用于提供一應用給植物的方法

專利名稱：用于提供一應用給植物的方法
技術領域：
本發明總體涉及灌溉控制系統，且更具體涉及用于澆灌植物的系統和方法。
背景技術：
園藝是植物栽培的產業和科學。園藝工作和行為是研究植物繁殖和栽培、農作物 生產、植物育種和基因工程、植物生物化學和植物生理學的學科。工作具體包括水果、漿果、 堅果、蔬菜、花、樹、灌木和草皮。園藝工作改進農作物的生長、品質、營養價值，并抵御昆蟲、 疾病和環境壓力。園藝管理的一個方面是灌溉。灌溉典型地用于澆灌大型、同類區域，例如田地、草 地和園林。假定水可從單一來源獲得，例如井、溝渠或市政自來水系統。來自市政自來水系 統的水通常在多次高溫和干旱之間加壓，且常常執行澆水限制以為更高優先級的使用提供 充足的水。這些限制可由在奇_偶天草地澆灌開始，并進展到完全禁止草地澆灌，并且最終 完全禁止園林澆灌。田地和草地典型地具有單一的植物品種，且水的利用是基于水傳感器、蒸發蒸騰 作用模型或規則。這種灌溉系統類型不適于大量品種緊密靠近種植的庭院和花園，特別是 象樹和灌木用水較多的植物比用水較少的植物靠的更近。樹、灌木和建筑物也提供蔭，其影 響蒸散，即蒸發和植物蒸騰作用的總和。

發明內容
本發明的實施方式提供一種計算機執行的方法和系統，用于提供一資源應用至植 物的。接收用于多株植物的多個每株植物配方計劃，以及選擇一來源以滿足所述多個每株 植物配方計劃以形成一選定來源。移動性多功能車的運動被控制至所述選定來源，獲得資 源，以及所述移動性多功能車的運動被控制至所述多株植物中的每一株植物。所述資源根 據每株植物配方計劃從所述移動性多功能車應用到每一株植物。特征、功能和優點可在本發明的各種實施方式中獨立獲得，或可組合在參考下面 的描述和附圖能夠看出進一步細節的又一實施方式中。



顯示示例性實施方式的特性的新穎的特征在隨附權利要求中提出。然而，當結合附圖閱讀時，通過參考下面本發明的示例性實施方式的詳細描述，將最好理解示例性實施方式以及優選的使用模式、其進一步的目的和優點，其中圖1是可執行示例性實施方式的資源使用管理系統的框圖；圖2是依照示例性實施方式的水使用的框圖；圖3是依照示例性實施方式的數據處理系統的框圖；圖4是依照示例性實施方式的移動性多功能車的框圖；圖5是依照示例性實施方式的水源的框圖；圖6是依照示例性實施方式的多個數據庫的框圖；圖7是依照示例性實施方式的園藝知識庫的框圖；圖8是依照示例性實施方式的每株植物配方計劃的框圖；圖9是依照示例性實施方式的傳感器系統的框圖；圖10是示出依照示例性實施方式用于管理水使用的過程的流程圖；圖11是示出依照示例性實施方式用于確定水需求的過程的流程圖；圖12是示出依照示例性實施方式用于識別當前條件的過程的流程圖；圖13是示出依照示例性實施方式用于澆灌多株植物的過程的流程圖；圖14是示出依照示例性實施方式用于選擇水源的過程的流程圖；圖15是示出依照示例性實施方式用于在水源獲得水的過程的流程圖；以及圖16是示出依照示例性實施方式用于從水源釋放水的過程的流程圖。
具體實施例方式圖1是可執行示例性實施方式的資源使用管理系統的框圖。資源使用管理系統 100可在可執行示例性實施方式的計算機的網絡中執行。資源使用管理系統100包含網絡 102，其是用來在資源使用管理系統100中連接在一起的各種設備和計算機之間提供通信 鏈接的媒介，例如移動性多功能車104和遠程存儲單元106。網絡102可包括連接，例如電 線、無線通信鏈接或光纖電纜。在描述的實施例中，移動性多功能車104用無線布局連接到網絡102，而遠程存儲 單元106硬連接到網絡102。在另一個示例性實施方式中，移動性多功能車104和遠程存儲 單元106都可用無線布局連接到網絡102。例如，遠程存儲單元106可以是個人計算機或網 絡計算機。在一個示例性實施例中，遠程存儲單元106為移動性多功能車104提供數據，例 如根文件、操作系統圖像和應用程序。資源使用管理系統100也可包括多個數據庫134和 規劃過程136。多個數據庫134可位于遠程存儲單元106、移動性多功能車104或同時穿過 遠程存儲單元和移動性多功能車分布。在這個實施例中移動性多功能車104是遠程存儲單 元106的客戶端。資源使用管理系統100可包括附加的服務器、客戶端和其它未顯示的設 備。資源使用管理系統100可用來管理多個不同資源。如這里使用的，例如資源指的 是但不限于水、肥料、除草劑、殺蟲劑、殺真菌劑、植物養料、養分和/或用于園藝管理的任 何其它合適的資源。雖然這里提供的示例性實施例描述了水的管理，但是可使用不同的示 例性實施方式來管理任何資源。資源使用管理系統100包括水源108、多株植物110和傳感器系統112。在這個示例性實施例中，資源使用管理系統100管理的資源是水。水源108是移動性多功能車104 能夠抽取的不同水源的示例性實施例，其根據傳感器系統112檢測的每株植物的需求，為 多株植物110供水。為多株植物110供水是移動性多功能車執行的園藝任務的實施例。水 源108包括雨水桶114、灰水池116、太陽能動力冷凝器118、井120、市政自來水122和溝渠 124。雨水桶114是用于收集和保持收獲的雨水的設備。在示例性實施例中，雨水桶114可 以是用來收集和儲存雨水溢流的水箱，典型地從屋頂經由雨水槽。在另一個示例性實施例 中，雨水桶114可以是用于保留暴雨的地面雨水箱。 灰水池116是用于收集從例如刷碗、洗衣服和洗澡的家務過程產生的非工業廢水 的設備。灰水可包括除衛生間之外的所有類型的住宅衛生設施產生的廢水。太陽能動力冷 凝器118使用轉變為電流的太陽光，使水蒸氣壓縮為液態水。在這些實施例中，井120是在 地面上建成的坑或建筑物以使用地下蓄水層的水。在示例性實施方式中，井120可包括用 來將水抽取到表面的電潛水泵或機械泵。在另一個示例性實施方式中，使用例如機械升高 的桶的容器從井120抽水。在一個示例性實施方式中，井120可包括有壓力系統的儲存箱。 在另一個示例性實施方式中，井120可包括連同小型第二泵一起的水塔。市政自來水122由當地社區、縣和/或市政當局的供水網絡供應。溝渠124是構 建的將水從一個位置輸送到另一個位置的供水通路或管網。在示例性實施方式中，溝渠124 可包括管、溝、溝渠、坑道和用于輸送水的其它結構的系統。多株植物110包括個體植物126、128和130。個體植物126、128和130可以是同 類或異類植物種類和/或品種。在示例性實施方式中，個體植物126、128和130位于區域 132。區域132是多株植物110可處的任何位置。區域132，例如可以是花壇、花園、庭院、草 坪、景觀、公園、田地、綠地、高爾夫球場、球座和草坪間剪平草地、深草區、果園、葡萄園或種 植草和/或其它植物的消遣或市容土地的任何其它區域。區域132可以是相連的或不相連 的。在一個示例性實施方式中，個體植物126、128和130可位于區域132的相同部分。在另 一個示例性實施方式中，個體植物126、128和130可位于區域132的分離部分。在又一個 示例性實施方式中，個體植物126、128和130可按同類分組一起，或可按異類分組在一起。 個體植物126、128和130可按濃密排列分組在一起，或按任意數量的排列和距離分離開。個體植物126、128和130被用作出現在區域132的多株植物的示例性實施例。區 域132可包含多個異類植物和/或多個同類植物。如這里使用的，每株植物指的是一種植 物種類里的一種或更多種植物和/或公共位置區域里的一種或更多種植物。例如，在示例 性實施方式中，如果區域132是高爾夫球場，個體植物126可表現多個類型的植物和/或提 到為綠地的高爾夫球場區域上的植被，同時個體植物128可表現多個類型的植物和/或被 提到為深草區的高爾夫球場的區域上的植被。傳感器系統112可以是用來收集關于移動性多功能車104周圍的環境信息以及個 體植物126、128和130的條件和包含個體植物126、128和130的區域132的條件的一組傳 感器。在這些實施例中，一組指的是一項或更多項。這些實施例中一組傳感器是一個或多 個傳感器。傳感器系統112可貫穿移動性多功能車104和包含多株植物110的區域分布。圖1的資源使用管理系統100的示例旨在作為實施例，并不是作為執行不同示例 性實施方式的結構限制。在其它示例性實施方式中，其它部件可被添加至或取代資源使用 管理系統100示出的那些部件使用。例如，在一些示例性實施方式中，除移動性多功能車104之外可使用一組移動性多功能車。在另一個示例性實施方式中，水源108可包含附加資 源，例如不限于像肥料、除草劑、殺蟲劑、殺真菌劑、植物養料、養分和用在植物照料和養護 的其它物質。如這里使用的，水指的是應用到植物，例如個體植物126、128和130的水和/ 或其它資源。其它資源例如不限于可以是肥料、除草劑、殺蟲劑、殺真菌劑、植物養料、養分等等。在又一個示例性實施方式中，資源使用管理系統100可表示用于解決園藝任務而 不是水管理的系統。園藝任務可包括不限于為多株植物澆灌、修剪、栽培和做過冬準備。如 這里使用的，多個指的是一株或更多株植物。參考圖2，依照示例性實施方式描述了水使用的框圖。水使用200是圖1中移動性 多功能車104的實施例，從水源108獲取水，并使用圖1的傳感器系統112收集的信息將水 應用到多株植物110。在該示例性實施方式中水是移動性多功能車獲取并應用的資源。個體植物202是圖1中個體植物126、128和130的實施例。傳感器204是位于個 體植物202所處區域的相同部分的土壤濕度傳感器。傳感器204測量個體植物202周圍土 壤中的水含量。實際應用的水206是圖1的移動性多功能車104應用的水。現在參考圖3，描述了可執行示例性實施方式的數據處理系統的框圖。數據處理系 統300是計算機的實施例，例如圖1的遠程存儲單元106或移動性多功能車104，其定位計 算機可用程序代碼或執行過程的指令用于示例性實施方式。在這個示例性實施方式中，數 據處理系統300包括通信架構302，其提供處理器單元304、存儲器306、持久存儲器308、通 信單元310、輸入/輸出(I/O)單元312和顯示器314之間的通信。處理器單元304用來執行用于加載到存儲器306的軟件的指令。處理器單元304 可以是一組一個或多個處理器或可以是多處理器內核，依賴于具體執行。進一步，處理器單 元304可以使用一個或多個異類處理器系統執行，其中主處理器具有在單芯片上的次級處 理器。如另一個示例性實施方式，處理器單元304可以是包含相同類型的多處理器的對稱 的多處理器系統。在這些實施例中，存儲器306可以是例如隨機存取處理器或任何其它合適的易失 性或非易失性存儲設備。持久存儲器308可采用各種形式，依賴于具體執行。例如，持久存 儲器308可包含一個或多個部件或設備。例如，持久存儲器308可以是硬盤、閃存、可擦寫 光盤、可擦寫磁帶或以上的一些組合。持久存儲器308使用的介質也可以是可移動的。例 如，可移動硬盤可用于持久存儲器308。在這些實施例中，通信單元310提供與其它數據處理系統或設備的通信。在這些 實施例中，通信單元310是網絡接口卡。通信單元310可通過使用物理和無線通信鏈接之 一或兩者皆使用來提供通信。輸入/輸出單元312允許用可連接到數據處理系統300的其它設備輸入和輸出數 據。例如，輸入/輸出單元312可為用戶提供通過鍵盤和鼠標輸入的連接。進一步，輸入/ 輸出單元312可發送輸出到打印機。顯示器314提供將信息顯示給用戶的機構。用于操作系統和應用軟件或程序的指令位于持久存儲器308上。這些指令加載到 存儲器306由處理器單元304執行。不同實施方式的過程由處理器單元304使用計算機執 行的指令來施行，其可位于存儲器上，例如存儲器306。這些指令指的是程序代碼、計算機可 用程序代碼或可由處理器單元304的處理器讀取并執行的計算機可讀程序代碼。不同實施方式中的程序代碼可實現在不同物理或有形的計算機可讀介質上，例如存儲器306或持久 存儲器308。程序代碼316以函數形式位于可選擇性移動的計算機可讀介質318上，并可加載 到或轉移到數據處理系統300，由處理器單元304執行。在這些實施例中，程序代碼316和 計算機可讀介質318構成計算機程序產品320。在一實施例中，計算機可讀介質318可以 是有形形式，例如像插入或位于驅動器里或持久存儲器308的一部分轉移到存儲設備上的 其它設備里的光盤或磁盤，例如持久存儲器308的一部分的硬盤。以有形形式，計算機可讀 介質318也可采用持久存儲器的形式，例如連接到數據處理系統300的硬盤、U盤(thumb drive)或閃存。計算機可讀介質318的有形形式也指的是計算機可記錄存儲介質。在一些 情況，計算機可記錄存儲介質318不可移動。 可選地，程序代碼316可從計算機可讀介質318通過到通信單元310的通信鏈接 和/或通過到輸入/輸出單元312的連接轉移到數據處理系統300。在示例性實施例中通 信鏈接和/或連接可以是物理的或無線的。計算機可讀介質也可采取非有形介質的形式， 例如包含程序代碼的通信鏈接或無線傳輸。為數據處理系統300示出的不同部件不是意味著提供可執行不同實施的方式的 結構限制。不同示例性實施方式可在數據處理系統300執行，包括除數據處理系統300示 出的這些之外或代替這些的部件。圖3所示的其它部件與顯示的示例性實施方式不同。如一個實施例，數據處理系統300的存儲設備是可存儲數據的任何硬件裝置。存 儲器306、持久存儲器308和計算機可讀介質318是存儲設備的有形形式的實施例。在另一實施例中，總線系統可用來執行通信架構302并可包括一個或多個總線， 例如系統總線或輸入/輸出總線。當然，總線系統可使用提供附加到總線系統的不同部件 或設備之間的數據轉移的任何合適類型的結構來執行。此外，通信單元可包括用來傳輸和 接收數據的一個或多個設備，例如調制解調器或網絡適配器。進一步，存儲器可以是例如存 儲器306或高速緩存(Cache)，例如建立在通信架構302中出現的接口和存儲器控制器中 心。現在參考圖4，依照示例性實施方式描述了移動性多功能車的框圖。移動性多功能 車400是圖1的移動性多功能車104的一種執行的實施例。 如示出的，移動性多功能車400包括機器控制器402、推進系統404、轉向系統406、 剎車系統408、采水和應用系統410、儲水系統416、傳感器系統418、通信單元420和數據存 儲設備434。 機器控制器402包括下載模塊422、園藝知識庫424、用戶界面426、效用函數428、 控制軟件430和整定計算軟件432。機器控制器402可以是例如數據處理系統，例如圖3中 的數據處理系統300，或可執行過程控制移動性多功能車400的運動的一些其它設備。機器 控制器402可以是例如計算機、集成專用電路的應用程序和/或一些其它合適的設備。不同 類型的設備和系統可用來提供冗余和容錯。機器控制器402可連接到移動性多功能車400 的不同部件和系統，例如推進系統404、轉向系統506、剎車系統408、采水和應用系統410、 儲水系統416、傳感器系統418、通信單元420和數據存儲設備434。如這里使用的，連接到 指的是以使得機器控制器402與移動性多功能車400的不同部件和系統之間能夠交換信息 的方式使機器控制器與移動性多功能車400的不同部件和系統相通。在示例性實施例中，信息可以是能夠在移動性多功能車400的部件和系統之間發送的任何事，以操作移動性多 功能車400。信息的實施例包括但不限于數據、命令、程序和/或任何其它合適的信息。控制軟件430可包括例如規劃過程431的軟件。規劃過程431可由機器控制器 402使用以產生利用園藝知識庫424執行園藝任務的計劃。 機器控制器402可以使用控制軟件430執行過程以控制推進系統404、轉向系統 406和剎車系統408，進而控制移動性多功能車400的運動。機器控制器402也可使用整定 計算軟件432來整定計算每一移動性多功能車從機器控制器402接收命令的運動。機器控 制器402可使用控制軟件430執行過程以控制采水和應用系統410、儲水系統416和傳感器 系統418，進而由移動性多功能車400來控制采水和應用。機器控制器402可使用園藝知識 庫424和/或效用函數428執行過程以控制移動性多功能車400施行的任務，例如像采水 和應用系統410的水的應用。機器控制器402將各種命令發送到這些部件，以不同的操作 模式來操作移動性多功能車。這些命令可采用各種形式，依賴于執行。例如，命令可以是模 擬電信號，其中電壓和/或電流的改變用來控制這些系統。在其它執行中，命令可采用數據 的形式發送到系統來啟動期望的動作。機器控制器402可以是單個處理單元、兩個處理單元或貫穿多個處理單元分布。 如這里使用的多個指的是一個或多個處理單元。下載模塊422通過控制系統或諸如圖1的遠程存儲單元106的遠程存儲單元提供 園藝知識庫424的更新。下載模塊422也可為移動性多功能車400提供存取每株植物配方 計劃和位于諸如圖1的遠程存儲單元106的遠程存儲單元的其它信息。園藝知識庫424包含關于操作環境的信息，例如像顯示庭院、建筑物、樹位置、花 圃位置、個體植物位置和其它靜物位置的固定地圖。園藝知識庫424也可包含信息，例如不 限于位于操作環境里的植物品種和種類、關于水的需求的信息、生長階段和位于操作環境 里的植物品種和種類的生命周期的信息、操作環境的當前天氣、操作環境的天氣歷史、影響 移動性多功能車400的操作環境的特定環境特征和/或園藝任務的管理和執行的任何其它 合適的信息。園藝知識基庫424里的信息可用來施行園藝任務的分類和規劃動作。園藝知 識庫424可完全位于移動性多功能車400里或園藝知識庫424部分或全部位于諸如圖1中 的遠程存儲單元106的遠程存儲單元，其可由移動性多功能車400存取。在一示例性實施方式中，用戶界面426可在安裝到移動性多功能車400 —側的監 視器上呈現并可被操作員看到。用戶界面426可顯示來自移動性多功能車400周圍環境的 傳感器數據以及信息、警報和操作員的詢問。在其它示例性實施方式中，用戶界面426可呈 現在操作員持有的遠程顯示器上或位于遠程存儲單元，例如圖1的遠程存儲單元106。效用函數428的運行有約束，即在多株植物，例如圖1中的多株植物110的整個生 長季的情況下，最大化資源使用的效用。效用函數428的確切效用函數由諸如像園林管理 員的操作員經由用戶界面426裁定。在一個示例性實施方式中，根據多個約束運行效用函 數428，以使效益最大化并使成本最小化。多個約束可以是一位置的當前水規則。當前水規 則可包括，例如，缺水信息、強加在某些位置的水的限制和/或當前移動性多功能車400可 從多個可用水源取得的水量，例如圖1中的水源108。在示例性實施方式中，例如園林管理員使用效用函數428來考慮如下從圖7的園 藝知識庫700接收的圖1中的多株植物110的信息的示例性子集
植物 類型 生長 階段最小 最佳 注意126 一年生 結束 開花100ml 200ml 無128 多年生 預 開花50ml 150ml 顯示130 一年生 預 開花75ml 150ml 無在這個信息的示例性子集中，應用到多株植物110的最佳水量是500毫升(ml)。 當時的實際應用被約束到只有250ml。約束是由于，例如像城市或鎮區適當實行的缺水或干 旱限制。園林管理員可按如下優先考慮用水(1)在將要到來的展示中要突出顯示的植物， (2)多年生植物，(3)在要開花階段的一年生植物和(4)開花后階段的一年生植物，只保持 為綠葉，可給予Oml (也就是，等死)。基于這個示例性優先考慮，給圖1中的植物128最高優先權并給最佳150ml的水。 然后給圖1的個體植物130100ml的水，不給圖1的個體植物126水。如果要拋棄例如圖1 中的個體植物126的植物，可產生移除其的工作順序，所以其不會從土壤汲取任何另外的 水。如果水充足，它就能夠留下并澆灌，提供美麗的令人心儀的綠葉。在這些實施例中，推進系統404可響應來自機器控制器402的命令，推動或移動移 動性多功能車400。推進系統404可響應從機器控制器402接收的指令，維持或加快移動性 多功能車移動的速度。推進系統404可以是電控推進系統。推進系統404可以是，例如內 燃機、內燃機/電混合系統、電發動機或一些其它合適的推進系統。轉向系統406響應從機器控制器402接收的命令，控制移動性多功能車400的方 向和轉向。轉向系統406可以是，例如電控液壓轉向系統、電驅動架和小齒輪轉向系統、阿 克曼(Ackerman)轉向系統、滑移轉向系統、差動轉向系統或一些其它合適轉向系統。剎車系統408響應來自機器控制器402的命令，減慢和/或停止移動性多功能車 400。剎車系統408可以是電控轉向系統。該剎車系統可以是，例如液壓剎車系統、摩擦剎 車系統或可電控的一些其它合適的剎車系統。采水和應用系統410是可位于移動性多功能車400上執行例如澆灌的園藝任務一 種類型的系統的實施例。采水和應用系統410使移動性多功能車400能夠從諸如圖1中的 水源108的多個來源諸如水的資源，以儲存在儲水系統416里。儲水系統416是移動性多 功能車400使用的一種資源儲存系統的示例性實施例。采水和應用系統410也使移動性多 功能車400能夠將諸如水的資源應用到多個個體植物，例如圖1中的個體植物126、128和 130。采水和應用系統410包括泵系統412和閥系統414。閥系統414可包括用于開始和結束資源的流動的多個閥。閥系統414可結合重力 自流供應使用，從儲水系統416的池438的水位之上的資源來源獲得資源。泵系統412可 用來從池438水位之下的資源來源將資源抽取到儲水系統416里。
在示例性實施方式中，雖然重力自流供應可用來澆灌植物，但是這要求水位在出 口水位之上。這可能不適用于例如機器人的小型移動性多功能車，其需要用大罐或位于在 機架上的周圍區域之上的罐來澆灌植物。對于在移動性多功能車400的池438的水位之下 的植物，閥系統414用來允許例如水的資源被重力牽引和分配。對于在池438的水位之上 的植物，泵系統412允許例如水的資源從儲水系統416轉移到多株植物，例如像圖1中的多 株植物110中之一。如這里使用的，多株植物就是一種或更多種植物。資源，例如水的量由 每株植物的配方計劃指定。實際應用的資源可從泵的活動估計，或使用流體流量傳感器測量，例如在儲水系統416里的流量/水位計440。儲水系統416包括池入口 436、池438、流量/水位計440和攪 拌器442。池入口 436是用于允許資源添加到池438的開口或管道。池438是用來保持備用資源的容器。在 示例性實施方式中，儲水系統416具有多個池。如這里使用的，多個指的是一個或多個池。 流量/水位計440監控池438里的資源量和在具體位置應用的資源量。在示例性實施方式中，流量/水位計440可以是，例如池438里的浮子。浮子的垂 直位置表示池438里的資源量。在示例性實施方式中，浮子可以是追蹤水位隨著時間的改 變的傳感器，并將傳感器數據傳輸到處理系統，例如機器控制器402，在另一個示例性實施 方式中，流量/水位計440可以是用于測量當水從池438經過采水和應用系統410的水的 流速的設備。例如，針輪傳感器設備可用來測量流出池438的水量。針輪傳感器設備可像 流過設備的水一樣旋轉，旋轉的速率指示流過設備的水量。傳感器數據可傳輸到數據處理 系統，例如機器控制器402。在另一個示例性實施方式中，如果已知初始池的水位，流過針輪 設備的流速的傳感器數據可用來計算池中的剩余水位。攪拌器442可用來將兩種或兩種以上的資源混合在一起，以達到池438里的均一 濃度。資源，例如不限于，可以是水、肥料、除草劑、殺蟲劑、殺真菌劑、植物養料、養分和/或 任何其它類型的資源。傳感器系統418是高度完整的感知系統并可以是用來收集關于移動性多功能車 周圍的環境的信息的一組傳感器。在這些實施例中，信息發送到機器控制器402，提供識別 移動性多功能車400如何管理資源使用的數據，特別提供關于多株植物和操作環境的當前 條件的數據。在這些實施例中，一組指的是一項或更多項。在這些實施例中一組傳感器是 一個或多個傳感器。通信單元420是高集成通信系統并為機器控制器402提供多重冗余通信鏈接和信 道來接收信息。通信鏈接和信道可以是提供故障安全通信的異類和/或同類冗余部件。這 個信息包括，例如數據、命令和/或指令。通信單元420可采用各種形式。例如，通信單元420可包括無線通信系統、例如 蜂窩電話系統、Wi-Fi無線系統、藍牙無線系統和/或一些其它合適的無線通信系統。進一 步，通信單元420也可包括通信端口，例如像通用串行總線端口、串行接口、并行端口接口、 網絡接口和/或一些其它合適的端口以提供物理通信鏈接。通信單元420可用來與諸如圖 1的遠程存儲單元106的遠程存儲單元或操作員通信。數據存儲設備434是圖3中的持久存儲器308的一個實施例。數據存儲設備434 包括每株植物配方計劃444。每株植物配方計劃444可使用園藝知識庫424獲得，或從遠程 存儲單元經由下載模塊422接收。圖4的移動性多功能車400的示例不是意味著在執行不同有利實施方式的方式上 暗示物理或結構限制。除了示出的這些之外或代替示出的這些，可使用其它部件。在一些 有利實施方式中，一些部件就不是必需的。同樣的，表示的塊是示出一些函數的部件并當用 硬件和/或軟件實現時，組合和/或分成不同的塊。例如，在一些有利實施方式中，對于儲 水系統416攪拌器就不是必需的。在一些其它有利的實施方式中，在儲水系統416內可找 到多個池，每個池包含不同的資源。如這里使用的，水指的是可應用到植物，例如圖1中的 個體植物126、128和130的水和/或其它資源。其它資源，例如不限于，可以是肥料、除草齊 、殺蟲劑、殺真菌劑、植物養料、養分等等。在另一有利實施方式中，移動性多功能車400可包含代替描述的系統或除描述的 系統之外的附加系統。例如，其它系統可以包括但不限于修剪系統、栽培系統、種植系統和 /或用于執行園藝任務的任何其它合適的系統。移動性多功能車400可以是通用目的移動 性多功能車或專用移動性多功能車。通用目的移動性多功能車可具有一個或多個可互換系 統。專用移動性多功能車可具有一個或多個固定系統。現在參考圖5，依照示例性實施方式描述了水源的框圖。水源500是圖1中的水源108之一的實施例。水源500包括水釋放系統502、儲水系統504和通信單元506。水釋放系統502包 括鑒別系統508、入塢系統510和填充系統512。鑒別系統508從移動性多功能車，例如圖 4中的移動性多功能車400接收識別信息，并確定是否批準移動性多功能車從水源500抽 水。例如，在示例性實施方式中，鑒別系統508可包括檢測移動性多功能車上的射頻識別標 簽的射頻識別閱讀器。入塢系統510允許移動性多功能車達到用于在水源500和移動性多功能車之間的 轉移水的準確位置。填充系統512包括泵系統514和閥系統516。為了將水發送到移動性多功能車里， 泵系統514被用來從水源500抽水。閥系統516可包括用于開始或停止水從水源500流到 移動性多功能車的多個閥。閥系統516可與重力自流供應結合使用，將水從水源500發送 到在水源500的水位下面的移動性多功能車。儲水系統504包括池入口 518、來源貯液池520和流量/水位計522。池入口 518 是用于允許將水添加到來源貯液池520的開口或管道。來源貯液池520是用來保持備用水 的容器。在示例性實施方式中，來源池可以是桶、冷凝器、井、溝渠、湖、河、川、溪、池塘等等。 流量/水位計522監控來源貯液池520里的水量和轉移到具體移動性多功能車的水量。在 示例性實施方式中，流量/水位計522，例如可由是來源貯液池520里的浮子，測量當水從來 源池經過到達移動性多功能車的水的流速的設備，或組合。通信單元506可選地用來從移動性多功能車接收識別信息并將水源數據傳輸到 諸如圖1中的遠程存儲單元106的遠程存儲單元或操作員。通信單元506可采用各種形式。 例如，通信單元506可包括無線通信系統，例如蜂窩電話系統、Wi-Fi無線系統、藍牙無線系 統和/或一些其它合適的無線通信系統。進一步，通信單元506也可包括通信端口，例如像 通用串行總線端口、串行接口、并行端口接口、網絡接口和/或一些其它合適的端口以提供 物理通信鏈接。圖5中的水源500的示例不是意味著在執行不同有利的實施方式的方式上暗示物 理或結構限制。除了示出的這些之外或代替示出的這些，可使用其它部件。在一些有利實 施方式中，一些部件就不是必需的。同樣的，表示的塊是示出一些函數的部件并當用硬件和 /或軟件執行時，組合和/或分成不同的塊。例如，在一些有利實施方式中，鑒別系統508和 通信單元506可集成為一個系統。在一些其它有利的實施方式中，填充系統512可只包含 一種系統，或除泵系統514和閥系統516之外的其它系統。現在參考圖6，依照示例性實施方式描述了多個數據庫的框圖。多個數據庫600可 位于諸如圖1中的遠程存儲單元106的遠程存儲單元，在移動性多功能車中，例如圖1中的移動性多功能車104和圖4中的移動性多功能車400，或穿過遠程存儲單元和移動性多功能 車分布。 多個數據庫600包括園藝知識庫602、園藝任務規則604、天氣和太陽預報606、土 壤濕度模型608、水源鑒別數據庫610和水源水位數據庫612。園藝知識庫602包含關于操 作環境的信息，例如像顯示庭院、建筑物、樹位置、花圃位置、個體植物位置和其它靜物位置 的固定地圖。園藝知識庫602也可包含信息，例如不限于位于操作環境的植物品種和種類、 關于水的需求、生長階段和位于操作環境里的植物品種和種類的生命周期的信息、操作環 境的當前天氣、操作環境的天氣歷史、影響移動性多功能車例如圖4中的移動性多功能車 400的操作環境的特定環境特征，修剪模式，種植深度，種子方位，栽培方法過冬準備方法和 /或任何其它合適的園藝信息。
園藝知識庫602里的信息可用來施行分類和規劃動作。園藝知識庫602可完全位 于移動性多功能車里，例如圖4中的移動性多功能車400，或部分或全部的園藝知識庫602 可位于諸如圖1中的遠程存儲單元106的遠程存儲單元，其可被移動性多功能車訪問。園藝任務規則604不限于可包括水規則614、修剪規則616、種植規則618、栽培規 則620和過冬準備規則622。水規則614可包括移動性多功能車的操作環境的當前水規則。 水規則614可包括缺水信息、強加在操作環境之上的水的限制、或如圖1中移動性多功能車 104的移動性多功能車當前從如圖1中水源108的多個可用的水源可用的水量。修剪規則616可包括關于具體的植物一年中何時應修剪的規則，基于具體植物的 植物種類、品種、生長階段和/或生命周期。修剪指的是從植物移除生病、無果實或另外的 不想要的部分。修剪可通過控制或指導植物的生長來為植物造型、維持植物的健康或增加 花和果實的生長或品質。例如，在一年中的任何時候可以修剪小枝。在另一個示例性實施例中，修剪大枝多 于植物頂冠的百分之五到十，在冬天的冬眠或剛好在開花后的夏中進行。在這個實施例中， 修剪規則616應考慮要修剪的植物的類型，并進一步明確如果在冬眠期間修剪，一種植物 品種要經歷冬天霜凍的危害，并應在夏中修剪，同時另一植物品種充分堅挺能夠承受在冬 天期間修剪。一些植物品種，例如像木蘭，在夏天或在冬眠的開始時修剪更好，因為這個植 物品種在修剪后緩慢變硬。在季節早期開花的木本植物，例如像蘋果、杜鵑和丁香應在正好 開花后修剪，因為稍后修剪可影響隨后季節的花。種植規則618可包括基于具體植物的植物種類、品種和/或生命周期關于具體植 物何時播種、種植之前種子的處理、種子種植的深度、種子種植的方位和/或任何其它合適 的種植規則的規則。例如，為了發芽一些植物品種需要冷處理并為了適當地在春天發芽，應 在冬天期間種植。在另一個示例性實施例中，一些植物品種可迅速發芽，并需要溫度環境來 繁茂，并因此需要在春天種植。何時播種的規則指的是哪個季節種植最好。種植之前的種子處理的規則包括，例 如不限于，種子破皮處理、土層保護、浸泡種子、種子清選、種子發芽和/或任何其它合適的 種子處理的規則。種子的方位指的是種子在土壤里的位置，例如像處于根部向下。栽培規則620可包括基于具體植物的植物種類、品種、生長階段和/或生命周期， 何時栽培植物的規則。栽培指的是，例如不限于，犁地或耕地、鋤草、采摘植物和/或任何其 它合適的栽培任務的任務。
過冬準備規則622可包括基于具體植物的植物種類、品種、生長階段和/或生命周期，何時為具體植物做過冬準備的規則。例如，為了存活到下一季，某些種類的多年生植物 需要做過冬準備。天氣和太陽預報606可包含關于操作環境中當前的操作條件的信息。當前的操作 條件可包括因素，例如不限于，最近的降雨量、當前的降雨量、預期的降雨量、干旱、雨水短 缺、風、云量、蔭、直接光照、當前溫度等等。土壤濕度模型608是個體植物，例如圖1中的個體植物126、128和130的理想土壤 濕度條件的基礎模型。土壤濕度模型根據原地測量的土壤類型和/或操作環境的地形來調 整。地形可包括操作環境的特征，例如不限于，操作系統的斜坡或小山。在這些實施例中， 地形可影響操作環境中的土壤的濕度保持。水源鑒別數據庫610可包含識別和鑒別批準的移動性多功能車的信息。例如，在 示例性實施方式中，水源鑒別數據庫610可包含關于批準具體的移動性多功能車從具體的 水源抽水或在特定的日期和時間具體的移動性多功能車可從具體的水源抽水的信息。水源 鑒別數據庫610由水源存取，例如圖5中的水源500，使用鑒別系統，例如圖1中的鑒別系統 508。水源鑒別數據庫610也可由移動性多功能車存取，例如圖4中的移動性多功能車，例 如使用下載模塊420獲得具體水源的鑒別代碼。水源水位數據庫612包含關于不同水源例如圖1中的水源108的當前水位的信 息。在示例性實施方式中，水源，例如圖5中的水源500可將來源池的水位信息傳輸到水源 水位數據庫612。當為了滿足每株植物配方計劃而確定存取哪個水源時，移動性多功能車， 例如圖4中的移動性多功能車400可存取問水源水位數據庫612。圖6的移動性多功能車600的示例不是意味著在執行不同有利的實施方式的方式 上暗示物理或結構限制。除了示出的這些之外或代替示出的這些，可使用其它部件。在一 些有利實施方式中，一些部件就不是必需的。同樣的，表示的塊是示出一些函數的部件并當 用硬件和/或軟件實現時，組合和/或分成不同的塊。例如，在一些有利實施方式中，多個 數據庫600包含附加的數據庫或較少的數據庫。現在參考圖7，依照示例性實施方式描述了園藝知識庫的框圖。園藝知識庫700是 機器控制器的知識庫部件的實施例，例如圖4中的移動性多功能車400的園藝知識庫424。 例如，園藝知識庫700可以是不限于導航系統的部件、自發機器控制器、半自發機器控制器 或可用來關于操作環境活動和協調活動進行園藝管理的決定。園藝知識庫700包括固定知識庫702、在線知識庫704和學得知識庫706。固定知識庫702包含關于移動性多功能車的操作環境的靜態信息。固定知識庫 702包括工作區域地圖708、植物物種710、植物品種712、水需求714、生長階段716、生命周 期718、對象數據庫720、修剪模式722、栽培方法724和過冬準備的方法726。工作區域地 圖708包含關于移動性多功能車的操作環境的信息，例如不限于，顯示庭院、建筑物、樹位 置、花圃位置、個體植物位置和其它靜物位置的固定地圖。植物種類710包含關于各種植物品種的特性的信息。例如，各種植物品種的特性 可以是，不限于，樹干、樹皮、分支系統、莖大小、葉模式、萌芽、非萌芽、顏色、生長模式、優選 光照、優選土壤濕度、優選土壤PH值等等。植物品種712包含關于不同植物種類的特性或 植物物種710里發現的各種植物品種的栽培變種的信息。例如，不同植物種類的特性或各種植物品種的栽培變種，不限于可以是顏色、大小、生長模式、萌芽模式、優選光照光、優選 土壤濕度、優選土壤PH等等。栽培變種是已經選擇的栽培植物，并由于其裝飾或使用特性 而給予了獨特的名字。栽培變種通常不同于類似的植物，并當繁殖時，其保持這些特性。在示例性實施方式中，優選土壤濕度的各種特性的一些實施例不限于可以是比年 平均降雨量更多的水、生長階段期間更多的水、冬眠期間沒有水、排水良好的土壤等。在另 一示例性實施方式中，顏色和大小的各種特性的一些實施例，不限于可以是有白邊的綠葉、 有不規則寬度的淺黃邊綠葉、有深綠色邊的淡黃綠色到金色的葉子、有黃色陰影的深藍色 葉子、淡黃綠色到金色的大葉子、有中心全金色且其間有白色條紋的綠葉等。水需求714包含關于與每種植物物種和植物品種或在植物物種710和植物品種712發現的栽培變種相關聯的典型的水需求的信息，根據植物的生長階段和生命周期。生長 階段716包含關于典型的生長階段、或期望的生長階段的信息，與植物物種710和植物品種 712中發現的每種植物物種和植物品種相關聯。期望的生長階段例如可以是生長高度、花 期、開花和/或用于確定具體植物的成長階段的任何其它合適生長階段指標。生命周期718 包含關于與植物物種710和植物品種712中發現的每種植物物種和植物品種相關聯典型的 生命周期的信息。例如，生命周期718可指出具體植物品種或種類是一年生植物或是多年 生植物。多年生植物，尤其是小的開花植物，在春天和夏天生長和開花，每年秋天和冬天死 亡，然后回到春天從它們的根莖生長。一年生植物將典型地在一年中發芽、開花和死亡，除 非防止它們結籽。一些無核植物即使不開花，也被認為是一年生植物。個體植物的生命周 期不同并依賴于一點，即生長季節及植物的品種和種類的類型。對象數據庫720包含關于在操作環境里識別的對象的固定信息，其可被用來分類 環境里識別的對象。這個固定信息可包括分類的對象的屬性，例如具有高、窄、垂直和圓柱 屬性的已識別對象，可與“樹干”的分類相關聯。固定知識庫702可包含進一步的固定操作 環境信息。固定知識庫702可基于來自學得知識庫706的信息更新。修剪模式722包含關于如何修剪具體植物種類和/或品種的信息。修剪模式722 可包括截短枝條切斷、尖滅切斷、除去頂芽切斷、消除死花和/或任何其它合適的修剪方 法。截短枝條是切回生長的中間點的切割模式。尖滅切割是切回初始的一些點的修剪模式， 例如移除整個枝條、枝干或在植物上的初始點的分枝。除去頂芽切割是包括移除所有分枝 和生長留下少量的大枝或樹的樹干的修剪模式。消除死花是移除凋謝的花或將要盛開的花 的修剪模式，以延長花期幾個星期或促進再開花或防止播種。栽培方法724包含關于如何栽培具體植物種類和/或品種的信息。栽培方法724 可包括關于如何施行某些任務的信息，例如不限于犁地或耕地、鋤草、采摘植物和/或任何 其它合適的栽培任務。用于犁地或耕地的不同方法包括但不限于翻土、松土和/或任何其 它合適的耕地方法。例如，當土壤變硬時，耕地就是必需的，例如當土壤接收濕度，然后迅速 干燥形成堅硬的表面進一步防止濕度滲透土壤到達植物根部。當提供具體植物種類或品種 的適當方法時，栽培方法724也應考慮具體植物的根部深度。例如，根部淺的植物需要鈍頭 工具來耕地，例如鋤頭，同時根部深的植物，系統允許使用靈敏的工具來耕地，例如轉子犁。用于鋤草的不同方法可包括但不限于物理方法、化學方法和/或用于鋤草的任何 其它合適的方法。例如，物理方法可包括刨地來將野草的根割斷或將從土壤中拔出。化學 方法可包括在野草生長的區域上散播除草劑。用于收獲的不同方法可包括，不限于，收割、采摘、切割或另外的移除成熟的農作物、水果、蔬菜、花和/或任何其它植物產物。過冬準備的方法726包含關于如何為具體的植物種類和/或品種做過冬準備的信息。過冬準備的方法726包括的方法，例如不限于，修剪老的生長、增加有機物質、覆蓋休眠 期的植物隔離和/或任何其它合適的過冬準備的方法。例如，覆蓋休眠期的植物可包括使 用碎葉、稻草或其它合適的有機物將植物覆蓋到一定的深度，例如用兩英尺的碎葉隔離植 物。在線知識庫704可利用堵如圖4中的通信單元420的通信單元訪問，以無線訪問 互聯網。在線知識庫704動態地將信息提供給機器控制進程，這樣能夠調整傳感器數據的 處理、站點指定傳感器的精確計算和/或傳感器信息的排除。例如，在線知識庫704可包括 來自在線源的操作環境的當前天氣條件。在一些實施例中，在線知識庫704可以是遠程訪 問的知識庫。為了獲得操作環境的精確的環境數據，該天氣信息被圖4中的機器控制器402 中的控制軟件430使用，來確定激活哪個傳感器。例如雨天、雪天、霧和霜的天氣可限制某 些傳感器的范圍，并為了從操作環境獲得精確的環境數據，需要調整其它傳感器的屬性。可 獲得的其它類型的信息包括但不限于植被信息，例如樹葉的成長、落葉的狀態和草地濕度 壓力。學得知識庫706可以是園藝知識庫700的分離部分，或可選地在示例性實施方式 中與固定知識庫702集成。學得知識庫706包含移動性多功能車花費更多時間在特定工作 區域學到的知識，并依賴與在線知識庫704和用戶輸入的交互而臨時或長期改變。學得知 識庫包括觀察的植物生長階段728、可見植物壓力數據730、觀察的實際水使用732和每株 植物配方計劃734。觀察的植物生長階段728包含例如圖4中的傳感器系統418的傳感器 系統收集的信息，檢測例如圖1中個體植物126、128和130的個體植物的實際植物生長階 段。觀察的植物生長階段728的信息可與位于生長階段716的典型植物生長階段信息相比 較，并用來調整個體植物的處理和水的應用。可見的植物壓力數據730包含傳感器系統收 集的關于處于損壞中的個體植物的信息或顯示壓力的可見標記。為了解決觀察到的植物壓 力，可見的植物壓力數據的信息可用來調整個體植物的處理和水的應用。觀察的實際水使用732包含傳感器系統收集的關于土壤濕度、水分保持和應用的 實際水量的信息。觀察的實際水使用732是關于處理系統能夠使用的個體植物的實際水使 用的學術信息，例如圖4中的機器控制器402的效用函數428，調整應用在未來水使用的應 用中的水量。每株植物配方計劃734包含關于應用到每株個體植物，例如圖1中的個體植物 126、128和130的水量和/或其它物質的信息。其它物質，例如不限于，可以是肥料、植物養 分、殺蟲劑等等。在一個示例性實施方式中，每株植物配方計劃734通過圖4中的下載模塊 422或通信單元420傳輸到移動性多功能車，例如圖4中的移動性多功能車400。在另一個 示例性實施方式中，處理系統，例如圖4中的機器控制器402，使用來自觀察的植物生長階 段728的學得數據、可見的植物壓力數據730和觀察的實際水使用732以及來自固定知識 庫702的固定數據計算每株植物配方計劃734。移動性多功能車，例如圖4中的移動性多 功能車400，通過在操作環境中移動從水源收集水，例如圖1中的水源108，來滿足每株植物 配方計劃734，并將水應用到多株植物，例如圖1中的多株植物110。每株植物配方計劃734 指導應用到多株植物的特定水量和/或其它物質。如這里使用的，每株植物指的是一株或更多株個體植物。在這些實施例中，每株植物配方計劃734關注個體植物，例如圖1中的個 體植物126，或可關注多株植物，例如圖1中的多株植物110。在另一個示例性實施例中，學得知識庫706可檢測缺乏呈現上次其從工作區域接 收的環境數據的樹。學得知識庫706可臨時改變與工作區域相關聯的環境數據來反映新的 缺乏樹，這隨后可基于用戶的輸入而永久改變，確認樹實際上被砍伐。學得知識庫706可通 過監督或無人監督學到。
園藝知識庫700的信息可用來施行管理水使用的分類和規劃行動。園藝知識庫 700可完全位于如圖4中的移動性多功能車400的移動性多功能車里，或部分或全部的園藝 知識庫700可位于諸如圖1中的遠程存儲單元106的遠程存儲單元，其可被移動性多功能 車訪問。現在參考圖8，依照示例性實施方式描述了每株植物配方計劃的框圖。每株植物配 方計劃800是圖7中的每株植物配方計劃734的一種執行的實施例。每株植物配方計劃800包含關于應用到每株個體植物，例如圖1中的個體植物 126、128和130的水量和/或其它物質的信息。每株植物配方計劃800指導應用到多株植 物的特定水量和/或其它物質。如這里使用的，每株植物指的是一株或更多株個體植物。在 這些實施例中，每株植物配方計劃800關注個體植物，例如圖1中的個體植物126，或可關注 多株植物，例如圖1中的多株植物110。如示出的，每株植物配方計劃800包括，例如植物識別802、植物位置804、水量806 和其它物質的量808。單株配方計劃800的這些不同的部件用來識別要澆灌的植物，以及應 用到那種植物的水量和其它物質。植物識別802包括識別個體植物或一組植物的品種和種類的信息。使用固定知識 庫的部件，例如圖7中的固定知識庫702的植物物種710和植物品種712，以及傳感器系統， 例如圖4中的傳感器系統418，獲得植物識別802的信息。植物位置804包括關于植物或一組植物的位置的信息。例如，植物位置804可包 含關于例如圖1中的個體植物126的個體植物的位置的信息、關于例如圖1中的多株植物 110的一組植物的位置的信息和/或關于例如圖1中的區域132的有多株植物的區域的位
置的信息。水量806是在當前條件下效用函數已經計算與澆灌一組植物相關聯的成本、收益 和約束之后，分配給植物或一組植物的水量。效用函數可以是移動性多功能車的機器控制 器的軟件部件，例如圖中的移動性多功能車400的機器控制器402的效用函數428。可選 地，在另一個示例性實施方式中，效用函數可以是在例如圖1中的遠程存儲單元106的遠程 存儲單元的軟件部件，遠程存儲單元將計算的水量以每株植物配方計劃800的形式傳輸到 移動性多功能車。其它物質的量808包括關于應用到植物或一組植物的除了水的物質的信息。其它 物質，例如不限于，可以是肥料、植物養分、殺蟲劑等等。在一個示例性實施方式中，每株植物配方計劃800通過圖4中的下載模塊422或 通信單元420傳輸到移動性多功能車，例如圖4中的移動性多功能車400。在另一個示例性 實施方式中，處理系統，例如圖4中的機器控制器402的效用函數428，使用來自觀察的植物 生長階段728的學得數據、可見的植物壓力數據730和觀察的實際水使用732，以及來自圖7中的固定知識庫702的固定數據計算每株植物配方計劃800。現在參考圖9，依照示例性實施方式描述傳感器系統的框圖。傳感器系統900是圖 1中的傳感器系統112和圖4中的傳感器系統418的一種執行的實施例。
如示出的，傳感器系統900包括，例如紅外照相機902、可見光照相機904、土壤濕 度傳感器906、雨量傳感器908、溫度計910、風力傳感器912、環境光傳感器914、全球定位 系統916和結構光傳感器918。這些不同的傳感器用來識別移動性多功能車周圍的操作環 境。選擇傳感器系統900的傳感器使得其中一個傳感器總是能夠感測需要在不同操作環境 操作移動性多功能車的信息。近紅外照相機902使用近紅外輻射形成圖像。可見光照相機904可以是標準的靜 止圖像照相機，其可單獨使用包含彩色信息或與第二照相機使用來產生立體、或三維圖像。 當可見光照相機904連同第二照相機使用產生立體圖像時，調整兩個或兩個以上的照相機 具有不同的曝光設置，在一定范圍的照明條件下提供改進的性能。可見光照相機904也可 以是捕獲并記錄移動圖像的攝像機。來自近紅外照相機902和可見光照相機904的近紅外圖像可使用本領域已知手段 處理，以識別植物品種并估定植物的健康。土壤濕度傳感器906從操作環境的特定部分檢測當前在原處的土壤濕度信息。雨量傳感器908檢測移動性多功能車的外表面上的降水量。在一個實施方式中， 雨量傳感器908包括紅外光和紅外傳感器。在這個示例性實施例中，雨量傳感器908通過在 45度角發出紅外光從移動性多功能車的內部進入移動性多功能車的擋風玻璃里來操作。如 果擋風玻璃是濕的，較少的光返回傳感器，指出擋風玻璃上有濕氣并有可能是雨水。示例性 實施方式不意味著限制雨量傳感器908的結構。可使用其它的雨量監測技術而不背離本發 明的精神和范圍。溫度計910檢測操作環境的環境溫度。風力傳感器912檢測操作環境的風速。在 示例性實施方式中，溫度計910和風力傳感器912是傳感器900的可選特征。溫度計910 和風力傳感器912檢測的信息可選地從在線知識庫接收，例如圖7中的在線知識庫704。環 境光傳感器914檢測操作系統里的環境光量。全球定位系統916可識別移動性多功能車關于環境中的其它對象的位置。全球定 位系統916可以是基于信號強度和/或光程的任何類型的射頻三角測量方案。實施例包括 但不限于全球定位系統、全球軌道導航衛星系統(Glonass)、伽利略(Galileo)系統和移動 電話塔相對信號強度。位置典型地被報道為有誤差的緯度和經度，依賴于因素，例如電離層 條件、衛星星群和從植被的信號衰減。結構光傳感器918以例如一條或多條線的模式發光，回讀通過照相機的光反射， 并解釋反射以檢測和測量環境中的對象。在示例性實施方式中，傳感器系統900從土壤濕度傳感器906接收數據，識別操作 環境的特定部分的土壤濕度。關于土壤濕度的信息由處理器處理，例如圖4中的機器控制 器402的效用函數428，并可選地通過圖4中的用戶界面426顯示給操作員。在一個示例性 實施例中，接收用戶輸入，調整操作環境的特定部分里的個體植物或多株植物的每株植物 配方計劃。然后諸如圖4中的機器控制器402的控制系統中的控制軟件430使用用戶輸入 確定將哪個命令發送到移動性多功能車的水應用系統。
在另一個示例性實施方式中，圖4中的機器控制器402從傳感器系統900接收土 壤濕度數據，并為了確定將哪個命令發送到移動性多功能車的水應用系統而與圖4中的園 藝知識庫424交互。現在參考圖10，依照示例性實施方式描述了示出用于管理水的使用的過程的流程 圖。圖10中的過程可由圖4中的機器控制器402中的效用函數428和控制軟件430執行。
過程由識別多株植物開始(步驟1002)。多株植物可以是，例如圖1中的多株種植 物110。多株植物可包含多個同類或異類的個體植物，例如圖1中的個體植物126、128和 130。如這里使用的多個指一株或更多株植物。多株植物可使用諸如圖7中的園藝知識庫 700的知識庫來識別。在示例性實施方式中，植物也可在種植時經由位于靠近植物的射頻識 別標簽來識別。射頻識別標簽還可具有便于人們觀看的印刷的植物的名字，如經常在園林 中所做的。接下來，過程確定多株植物中每株植物的水需求(步驟1004)。水需求使用諸如圖 7中的園藝知識庫700的水需求714的水需求數據庫來確定。然后過程識別當前條件(步 驟1006)。當前條件可使用諸如圖7中的園藝知識庫700的知識庫和/或例如圖9中的傳 感器系統900的傳感器系統來識別。當前條件是識別要施行澆灌的區域的狀態的參數。當 前條件的參數可包括例如不限于最近降雨量、當前降雨量、期望降雨量、土壤濕度、干旱、 雨水短缺、風、云量、蔭、直接光照、當前溫度、可見的植物數據等等。過程計算多株植物的每株植物配方計劃(步驟1008)。每株植物配方計劃可指示 應用到多種植物的特定水量和/或其它物質。如這里使用的，每株指的是一株或更多株個 體植物。在這些實施例中，每株植物配方計劃734關注個體植物，例如圖1中的個體植物 126，或可關注多株植物，例如圖1中的多株植物110。接下來，過程從水源獲取水(步驟1010)，例如從圖1中的水源108中的一個或多 個。然后過程根據每株植物配方計劃將水應用到每一株植物，過程隨后終止。現在參考圖11，依照示例性實施方式描述了示出用于確定水需求的過程的流程 圖。圖11中的過程可由在圖4中的機器控制器402上執行的軟件部件執行，例如圖4中的 園藝知識庫424和/或傳感器系統418。過程由識別植物品種開始(步驟1102)。個體植物的植物品種可使用圖7中的園 藝知識庫700內的固定知識庫702的植物物種710識別。接下來，過程識別植物種類(步 驟1104)。植物種類可使用圖7中的園藝知識庫700內的固定知識庫702的植物品種712 來識別。個體植物被識別為固定知識庫702的一部分，或可選地，可使用圖4中的傳感器系 統418結合圖7中的園藝知識庫700來識別。例如，在一個示例性實施方式中，例如圖9中 的傳感器系統900的可見光照相機904的照相機可檢測例如圖1中的個體植物126的個體 植物的特性。為了識別植物品種，檢測的特性結合圖7中的園藝知識庫700的植物物種710 和植物品種712的信息使用。接下來，過程確定個體植物的生長階段(步驟1106)。在一個示例性實施方式中， 生長階段使用來自圖7中的園藝知識庫700的生長階段716的信息確定。在另一實施方式 中，個體植物的生長階段使用例如圖9中的傳感器系統的傳感器系統確定，以檢測觀察的 植物生長階段。在這個實施例中，關于觀察的植物生長階段的信息存儲在學得知識庫，例如 圖7中的園藝知識庫700的學得知識庫706，并隨后移動到固定知識庫702更新生長階段716。然后過程確定個體植物的生命周期(步驟1108)。生命周期指的是個體植物是一 年生植物還是多年生植物和植物的個體生長周期的階段。多年生植物，尤其是小的開花植 物，在春天和夏天生長和開花，每年秋天和冬天死亡，然后回到春天從它們的根莖生長。一 年生植物將典型地在一年中發芽、開花并死亡，除非防止它們結籽。一些無核植物即使不開 花，也被認為是一年生植物。個體植物的生命周期不同并依賴于一點，即生長季節及植物的 品種和種類的類型。
最后，過程基于識別的植物品種和種類，以及個體植物的確定的生長階段和生命 周期確定個體植物的水需求(步驟1110)，過程隨后終止。現在參考圖12，依照示例性實施方式描述了示出用于識別當前條件的過程的流程 圖。圖12中的過程由圖4中的機器控制器402中的園藝知識庫424單獨和/或結合使用 圖4中的傳感器系統418來執行。過程由獲得水和太陽預報信息開始(步驟1202)。天氣和太陽預報信息通過訪問 數據庫獲得，例如圖6中的天氣和太陽預報606，或通過使用圖7中的在線知識庫704訪問 當前天氣報告。接下來，過程識別當前水規則(步驟1204)。當前水規則通過訪問數據庫獲 得，例如圖6的園藝任務規則604的水規則614，或通過使用圖7中的在線知識庫704訪問 在線水規則系統。然后過程確定觀察的植物生長階段是否相應期望的植物生長階段(步驟1206)。 觀察的植物生長階段使用傳感器系統檢測，例如圖9中的傳感器系統900。關于觀察的植 物生長階段的信息用傳感器系統實時訪問，或可儲存在例如圖7中的學得知識庫706的學 得知識庫里。信息與例如圖7中的生長階段716的期望的生長階段的固定數據庫比較，以 確定觀察的生長階段是否相應期望的生長階段。如果觀察的生長階段與期望的生長階段不 同，過程相應地調整水需求計算(步驟1208)。例如，如果植物是開花植物，一旦植物進入花 期需要更多的水，期望的生長階段指示具體植物的這個發展階段應出現開花，但是觀察的 生長階段指示植物尚未開花，調整減少水需求計算。一旦進行調整，過程移動到步驟1210。如果觀察的生長階段相應期望的生長階段，那么過程確定觀察的實際水使用是否 相應期望的水需求(步驟1210)。觀察的實際水使用可使用傳感器系統檢測，例如圖9的傳 感器系統900。關于觀察的實際水使用的信息可用傳感器系統實時訪問，或可儲存在例如圖 7中的學得知識庫706的學得知識庫里。信息可以與例如圖7中的水需求714的期望的水需求的固定數據庫比較，以確定 觀察的實際水使用是否相應個體植物的期望的水需求。如果觀察的實際水的使用與期望 的水需求不同，過程相應地調整水需求計算(步驟1212)。一旦進行調整，過程移動到步驟 1214。如果觀察的實際水的使用相應期望的水需求，那么過程使用例如圖9中的傳感器 系統900的傳感器系統檢測土壤濕度(步驟1214)，然后，過程確定檢測的土壤濕度是否相 應土壤濕度模型(步驟1216)。土壤濕度模型包含個體植物的理想土壤濕度條件。土壤濕 度可使用例如圖9中的土壤濕度傳感器906的傳感器檢測。土壤濕度數據與例如圖6中的 土壤濕度模型608的土壤濕度模型比較以確定檢測的土壤濕度是否相應個體植物的土壤 濕度模型。
如果檢測的土壤濕度與土壤濕度模型不同，過程相應地調整水需求計算(步驟 1218)。一旦已進行調整，過程移動到步驟1220。如果檢測的土壤濕度相應土壤濕度模型，那么過程計算每株植物配方計劃(步驟 1220)，過程隨后終止。現在參考圖13，依照示例性實施方式描述了示出用于澆灌多種植物的過程的流程 圖。圖13的過程通過圖4中的機器控制器402里的控制軟件430執行。過程由接受澆灌請求開始(步驟1302)。收到來自例如像園林管理員的操作員或 來自諸如圖1中的遠程存儲單元106的遠程存儲單元的請求。過程接收每株植物配方計劃 (步驟1304)。收到來自例如圖4中的園藝知識庫424的知識庫或來自諸如圖1中的遠程 存儲單元106的遠程存儲單元的每株植物配方計劃。然后過程選擇水源(步驟1306)并控 制移動性多功能車到選定的水源(步驟1308)的運動。接下來，過程從水源獲取水(步驟1310)。過程控制移動性多功能車到例如圖1中 的多株植物110的多株植物的每一株植物的運動(步驟1312)。然后，過程測量每一株植物 在原地的參數(步驟1314)。原地參數包括但不限于土壤濕度、可見的植物壓力、實際水 使用、植物生長階段等等。原地參數可使用例如圖9中的傳感器系統900的傳感器系統測 量。過程基于原地參數確定每株植物配方計劃是否適合每一株植物(步驟1316)。例如，在示例性實施方式中，通過比較植物的期望生長階段與植物的觀察的生長 階段來確定當前澆灌配方計劃是否滿足具體植物的觀察的當前條件來確定準確性。在另一 個示例性實施方式中，通過比較植物的期望生命周期與植物的觀察的生命周期來確定當前 澆灌配方計劃是否滿足具體植物的觀察的當前生命周期來確定準確性。在這個實施例中， 如果期望的生命周期是多年生的，植物在春季和夏季生長和開花，并預計在每個秋天和冬 天枯萎，但是觀察的生命周期指示植物死亡而當前的操作條件指示是夏季，澆灌配方計劃 就不準確，因為基于觀察到植物死亡，植物就不再需要水。提供這些實施例僅僅是示出為了 確定每株配方計劃的準確性，可采用多么不同的決定，并不意味著以任何方式限制發明的 不同執行。為了確定特定植物的每株植物配方計劃是否正確，可使用多個不同的執行。如果基于原地參數，個體植物的每株植物配方計劃不正確，那么過程相應地調整 每株植物配方計劃(步驟1318)并應用水(步驟1320)。如果基于原地參數，個體植物的每 株植物配方計劃正確，那么過程直接進行到步驟1320。如這里使用的，水指的是應用到植物 的水和/或其它物質。其它物質例如不限于可以是肥料、除草劑、殺蟲劑、殺真菌劑、植物養分等等。接下來，過程確定多株植物中是否有較多植物要澆灌(步驟1322)。如果有較多植 物要澆，過程返回步驟1312。如果沒有較多植物要澆，過程終止。現在參考圖14，依照示例性實施方式示出了用于選擇水源的過程的流程圖。圖14 的過程可有圖4中的機器控制器402中的控制軟件430執行。過程由接收澆水的請求開始(步驟1402)。收到來自例如像園林管理員的操作員 或來自諸如圖1中的遠程存儲單元106的遠程存儲單元的請求。過程接收每株植物配方計 劃(步驟1404)。收到來自例如圖4中的園藝知識庫424的知識庫或來自諸如圖1中的遠 程存儲單元106的遠程存儲單元的每株植物配方計劃。接下來，過程識別與每株植物配方計劃相關聯的多個水源(步驟1406)，例如圖1中的水源108。在示例性實施方式中，與每株植物配方計劃相關聯的水源指的是包含需要滿 足每株植物配方計劃的物質或多種物質的一個或多個水源。然后過程識別多個水源中的優 選水源(步驟1408)。可用多個方式確定優選水源。在一個示例性實施方式中，過程檢查當 前的水配方計劃以確定市政自來水是否可用或要求澆灌的時間和日期是否受限。例如如果 可用，由于較低的成本和鄰近，市政自來水源是優選水源。如果市政自來水源不可用，例如 由于水的限制或短缺，于是過程可檢查其它水源的水位。例如，過程可訪問圖6中的水源水 位數據庫612來確定不同水源的水位。在另一個示例性實施方式中，過程可檢查圖6中的天氣和太陽預報606，并確定最 近的降雨量指示圖1中的雨桶114可能在高水位。確定優選水源的其它因素不限于例如可 包括接近和預報。過程選擇優選水源(步驟1410)，過程隨后終止。圖14中的示例性過程不意味著 在執行不同有利的實施方式的方式上暗示物理或結構限制。除了示出的這些植物或代替示 出的這些，可使用其它步驟。在一些有利實施方式中，一些步驟 就不是必需的。例如，在一 些有利實施方式中可預選優選水源。現在參考圖15，依照示例性實施方式描述了示出用于獲取水的過程的流程圖。圖 15中的過程可通過圖4中的機器控制器402中的控制軟件430執行。過程由移動性多功能車在水源入塢開始(步驟1502)。過程將識別信息發送給水 源(步驟1504)。然后，過程確定在水源是否收到來自鑒別系統的鑒別(步驟1506)。如果 沒有收到鑒別，過程終止。如果收到鑒別，過程將信號傳輸到水源填充系統以將水發送(步驟1508)到移動 性多功能車。過程監控移動性多功能車的池中的水位(步驟1510)。然后過程確定移動性 多功能車池中的水位是否已經達到閾值(步驟1512)。如果還未達到閾值，那么過程返回步 驟 1510。如果水位已經達到移動性多功能車池中的閾值，那么過程將信號傳輸到水源填充 系統以結束填充(步驟1514)。然后過程使移動性多功能車從水源出塢(步驟1516)，過程 隨后終止。現在參考圖16，依照示例性實施方式描述了示出用于從水源釋放水的過程的流程 圖。圖16中的過程通過圖15中的水釋放系統502執行。過程由從移動性多功能車接收識別信息開始(步驟1602)，例如圖4中的移動性多 功能車400。過程確定是否批準移動性多功能車使用水源(步驟1604)，例如像圖5中的水 源500。如果不批準移動性多功能車使用水源，過程終止。如果移動性多功能車被授權使用水源，過程將鑒別發送到移動性多功能車(步 驟1606)。然后過程從移動性多功能車接收信號，將水發送到移動性多功能車的池(步驟 1608)。過程激活水源的填充系統(步驟1610)，例如圖5的填充系統512。然后過程接收 信號結束填充(步驟1612)。過程停止填充系統(步驟1614)，過程隨后終止。不同的描述的實施方式中的流程圖和框圖示出裝置、方法和計算機程序產品的一 些可能的執行的結構、功能和操作。在這方面，流程圖或框圖中的每塊表示計算機可用或可 讀程序代碼的模塊、段或一部分，其包括執行特定函數或多個函數的一個或多個可執行指 令。在一些可選執行中，塊中注明的函數或多個函數可不按圖中注明的順序發生。例如，在一些情形，連續顯示的兩塊可實質上同時執行，或塊有時可以按相反的順序執行，依賴于包 括的功能。示例性實施方式認為需要根據用于個體植物和當前條件的每株植物配方計劃管 理發送給植物的資源。具體地，示例性實施方式認為需要一種能夠獲得水的水發送系統，根 據當前條件調整澆水配方計劃，并應用水而無人為干涉。示例性實施方式認為用于水應用的當前方法在一環境中操作，該環境中有一個主 要物種的植物，例如生長在相當一致環境中的單一植物。示例性實施方式認為當前系統基 于單一物種的植物確定應用水的量并假定在所選定的澆水季節可獲得足夠的水。示例性實施方式還認為庭院和花園在相同或相近位置可以存在具有不同澆水需 求的多株植物物種。在某些季節，例如在干旱時，水限制可以就位，且可能沒有足夠的水可 獲取以提供給每一株植物生存所需量的水。示例性實施方式認為，住宅用水由于處理成本 和分送基礎設施而通常比農業灌溉更貴。園丁可以選擇使用來自除了市政用水以外的水， 例如雨水桶或灰水。因此，示例性實施方式提供計算機執行的方法和系統，用于提供一種資源應用到植物。接收用于多株植物的多個每株植物配方計劃，以及選擇一來源以滿足所述多個每株 植物配方計劃以形成一選定來源。移動性多功能車的運動被控制至所述選定來源，獲取資 源，所述移動性多功能車的運動被控制至所述多株植物中的每一株植物。所述資源根據所 述每株植物配方從所述移動性多功能車應用到每一株植物。為了示例和描述的目的，已經提出了不同有利實施方式的描述，并不旨在徹底地 或限于公開的形式的實施方式。多個更改和變化將對本領域普通技術人員明顯。進一步， 與其它實施方式相比，不同的實施方式可提供不同優點。為了最佳解釋本發明的原理、實際 應用并使本領域其它普通技術人員能夠理解有各種更改的本發明的各種實施方式適合具 體的使用預期，選擇并描述了實施方式或選定的多個實施方式。
權利要求
一種用于提供資源的應用給植物的方法，所述方法包括接收用于多株植物的多個每株植物配方計劃；響應于接收所述多個每株植物配方計劃，選擇一來源以滿足所述多個每株植物配方計劃以形成一選定來源；控制一移動性多功能車的運動至所述選定來源；從所述選定來源獲得資源；響應于獲得所述資源，控制所述移動性多功能車的運動至所述多株植物中的每一株植物；以及根據所述每株植物配方計劃將所述資源從所述移動性多功能車應用到所述多株植物中的每一株植物。
2.如權利要求1所述的方法，進一步包括利用一傳感器系統測量所述多株植物中的每一株植物的原位參數； 確定所述多個每株植物配方計劃中的每株植物配方計劃對于所述多株植物中的每一 株植物是否正確；以及響應于所述每株植物配方計劃正確的確定，根據所述每株植物配方計劃將所述資源從 所述移動性多功能車應用到所述多株植物中的所述每一株植物。
3.如權利要求2所述的方法，進一步包括；響應于所述每株植物配方計劃不正確的確定，調整所述每株植物配方計劃以形成一調 整的每株植物配方計劃；以及根據所述調整的每株植物配方計劃將所述資源從所述移動性多功能車應用到所述多 株植物中的所述每一株植物。
4.如權利要求1所述的方法，其中選擇所述來源進一步包括 識別與所述多個每株植物配方計劃相關聯的若干來源；識別與所述多個每株植物配方計劃相關聯的所述若干來源中的一優選來源；以及 選擇所述優選來源。
5.如權利要求4所述的方法，其中與所述多個每株植物配方計劃相關聯的所述若干來 源包括至少一個來源，該來源包括滿足所述多個每株植物配方計劃需要的若干資源。
6.如權利要求4所述的方法，其中所述若干來源包括滿足所述多個每株植物配方計劃 需要的若干資源，以及其中所述若干資源包括以下物質中至少一種水、肥料、除草劑、殺蟲 劑、殺真菌劑、養分和植物養料。
7.如權利要求1所述的方法，其中選擇所述來源進一步包括以下步驟中的至少一個 確定當前資源規則；確定若干資源來源的當前資源水平；確定最接近所述移動性多功能車的一資源來源；和確定所述移動性多功能車當前可用的所述資源來源。
8.如權利要求7所述的方法，其中所述當前資源規則包括水規則，以及其中所述水規 則包括以下中的至少一個當前可取得的水量、當地缺水信息、和當地水限制信息。
9.如權利要求1所述的方法，其中從所述選擇的來源獲得所述資源還包括 鑒別具有所述選擇的來源的所述移動性多功能車；發送一信號給所述選擇的來源以發送所述資源給所述移動性多功能車；以及監控所述移動性多功能車的貯液池內的資源水平；以及發送一信號給所述選擇的來源以停止發送所述資源給所述移動性多功能車。
10.如權利要求9所述的方法，鑒別具有所述選擇的來源的所述移動性多功能車還包括發送識別信息給所述選擇的來源；以及 從所述選擇的來源接收鑒別。
11.一種用于施用資源應用給植物的系統，所述系統包括一機器控制器，其能夠控制至少一輛移動性多功能車用以執行用于多株植物的多個每 株植物配方計劃；一采集系統，其能夠從若干來源獲取一資源以滿足所述多個每株植物配方計劃； 一貯藏系統，其包括用于貯藏所述獲取的資源的貯液池；以及 一應用系統，其能夠將所述獲取的資源應用到所述多株植物。
12.如權利要求11所述的系統，進一步包括 一傳感器系統，其能夠識別所述多株植物周圍的信息。
13.如權利要求12所述的系統，其中所述多株植物周圍的信息包括以下中的至少一 個土壤濕度、降水量、溫度、風力、環境光、觀察的生長階段、植物健康狀態、和觀察的實際 水使用。
14.如權利要求11所述的系統，進一步包括 一泵系統，其能夠獲取和應用所述資源。
15.如權利要求11所述的系統，進一步包括 一閥系統，其能夠獲取和應用所述資源。
16.如權利要求11所述的系統，其中所述資源包括以下物質中至少一種水、肥料、除 草劑、殺蟲劑、殺真菌劑、養分和植物養料。
17.如權利要求16所述的系統，進一步包括一攪拌器，其能夠混合通過所述采集系統獲取的若干資源。
18.如權利要求11所述的系統，進一步包括一通信設備，其能夠接收來自若干傳感器的輸入。
全文摘要
用于提供一應用給植物的方法。示例性實施方式提供用于確定多株植物中的每株植物的個體資源需求的計算機執行的方法和系統。使用傳感器系統識別當前條件。使用個體資源需求和當前條件，計算多株植物的多個每株植物配方計劃。從多個資源來源中的選定資源來源獲得資源。資源儲存在移動性多功能車里，并根據多個每株植物配方計劃，從移動性多功能車應用到多株植物中的每株植物。
文檔編號A01G25/16GK101869047SQ20101014526
公開日2010年10月27日 申請日期2010年4月13日 優先權日2009年4月21日
發明者諾埃爾·韋恩·安德森 申請人:迪爾公司