量,但更难以在任何给定时间确定喷洒***内的流体量。具体而言,难以确定正由喷洒设备处理的流体量。这种不明确性源于许多因素,包括因暴露于不同条件下而变化的泵速度以及测定喷洒***工作的高效程度的困难性。
可以引入流量计设备以确定喷洒***内的流体的特性。图3图示了使用流量计330从液体储器310向喷嘴340提供液体的过程300。具体而言,泵320使用流量计从液体储器向喷嘴传输液体。图3中的过程图示了在常规喷洒***中使用的过程。具体而言,常规喷洒***使用单独的设备来提供流量计设备。除了需要过多的重量之外,流量计设备的使用还可能会造成确定喷洒***内的流体特性的额外复杂性。另外,流量计设备的使用可能会基于所述设备周围的条件而产生不同的结果。
本发明的实施方式不使用流量计设备,而是涉及通过使用喷洒***用其他方式来评定流体特性,而无需使用沉重、不便、多余的装置。在一些情况下,喷洒***可以不超过400kg重。喷洒***的重量可以小于或等于约:400kg、300kg、200kg、150kg、100kg、80kg、70kg、60kg、50kg、45kg、40kg、35kg、30kg、25kg、20kg、15kg、12kg、10kg、9kg、8kg、7kg、6kg、5kg、4kg、3kg、2kg、1kg、0.5kg、0.1kg、0.05kg或0.01kg。相反地,所述重量可以大于或等于约:400kg、300kg、200kg、150kg、100kg、80kg、70kg、60kg、50kg、45kg、40kg、35kg、30kg、25kg、20kg、15kg、12kg、10kg、9kg、8kg、7kg、6kg、5kg、4kg、3kg、2kg、1kg、0.5kg、0.1kg、0.05kg或0.01kg。
因此,图4图示了根据本发明实施方式,在不使用流量计的情况下从液体储器410向喷嘴430提供液体的过程400。如图4中所见,泵420从液体储器向喷嘴传输液体。具体而言,提供了用于利用电子调速器来确定喷洒***内的流体流量的方法和***。
喷洒***可以包括驱动设备。所述驱动设备可以用于实现泵的操作。驱动设备可以可操作地连接至泵,以使得在所述泵处接收到由所述驱动设备产生的旋转能。具体而言,可以使用电机轴将由所述驱动设备产生的旋转能传输至泵。可以在泵的偏置件处接收到由驱动设备产生的旋转能。泵的偏置件可以是泵内的活塞组件的一部分,以使得在偏心轮处从驱动设备接收到的旋转能用于接合泵的活塞组件。当启动驱动设备时,也可以启动所述泵。具体而言,活塞的移动可以使隔膜泵的隔膜扩张以便吸入流体。
喷洒***中的泵可以用于从流体储器传输材料并向泵出口提供所述材料。来自储器的材料可以包括液体,诸如农药、化肥和水。可以对储器中的材料进行加压。或者,可以不对来自储器的材料进行加压。来自储器的材料可以包括粉剂,诸如灭火粉剂。泵可以连接至流体储器,以使得接合所述泵在所述流体储器处形成真空,所述真空将喷洒材料吸到泵中。喷洒材料可继而通过泵而被传输至泵出口。
泵出口转而可以连接至喷洒设备。在泵的操作期间,泵内的压力可以增进至可排出喷洒材料的水平。这样的示例见于隔膜泵,所述隔膜泵在排出材料之前扩张,以将材料保持在室中。因此,在示例中,泵可以包括隔膜泵。具体而言,隔膜泵可以是通过隔膜的往复变形来改变容积的容积泵。还可以使用备选的泵来实现喷洒材料的吸入、传输和排出。在其他示例中,泵可以包括基于压力的泵、液压泵、活塞泵或离心泵。
电子调速器可以用于评定喷洒***的操作特性,并且使用那些操作特性来确定喷洒***内的流体的特性。可使用的特定的电子调速器是用以控制喷洒***的驱动设备的磁场导向控制(field oriented control)电子调速器。电子调速器还可以用于评定驱动设备的速度。电子调速器还可以用于用信号发送与流体储器内的流体水平相关联的警报。
图17图示了根据本发明实施方式,确定喷洒***中的液体流量的方法的流程图1700。在方框1710中,确定泵循环期间从喷洒***输出的液体量。在方框1720中,测量在给定时间量内发生的泵循环次数。可以使用电子调速器来测量泵循环。另外,电子调速器可以在一起精度阈值内指示出在给定时间量内的泵循环次数。在方框1730中,可以基于所测量的泵循环次数来计算喷洒***中的液体流动量。另外,确定从喷洒***输出的液体量。
在示例中,可以基于对具有固定容积室的泵的评定,确定喷洒***中的液体流量。在该示例中,每次泵循环与流经泵室的液体的具体体积相关联。基于泵室的固定容积而确定液体的具体体积。所述泵转而可操作地耦合至喷洒设备,以使得从泵流出的一定体积的液体流经喷洒设备并从喷洒出口流出。在示例中,从泵流出的液体的体积等于从喷洒出口输出的液体的体积。在其他示例中,从泵流出的液体的体积随从喷洒出口输出的液体的体积而变。例如,喷洒***可以包括再循环***,以使得从泵流出的液体体积的一半再循环回到流体储器,而从泵流出的液体体积的另一半流经喷洒设备并流出喷洒出口。在其他示例中,从泵流出的一部分液体可能会在从喷洒出口输出之前渗漏或蒸发,而液体的这种流失可以在计算从喷洒***输出的体积的过程中进行建模。因此,可以确定在每次泵循环期间从喷洒***输出的液体量,所述喷洒***包括泵和喷洒设备。
一旦确定在每次泵循环期间输出的液体量,就可以测量在给定时间量内发生的泵循环次数以确定喷洒***中的液体流量。可以使用电子调速器(ESC)来测量泵循环次数。具体而言,ESC可以在精度阈值内指示出在给定时间量内的泵循环次数。基于在每次泵循环期间输出的液体量以及在一段时间期间测量到的泵循环次数,可以计算喷洒***中的液体流量。具体而言,可以基于所测量到的泵循环次数和所确定的在一次泵循环期间从喷洒***输出的液体量,来计算喷洒***中的液体流量。
在其他示例中,可以基于对具有可变室容积的泵的评定来确定喷洒***中的液体流量。泵室容积可以是以可预测的方式变化。泵室容积可以是以动态的方式变化。泵室容积可以是以受控的方式变化。泵室容积可以是以不受控的方式变化。在具有可变室容积的泵中,可以连续地评定泵的室容积,以便确定在任何给定时间泵室的室容积。此经评定的容积可继而与在给定泵循环中流经泵的液体的体积相关联。
基于泵室的容积,确定液体的具体体积。因为泵室的容积可以变化,所以液体的具体体积也可以变化,并且可以根据泵室容积的变化而变化。所述泵转而可操作地耦合至喷洒设备,以使得从泵流出的一定体积的液体流经喷洒设备并从喷洒出口流出。在示例中,从泵流出的液体的体积等于从喷洒***的喷洒出口输出的液体的体积。在其他示例中,从泵流出的液体的体积随从喷洒出口输出的液体的体积而变。例如,喷洒***可以包括再循环***,以使得从泵流出的液体体积的一半再循环回到流体储器,而从泵流出的液体体积的另一半流经喷洒设备并流出喷洒出口。在其他示例中,从泵流出的一些液体可能会在从喷洒出口输出之前渗漏或蒸发,而液体的这种流失可以在计算从喷洒***输出的体积的过程中进行建模。因此,可以确定在每次泵循环期间从喷洒***输出的液体量,所述喷洒***包括泵和喷洒设备。
一旦确定在每次泵循环期间输出的液体量,就可以测量在给定时间量内发生的泵循环次数以确定喷洒***中的液体流量。可以使用电子调速器(ESC)来测量泵循环次数。具体而言,ESC可以在精度阈值内指示出在给定时间量内的泵循环次数。基于在每次泵循环期间输出的液体量以及在一段时间期间测量到的泵循环次数,可以计算喷洒***中的液体流量。具体而言,可以基于所测量到的泵循环次数和所确定的在一次泵循环期间从喷洒***输出的液体量来计算喷洒***中的液体流量。
可以基于对以恒定速度操作的泵的评定来确定喷洒***中的液体流量。在该示例中,通过喷洒***的液体流量也可以是恒定的。然而,在其他示例中,可以基于对以可变速度操作的泵的评定来确定液体流量。泵速度可以是以可预测的方式变化。泵速度可以是以动态的方式变化。泵速度可以是以周期性方式变化。泵速度可以是以受控的方式变化。泵速度可以是以不受控的方式变化。在以可变速度操作的泵中,可以连续评定泵的速度,以便确定在任何给定时间泵的速度。此经评定的速度可继而与通过喷洒***的液体流量相关联。
泵转而可操作地耦合至喷洒设备,以使得从泵流出的液体传输通过喷洒设备并从喷洒出口流出。在示例中,从泵流出的液体流量等于从喷洒出口输出的液体流量。在其他示例中,从泵流出的液体流量随从喷洒出口输出的液体流量而变。例如,从泵流出的一些液体可能会在从喷洒出口输出之前渗漏或蒸发,并且液体的这种流失可以在计算从喷洒***输出的液体流量的过程中进行建模。因此,可以确定基于以给定速度操作的泵而从喷洒***中输出的液体流量。当泵以较快的速度操作时,可以从喷洒***输出较高的液体流量。当泵以较慢的速度操作时,可以从喷洒***输出较低的液体流量。
在额外示例中,可以基于对具有可变速度的泵的评定来确定喷洒***中的液体流量。泵速度可以是以可预测的方式变化。泵速度可以是以动态的方式变化。泵速度可以是以受控的方式变化。泵速度可以是以不受控的方式变化。在具有可变速度的泵中,可以连续评定泵的速度,以便确定在任何给定时间泵的速度。此经评定的速度可继而与在给定时间量中流经泵的液体量相关联。另外,泵可操作地耦合至喷洒***,以使得从泵流出的一定体积的液体流到喷洒***中。因此,当从泵流出的液体量等于流到喷洒***中的液体量时,确定流到喷洒***中的液体量。或者,可以根据从泵流出的液体量来确定流到喷洒***中的液体量。例如,流到喷洒***中的液体量可以是从泵流出的液体量的一半。在这两个示例中,流到喷洒***中的液体量是基于从泵流出的液体量。另外,当喷洒***是对称***时,流到喷洒***中的液体量可以用于确定从喷洒***流出的液体量。或者,从喷洒***流出的液体量可以随流到喷洒***中的液体量而变,诸如假若流到喷洒***中的液体的一定比例蒸发、渗漏或者以除了通过喷洒***的出口之外的其他方式离开喷洒***。
图5图示了根据本发明实施方式,用以控制无刷电机520的磁场导向控制电子调速器510的示意图500。具体而言,磁场导向控制可以将无刷电机中使用的三个定子电流识别为两个正交分量:扭矩和磁通量。这两个分量可以允许使用向量来分析三分量***。
图6图示了根据本发明实施方式,具有电子调速器605、驱动设备610、泵620和喷洒设备630的喷洒***600的示意图。喷洒***的一个或多个部件可以结合在单个单元中,或者所述一个或多个部件可以相结合。喷洒***的一个或多个部件可以一起提供或者所述一个或多个组件可以分开地提供在无人飞行器(UAV)的不同部分上。另外,当UAV位于地面上时,喷洒***可以定位在起落架内。
喷洒***可以附接至UAV。喷洒***可以附接至UAV外部。或者,喷洒***可以在UAV的外壳内。具体而言,喷洒***可以在UAV内。或者,喷洒***可以在保持器内。保持器可以包括适于保持喷洒设备的便携式设备或手持式设备。例如,保持器可以是包、背包或者另一形式的承载装置或载运载具。在示例中,驱动设备和泵可以暴露至外部环境。在示例中,喷洒***可以暴露至外部环境。在其他示例中,喷洒***的一个或多个部件可以暴露至外部环境。
可以使用泵而将流体储器内的流体移动通过喷洒设备。泵可以是通过机械作用来移动诸如农业材料、介质和/或产品等材料、介质和/或产品的装置。泵可以是可通过机械作用的方式来移动液体、气体、粉剂或料浆的流体泵。泵可以是隔膜泵、基于压力的泵、液压泵或别种类型的泵。在泵的操作期间,泵内的压力可以增进至可排出诸如来自流体储器的流体等喷洒材料的程度。喷洒材料可以由于使用泵产生的正压力而排出。喷洒材料可以是来自加压储器的压力的结果。可以通过使用重力来辅助材料的喷洒。在示例中,喷洒材料可以使用将材料推送或分撒出去的一个或多个机械特征而排出。
用于排出材料的泵的示例见于隔膜泵中,所述隔膜泵在排出材料之前扩张以将材料保持在室中。因此,在示例中,泵可以包括隔膜泵。具体而言,隔膜泵可以是通过隔膜的往复变形来改变容积的容积泵。进一步地,泵可以是电动微型隔膜泵。使用电动微型隔膜泵可以显著地减轻喷洒***的重量。还可以使用备选泵来实现喷洒材料的吸入、传输和排出。在示例中,泵可以包括基于压力的泵。在示例中,泵可以包括液压泵。在示例中,泵可以包括活塞泵。在示例中,泵可以包括离心泵。
泵可以具有1cm3、2cm3、5cm3、10cm3、15cm3、20cm3、25cm3、30cm3、35cm3、40cm3、45cm3、50cm3或大于50cm3的容积。泵可以具有0.01kg、0.05kg、0.1kg、0.2kg、0.3kg、0.4kg、0.5kg、0.6kg、0.7kg、0.8kg、0.9kg、1kg、1.5kg、2kg、3kg、4kg、5kg或多于5kg的重量。另外,泵可以具有1cm2、2cm2、5cm2、10cm2、15cm2、20cm2、25cm2、30cm2、35cm2、40cm2、45cm2、50cm2或大于50cm2的占地面积。泵可以具有0.01mL/min、0.02mL/min、0.03mL/min、0.04mL/min、0.05mL/min、0.1mL/min、0.2mL/min、0.3mL/min、0.4mL/min、0.5mL/min、0.6mL/min、0.7mL/min、0.8mL/min、0.9mL/min、1mL/min、10mL/min、20mL/min、30mL/min、40mL/min、50mL/min、60mL/min、70mL/min、80mL/min、90mL/min、0.01L/min、0.2L/min、0.3L/min、0.4L/min、0.5L/min、1L/min、2L/min、3L/min或大于3L/min的流量。
驱动设备可以可操作地连接至泵。具体而言,驱动设备可以物理地耦合至泵。或者,驱动设备可以物理地耦合至另一部件,所述部件物理地耦合至所述泵。驱动设备可以直接地或间接地连接至泵。驱动设备可以是电机。具体而言,驱动设备可以是有刷直流电机、无刷直流电机、交流感应电机、永磁同步电机或另一类型的电机。
驱动设备可以操作用以实现泵的操作。驱动设备可以可操作地连接至泵,以使得在所述泵处接收到由所述驱动设备产生的旋转能。具体而言,可以使用电机轴将由驱动设备产生的旋转能传输至泵。可以在泵的偏置件处接收由驱动设备产生的旋转能。泵的偏置件可以是泵内的活塞组件的一部分,以使得在所述偏置件处从驱动设备接收到的旋转能用于接合泵的活塞组件。当启动驱动设备时,也可以启动所述泵。具体而言,活塞的移动可以使隔膜泵的隔膜扩张以便吸入流体。当驱动设备加速时,泵可以加速。
可以在驱动设备的速度与泵的速度之间提供比例关系。可以提供直接线性比例关系。因此,在由驱动设备产生的旋转能与在泵处产生的泵循环之间存在关系。这种关系可以用于确定喷洒***内的液体流量。然而,所述***可以确定喷洒***内的部件的操作特性,以便在期望精度阈值内计算流量,例如液体流量。
驱动设备和泵可以能够可操作地断开连接,以使得驱动设备的停止运转并不一定使泵停止运转。例如,如果驱动设备停止运转,泵可以具有诸如发电机等备用驱动设备。进一步地,喷洒***可以具有泵牢固地耦合至驱动设备的设置,以使得驱动设备的中止必然使牢固地耦合至驱动设备的泵中止。另外,泵***可以具有泵可与驱动设备断开耦合的设置。当泵可与驱动设备断开耦合时,如果第一驱动设备突然发生故障或停止,则泵可以切换至次级驱动设备。
在示例中,驱动设备和泵可以形成单个单元。驱动设备和泵可以通过共用共同的外壳而形成单个单元。驱动设备和泵可以是不可彼此分离的。驱动设备和泵可以共用一个或多个共同的部件。所述单个单元可以形成小单元。所述单个单元可以具有2cm3、5cm3、10cm3、15cm3、20cm3、25cm3、30cm3、35cm3、40cm3、45cm3、50cm3或大于50cm3的体积。所述单个单元可以具有0.01kg、0.05kg、0.1kg、0.2kg、0.3kg、0.4kg、0.5kg、0.6kg、0.7kg、0.8kg、0.9kg、1kg、1.5kg、2kg、3kg、4kg、5kg或多于5kg的重量。
在示例中,喷洒***的驱动设备可以利用电机。具体而言,驱动设备可以包括无刷电机。无刷电机可以包括一类不需要换向器的电动电机。无刷电机的类型的示例可以包括无刷直流电机、交流感应电机、永磁同步电机。另外,通过使用无刷电机而非有刷电机,喷洒***的重量可以大大减轻。例如,喷洒***的重量可以减轻50%。当UAV携带着重量减轻的喷洒***时,重量的减轻可以允许UAV飞行时间更长且距离增加。当在喷洒***中使用无刷电机时,喷洒***的总体积也可以更小。因此,利用无刷电机的喷洒***可以更加紧凑并且更易于装配在承载保持器内。保持器可以包括适于保持喷洒装置的便携式装置或手持式装置。例如,保持器可以是包、背包或另一形式的承载装置或载运工具。在示例中,驱动设备和泵可以暴露至外部环境。
喷洒***中的泵可以用于传输来自储器的材料并且将所述材料提供至喷洒***的一个或多个出口。来自储器的材料可以包括液体,诸如农药、化肥和水。可以对储器中的材料进行加压。或者,可以不对来自储器的材料进行加压。来自储器的材料可以包括粉剂,诸如灭火粉剂。泵可以连接至储器,以使得接合所述泵在所述流体储器处形成真空,所述真空将喷洒材料吸到泵中。喷洒材料可继而通过泵而被传输至喷洒***的一个或多个出口。
在泵的操作期间,泵内的压力可以增进至可排出喷洒材料的程度。这样的示例见于隔膜泵中,所述隔膜泵在排出物质之前扩张,以将材料保持在室中。因此,在示例中,泵可以包括隔膜泵。具体而言,隔膜泵可以是通过隔膜的往复变形来改变容积的容积泵。进一步地,泵可以是电动微型隔膜泵。使用电动微型隔膜泵可以显著地减轻泵送***的重量。还可以使用备选泵来实现喷洒材料的吸入、传输和排出。在其他示例中,泵可以包括基于压力的泵或液压泵。
喷洒***可以相对于垂直线成角度地喷洒材料。例如,喷洒***可以在任一方向上相对于垂直线成 或多于角而喷洒材料。另外,所喷洒的材料能够以不同宽度的流的形式进行喷洒。具体而言,喷洒流的宽度可以是0.01cm、0.05cm、0.1cm、0.2cm、0.3cm、0.4cm、0.5cm、0.6cm、0.7cm、0.8cm、0.9cm、1cm、2cm、3cm、4cm、5cm、6cm、7cm、8cm、9cm、10cm、15cm、20cm、25cm、50cm、1m、5m、10m、20m或大于20m。进一步地,所喷洒的材料能够以0.01N、0.05N、0.1N、0.2N、0.3N、0.4N、0.5N、0.6N、0.7N、0.8N、0.9N、1N、2N、3N、4N、5N、6N、7N、8N、9N、10N、15N、20N、25N、50N或大于50N的力进行喷洒。另外,喷洒***可以覆盖较大面积的土地。根据喷洒设备距其目标的高度,喷洒设备可以喷洒1cm2、2cm2、5cm2、10cm2、15cm2、20cm2、25cm2、30cm2、35cm2、40cm2、45cm2、50cm2、75cm2、1m2、2m2、3m2、5m2、10m2、20m2、50m2、100m2、200m2、300m2、500m2或大于500m2的土地面积。
喷洒设备可以用于分撒使用喷洒***处理的流体。具体而言,喷洒设备可以用于喷洒农药或化肥。包括喷洒设备的喷洒***可以由在田地中喷洒农药或化肥的个人使用。具体而言,喷洒***可以与保持器内的喷洒设备耦合,所述保持器可继而由正在照管自己田地的农民携带。保持器可以包括适于保持喷洒设备的便携式设备或手持式设备。例如,保持器可以是包、背包或另一形式的承载装置或载运工具。在示例中,驱动设备和泵可以暴露至外部环境。或者,可以在农业无人飞行器(UAV)中使用包括喷洒设备的喷洒***,用于从喷洒设备中泵出农药或化肥。
喷洒设备可以包括流体储器、一个或多个喷洒出口以及用于控制流体从流体储器向一个或多个喷洒出口的流动的组件。所述一个或多个出口可以是喷嘴。在喷洒***的示例中,泵可以从喷洒设备的流体储器向喷洒设备的喷嘴传输流体。所述流体可以包括液体或气态流体。在一些实施方式中,流体可以包括其中的颗粒。例如,气态流体可以包括粉剂或可能与气态流体在一起的其他颗粒。本文对由喷洒***处理的流体的任何描述还可以适用于任何微粒、粉剂或可由喷洒***处理的其他固体物质。喷洒设备还可以用于喷洒化肥、种子或粉剂。在示例中,喷洒设备可以是农药喷洒设备。
另外,可以将电子调速器附接至喷洒***。电子调速器可以位于喷洒***内。电子调速器可以位于容纳喷洒***的外壳内。电子调速器可以固定至容纳喷洒***的外壳的内腔。电子调速器可以附接至容纳喷洒***的外壳的外部。在喷洒***位于无人飞行器(UAV)内的示例中,电子调速器可以附接至UAV的内部。或者,电子调速器可以附接至UAV的外部。电子调速器可以永久地固定至UAV。电子调速器可以可拆卸地固定至UAV。
电子调速器可以借助于所述电子调速器的电源而操作。电子调速器的电源与向喷洒***提供电力的电源可以相同或者可以不同。电子调速器的电源与向UAV的一个或多个推进单元提供电力的电源可以相同或者可以不同,所述UAV具有容纳喷洒***的外壳。电子调速器的电源与向UAV的一个或多个电气部件提供电力的电源可以相同或者可以不同。电子调速器的电源可以设置在喷洒***的外壳之内。电子调速器的电源可以设置在UAV的外壳之内。喷洒***的电源可以备选地设置在UAV的外壳之外。
可以使用不同类型的电子调速器来控制喷洒***。例如,作为磁场导向控制的电子调速器可以用于控制喷洒***的驱动设备。具体而言,FOC可以用作一种类型的电子调速器,所述电子调速器测量电机的操作特性,诸如电机的扭矩和磁通量,并且使用所述特性向电机提供控制。
电子调速器可以附接至驱动设备。或者,电子调速器可以附接至泵。在其他示例中,电子调速器可以与驱动设备和泵分离。例如,当喷洒***位于UAV之内时,电子调速器可以安装至UAV。具体而言,电子调速器可以位于UAV之内。在示例中,电子调速器可以附接至UAV。
在示例中,电子调速器可以集成在喷洒***的驱动设备内。图7图示了根据本发明实施方式,具有喷洒设备730、带有集成电子调速器705的驱动设备710以及泵720的喷洒***700的示意图。电子调速器可以附接至驱动设备。电子调速器可以位于驱动设备内。电子调速器可以位于驱动设备的外壳内。电子调速器可以附接至驱动设备的外部。电子调速器可被构造成驱动设备的一部分(或永久地固定至驱动设备)。电子调速器可以可拆卸地固定至驱动设备。
电子调速器可以借助于电子调速器的电源而操作。电子调速器的电源与向驱动设备提供电力的电源可以相同或者可以不同。电子调速器的电源与向UAV的一个或多个推进单元提供电力的电源可以相同或者可以不同。电子调速器的电源与向UAV的一个或多个电气部件提供电力的电源可以相同或者可以不同。电子调速器的电源可以设置在驱动设备的外壳之内。电子调速器的电源可以设置在UAV的外壳之内。喷洒***的电源可以备选地设置在UAV的外壳之外。
当定制驱动设备以供喷洒***中使用时,驱动设备内的集成电子调速器的使用可以是有益的。具体而言,使电子调速器集成在特定的驱动设备内可以用于确保驱动设备与电子调速器之间的兼容性。当喷洒***内的一种类型的驱动设备更换成另一种类型的、与另一可兼容的电子调速器相集成的驱动设备时,这种内部兼容性可以是有用的。
在其他示例中,电子调速器可以集成在喷洒***的泵内。因此,图8图示了根据本发明实施方式,具有喷洒设备830、驱动设备810和带有集成电子调速器815的泵820的喷洒***800的示意图。电子调速器可以附接至泵。电子调速器可以位于泵内。电子调速器可以位于泵的外壳内。电子调速器可以附接至泵的外部。电子调速器永久地固定至泵。电子调速器可以可拆卸地固定至泵。
电子调速器可以借助于所述电子调速器的电源而操作。电子调速器的电源与向泵提供电力的电源可以相同或者可以不同。电子调速器的电源与向UAV的一个或多个推进单元提供电力的电源可以相同或者可以不同。电子调速器的电源与向UAV的一个或多个电气部件提供电力的电源可以相同或者可以不同。电子调速器的电源可以设置在泵的外壳之内。电子调速器的电源可以设置在UAV的外壳之内。喷洒***的电源可以备选地设置在UAV的外壳之外。
电子调速器可以控制泵。具体而言,电子调速器可以控制通过泵而泵出的液体的体积。例如,当泵与喷洒设备耦合时,流经喷洒***的喷洒液体的量可以使用电子调速器来精确控制。另外,电子调速器可以控制通过泵而泵出的液体的压力。这样,可以使用电子调速器而轻易地调整泵内的流量响应,并且可以调整成具有更快的响应时间。具体而言,可以独立于用于测量通量的电子调速器的类型来调整泵内的流量响应。
图9图示了根据本发明实施方式,具有喷洒***910的UAV 900的示意图。另外,喷洒***可以具有可操作地耦合至流体储器的泵(未示出)。因此,图9图示了流体储器925,所述流体储器925是UAV的有效负载。流体储器可以附接至UAV外部。具体而言,流体储器可以附接至UAV的外壳的外部部分。或者,流体储器可以部分位于UAV之内并且可以部分延伸至UAV之外。另外,流体储器可以连通耦合至泵。泵可以用于从流体储器获得流体并且向喷洒***的喷洒出口提供所述流体。当UAV处于降落状态中时,或者当UAV处于飞行状态中时,喷洒***的不同部分(例如,流体储器、泵、喷洒出口)可以设置在UAV的起落架之间。喷洒***的不同部分可以位于UAV的中央机身之内或之下。可以使用或者可以不使用诸如云台***等载体来稳定喷洒***的任何部分。在一些实施方式中,一些喷洒***可以是稳定的,而其他部分不是稳定的。
农业UAV内的喷洒***和控制器920的使用允许由外部装置控制喷洒操作。UAV可以具有可实现喷洒***的操作的机载控制器920。机载控制器可以接收(直接地或间接地接收)已由外部装置提供的通信。所述外部装置可以是可正在与UAV通信的任何物体。例如,外部装置可以是可接收用户输入以实现UAV的操作的遥控器(例如,远程终端)。遥控器可以提供可实现喷洒***的操作的信号。遥控器可以提供可实现UAV的飞行的信号。遥控器可以提供可实现UAV的通信的信号。遥控器可以提供可实现UAV的有效负载的操作的信号,所述有效负载可以包括喷洒***的部件、成像装置、任何类型的传感器或任何类型的发射体。遥控器可以影响有效负载的电力状态、有效负载相对于UAV中央机身的定位(例如,空间布局和/或朝向)。遥控器可以是手持式装置、可穿戴式装置或者可以是能够与用户进行交互的任何其他类型的装置。
外部装置的另一示例可以是地面站(即,地面遥控器)。具体而言,控制器可以从地面站接收信息和/或指令,所述地面站可以连接至具有分析信息的一个远程服务器或多个远程服务器。地面站可以接收或者可以不接收用户输入。地面站可以能够独立于手动的用户输入而操作。地面站可以是基本上静止的(例如,不能够自推进)或者可以是移动的(例如,能够自推进,诸如载运工具)。地面站可以能够实现UAV和/或由UAV携带的任何部件的操作,诸如关于遥控器而描述的操作。例如,地面站可以提供可影响UAV的喷洒***的操作的信息。地面站可以能够或者可以不能够允许UAV降落在地面站上。地面站可以能够从UAV接受诸如包裹等有效负载。地面站可以能够向UAV提供诸如包裹等有效负载。地面站可以能够向UAV提供能量。例如,地面站可以对UAV的电力单元(例如,电池)再充电。所述电力单元可以在所述电力单元位于UAV上时再充电,或者可以在所述电力单元已从UAV移除之后再充电。地面站可以能够将UAV的电力单元更换成另一电力单元。所述另一电力单元可以由地面站提供并且可以可选地比UAV电力单元具有更高的电量状态。地面站可以可选地具有传感器,诸如本文其他各处所述的任何类型的传感器,所述传感器可以收集关于地面站的环境的信息。这类环境信息的示例可以包括环境的图像、音频数据、温度数据、风速和/或方向数据、降水检测、振动检测、移动检测、化学特征的检测或任何其他类型的数据。
外部装置的另一示例可以是空中外部装置。所述空中外部装置可以是另一UAV。所述另一UAV可以是或者可以不是同一类型的UAV。空中外部装置可以是气球、飞艇、飞机、直升机、滑翔机、卫星或任何其他类型的空中装置。外部空中装置可以具有或者可以不具有机载喷洒***。外部空中装置可以具有或者可以不具有可收集关于外部空中装置的环境的信息的传感器。本文其他各处所述的任何类型的传感器可以设置在外部空中装置上。空中外部装置可以能够发送可影响UAV和/或由UAV携带的任何部件的操作的信号,所述操作诸如关于遥控器而描述的操作。例如,空中外部装置可以提供可影响UAV的喷洒***的操作的信息。
外部装置可以是服务器或基于云的基础设施,所述服务器或基于云的基础设施可以能够从其他来源如本文所述的其他类型的外部装置接收信息。外部装置可以能够直接地或间接地与UAV通信。
外部装置可以提供可直接地或间接地由控制器920接收的任何类型的信号。外部装置可以提供直接控制喷洒***的操作的信号,诸如用以进行以下各项的指令:打开喷洒***、关闭喷洒***、控制喷洒方向、控制喷洒速率、控制可单个打开或关闭的喷洒出口或者实现从多个材料选项中选择喷洒材料。还可以直接控制UAV的喷洒路径或路线。在一些实施方式中,直接的喷洒控制命令可以由用户直接提供,或者可以由外部装置的一个或多个处理器确定。或者,外部装置可以提供可辅助控制器控制喷洒***的操作的信息。来自外部装置的数据可以由控制器考虑,可能与额外数据相组合,以打开喷洒***、关闭喷洒***、控制喷洒方向、控制喷洒速率、控制可单个打开或关闭的喷洒出口或者实现从多个材料选项中选择喷洒材料。还可以基于来自外部装置的信息而确定UAV的喷洒路径或路线。额外数据可以可选地包括来自UAV上的数据,诸如本文其他各处所述的数据。来自外部装置的数据可以包括环境信息(例如,天气信息)、来自外部装置周围的图像、来自外部装置的一个或多个传感器的数据、关于外部装置的操作的信息、商业信息、保险信息或者农业信息。农业信息可以涉及材料的类型、材料的体积、定时信息或者材料应当如何应用于不同类型的农产品。这样的农业信息可以考虑应用材料的条件(例如,天气条件、当日时间、季节、关于农产品状态的视觉图像、农产品的年龄或成熟度等)。例如,控制器可以接收与向特定类型的作物提供的化肥类型的最优化相关联的农业信息。所述农业信息可以被更新以包括农产品的最新知识和突破。商业信息可以包括关于以下各项的信息:喷洒材料的成本、农产品的类型和/或产量(可选地,基于所应用的材料)、与农产品相关联的财务信息、喷洒***和/或UAV的操作和/或维护的成本,或者任何其他商业相关的信息。商业信息可以包括财务信息,所述财务信息包括成本、收入或预计利润。保险信息可以涉及关于以下各项的信息:作物损失的回报、喷洒***和/或UAV损坏的回报、关于保险政策的细节,或者任何其他保险相关的信息。数据可以包括预计或者可以用于形成预计。例如,数据可以包括未来一段时间(例如,未来数小时、数天、数周、数月等)内预计的环境条件(例如,天气模式)。所述数据可以包括由外部来源(例如,第三方,诸如天气***或网站)收集或生成的、可被提供至外部装置的数据。
在喷洒***的控制器处接收到的信息可以用于控制喷洒***的操作。控制器可以包括一个或多个处理器,所述处理器可单独地或共同地实现本文所述的任何分析。所述控制器可以从任何外部装置(诸如本文所描述的那些外部装置)或者从外部装置的任何组合接收信息。例如,控制器可以接收与喷洒材料的量相关联的信息,所述量在考虑到特定天气条件的情况下对于作物而言是理想的。分析信息还可以包括接下来的几天或几周之中的预测天气模式。虽然UAV上的传感器可以用于评定可继而由喷洒***评定的当前天气条件,但使用可从外部源检索到的分析信息可以允许喷洒***以考虑过去和未来的数据以及可由UAV的传感器获取的当前数据的方式操作。
因此,喷洒***可以具有分析和推理部件,从而使所述喷洒***成为“智能”***。例如,喷洒***的控制器可以从诸如地面站等外部装置接收信息,所述信息指示出特定作物区域已经干旱了许多周。然而,喷洒***所附接至的UAV的传感器可以指示出当前天气预报与较高的下雨几率相关联。如果喷洒***仅具有与较高下雨几率有关的信息,则所述喷洒***可以提供较高比率的喷洒材料,诸如化肥或农药,以应对雨水将会稀释喷洒材料这一预期。然而,如果喷洒***考虑持续数周的干旱历史,则所述喷洒***可以评定:因为地面可能过于干燥,所以当前地面条件对于提供喷洒材料而言可能不太理想,而将喷洒作物推迟到降雨之后可能会好一些。因此,控制器在实现对喷洒***的控制时可以考虑一种、两种或更多种类型的信息,诸如在UAV上生成的信息、来自外部装置的信息和/或预存储在UAV上的存储器中的信息。控制器在实现对喷洒***的控制时可以考虑一种、两种或更多种类型的信息,诸如过去的信息(例如,历史数据)、当前的信息(例如,当前正收集/感测到的信息)和/或未来的信息(例如,预计)。控制器在实现对喷洒***的控制时可以考虑一种、两种或更多种类型的信息,诸如来自外部源的数据、感测到的信息或者来自外部装置的背景数据。
另外,农业UAV内的喷洒***和控制器的使用允许通过全球定位服务(GPS)信号的使用来控制喷洒操作。由控制器生成的控制信号可以基于脉冲宽度调制。脉冲宽度调制是用于将消息编码到脉冲信号中的技术。例如,脉冲宽度调制可以用于将消息编码到脉冲信号中以在每次泵循环期间输出一定量的喷洒材料。或者,脉冲宽度调制可以用于将消息编码到脉冲信号中以在特定方向上输出喷洒材料。另外,脉冲宽度调制可以用于将消息编码到脉冲信号中以在一定量的时间内输出喷洒材料。进一步地,脉冲宽度调制可以用于将消息编码到指示出泵内的流体已降至某一阈值以下的脉冲信号中。
在生成控制信号的过程中,控制器可以合并和分析来自与UAV相关联的不同传感器的信息。具体而言,控制器可以能够分析与UAV的飞行控制相关联的信息。另外,控制器可以能够分析与UAV的图像传感器相关联的信息。进一步地,控制器可以能够分析与UAV的远程服务器相关联的信息。
由UAV的旋翼产生的向下气流可以促进所喷洒物质穿透至期望目标。因此,通过使用UAV来分撒所喷洒物质,可以改进物质的喷洒效果。由于UAV可以跨远距离操作并且由于操作者可以不暴露于农药下,因此可以提高使用喷洒***的安全性,所述喷洒***利用UAV。
喷洒***可以在UAV处于飞行中时操作。喷洒***的操作可以包括从流体储器向喷洒***的一个或多个出口递送流体。喷洒***可以在UAV降落时操作。可以可选地阻止喷洒***在UAV降落时操作。喷洒***可以能够仅在UAV处于飞行中时操作。喷洒***可以在UAV处于飞行中时自动开始操作。
喷洒***可以在UAV到达预定高度时自动开始操作。喷洒***可以基于周围环境的感测到的特性而开始喷洒***的操作或修改喷洒***的操作。具体而言,喷洒***可以基于从一个或多个传感器接收到的反馈或者基于测量到的能量/功率输出来喷洒材料。另外,喷洒***可以基于对特定目标的识别来喷洒材料。具体而言,UAV可以具有可用于识别目标的目标识别能力,这转而可以使喷洒***排出材料。可以使用视觉检测、GPS传感器或确定位置的其他方式来识别目标。或者,喷洒***可以响应于用户操作命令而操作。可以借助于远程终端来递送用户操作命令。在示例中,用户命令可以包括用以打开喷洒***、关闭喷洒***、控制穿过喷洒***的液体体积或控制穿过喷洒***的流体方向的指令。
UAV还可以评定喷洒***本身的操作特性。在示例中,UAV的操作可以受喷洒***内的条件所影响。例如,如果喷洒***内无更多的喷洒材料,则UAV可以改变其飞行计划以返回至其归航处或者返回至附近位置以使其喷洒***重新装满喷洒材料。具体而言,当喷洒***的操作特性指示出无更多要喷洒的液体或其他形式的喷洒材料时,UAV可以返回至预定位置。
另外,喷洒***的操作可以受UAV的操作影响。具体而言,喷洒***可以基于UAV的操作而改变其对喷洒材料的输出。一个操作可以包括UAV的速度,所述速度可以使用上文所述的传感器中的一个或多个来测量。例如,UAV的速度可以使用GPS***、IMU、图像捕捉装置、超声波或其他示例来评定。随着UAV加速,喷洒***可以增加所输出的喷洒材料的量。随着UAV减速,喷洒***可以减少所输出的喷洒材料的量。在其他示例中,当UAV以高于某一阈值的速度行进时,喷洒***可以增加所输出的喷洒材料的量。当UAV以低于某一阈值的速度行进时,喷洒***可以减少所输出的喷洒材料的量。另外,喷洒***可以具有多个流体出口。基于速度、加速、减速或其他因素,喷洒***可以利用所述多个出口中的较大数目的流体出口或较小数目的流体出口。例如,如果UAV正在加速,则喷洒***可以增加喷洒***正在使用的流体出口的数目。如果UAV正在减速,则喷洒***可以减少喷洒***正在使用的流体出口的数目。
另外,喷洒***可以基于UAV的飞行高程或海拔高度而改变其对喷洒材料的输出。当UAV增加高度时,喷洒***可以增加所输出的喷洒材料的量。当UAV降低高度时,喷洒***可以减少所输出的喷洒材料的量。另外,喷洒***可以具有多个流体出口。基于UAV的高度,喷洒***可以利用所述多个出口中的较大数目的流体出口或较小数目的流体出口。例如,如果UAV正在增加高度,则喷洒***可以增加喷洒***正在使用的流体出口的数目。如果UAV正在降低高度,则喷洒***可以减少喷洒***正在使用的流体出口的数目。进一步地,UAV可以选择可与喷洒输出的方向性相关联的一系列特定流体出口。对流体出口的选择可以基于喷洒输出的期望方向,所述期望方向转而可以基于诸如UAV速度、海拔和地理位置等因素而确定。所使用的喷洒模式也可以基于这类考虑而确定并且可以包括窄喷洒模式、宽喷洒模式或其他变体。
除了包括喷洒***,UAV还可以包括一个或多个电子部件,诸如飞行控制模块、GPS单元和无线通信模块。从所述一个或多个电气部件接收到的数据可以用于影响喷洒***。具体而言,使用飞行控制模块采集的信息可以用于基于UAV飞行模式而改变喷洒***的输出。在示例中,当UAV起飞时,喷洒***可以中断输出喷洒材料。或者,当UAV降落时,喷洒***可以中断输出喷洒材料。另外,使用GPS单元采集的信息可以用于基于UAV的地理位置而改变喷洒***的输出。在示例中,当UAV已经到达预定地理坐标时,喷洒***可以开始喷洒材料。进一步地,使用无线通信模块获得的信息可以用于基于通过无线通信模块接收到的指令而改变喷洒***的输出。在示例中,喷洒***可以响应于从无线通信模块接收用以开始喷洒材料的指令而开始喷洒材料。或者,喷洒***可以响应于从无线通信模块接收用以中止喷洒材料的指令而中止喷洒材料。在其他示例中,喷洒***可以响应于从无线通信模块接收用以增加喷洒材料量的指令而增加喷洒的流体的量。
另外,UAV可以包括有效负载。有效负载可以包括多个部件。有效负载可以是成像装置,诸如图像捕捉装置930。有效负载可以承载在UAV的中央机身的下方。有效负载还可以相对于UAV的中央机身可移动。另外,有效负载可以为至少10kg重。在一些实施方式中,有效负载可以是材料储器。有效负载可以是喷洒***。在一些情况下,可以提供多个有效负载和/或多种类型的有效负载。例如,可以提供农业材料、介质和/或产品分配***和相机,作为UAV的有效负载。
另外,从连接至UAV的图像捕捉装置收集的信息可以影响喷洒***的操作。具体而言,喷洒***可以基于由UAV接收到的图像数据而改变其对喷洒材料的输出。当UAV正在喷洒诸如玉米田等间隔密集的农作物时,UAV可以增加输出的喷洒材料的量。当UAV正在喷洒诸如果林等间隔稀疏的农作物时,UAV可以减少输出的喷洒材料的量。可以由控制器基于从图像捕捉装置接收到的信息来进行对间隔密集的农作物和/或间隔稀疏的农作物的识别。在其他示例中,图像捕捉装置可以采集由控制器使用以识别城市区域的数据。由控制器进行的对城市区域的识别可以用于向UAV提供中断其对喷洒材料的输出的指令。
图18图示了根据本发明实施方式,控制移动平台的喷洒***的工作安排的方法的流程图1800。在方框1810中,在移动平台的处理器处接收喷洒***的操作特性。所述操作特性可以包括泵速度。所述操作特性可以包括电机速度。
在方框1820中,生成与移动平台的喷洒***的工作安排有关的一个或多个控制信号。所述一个或多个控制信号可以是基于喷洒***的所接收到的操作特性而生成。另外,所述一个或多个控制信号可以基于脉冲宽度调制。脉冲宽度调制可以用于将指令编码到脉冲信号中。脉冲宽度调制可以用于将每次泵循环的喷洒量编码到泵信号中。
在方框1830中,向喷洒***提供所生成的一个或多个控制信号。所述一个或多个控制信号可以用于控制从喷洒***输出的液体的喷洒宽度。所述一个或多个控制信号可以用于控制从喷洒***输出的液体的方向性。所述一个或多个控制信号可以用于控制从喷洒***输出的液体的喷洒时间。所述一个或多个控制信号可以用于确定工作流量何时降至阈值量以下。所述一个或多个控制信号可以用于使喷洒***的工作安排与UAV的飞行速度同步。所述一个或多个控制信号可以用于命令喷洒***随着UAV速度的增加而增大所喷洒的液体的通量。所述一个或多个控制信号可以用于命令喷洒***随着UAV高度的增加而增大所喷洒的液体的通量。所述一个或多个控制信号可以用于命令喷洒***在UAV不移动时停止喷洒。
控制移动平台的喷洒***的工作安排的方法还可以包括确定工作流量已降至阈值量以下。另外,控制移动平台的喷洒***的工作安排的方法还可以包括接合警报器以指示出泵内的流体已降至阈值量以下。
如上文讨论的,本文所讨论的利用高效泵的喷洒***可以承载在农业UAV上,以将诸如农药或化肥等材料喷洒到作物上。因此,图10图示了根据本发明实施方式,具有以第一速度喷洒田地的喷洒***1010的UAV 1000。喷洒***可以位于UAV的外壳1005内。或者,喷洒***可以作为有效负载而安装至UAV。另外,喷洒***的操作可以受UAV的操作影响。
具体而言,喷洒***可以基于UAV的操作而改变其对喷洒材料的输出。这在图11中示出,图11图示了UAV 1100,所述UAV具有位于UAV的外壳1105内的喷洒***1110。根据本发明的实施方式,喷洒***1110正在以第二速度喷洒田地。对比图10和图11,在图10与图11之间的速度增加用数目增加的方向箭头来表示。另外,在图10与图11之间,所喷洒的材料量也有所增加。另外,图12图示了根据本发明实施方式,UAV的速度与从喷洒***喷洒的流体量之间的关系。虽然图12中示出的关系是线性的,但其他示例可以图示不同的关系。具体而言,用户可以编程期望的数学函数,用以表示UAV的速度与所提供的材料量之间的关系。
在其他示例中,当UAV加速时,喷洒***可以增加所输出的喷洒材料的量。当UAV减速时,喷洒***可以减少所输出的喷洒材料的量。另外,喷洒***可以基于UAV的位置而改变所分洒的喷洒材料的量。具体而言,喷洒***可以基于由全球定位***(GPS)确定的UAV的地理位置而改变所分洒的喷洒材料的量。因此,当UAV位于被指定为处于预定区内的区域中时,喷洒***可以开始喷洒来自流体储器的材料,而当喷洒***已离开预定区时,喷洒***可以中断喷洒来自流体储器的材料。可以通过使用GPS、通过使用UAV与最新辨别出的地理位置的关系计算以及通过检测地理围栏来限定地理边界。
UAV能够用喷洒流体来喷洒田地。对田地所喷洒的流体量可以基于液体的分洒速率、UAV正在飞行的速度、天气因素和液体本身的特性而变化。在示例中,喷洒***可以用于喷洒非液体材料,诸如种子和粉剂。另外,从喷洒***输出的喷洒材料的组成可能会基于诸如天气、速度和其他条件等因素而变化。例如,如果UAV确定正在下雨,则UAV可以改变喷洒材料的组成以使其变得更粘,以便使喷洒材料较不易于在降水中稀释。
当使用具有泵和无刷电机的高效喷洒***时,用于从流体储器向喷洒***的液体出口传输液体的喷洒***可以显著地轻于使用具有有刷电机的喷洒***的情况。这转而可以导致在使用诸如UAV等移动飞行器时具有更高的燃料效率。因此,当使用较轻的喷洒***时,UAV可以能够比使用较重的喷洒***时具有更长的续航时间。
图13图示了根据本发明实施方式,向控制***提供反馈的过程1300。具体而言,图13提供了以下过程:评估操作特性;基于操作特性来评估驱动设备;以及确定针对驱动设备的指令。在方框1310中,评估驱动设备的操作特性。具体而言,可以评估驱动设备的速度。另外,可以由磁场导向控制电子调速器来评估驱动设备本身的操作特性,诸如磁通量和扭矩。
在获得操作特性之后,在方框1320中可以执行基于操作特性对驱动设备的评估。具体而言,可以基于驱动设备的操作特性来计算与喷洒***相关联的特性。例如,在由驱动设备产生的能量的量与使用泵而处理的流体量之间可能会存在相关性。当泵中无流体时,驱动设备的工作流量(或能量)可以为零。这转而可以指示出泵中无流体。或者,当泵中有流体时,可以基于对驱动设备的工作流量(或能量)的评估而做出对流体量的确定。
通过基于所评估的操作特性确定发生的泵循环次数,可以计算对通过喷洒***而传输的流体的确定。这转而可以开始基于所计算的信息的行动。例如,如果发现通过喷洒***的所计算出的流体流量满足或超过阈值流体量,则可以通知UAV或UAV操作者:UAV的喷洒流体不足。这种可被认为是对喷洒***的液体储器内液体量的流体不足警报、无流体警报或状态警报的指示可以提示UAV前往归航处。或者,基于液体的警报可以提示UAV前往附近的加料站。UAV可以使用加料站来补充喷洒材料、补充汽油/能量或者两者的组合。
进一步地,一旦已经基于操作特性来评估驱动设备,就可以在方框1330中确定针对所述驱动设备的指令。使用上述示例,一旦已经启动基于流体的指示器,就可以生成指令以使UAV访问附近的加料站。这些指令继而被提供回到方框1320,其中被提供至UAV的指令可以使所接收到的操作特性情境化。
本文所描述的***、装置和方法可以适用于多种可移动物体。如前文所述,本文对飞行器(诸如UAV)的任何描述均可适用于和用于任何可移动物体。本文对飞行器的任何描述均可特别适用于UAV。本发明的可移动物体可被配置用于在任何合适的环境内移动,诸如在空中(例如,固定翼航空器、旋翼航空器或者既不具有固定翼也不具有旋翼的航空器)、在水中(例如,船舶或潜艇)、在地面上(例如,机动车,诸如轿车、卡车、公交车、厢式货车、摩托车、自行车;可移动结构或框架,诸如棒状物、钓鱼竿;或者火车)、在地下(例如,地铁)、在太空(例如,航天飞机、卫星或探测器),或者这些环境的任何组合。可移动物体可以是载运工具,诸如本文其他各处所描述的载运工具。在一些实施方式中,可移动物体可以由诸如人类或动物等活体所携带,或者从活体起飞。合适的动物可以包括禽类、犬类、猫类、马类、牛类、羊类、猪类、海豚、啮齿类或昆虫。
可移动物体可以能够在所述环境内关于六个自由度(例如,三个平移自由度和三个旋转自由度)而自由移动。或者,可移动物体的移动可能关于一个或多个自由度受到约束,诸如由预定路径、轨迹或朝向所约束。所述移动可以由诸如引擎或电机等任何合适的致动机构所致动。可移动物体的致动机构可以由任何合适的能源提供动力,所述能源诸如为电能、磁能、太阳能、风能、引力能、化学能、核能或者其任何合适的组合。如本文其他各处所述,可移动物体可以经由推进***而自推进。所述推进***可以可选地依靠能源运行,所述能源诸如为电能、磁能、太阳能、风能、引力能、化学能、核能或者其任何合适的组合。或者,可移动物体可以由生物所携带。
在一些情况下,所述可移动物体可以是飞行器。例如,飞行器可以是固定翼航空器(例如,飞机、滑翔机)、旋翼航空器(例如,直升机、旋翼飞机)、同时具有固定翼和旋翼的航空器或者既无固定翼又无旋翼的航空器(例如,飞艇、热气球)。飞行器可以是自推进式,诸如在空中自推进。自推进式飞行器可以利用推进***,诸如包括一个或多个引擎、电机、轮子、轮轴、磁体、旋翼、螺旋桨、桨叶、喷嘴或者其任何合适组合的推进***。在一些情况下,推进***可以用于使可移动物体能够从表面起飞、降落到表面上、保持其当前位置和/或朝向(例如,悬停)、改变朝向和/或改变位置。
可移动物体可以由用户遥控或者由可移动物体之内或之上的乘员在本地控制。可移动物体可以经由单独的载运工具内的乘员来遥控。在一些实施方式中,可移动物体是无人的可移动物体,诸如UAV。无人的可移动物体,诸如UAV,可以不具有搭乘可移动物体的乘员。可移动物体可以由人类或自主控制***(例如,计算机控制***)或者其任何合适的组合来控制。可移动物体可以是自主式或半自主式机器人,诸如配置有人工智能的机器人。
可移动物体可以具有任何合适的大小和/或尺寸。在一些实施方式中,可移动物体可以具有能容纳人类乘员身处载运工具之内或之上的大小和/或尺寸。或者,可移动物体可以具有比能够容纳人类乘员身处载运工具之内或之上的大小和/或尺寸更小的大小/或尺寸。可移动物体可以具有适合于由人类提起或携带的大小和/或尺寸。或者,可移动物体可以大于适合由人类提起或携带的大小和/或尺寸。在一些情况下,可移动物体可以具有的最大尺寸(例如,长度、宽度、高度、直径、对角线)小于或等于约:2cm、5cm、10cm、50cm、1m、2m、5m或10m。所述最大尺寸可以大于或等于约:2cm、5cm、10cm、50cm、1m、2m、5m或10m。例如,可移动物体的相对的旋翼的轴之间的距离可以小于或等于约:2cm、5cm、10cm、50cm、1m、2m、5m或10m。或者,相对的旋翼的轴之间的距离可以大于或等于约:2cm、5cm、10cm、50cm、1m、2m、5m或10m。
在一些实施方式中,可移动物体可以具有小于100cm×100cm×100cm、小于50cm×50cm×30cm或小于5cm×5cm×3cm的体积。可移动物体的总体积可以小于或等于约:1cm3、2cm3、5cm3、10cm3、20cm3、30cm3、40cm3、50cm3、60cm3、70cm3、80cm3、90cm3、100cm3、150cm3、200cm3、300cm3、500cm3、750cm3、1000cm3、5000cm3、10,000cm3、100,000cm3、1m3或10m3。相反地,可移动物体的总体积可以大于或等于约:1cm3、2cm3、5cm3、10cm3、20cm3、30cm3、40cm3、50cm3、60cm3、70cm3、80cm3、90cm3、100cm3、150cm3、200cm3、300cm3、500cm3、750cm3、1000cm3、5000cm3、10,000cm3、100,000cm3、1m3或10m3
在一些实施方式中,可移动物体可以具有的占地面积(这可以指由所述可移动物体所包围的横截面面积)小于或等于约:32,000cm2、20,000cm2、10,000cm2、1,000cm2、500cm2、100cm2、50cm2、10cm2或5cm2。相反地,所述占地面积可以大于或等于约:32,000cm2、20,000cm2、10,000cm2、1,000cm2、500cm2、100cm2、50cm2、10cm2或5cm2
在一些情况下,可移动物体可以不超过1000kg重。可移动物体的重量可以小于或等于约:1000kg、750kg、500kg、200kg、150kg、100kg、80kg、70kg、60kg、50kg、45kg、40kg、35kg、30kg、25kg、20kg、15kg、12kg、10kg、9kg、8kg、7kg、6kg、5kg、4kg、3kg、2kg、1kg、0.5kg、0.1kg、0.05kg或0.01kg。相反地,所述重量可以大于或等于约:1000kg、750kg、500kg、200kg、150kg、100kg、80kg、70kg、60kg、50kg、45kg、40kg、35kg、30kg、25kg、20kg、15kg、12kg、10kg、9kg、8kg、7kg、6kg、5kg、4kg、3kg、2kg、1kg、0.5kg、0.1kg、0.05kg或0.01kg。
在一些实施方式中,可移动物体相对于可移动物体所携带的负载可以较小。如本文其他各处进一步详述,所述负载可以包括有效负载和/或载体。在一些示例中,可移动物体的重量与负载重量之比可以大于、小于或等于约1∶1。在一些情况下,可移动物体的重量与负荷重量之比可以大于、小于或等于约1∶1。可选地,载体重量与负载重量之比可以大于、小于或等于约1∶1。当需要时,可移动物体的重量与负载重量之比可以小于或等于:1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶10或者甚至更小。相反地,可移动物体的重量与负载重量之比还可以大于或等于:2∶1、3∶1、4∶1、5∶1、10∶1或者甚至更大。
在一些实施方式中,可移动物体可以具有低能耗。例如,可移动物体可以使用小于约:5W/h、4W/h、3W/h、2W/h、1W/h或更小。在一些情况下,可移动物体的载体可以具有低能耗。例如,所述载体可以使用小于约:5W/h、4W/h、3W/h、2W/h、1W/h或更小。可选地,可移动物体的有效负载可以具有低能耗,诸如小于约:5W/h、4W/h、3W/h、2W/h、1W/h或更小。
图14图示了根据本发明实施方式的无人飞行器(UAV)1400。UAV可以是如本文所述的可移动物体的示例。UAV 1400可以包括具有四个旋翼1402、1404、1406和1408的推进***。可以提供任何数目的旋翼(例如,一个、两个、三个、四个、五个、六个或更多个)。无人飞行器的旋翼、旋翼组件或其他推进***可使无人飞行器能够悬停/保持位置、改变朝向和/或改变位置。相对的旋翼的轴之间的距离可以是任何合适的长度1410。例如,长度1410可以小于或等于2m,或者小于等于5m。在一些实施方式中,长度1410可以在从40cm到1m、从10cm到2m或者从5cm到5m的范围内。本文对UAV的任何描述均可适用于可移动物体,诸如不同类型的可移动物体,并且反之亦然。UAV可以使用如本文所描述的辅助起飞***或方法。
在一些实施方式中,可移动物体可被配置用于携带负载。所述负载可以包括乘客、货物、设备、仪器等之中的一种或多种。所述负载可以设置在外壳内。所述外壳可以与可移动物体的外壳相分离,或者是可移动物体的外壳的一部分。或者,负载可以具备外壳,而可移动物体不具有外壳。或者,负载的一些部分或者整个负载可以在不具有外壳的情况下提供。负载可以相对于可移动物体刚性固定。可选地,负载可以是相对于可移动物体可移动的(例如,可相对于可移动物体平移或旋转)。如本文其他各处所描述,所述负载可以包括有效负载和/或载体。
在一些实施方式中,可移动物体、载体和有效负载相对于固定参考系(例如,周围环境)和/或相对于彼此的移动可以由终端来控制。所述终端可以是处于远离所述可移动物体、载体和/或有效负载的位置处的遥控装置。终端可以安置于支撑平台上或者固定至支撑平台。或者,终端可以是手持式或可穿戴式装置。例如,终端可以包括智能电话、平板计算机、膝上型计算机、计算机、眼镜、手套、头盔、麦克风或者其合适的组合。终端可以包括用户接口,诸如键盘、鼠标、操纵杆、触摸屏或显示器。任何合适的用户输入均可用于与终端相交互,诸如手动输入命令、语音控制、手势控制或位置控制(例如,经由终端的移动、位置或倾斜)。
终端可以用于控制可移动物体、载体和/或有效负载的任何合适的状态。例如,终端可以用于控制可移动物体、载体和/或有效负载相对于固定参考物和/或相对于彼此的位置和/或朝向。在一些实施方式中,终端可以用于控制可移动物体、载体和/或有效负载的单独元件,诸如载体的致动组件、有效负载的传感器或者有效负载的发射体。终端可以包括适于与可移动物体、载体或有效负载中的一个或多个相通信的无线通信装置。
终端可以包括用于查看可移动物体、载体和/或有效负载的信息的合适的显示单元。例如,终端可被配置用于显示可移动物体、载体和/或有效负载的信息,所述信息关于位置、平移速度、平移加速度、朝向、角速度、角加速度或其任何合适的组合。在一些实施方式中,终端可以显示由有效负载提供的信息,诸如由功能性有效负载提供的数据(例如,由相机或其他图像捕捉装置记录的图像)。
可选地,同一终端可以既控制可移动物体、载体和/或有效负载或者所述可移动物体、载体和/或有效负载的状态,又接收和/或显示来自所述可移动物体、载体和/或有效负载的信息。例如,终端可以控制有效负载相对于环境的定位,同时显示由有效负载捕捉到的图像数据或关于有效负载的位置的信息。或者,不同的终端可以用于不同的功能。例如,第一终端可以控制可移动物体、载体和/或有效负载的移动或状态,而第二终端可以接收和/或显示来自可移动物体、载体和/或有效负载的信息。例如,第一终端可以用于控制有效负载相对于环境的定位,而第二终端显示由有效负载捕捉到的图像数据。可以在可移动物体与既控制可移动物体又接收数据的集成式终端之间,或者在可移动物体与既控制可移动物体又接收数据的多个终端之间利用各种通信模式。例如,可以在可移动物体与既控制可移动物体又从可移动物体接收数据的终端之间形成至少两种不同的通信模式。
图15图示了根据实施方式,包括载体1502和有效负载1504的可移动物体1500。虽然可移动物体1500被描绘为航空器,但这样的描绘并不旨在成为限制性的,并且如前文所述可以使用任何合适类型的可移动物体。本领域技术人员将会理解,本文在航空器***的情景下描述的任何实施方式均可适用于任何合适的可移动物体(例如,UAV)。在一些情况下,可以在无需载体1502的情况下将有效负载1504设置于可移动物体1500上。可移动物体1500可以包括推进机构1506、感测***1508和通信***1510。
如前文所述,推进机构1506可以包括旋翼、螺旋桨、桨叶、引擎、电机、轮子、轮轴、磁体或喷嘴中的一种或多种。可移动物体可以具有一个或多个、两个或更多个、三个或更多个或者四个或更多个推进机构。所述推进机构可以全都是同一类型。或者,一个或多个推进机构可以是不同类型的推进机构。推进机构1506可以使用任何合适的装置而安装在可移动物体1500上,所述装置诸如为本文其他各处所述的支撑元件(例如,驱动轴)。推进机构1506可以安装在可移动物体1500的任何合适的部分上,诸如顶部、底部、前面、后面、侧面或其合适的组合。
在一些实施方式中,推进机构1506可以使得可移动物体1500能够从表面垂直地起飞或者垂直地降落在表面上,而无需可移动物体1500的任何水平移动(例如,无需沿着跑道滑行)。可选地,推进机构1506可以可操作以允许可移动物体1500以指定位置和/或朝向悬停于空中。一个或多个推进机构1500可以独立于其他推进机构得到控制。或者,推进机构1500可被配置成同时受到控制。例如,可移动物体1500可以具有多个水平取向的旋翼,所述旋翼可以向可移动物体提供升力和/或推力。可以致动所述多个水平取向的旋翼以向可移动物体1500提供垂直起飞、垂直降落以及悬停能力。在一些实施方式中,所述水平取向的旋翼中的一个或多个可以在顺时针方向上旋转,而所述水平旋翼中的一个或多个可以在逆时针方向上旋转。例如,顺时针旋翼的数目可以等于逆时针旋翼的数目。每个水平取向的旋翼的旋转速率可以独立地改变,以便控制由每个旋翼产生的升力和/或推力,并从而调整可移动物体1500的空间布局、速度和/或加速度(例如,关于多达三个平移自由度和多达三个旋转自由度)。
感测***1508可以包括一个或多个传感器,所述传感器可以感测可移动物体1500的空间布局、速度和/或加速度(例如,关于多达三个平移自由度和多达三个旋转自由度)。所述一个或多个传感器可以包括全球定位***(GPS)传感器、运动传感器、惯性传感器、距离传感器或图像传感器。由感测***1508提供的感测数据可以用于控制可移动物体1500的空间布局、速度和/或朝向(例如,使用合适的处理单元和/或控制模块,如下文所述)。或者,感测***1508可以用于提供关于可移动物体周围环境的数据,诸如气象条件、距潜在障碍物的距离、地理特征的位置、人造结构的位置等。
通信***1510实现经由无线信号1516与具有通信***1514的终端1512的通信。通信***1510、1514可以包括任何数目的适合于无线通信的发射器、接收器和/或收发器。所述通信可以是单向通信,使得数据仅可在一个方向上传输。例如,单向通信可以仅涉及可移动物体1500向终端1512传输数据,或者反之亦然。数据可以从通信***1510的一个或多个发射器向通信***1512的一个或多个接收器传输,或者反之亦然。或者,所述通信可以是双向通信,使得数据在可移动物体1500与终端1512之间可沿两个方向传输。双向通信可以涉及从通信***1510的一个或多个发射器向通信***1514的一个或多个接收器传输数据,并且反之亦然。
在一些实施方式中,终端1512可以向可移动物体1500、载体1502和有效负载1504中的一个或多个提供控制数据,以及从可移动物体1500、载体1502和有效负载1504中的一个或多个接收信息(例如,可移动物体、载体或有效负载的位置和/或运动信息;由有效负载感测的数据,诸如由有效负载相机捕捉到的图像数据)。在一些情况下,来自终端的控制数据可以包括针对可移动物体、载体和/或有效负载的相对位置、移动、致动或控制的指令。例如,控制数据可以引起可移动物体的位置和/或方向的修改(例如,经由对推进机构1506的控制),或者有效负载相对于可移动物体的移动(例如,经由对载体1502的控制)。来自终端的控制数据可以引起对有效负载的控制,诸如对相机或其他图像捕捉装置的操作的控制(例如,拍摄静态或移动图片、放大或缩小、、开启或关闭、切换成像模式、改变图像分辨率、改变焦点、改变景深、改变曝光时间、改变视角或视野)。在一些情况下,来自可移动物体、载体和/或有效负载的通信可以包括来自一个或多个传感器(例如,感测***1508的或有效负载1504的传感器)的信息。所述通信可以包括来自一个或多个不同类型的传感器(例如,GPS传感器、运动传感器、惯性传感器、距离传感器或图像传感器)的感测到的信息。这样的信息可以关于可移动物体、载体和/或有效负载的位置(例如,位置、朝向)、移动或加速度。来自有效负载的这样的信息可以包括由有效负载捕捉到的数据或有效负载的感测到的状态。由终端1512提供并传输的控制数据可被配置用于控制可移动物体1500、载体1502或有效负载1504中的一个或多个的状态。备选地或组合地,载体1502和有效负载1504还可以各自包括通信模块,所述通信模块被配置用于与终端1512相通信,以使得所述终端可以独立地与可移动物体1500、载体1502和有效负载1504中的每一个相通信并且对其加以控制。
在一些实施方式中,可移动物体1500可被配置用于与除了终端1512之外还存在的另一远程装置或替代于终端1512的另一远程装置相通信。终端1512还可被配置用于与另一远程装置以及可移动物体1500相通信。例如,可移动物体1500和/或终端1512可以与另一可移动物体或者另一可移动物体的载体或有效负载相通信。当需要时,所述远程装置可以是第二终端或其他计算装置(例如,计算机、膝上型计算机、平板计算机、智能电话或其他移动装置)。所述远程装置可被配置用于向可移动物体1500传输数据、从可移动物体1500接收数据、向终端1512传输数据和/或从终端1512接收数据。可选地,所述远程装置可以连接至因特网或其他电信网络,以使得从可移动物体1500和/或终端1512接收到的数据可被上传至网站或服务器。
图16是根据实施方式,用于控制可移动物体的***1600的框图示意图。***1600可以与本文公开的***、装置和方法的任何合适的实施方式结合使用。***1600可以包括感测模块1602、处理单元1604、非暂时性计算机可读介质1606、控制模块1608和通信模块1610。
感测模块1602可以利用不同类型的传感器,所述传感器以不同方式收集与可移动物体有关的信息。不同类型的传感器可以感测不同类型的信号或者来自不同来源的信号。例如,所述传感器可以包括惯性传感器、GPS传感器、距离传感器(例如,激光雷达)或视觉/图像传感器(例如,相机)。感测模块1602可以可操作地耦合至具有多个处理器的处理单元1604。在一些实施方式中,感测模块可以可操作地耦合至传输模块1612(例如,Wi-Fi图像传输模块),所述传输模块被配置用于向合适的外部装置或***直接传输感测数据。例如,传输模块1612可以用于向远程终端传输由感测模块1602的相机捕捉到的图像。
处理单元1604可以具有一个或多个处理器,诸如可编程处理器(例如,中央处理器(CPU))。处理单元1604可以可操作地耦合至非暂时性计算机可读介质1606。非暂时性计算机可读介质1606可以存储可由处理单元1604执行的逻辑、代码和/或程序指令,用于执行一个或多个步骤。非暂时性计算机可读介质可以包括一个或多个存储器单元(例如,可移动介质或外部存储装置,诸如SD卡或随机存取存储器(RAM))。在一些实施方式中,来自感测模块1602的数据可直接传送至并存储于非暂时性计算机可读介质1606的存储器单元内。非暂时性计算机可读介质1606的存储器单元可以存储可由处理单元1604执行的逻辑、代码和/或程序指令,用以执行本文所描述的方法的任何合适的实施方式。例如,处理单元1604可被配置用于执行指令,从而使处理单元1604的一个或多个处理器分析由感测模块产生的感测数据。存储器单元可以存储要由处理单元1604处理的、来自感测模块的感测数据。在一些实施方式中,非暂时性计算机可读介质1606的存储器单元可以用于存储由处理单元1604产生的处理结果。
在一些实施方式中,处理单元1604可以可操作地耦合至控制模块1608,所述控制模块1608被配置用于控制可移动物体的状态。例如,控制模块1608可被配置用于控制可移动物体的推进机构以调整可移动物体关于六个自由度的空间布局、速度和/或加速度。备选地或组合地,控制模块1608可以控制载体、有效负载或感测模块的状态中的一个或多个。
处理单元1604可以可操作地耦合至通信模块1610,所述通信模块1610被配置用于传输数据和/或接收来自一个或多个外部装置(例如,终端、显示装置或其他遥控器)的数据。可以使用任何合适的通信手段,诸如有线通信或无线通信。例如,通信模块1610可以利用局域网(LAN)、广域网(WAN)、红外线、无线电、WiFi、点对点(P2P)网络、电信网络、云通信等之中的一种或多种。可选地,可以使用中继站,诸如塔、卫星或移动台。无线通信可以依赖于距离或独立于距离。在一些实施方式中,通信可能需要或者可能不需要视线。通信模块1610可以传输和/或接收以下各项中的一项或多项:来自感测模块1602的感测数据、由处理单元1604产生的处理结果、预定控制数据、来自终端或遥控器的用户命令等。
***1600的部件可以布置成任何合适的配置。例如,***1600的一个或多个部件可以位于可移动物体、载体、有效负载、终端、感测***或者与上述的一个或多个相通信的额外外部装置上。另外,虽然图16描绘了单个处理单元1604和单个非暂时性计算机可读介质1606,但本领域技术人员将会理解,这并不旨在成为限制性的,并且***1600可以包括多个处理单元和/或非暂时性计算机可读介质。在一些实施方式中,多个处理单元和/或非暂时性计算机可读介质中的一个或多个可以位于不同的位置处,诸如位于可移动物体、载体、有效负载、终端、感测模块、与上述的一个或多个相通信的额外外部装置上,或者其合适的组合,以使得由***1800执行的处理和/或存储器功能的任何合适的方面可以发生于一个或多个上述位置处。
综上所述,本公开提供了技术方案1:一种控制移动平台的喷洒***的工作安排的方法,所述方法包括:
在所述移动平台的处理器处接收所述喷洒***的操作特性;
生成与所述移动平台的所述喷洒***的工作安排有关的一个或多个控制信号,其中所述一个或多个控制信号是基于所述喷洒***的所接收到的操作特性而生成;以及
向所述喷洒***提供所生成的一个或多个控制信号。
根据技术方案1的技术方案2:其中所述操作特性包括泵速度。
根据技术方案1的技术方案3:其中所述操作特性包括电机转速。
根据技术方案1的技术方案4:其中所述操作特性包括工作流量。
根据技术方案1的技术方案5:其中所述一个或多个控制信号是基于脉冲宽度调制。
根据技术方案5的技术方案6:其中使用脉冲宽度调制来将指令编码到脉冲信号中。
根据技术方案6的技术方案7:其中使用所述脉冲宽度调制来将每次泵循环的喷洒量编码到所述脉冲信号中。
根据技术方案1的技术方案8:还包括:
控制从所述喷洒***输出的液体的喷洒宽度。
根据技术方案1的技术方案9:还包括:
控制从所述喷洒***输出的液体的方向性。
根据技术方案1的技术方案10:还包括:
控制从所述喷洒***输出的液体的喷洒时间。
根据技术方案1的技术方案11:使用所述一个或多个控制信号来确定所述工作流量何时降至阈值量以下。
根据技术方案11的技术方案12:还包括:
确定所述工作流量已降至阈值量以下。
根据技术方案12的技术方案13:还包括:
接合警报器,以指示出所述泵内的流体已降至阈值量以下。
根据技术方案1的技术方案14:所述喷洒***安装至无人飞行器(UAV)。
根据技术方案14的技术方案15:还包括:
使所述喷洒***的所述工作安排与所述UAV的飞行速度同步。
根据技术方案15的技术方案16:还包括:
命令所述喷洒***随着所述UAV速度的增加而增大所喷洒的液体的通量。
根据技术方案15的技术方案17:还包括:
命令所述喷洒***随着所述UAV高度的增加而增大所喷洒的液体的通量。
根据技术方案14的技术方案18:还包括:
命令所述喷洒***在所述UAV停止移动时停止喷洒。
根据技术方案14的技术方案19:还包括:
当所述喷洒***的所述操作特性指示出没有要喷洒的液体时,使所述UAV返回至预定位置。
根据技术方案14的技术方案20:当所述喷洒***的所述操作特性指示出没有要喷洒的液体时,所述UAV停止移动。
根据技术方案14的技术方案21:还包括:
测量所述喷洒***的所述操作特性。
根据技术方案14的技术方案22:所述UAV包括有效负载。
根据技术方案22的技术方案23:所述有效负载是流体储器。
根据技术方案22的技术方案24:所述有效负载是成像装置,所述成像装置是所述喷洒***的部件。
根据技术方案22的技术方案25:所述有效负载承载在所述无人飞行器的中央机身的下方。
根据技术方案22的技术方案26:所述有效负载能相对于所述无人飞行器的中央机身移动。
根据技术方案22的技术方案27:所述有效负载包括多个部件。
根据技术方案14的技术方案28:所述UAV包括飞行控制模块。
根据技术方案14的技术方案29:所述UAV包括定位单元。
根据技术方案14的技术方案30:所述UAV包括无线通信模块。
根据技术方案1的技术方案31:还包括:
基于对流动至所述喷洒***的液体已降至阈值以下的所述确定,产生无液体警报。
根据技术方案1的技术方案32:所述喷洒***包括隔膜泵。
根据技术方案1的技术方案33:所述喷洒***包括电动微型隔膜泵。
根据技术方案1的技术方案34:所述喷洒***从液体储器向液体出口传输液体。
根据技术方案34的技术方案35:所述液体出口包括一个或多个喷嘴。
根据技术方案1的技术方案36:所述喷洒***是农药喷洒***。
根据技术方案1的技术方案37:所述喷洒***的所测量到的操作特性是使用磁场导向控制器来测量的。
根据技术方案1的技术方案38:所述喷洒***保持于保持器内。
根据技术方案38的技术方案39:所述保持器是便携式设备。
根据技术方案38的技术方案40:所述保持器是手持式设备。
根据技术方案1的技术方案41:所述处理器是控制器。
根据技术方案1的技术方案42:还包括:
在所述控制器处接收分析信息。
根据技术方案41的技术方案43:所述控制器包括分析部件。
根据技术方案41的技术方案44:所述控制器包括推理部件。
根据技术方案41的技术方案45:所述控制器从地面站接收信息。
根据技术方案41的技术方案46:所述喷洒***附接至UAV。
根据技术方案46的技术方案47:所述控制器并入来自所述UAV的一个或多个传感器的信息。
根据技术方案46的技术方案48:所述控制器分析来自所述UAV的一个或多个传感器的信息。
根据技术方案46的技术方案49:还包括:
当所述UAV达到预定高度时,启动所述喷洒***的操作。
根据技术方案49的技术方案50:当所述UAV达到所述预定高度时启动所述喷洒***的操作是自动发生。
根据技术方案1的技术方案51:所述喷洒***具有多个流体出口。
根据技术方案51的技术方案52:还包括:
基于所述喷洒***的操作特性,增加由所述喷洒***使用的所述多个流体出口的流体出口数目。
根据技术方案52的技术方案53:基于所述UAV的速度而增加所述流体出口数目。
根据技术方案52的技术方案54:基于所述UAV的加速而增加所述流体出口数目。
根据技术方案52的技术方案55:基于所述UAV的减速而增加所述流体出口数目。
根据技术方案51的技术方案56:还包括:
基于所述喷洒***的操作特性而减少由所述喷洒***使用的所述多个流体出口的流体出口数目。
根据技术方案52的技术方案57:基于所述UAV的速度而减少所述流体出口数目。
根据技术方案52的技术方案58:基于所述UAV的加速而减少所述流体出口数目。
根据技术方案52的技术方案59:基于所述UAV的减速而减少所述流体出口数目。
根据技术方案1的技术方案60:所述喷洒***基于所述UAV的飞行高度而改变喷洒材料的输出。
根据技术方案60的技术方案61:所述喷洒***基于所述UAV的飞行高度而增加喷洒材料的输出量。
根据技术方案60的技术方案62:所述喷洒***基于所述UAV的飞行高度而减少喷洒材料的输出量。
根据技术方案46的技术方案63:还包括:
当所述控制器接收到表明所述UAV已离开预定区的指示时,中断所述喷洒材料。
本公开提供了技术方案:一种含有用于控制移动平台的喷洒***的工作安排的程序指令的非暂时性计算机可读介质,所述计算机可读介质包括:
用于在所述移动平台的处理器处接收所述喷洒***的操作特性的程序指令;
用于生成与所述移动平台的所述喷洒***的工作安排有关的一个或多个控制信号的程序指令,其中所述一个或多个控制信号是基于所述喷洒***的所接收到的操作特性而生成;
用于向所述喷洒***提供所生成的一个或多个控制信号的程序指令。
根据技术方案64的技术方案65:所述喷洒***安装至无人飞行器(UAV)。
根据技术方案65的技术方案66:所述一个或多个控制信号使所述喷洒***的所述工作安排与所述UAV的飞行速度同步。
根据技术方案66的技术方案67:所述一个或多个控制信号命令所述喷洒***随着所述UAV速度的增加而增大所喷洒的液体的通量。
根据技术方案66的技术方案68:所述一个或多个控制信号命令所述喷洒***随着所述UAV飞行高度的增加而增大所喷洒的液体的通量。
根据技术方案65的技术方案69:所述一个或多个控制信号命令所述喷洒***在所述UAV停止移动时停止喷洒。
根据技术方案65的技术方案70:当所述喷洒***的所述操作特性指示出没有要喷洒的液体时,所述UAV返回至预定位置。
根据技术方案65的技术方案71:当所述喷洒***的所述操作特性指示出没有要喷洒的液体时,所述UAV停止移动。
根据技术方案65的技术方案72:还包括:
用于测量所述喷洒***的所述操作特性的程序指令。
根据技术方案65的技术方案73:所述UAV包括有效负载。
根据技术方案73的技术方案74:所述有效负载是流体储器。
根据技术方案73的技术方案75:所述有效负载是成像装置,所述成像装置是所述喷洒***的部件。
根据技术方案73的技术方案76:所述有效负载承载在所述无人飞行器的中央机身的下方。
根据技术方案73的技术方案77:所述有效负载能相对于所述无人飞行器的中央机身移动。
根据技术方案73的技术方案78:所述有效负载包括多个部件。
根据技术方案65的技术方案79:所述UAV包括飞行控制模块。
根据技术方案65的技术方案80:所述UAV包括定位单元。
根据技术方案65的技术方案81:所述UAV包括无线通信模块。
根据技术方案64的技术方案82:所述一个或多个控制信号基于对流动至所述喷洒***的液体已降至阈值以下的所述确定而产生无液体警报。
根据技术方案64的技术方案83:所述喷洒***包括隔膜泵。
根据技术方案64的技术方案84:所述喷洒***包括电动微型隔膜泵。
根据技术方案64的技术方案85:所述喷洒***从液体储器向液体出口传输液体。
根据技术方案85的技术方案86:所述液体出口包括一个或多个喷嘴。
根据技术方案64的技术方案87:所述喷洒***是农药喷洒***。
根据技术方案64的技术方案88:所述喷洒***的所测量到的操作特性是使用磁场导向控制器来测量的。
根据技术方案64的技术方案89:所述喷洒***保持于保持器内。
根据技术方案89的技术方案90:所述保持器是便携式设备。
根据技术方案89的技术方案91:所述保持器是手持式设备。
根据技术方案64的技术方案92:所述处理器是控制器。
根据技术方案92的技术方案93:还包括:
用于在所述控制器处接收分析信息的程序指令。
根据技术方案92的技术方案94:所述控制器包括分析部件。
根据技术方案92的技术方案95:所述控制器包括推理部件。
根据技术方案92的技术方案96:所述控制器从地面站接收信息。
根据技术方案92的技术方案97:所述喷洒***附接至UAV。
根据技术方案97的技术方案98:所述控制器并入来自所述UAV的一个或多个传感器的信息。
根据技术方案79的技术方案99:所述控制器分析来自所述UAV的一个或多个传感器的信息。
根据技术方案97的技术方案100:还包括:
用于在所述UAV达到预定高度时启动所述喷洒***的操作的程序指令。
根据技术方案100的技术方案101:当所述UAV达到所述预定高度时启动所述喷洒***的操作是自动发生。
根据技术方案64的技术方案102:所述喷洒***具有多个流体出口。
根据技术方案102的技术方案103:还包括:
用于基于所述喷洒***的操作特性而增加由所述喷洒***使用的所述多个流体出口的流体出口数目的程序指令。
根据技术方案103的技术方案104:基于所述UAV的速度而增加所述流体出口数目。
根据技术方案103的技术方案105:基于所述UAV的加速而增加所述流体出口数目。
根据技术方案103的技术方案106:基于所述UAV的减速而增加所述流体出口数目。
根据技术方案102的技术方案107:还包括:
用于基于所述喷洒***的操作特性而减少由所述喷洒***使用的所述多个流体出口的流体出口数目的程序指令。
根据技术方案103的技术方案108:基于所述UAV的速度而减少所述流体出口数目。
根据技术方案103的技术方案109:基于所述UAV的加速而减少所述流体出口数目。
根据技术方案103的技术方案110:基于所述UAV的减速而减少所述流体出口数目。
根据技术方案64的技术方案111:所述喷洒***基于所述UAV的飞行高度而改变喷洒材料的输出。
根据技术方案111的技术方案112:所述喷洒***基于所述UAV的飞行高度而增加喷洒材料的输出量。
根据技术方案111的技术方案113:所述喷洒***基于所述UAV的飞行高度而减少喷洒材料的输出量。
根据技术方案97的技术方案114:还包括:
用于在所述控制器接收到表明所述UAV已离开预定区的指示时中断所述喷洒材料的程序指令。
根据技术方案64的技术方案115:所述操作特性包括泵速度。
根据技术方案64的技术方案116:所述操作特性包括电机转速。
根据技术方案64的技术方案117:所述操作特性包括工作流量。
根据技术方案64的技术方案118:所述一个或多个控制信号基于脉冲宽度调制。
根据技术方案118的技术方案119:使用脉冲宽度调制来将指令编码到脉冲信号中。
根据技术方案119的技术方案120:使用所述脉冲宽度调制来将每次泵循环的喷洒量编码到所述脉冲信号中。
根据技术方案64的技术方案121:还包括:
用于控制从所述喷洒***输出的液体的喷洒宽度的程序指令。
根据技术方案64的技术方案122:还包括:
用于控制从所述喷洒***输出的液体的方向性的程序指令。
根据技术方案64的技术方案123:还包括:
用于控制从所述喷洒***输出的液体的喷洒时间的程序指令。
根据技术方案64的技术方案124:其中使用所述一个或多个控制信号来确定所述工作流量何时降至阈值量以下。
根据技术方案124的技术方案125:还包括:
确定所述工作流量已降至阈值量以下。
根据技术方案125的技术方案126:还包括:
接合警报器,以指示出所述泵内的流体已降至阈值量以下。
本公开提供了技术方案127:一种用于控制移动平台的喷洒***的工作安排的***,所述***包括:
喷洒***;以及
所述移动平台的一个或多个处理器,所述处理器单独地或共同地被配置用于:
接收所述喷洒***的操作特性;
生成与所述移动平台的所述喷洒***的工作安排有关的一个或多个控制信号,其中所述一个或多个控制信号是基于所述喷洒***的所接收到的操作特性而生成;以及
向所述喷洒***提供所生成的一个或多个控制信号。
根据技术方案127的技术方案128:所述喷洒***安装至无人飞行器(UAV)。
根据技术方案128的技术方案129:所述一个或多个控制信号使所述喷洒***的所述工作安排与所述UAV的飞行速度同步。
根据技术方案129的技术方案130:所述一个或多个控制信号命令所述喷洒***随着所述UAV速度的增加而增大所喷洒的液体的通量。
根据技术方案129的技术方案131:所述一个或多个控制信号命令所述喷洒***随着所述UAV飞行高度的增加而增大所喷洒的液体的通量。
根据技术方案128的技术方案132:所述一个或多个控制信号命令所述喷洒***在所述UAV停止移动时停止喷洒。
根据技术方案128的技术方案133:当所述喷洒***的所述操作特性指示出没有要喷洒的液体时,所述UAV返回至预定位置。
根据技术方案128的技术方案134:当所述喷洒***的所述操作特性指示出没有要喷洒的液体时,所述UAV停止移动。
根据技术方案128的技术方案135:所述一个或多个处理器还被配置用于:
测量所述喷洒***的所述操作特性。
根据技术方案128的技术方案136:所述UAV包括有效负载。
根据技术方案136的技术方案137:所述有效负载是流体储器。
根据技术方案136的技术方案138:所述有效负载是成像装置,所述成像装置是所述喷洒***的部件。
根据技术方案136的技术方案139:所述有效负载承载在所述无人飞行器的中央机身的下方。
根据技术方案136的技术方案140:所述有效负载能相对于所述无人飞行器的中央机身移动。
根据技术方案136的技术方案141:所述有效负载包括多个部件。
根据技术方案128的技术方案142:所述UAV包括飞行控制模块。
根据技术方案128的技术方案143:所述UAV包括定位单元。
根据技术方案128的技术方案144:所述UAV包括无线通信模块。
根据技术方案127的技术方案145:所述一个或多个控制信号基于对流动至所述喷洒***的液体已降至阈值以下的所述确定而产生无液体警报。
根据技术方案127的技术方案146:所述喷洒***包括隔膜泵。
根据技术方案127的技术方案147:所述喷洒***包括电动微型隔膜泵。
根据技术方案127的技术方案148:所述喷洒***从液体储器向液体出口传输液体。
根据技术方案148的技术方案149:所述液体出口包括一个或多个喷嘴。
根据技术方案127的技术方案150:所述喷洒***是农药喷洒***。
根据技术方案127的技术方案151:所述喷洒***的所测量到的操作特性是使用磁场导向控制器来测量的。
根据技术方案127的技术方案152:所述喷洒***保持于保持器内。
根据技术方案152的技术方案153:所述保持器是便携式设备。
根据技术方案152的技术方案154:所述保持器是手持式设备。
根据技术方案127的技术方案155:所述处理器是控制器。
根据技术方案155的技术方案156:所述一个或多个处理器还被配置用于:
在所述控制器处接收分析信息。
根据技术方案155的技术方案157:所述控制器包括分析部件。
根据技术方案155的技术方案158:所述控制器包括推理部件。
根据技术方案155的技术方案159:所述控制器从地面站接收信息。
根据技术方案155的技术方案160:所述喷洒***附接至UAV。
根据技术方案160的技术方案161:所述控制器并入来自所述UAV的一个或多个传感器的信息。
根据技术方案160的技术方案162:所述控制器分析来自所述UAV的一个或多个传感器的信息。
根据技术方案160的技术方案163:所述一个或多个处理器还被配置用于:
当所述UAV达到预定高度时,启动所述喷洒***的操作。
根据技术方案163的技术方案164:当所述UAV达到所述预定高度时启动所述喷洒***的操作是自动发生。
根据技术方案127的技术方案165:所述喷洒***具有多个流体出口。
根据技术方案165的技术方案166:所述一个或多个处理器还被配置用于:
基于所述喷洒***的操作特性,增加由所述喷洒***使用的所述多个流体出口的流体出口数目。
根据技术方案166的技术方案167:基于所述UAV的速度而增加所述流体出口数目。
根据技术方案166的技术方案168:基于所述UAV的加速而增加所述流体出口数目。
根据技术方案166的技术方案169:基于所述UAV的减速而增加所述流体出口数目。
根据技术方案165的技术方案170:所述一个或多个处理器还被配置用于:
基于所述喷洒***的操作特性,减少由所述喷洒***使用的所述多个流体出口的流体出口数目。
根据技术方案166的技术方案171:基于所述UAV的速度而减少所述流体出口数目。
根据技术方案166的技术方案172:基于所述UAV的加速而减少所述流体出口数目。
根据技术方案166的技术方案173:基于所述UAV的减速而减少所述流体出口数目。
根据技术方案127的技术方案174:所述喷洒***基于所述UAV的飞行高度而改变喷洒材料的输出。
根据技术方案174的技术方案175:所述喷洒***基于所述UAV的飞行高度而增加喷洒材料的输出量。
根据技术方案174的技术方案176:所述喷洒***基于所述UAV的飞行高度而减少喷洒材料的输出量。
根据技术方案160的技术方案177:所述一个或多个处理器还被配置用于:
当所述控制器接收到表明所述UAV已离开预定区的指示时,中断所述喷洒材料。
根据技术方案127的技术方案178:所述操作特性包括泵速度。
根据技术方案127的技术方案179:所述操作特性包括电机转速。
根据技术方案127的技术方案180:所述操作特性包括工作流量。
根据技术方案127的技术方案181:所述一个或多个控制信号是基于脉冲宽度调制。
根据技术方案181的技术方案182:使用脉冲宽度调制来将指令编码到脉冲信号中。
根据技术方案182的技术方案183:使用所述脉冲宽度调制来将每次泵循环的喷洒量编码到所述脉冲信号中。
根据技术方案127的技术方案184:所述一个或多个处理器还被配置用于:
控制从所述喷洒***输出的液体的喷洒宽度。
根据技术方案127的技术方案185:所述一个或多个处理器还被配置用于:
控制从所述喷洒***输出的液体的方向性。
根据技术方案127的技术方案186:所述一个或多个处理器还被配置用于:
控制从所述喷洒***输出的液体的喷洒时间。
根据技术方案127的技术方案187:使用所述一个或多个控制信号来确定所述工作流量何时降至阈值量以下。
根据技术方案187的技术方案188:所述一个或多个处理器还被配置用于:
确定所述工作流量已降至阈值量以下。
根据技术方案188的技术方案189:所述一个或多个处理器还被配置用于:
接合警报器,以指示出所述泵内的流体已降至阈值量以下。
虽然本文已经示出和描述了本发明的优选实施方式,但对于本领域技术人员显而易见的是,这样的实施方式只是以示例的方式提供。本领域技术人员现将会在不偏离本发明的情况下想到许多变化、改变和替代。应当理解,在实践本发明的过程中可以采用对本文所描述的本发明实施方式的各种替代方案。以下权利要求旨在限定本发明的范围,并因此覆盖这些权利要求以及其等效项范围内的方法和结构。

Claims (10)

1.一种控制移动平台的喷洒***的工作安排的方法,所述方法包括:
在所述移动平台的处理器处接收所述喷洒***的操作特性;
生成与所述移动平台的所述喷洒***的工作安排有关的一个或多个控制信号,其中所述一个或多个控制信号是基于所述喷洒***的所接收到的操作特性而生成;以及
向所述喷洒***提供所生成的一个或多个控制信号。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述操作特性包括泵速度。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述操作特性包括电机转速。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述操作特性包括工作流量。
5.一种含有用于控制移动平台的喷洒***的工作安排的程序指令的非暂时性计算机可读介质,所述计算机可读介质包括:
用于在所述移动平台的处理器处接收所述喷洒***的操作特性的程序指令;
用于生成与所述移动平台的所述喷洒***的工作安排有关的一个或多个控制信号的程序指令,其中所述一个或多个控制信号是基于所述喷洒***的所接收到的操作特性而生成;
用于向所述喷洒***提供所生成的一个或多个控制信号的程序指令。
6.根据权利要求5所述的计算机可读介质,其中所述喷洒***安装至无人飞行器(UAV)。
7.根据权利要求6所述的计算机可读介质,其中所述一个或多个控制信号使所述喷洒***的所述工作安排与所述UAV的飞行速度同步。
8.一种用于控制移动平台的喷洒***的工作安排的***,所述***包括:
喷洒***;以及
所述移动平台的一个或多个处理器,所述处理器单独地或共同地被配置用于:
接收所述喷洒***的操作特性;
生成与所述移动平台的所述喷洒***的工作安排有关的一个或多个控制信号,其中所述一个或多个控制信号是基于所述喷洒***的所接收到的操作特性而生成;以及
向所述喷洒***提供所生成的一个或多个控制信号。
9.根据权利要求8所述的***,其中所述喷洒***安装至无人飞行器(UAV)。
10.根据权利要求9所述的***,其中所述一个或多个控制信号使所述喷洒***的所述工作安排与所述UAV的飞行速度同步。
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