[发明专利]用于检测土壤特性的系统和方法

说明书

背景技术

在将种子种植在具有最优土壤特性的土壤中、为种子提供最优数量的水分和养分并提供其它条件时，农业种植操作就有效地操作。土壤特性(例如土壤成分、土壤密度、养分存在性、腐殖质存在性等)在不同地方是各不相同的，无论是在全球范围(例如，从一个地理区域到另一个地理区域)还是在本地范围(例如，从同一土地面积的一处到另一处)内都是如此。此外，来自自然源或人造灌溉系统的土壤水分存在也因地而异。

一般而言，单一的农业种植操作涉及在许多英亩的土地上根据设定模式种植特定类型的种子(例如，以行来种植玉米地)。在用于农业种植操作的土地面积上，土壤特性经常会有不同。尽管土壤特征不同，但在用于种植操作的整块土地面积上，一般都是以相同的方式种植种子。此外，许多农业种植操作利用人造输送系统供应水分、养料、肥料和/或其它化学物质以及土壤添加剂。输送系统被埋入土壤中或置于土壤表面上。当农业装备翻动土壤以播种、收获作物以及耕作土壤材料时，输送系统就处于被破坏或摧毁的风险。

发明内容

一个示例性实施例涉及一种土壤检测和种植装置。该装置包括车辆和耦合到该车辆的控制器。该装置还包括耦合到所述车辆的种植设备，该种植设备被配置为将种子或植物种植到土壤材料中。该装置包括耦合到该车辆的地面穿透雷达传感器。地面穿透雷达土壤传感器被配置为扫描土壤材料达到土壤材料表面之下的指定深度，其中所述地面穿透雷达土壤传感器被进一步配置为向控制器提供有关土壤材料的固有特性的传感器反馈信号。该控制器被配置为基于所述反馈信号来指示将种子或植物置入土壤材料中。

另一示范性实施例涉及一种土壤检测装置。该装置包括耦合到接地驱动车辆的外壳。该装置还包括耦合到所述外壳上的控制器。该装置包括耦合到外壳的地面穿透雷达土壤传感器。地面穿透雷达土壤传感器被配置为扫描土壤材料达到土壤材料表面之下的指定深度，其中所述地面穿透雷达土壤传感器被进一步配置为向控制器提供有关土壤材料的固有特性的传感器反馈信号。该装置还包括耦合到所述外壳上的位置传感器。位置传感器被配置成向控制器提供位置反馈信号。所述控制器被配置为基于传感器反馈信号和位置反馈信号创建土壤材料的地图。

另一示例性实施例涉及一种基于空气的土壤检测装置。该装置包括航空器和耦合到所述航空器的控制器。该装置还包括耦合到所述航空器的土壤传感器。所述土壤传感器配置为扫描土壤材料达到所述土壤材料的表面之下的指定深度，以探测(locate)灌溉系统的包含在所述土壤材料之内的或在所述土壤材料的表面上的至少一部分，其中所述土壤传感器被进一步配置为向所述控制器提供与所述灌溉系统的检测到的所述部分有关的传感器反馈信号。该装置包括耦合到所述航空器的位置传感器。所述位置传感器被配置为向所述控制器提供位置反馈信号。所述控制器被配置为基于传感器反馈信号和位置反馈信号创建包括了所述灌溉系统的所述部分的位置的土壤材料的地图。

另一示例性实施例涉及一种操作包括控制器的车辆的方法。该车辆被配置为映射土壤特性和种植种子或植物。该方法包括通过耦合到该车辆的地面穿透雷达单元测定土壤材料的固有土壤特性，其中所述地面穿透雷达单元被配置为扫描土壤材料达到土壤材料表面之下的指定深度，并且其中所述地面穿透雷达单元被进一步配置为向控制器提供有关固有土壤特性的传感器反馈信号。该方法还包括，响应于所述固有土壤特性，指示耦合到所述车辆的种植机构种植种子或植物。

另一示例性实施例涉及使用具有控制器的车辆映射土壤特性的方法。该方法包括通过所述车辆的用户输入接收运行参数。该方法还包括通过车辆路径导航车辆。该方法还包括通过耦合到所述车辆的地面穿透雷达单元检测土壤材料的固有土壤特性，其中所述地面穿透雷达单元被配置为扫描土壤材料达到土壤材料表面之下的指定深度，且其中所述地面穿透雷达单元被进一步配置为向所述车辆的控制器提供传感器反馈信号。该方法包括通过耦合到所述车辆的位置传感器跟踪所述车辆的位置。该方法进一步包括创建所述车辆经过的土地区域的地图，其中所述地图包括检测到的固有土壤特性，其中所述地图被配置为以后更新为包括种植的植物或种植的种子的位置。

前面的概述只是说明性的，并无意于以任何方式进行限制。除了以上描述的说明性的方面、实施例和特征外，通过参考附图和下面的详细说明，进一步的方面、实施例和特征也将变得显而易见。

附图说明

图1是种植在土壤中的玉米的示例性的图。

图2A是根据示例性实施例的土壤检测和种植系统。