用于提供一应用给植物的方法

专利名称：用于提供一应用给植物的方法
技术领域：
本发明总体涉及灌溉控制系统，且更具体涉及用于浇灌植物的系统和方法。
背景技术：
园艺是植物栽培的产业和科学。园艺工作和行为是研究植物繁殖和栽培、农作物 生产、植物育种和基因工程、植物生物化学和植物生理学的学科。工作具体包括水果、浆果、 坚果、蔬菜、花、树、灌木和草皮。园艺工作改进农作物的生长、品质、营养价值，并抵御昆虫、 疾病和环境压力。园艺管理的一个方面是灌溉。灌溉典型地用于浇灌大型、同类区域，例如田地、草 地和园林。假定水可从单一来源获得，例如井、沟渠或市政自来水系统。来自市政自来水系 统的水通常在多次高温和干旱之间加压，且常常执行浇水限制以为更高优先级的使用提供 充足的水。这些限制可由在奇_偶天草地浇灌开始，并进展到完全禁止草地浇灌，并且最终 完全禁止园林浇灌。田地和草地典型地具有单一的植物品种，且水的利用是基于水传感器、蒸发蒸腾 作用模型或规则。这种灌溉系统类型不适于大量品种紧密靠近种植的庭院和花园，特别是 象树和灌木用水较多的植物比用水较少的植物靠的更近。树、灌木和建筑物也提供荫，其影 响蒸散，即蒸发和植物蒸腾作用的总和。

发明内容
本发明的实施方式提供一种计算机执行的方法和系统，用于提供一资源应用至植 物的。接收用于多株植物的多个每株植物配方计划，以及选择一来源以满足所述多个每株 植物配方计划以形成一选定来源。移动性多功能车的运动被控制至所述选定来源，获得资 源，以及所述移动性多功能车的运动被控制至所述多株植物中的每一株植物。所述资源根 据每株植物配方计划从所述移动性多功能车应用到每一株植物。特征、功能和优点可在本发明的各种实施方式中独立获得，或可组合在参考下面 的描述和附图能够看出进一步细节的又一实施方式中。



显示示例性实施方式的特性的新颖的特征在随附权利要求中提出。然而，当结合附图阅读时，通过参考下面本发明的示例性实施方式的详细描述，将最好理解示例性实施方式以及优选的使用模式、其进一步的目的和优点，其中图1是可执行示例性实施方式的资源使用管理系统的框图；图2是依照示例性实施方式的水使用的框图；图3是依照示例性实施方式的数据处理系统的框图；图4是依照示例性实施方式的移动性多功能车的框图；图5是依照示例性实施方式的水源的框图；图6是依照示例性实施方式的多个数据库的框图；图7是依照示例性实施方式的园艺知识库的框图；图8是依照示例性实施方式的每株植物配方计划的框图；图9是依照示例性实施方式的传感器系统的框图；图10是示出依照示例性实施方式用于管理水使用的过程的流程图；图11是示出依照示例性实施方式用于确定水需求的过程的流程图；图12是示出依照示例性实施方式用于识别当前条件的过程的流程图；图13是示出依照示例性实施方式用于浇灌多株植物的过程的流程图；图14是示出依照示例性实施方式用于选择水源的过程的流程图；图15是示出依照示例性实施方式用于在水源获得水的过程的流程图；以及图16是示出依照示例性实施方式用于从水源释放水的过程的流程图。
具体实施例方式图1是可执行示例性实施方式的资源使用管理系统的框图。资源使用管理系统 100可在可执行示例性实施方式的计算机的网络中执行。资源使用管理系统100包含网络 102，其是用来在资源使用管理系统100中连接在一起的各种设备和计算机之间提供通信 链接的媒介，例如移动性多功能车104和远程存储单元106。网络102可包括连接，例如电 线、无线通信链接或光纤电缆。在描述的实施例中，移动性多功能车104用无线布局连接到网络102，而远程存储 单元106硬连接到网络102。在另一个示例性实施方式中，移动性多功能车104和远程存储 单元106都可用无线布局连接到网络102。例如，远程存储单元106可以是个人计算机或网 络计算机。在一个示例性实施例中，远程存储单元106为移动性多功能车104提供数据，例 如根文件、操作系统图像和应用程序。资源使用管理系统100也可包括多个数据库134和 规划过程136。多个数据库134可位于远程存储单元106、移动性多功能车104或同时穿过 远程存储单元和移动性多功能车分布。在这个实施例中移动性多功能车104是远程存储单 元106的客户端。资源使用管理系统100可包括附加的服务器、客户端和其它未显示的设 备。资源使用管理系统100可用来管理多个不同资源。如这里使用的，例如资源指的 是但不限于水、肥料、除草剂、杀虫剂、杀真菌剂、植物养料、养分和/或用于园艺管理的任 何其它合适的资源。虽然这里提供的示例性实施例描述了水的管理，但是可使用不同的示 例性实施方式来管理任何资源。资源使用管理系统100包括水源108、多株植物110和传感器系统112。在这个示例性实施例中，资源使用管理系统100管理的资源是水。水源108是移动性多功能车104 能够抽取的不同水源的示例性实施例，其根据传感器系统112检测的每株植物的需求，为 多株植物110供水。为多株植物110供水是移动性多功能车执行的园艺任务的实施例。水 源108包括雨水桶114、灰水池116、太阳能动力冷凝器118、井120、市政自来水122和沟渠 124。雨水桶114是用于收集和保持收获的雨水的设备。在示例性实施例中，雨水桶114可 以是用来收集和储存雨水溢流的水箱，典型地从屋顶经由雨水槽。在另一个示例性实施例 中，雨水桶114可以是用于保留暴雨的地面雨水箱。 灰水池116是用于收集从例如刷碗、洗衣服和洗澡的家务过程产生的非工业废水 的设备。灰水可包括除卫生间之外的所有类型的住宅卫生设施产生的废水。太阳能动力冷 凝器118使用转变为电流的太阳光，使水蒸气压缩为液态水。在这些实施例中，井120是在 地面上建成的坑或建筑物以使用地下蓄水层的水。在示例性实施方式中，井120可包括用 来将水抽取到表面的电潜水泵或机械泵。在另一个示例性实施方式中，使用例如机械升高 的桶的容器从井120抽水。在一个示例性实施方式中，井120可包括有压力系统的储存箱。 在另一个示例性实施方式中，井120可包括连同小型第二泵一起的水塔。市政自来水122由当地社区、县和/或市政当局的供水网络供应。沟渠124是构 建的将水从一个位置输送到另一个位置的供水通路或管网。在示例性实施方式中，沟渠124 可包括管、沟、沟渠、坑道和用于输送水的其它结构的系统。多株植物110包括个体植物126、128和130。个体植物126、128和130可以是同 类或异类植物种类和/或品种。在示例性实施方式中，个体植物126、128和130位于区域 132。区域132是多株植物110可处的任何位置。区域132，例如可以是花坛、花园、庭院、草 坪、景观、公园、田地、绿地、高尔夫球场、球座和草坪间剪平草地、深草区、果园、葡萄园或种 植草和/或其它植物的消遣或市容土地的任何其它区域。区域132可以是相连的或不相连 的。在一个示例性实施方式中，个体植物126、128和130可位于区域132的相同部分。在另 一个示例性实施方式中，个体植物126、128和130可位于区域132的分离部分。在又一个 示例性实施方式中，个体植物126、128和130可按同类分组一起，或可按异类分组在一起。 个体植物126、128和130可按浓密排列分组在一起，或按任意数量的排列和距离分离开。个体植物126、128和130被用作出现在区域132的多株植物的示例性实施例。区 域132可包含多个异类植物和/或多个同类植物。如这里使用的，每株植物指的是一种植 物种类里的一种或更多种植物和/或公共位置区域里的一种或更多种植物。例如，在示例 性实施方式中，如果区域132是高尔夫球场，个体植物126可表现多个类型的植物和/或提 到为绿地的高尔夫球场区域上的植被，同时个体植物128可表现多个类型的植物和/或被 提到为深草区的高尔夫球场的区域上的植被。传感器系统112可以是用来收集关于移动性多功能车104周围的环境信息以及个 体植物126、128和130的条件和包含个体植物126、128和130的区域132的条件的一组传 感器。在这些实施例中，一组指的是一项或更多项。这些实施例中一组传感器是一个或多 个传感器。传感器系统112可贯穿移动性多功能车104和包含多株植物110的区域分布。图1的资源使用管理系统100的示例旨在作为实施例，并不是作为执行不同示例 性实施方式的结构限制。在其它示例性实施方式中，其它部件可被添加至或取代资源使用 管理系统100示出的那些部件使用。例如，在一些示例性实施方式中，除移动性多功能车104之外可使用一组移动性多功能车。在另一个示例性实施方式中，水源108可包含附加资 源，例如不限于像肥料、除草剂、杀虫剂、杀真菌剂、植物养料、养分和用在植物照料和养护 的其它物质。如这里使用的，水指的是应用到植物，例如个体植物126、128和130的水和/ 或其它资源。其它资源例如不限于可以是肥料、除草剂、杀虫剂、杀真菌剂、植物养料、养分等等。在又一个示例性实施方式中，资源使用管理系统100可表示用于解决园艺任务而 不是水管理的系统。园艺任务可包括不限于为多株植物浇灌、修剪、栽培和做过冬准备。如 这里使用的，多个指的是一株或更多株植物。参考图2，依照示例性实施方式描述了水使用的框图。水使用200是图1中移动性 多功能车104的实施例，从水源108获取水，并使用图1的传感器系统112收集的信息将水 应用到多株植物110。在该示例性实施方式中水是移动性多功能车获取并应用的资源。个体植物202是图1中个体植物126、128和130的实施例。传感器204是位于个 体植物202所处区域的相同部分的土壤湿度传感器。传感器204测量个体植物202周围土 壤中的水含量。实际应用的水206是图1的移动性多功能车104应用的水。现在参考图3，描述了可执行示例性实施方式的数据处理系统的框图。数据处理系 统300是计算机的实施例，例如图1的远程存储单元106或移动性多功能车104，其定位计 算机可用程序代码或执行过程的指令用于示例性实施方式。在这个示例性实施方式中，数 据处理系统300包括通信架构302，其提供处理器单元304、存储器306、持久存储器308、通 信单元310、输入/输出(I/O)单元312和显示器314之间的通信。处理器单元304用来执行用于加载到存储器306的软件的指令。处理器单元304 可以是一组一个或多个处理器或可以是多处理器内核，依赖于具体执行。进一步，处理器单 元304可以使用一个或多个异类处理器系统执行，其中主处理器具有在单芯片上的次级处 理器。如另一个示例性实施方式，处理器单元304可以是包含相同类型的多处理器的对称 的多处理器系统。在这些实施例中，存储器306可以是例如随机存取处理器或任何其它合适的易失 性或非易失性存储设备。持久存储器308可采用各种形式，依赖于具体执行。例如，持久存 储器308可包含一个或多个部件或设备。例如，持久存储器308可以是硬盘、闪存、可擦写 光盘、可擦写磁带或以上的一些组合。持久存储器308使用的介质也可以是可移动的。例 如，可移动硬盘可用于持久存储器308。在这些实施例中，通信单元310提供与其它数据处理系统或设备的通信。在这些 实施例中，通信单元310是网络接口卡。通信单元310可通过使用物理和无线通信链接之 一或两者皆使用来提供通信。输入/输出单元312允许用可连接到数据处理系统300的其它设备输入和输出数 据。例如，输入/输出单元312可为用户提供通过键盘和鼠标输入的连接。进一步，输入/ 输出单元312可发送输出到打印机。显示器314提供将信息显示给用户的机构。用于操作系统和应用软件或程序的指令位于持久存储器308上。这些指令加载到 存储器306由处理器单元304执行。不同实施方式的过程由处理器单元304使用计算机执 行的指令来施行，其可位于存储器上，例如存储器306。这些指令指的是程序代码、计算机可 用程序代码或可由处理器单元304的处理器读取并执行的计算机可读程序代码。不同实施方式中的程序代码可实现在不同物理或有形的计算机可读介质上，例如存储器306或持久 存储器308。程序代码316以函数形式位于可选择性移动的计算机可读介质318上，并可加载 到或转移到数据处理系统300，由处理器单元304执行。在这些实施例中，程序代码316和 计算机可读介质318构成计算机程序产品320。在一实施例中，计算机可读介质318可以 是有形形式，例如像插入或位于驱动器里或持久存储器308的一部分转移到存储设备上的 其它设备里的光盘或磁盘，例如持久存储器308的一部分的硬盘。以有形形式，计算机可读 介质318也可采用持久存储器的形式，例如连接到数据处理系统300的硬盘、U盘(thumb drive)或闪存。计算机可读介质318的有形形式也指的是计算机可记录存储介质。在一些 情况，计算机可记录存储介质318不可移动。 可选地，程序代码316可从计算机可读介质318通过到通信单元310的通信链接 和/或通过到输入/输出单元312的连接转移到数据处理系统300。在示例性实施例中通 信链接和/或连接可以是物理的或无线的。计算机可读介质也可采取非有形介质的形式， 例如包含程序代码的通信链接或无线传输。为数据处理系统300示出的不同部件不是意味着提供可执行不同实施的方式的 结构限制。不同示例性实施方式可在数据处理系统300执行，包括除数据处理系统300示 出的这些之外或代替这些的部件。图3所示的其它部件与显示的示例性实施方式不同。如一个实施例，数据处理系统300的存储设备是可存储数据的任何硬件装置。存 储器306、持久存储器308和计算机可读介质318是存储设备的有形形式的实施例。在另一实施例中，总线系统可用来执行通信架构302并可包括一个或多个总线， 例如系统总线或输入/输出总线。当然，总线系统可使用提供附加到总线系统的不同部件 或设备之间的数据转移的任何合适类型的结构来执行。此外，通信单元可包括用来传输和 接收数据的一个或多个设备，例如调制解调器或网络适配器。进一步，存储器可以是例如存 储器306或高速缓存(Cache)，例如建立在通信架构302中出现的接口和存储器控制器中 心。现在参考图4，依照示例性实施方式描述了移动性多功能车的框图。移动性多功能 车400是图1的移动性多功能车104的一种执行的实施例。 如示出的，移动性多功能车400包括机器控制器402、推进系统404、转向系统406、 刹车系统408、采水和应用系统410、储水系统416、传感器系统418、通信单元420和数据存 储设备434。 机器控制器402包括下载模块422、园艺知识库424、用户界面426、效用函数428、 控制软件430和整定计算软件432。机器控制器402可以是例如数据处理系统，例如图3中 的数据处理系统300，或可执行过程控制移动性多功能车400的运动的一些其它设备。机器 控制器402可以是例如计算机、集成专用电路的应用程序和/或一些其它合适的设备。不同 类型的设备和系统可用来提供冗余和容错。机器控制器402可连接到移动性多功能车400 的不同部件和系统，例如推进系统404、转向系统506、刹车系统408、采水和应用系统410、 储水系统416、传感器系统418、通信单元420和数据存储设备434。如这里使用的，连接到 指的是以使得机器控制器402与移动性多功能车400的不同部件和系统之间能够交换信息 的方式使机器控制器与移动性多功能车400的不同部件和系统相通。在示例性实施例中，信息可以是能够在移动性多功能车400的部件和系统之间发送的任何事，以操作移动性多 功能车400。信息的实施例包括但不限于数据、命令、程序和/或任何其它合适的信息。控制软件430可包括例如规划过程431的软件。规划过程431可由机器控制器 402使用以产生利用园艺知识库424执行园艺任务的计划。 机器控制器402可以使用控制软件430执行过程以控制推进系统404、转向系统 406和刹车系统408，进而控制移动性多功能车400的运动。机器控制器402也可使用整定 计算软件432来整定计算每一移动性多功能车从机器控制器402接收命令的运动。机器控 制器402可使用控制软件430执行过程以控制采水和应用系统410、储水系统416和传感器 系统418，进而由移动性多功能车400来控制采水和应用。机器控制器402可使用园艺知识 库424和/或效用函数428执行过程以控制移动性多功能车400施行的任务，例如像采水 和应用系统410的水的应用。机器控制器402将各种命令发送到这些部件，以不同的操作 模式来操作移动性多功能车。这些命令可采用各种形式，依赖于执行。例如，命令可以是模 拟电信号，其中电压和/或电流的改变用来控制这些系统。在其它执行中，命令可采用数据 的形式发送到系统来启动期望的动作。机器控制器402可以是单个处理单元、两个处理单元或贯穿多个处理单元分布。 如这里使用的多个指的是一个或多个处理单元。下载模块422通过控制系统或诸如图1的远程存储单元106的远程存储单元提供 园艺知识库424的更新。下载模块422也可为移动性多功能车400提供存取每株植物配方 计划和位于诸如图1的远程存储单元106的远程存储单元的其它信息。园艺知识库424包含关于操作环境的信息，例如像显示庭院、建筑物、树位置、花 圃位置、个体植物位置和其它静物位置的固定地图。园艺知识库424也可包含信息，例如不 限于位于操作环境里的植物品种和种类、关于水的需求的信息、生长阶段和位于操作环境 里的植物品种和种类的生命周期的信息、操作环境的当前天气、操作环境的天气历史、影响 移动性多功能车400的操作环境的特定环境特征和/或园艺任务的管理和执行的任何其它 合适的信息。园艺知识基库424里的信息可用来施行园艺任务的分类和规划动作。园艺知 识库424可完全位于移动性多功能车400里或园艺知识库424部分或全部位于诸如图1中 的远程存储单元106的远程存储单元，其可由移动性多功能车400存取。在一示例性实施方式中，用户界面426可在安装到移动性多功能车400 —侧的监 视器上呈现并可被操作员看到。用户界面426可显示来自移动性多功能车400周围环境的 传感器数据以及信息、警报和操作员的询问。在其它示例性实施方式中，用户界面426可呈 现在操作员持有的远程显示器上或位于远程存储单元，例如图1的远程存储单元106。效用函数428的运行有约束，即在多株植物，例如图1中的多株植物110的整个生 长季的情况下，最大化资源使用的效用。效用函数428的确切效用函数由诸如像园林管理 员的操作员经由用户界面426裁定。在一个示例性实施方式中，根据多个约束运行效用函 数428，以使效益最大化并使成本最小化。多个约束可以是一位置的当前水规则。当前水规 则可包括，例如，缺水信息、强加在某些位置的水的限制和/或当前移动性多功能车400可 从多个可用水源取得的水量，例如图1中的水源108。在示例性实施方式中，例如园林管理员使用效用函数428来考虑如下从图7的园 艺知识库700接收的图1中的多株植物110的信息的示例性子集
植物 类型 生长 阶段最小 最佳 注意126 一年生 结束 开花100ml 200ml 无128 多年生 预 开花50ml 150ml 显示130 一年生 预 开花75ml 150ml 无在这个信息的示例性子集中，应用到多株植物110的最佳水量是500毫升(ml)。 当时的实际应用被约束到只有250ml。约束是由于，例如像城市或镇区适当实行的缺水或干 旱限制。园林管理员可按如下优先考虑用水(1)在将要到来的展示中要突出显示的植物， (2)多年生植物，(3)在要开花阶段的一年生植物和(4)开花后阶段的一年生植物，只保持 为绿叶，可给予Oml (也就是，等死)。基于这个示例性优先考虑，给图1中的植物128最高优先权并给最佳150ml的水。 然后给图1的个体植物130100ml的水，不给图1的个体植物126水。如果要抛弃例如图1 中的个体植物126的植物，可产生移除其的工作顺序，所以其不会从土壤汲取任何另外的 水。如果水充足，它就能够留下并浇灌，提供美丽的令人心仪的绿叶。在这些实施例中，推进系统404可响应来自机器控制器402的命令，推动或移动移 动性多功能车400。推进系统404可响应从机器控制器402接收的指令，维持或加快移动性 多功能车移动的速度。推进系统404可以是电控推进系统。推进系统404可以是，例如内 燃机、内燃机/电混合系统、电发动机或一些其它合适的推进系统。转向系统406响应从机器控制器402接收的命令，控制移动性多功能车400的方 向和转向。转向系统406可以是，例如电控液压转向系统、电驱动架和小齿轮转向系统、阿 克曼(Ackerman)转向系统、滑移转向系统、差动转向系统或一些其它合适转向系统。刹车系统408响应来自机器控制器402的命令，减慢和/或停止移动性多功能车 400。刹车系统408可以是电控转向系统。该刹车系统可以是，例如液压刹车系统、摩擦刹 车系统或可电控的一些其它合适的刹车系统。采水和应用系统410是可位于移动性多功能车400上执行例如浇灌的园艺任务一 种类型的系统的实施例。采水和应用系统410使移动性多功能车400能够从诸如图1中的 水源108的多个来源诸如水的资源，以储存在储水系统416里。储水系统416是移动性多 功能车400使用的一种资源储存系统的示例性实施例。采水和应用系统410也使移动性多 功能车400能够将诸如水的资源应用到多个个体植物，例如图1中的个体植物126、128和 130。采水和应用系统410包括泵系统412和阀系统414。阀系统414可包括用于开始和结束资源的流动的多个阀。阀系统414可结合重力 自流供应使用，从储水系统416的池438的水位之上的资源来源获得资源。泵系统412可 用来从池438水位之下的资源来源将资源抽取到储水系统416里。
在示例性实施方式中，虽然重力自流供应可用来浇灌植物，但是这要求水位在出 口水位之上。这可能不适用于例如机器人的小型移动性多功能车，其需要用大罐或位于在 机架上的周围区域之上的罐来浇灌植物。对于在移动性多功能车400的池438的水位之下 的植物，阀系统414用来允许例如水的资源被重力牵引和分配。对于在池438的水位之上 的植物，泵系统412允许例如水的资源从储水系统416转移到多株植物，例如像图1中的多 株植物110中之一。如这里使用的，多株植物就是一种或更多种植物。资源，例如水的量由 每株植物的配方计划指定。实际应用的资源可从泵的活动估计，或使用流体流量传感器测量，例如在储水系统416里的流量/水位计440。储水系统416包括池入口 436、池438、流量/水位计440和搅 拌器442。池入口 436是用于允许资源添加到池438的开口或管道。池438是用来保持备用资源的容器。在 示例性实施方式中，储水系统416具有多个池。如这里使用的，多个指的是一个或多个池。 流量/水位计440监控池438里的资源量和在具体位置应用的资源量。在示例性实施方式中，流量/水位计440可以是，例如池438里的浮子。浮子的垂 直位置表示池438里的资源量。在示例性实施方式中，浮子可以是追踪水位随着时间的改 变的传感器，并将传感器数据传输到处理系统，例如机器控制器402，在另一个示例性实施 方式中，流量/水位计440可以是用于测量当水从池438经过采水和应用系统410的水的 流速的设备。例如，针轮传感器设备可用来测量流出池438的水量。针轮传感器设备可像 流过设备的水一样旋转，旋转的速率指示流过设备的水量。传感器数据可传输到数据处理 系统，例如机器控制器402。在另一个示例性实施方式中，如果已知初始池的水位，流过针轮 设备的流速的传感器数据可用来计算池中的剩余水位。搅拌器442可用来将两种或两种以上的资源混合在一起，以达到池438里的均一 浓度。资源，例如不限于，可以是水、肥料、除草剂、杀虫剂、杀真菌剂、植物养料、养分和/或 任何其它类型的资源。传感器系统418是高度完整的感知系统并可以是用来收集关于移动性多功能车 周围的环境的信息的一组传感器。在这些实施例中，信息发送到机器控制器402，提供识别 移动性多功能车400如何管理资源使用的数据，特别提供关于多株植物和操作环境的当前 条件的数据。在这些实施例中，一组指的是一项或更多项。在这些实施例中一组传感器是 一个或多个传感器。通信单元420是高集成通信系统并为机器控制器402提供多重冗余通信链接和信 道来接收信息。通信链接和信道可以是提供故障安全通信的异类和/或同类冗余部件。这 个信息包括，例如数据、命令和/或指令。通信单元420可采用各种形式。例如，通信单元420可包括无线通信系统、例如 蜂窝电话系统、Wi-Fi无线系统、蓝牙无线系统和/或一些其它合适的无线通信系统。进一 步，通信单元420也可包括通信端口，例如像通用串行总线端口、串行接口、并行端口接口、 网络接口和/或一些其它合适的端口以提供物理通信链接。通信单元420可用来与诸如图 1的远程存储单元106的远程存储单元或操作员通信。数据存储设备434是图3中的持久存储器308的一个实施例。数据存储设备434 包括每株植物配方计划444。每株植物配方计划444可使用园艺知识库424获得，或从远程 存储单元经由下载模块422接收。图4的移动性多功能车400的示例不是意味着在执行不同有利实施方式的方式上 暗示物理或结构限制。除了示出的这些之外或代替示出的这些，可使用其它部件。在一些 有利实施方式中，一些部件就不是必需的。同样的，表示的块是示出一些函数的部件并当用 硬件和/或软件实现时，组合和/或分成不同的块。例如，在一些有利实施方式中，对于储 水系统416搅拌器就不是必需的。在一些其它有利的实施方式中，在储水系统416内可找 到多个池，每个池包含不同的资源。如这里使用的，水指的是可应用到植物，例如图1中的 个体植物126、128和130的水和/或其它资源。其它资源，例如不限于，可以是肥料、除草齐 、杀虫剂、杀真菌剂、植物养料、养分等等。在另一有利实施方式中，移动性多功能车400可包含代替描述的系统或除描述的 系统之外的附加系统。例如，其它系统可以包括但不限于修剪系统、栽培系统、种植系统和 /或用于执行园艺任务的任何其它合适的系统。移动性多功能车400可以是通用目的移动 性多功能车或专用移动性多功能车。通用目的移动性多功能车可具有一个或多个可互换系 统。专用移动性多功能车可具有一个或多个固定系统。现在参考图5，依照示例性实施方式描述了水源的框图。水源500是图1中的水源108之一的实施例。水源500包括水释放系统502、储水系统504和通信单元506。水释放系统502包 括鉴别系统508、入坞系统510和填充系统512。鉴别系统508从移动性多功能车，例如图 4中的移动性多功能车400接收识别信息，并确定是否批准移动性多功能车从水源500抽 水。例如，在示例性实施方式中，鉴别系统508可包括检测移动性多功能车上的射频识别标 签的射频识别阅读器。入坞系统510允许移动性多功能车达到用于在水源500和移动性多功能车之间的 转移水的准确位置。填充系统512包括泵系统514和阀系统516。为了将水发送到移动性多功能车里， 泵系统514被用来从水源500抽水。阀系统516可包括用于开始或停止水从水源500流到 移动性多功能车的多个阀。阀系统516可与重力自流供应结合使用，将水从水源500发送 到在水源500的水位下面的移动性多功能车。储水系统504包括池入口 518、来源贮液池520和流量/水位计522。池入口 518 是用于允许将水添加到来源贮液池520的开口或管道。来源贮液池520是用来保持备用水 的容器。在示例性实施方式中，来源池可以是桶、冷凝器、井、沟渠、湖、河、川、溪、池塘等等。 流量/水位计522监控来源贮液池520里的水量和转移到具体移动性多功能车的水量。在 示例性实施方式中，流量/水位计522，例如可由是来源贮液池520里的浮子，测量当水从来 源池经过到达移动性多功能车的水的流速的设备，或组合。通信单元506可选地用来从移动性多功能车接收识别信息并将水源数据传输到 诸如图1中的远程存储单元106的远程存储单元或操作员。通信单元506可采用各种形式。 例如，通信单元506可包括无线通信系统，例如蜂窝电话系统、Wi-Fi无线系统、蓝牙无线系 统和/或一些其它合适的无线通信系统。进一步，通信单元506也可包括通信端口，例如像 通用串行总线端口、串行接口、并行端口接口、网络接口和/或一些其它合适的端口以提供 物理通信链接。图5中的水源500的示例不是意味着在执行不同有利的实施方式的方式上暗示物 理或结构限制。除了示出的这些之外或代替示出的这些，可使用其它部件。在一些有利实 施方式中，一些部件就不是必需的。同样的，表示的块是示出一些函数的部件并当用硬件和 /或软件执行时，组合和/或分成不同的块。例如，在一些有利实施方式中，鉴别系统508和 通信单元506可集成为一个系统。在一些其它有利的实施方式中，填充系统512可只包含 一种系统，或除泵系统514和阀系统516之外的其它系统。现在参考图6，依照示例性实施方式描述了多个数据库的框图。多个数据库600可 位于诸如图1中的远程存储单元106的远程存储单元，在移动性多功能车中，例如图1中的移动性多功能车104和图4中的移动性多功能车400，或穿过远程存储单元和移动性多功能 车分布。 多个数据库600包括园艺知识库602、园艺任务规则604、天气和太阳预报606、土 壤湿度模型608、水源鉴别数据库610和水源水位数据库612。园艺知识库602包含关于操 作环境的信息，例如像显示庭院、建筑物、树位置、花圃位置、个体植物位置和其它静物位置 的固定地图。园艺知识库602也可包含信息，例如不限于位于操作环境的植物品种和种类、 关于水的需求、生长阶段和位于操作环境里的植物品种和种类的生命周期的信息、操作环 境的当前天气、操作环境的天气历史、影响移动性多功能车例如图4中的移动性多功能车 400的操作环境的特定环境特征，修剪模式，种植深度，种子方位，栽培方法过冬准备方法和 /或任何其它合适的园艺信息。
园艺知识库602里的信息可用来施行分类和规划动作。园艺知识库602可完全位 于移动性多功能车里，例如图4中的移动性多功能车400，或部分或全部的园艺知识库602 可位于诸如图1中的远程存储单元106的远程存储单元，其可被移动性多功能车访问。园艺任务规则604不限于可包括水规则614、修剪规则616、种植规则618、栽培规 则620和过冬准备规则622。水规则614可包括移动性多功能车的操作环境的当前水规则。 水规则614可包括缺水信息、强加在操作环境之上的水的限制、或如图1中移动性多功能车 104的移动性多功能车当前从如图1中水源108的多个可用的水源可用的水量。修剪规则616可包括关于具体的植物一年中何时应修剪的规则，基于具体植物的 植物种类、品种、生长阶段和/或生命周期。修剪指的是从植物移除生病、无果实或另外的 不想要的部分。修剪可通过控制或指导植物的生长来为植物造型、维持植物的健康或增加 花和果实的生长或品质。例如，在一年中的任何时候可以修剪小枝。在另一个示例性实施例中，修剪大枝多 于植物顶冠的百分之五到十，在冬天的冬眠或刚好在开花后的夏中进行。在这个实施例中， 修剪规则616应考虑要修剪的植物的类型，并进一步明确如果在冬眠期间修剪，一种植物 品种要经历冬天霜冻的危害，并应在夏中修剪，同时另一植物品种充分坚挺能够承受在冬 天期间修剪。一些植物品种，例如像木兰，在夏天或在冬眠的开始时修剪更好，因为这个植 物品种在修剪后缓慢变硬。在季节早期开花的木本植物，例如像苹果、杜鹃和丁香应在正好 开花后修剪，因为稍后修剪可影响随后季节的花。种植规则618可包括基于具体植物的植物种类、品种和/或生命周期关于具体植 物何时播种、种植之前种子的处理、种子种植的深度、种子种植的方位和/或任何其它合适 的种植规则的规则。例如，为了发芽一些植物品种需要冷处理并为了适当地在春天发芽，应 在冬天期间种植。在另一个示例性实施例中，一些植物品种可迅速发芽，并需要温度环境来 繁茂，并因此需要在春天种植。何时播种的规则指的是哪个季节种植最好。种植之前的种子处理的规则包括，例 如不限于，种子破皮处理、土层保护、浸泡种子、种子清选、种子发芽和/或任何其它合适的 种子处理的规则。种子的方位指的是种子在土壤里的位置，例如像处于根部向下。栽培规则620可包括基于具体植物的植物种类、品种、生长阶段和/或生命周期， 何时栽培植物的规则。栽培指的是，例如不限于，犁地或耕地、锄草、采摘植物和/或任何其 它合适的栽培任务的任务。
过冬准备规则622可包括基于具体植物的植物种类、品种、生长阶段和/或生命周期，何时为具体植物做过冬准备的规则。例如，为了存活到下一季，某些种类的多年生植物 需要做过冬准备。天气和太阳预报606可包含关于操作环境中当前的操作条件的信息。当前的操作 条件可包括因素，例如不限于，最近的降雨量、当前的降雨量、预期的降雨量、干旱、雨水短 缺、风、云量、荫、直接光照、当前温度等等。土壤湿度模型608是个体植物，例如图1中的个体植物126、128和130的理想土壤 湿度条件的基础模型。土壤湿度模型根据原地测量的土壤类型和/或操作环境的地形来调 整。地形可包括操作环境的特征，例如不限于，操作系统的斜坡或小山。在这些实施例中， 地形可影响操作环境中的土壤的湿度保持。水源鉴别数据库610可包含识别和鉴别批准的移动性多功能车的信息。例如，在 示例性实施方式中，水源鉴别数据库610可包含关于批准具体的移动性多功能车从具体的 水源抽水或在特定的日期和时间具体的移动性多功能车可从具体的水源抽水的信息。水源 鉴别数据库610由水源存取，例如图5中的水源500，使用鉴别系统，例如图1中的鉴别系统 508。水源鉴别数据库610也可由移动性多功能车存取，例如图4中的移动性多功能车，例 如使用下载模块420获得具体水源的鉴别代码。水源水位数据库612包含关于不同水源例如图1中的水源108的当前水位的信 息。在示例性实施方式中，水源，例如图5中的水源500可将来源池的水位信息传输到水源 水位数据库612。当为了满足每株植物配方计划而确定存取哪个水源时，移动性多功能车， 例如图4中的移动性多功能车400可存取问水源水位数据库612。图6的移动性多功能车600的示例不是意味着在执行不同有利的实施方式的方式 上暗示物理或结构限制。除了示出的这些之外或代替示出的这些，可使用其它部件。在一 些有利实施方式中，一些部件就不是必需的。同样的，表示的块是示出一些函数的部件并当 用硬件和/或软件实现时，组合和/或分成不同的块。例如，在一些有利实施方式中，多个 数据库600包含附加的数据库或较少的数据库。现在参考图7，依照示例性实施方式描述了园艺知识库的框图。园艺知识库700是 机器控制器的知识库部件的实施例，例如图4中的移动性多功能车400的园艺知识库424。 例如，园艺知识库700可以是不限于导航系统的部件、自发机器控制器、半自发机器控制器 或可用来关于操作环境活动和协调活动进行园艺管理的决定。园艺知识库700包括固定知识库702、在线知识库704和学得知识库706。固定知识库702包含关于移动性多功能车的操作环境的静态信息。固定知识库 702包括工作区域地图708、植物物种710、植物品种712、水需求714、生长阶段716、生命周 期718、对象数据库720、修剪模式722、栽培方法724和过冬准备的方法726。工作区域地 图708包含关于移动性多功能车的操作环境的信息，例如不限于，显示庭院、建筑物、树位 置、花圃位置、个体植物位置和其它静物位置的固定地图。植物种类710包含关于各种植物品种的特性的信息。例如，各种植物品种的特性 可以是，不限于，树干、树皮、分支系统、茎大小、叶模式、萌芽、非萌芽、颜色、生长模式、优选 光照、优选土壤湿度、优选土壤PH值等等。植物品种712包含关于不同植物种类的特性或 植物物种710里发现的各种植物品种的栽培变种的信息。例如，不同植物种类的特性或各种植物品种的栽培变种，不限于可以是颜色、大小、生长模式、萌芽模式、优选光照光、优选 土壤湿度、优选土壤PH等等。栽培变种是已经选择的栽培植物，并由于其装饰或使用特性 而给予了独特的名字。栽培变种通常不同于类似的植物，并当繁殖时，其保持这些特性。在示例性实施方式中，优选土壤湿度的各种特性的一些实施例不限于可以是比年 平均降雨量更多的水、生长阶段期间更多的水、冬眠期间没有水、排水良好的土壤等。在另 一示例性实施方式中，颜色和大小的各种特性的一些实施例，不限于可以是有白边的绿叶、 有不规则宽度的浅黄边绿叶、有深绿色边的淡黄绿色到金色的叶子、有黄色阴影的深蓝色 叶子、淡黄绿色到金色的大叶子、有中心全金色且其间有白色条纹的绿叶等。水需求714包含关于与每种植物物种和植物品种或在植物物种710和植物品种712发现的栽培变种相关联的典型的水需求的信息，根据植物的生长阶段和生命周期。生长 阶段716包含关于典型的生长阶段、或期望的生长阶段的信息，与植物物种710和植物品种 712中发现的每种植物物种和植物品种相关联。期望的生长阶段例如可以是生长高度、花 期、开花和/或用于确定具体植物的成长阶段的任何其它合适生长阶段指标。生命周期718 包含关于与植物物种710和植物品种712中发现的每种植物物种和植物品种相关联典型的 生命周期的信息。例如，生命周期718可指出具体植物品种或种类是一年生植物或是多年 生植物。多年生植物，尤其是小的开花植物，在春天和夏天生长和开花，每年秋天和冬天死 亡，然后回到春天从它们的根茎生长。一年生植物将典型地在一年中发芽、开花和死亡，除 非防止它们结籽。一些无核植物即使不开花，也被认为是一年生植物。个体植物的生命周 期不同并依赖于一点，即生长季节及植物的品种和种类的类型。对象数据库720包含关于在操作环境里识别的对象的固定信息，其可被用来分类 环境里识别的对象。这个固定信息可包括分类的对象的属性，例如具有高、窄、垂直和圆柱 属性的已识别对象，可与“树干”的分类相关联。固定知识库702可包含进一步的固定操作 环境信息。固定知识库702可基于来自学得知识库706的信息更新。修剪模式722包含关于如何修剪具体植物种类和/或品种的信息。修剪模式722 可包括截短枝条切断、尖灭切断、除去顶芽切断、消除死花和/或任何其它合适的修剪方 法。截短枝条是切回生长的中间点的切割模式。尖灭切割是切回初始的一些点的修剪模式， 例如移除整个枝条、枝干或在植物上的初始点的分枝。除去顶芽切割是包括移除所有分枝 和生长留下少量的大枝或树的树干的修剪模式。消除死花是移除凋谢的花或将要盛开的花 的修剪模式，以延长花期几个星期或促进再开花或防止播种。栽培方法724包含关于如何栽培具体植物种类和/或品种的信息。栽培方法724 可包括关于如何施行某些任务的信息，例如不限于犁地或耕地、锄草、采摘植物和/或任何 其它合适的栽培任务。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 它合适的耕地方法。例如，当土壤变硬时，耕地就是必需的，例如当土壤接收湿度，然后迅速 干燥形成坚硬的表面进一步防止湿度渗透土壤到达植物根部。当提供具体植物种类或品种 的适当方法时，栽培方法724也应考虑具体植物的根部深度。例如，根部浅的植物需要钝头 工具来耕地，例如锄头，同时根部深的植物，系统允许使用灵敏的工具来耕地，例如转子犁。用于锄草的不同方法可包括但不限于物理方法、化学方法和/或用于锄草的任何 其它合适的方法。例如，物理方法可包括刨地来将野草的根割断或将从土壤中拔出。化学 方法可包括在野草生长的区域上散播除草剂。用于收获的不同方法可包括，不限于，收割、采摘、切割或另外的移除成熟的农作物、水果、蔬菜、花和/或任何其它植物产物。过冬准备的方法726包含关于如何为具体的植物种类和/或品种做过冬准备的信息。过冬准备的方法726包括的方法，例如不限于，修剪老的生长、增加有机物质、覆盖休眠 期的植物隔离和/或任何其它合适的过冬准备的方法。例如，覆盖休眠期的植物可包括使 用碎叶、稻草或其它合适的有机物将植物覆盖到一定的深度，例如用两英尺的碎叶隔离植 物。在线知识库704可利用堵如图4中的通信单元420的通信单元访问，以无线访问 互联网。在线知识库704动态地将信息提供给机器控制进程，这样能够调整传感器数据的 处理、站点指定传感器的精确计算和/或传感器信息的排除。例如，在线知识库704可包括 来自在线源的操作环境的当前天气条件。在一些实施例中，在线知识库704可以是远程访 问的知识库。为了获得操作环境的精确的环境数据，该天气信息被图4中的机器控制器402 中的控制软件430使用，来确定激活哪个传感器。例如雨天、雪天、雾和霜的天气可限制某 些传感器的范围，并为了从操作环境获得精确的环境数据，需要调整其它传感器的属性。可 获得的其它类型的信息包括但不限于植被信息，例如树叶的成长、落叶的状态和草地湿度 压力。学得知识库706可以是园艺知识库700的分离部分，或可选地在示例性实施方式 中与固定知识库702集成。学得知识库706包含移动性多功能车花费更多时间在特定工作 区域学到的知识，并依赖与在线知识库704和用户输入的交互而临时或长期改变。学得知 识库包括观察的植物生长阶段728、可见植物压力数据730、观察的实际水使用732和每株 植物配方计划734。观察的植物生长阶段728包含例如图4中的传感器系统418的传感器 系统收集的信息，检测例如图1中个体植物126、128和130的个体植物的实际植物生长阶 段。观察的植物生长阶段728的信息可与位于生长阶段716的典型植物生长阶段信息相比 较，并用来调整个体植物的处理和水的应用。可见的植物压力数据730包含传感器系统收 集的关于处于损坏中的个体植物的信息或显示压力的可见标记。为了解决观察到的植物压 力，可见的植物压力数据的信息可用来调整个体植物的处理和水的应用。观察的实际水使用732包含传感器系统收集的关于土壤湿度、水分保持和应用的 实际水量的信息。观察的实际水使用732是关于处理系统能够使用的个体植物的实际水使 用的学术信息，例如图4中的机器控制器402的效用函数428，调整应用在未来水使用的应 用中的水量。每株植物配方计划734包含关于应用到每株个体植物，例如图1中的个体植物 126、128和130的水量和/或其它物质的信息。其它物质，例如不限于，可以是肥料、植物养 分、杀虫剂等等。在一个示例性实施方式中，每株植物配方计划734通过图4中的下载模块 422或通信单元420传输到移动性多功能车，例如图4中的移动性多功能车400。在另一个 示例性实施方式中，处理系统，例如图4中的机器控制器402，使用来自观察的植物生长阶 段728的学得数据、可见的植物压力数据730和观察的实际水使用732以及来自固定知识 库702的固定数据计算每株植物配方计划734。移动性多功能车，例如图4中的移动性多 功能车400，通过在操作环境中移动从水源收集水，例如图1中的水源108，来满足每株植物 配方计划734，并将水应用到多株植物，例如图1中的多株植物110。每株植物配方计划734 指导应用到多株植物的特定水量和/或其它物质。如这里使用的，每株植物指的是一株或更多株个体植物。在这些实施例中，每株植物配方计划734关注个体植物，例如图1中的个 体植物126，或可关注多株植物，例如图1中的多株植物110。在另一个示例性实施例中，学得知识库706可检测缺乏呈现上次其从工作区域接 收的环境数据的树。学得知识库706可临时改变与工作区域相关联的环境数据来反映新的 缺乏树，这随后可基于用户的输入而永久改变，确认树实际上被砍伐。学得知识库706可通 过监督或无人监督学到。
园艺知识库700的信息可用来施行管理水使用的分类和规划行动。园艺知识库 700可完全位于如图4中的移动性多功能车400的移动性多功能车里，或部分或全部的园艺 知识库700可位于诸如图1中的远程存储单元106的远程存储单元，其可被移动性多功能 车访问。现在参考图8，依照示例性实施方式描述了每株植物配方计划的框图。每株植物配 方计划800是图7中的每株植物配方计划734的一种执行的实施例。每株植物配方计划800包含关于应用到每株个体植物，例如图1中的个体植物 126、128和130的水量和/或其它物质的信息。每株植物配方计划800指导应用到多株植 物的特定水量和/或其它物质。如这里使用的，每株植物指的是一株或更多株个体植物。在 这些实施例中，每株植物配方计划800关注个体植物，例如图1中的个体植物126，或可关注 多株植物，例如图1中的多株植物110。如示出的，每株植物配方计划800包括，例如植物识别802、植物位置804、水量806 和其它物质的量808。单株配方计划800的这些不同的部件用来识别要浇灌的植物，以及应 用到那种植物的水量和其它物质。植物识别802包括识别个体植物或一组植物的品种和种类的信息。使用固定知识 库的部件，例如图7中的固定知识库702的植物物种710和植物品种712，以及传感器系统， 例如图4中的传感器系统418，获得植物识别802的信息。植物位置804包括关于植物或一组植物的位置的信息。例如，植物位置804可包 含关于例如图1中的个体植物126的个体植物的位置的信息、关于例如图1中的多株植物 110的一组植物的位置的信息和/或关于例如图1中的区域132的有多株植物的区域的位
置的信息。水量806是在当前条件下效用函数已经计算与浇灌一组植物相关联的成本、收益 和约束之后，分配给植物或一组植物的水量。效用函数可以是移动性多功能车的机器控制 器的软件部件，例如图中的移动性多功能车400的机器控制器402的效用函数428。可选 地，在另一个示例性实施方式中，效用函数可以是在例如图1中的远程存储单元106的远程 存储单元的软件部件，远程存储单元将计算的水量以每株植物配方计划800的形式传输到 移动性多功能车。其它物质的量808包括关于应用到植物或一组植物的除了水的物质的信息。其它 物质，例如不限于，可以是肥料、植物养分、杀虫剂等等。在一个示例性实施方式中，每株植物配方计划800通过图4中的下载模块422或 通信单元420传输到移动性多功能车，例如图4中的移动性多功能车400。在另一个示例性 实施方式中，处理系统，例如图4中的机器控制器402的效用函数428，使用来自观察的植物 生长阶段728的学得数据、可见的植物压力数据730和观察的实际水使用732，以及来自图7中的固定知识库702的固定数据计算每株植物配方计划800。现在参考图9，依照示例性实施方式描述传感器系统的框图。传感器系统900是图 1中的传感器系统112和图4中的传感器系统418的一种执行的实施例。
如示出的，传感器系统900包括，例如红外照相机902、可见光照相机904、土壤湿 度传感器906、雨量传感器908、温度计910、风力传感器912、环境光传感器914、全球定位 系统916和结构光传感器918。这些不同的传感器用来识别移动性多功能车周围的操作环 境。选择传感器系统900的传感器使得其中一个传感器总是能够感测需要在不同操作环境 操作移动性多功能车的信息。近红外照相机902使用近红外辐射形成图像。可见光照相机904可以是标准的静 止图像照相机，其可单独使用包含彩色信息或与第二照相机使用来产生立体、或三维图像。 当可见光照相机904连同第二照相机使用产生立体图像时，调整两个或两个以上的照相机 具有不同的曝光设置，在一定范围的照明条件下提供改进的性能。可见光照相机904也可 以是捕获并记录移动图像的摄像机。来自近红外照相机902和可见光照相机904的近红外图像可使用本领域已知手段 处理，以识别植物品种并估定植物的健康。土壤湿度传感器906从操作环境的特定部分检测当前在原处的土壤湿度信息。雨量传感器908检测移动性多功能车的外表面上的降水量。在一个实施方式中， 雨量传感器908包括红外光和红外传感器。在这个示例性实施例中，雨量传感器908通过在 45度角发出红外光从移动性多功能车的内部进入移动性多功能车的挡风玻璃里来操作。如 果挡风玻璃是湿的，较少的光返回传感器，指出挡风玻璃上有湿气并有可能是雨水。示例性 实施方式不意味着限制雨量传感器908的结构。可使用其它的雨量监测技术而不背离本发 明的精神和范围。温度计910检测操作环境的环境温度。风力传感器912检测操作环境的风速。在 示例性实施方式中，温度计910和风力传感器912是传感器900的可选特征。温度计910 和风力传感器912检测的信息可选地从在线知识库接收，例如图7中的在线知识库704。环 境光传感器914检测操作系统里的环境光量。全球定位系统916可识别移动性多功能车关于环境中的其它对象的位置。全球定 位系统916可以是基于信号强度和/或光程的任何类型的射频三角测量方案。实施例包括 但不限于全球定位系统、全球轨道导航卫星系统(Glonass)、伽利略(Galileo)系统和移动 电话塔相对信号强度。位置典型地被报道为有误差的纬度和经度，依赖于因素，例如电离层 条件、卫星星群和从植被的信号衰减。结构光传感器918以例如一条或多条线的模式发光，回读通过照相机的光反射， 并解释反射以检测和测量环境中的对象。在示例性实施方式中，传感器系统900从土壤湿度传感器906接收数据，识别操作 环境的特定部分的土壤湿度。关于土壤湿度的信息由处理器处理，例如图4中的机器控制 器402的效用函数428，并可选地通过图4中的用户界面426显示给操作员。在一个示例性 实施例中，接收用户输入，调整操作环境的特定部分里的个体植物或多株植物的每株植物 配方计划。然后诸如图4中的机器控制器402的控制系统中的控制软件430使用用户输入 确定将哪个命令发送到移动性多功能车的水应用系统。
在另一个示例性实施方式中，图4中的机器控制器402从传感器系统900接收土 壤湿度数据，并为了确定将哪个命令发送到移动性多功能车的水应用系统而与图4中的园 艺知识库424交互。现在参考图10，依照示例性实施方式描述了示出用于管理水的使用的过程的流程 图。图10中的过程可由图4中的机器控制器402中的效用函数428和控制软件430执行。
过程由识别多株植物开始(步骤1002)。多株植物可以是，例如图1中的多株种植 物110。多株植物可包含多个同类或异类的个体植物，例如图1中的个体植物126、128和 130。如这里使用的多个指一株或更多株植物。多株植物可使用诸如图7中的园艺知识库 700的知识库来识别。在示例性实施方式中，植物也可在种植时经由位于靠近植物的射频识 别标签来识别。射频识别标签还可具有便于人们观看的印刷的植物的名字，如经常在园林 中所做的。接下来，过程确定多株植物中每株植物的水需求(步骤1004)。水需求使用诸如图 7中的园艺知识库700的水需求714的水需求数据库来确定。然后过程识别当前条件(步 骤1006)。当前条件可使用诸如图7中的园艺知识库700的知识库和/或例如图9中的传 感器系统900的传感器系统来识别。当前条件是识别要施行浇灌的区域的状态的参数。当 前条件的参数可包括例如不限于最近降雨量、当前降雨量、期望降雨量、土壤湿度、干旱、 雨水短缺、风、云量、荫、直接光照、当前温度、可见的植物数据等等。过程计算多株植物的每株植物配方计划(步骤1008)。每株植物配方计划可指示 应用到多种植物的特定水量和/或其它物质。如这里使用的，每株指的是一株或更多株个 体植物。在这些实施例中，每株植物配方计划734关注个体植物，例如图1中的个体植物 126，或可关注多株植物，例如图1中的多株植物110。接下来，过程从水源获取水(步骤1010)，例如从图1中的水源108中的一个或多 个。然后过程根据每株植物配方计划将水应用到每一株植物，过程随后终止。现在参考图11，依照示例性实施方式描述了示出用于确定水需求的过程的流程 图。图11中的过程可由在图4中的机器控制器402上执行的软件部件执行，例如图4中的 园艺知识库424和/或传感器系统418。过程由识别植物品种开始(步骤1102)。个体植物的植物品种可使用图7中的园 艺知识库700内的固定知识库702的植物物种710识别。接下来，过程识别植物种类(步 骤1104)。植物种类可使用图7中的园艺知识库700内的固定知识库702的植物品种712 来识别。个体植物被识别为固定知识库702的一部分，或可选地，可使用图4中的传感器系 统418结合图7中的园艺知识库700来识别。例如，在一个示例性实施方式中，例如图9中 的传感器系统900的可见光照相机904的照相机可检测例如图1中的个体植物126的个体 植物的特性。为了识别植物品种，检测的特性结合图7中的园艺知识库700的植物物种710 和植物品种712的信息使用。接下来，过程确定个体植物的生长阶段(步骤1106)。在一个示例性实施方式中， 生长阶段使用来自图7中的园艺知识库700的生长阶段716的信息确定。在另一实施方式 中，个体植物的生长阶段使用例如图9中的传感器系统的传感器系统确定，以检测观察的 植物生长阶段。在这个实施例中，关于观察的植物生长阶段的信息存储在学得知识库，例如 图7中的园艺知识库700的学得知识库706，并随后移动到固定知识库702更新生长阶段716。然后过程确定个体植物的生命周期(步骤1108)。生命周期指的是个体植物是一 年生植物还是多年生植物和植物的个体生长周期的阶段。多年生植物，尤其是小的开花植 物，在春天和夏天生长和开花，每年秋天和冬天死亡，然后回到春天从它们的根茎生长。一 年生植物将典型地在一年中发芽、开花并死亡，除非防止它们结籽。一些无核植物即使不开 花，也被认为是一年生植物。个体植物的生命周期不同并依赖于一点，即生长季节及植物的 品种和种类的类型。
最后，过程基于识别的植物品种和种类，以及个体植物的确定的生长阶段和生命 周期确定个体植物的水需求(步骤1110)，过程随后终止。现在参考图12，依照示例性实施方式描述了示出用于识别当前条件的过程的流程 图。图12中的过程由图4中的机器控制器402中的园艺知识库424单独和/或结合使用 图4中的传感器系统418来执行。过程由获得水和太阳预报信息开始(步骤1202)。天气和太阳预报信息通过访问 数据库获得，例如图6中的天气和太阳预报606，或通过使用图7中的在线知识库704访问 当前天气报告。接下来，过程识别当前水规则(步骤1204)。当前水规则通过访问数据库获 得，例如图6的园艺任务规则604的水规则614，或通过使用图7中的在线知识库704访问 在线水规则系统。然后过程确定观察的植物生长阶段是否相应期望的植物生长阶段(步骤1206)。 观察的植物生长阶段使用传感器系统检测，例如图9中的传感器系统900。关于观察的植 物生长阶段的信息用传感器系统实时访问，或可储存在例如图7中的学得知识库706的学 得知识库里。信息与例如图7中的生长阶段716的期望的生长阶段的固定数据库比较，以 确定观察的生长阶段是否相应期望的生长阶段。如果观察的生长阶段与期望的生长阶段不 同，过程相应地调整水需求计算(步骤1208)。例如，如果植物是开花植物，一旦植物进入花 期需要更多的水，期望的生长阶段指示具体植物的这个发展阶段应出现开花，但是观察的 生长阶段指示植物尚未开花，调整减少水需求计算。一旦进行调整，过程移动到步骤1210。如果观察的生长阶段相应期望的生长阶段，那么过程确定观察的实际水使用是否 相应期望的水需求(步骤1210)。观察的实际水使用可使用传感器系统检测，例如图9的传 感器系统900。关于观察的实际水使用的信息可用传感器系统实时访问，或可储存在例如图 7中的学得知识库706的学得知识库里。信息可以与例如图7中的水需求714的期望的水需求的固定数据库比较，以确定 观察的实际水使用是否相应个体植物的期望的水需求。如果观察的实际水的使用与期望 的水需求不同，过程相应地调整水需求计算(步骤1212)。一旦进行调整，过程移动到步骤 1214。如果观察的实际水的使用相应期望的水需求，那么过程使用例如图9中的传感器 系统900的传感器系统检测土壤湿度(步骤1214)，然后，过程确定检测的土壤湿度是否相 应土壤湿度模型(步骤1216)。土壤湿度模型包含个体植物的理想土壤湿度条件。土壤湿 度可使用例如图9中的土壤湿度传感器906的传感器检测。土壤湿度数据与例如图6中的 土壤湿度模型608的土壤湿度模型比较以确定检测的土壤湿度是否相应个体植物的土壤 湿度模型。
如果检测的土壤湿度与土壤湿度模型不同，过程相应地调整水需求计算(步骤 1218)。一旦已进行调整，过程移动到步骤1220。如果检测的土壤湿度相应土壤湿度模型，那么过程计算每株植物配方计划(步骤 1220)，过程随后终止。现在参考图13，依照示例性实施方式描述了示出用于浇灌多种植物的过程的流程 图。图13的过程通过图4中的机器控制器402里的控制软件430执行。过程由接受浇灌请求开始(步骤1302)。收到来自例如像园林管理员的操作员或 来自诸如图1中的远程存储单元106的远程存储单元的请求。过程接收每株植物配方计划 (步骤1304)。收到来自例如图4中的园艺知识库424的知识库或来自诸如图1中的远程 存储单元106的远程存储单元的每株植物配方计划。然后过程选择水源(步骤1306)并控 制移动性多功能车到选定的水源(步骤1308)的运动。接下来，过程从水源获取水(步骤1310)。过程控制移动性多功能车到例如图1中 的多株植物110的多株植物的每一株植物的运动(步骤1312)。然后，过程测量每一株植物 在原地的参数(步骤1314)。原地参数包括但不限于土壤湿度、可见的植物压力、实际水 使用、植物生长阶段等等。原地参数可使用例如图9中的传感器系统900的传感器系统测 量。过程基于原地参数确定每株植物配方计划是否适合每一株植物(步骤1316)。例如，在示例性实施方式中，通过比较植物的期望生长阶段与植物的观察的生长 阶段来确定当前浇灌配方计划是否满足具体植物的观察的当前条件来确定准确性。在另一 个示例性实施方式中，通过比较植物的期望生命周期与植物的观察的生命周期来确定当前 浇灌配方计划是否满足具体植物的观察的当前生命周期来确定准确性。在这个实施例中， 如果期望的生命周期是多年生的，植物在春季和夏季生长和开花，并预计在每个秋天和冬 天枯萎，但是观察的生命周期指示植物死亡而当前的操作条件指示是夏季，浇灌配方计划 就不准确，因为基于观察到植物死亡，植物就不再需要水。提供这些实施例仅仅是示出为了 确定每株配方计划的准确性，可采用多么不同的决定，并不意味着以任何方式限制发明的 不同执行。为了确定特定植物的每株植物配方计划是否正确，可使用多个不同的执行。如果基于原地参数，个体植物的每株植物配方计划不正确，那么过程相应地调整 每株植物配方计划(步骤1318)并应用水(步骤1320)。如果基于原地参数，个体植物的每 株植物配方计划正确，那么过程直接进行到步骤1320。如这里使用的，水指的是应用到植物 的水和/或其它物质。其它物质例如不限于可以是肥料、除草剂、杀虫剂、杀真菌剂、植物养分等等。接下来，过程确定多株植物中是否有较多植物要浇灌(步骤1322)。如果有较多植 物要浇，过程返回步骤1312。如果没有较多植物要浇，过程终止。现在参考图14，依照示例性实施方式示出了用于选择水源的过程的流程图。图14 的过程可有图4中的机器控制器402中的控制软件430执行。过程由接收浇水的请求开始(步骤1402)。收到来自例如像园林管理员的操作员 或来自诸如图1中的远程存储单元106的远程存储单元的请求。过程接收每株植物配方计 划(步骤1404)。收到来自例如图4中的园艺知识库424的知识库或来自诸如图1中的远 程存储单元106的远程存储单元的每株植物配方计划。接下来，过程识别与每株植物配方计划相关联的多个水源(步骤1406)，例如图1中的水源108。在示例性实施方式中，与每株植物配方计划相关联的水源指的是包含需要满 足每株植物配方计划的物质或多种物质的一个或多个水源。然后过程识别多个水源中的优 选水源(步骤1408)。可用多个方式确定优选水源。在一个示例性实施方式中，过程检查当 前的水配方计划以确定市政自来水是否可用或要求浇灌的时间和日期是否受限。例如如果 可用，由于较低的成本和邻近，市政自来水源是优选水源。如果市政自来水源不可用，例如 由于水的限制或短缺，于是过程可检查其它水源的水位。例如，过程可访问图6中的水源水 位数据库612来确定不同水源的水位。在另一个示例性实施方式中，过程可检查图6中的天气和太阳预报606，并确定最 近的降雨量指示图1中的雨桶114可能在高水位。确定优选水源的其它因素不限于例如可 包括接近和预报。过程选择优选水源(步骤1410)，过程随后终止。图14中的示例性过程不意味着 在执行不同有利的实施方式的方式上暗示物理或结构限制。除了示出的这些植物或代替示 出的这些，可使用其它步骤。在一些有利实施方式中，一些步骤 就不是必需的。例如，在一 些有利实施方式中可预选优选水源。现在参考图15，依照示例性实施方式描述了示出用于获取水的过程的流程图。图 15中的过程可通过图4中的机器控制器402中的控制软件430执行。过程由移动性多功能车在水源入坞开始(步骤1502)。过程将识别信息发送给水 源(步骤1504)。然后，过程确定在水源是否收到来自鉴别系统的鉴别(步骤1506)。如果 没有收到鉴别，过程终止。如果收到鉴别，过程将信号传输到水源填充系统以将水发送(步骤1508)到移动 性多功能车。过程监控移动性多功能车的池中的水位(步骤1510)。然后过程确定移动性 多功能车池中的水位是否已经达到阈值(步骤1512)。如果还未达到阈值，那么过程返回步 骤 1510。如果水位已经达到移动性多功能车池中的阈值，那么过程将信号传输到水源填充 系统以结束填充(步骤1514)。然后过程使移动性多功能车从水源出坞(步骤1516)，过程 随后终止。现在参考图16，依照示例性实施方式描述了示出用于从水源释放水的过程的流程 图。图16中的过程通过图15中的水释放系统502执行。过程由从移动性多功能车接收识别信息开始(步骤1602)，例如图4中的移动性多 功能车400。过程确定是否批准移动性多功能车使用水源(步骤1604)，例如像图5中的水 源500。如果不批准移动性多功能车使用水源，过程终止。如果移动性多功能车被授权使用水源，过程将鉴别发送到移动性多功能车(步 骤1606)。然后过程从移动性多功能车接收信号，将水发送到移动性多功能车的池(步骤 1608)。过程激活水源的填充系统(步骤1610)，例如图5的填充系统512。然后过程接收 信号结束填充(步骤1612)。过程停止填充系统(步骤1614)，过程随后终止。不同的描述的实施方式中的流程图和框图示出装置、方法和计算机程序产品的一 些可能的执行的结构、功能和操作。在这方面，流程图或框图中的每块表示计算机可用或可 读程序代码的模块、段或一部分，其包括执行特定函数或多个函数的一个或多个可执行指 令。在一些可选执行中，块中注明的函数或多个函数可不按图中注明的顺序发生。例如，在一些情形，连续显示的两块可实质上同时执行，或块有时可以按相反的顺序执行，依赖于包 括的功能。示例性实施方式认为需要根据用于个体植物和当前条件的每株植物配方计划管 理发送给植物的资源。具体地，示例性实施方式认为需要一种能够获得水的水发送系统，根 据当前条件调整浇水配方计划，并应用水而无人为干涉。示例性实施方式认为用于水应用的当前方法在一环境中操作，该环境中有一个主 要物种的植物，例如生长在相当一致环境中的单一植物。示例性实施方式认为当前系统基 于单一物种的植物确定应用水的量并假定在所选定的浇水季节可获得足够的水。示例性实施方式还认为庭院和花园在相同或相近位置可以存在具有不同浇水需 求的多株植物物种。在某些季节，例如在干旱时，水限制可以就位，且可能没有足够的水可 获取以提供给每一株植物生存所需量的水。示例性实施方式认为，住宅用水由于处理成本 和分送基础设施而通常比农业灌溉更贵。园丁可以选择使用来自除了市政用水以外的水， 例如雨水桶或灰水。因此，示例性实施方式提供计算机执行的方法和系统，用于提供一种资源应用到植物。接收用于多株植物的多个每株植物配方计划，以及选择一来源以满足所述多个每株 植物配方计划以形成一选定来源。移动性多功能车的运动被控制至所述选定来源，获取资 源，所述移动性多功能车的运动被控制至所述多株植物中的每一株植物。所述资源根据所 述每株植物配方从所述移动性多功能车应用到每一株植物。为了示例和描述的目的，已经提出了不同有利实施方式的描述，并不旨在彻底地 或限于公开的形式的实施方式。多个更改和变化将对本领域普通技术人员明显。进一步， 与其它实施方式相比，不同的实施方式可提供不同优点。为了最佳解释本发明的原理、实际 应用并使本领域其它普通技术人员能够理解有各种更改的本发明的各种实施方式适合具 体的使用预期，选择并描述了实施方式或选定的多个实施方式。
权利要求
一种用于提供资源的应用给植物的方法，所述方法包括接收用于多株植物的多个每株植物配方计划；响应于接收所述多个每株植物配方计划，选择一来源以满足所述多个每株植物配方计划以形成一选定来源；控制一移动性多功能车的运动至所述选定来源；从所述选定来源获得资源；响应于获得所述资源，控制所述移动性多功能车的运动至所述多株植物中的每一株植物；以及根据所述每株植物配方计划将所述资源从所述移动性多功能车应用到所述多株植物中的每一株植物。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括利用一传感器系统测量所述多株植物中的每一株植物的原位参数； 确定所述多个每株植物配方计划中的每株植物配方计划对于所述多株植物中的每一 株植物是否正确；以及响应于所述每株植物配方计划正确的确定，根据所述每株植物配方计划将所述资源从 所述移动性多功能车应用到所述多株植物中的所述每一株植物。
3.如权利要求2所述的方法，进一步包括；响应于所述每株植物配方计划不正确的确定，调整所述每株植物配方计划以形成一调 整的每株植物配方计划；以及根据所述调整的每株植物配方计划将所述资源从所述移动性多功能车应用到所述多 株植物中的所述每一株植物。
4.如权利要求1所述的方法，其中选择所述来源进一步包括 识别与所述多个每株植物配方计划相关联的若干来源；识别与所述多个每株植物配方计划相关联的所述若干来源中的一优选来源；以及 选择所述优选来源。
5.如权利要求4所述的方法，其中与所述多个每株植物配方计划相关联的所述若干来 源包括至少一个来源，该来源包括满足所述多个每株植物配方计划需要的若干资源。
6.如权利要求4所述的方法，其中所述若干来源包括满足所述多个每株植物配方计划 需要的若干资源，以及其中所述若干资源包括以下物质中至少一种水、肥料、除草剂、杀虫 剂、杀真菌剂、养分和植物养料。
7.如权利要求1所述的方法，其中选择所述来源进一步包括以下步骤中的至少一个 确定当前资源规则；确定若干资源来源的当前资源水平；确定最接近所述移动性多功能车的一资源来源；和确定所述移动性多功能车当前可用的所述资源来源。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述当前资源规则包括水规则，以及其中所述水规 则包括以下中的至少一个当前可取得的水量、当地缺水信息、和当地水限制信息。
9.如权利要求1所述的方法，其中从所述选择的来源获得所述资源还包括 鉴别具有所述选择的来源的所述移动性多功能车；发送一信号给所述选择的来源以发送所述资源给所述移动性多功能车；以及监控所述移动性多功能车的贮液池内的资源水平；以及发送一信号给所述选择的来源以停止发送所述资源给所述移动性多功能车。
10.如权利要求9所述的方法，鉴别具有所述选择的来源的所述移动性多功能车还包括发送识别信息给所述选择的来源；以及 从所述选择的来源接收鉴别。
11.一种用于施用资源应用给植物的系统，所述系统包括一机器控制器，其能够控制至少一辆移动性多功能车用以执行用于多株植物的多个每 株植物配方计划；一采集系统，其能够从若干来源获取一资源以满足所述多个每株植物配方计划； 一贮藏系统，其包括用于贮藏所述获取的资源的贮液池；以及 一应用系统，其能够将所述获取的资源应用到所述多株植物。
12.如权利要求11所述的系统，进一步包括 一传感器系统，其能够识别所述多株植物周围的信息。
13.如权利要求12所述的系统，其中所述多株植物周围的信息包括以下中的至少一 个土壤湿度、降水量、温度、风力、环境光、观察的生长阶段、植物健康状态、和观察的实际 水使用。
14.如权利要求11所述的系统，进一步包括 一泵系统，其能够获取和应用所述资源。
15.如权利要求11所述的系统，进一步包括 一阀系统，其能够获取和应用所述资源。
16.如权利要求11所述的系统，其中所述资源包括以下物质中至少一种水、肥料、除 草剂、杀虫剂、杀真菌剂、养分和植物养料。
17.如权利要求16所述的系统，进一步包括一搅拌器，其能够混合通过所述采集系统获取的若干资源。
18.如权利要求11所述的系统，进一步包括一通信设备，其能够接收来自若干传感器的输入。
全文摘要
用于提供一应用给植物的方法。示例性实施方式提供用于确定多株植物中的每株植物的个体资源需求的计算机执行的方法和系统。使用传感器系统识别当前条件。使用个体资源需求和当前条件，计算多株植物的多个每株植物配方计划。从多个资源来源中的选定资源来源获得资源。资源储存在移动性多功能车里，并根据多个每株植物配方计划，从移动性多功能车应用到多株植物中的每株植物。
文档编号A01G25/16GK101869047SQ20101014526
公开日2010年10月27日 申请日期2010年4月13日 优先权日2009年4月21日
发明者诺埃尔·韦恩·安德森 申请人:迪尔公司