[发明专利]用于灌溉管理的系统和方法

说明书

本发明提供了一种包括农作物/土壤分析模块的系统和方法，该系统和方法分析从一个或更多个源收集的数据并发送给机器学习模块，这些源包括来自UAV、卫星、跨距安装的农作物传感器、原位田地传感器、和气象传感器的成像数据。根据另一优选实施方式，将航空数据组合并与跨距安装的传感器数据几乎实时地进行组合和叠加，以生成灌溉管理建议。根据另一优选实施方式，跨距安装的传感器可以优选地提供当前田地状况的田地特定数据，并且可以优选地使用系统的分析来计算农作物水分利用和农作物水分胁迫指数。根据另一优选实施方式，植被指数可以优选地被计算为对从航空数据计算的值的检验，并且如果存在云层或其他大气干扰则提供信息。根据另一优选实施方式，农作物/土壤分析模块还可以与驱动控制和施用物压力控制接口，以自主地创建和执行灌溉计划，该灌溉计划包括针对给定田地的定制驱动指令和施用物分散速率。

相关申请

本申请要求于2017年10月30号提交的美国临时申请No.62/578688的优先权。

本发明的背景和领域

技术领域

本发明总体上涉及一种用于灌溉管理的系统和方法，更具体地，涉及一种用于灌溉管理的系统和方法或卫星数据、航空数据和安装的传感器数据的用途。

背景技术

监测和控制施加到农田的水和/或农作物产品(施用物)的量的能力增加了世界上可耕种的英亩数，并增加了农作物获得收益的可能性。已知的灌溉系统通常包括被配置成提供用户界面的控制设备，该用户界面允许操作者监测和控制灌溉系统的一个或更多个功能或操作。对于具有当前可用技术的中心枢轴和线性灌溉机的所有者和操作者而言，了解农作物和灌溉田地的状况是一种挑战。

田地中的土壤含水量监测是用于确定何时灌溉和灌溉多少的最常用的工具。可以使用各种数据包来监测土壤含水量，并且它们的安装和管理成本高昂和/或费时，并且无法提供对整个田地的土壤含水量状况的良好观察。为了在许多田地中做好土壤含水量监测工作，需要三个、四个或更多个土壤传感器以监测一系列深度的含水量。但是，即使在给定田地中的多个位置处使用多个土壤含水量传感器并进行人工调查，测量土壤含水量的地点的实际面积和土壤深度也是有限的。此外，访问、应用和解释土壤含水量数据以绘制整个田地通常只能提供广义的结果。另外，当前在田地使用的传感器阻碍了田地操作。

已知的现有技术的系统已经尝试使用航空数据来辅助田地中的监测。例如，美国公开申请No.2012/0290140A1公开了一种使用航空数据来针对给定田地进行一组湿度计算的系统。但是，它不使用任何其他数据源。在第二个示例中，美国公开申请No.2016/0088807A1公开了一般使用传感器来管理灌溉操作。

为了克服现有技术的限制，需要一种能够从各种源收集和集成数据的系统。此外，需要一种可以分析数据并提供全田地灌溉管理图的系统，该系统可以使用额外的数据和传感器读数来进行实时更新。然后，可以将该信息与该田地的水平衡模型进行比较使用该信息来更新该田地的水平衡模型。

发明内容

为了解决现有技术中存在的缺点，本发明提供了一种包括农作物/土壤分析模块的系统和方法，该农作物/土壤分析模块分析从一个或更多个源收集的数据，包括来自UAV、MAV、卫星、跨距安装的农作物传感器、原位田地传感器、和气象传感器的成像和含水量数据。根据另一优选实施方式，将航空数据与跨距安装的传感器数据几乎实时地进行组合与叠加，以产生灌溉和农作物管理建议。根据另一优选实施方式，跨距安装的传感器可以优选地提供当前田地状况的田地特定数据，并且可以优选地使用系统的分析来计算农作物水分利用和农作物水分胁迫指数。根据另一优选实施方式，来自跨距安装的传感器的数据可以优选地用于补充和/或验证从航空数据计算的值，并且如果存在云层或其他大气干扰则提供信息。另外，可以使用原位田地传感器来提供备用数据。根据另一优选实施方式，农作物/土壤分析模块还与驱动控制和施用物压力控制相接口，以自主地创建和执行灌溉和/或农作物计划，该计划包括针对给定田地的定制驱动指令和施用物分散速率。