农用车辆的代理位置确定的制作方法

1.本公开一般涉及工业车辆，比如农业或工程车辆或其他移动/可移动设备的位置确定的领域。更具体地，在一些实施例中，本公开涉及用于改善雨水排水或灌溉系统的效率或农田的耕作的系统和方法。


背景技术：

2.确定工业车辆，比如农业或工程车辆的位置的系统和方法可以确定用于诸如地表平整、土地平整、开沟和铺瓦排水之类的水管理应用的耕作设备的准确位置。在一些实现中，可以在拖拉机后面牵引机具来平整农田，以便改善雨水的排水。或者，可以在拖拉机后面牵引机具以形成沟渠，在所述沟渠中可以铺设排水管，以提高灌溉效率。在这两种情况下，为了使水管理更有效，需要精确地移动/定位拖拉机和机具。


技术实现要素：

3.本公开的一个实施例是一种用于为农用车辆提供位置的系统。所述系统包括被构造为耦接到第一车辆的第一接收器，所述第一接收器被配置为从外部源接收位置校正信息，并使用所述位置校正信息确定所述第一接收器在三维中的第一位置。所述系统还包括第二接收器，所述第二接收器被构造为耦接到第二车辆，并被配置为确定所述第二接收器的第二位置，其中所述第一接收器被配置为使用所述位置校正信息以比所述第二接收器机被配置为确定所述第二位置更高的精度水平来确定所述第一位置。所述系统还包括一个或多个处理电路，每个处理电路包括处理器和存储器，所述存储器上存储有指令，所述指令当由所述处理器执行时，使所述处理电路使用由所述第一接收器接收的位置校正信息，确定所述第二车辆在三维中的位置，包括所述第二车辆的至少一部分的垂直位置。
4.本公开的另一个实施例是一种用于为农用车辆提供位置的方法。所述方法包括通过耦接到第一车辆的第一接收器从外部源接收位置校正信息，通过所述第一接收器使用所述位置校正信息确定所述第一车辆在三维中的第一位置，通过耦接到第二车辆的第二接收器确定所述第二接收器的第二位置，使用由所述第一接收器接收的所述位置校正信息，确定所述第二车辆在三维中的位置，包括所述第二车辆的至少一部分的垂直位置，以及基于所确定的所述第二车辆在三维中的位置来控制所述第二车辆的至少一部分操作。
5.本公开的另一个实施例是一种用于为农用车辆提供位置的计算机可读介质。所述计算机可读介质包括处理电路，所述处理电路包括一个或多个处理器和存储指令的存储器。当所述指令由所述一个或多个处理器执行时，所述一个或多个处理器进行操作，包括：通过耦接到第一车辆的第一接收器从外部源接收位置校正信息；通过所述第一接收器使用所述位置校正信息来确定所述第一车辆在三维中的第一位置；通过耦接到第二车辆的第二接收器来确定所述第二接收器的第二位置；使用由所述第一接收器接收的所述位置校正信息，确定所述第二车辆在三维中的位置，包括所述第二车辆的至少一部分的垂直位置；以及基于所确定的水管理机具在三维中的位置来控制所述水管理机具的至少一部分操作，控制
操作包括基于所确定的位置来控制所述水管理机具的至少一部分的垂直位置。
附图说明
6.在附图和下面的说明中陈述了一个或多个实现的细节。根据说明书、附图和权利要求书，本公开的其他特征、方面和优点将变得显而易见，附图中：
7.图1是按照示例性实施例，包括第一车辆(例如，农用车辆)和第二车辆(例如，机具)的系统的框图。
8.图2是图解说明按照示例性实施例，耦接到机具的农用车辆的示图。
9.图3是图解说明按照另一个示例性实施例，耦接到机具的另一个农用车辆的示图。
10.图4是按照示例性实施例，用于确定农用车辆和机具的位置的位置确定方法。
11.图5是按照示例性实施例，用于确定农用车辆和机具的位置的方法的流程图。
12.应认识到的是，附图是用于举例说明的示意图。提供附图是为了图解说明一个或多个实现，但应明确理解的是附图不会用于限制权利要求的范围或含义。
具体实施方式
13.参考附图，本文中说明的是确定工业车辆，比如农业或工程车辆的位置的系统和方法。在一些这样的实现中，本文中说明的系统和方法可以确定用于诸如地表平整、土地平整、开沟和铺瓦排水之类的水管理应用的耕作设备的准确位置。在一些实现中，可以在拖拉机后面牵引机具来平整农田，以便改善雨水的排水。作为另一个例子，可以在拖拉机后面牵引机具以形成沟渠，在所述沟渠中可以铺设排水管，以提高灌溉效率。在这两个例子中，为了使水管理更有效，应精确地移动/定位拖拉机和机具。一种解决方案可以是包括附接到拖拉机和机具的昂贵且复杂的接收器，用于两个接收器的昂贵的接收器rtk精度解锁，以及用于两个接收器的校正信号订阅。可取的是在没有昂贵设备或订阅的情况下提供更精确的操作。
14.对本公开来说，术语“车辆”指的是可以移动(例如，在田野内)的任何设备，而不管该设备是否包括原动机或配置为在其自身动力下移动该设备的其他设备。例如，术语“车辆”适用于诸如拖拉机、联合收割机、收割机之类的动力设备，但是术语“车辆”也适用于通过其他车辆的协助移动的设备，比如附接/耦接到其他车辆的各种农业或工程机具(例如，附接到拖拉机或其他车辆并由拖拉机或其他车辆移动的机具，比如灌溉机械、土壤耕作机具、种植设备、收割机具等)。
15.具有特定类型的位置确定设备(例如，gps接收器、天线等)的耕作设备可能能够在
±
1米的范围内确定农用车辆(例如，拖拉机、机具等)的定位。对于一些耕作应用，这种精度水平已经足够，但是其他对误差容忍度较低的耕作应用(例如，包括地表平整、灌溉挖沟和排水瓦铺设的水管理应用)可能需要更准确的精确耕作设备。更具体地，一些耕作应用要求垂直方向上更准确的精确确定。在这些情况下，用户可以购买具有实时动态(rtk)精度的接收器，或者在现有接收器上解锁此类能力。rtk定位利用测量数据来校正卫星导航(gps/gnss)系统中的误差。接收器rtk精度能力可以将接收器确定农用车辆位置的能力的精度从车辆实际位置的一米范围内提高到车辆实际位置的2厘米到4或5厘米范围内。
16.通过使用两个接收器，每个接收器都包括诸如rtk精度之类的高级能力，可以向农
用车辆和机具两者提供这种增加的精度。例如，第一接收器可以耦接到农用车辆(例如，拖拉机)。第一接收器可以包括接收器rtk精度激活和校正信号订阅。这些能力使接收器可以为车辆提供更细粒度、更准确的位置，但是会大幅增加接收器的成本和复杂性。另外，如果应用包括第二车辆，比如农业机具或诸如拖运车辆之类的第二动力车辆，则对于该第二车辆，可能需要的第二个同样昂贵且复杂的接收器。在一些这样的情况下，对于第一和第二车辆接收器可能都需要单独的订阅(例如，rtk解锁和校正信号订阅)。
17.按照各种实现，本公开的系统和方法提供一种用于使用第一车辆上的第一接收器(例如，更复杂、更昂贵的接收器)来确定第二车辆(例如，机具或动力车辆)的准确位置/地点的方法，所述第一接收器被配置为与第二接收器(例如，不太复杂、不太昂贵的接收器)通信，并且或者确定第二接收器和第二车辆的更精确、更细粒度的位置，或者提供第二接收器/车辆以确定它自己的精确位置。在一些这样的实现中，与单独使用不太复杂的第二接收器所能确定的位置相比，可以确定第二接收器和第二车辆的更准确和更细粒度的位置，而不需要第二车辆配备更复杂和更昂贵的接收器，或者不需要购买第二接收器rtk精度解锁或第二校正信号年度订阅。相反，该系统可以利用具有更复杂的位置确定电路/软件的第一接收器(例如，包括接收器rtk精度解锁和校正信号年度订阅和/或被配置为使用外部数据源确定更准确的位置)。在各种实现中，本文中所述的系统和方法可以用于确定第二车辆(例如，机具)在三维中的准确和细粒度的位置，包括横向(例如，纬度和经度)位置以及垂直(例如，海拔高度)位置。
18.在一些实现中，车辆控制系统可以使用农用车辆和机具的位置来确定关于农用车辆和/或机具的控制输入，以便执行水管理应用计划。水管理应用计划指的是由用户(例如，农民)创建的预定计划，该计划绘制出要通过农用车辆和机具，使用诸如地表平整、土壤挖沟、排水瓦铺设之类的水管理实践改造的农田。在一些实现中，车辆控制系统可以使用该位置以自动方式(例如，在没有用户干预的情况下)实现控制信号。
19.在下文中，将参考附图更详细地说明示例实施例。现在参见图1，按照示例性实施例，示出了工业车辆系统100的框图。在一些实现中，工业车辆系统100可以是包括多个车辆(例如，诸如拖拉机之类的一辆动力车辆和诸如在拖拉机的动力下移动的机具之类的无动力车辆，两辆动力车辆等)的农用车辆系统。在一些这样的实现中，工业车辆系统100可以是水管理系统。在一些实现中，工业车辆系统100可以是包括多个车辆(例如，一辆动力工程车辆和诸如在动力工程车辆的动力下移动的机具之类的无动力车辆，两辆动力工程车辆等)的工程车辆系统。
20.工业车辆系统100被示出为包括第一车辆(例如，农用车辆)10和第二车辆(例如，机具)20。在一些实施例中，第一车辆10可以是诸如拖拉机之类的农用车辆。在一些实施例中，第二车辆20可以是独立移动/操作的车辆，比如拖运由收割车辆收割的作物的拖运车辆。在其他实施例中，第二车辆20可以是可耦接到第一车辆的具有车轮或其他移动设备(例如，履带)的农具。例如，第二车辆20可以是动力开渠机、挖沟机、瓦(tile)犁、耕作工具等。在各个实施例中，第一车辆10与一个或多个第二车辆20关联。例如，第一车辆10可以是先导车辆(例如，收割机)，第二车辆20可以是配置为通过车辆通信系统(例如，通信系统155)与第一车辆10通信的跟随车辆(例如，拖运车辆)。尽管关于农用车辆说明了本公开的车辆控制系统，但是应理解的是车辆控制系统可以与其他车辆(例如，非农用车辆)一起使用，并且
此类实施例在本公开的范围之内。作为非限制性例子，在园林环境中，第一车辆10可以是乘骑式草坪割草机，第二车辆20可以包括附接到乘骑式草坪割草机的碎片收集系统。作为另一个非限制性例子，在除雪环境中，第一车辆10可以是冬季服务车辆，第二车辆20可以包括拉在冬季服务车辆后面或推到冬季服务车辆前面的雪犁。
21.第一车辆10包括车辆控制系统110、原动机120、第一接收器130、传感器140、用户接口150和通信系统155。车辆控制系统110可以基于车辆的接收器的准确位置来控制第一车辆10和第二车辆20的操作，以执行一个或多个车辆操作，例如水管理计划。在各个实施例中，车辆控制系统110与第一车辆10物理地位于一起。例如，车辆控制系统110可以是或包括安装在第一车辆10之中或之上的硬件组件。另外或可替选地，车辆控制系统110的部分或全部可以与第一车辆10分开定位。例如，在一些实现中，车辆控制系统110的多个部分可以在远程处理系统(例如，服务器、分布式计算实现中的两个或更多的计算系统/服务器、基于云的处理系统等)内实现，远程处理系统被配置为接收来自工业车辆系统100的输入并远程生成数据和/或控制第一车辆10。
22.原动机120可以产生机械能来操作第一车辆10。例如，原动机120可以是或包括内燃机。另外或可替选地，原动机120可以是或包括电机(例如，可以是只包括一个或多个电动机或一个或多个电动机与一个或多个发动机的组合的全电动或混合动力传动系)。在各个实施例中，原动机120耦接到第一车辆10的车架，并被配置为向多个牵引元件(例如,车轮等)提供动力。在各个实施例中，原动机120利用一种或多种燃料和/或储能系统(例如，可充电电池等)。例如，原动机120可以利用柴油、汽油、丙烷、天然气、氢气、锂离子电池、镍金属氢化物电池、锂离子聚合物电池、铅酸电池和/或镍镉电池等作为能源。
23.第一接收器130可以是被构造为确定第一车辆10的位置的全球导航卫星系统(gnss)接收器(例如，gps接收器)。第一接收器130可以包括允许第一接收器130以高度的特异性/准确性确定第一接收器130的位置的高级定位能力。例如，在一些实现中，第一接收器130可以包括接收器rtk精度能力(例如，rtk精度解锁，比如经由订阅解锁的能力)，例如，用于接收器的提高第一车辆10的位置和/或定向确定的精度的软件和/或固件升级。在其他实施例中，rtk精度可能已经包括在第一接收器130中，并且用户可能需要购买“精度解锁”以访问第一接收器130的rtk精度能力。rtk精度解锁可以利用来自外部源(例如，固定地面基站、特定卫星等)的位置和定向数据来提高由第一接收器130确定的位置的精度。在一些实现中，第一接收器130在没有激活/解锁高级定位能力(例如rtk解锁)的情况下可以具有不太精确的第一精度水平，而在激活/解锁高级定位能力的情况下可以具有更精确的第二精度水平(例如2～4cm)。在一些实现中，第一接收器130可以另外包括进一步提高从第一车辆10收集的位置和/或定向数据的准确性的校正信号订阅。rtk精度能力可能需要从rtk基站接收“rtk校正”，以便准确地确定第一接收器的位置。rtk校正可以由接收器通过一个或多个通信网络(例如，因特网、wi-fi、无线电、蓝牙等)接收。rtk校正的许多供应商可能会收取订阅费用(即，一段时间内的经常性付费服务)。在一些实现中，第一接收器130可以包括其他类型的位置确定电路和/或软件。
24.传感器140可以监测与第一车辆10关联的一个或多个参数。例如，传感器140可以监测原动机120的操作(例如，扭矩、温度、燃料水平、气流等)。另外或可替选地，传感器140可以监测第一车辆10的环境。传感器140可以包括发动机传感器、变速器传感器、底盘传感
器、安全传感器、驾驶员辅助传感器、乘员舒适度传感器和/或娱乐系统传感器等。在一些实施例中，传感器140接收来自外部源的输入。例如，传感器140可以包括位置传感器，位置传感器被配置为与位于整个农田中的一个或多个信标通信以确定第一车辆10的位置。在各个实施例中，传感器140物理上位于第一车辆10之上或之中。例如，传感器140可以包括配置为测量作物健康的底盘安装的红外传感器。另外或可替选地，传感器140可以与第一车辆10分开定位。在一些实施例中，传感器140可以包括硬件和/或软件组件。例如，传感器140可以包括配置为接收位置数据的gps接收器和配置为基于位置数据确定与第一车辆10关联的位置参数(例如，姿势、速度、偏航、轨迹等)的软件组件。作为另一个例子，传感器140可以包括配置为捕获图像数据的光学设备(例如，摄像头、lidar传感器等)。
25.用户接口150可以便利与第一车辆10和/或车辆控制系统110的用户交互。用户接口150可以包括配置为向用户呈现信息和接收用户输入的元件。例如，用户接口150可以包括显示设备(例如，图形显示器、触摸屏等)、音频设备(例如，扬声器等)和/或手动控件(例如，手动转向控件、手动变速器控件、手动制动控件等)等。作为另一个例子，用户可以将水管理计划输入到用户接口150中。水管理计划可以用于确定关于第一车辆10和/或第二车辆20的控制输入，如下更详细所述。用户接口150可以包括硬件和/或软件组件。例如，用户接口150可以包括配置为接收用户语音输入的麦克风和配置为基于所接收的用户语音输入控制第一车辆10的软件组件。在各个实施例中，用户接口150向用户呈现与第一车辆10和/或车辆控制系统110的操作关联的信息，并便利操作参数的用户控制。例如，用户接口150可以在触摸屏显示器上显示操作参数(例如，燃料水平、播深、接地工具的穿透深度、引导带(guidance swath)等)，并通过触摸屏显示器接收用户控制输入。
26.通信系统155可以便利第一车辆10和/或车辆控制系统110与外部系统(例如，第二车辆20等)之间的通信。通信系统155可以是或包括用于在工业车辆系统100内和/或与其他外部系统或设备进行数据通信的有线或无线通信接口(例如，插孔、天线、发射器、接收器、收发器、接线端子等)。在各个实施例中，经由通信系统155的通信是直接的(例如，本地有线或无线通信)。另外或可替选地，经由通信系统155的通信可以利用网络(例如，wan、因特网、蜂窝网络、车辆对车辆网络等)。例如，车辆控制系统110可以使用4g和/或5g连接(例如，经由4g或5g接入点/小小区基站等)与决策支持系统(dss)通信，并且可以使用专用短程通信信道(例如，车辆自组织网络等)与第二车辆20通信。在一些实施例中，通信系统155便利车辆对车辆(v2v)和/或车辆对万物(v2x)通信。例如，通信系统155可以使用ieee 802.11p标准(例如车辆环境中的无线接入(wave)车辆通信系统)便利第一车辆10和第二车辆20之间的通信。在一些实施例中，第一车辆10经由wi-fi与第二车辆20通信。
27.车辆控制系统110还被示出为包括具有处理器162和存储器164的处理电路160。在一些实施例中，在一些实施例中，车辆控制系统110包括一个或多个处理电路160，处理电路160包括一个或多个处理器162和一个或多个存储器164。每个处理器162可以是通用或专用处理器、专用集成电路(asic)、一个或多个现场可编程门阵列(fpga)、一组处理组件或其他合适的处理组件。每个处理器162被配置为执行存储在存储器164中或者从其他计算机可读介质(例如，cdrom、网络存储器、远程服务器等)接收的计算机代码或指令。
28.存储器164可以包括用于存储数据和/或计算机代码，以完成和/或便利本公开中所述的各种处理的一个或多个设备(例如，存储器单元、存储器设备、存储设备或其他计算
机可读介质)。存储器164可以包括用于存储软件对象和/或计算机指令的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、硬盘驱动器存储器、临时存储器、非易失性存储器、闪存、光学存储器或任何其他合适的存储器。存储器164可以包括用于支持本公开中所述的各种活动和信息结构的数据库组件、目标代码组件、脚本组件或任何其他类型的信息结构。存储器164可以经由处理电路160可通信地连接到处理器162，并且可以包括用于执行(例如，通过处理器162)本文中所述的一个或多个处理的计算机代码。
29.存储器164被示出为包括位置确定电路165、输入电路167和控制器电路168。位置确定电路165可以使用第一接收器130和第二接收器22来生成车辆10和20之间的相对位置和/或定向数据。更具体地，更具体地，位置确定电路165可以使用两个接收器(例如，耦接到第一车辆10的第一接收器130和耦接到第二车辆20的第二接收器22)来确定第一车辆10和第二车辆10相对于彼此的位置和/或定向数据，但是该描述仅仅是示例性的而非限制性的。在其他实施例中，位置确定电路165可以包括不止两个接收器来确定位置和/或定向数据。位置确定电路165可以使用嵌入其接收器内的全球定位系统(gps)、全球导航卫星系统(glonass)、gnss和基于卫星的增强系统(sbas)技术来确定第一接收器130和第二接收器22之间(于是第一车辆10和第二车辆20之间)的位置和/或定向数据。
30.在一些实现中，位置确定电路165生成或接收两个接收器130和22之间以及于是第一车辆10和第二车辆20之间的航向、俯仰、以及相对或绝对分离和定位测量结果，以便确定第一车辆10和第二车辆20的准确位置。在一些实现中，位置确定电路165能够确定接收器130和22在三维中的位置，包括横向(例如，纬度和经度)位置和垂直(例如，海拔高度、离地高度等)位置。例如，图4图解说明可以由位置确定电路165确定的第一车辆10和第二车辆20之间的航向定向测量结果405、航向角测量结果415、俯仰角测量结果410以及相对分离和定位测量结果420。除了确定第一车辆10和第二车辆20的经度和纬度位置之外，位置确定电路165还可以确定第一车辆20和第二车20的垂直位置。在一些实现中，位置确定电路165使用在接收器130和/或22上实现的例如由提供的固件来确定第二接收器22/第二车辆20的位置，比如通过确定第一接收器130的准确位置，并使用该位置以及固件的相对定位能力来确定第二接收器22的准确位置。另外，位置确定电路165可以使用具有rtk高精度能力的第一接收器130来确定第一车辆10和第二车辆20的绝对位置，rtk高精确度能力通过使用例如提供的固件被赋予第二接收器22。在其他实现中，可以利用使用第一接收器130的准确位置以及第一接收器130和第二接收器22之间的相对定位来确定第二接收器的位置的其他方法。
31.输入电路167可以便利车辆控制系统110从外部源接收信息和处理信息。例如，输入电路167可以从外部精度信息源166和/或传感器140和24接收位置和/或定向数据。作为另一个例子，输入电路167可从第二车辆20接收位置和/或定向数据。在一些实施例中，输入电路167可以接收来自用户接口150的输入。例如，用户可以通过用户接口150输入某个水管理计划(例如，地表平整计划、田地铺瓦计划等)，该水管理计划绘制出第一车辆10和第二车辆20可以如何为水管理应用改造农田。输入电路167然后将从用户接口150接收水管理计划，并存储该信息以供在车辆控制系统110内使用。在一些实施例中，输入电路167便利将车辆控制系统110与其他系统集成。例如，输入电路167可以从位置确定电路165接收位置和/或定向数据，并且可以为控制器电路168格式化该位置和/或者定向数据。作为另一个例子，
位置确定电路165可以通过输入电路167从第二车辆或外部精度信息源接收位置和/或定向数据。
32.控制器电路168可以通过确定被构造为引导原动机120或第二车辆20的操作的控制输入来便利对第一车辆10和第二车辆10的控制。在一些实施例中，控制器电路168可以便利第一车辆10和/或第二车辆20的自主和/或半自主操作。在一些实现中，控制器电路168可以向第一车辆10的用户/操作员提供信息(例如，警告、警报、数据等)，以用于手动控制第一车辆10。另外或可替选地，控制器电路168可以从外部源接收信息，并基于接收的信息操作第一车辆10和第二车辆20。例如，控制器电路176可以从用户接口150接收水管理实践实施计划，并基于接收的水管理实践实施计划来操作第一车辆10和/或第二车辆20。
33.第二车辆20被示出为包括第二接收器22、传感器24和通信系统26。第二接收器22可以是耦接到第二车辆并被构造为确定第二车辆20的位置的gnss接收器。在一些实现中，第二接收器22可能具有不如第一接收器130准确的定位能力。例如，在一些实现中，第二接收器22可能不包括接收器rtk精度解锁或校正信号订阅。于是，与像在第一接收器130的情况下在2厘米到4或5厘米范围内的精度相反，就其本身而言，第二接收器22可能具有在实际位置1米之内的精度。上面说明的位置确定电路165结合第一接收器130和第二接收器22的能力，以提供耦接到第一接收器130的第一车辆10和耦接到第二接收器的第二车辆20相对于彼此的高精度位置和/或定向数据。尽管位置确定电路165被表示为第一车辆10的组件，但是应理解的是，在一些实施例中，单独的位置确定电路165可以是第二车辆20的组件(例如，使用从第一车辆10提供的信息来确定第二车辆20的位置)。
34.传感器24可以类似于或不同于传感器140。例如，传感器24可包括整个农田的位置，以确定第一车辆10的地点。通信系统26可以类似于或不同于通信系统150。例如，通信系统26可以便利第二车辆和外部系统(例如，第一车辆10等)之间的通信。通信系统26可以是或包括用于在工业车辆系统100内和/或与其他外部系统或设备进行数据通信的有线或无线通信接口(例如，插孔、天线、发射器、接收器、收发器、接线端子等)。
35.虽然一些组件仅被表示为第一车辆10的一部分，但是应理解的是，在各种实现中，第一车辆10的各个组件可以是第二车辆20的一部分。例如，在其中第二车辆10是动力车辆的一些实现中，第二车辆可以包括它自己的控制器电路、原动机等。在本公开的范围内可以设想所有这样的修改。
36.与备选系统相比，车辆控制系统110提供许多优点。实现类似精度的备选方法是购买并安装多件昂贵且复杂的精密耕作设备，以便独立准确地确定第一车辆(例如拖拉机)和第二车辆(例如机具)的位置。例如，用户可以购买两个接收器、两个接收器rtk精度解锁和两个年度校正信号订阅，并独立地确定两个车辆(例如，动力车辆和机具)的位置。然而，车辆控制系统110使用仅在车辆之一上具有高级定位能力的接收器来便利第一车辆10和第二车辆20的精确定位和定向数据，并利用该高级能力来确定第二车辆10的精确位置。于是，一些实施例可以仅利用更复杂且昂贵的设备的一部分，从而简化复杂且昂贵的备选实现。
37.在一些实现中，车辆控制系统110然后可以使用由第一和第二接收器确定的这些精确位置来控制第一车辆10和第二车辆20的操作，以实施水管理实践。例如，农民可能希望增加某块农田内的雨水排水，该农田以这样的方式倾斜，使得多余的水被困在农田中央。在测量完农田之后，农民可能会决定他们应使用平土机将农田整平到一定的高度。在这种情
况下，车辆控制系统110可以确定控制输入，比如第二车辆20的垂直位置、第一车辆10的速度等。车辆控制系统110然后可以将这些控制输入作为控制信号传送给原动机120或第二车辆20，以便控制第一车辆10和/或第二车辆20的操作以实施水管理实践或应用。在一些实现中，车辆控制系统110可以向第二车辆20提供位置信息或用于确定位置信息的基础信息，以控制第二车辆20自身的运动(例如，如果第二车辆是机动车辆的话)。
38.现在参见图2，按照示例性实施例示出了图解说明耦接到示例机具的示例第一车辆的示图。在一些实施例中，示例第一车辆可以是拖拉机205，机具可以是平土机机具220。平土机机具220被构造为从农田的一部分移除或移动农业材料(例如，土壤、岩石、植物等)。平土机机具220可用于各种水管理应用，包括升高或降低地表地形或地下水位以改善土壤排水，和平整土地以实现均匀的水覆盖和均匀的作物。在一些实现中，拖拉机205可以包括在前面的段落中说明的第一车辆10的所有组件。拖拉机205可以耦接到与在前面的段落中说明的第一接收器130类似的接收器210。平土机机具220耦接到可以与在前面的段落中说明的第二接收器22类似的接收器215。耦接到接收器210的拖拉机205和耦接到接收器215的平土机机具220可被构造为实施水管理应用。例如，假设其中农民可能正在基于预定的土地平整计划平整农田的场景，该土地平整计划是为形成产出更均匀的作物的更均匀农田而确定的。农民可以将土地平整计划输入到与用户接口150类似的用户接口中，该土地平整计划可以由与输入电路167类似的输入电路接收和存储。当农民操作拖拉机205和平土机机具220时，与控制器电路168类似的控制器电路可以从与位置确定电路165类似的位置确定电路接收位置和/或定向数据，该位置和/或定向数据指示拖拉平土机机具220的拖拉机205正在导致平土机机具220偏离路线(即，机具的航向位置测量结果与土地平整计划中概述的路线不匹配)。控制器电路然后可以确定拖拉机205的控制输入，比如转向角度，以便将平土机机具220拉回正确的路线。控制器电路然后可以将控制输入作为控制信号传送给拖拉机205，使得控制器电路168可以基于该控制输入控制拖拉机和机具的操作。
39.现在参见图3，按照示例性实施例示出了图解说明耦接到机具的第一车辆的另一个例子的示图。在一些实施例中，第一车辆可以是拖拉机305，机具可以是排水机具320。排水机具320被构造为形成排水沟，并在由排水机具形成的排水沟内铺设排水瓦325。排水机具320可用于各种水管理应用，包括排水瓦设施以便从农田中除去多余的水。拖拉机305可以包括在前面的段落中说明的第一车辆10的所有组件。拖拉机305可以耦接到与在前面的段落中说明的第一接收器130类似的接收器310。排水机具320在操作上耦接到与在前面的段落中说明的第二接收器22类似的接收器315。耦接到接收器310的拖拉机305和耦接到接收器315的排水机具320可被构造为实施水管理应用。例如，假设其中农民可能正在基于预定的排水铺瓦计划在农田内铺设排水系统的场景，该排水铺瓦计划是为从农田中除去多余的水而创建的。例如，农民可能在保持过多的水的农田里铺设排水瓦。农民可以将排水铺瓦计划输入到与用户接口150类似的用户接口中，该排水铺瓦计划可以由与输入电路167类似的输入电路接收和存储。当农民操作拖拉机305和排水机具320时，与控制器电路168类似的控制器电路可以从与位置确定电路165类似的位置确定电路接收位置和/或定向数据，该位置和/或定向数据指示排水机具320的高度过低并且排水瓦埋地过深，无法解决水过多的问题。控制器电路然后可以确定诸如排水机具320的垂直位置之类的控制输入，以便将排水机具320的高度升高到适当的水平。控制器电路然后可以将控制输入作为控制信号传送给排
水机具320，使得可以操作该车辆来实现控制输入。
40.现在参见图5，按照示例性实施例，示出了用于确定第一车辆10和第二车辆20的高度精确位置，并基于位置确定来操作第二车辆的方法500。在一些实施例中，方法500可以由工业车辆系统100执行并在第一车辆10和第二车辆20内实现。尽管在以下段落中说明的例子具体地将方法500描述为它与第一车辆10和第二车辆20相关，但是该例子仅仅是示例性的。应理解的是，方法500可以由任何其他农用车辆或农具(例如，拖拉机205、拖拉机305、平土机机具220、排水机具320等)实现。
41.在步骤505，耦接到第一车辆10的第一接收器130从外部精度源166接收位置校正信息。在一些实施例中，外部精度源166可以是在订阅rtk校正订阅服务并解锁第一接收器130以能够使用rtk精度之后，由第一接收器130接收的来自基站的rtk校正。第一接收器130可以通过各种手段接收位置校正信息。例如，基站可以使用卫星网络、蜂窝网络和/或无线(例如，wi-fi、蓝牙等)网络将位置校正信息传送给第一接收器130。第一接收器130所接收的位置校正信息可以将由第一接收器130确定的位置的精度提高到2厘米到4或5厘米之间。
42.在步骤510，工业车辆系统100使用在步骤505接收的位置校正信息来确定第一车辆10的位置。更具体地，通过确定耦接到第一车辆10的第一接收器130的位置来确定第一车辆10的三维位置。如上所述，在第一接收器130包括接收器rtk精度解锁和校正信号订阅的条件下，第一接收器130可以是被构造为高精度地确定第一车辆10的位置的gnss接收器。在一些实施例中，步骤510还包括基于第一车辆的位置测量结果来计算一个或多个运动特性(例如，速度、偏航速度、加速度等)。
43.在步骤515，工业车辆系统100确定第二接收器22的位置。如上所述，第二接收器22可以是耦接到第二车辆20、并被构造为通过确定它自己的位置来确定第二车辆20的位置(假定第二接收器20附接到第二车辆上)的gnss接收器。在一些实施例中，第二接收器22确定其在三维中的位置，包括第二车辆20的垂直位置的确定。在一些实施例中，第二接收器22可能天生具有与第一接收器130相比不太准确的定位能力，因为第二接收器122可能未针对rtk精度被解锁或者不能接收rtk校正信号。无论如何，通过使用提供的固件，第二接收器22可以通过第一接收器130的能力获得高度精确的定位能力。
44.在步骤520，工业车辆系统100使用由第一接收器130接收的位置校正信息来确定第二车辆20的位置。如上所述，第二接收器122可能未针对rtk精度被解锁或者不能接收rtk校正信号。无论如何，通过提供的固件，利用第一接收器130的高精度能力，仍然可以高精度地确定第二车辆20的位置。在一些实施例中，确定第二车辆20的位置可以包括确定第二车辆20的垂直位置。在一些实施例中，在步骤520确定的第二车辆20的位置可以是相对于在步骤510确定的第一车辆10的位置的位置。
45.在步骤525，工业车辆系统100基于在步骤520确定的第二车辆20的位置来控制第二车辆的操作。更具体地，车辆控制系统110可以向第二车辆20发送一个或多个控制命令来控制第二车辆的操作，以实现农业应用。例如，车辆控制系统110可以确定并实现与第二车辆20关联的液压系统的垂直位置命令，以修改第二车辆的垂直位置。
46.在各个示例性实施例中所示的系统和方法的构造和布置仅仅是说明性的。尽管在本公开中仅仅详细说明了几个实施例，但是许多修改都是可能的(例如，各个元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数的值，安装安排、材料的使用、颜色、定向等的变化)。例如，元
件的位置可以颠倒或以其他方式改变，并且离散元件或位置的性质或数量可以变更或改变。因而，所有这些修改都旨在包括在本公开的范围之内。任何处理或方法步骤的顺序或序列可以按照备选实施例来改变或重新排序。在不脱离本公开的范围的情况下，可以在示例性实施例的设计、操作条件和布置方面进行其他替换、修改、改变和省略。
47.本公开设想了用于完成各种操作的方法、系统和任何机器可读介质上的程序产品。本公开的实施例可以使用现有的计算机处理器来实现，或者通过为此目的或其他目的而并入的适当系统的专用计算机处理器来实现，或者通过硬连线系统来实现。本公开的范围内的实施例包括程序产品，该程序产品包括用于承载或具有存储在其上的机器可执行指令或数据结构的机器可读介质。这种机器可读介质可以是可由通用或专用计算机或具有处理器的其他机器访问的任何可用介质。举例来说，这种机器可读介质可以包括ram、rom、eprom、eeprom、cdrom或其他光盘存储设备、磁盘存储设备或其他磁存储设备，或者可用于承载或存储机器可执行指令或数据结构形式的所需程序代码，并且可由通用或专用计算机或具有处理器的其他机器访问的任何其他介质。上述的组合也包括在机器可读介质的范围之内。机器可执行指令例如包括使通用计算机、专用计算机或专用处理机器进行某种功能或一组功能的指令和数据。
48.尽管附图中示出了方法步骤的具体顺序，但是步骤的顺序可能与所描述的不同。另外，两个或多个步骤可以同时进行或部分同时进行。这种变化将取决于所选择的软件和硬件系统以及设计者的选择。所有这些变化都在本公开的范围之内。同样地，软件实现可以通过标准编程技术加上基于规则的逻辑和其他逻辑来完成，以完成各种连接步骤、处理步骤、比较步骤和决策步骤。
49.术语“客户端”或“服务器”包括用于处理数据的各种装置、设备和机器，例如包括可编程处理器、计算机、片上系统，或多个可编程处理器、计算机、片上系统，或它们的组合。该装置可以包括专用逻辑电路，例如现场可编程门阵列(fpga)或专用集成电路(asic)。除了硬件之外，该装置还可以包括为所讨论的计算机程序创建执行环境的代码(例如，构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统、跨平台运行时环境、虚拟机或它们中的一个或多个的组合的代码)。该装置和执行环境可以包括几种不同的计算模型基础设施，比如web服务、分布式计算和网格计算基础设施。
50.本公开的系统和方法可以由任何计算机程序完成。计算机程序(也称为程序、软件、应用软件、脚本或代码)可以用任何形式的编程语言编写，包括编译或解释语言、声明性或过程性语言，并且可以以任何形式部署，包括作为独立程序或作为模块、组件、子例程、对象、或适于在计算环境中使用的其他单元。计算机程序可以(但不必)对应于文件系统中的文件。程序可以存储在保存其他程序或数据(例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)的文件的一部分中，存储在专用于所讨论的程序的单个文件中，或者存储在多个协调文件(例如，存储一个或更多模块、子程序或部分代码的文件)中。计算机程序可被部署为在一台计算机上执行，或者在位于一个站点或分布在多个站点并通过通信网络互连的多台计算机上执行。
51.本说明书中说明的处理和逻辑流程可以由一个或多个可编程处理器进行，所述一个或多个可编程处理器执行一个或多个计算机程序，以通过对输入数据进行操作并生成输出来进行动作。处理和逻辑流程也可以由专用逻辑电路(例如，fpga或asic)进行，并且装置
也可以被实现为专用逻辑电路(例如，fpga或asic)。
52.适合于执行计算机程序的处理器例如包括通用微处理器和专用微处理器，以及任何类型的数字计算机的任何一个或多个处理器。通常，处理器将从只读存储器和/或随机存取存储器接收指令和数据。计算机的基本元件是用于按照指令进行动作的处理器以及用于存储指令和数据的一个或多个存储器设备。通常，计算机还将包括一个或多个用于存储数据的大容量存储设备(例如，磁盘、磁光盘或光盘)，和/或在操作上耦接到所述大容量存储设备，以往来于所述大容量存储设备接收数据和/或传送数据。然而，计算机不需要具有这样的设备。此外，计算机可以嵌入其他设备(例如，车辆、全球定位系统(gps)接收器等)中。适合于存储计算机程序指令和数据的设备包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储器设备，例如包括半导体存储器设备(例如，eprom、eeprom和闪存设备；磁盘，例如，内部硬盘或可拆卸磁盘；磁光盘；以及cd rom和dvd-rom盘)。处理器和存储器可以由专用逻辑电路补充或并入其中。
53.为了提供与用户的交互，本说明书中说明的主题的实现可以在具有显示设备(例如，crt(阴极射线管)、lcd(液晶显示器)、oled(有机发光二极管)、tft(薄膜晶体管)，或其他柔性配置，或用于向用户显示信息的任何其他监视器的计算机上实现。也可以使用其他种类的设备来提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的感官反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈)。
54.本公开中说明的主题的实现可以在计算系统中实现，所述计算系统包括后端组件(例如，作为数据服务器)，或者包括中间件组件(例如，应用服务器)，或者包括前端组件(例如，客户端计算机)，该前端组件具有用户可以通过其与本公开中说明的主题的实现进行交互的图形用户界面或web浏览器，或者包括一个或多个这样的后端组件、中间件组件或前端组件的任意组合。所述系统的组件可以通过任何形式或介质的数字数据通信(例如，通信网络)互连。通信网络的例子包括lan和wan、网际网络(例如，因特网)和对等网络(例如，自组织对等网络)。
55.本公开可以以各种不同的形式体现，并且不应被解释为仅限于本文中举例说明的实施例。相反，作为例子提供了这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本公开的各个方面和特征。因而，可以不描述并非为本领域普通技术人员完全理解本公开的各个方面和特征所需的处理、元件和技术。除非另有说明，否则在整个附图和书面说明中，相同的附图标记表示相同的元件，因此，可以不重复其说明。此外，每个示例实施例内的特征或方面通常应被认为可以用于其他示例实施例中的其他类似特征或方面。
56.应理解的是，尽管本文中可以使用用语“第一”、“第二”和“第三”等来描述各个元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些用语限制。这些用语用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一个元件，组件、区域，层或部分区分开来。因此，下面说明的第一元件、组件、区域、层或部分可以被称为第二元件、组件，区域、层或者部分，而不脱离本公开的精神和范围。
57.本文中使用的术语是为了说明特定的实施例，而不打算限制本公开。本文中使用的单数形式旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确指示。应进一步理解的是，当在本说明书中使用时，用语“包含”、“包括”和“具有”指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/
或组件的存在，但是不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的群组的存在或添加。本文中使用的用语“和/或”包括关联的列举项目中的一个或多个的任何和所有组合。诸如之前列出一系列要素的
“…
中的至少一个”之类的表述修饰要素的整个列表，并不修饰列表中的单个要素。
58.本文中使用的用语“基本上”、“大约”和类似用语用作近似用语而不是用作程度用语，并且旨在考虑到本领域普通技术人员会认识到的测量值或计算值的固有变化。此外，在说明本公开的实施例时“可以”的使用涉及“本公开的一个或多个实施例”。本文中使用的用语“使用”可被视为与用语“利用”同义。另外，用语“示例性”旨在指的是例子或例证。

技术特征：
1.一种用于为农用车辆提供位置的系统，所述系统包括：被构造为耦接到第一车辆的第一接收器，所述第一接收器被配置为从外部源接收位置校正信息，并使用所述位置校正信息确定所述第一接收器在三维中的第一位置；第二接收器，所述第二接收器被构造为耦接到第二车辆，并被配置为确定所述第二接收器的第二位置，其中所述第一接收器被配置为使用所述位置校正信息以比所述第二接收器机被配置为确定所述第二位置更高的精度水平来确定所述第一位置；以及一个或多个处理电路，每个处理电路包括处理器和存储器，所述存储器上存储有指令，所述指令当由所述处理器执行时，使所述处理电路使用由所述第一接收器接收的位置校正信息，确定所述第二车辆在三维中的位置，包括所述第二车辆的至少一部分的垂直位置。2.按照权利要求1所述的系统，其中所述第一车辆是所述农用车辆，其中所述第二车辆是农具，并且其中所述第一车辆在操作上耦接到所述第二车辆。3.按照权利要求2所述的系统，其中所述农具是平土机、开渠机、瓦犁或挖沟机中的至少一个。4.按照权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个处理电路包括在所述第一接收器或所述第二接收器中的至少一个内。5.按照权利要求1所述的系统，其中使用来自所述外部源的所述位置校正信息生成的所述第一车辆在三维中的校正位置是准确的，在所述第一车辆的实际位置的5厘米以内。6.按照权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个处理电路被配置为：确定所述第一接收器和所述第二接收器之间的航向角，确定所述第一接收器和所述第二接收器之间的俯仰角，并且使用所述第一车辆的校正位置、航向角和俯仰角确定所述第二车辆的位置。7.按照权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个处理电路被配置为：基于所述位置校正信息，确定所述第二车辆相对于所述第一车辆的位置的相对位置；并且基于由所述第一接收器接收的位置校正信息，确定所述第二车辆的绝对位置。8.按照权利要求1所述的系统，还包括多个第二车辆和控制电路，所述控制电路被配置为使用由所述第一接收器接收的所述位置校正信息，基于所确定的所述第二车辆的位置来控制所述第二车辆中的至少一个的操作或所述多个第二车辆的操作。9.按照权利要求8所述的系统，其中控制所述第二车辆中的至少一个的操作或所述多个第二车辆的操作包括命令与所述第二车辆关联的液压系统来修改所述第二车辆的垂直位置，以实现水管理应用。10.一种用于为农用车辆提供位置的方法，所述方法包括：通过耦接到第一车辆的第一接收器从外部源接收位置校正信息；通过所述第一接收器使用所述位置校正信息确定所述第一车辆在三维中的第一位置；通过耦接到第二车辆的第二接收器确定所述第二接收器的第二位置；使用由所述第一接收器接收的所述位置校正信息，确定所述第二车辆在三维中的位置，包括所述第二车辆的至少一部分的垂直位置；以及基于所确定的所述第二车辆在三维中的位置来控制所述第二车辆的至少一部分操作。11.按照权利要求10所述的方法，其中所述第一车辆是所述农用车辆，其中所述第二车
辆是农具，并且其中所述第一车辆在操作上耦接到所述第二车辆。12.按照权利要求11所述的方法，其中所述农具是平土机、瓦犁或挖沟机中的至少一个。13.按照权利要求10所述的方法，其中使用来自所述外部源的所述位置校正信息生成的所述第一车辆在三维中的校正位置是准确的，在所述第一车辆的实际位置的5厘米以内。14.按照权利要求10所述的方法，其中控制所述第二车辆的操作包括控制所述第二车辆的垂直位置或所述第二车辆的速度中的至少一个。15.按照权利要求10所述的方法，其中所述方法还包括：基于由所述第一接收器接收的所述位置校正信息，确定所述第一车辆的绝对位置，以及基于由所述第一接收器接收的所述位置校正信息，确定所述第二车辆的绝对位置。16.一种用于为农用车辆提供位置的计算机可读介质，所述计算机可读介质包括一个或多个处理电路，每个所述处理电路包括一个或多个处理器和存储指令的存储器，所述指令当由所述一个或多个处理器执行时，使所述一个或多个处理器进行操作，包括：通过耦接到第一车辆的第一接收器从外部源接收位置校正信息；通过所述第一接收器使用所述位置校正信息来确定所述第一车辆在三维中的第一位置；通过耦接到第二车辆的第二接收器确定所述第二接收器的第二位置；使用由所述第一接收器接收的所述位置校正信息，确定所述第二车辆在三维中的位置，包括所述第二车辆的至少一部分的垂直位置；以及基于所确定的水管理机具在三维中的位置来控制所述水管理机具的至少一部分操作，控制操作包括基于所确定的位置来控制所述水管理机具的至少一部分的垂直位置。17.按照权利要求16所述的计算机可读介质，其中所述水管理机具是平土机、瓦犁或挖沟机中的至少一个。18.按照权利要求16所述的计算机可读介质，其中使用来自所述外部源的所述位置校正信息生成的所述第一车辆在三维中的校正位置是准确的，在所述第一车辆的实际位置的5厘米以内。19.按照权利要求16所述的计算机可读介质，其中所述一个或多个处理电路被配置为：基于所述位置校正信息，确定所述第二车辆相对于所述第一车辆的位置的相对位置；并且基于由所述第一接收器接收的位置校正信息，确定所述第二车辆的绝对位置。20.按照权利要求16所述的计算机可读介质，其中被配置为：确定所述第一接收器和所述第二接收器之间的航向角，确定所述第一接收器和所述第二接收器之间的俯仰角，并且使用所述第一车辆的校正位置、航向角和俯仰角确定所述第二车辆的位置。

技术总结
本发明涉及农用车辆的代理位置确定。一种用于为农用车辆提供位置的系统。该系统包括被构造为耦接到第一车辆的第一接收器，第一接收器被配置为从外部源接收位置校正信息，并使用位置校正信息确定第一接收器在三维中的第一位置。该系统还包括第二接收器，第二接收器被构造为耦接到第二车辆，并被配置为确定第二接收器的第二位置，其中第一接收器被配置为使用位置校正信息以比第二接收器机被配置为确定第二位置更高的精度水平来确定第一位置。该系统还包括一个或多个处理电路，每个处理电路包括处理器和存储器，存储器上存储有指令，所述指令当由处理器执行时，使处理电路使用由第一接收器接收的位置校正信息，确定第二车辆在三维中的位置，包括第二车辆的至少一部分的垂直位置。位置。位置。


技术研发人员：P
受保护的技术使用者：凯斯纽荷兰工业（哈尔滨）机械有限公司
技术研发日：2022.12.21
技术公布日：2023/8/4