用于田间处理和监控的系统和方法与流程

本申请要求于2019年2月28日提交的加拿大申请号3,035,225(其内容通过援引以其整体明确地并入)和2019年11月14日提交的美国临时申请号62//935,362(其内容通过援引以其整体明确地并入)的优先权。

技术领域

本发明属于无人机领域，更具体地，涉及使用无人驾驶空中或陆地交通工具(例如，无人机)进行农业和/或有害生物防治应用的系统和方法，诸如在农场、高尔夫球场、公园和/或沿着道路、电力线、铁路等。

背景技术

通常，具有作物过程100的当前农场管理可以在图1中示出。农民或农学家可以勘测102田间的各种杂草、真菌或昆虫(本文中统称为“有害生物”)。可以选择104并从农药经销商处购买农药，诸如除草剂、杀真菌剂或杀虫剂和/或其混合物。可以确定106适当的施用时间，并且当达到施用时间时，可以将农药广泛地施用到田间。术语“农药”可以包括所有以下各者：除草剂、杀虫剂(其可以包括昆虫生长调节剂、杀白蚁剂等)、杀线虫剂、杀软体动物剂、杀鱼剂、杀鸟剂、杀鼠剂、杀菌剂、驱虫剂、动物驱避剂、抗微生物剂、杀真菌剂及其任何组合。

在一些情况下，适当的施用时间可能是若干种有害生物、施用农药的费用和对作物的潜在损害之间的平衡。如果农药施用得太晚，则有害生物可能对作物造成重大损害。如果农药施用得过早，则可能需要在季节的晚些时候进行二次施用，从而产生附加的费用。而且，农药的广泛施用可能是浪费的，因为农药可能施用到没有有害生物的田间区域。

本文中所描述的各方面的益处可以解决具有作物过程的当前农场管理的缺点。在理解如本文中所描述的各方面后，其他优点对于本领域技术人员来说可以是显而易见的。

技术实现要素：

如本文中所描述的呈任何和/或所有组合的方面与本领域技术人员在审查本申请时的理解一致。

根据一方面，提供了一种田间处理系统。该田间处理系统可以具有接收一种或多种农药的一个或多个无人机。基站可以分配农药。一个或多个贮槽可以向基站供应农药。无人机可以具有数据收集系统、导航系统、推进系统、瞄准系统、处理系统和电源。

数据收集系统可以提供数据并且具有以下中的至少一者：一个或多个定位传感器、一个或多个农业传感器、以及一个或多个相机。定位传感器可以选自以下中的至少一者：高度计、超声波传感器、雷达、激光雷达、加速度计、全球定位传感器和相机。该一个或多个农业传感器可以被配置为测量以下中的至少一者：土壤酸度、土壤湿度、土壤温度、电导率、风向、风速和辐射。

导航系统可以从数据收集系统接收数据、确定无人机的行进路径、确定无人机的行进路径中何时有障碍物并调整行进路径、以及向推进系统提供一个或多个推进指令以便移动自主无人机。该一个或多个无人机可以选自以下中的至少一者：空中无人机、翻滚无人机、以及空中无人机和翻滚无人机的组合。推进系统可以包括一个或多个马达，其转动以下中的至少一者：一个或多个螺旋桨和一个或多个轮子。

瞄准系统可以从数据收集系统接收数据、分析数据以识别一个或多个目标、向导航系统提供一个或多个目标指令、确定无人机何时在处理系统的范围内、以及向处理系统提供一个或多个处理指令。处理系统可以向该一个或多个目标提供该一种或多种农药。处理系统可以激活被引导到该一个或多个目标的根除装置。根除装置可以选自以下中的至少一者：杂草修剪机、加热器、挖掘机、微波、高能激光和放电。瞄准系统可以构建土壤剖面或植物剖面。

数据收集系统、导航系统和瞄准系统中的至少一者可以存储在有形的计算机可读介质内并且可以由该一个或多个无人机内的处理器执行。瞄准系统可以存储在有形的计算机可读介质内并且由基站内的处理器执行。

基站包括用于再装填一个或多个罐的再装填系统。罐可以在无人机内。再装填系统可以具有：受压软管；以及控制器，其用以激活阀以将农药分配到该至少一个罐中。软管中的压力可以由受控制器控制的泵或由重力式给料系统提供。对罐进行称重的磅秤可以确定满罐状态，并且控制器可以停用阀。溢出容器可以从泄漏处抑或装得太满的该至少一个罐捕获农药。溢出容器内的液位传感器可以关闭阀或停用泵。输送机系统可以将一个或多个空罐从无人机接驳区域运输到再装填系统，并且可以将一个或多个满罐从再装填系统运输到无人机接驳区域。基站可以具有用于为无人机的电源充电的电池充电系统。

通信系统可以实现基站与无人机之间的通信以及至少一对无人机之间的通信。可以在基站与自主无人机之间传输一个或多个任务规则。瞄准系统可以被配置为对该至少一个任务规则进行优先级排序。

田间处理系统可以是在自包含式拖车中可运输的。

在另一个方面中，提供了一种用于监控田间的系统。一个或多个无人机可以具有数据收集系统、导航系统、推进系统和电源。无人机可以从田间上空经过，从而收集数据。数据收集系统可以从以下中的至少一者收集数据：至少一个定位传感器、至少一个农业传感器和至少一个相机。该至少一个定位传感器可以选自以下中的至少一者：高度计、超声波传感器、雷达、激光雷达、加速度计、全球定位传感器和该至少一个相机。该至少一个农业传感器被配置为测量以下中的至少一者：土壤酸度、土壤湿度、土壤温度、电导率、风向、风速和辐射。

导航系统可以从数据收集系统接收数据、确定无人机的行进路径、确定无人机的行进路径中何时有障碍物并调整行进路径、以及向推进系统提供至少一个推进指令以便移动无人机。推进系统可以具有至少一个马达，其转动以下中的至少一者：至少一个螺旋桨和至少一个轮子。无人机可以选自以下中的至少一者：空中无人机、翻滚无人机、以及空中无人机和翻滚无人机的组合。

瞄准系统可以从数据收集系统接收数据、分析数据以识别至少一个目标、以及将该至少一个目标的位置记录在目标列表中。通信系统可以在无人机和基站当中实现数据的通信。基站可以将该至少一个目标传输到至少一个翻滚无人机以进行处理。高地隙喷洒机可以接收目标列表并处理来自目标列表的该至少一个目标。

数据收集系统、导航系统和瞄准系统可以存储在有形的计算机可读介质内并且由无人机内的处理器执行。瞄准系统可以构建土壤剖面或植物剖面。

根据另一个方面，提供了一种用于田间处理的方法。该方法可以利用数据收集系统收集数据；由导航系统处理数据来为至少一个自主无人机产生行进路径；由推进系统根据行进路径来推进该至少一个自主无人机；以及沿着行进路径从田间进行至少一次农业测量。

数据收集系统可以从以下中的至少一者收集数据：至少一个定位传感器、至少一个农业传感器和至少一个相机。该至少一个定位传感器可以选自以下中的至少一者：高度计、超声波传感器、雷达、激光雷达、加速度计、全球定位传感器和该至少一个相机。该至少一次农业测量可以选自以下中的至少一者：土壤酸度、土壤湿度、土壤温度、电导率、风向、风速和辐射。

该方法可以确定该至少一个自主无人机的行进路径中何时有障碍物并调整行进路径、以及向推进系统提供至少一个推进指令以便将该至少一个自主无人机移动到调整后的行进路径。

推进系统可以具有至少一个马达，其转动以下中的至少一者：至少一个螺旋桨和至少一个轮子。该至少一个自主无人机可以选自以下中的至少一者：空中无人机、翻滚无人机、以及空中无人机和翻滚无人机的组合。

该方法可以由瞄准系统分析数据以识别至少一个目标；以及向导航系统提供至少一个目标指令。瞄准系统可以构建土壤剖面或植物剖面。

该方法可以使用通信系统在该至少一个自主无人机和基站当中进行通信。基站可以将该至少一个目标传输到至少一个翻滚无人机以进行处理。该方法可以将至少一种农药从至少一个贮槽分配到该至少一个自主无人机的至少一个罐中。该方法可以确定该至少一个自主无人机何时在喷洒系统的范围内并且向喷洒系统提供至少一个喷洒指令。该至少一个罐可以在该至少一个自主无人机内。

该方法可以通过至少一次处理来处理该至少一个目标。

该方法可以激活阀以将该至少一种农药从流体地联接到该至少一个贮槽的软管分配到该至少一个罐中。该方法可以利用泵或重力式给料系统对软管加压。该方法可以对该至少一个罐进行称重；确定满罐状态；以及停用阀。该方法可以从泄漏处抑或装得太满的该至少一个罐将该至少一种农药捕获在溢出容器中。该方法可以使用溢出容器内的液位传感器来测量液位；以及停止分配该至少一种农药。该方法可以将至少一个空罐从无人机接驳区域运输到再装填系统；并且可以将至少一个满罐从再装填系统运输到无人机接驳区域。该方法可以为该至少一个自主无人机的电源充电。

该方法可以将至少一个任务规则从基站传输到该至少一个自主无人机。该方法可以在该至少一个自主无人机处对该至少一个任务规则进行优先级排序。

附图说明

虽然在本发明的结论部分中要求保护本发明，但在所附的具体实施方式中提供了示例实施例，可以结合附图来最好地理解具体实施方式，其中几幅图中的每一者中的相似部分用相似的数字标记，并且其中：

图1是当前农场管理过程的框图；

图2是处理系统的侧视框图，该处理系统具有无人机、基站和独立的农药贮槽；

图3是罐再装填系统的框图；

图4是用于基站的再装填系统的俯视图框图；

图5是无人机的喷洒系统的系统图；

图6是空中无人机的各种电子部件的框图；

图7是具有作物阶段1循环高级过程的自主无人机农场管理过程的框图；

图8是处理系统的系统逻辑架构图；

图9是处理系统的物理部件架构图；

图10是由处理系统执行的指令的流程图；

图11A是用于无人机的机载12伏配电系统的图；

图11B是用于无人机的机载48伏配电系统的图；

图12A是翻滚无人机的侧视图；

图12B是翻滚无人机的后视图；

图13是用于无人机的电子系统的框图；

图14是用于无人机的农药系统的框图；

图15是用于无人机的指示灯系统的框图；

图16A是用于无人机的运输支架的前视图；

图16B是用于翻滚无人机的运输支架的侧视图；

图16C是用于翻滚无人机的运输支架的俯视图；

图17A是用于翻滚无人机的驱动与悬架系统的侧视图；

图17B是用于翻滚无人机的驱动与悬架系统的前视图；

图18是用于翻滚无人机的机载供电系统的示意图；

图19是喷洒机图像喷嘴控制系统的流程图；

图20是翻滚无人机的喷洒机系统的过程流程图；

图21是用于无人机的转向系统的框图；

图22A是空中无人机和基站的示例的立体前视图照片；

图22B是基站的电池再装填系统的前视图照片；

图22C是基站的电池再装填系统的立体侧视图照片；

图22D是空中无人机的前视图照片；

图22E是空中无人机的另一种配置的立体图；

图23是空中无人机的操作环境(例如，田间)的俯视图；

图24是空中无人机跟随地形海拔的示例侧视图；

图25是用于空中无人机的翻滚处理路径的熔断器系统的图；

图26A是具有用于空中无人机的多个隔间的储存壳体的立体图；

图26B是用于存储空中无人机的隔间的俯视图；

图26C是用于存储空中无人机的隔间的立体前视图；

图26D是用于储存空中无人机的隔间的前视图；

图26E是用于储存空中无人机的隔间的侧视图；

图27A和图27B是展示目标识别的无人机视场的图像；

图28是导航系统针对风况进行调整的概念图；

图29A和图29B是展示喷嘴何时将被激活的无人机视场的图像；以及

图30是展示瞄准正在移动的有害生物的自顶向下图。

具体实施方式

本文中所公开的处理系统200可以包括任何数量和组合的本文中所讨论或提及的技术、系统、子系统、部件、过程、计算和其他项目，并且还可以在审查本文中的内容时用本领域中已知的现有技术进行修改或扩充且仍然在本文中所公开的内容的范围和意图内。

参考图2，处理系统200可以包括一个或多个空中无人机202、一个或多个基站204、一个或多个农药贮槽206和/或一个或多个如关于图12进一步详细描述的翻滚无人机1200。在这方面，无人机202可以是能够在示例田间2300上空自主飞行的空中无人机202。空中无人机202可以着陆在基站204上或附近，以便从基站204接收电力和/或农药。类似地，翻滚无人机1200可以同样能够围绕田间2300自主移动，并且可以与基站204接驳以便从基站204接收电力和/或农药。在一些方面中，基站204可以从空中无人机202和/或翻滚无人机1200收到数据。在一些方面中，翻滚无人机1200可以充当用于该一个或多个空中无人机202的移动基站204。基站204可以通过软管208或其他类型的农药通路来供应。软管208可以使用截止阀210连接到槽206，该截止阀实现或禁止从槽206排出流体。截止阀210可以是由基站204来控制的手动阀和/或自动阀。槽206可以是独立的农药贮槽。可以使用具有若干个支撑腿214的支撑结构212将槽206支撑在地面上方。

在一些方面中，处理系统200可以是完全可运输的，诸如在可以在卡车或拖拉机(未示出)后面拉动的自包含式拖车(未示出)内。在其他方面中，处理系统200可以是移动的，其具有一个或多个轮子、转向件和驱动马达。在又一方面中，基站204和贮槽206可以包括能够在空中运输基站204和贮槽206的一个或多个推进装置。尽管在本文中展示了单个贮槽206，但其他方面可以具有包括不同类型的农药的多于一个贮槽206。处理系统200的这些特定部件的进一步细节可以在本文中进一步详细描述。

处理系统200可以包括：一个或多个任务规则，其可以全部或部分地存储在任务规则数据库824、通信系统614、1324、2002(其允许由系统和子系统(诸如，无人机202、1200)进行通信以及允许在其间进行通信)、数据收集系统848、导航系统608、瞄准系统842、喷洒系统500、机械控制系统650中；和/或任务规则，其可能跨多个任务而部分地相同且部分地特定于要由处理系统200执行的特定任务或任务的一部分。特定于任务的任务规则可以全部或部分地管控任务执行，并且传达无人机可以用来执行任务的全部或部分信息、数据和参数。可以在接收到无人机202、1200执行任务所需的全部或部分信息、数据和/或参数之后部署无人机202、1200中的一个或多个。无人机202、1200可以在无人机200、1200已被部署之后以及在执行任务期间和任务被执行之后接收任务规则的部分，例如，引导无人机202、1200执行另一个任务。处理系统200可以针对任务使用单个无人机202、1200或一起工作的多个无人机202、1200。如果使用多个无人机202、1200，则多个无人机202、1200中的每一个可以具有相同、类似和/或不同的任务工作和/或任务规则。

任务规则可以包括要应用的一个或多个优化规则，并且可以在任务期间修改优化规则和/或允许瞄准系统842在任务期间修改优化规则。如果预测性分析子系统822不能利用当前任务规则数据库824做出确定，则瞄准系统842可以向数据收集系统848标记物体，使得数据收集系统848可以搜集关于该物体的附加数据。数据收集系统848和预测性分析子系统822两者都可以能够如本文中所描述来同时处理多个物体和/或多组物体。数据收集系统848和预测性分析子系统822可以存储在无人机202、1200和/或基站204中和/或在其中执行。瞄准系统842可以是包含在一个或多个无人机202、1200和/或基站204或其他任务命令中心932中的分布式系统。

处理系统200可以用于根据任务规则在特定的地理处理区域内完成任务目标。任务规则可以定义处理区域的一个或多个边界和一些内容。任务规则可以向处理系统200提供指令、数据、计算参数、常数和/或变量，以允许处理系统200识别处理区域内要处理的物体并将要处理的物体与将不处理的物体以及与将被忽略或以其他方式处置的物体区分开来。处理系统200可以执行处理任务，借此可以使用一个或多个无人机系统202、1200来搜集信息。

处理系统200可以执行处理任务，借此可以使用一个或多个无人机202、1200来识别处理区域内要处理的物体，以允许将如此识别的物体彼此区分开来。无人机202、1200可以用于从将不处理的物体以及从将被忽略或以其他方式处置的物体中识别要处理的物体。处理系统200可以执行处理任务，借此可以使用一个或多个无人机202、1200来处理被识别为进行处理的物体。

转到图3，其为用于再装填一个或多个罐302的再装填系统300的框图。泵304可以为软管208内的农药提供压力，从而使得软管208能够将农药分配到罐302中。当软管208内的压力降低到如由压力传感器1404测得的阈值压力以下时，控制器308可以激活泵304以便增加软管208内的压力。可以使用控制器308选择性地打开和关闭阀306。阀306可以将农药输出到罐302上方的漏斗310中以便减少或防止溢出。在一些方面中，漏斗310可以附接到罐302，而在其他方面中，漏斗310可以悬挂在罐302上方。在另一个方面中，可以使用重力式给料系统而不是泵304来保持软管208内的压力。在重力式给料系统中，当压力传感器1404下降到阈值压力以下时，可以由控制器308将指示贮槽206是空的警报消息传输到任务命令中心932。

磅秤312可以对罐302和分配到罐302中的农药的量进行称重。控制器308可以周期性地启动来自磅秤312的读数。如果控制器308未在磅秤312上检测到罐302的重量，则控制器308将阀306保持处于关闭位置中。当罐302在磅秤312上就位时，控制器308在读数超过罐重量阈值时检测到罐302。然后，控制器308可以启动如下文所描述的再装填过程。

当控制器308已检测到罐302时，控制器308可以周期性地启动来自磅秤312的读数并且可以将此读数与对应于满罐406的重量进行比较。如果来自磅秤312的读数低于对应于装满罐406(例如，装满农药)的重量，则控制器308可以激活泵304和/或启动阀306的打开。当读数等于或超过对应于满罐406的重量时，控制器308启动阀306的关闭和/或停用泵304。磅秤312的采样率可以足够快，以便确定罐302何时为满的从而以便防止溢出。罐302的尺寸可以取决于田间的尺寸、农药的类型和/或无人机202、1200的尺寸。在一些方面中，罐302可以被加压，并且可以使用经加压的再装填系统来装填罐302。在其他方面中，罐302可以未被加压并且使用泵送机构或重力式给料。

在另一个方面中，用于再装填该一个或多个罐302的再装填系统300可以被溢出容器314包围。如果容器302、软管208、阀306和/或泵304发生泄漏或容器302装得太满，则溢出容器314可以将溢出的农药收集在其中。液位传感器316可以触发被发送到控制器308的信号，并且作为响应，控制器308可以停用泵304和/或关闭阀306。在一些方面中，控制器308可以关闭槽206处的截止阀210。控制器308可以发起被发送到命令中心932的提示维护人员的消息。当维护人员已纠正了溢出或泄漏的原因时，维护人员可以使用排放阀318对溢出容器314进行排放，该排放阀可以是手动阀或由将信号发送到控制器308的按钮启动的自动阀。

转到图4，再装填系统300可以与输送机系统400协力工作。输送机系统400可以包括输送机402，该输送机可以将空罐302从无人机着陆或接驳区域404运输到再装填系统300以便得以再装填。接驳区域404可以是基站204的一部分。一旦装满，输送机402就可以将满罐406从再装填系统300运输到无人机着陆或接驳区域404。控制器308可以控制输送机402，使得输送机402仅在无人机202、1200已与接驳区域404接驳时才操作。在这方面，整个输送机402和接驳区域404可以被溢出容器314包围。在这方面，输送机402可以是连续输送机。

在另一个方面中，再装填系统300可以在不运输空罐302的情况下装填无人机202、1200。例如，无人机202、1200可以包括流体地联接到机载罐302的再装填端口(未示出)。当无人机已着陆或与基站204接驳时，再装填端口可以连接到再装填系统300的软管(例如，脐带缆)。再装填系统300可以将农药分配到再装填口中以便装填机载罐302。

无人机202、1200可以具有壳体1208，该壳体联接到一个或多个马达610并带有框架1604。在这方面，壳体1208可以是大致方形或矩形的盒，其带有用于容纳一个或多个部件600的大致中空的内部，如下文进一步详细描述的。对于空中无人机202，该一个或多个马达610可以使用一个或多个齿轮622来旋转一个或多个螺旋桨620。可以使用一个或多个防护件(未示出)来保护螺旋桨620，所述防护件可以联接到马达610或框架1604。具有一个或多个农业传感器612的农业传感器探头(未示出)可以存在于壳体1208的底部附近上，并且被配置为当空中无人机202已着陆时接触地面和/或对于翻滚无人机1200而言经延伸以接触地面。壳体1208内或安装到该壳体的一个或多个部件600可以包括一个或多个具有若干个电子部件和/或机电部件的印刷电路板(PCB)(未示出)。

图5展示了无人机202、1200的喷洒系统500。喷洒系统500可以包括用于接收满罐406或排出空罐302的快速连接件502。在如先前所描述的一些方面中，无人机202、1200可以包括再装填端口，且因此将不需要快速连接件502以便来装填罐302。可以使用气泵504来激活快速连接件502，使得当激活气泵504时，快速连接件502释放空罐302。气泵504可以从进气口506接收空气并且从电池508和/抑或基站204的电源510被供应电力。在这方面，可以使用电池快速连接件512来连接电池508，和/或电源510可以使用电力脐带缆514供应电力。可以经由一个或多个内部软管518向螺线管阀516提供来自满罐406的农药。螺线管阀516和/或气泵504可以由无人机202、1200内的无人机控制器600来控制。当农药将从无人机202、1200排出时，无人机控制器600打开螺线管阀516，从而准许来自满罐406的加压农药从一个或多个喷雾喷嘴520中排出来。

尽管本文中使用术语喷洒系统500，但此术语并非旨在为限制性的。喷洒系统500可以包括化学品喷洒器和/或化学品施用器(诸如，芯子或拭子施用器)。如本文中所使用的喷洒系统500还可以包括响应于命令来部署一种或多种化学和/或有机物质的任何其他处理系统。无人机202、1200可以包括可以部署非化学品处理的非化学品处理系统。非化学品处理可以包括能量处理，诸如热量(或火)、声音、辐射、电、机械移除等。喷洒系统500可以包括化学品和非化学品处理两种应用。

喷洒系统500可以包括一个或多个喷雾喷嘴520，所述喷雾喷嘴安装在无人机202、1200上、可以安装在无人机202、1200上的一个或多个喷洒臂或喷杆1222上、或其组合。喷洒系统500可以使用2轴或3轴机械万向架(未示出)、伺服马达610和/或能够通过喷洒臂1222和/或喷雾喷嘴520控制喷雾喷嘴向量(包括俯仰、仰角、偏航、方位角等)的其他机电部件附接到无人机202、1200。喷洒系统500可以包括无人机202、1200内的被配置为将万向节驱动到所识别的目标的(多个)伺服马达610。喷洒机构可以包括喷洒系统500内的一个或多个阀1224，所述阀可以被配置为响应于来自处理器602的喷洒命令来激活喷雾。喷洒系统500内的喷洒机构可以被配置为调整喷雾喷嘴520以将喷雾几何形状从细流改变为更宽的流、改变为细雾和/或其间的任何组合。在一些方面中，当无人机202、1200着陆在本文中进一步详细描述的处理区域上(或到达该处理区域)时，可以自动施用处理。

在一些方面中，喷洒系统500可以是机械系统650的一部分或联接到该机械系统，以便移动一个或多个喷洒臂或喷杆1222和/或一个或多个喷雾喷嘴520。可以通过如下方式来完成喷雾施用(也被称为喷雾事件)：将喷雾喷嘴520瞄准目标，并且打开喷雾阀1224以释放喷雾化学品以及关闭喷雾阀1224以停止释放喷雾化学品。在一些方面中，当无人机202着陆在处理区域上、悬停在处理区域上空和/或通常在处理区域附近(或对于翻滚无人机1200而言到达处理区域)时，可以自动施用处理。

如图6中所示，展示了用于无人机202、1200的计算系统600。计算系统可以包括处理器602，该处理器可以执行来自有形的计算机可读介质604(例如，存储器)的计算机可读指令，并且处理器602可以将数据存储到存储器604。处理器602可以执行指令以便从一个或多个相机630捕获图像数据。(多个)相机630可以具有大致在无人机202下方和/或前方的视场。(多个)相机630中的至少一个可以具有大致沿无人机202、1200的运动方向的视场。在一些方面中，(多个)相机630中的至少一个可以自动将方向改变为无人机202、1200的运动方向。在其他方面中，无人机202、1200可以旋转以便沿着无人机202、1200的运动方向对齐视场。

无人机202、1200可以包括数据收集系统848。数据收集系统848可以包括一个或多个相机630、一个或多个传感器606、612和/或其他数据搜集装置中的任一者或任何组合。将理解，数据收集系统848可以包括各种不同传感器606、612的阵列，这些传感器被配置为在距无人机202、1200的预定义近侧距离内收集数据、以及将传感器/图像数据传输回到无人机202、1200的内部软件系统(例如，瞄准系统842、喷洒控件、喷雾向量引擎)和/或传输回到基站204和/或任务命令中心932的显示装置以用于输出给操作员。数据收集系统848可以提供数据以识别物体。可以向瞄准系统842提供此物体数据，该瞄准系统使用任务规则和物体比较数据来确定物体是否为此项任务的目标、另一项任务的目标、要防止喷洒的非目标、要回避的障碍物和/或要被忽略的物体。

无人机202、1200的各个方面可以包括用于自动检测物体和用于根据任务规则确定是否要处理物体的系统或子系统。根据任务规则要处理的物体有时可以被称为目标。经识别而借此根据任务规则将明确避免对物体的处理的所述物体有时可以被称为非目标。无人机202、1200的各个方面可以包括用于自动检测无人机202、1200可以根据任务规则物理回避的物体或者在此项任务或未来任务中将完全被忽略的物体的能力。任务规则可以用于在物体之间进行区分、确定物体是否要避免处理、选择要喷洒的目标、对目标进行优先级排序、取消选择目标、重新选择目标。任务规则可以用于确定导航系统608何时、何地以及如何可以使用主动稳定。任务规则可以用于包括喷雾向量解决方案，或者可以由无人机202、1200使用以自动确定喷雾向量解决方案。任务规则可以用于实现目标识别、单一实例目标标记、连续和间歇目标跟踪等。

无人机202、1200的各个方面可以包括通信系统614、数据收集系统848、导航系统608、瞄准系统842、喷洒系统500和/或处理成功率验证系统。无人机通信系统614可以包括：一个或多个无线通信装置和/或芯片组，诸如BluetoothTM装置、802.11或类似装置、卫星通信装置、无线网卡、红外通信装置、Wi-Fi装置、远程天线(LoRa)、实时动态(RTK)天线、WiMAX装置、蜂窝通信装置等；以及可用或未来可用的其他通信方法、装置和系统。无人机202、1200还可以包括机载系统和子系统之间的数据总线。

在一些方面中，(多个)相机630可以贴附到无人机202、1200的主体与其一体地形成。在其他方面中，(多个)相机630可以在臂1203上延伸，该臂可以旋转平面360度和/或延伸多达无人机202的周界(例如，无人机202、1200的圆周)之外2米。通过将(多个)相机630放置在臂1203上，(多个)相机630可以以一种方式定位，使得可以在空中无人机202的螺旋桨尾流前面拍摄图像。这种配置可以准许在螺旋桨尾流前面捕获到更清晰的图像，螺旋桨尾流引起植物在周围和/或侧面受到冲击。在另一个方面中，(多个)相机630可以位于陀螺仪或其他稳定设备上以最小化(多个)相机630的抖动和/或晃动。臂1203还可以具有一些机械部件(未示出)以稍微调整相机角度来跟随田间地形的倾斜度。例如，当无人机202沿着陡坡向下行进时，(多个)相机630可以以稍微倾斜的角度使田间成像，以便使图像看起来“平坦”或与人工智能(AI)框架1920一致。在其他方面中，数字后处理可以校正(多个)相机630的任何失真和/或模糊。

(多个)相机630可以包括镜头、滤光片和成像装置(诸如，CCD或CMOS成像器)。在一些方面中，滤光片可能仅准许某些波长的光通过成像装置并被其捕获。例如，滤光片可能仅准许红外光通过。在另一个示例中，滤光片可能仅准许紫外光通过。在又一示例中，滤光片可能仅准许可见光通过。可见光滤光片可以是滤光片马赛克(mosaic)以便准许图像传感器捕获红绿蓝(RGB)颜色的光。在另一个方面中，滤光片马赛克还可以包括红外光滤光片、紫外光滤光片和/或将光划分成特定频带的任何数量的滤光片(诸如，10个频带)。可以基于滤光片的数量来选择成像装置的帧速率，诸如每个滤光片每秒30帧(fps)。在这方面，成像装置可以具有五个滤光片，且因此成像装置可以具有至少150-fps的帧速率。在其他方面中，对于特定滤光片而言，帧速率可能更高或更低。根据一些方面，(多个)相机630可以以4k或更高的分辨率以每秒30帧捕获图像数据。处理器602可以被配置为对所捕获的图像数据执行图像处理，如下文进一步详细描述的。

在一些方面中，无人机202、1200可以包括用于将来自无人机202、1200的光投射到相机630中的至少一个的视场中的一个或多个发光二极管(LED)。LED可以投射红外光、紫外光、红光、蓝光、绿光、白光和/或其任何组合。在一些方面中，处理器602可以调制LED和/或控制通/断状态。在一些方面中，LED可以从大多数有害生物不可见的波长开始，以便在不干扰有害生物的情况下更准确地确定它们的位置。

处理器602可以从一个或多个定位传感器606读取位置数据，定位传感器诸如为高度计、超声波传感器、雷达、激光雷达、加速度计等。在一些方面中，(多个)定位传感器606可以是从无人机202、1200捕获双目视觉的一对相机630。在一些方面中，处理器602可以对空中无人机202外部的一个或多个特征的位置进行三角测量以便辅助导航系统608进行的导航。导航系统608可以向该一个或多个马达610提供指令。在这方面，可以使用处理器602来执行导航系统608。在另一个方面中，导航系统608可以独立于处理器602。

在另一个方面中，导航系统608可以包括一个或多个导航和/或定位传感器606，诸如GPS系统、高度计、超声波传感器、雷达、激光雷达等。在一些方面中，定位传感器606可以是从单独的无人机202、1200捕获双目视觉的一对相机630，或者是远程定位和固定式位置的双目相机系统630(诸如，杆装式相机系统)。在一些方面中，处理器602可以对无人机202、1200外部的一个或多个特征的一个或多个位置进行三角测量，并使用无人机202、1200外部的该一个或多个特征对无人机位置进行三角测量以便辅助导航系统608进行的导航。导航系统608可以从数据收集系统848接收输入以辅助导航。导航系统608可以跟踪无人机202、1200相对于先前位置的特定位置，并且可以连续地这样做以便命令无人机马达610推进无人机202、1200来跟随从基站204到处理区域且然后在处理区域内的期望路径。

导航系统608可以提供指令以控制无人机202、1200的移动。导航系统608可以确定第一无人机位置和/或取向、然后被提供所期望的第二无人机位置和/或取向、计算用于将无人机从第一位置移动到第二位置的推进力、以及发出命令以沿任何数量的期望方向、取向、速度和/或加速度移动无人机202、1200。导航系统608可以包括内部处理器(未示出)来计算推进力，和/或可以依靠导航系统608外部的处理资源602来计算利用导航系统608进行的推进力。导航系统608可以向无人机机械系统650(诸如，马达610和齿轮622)发出命令来控制推进系统620(诸如，轮子1206和/或螺旋桨620)，以控制无人机202、1200的移动。控制和移动可以包括涉及俯仰、仰角、偏航、方位角、向前、向后、向左、向右等的命令。

加速度计可以用于检测和响应无人机202、1200的加速度和振动。这种加速度和振动可能由天气、地形、其他外部影响和/或无人机202的机械振动和移动引起。无人机202、1200可以包括用于稳定无人机202的速率陀螺仪以及用于消除陀螺仪漂移的磁力计和加速度计。可以包括全球定位系统部件或其他定位装置606来确定无人机位置、航向和速度以计算喷洒解决方案并瞄准已知的处理目标坐标(诸如，树桩或指定用于跨多个任务重复喷洒的其他木本植物)。

无人机202、1200可以包括无人机机械系统650，并且无人机机械系统650可以包括推进系统620。机械系统650可以包括马达610，这些马达驱动包括齿轮622的传动系统622，齿轮又可以驱动轴(未示出)，轴可以驱动轮子1206、转子或类似部件或其任何组合以产生推进力。机械系统650可以包括不需要齿轮622的直接驱动马达610或者包括直接驱动和/或齿轮驱动部件的组合。机械系统650可以受命于机械控制系统650和/或直接从导航系统608接收命令。无人机的机械系统650可以包括用于将无人机202、1200移动到第二位置的一个或多个马达610。

无人机202、1200可以具有位于传感器探头(未示出)上或替代地位于轮子1206上的一个或多个农业传感器612。处理器602可以周期性地指示导航系统608使无人机202着陆或者对于在田间就位的翻滚无人机1200而言指示探头移入土壤中。当无人机202、1200已着陆或到达足够的距离(取决于传感器612是否需要与田间接触)时，处理器602可以从一个或多个农业传感器612读取农业数据，诸如用于构建土壤剖面和/或植物剖面的土壤酸度、土壤湿度、温度、电导率、风、伽马辐射传感器和/或其他辐射传感器等。

在一些方面中，可以经由液压机、位于轮子1206上的螺旋钻系统和/或其组合将传感器612插入到土壤中，并且传感器612可以记录土壤内的测量值并由此减少或消除收集土壤的需要。在另一个方面中，传感器612可以不插入到土壤中，而是可以经由螺旋钻系统(未示出)或抓斗机(未示出)收集土壤并由无人机202、1200内的一个或多个传感器612来分析土壤。在又其他方面中，传感器612可以不位于无人机202、1200之上或之内，并且无人机202、1200可以经由螺旋钻系统或抓斗机收集土壤并且可以将土壤储存在土壤罐(未示出)中以供由基站204分析和/或被递送到实验室。在其他方面中，传感器612可以能够在不需要与土壤物理接触的情况下进行远程感测。例如，可以通过测量辐射、磁场和/或光谱分析来执行一次或多次传感器读取。在一些方面中，液体施用系统(未示出)可以将液体(诸如，水)施用到土壤来促进软化土壤以进行收集。

根据一些方面，处理器602可以在一个位置处对所捕获的图像数据执行图像处理以便确定这些特性中的一个或多个，如本文中进一步详细描述的。

处理器602可以经由无线收发器614进行通信。无线收发器614可以使用Wi-Fi、蓝牙、3G、LTE、5G和/或专有无线电协议和系统等进行通信。处理器602可以与基站204通信以便中继状态数据(诸如，燃料、电池寿命、农药量、位置等)和/或农业数据。在另一个方面中，状态数据和/或农业数据可以存储在内部存储器(诸如，SD卡和/或硬盘驱动器)中直到处理器602在通信范围内(例如，无线收发器614与基站204具有稳定的连接，或者当无人机202、1200与基站204接驳时)。

无人机202、1200可以具有用于喷洒或沉积除草剂、农药和/或杀真菌剂的一个或多个喷洒机500。喷洒机500可以具有在0到3英尺之间的喷洒距离以及4英寸乘4英寸的瞄准面积或关于地面和喷洒取向的一些其他量子。一些方面可以具有能够实现6英寸到20英寸的喷洒距离的喷洒机500。在一些方面中，可以取决于对应于一个区域中更高有害生物浓度的模式而使用多个喷洒机500和/或可调整的喷洒机500(例如，可以喷洒得更高和/或更宽)。

在一些方面中，喷洒取向和距离可以是可调整的。例如，喷洒机500可以位于喷杆臂1222上，该喷杆臂可以缩回和/或以360度模式重新定位。竖直喷杆1222可以调整喷洒机500的高度。在另一个方面中，可以存在带有一个或多个喷洒机500的一个或多个喷杆1222。在又一方面中，具有一个或多个竖直喷洒机的杆可以定位成相隔大约6英寸。竖直喷洒机可以沿着杆沿每个方向移动2英寸或更多英寸，从而产生其中喷嘴520可以重新定位的“点阵式打印机”类效果。在另一个方面中，可以使用物理接触(诸如，芯吸)来施用农药以涂上海绵状材料中所包含的农药。

在一方面中，喷洒机500可以具有用于容纳一种或多种除草剂、农药和/或杀真菌剂的若干个储器(例如，罐302)。如下文参考图23进一步详细描述的那样，在处理器602检测到杂草2320、2322时，无人机202、1200可以在喷洒距离内着陆或接近和/或可以在喷洒距离内接近喷洒区域。然后，处理器602可以基于杂草2320、2322的类型来选择适当的储器并且启动致动器以便将化学品和/或粉末喷洒到杂草上。在另一个方面中，代替喷洒机500的是或除喷洒机之外，处理器602可以指示被引导到杂草2320、2322处的微波或高能激光束。在另一个方面中，处理器602可以指示无人机202、1200着陆在杂草2320、2322上或接近其并激活杂草根除装置(未示出)，诸如杂草修剪机、加热器、喷洒机、挖掘机、微波、高能激光、放电等。

在另一个方面中，在处理器602检测到杂草2320、2322时，处理器602可以记录GPS/RTK坐标数据和/或其他空间感测数据(例如，加速度计等)以在不使用相机的情况下确定喷洒位置。然后，可以由无人机202、1200使用GPS/RTK坐标数据，该无人机执行对该一种或多种所识别的杂草的处理。

在另一个方面中，喷洒机500可以具有用于仅容纳一种选定的农药的单个储器(例如，罐302)。处理器602可以被配置为仅识别能够用选定的农药处理的杂草2320、2322的类型。在这种处理系统中，多个无人机202、1200可以各自包含不同的选定的农药，并且每个无人机202、1200内的每个处理器602可以识别它们各自的杂草2320、2322类型。

电池618可以用于为马达610和其他电子部件600供电。在一些方面中，电池618可以仅用于为其他部件600供电，且汽油、氢或其他可燃燃料引擎可以用于为马达610提供动力。马达610可以经由一个或多个齿轮622联接到一个或多个螺旋桨620。一个或多个充电器624可以用于对电池618再充电。

转到图7，示出了具有作物阶段1循环高级过程的自主无人机农场管理过程700。步骤102和104可以与先前参考图1所描述的相同。在这方面，无人机202、1200(特别是空中无人机202)可以执行如下文参考图23进一步详细描述的扫描过程702以便定位田间的任何有害生物。在扫描过程702期间，基站204和/或任务命令中心932可以包括规则数据存储区810，该规则数据存储区可以包括用于植物、有害生物或其他目标类型的识别规则。规则数据存储区810可以包括一个或多个目标选择和目标优先级规则。规则数据存储区810可以包括一个或多个喷洒规则以及特定于任务、所施用的(多种)化学品、目标和任何其他数据输入的其他化学品施用规则。规则数据存储区810可以包括处理规则、喷洒规则和/或特定于任务的其他化学品施用规则(包括所施用的(多种)化学品、目标和可能对处理和理解相机/传感器数据输入有用的任何其他数据)。无人机202、1200可以包括存储器604内的本地现场数据存储区824，该本地现场数据存储区可以包括用于特定目标、非目标、植物、有害生物或其他类型的物体的识别规则。规则数据存储区810可以包括物体或目标识别、选择和优先级排序规则。

可以周期性地调整处理动作704。一般而言，可以在高海拔执行大范围的空中勘测，以便取决于系统的分辨率来识别1米乘1米空间或其他尺寸内需要处理的关键区域。对于这些处理区域中的每一个，低海拔无人机202、1200可以在较低海拔(例如，高分辨率)处进行勘测，并且可以确定要喷洒的有害生物的一个或多个精确坐标。然后，农药施用过程706可以指示无人机202中的一个或多个将农药直接施用到受有害生物影响的每个田间区域和/或直接施用到有害生物本身。在替代性方面中，农药施用过程706可以向手动控制系统(诸如，高地隙喷洒机)提供所识别的有害生物的位置和/或坐标，或者可以向具有手动喷洒机的农民提供地图。

如图8中所呈现的，用于处理系统200的系统逻辑架构800可以包括若干个用户接口、应用程序接口(API)、数据库、人工智能模块和/或控制模块。系统逻辑架构800可以在任务命令中心932系统上具有一个或多个田间状况用户接口802、804以用于将田间状况数据录入和/或输入到有害生物处理中央数据库810中。田间处理规划用户接口806(诸如，在农民的计算机上)可以准许用户从有害生物处理中央数据库810确定针对特定田间的田间处理计划。一旦已设计了田间计划，就可以执行作业调度器850，该作业调度器通过作业指派API 812来指派一个或多个作业。

作业指派用户接口814可以访问作业指派API 812以便将作业指派给一项或多项任务，并且访问任务指派用户接口818从而向根据作业的任务布局模块816提供输入。根据作业的任务布局模块816可以从田间数据API 820接收田间数据。任务规划人工智能模块822可以基于由根据作业的任务布局模块816提供的数据来生成根据作业的该一项或多项任务。任务数据可以存储在现场任务规则数据库824中，任务状态用户接口826可以访问该现场任务规则数据库以便显示任务状态数据。还可以使用作业结果API 832将任务数据转移到有害生物处理数据库810。

无人机202、1200可以包括瞄准系统842，该瞄准系统可以从各种数据源接收输入数据并分析数据以识别、选择目标和对目标进行优先级排序、跟踪实时或近实时的相对目标位置、计算和集中于喷洒解决方案、以及激活和控制无人机喷洒。瞄准系统842是带有常见的控制模块的集成化系统，或者可以被实施为带有机载目标控制模块的单独的瞄准系统842以与具有机载喷洒控制模块的喷洒系统500结合使用。瞄准系统842可以从受数据收集系统848控制的一个或多个相机630和/或一个或多个传感器606、616接收数据。数据可以包括无人机位置数据、无人机移动向量、无人机振动数据、天气数据、目标图像、距离/范围数据、红外数据、GPS/RTK数据和本文中所描述的任何其他传感器数据。

在一个方面中，无人机202、1200可以包括这样的过程，即，通过该过程，无人机202、1200可以识别目标特性、计算喷雾向量、根据喷雾向量定位喷雾喷嘴、根据喷雾向量定位无人机202、1200、以及喷洒目标。此过程中的步骤可以由无人机202、1200中的一个或多个部件(诸如，瞄准系统842及其子系统)与无人机马达部件、相机/传感器和/或各种远程和外部系统(其可以包括如所描述的操作员接口)协同执行。

在另一个方面中，基站204可以识别目标特性、计算喷雾向量、根据喷雾向量定位喷雾喷嘴、根据喷雾向量定位无人机、以及喷洒目标。此过程中的步骤可以由在基站204中的且被中继到无人机202的一个或多个部件(诸如，瞄准系统842及其子系统)与无人机马达部件、相机/传感器和/或各种远程和外部系统(其可以包括操作员接口)协同执行。在另一个方面中，基站204可以将目标坐标阵列中继到高地隙喷洒机，该高地隙喷洒机可以用于在喷嘴坐标对应于目标坐标时指示喷嘴打开和关闭。

一旦根据作业的任务布局模块已规划了任务，根据作业的任务布局模块就可以启动部署模块828以根据它们各自的任务计划来部署一个或多个无人机202。无人机202中的每一个可以执行确保无人机202保持在任务计划参数内的目标边界导航模块830。

任务规则会导致无人机202、1200对目标进行优先级排序。例如，系统逻辑架构800可以识别彼此密切接近的多个目标，使得利用单次喷洒来有效喷洒所有近侧目标的概率是在可接受的限度内。另一个示例是任务规则导致目标排序的情况，借此系统逻辑架构800针对给定的无人机行进速率来优化无人机202、1200可以喷洒的目标数量。进一步地，任务规则可以基于各喷洒间的所期望的滞后时间来规定目标顺序。任务规则可以在任务期间修改一次或多次，以优化目标处理。

除了修改任务规则之外，操作员或系统逻辑架构800还可以修改任务规则内的优先级。操作员可以是人工智能引擎。例如，目标可以具有不同的特性，诸如类型或尺寸或与无人机的接近性或与非目标植物或物体的接近性。这些中的任何一个或所有都可以生成不同的喷洒优先级。因此，可能需要系统逻辑架构800在识别目标时对目标进行优先级排序。优先级排序过程可以包括在识别或验证步骤中，或者可以是单独的步骤。优先级排序可能导致目标被标记以供稍后处理或者被忽略。优先级排序可能影响喷洒目标的次序或使用哪个喷雾喷嘴520。优先级排序可能导致使用多个喷雾喷嘴520来处理同一个目标。优先级排序可能影响对喷雾向量的计算。在一些方面中，优先级排序可以确定处理的类型，诸如例如较大的目标可以接受化学品处理，而小的目标可以接受能量处理。

例如，可以在喷雾向量计算结果相同的情况下以第一方式喷洒第一经优先级排序的目标。可以以相同的方式喷洒第二经优先级排序的目标，但是针对目标的该组初始条件可以是针对目标的一组喷洒条件。类似地，可以以相同的方式喷洒第三经优先级排序的目标，但是针对目标的一组初始条件可以是针对目标的该组喷洒条件。这些目标可以被瞄准系统842分组为要利用单次喷洒进行喷洒的目标，且因而已通过瞄准系统842被给予针对三个目标具有单个中心点的单个共同的目标接触区域。瞄准系统842计算和执行用于共同的目标接触区域的单个喷雾向量，其具有瞄准系统842选择用于单个共同的目标接触区域的喷雾几何形状。

导航模块830可以经由位置/取向收集模块834来接收位置和/或取向数据。可以使用障碍物回避模块836来回避障碍物，该障碍物回避模块可以从图像收集模块838接收一个或多个图像。障碍物回避模块836可以执行计算机视觉以便确定障碍物是否很可能干扰任务计划。导航模块830可以向可行动的数据识别模块840提供数据，该数据识别模块也可以从图像收集模块838接收图像。

瞄准系统842通过参考障碍物数据或使用障碍物算法或以上两种措施来确定物体是否为障碍物。如果物体被确定为障碍物，则瞄准系统842向导航模块830标记障碍物以成为导航因素。如果瞄准系统842确定物体将被忽略，则瞄准系统842标记要被忽略的物体并且不对如此标记的物体采取进一步行动。如果瞄准系统842确定物体是非目标，则瞄准系统842将物体标记为喷洒器要回避的非目标并且如此标记的非目标成为计算一个或多个喷雾向量时使用的因素。

可行动的数据识别模块840可以确定何时需要处理动作并向处理动作API 842发起指令。可行动的识别模块840可以执行作物/非作物检测AI模块844和/或植物物种检测AI模块846。在一些方面中，作物/非作物AI模块844和/或植物物种检测AI模块846可以被配置为检测有害生物、疾病(诸如，杂草、真菌、昆虫等)。在其他方面中，可以在专用模块或系统中执行有害生物和/或疾病检测。这两个模块844、846辅助可行动的数据识别模块确定哪里需要处理动作。可以使用任务数据收集模块848将由导航模块830、可行动的数据识别模块840和处理动作API 842提供的所有数据存储在现场任务规则数据库824中。

在一个方面中，无人机202、1200可以使用相机630和/或传感器606、612来检测物体以及识别和验证一个或多个目标，并且可以使用附加的数据源。例如，来自相机630的图像数据和来自传感器606、612的传感器数据可以用于检测一个或多个物体。相同的数据或附加数据可以用于将物体识别为目标或潜在目标。在被添加到目标列表、被标记或被忽略之前，物体可以被标记以供进一步分析。可以使用相同或附加的数据来执行进一步分析，使得得以使无人机收集附加数据以进行分析。以此方式，可以执行预测性第一分析，其需要较少的分析资源和减少的分析时间。预测性第一分析可以用于优化无人机资源600并且仅将无人机系统资源600提交给被预测为目标的物体。在被添加到或不添加到目标列表之前，预测性第一分析之后可以是第二分析或一系列分析。可以基于与任务规则一致的一个、两个或任何数量的分析循环将物体添加到目标列表。可以在已计算喷雾向量之前或之后验证目标列表。

在另一个方面中，基站204可以检测物体以及识别和验证一个或多个目标，从而从无人机202的相机630和/或传感器单元606接收数据，并且可以使用附加的数据源。例如，图像数据和传感器数据可以用于检测一个或多个物体。相同的数据或附加数据可以用于将物体识别为目标或潜在目标。在被添加到目标列表、或被标记为非目标或被标记为被忽略之前，物体可以被标记以供进一步分析。可以使用相同或附加的数据来执行进一步分析，使得得以使无人机202、1200收集附加数据以进行分析。以此方式，可以执行预测性第一分析，其需要较少的分析资源和减少的分析时间。预测性第一分析可以用于优化无人机202、1200的一个或多个资源并且仅将资源提交给被预测为目标的物体。在被添加到或不添加到目标列表之前，预测性第一分析之后可以是第二分析或一系列分析。可以基于与任务规则一致的一个、两个或任何数量的分析循环将物体添加到目标列表。可以在已计算喷雾向量之前或之后验证目标列表。

瞄准系统842将目标添加到要喷洒的目标列表，并且向瞄准系统842内的喷雾向量计算子系统识别如此添加到目标列表的目标。标记的目标被添加到目标列表，使得可以计算目标的期望接触区域和喷洒中心点。目标列表可以包括一个或多个GPS/RTK坐标和一个或多个离地高度。

瞄准系统842可以从各种数据源接收输入数据并分析数据以识别、选择目标和对目标进行优先级排序、跟踪实时或近实时的相对目标位置、计算和集中于喷洒解决方案、以及控制无人机喷洒。瞄准系统842可以从相机630和/或传感器单元606、616接收数据。数据可以包括无人机位置数据、无人机移动向量、无人机振动数据、天气数据、目标图像、距离/范围数据、红外数据和本文中所描述的任何其他传感器数据。无人机202、1200可以包括规则数据存储区，该规则数据存储区可以包括用于植物、有害生物或其他目标类型的识别规则。规则数据存储区可以包括目标选择和目标优先级规则。规则数据存储区可以包括喷洒规则以及特定于任务、所施用的(多种)化学品、目标和任何其他相机/传感器数据输入的其他化学品施用规则。

在一个方面中，无人机202、1200可以识别要施用到目标的用于处理的期望接触区域。期望接触区域可以是基于目标特定特性(诸如，用于验证的那些特性)的目标的一部分，或者可以是验证步骤的结果。可以在过程中的任何点确定期望接触区域。接触区域可以是相对于目标的任何特定形状或尺寸。可以基于任务目标和参数来确定目标区域。例如，如果任务是用除草剂喷洒杂草，则目标杂草的接触区域可以包括一片叶子的一部分、一整片叶子、一组叶子、茎、(多个)根部或整株植物。在另一个方面中，基站204可以识别无人机202、1200处理目标的期望接触区域。

物体检测可以涉及对图像数据、传感器数据等的分析，以基于任务规则来检测可以是在无人机202、1200附近的目标的一个或多个物体。目标识别可以涉及将物体数据和特性与目标数据库810或目标识别规则进行比较，以辨识期望的目标并将目标与非目标区分开来。目标识别规则可以基于一个或多个GPS/RTK坐标、与其他物体的相对位置和/或视觉特性。例如，物体可以被检测并与机载植物数据库824进行比较，以将物体识别为杂草或有害生物并将物体与非目标期望植物和/或已经得到处理的杂草或有害生物区分开来。进一步地，取决于任务规则，所识别的杂草可以被添加到目标列表以进行验证或被标记以供未来处理。如果检测到的物体与机载植物数据库不匹配，则数据可以被中继到基站204或任务命令中心932以供利用更广泛的植物数据库进行进一步分析。随后，可以用新识别的植物来更新每个无人机202的机载植物数据库，以便促进由其他无人机202、1200更高效地确定植物。

例如，如图27A中所示，可以由数据收集系统捕获并通过物体检测来处理初始图像2700。图27B示出了处理之后的图像2702。物体检测已识别出作物植物2704(例如，被白框包围)且已识别出杂草2706(例如，被黑框包围)，并且用已计算的一个或多个边界框来包围那些被识别的植物2704和杂草2706。基于边界框，可以如本文中所描述的那样确定中心点，并且该中心点可以对应于喷洒目标区域。在如本文中所描述的一些方面中，仅足够尺寸的杂草2706才可能成为目标，而低于某个尺寸的杂草2708得直到杂草2708已长到足够尺寸才可能成为目标。

在无人机202、1200位于如由任务规则定义的目标范围内之前或之后，可以使用来自附加源的数据，包括来自无人机202、1200和/或其他无人机202、1200的图像数据或传感器数据。如果特定相机630和/或传感器606、612不可用或已发生故障，则无人机202、1200也可以使用近似技术。例如，如果确切的目标范围未知，则瞄准系统842可以使用机载计算以使用相对于目标环境的估计目标高度来近似范围数据，从而计算目标距无人机202、1200的距离。因此，瞄准系统842可以使用图像数据和传感器数据以及近似值来确认目标的位置并解析期望的喷雾向量。

瞄准系统842可以包括目标验证子系统。如果瞄准系统842确定物体是目标或很可能是目标，则物体被如此标记并发送到目标验证子系统。目标验证子系统使用来自数据收集系统848的任务规则和物体数据以及算法来验证物体是要喷洒的目标。目标验证子系统被用作物体根据任务规则将被喷洒的最终检查。目标验证子系统可以将物体添加到目标列表或将物体标记为障碍物、或非目标、或要被忽略的物体、或要包括在另一项任务中的目标。

目标验证可以确定所识别的潜在目标是否将由无人机202、1200喷洒。目标验证可以涉及对无人机202、1200和/或另一些无人机202、1200已经收集的相同图像/传感器数据的附加分析。目标验证可以涉及对附加的图像数据和/或传感器数据的分析。目标验证规则可以基于无人机202、1200的配置、在验证时剩余的无人机202、1200的资源、当时生效的任务优先级和/或其他标准。验证规则还可以涉及目标已被准确识别的概率。验证规则还可以涉及喷雾将以足够的剂量到达目标的置信度水平。验证规则还可以涉及过喷或欠喷的概率。验证规则还可以涉及在喷雾向量命中(hit)期望接触区域时可能喷洒非目标的概率。物体检测、目标识别、目标验证和对期望接触区域的确定可以在单个步骤中或者在两个或更多个单独的步骤中或者作为一个或多个步骤的一系列迭代来执行。

在一些方面中，目标验证可以包括图像配准和/或地理坐标配准，借此可以保存目标和/或地理坐标的先前捕获的传感器数据并将其与新捕获的传感器数据进行比较。例如，匹配同一目标植物在不同时间的两张照片，它们可能略有不同(例如，角度不同、照片中的位置不同、被风移动等)。图像配准和/或地理坐标配准可以确保多遍次不会喷洒同一目标植物超过一次，或者可以用于确定目标植物的健康状况以便确定更有效的处理是否可能为必要的。

用于物体检测、目标识别和验证的技术也可以被应用来搜集数据以进行目标优先级排序，使得得以使用相同或相似的图像和传感器数据。目标优先级排序的示例包括对以下各者进行优先级排序的规则：正在投下或准备投下种子的目标、更大的目标、更靠近非目标或距离非目标更远的目标、超过另一品种的特定种类的目标、相对于无人机202、1200具有期望取向的目标、具有更高的识别置信度的目标、具有更高的命中置信度的目标等或其任何组合。

瞄准系统842可以包括目标优先级排序子系统。优先级排序子系统处理所验证的目标列表以根据任务规则来优化所验证的目标列表的分组和排序。优先级排序子系统处理包括目标信息和目标跟踪数据的目标列表，以确定是否存在应被分组在一起的目标以及应喷洒目标的相对次序或顺序。如果无人机202、1200包括多个喷雾喷嘴520，则优先级排序子系统将特定喷嘴520指派给目标或目标组。如果优先级排序子系统创建了目标组，则喷雾向量计算子系统可以给予该目标组单个接触区域、中心点和/或用于该目标组的喷雾向量。优先级排序子系统通过调整由优先级排序子系统接收到的目标列表来充当喷雾向量计算子系统的任务优化前端，以创建作为喷雾向量计算子系统的输入的第二目标列表。因此，通过具有相对于每次喷雾向量计算所需的时间和资源来优化每次喷洒的定时的预定目标次序，喷雾向量计算子系统实现了资源效率。喷雾向量计算子系统还通过计算较少的喷雾向量(由于目标分组)而实现了资源效率。

优先级排序子系统可以潜在地基于来自数据收集系统848的更新信息来重新制定第二目标列表。例如，数据收集系统848可以检测改变目标的相对位置的目标移动，使得调整目标顺序或从目标列表移除目标，诸如当目标已移出或预计移出如由任务规则规定的范围时。

在一个方面中，可以使用由无人机202、1200搜集的关于环境和其他当地条件的数据，以通过将数据中继到基站204或直接中继到一个或多个无人机202、1200来修改用于无人机202、1200或者该一个或多个无人机202、1200的优先级排序规则。例如，当地微地貌和风数据可以用于修改优先级排序规则。作为进一步的示例，一行或一段中的一个或多个非目标植物特性可以创建可能与其他行或段不同的风模式，因为较短或密度较低的非目标植物可能不挡风。在这种情况下，与其他行或段相比，喷雾向量在这些行中可能受到更大程度的影响。可以通过修改优先级排序规则和/或修改喷雾向量算法来适应这种变化。进一步地，无人机202、1200和部件600的状况可以用于修改优先级排序，诸如电池618的寿命、罐406中剩余的喷雾量、可实现的喷雾压力等。进一步地，无人机部件600的完全或部分故障可以是修改优先级排序规则或喷雾向量算法的基础。例如，由泵问题或喷洒系统500中的泄漏造成的低于预计值的槽压力可能引起修改。类似地，相机630和/或传感器606的部分或全部故障可能引起优先级排序规则修改。

在一个方面中，无人机202、1200可以使用图像数据和/或传感器数据来确定目标被喷洒的效率如何。例如，图像数据和/或传感器数据可以确定喷洒之后目标植物上的湿度小于期望值或超过期望值。该确定可以用于修改优先级排序规则和/或喷雾向量算法。

对于要喷洒的每个目标，瞄准系统842可以计算喷雾向量。喷雾向量可以包括喷雾喷嘴520的特定位置和取向、精确的喷洒时间和持续时间、喷雾几何形状、喷雾压力、在喷洒的时候喷雾喷嘴520与期望的接触点之间的距离、喷雾从喷雾喷嘴520行进到期望的施用区域所需的时间等。可以计算喷雾向量以瞄准喷雾喷嘴520的梢端和喷嘴520的梢端向量来喷洒特定的喷雾接触区域(诸如，目标的一部分)，从而优化任务规则内的处理目标。例如，喷雾向量可以瞄准目标植物的基部或多叶区域、或整个目标、或者目标的头部或身体或另一部分。喷雾向量计算可以包括若干个因素，包括无人机202的相对速度和航向、无人机202、1200和喷雾喷嘴520的惯性、无人机202、1200和喷雾喷嘴520的相对稳定性和振动、从喷洒命令到喷洒启动的时间滞后、一个或多个环境条件(诸如，湿度、风和雨)、目标的潮湿或干燥、目标和所识别的接触区域的尺寸、喷雾的空气动力阻力和风对喷雾行进的影响、重力影响、期望的目标接触区域的尺寸、一个或多个可用的喷雾压力和几何形状、喷雾离开喷雾喷嘴520的速度、目标的预期移动、非目标的接近性、以及与任务成功相关的任何其他因素。

计算喷雾向量时使用的因素的数量影响计算的复杂度，且因此影响计算所需的计算资源602和时间。类似地，每个因素均可以是在喷雾向量计算中引入不确定性的变量。不确定性可以用作成功喷洒概率，并且该概率可以用于修改喷雾向量以增加成功喷洒概率。概率计算可以包括诸如影响非目标或未将期望量的喷雾施用到期望接触区域的概率的结果。响应于概率计算，无人机202、1200可以例如增加或减小期望接触区域的数量或边界。概率计算可能影响任务规则或目标优先级。概率计算可以与过去喷洒成功程度的持续或间歇性评分相结合。在一些方面中，无人机202、1200可以通过降低通往马达610的电力来调整无人机202、1200的速度，使得喷洒可以更准确并由此更成功。

瞄准系统842可以包括第一预测性分析子系统822，该第一预测性分析子系统涉及实施分类类型分析以快速且高效地处置用较少的计算资源602就可以识别的物体，同时标记那些需要更多的计算资源602才能区分开来的物体以供进一步处理。在可能的情况下，第一预测性分析子系统822可以使用较少的计算资源602和较少的计算时间来进行物体类型确定。第一预测性分析子系统822的一个目的可以是使用较少的计算时间和资源602来快速且高效地将目标和潜在目标与其他一切区分开来并向目标识别系统标记那些物体以供进一步处理。第一预测性分析子系统822可以使用处理器602的较少的计算时间和资源来快速且高效地将应被忽略的物体与其他一切区分开来并将那些物体标记为要被忽略的物体。第一预测性分析子系统822可以使用较少的计算时间和资源来快速且高效地将障碍物与其他一切区分开来并向无人机导航系统608标记那些物体。第一预测性分析子系统822可以使用处理器602的较少的计算时间和资源来快速且高效地区分不位于被识别为目标或潜在目标的物体附近的非目标或者需要进一步处理并且不太可能受过喷影响且因此不包括在过喷计算中的物体。

瞄准系统842可以包括第二分析子系统。第二分析子系统可以被设计成对未由第一物体识别子系统处置的物体执行物体类型确定。第二分析子系统可以被设计成使用附加数据和/或比由第一物体识别子系统拨给物体的计算资源更多的计算资源来执行物体类型确定。

如先前关于第一分析子系统和第二分析子系统所描述的，这可以扩展到具有一系列物体识别子系统的瞄准系统842，每个子系统涉及使用比前面的物体识别子系统更大的计算资源和更多的计算时间。该系列物体识别子系统可以允许瞄准系统842管理计算时间和资源以仅将最大的计算时间和资源应用于那些未使用较少的计算时间和资源处置的物体。每个物体识别子系统可以向下一个物体识别子系统提供处理后的数据和计算结果，直到关于物体处置而满足任务规则。这允许瞄准系统842基于任务规则引导数据收集系统848搜集更多数据(如果需要)并优化计算资源和电力资源以在需要时使用。任务规则可以指定并非所有物体都需要被识别和处置，并且可以包含这样的规则，即，这些规则允许数据收集系统848或瞄准系统842在仅搜集最少数据并且执行很少或不执行物体处置时忽略物体或物体的类别。

在一些方面中，瞄准系统842可以使用目标跟踪方法来精确地确定或估计目标的位置和/或期望的目标接触区域以作为计算喷雾向量时要使用的一个因素。目标跟踪方法可以包括单个计算步骤，例如通过保持无人机的恒定的航向和速度以及相对的离地海拔。单个计算可以提供在无人机接近期间的每个时间点关于无人机的目标坐标。目标跟踪方法可以包括多个计算步骤，或者可以包括迭代和/或递归计算过程。对于正在移动或可以移动的目标，可以使用动态目标跟踪方法。动态目标跟踪方法可以用于具有例如固定基部但其中期望接触区域正在移动的目标，例如被风吹的植物。可以在整个目标可以移动(诸如，昆虫或小动物)的情况下使用动态目标跟踪方法。

瞄准系统842可以包括移动目标计算子系统。数据收集系统848确定物体是否为移动物体并且将该物体标记为对于瞄准系统842而言的移动物体以供由移动目标计算子系统处理。目标识别子系统和目标验证子系统还可以将目标标记为可以移动的目标类型。数据收集系统848继续观测移动目标或潜在地移动的目标以向移动目标计算子系统提供目标移动数据。移动目标计算子系统使用目标移动数据、目标移动算法和其他目标数据来计算预计的目标轨迹和/或按时间顺序的一系列目标位置坐标。移动目标计算子系统可以向优先级排序子系统提供预计的目标轨迹或坐标。移动目标由移动目标计算子系统处理，以向喷雾向量计算子系统提供输入。移动目标计算子系统可以被设计成计算输入到喷雾向量计算子系统的目标位置不确定性。移动目标计算子系统或单独的类似子系统可以用于跟踪正在移动或潜在地移动的非目标物体或障碍物。

在一些方面中，动态目标跟踪方法可以包括包括目标移动模式在内的多个因素，这些目标移动模式包括频率、持续时间、方向和/或加速度的幅度和/或方向的变化。目标移动模式可以是连续的直线或曲线，并且可以包括弹跳或跳跃移动。动态目标跟踪方法可以包括基于特定的目标特性和对所观测的移动的外推的预测性算法。动态目标跟踪方法可以包括基于目标数据库中的信息和/或基于最近对相同或相似类型的目标的观测的预测性算法。动态目标跟踪方法可以基于诸如即将到来的地貌变化和/或目标的预期路径中的障碍之类的因素来预期目标路线或速度的未来变化。

图30A和图30B展示了由于目标移动而被计算和执行的新喷雾向量。在此示例中，当如图30A中所示计算第一喷雾向量3002时，目标3004可以一直是静止的。目标3004按照有害生物向量3006开始移动或预期开始移动，并且将可接受的喷雾向量3002改变为不可接受的喷雾向量。当目标3004和无人机202正在移动和/或预期正在移动时，可能需要动态目标跟踪来生成或更新喷洒解决方案，并且附加变量可能增加喷雾向量计算的复杂性和不确定性。例如，动态目标跟踪可以用于确定无人机202和目标3004两者的当前速度和行进方向，并且那些速度和方向可以用于计算目标行进的预期速度和方向，以便计算无人机202的新喷雾向量3008和/或新行进方向，如图30B中所示。

在一些情况下，瞄准系统842可以假设目标3004可以以相同的当前速度和方向沿着线性路线继续，并且如果目标3004当前沿着非线性路径或移动模式移动，则瞄准系统842可以采取相同的非线性路径或移动模式。如上所述，当对移动目标3004执行动态跟踪时，对喷雾向量的确定(例如，在未来喷洒时间的预测的未来坐标)还可以考虑到使马达参与将无人机202、1200定位和定向在正确喷洒点处的预期的时间以及发射的抛射体到达目标的预期的时间滞后。应注意，移动模式可以包括停止、开始和在三个维度上移动(诸如，跳跃)。还应注意，可以间歇地或连续地重新计算目标接触区域，并且目标可以指派有多个目标接触区域。

为了适应由叶片移动指示造成的目标不确定性(即，在喷洒的时候目标区域和中心点的不确定性)，瞄准系统842可以计算这样的喷雾向量，即，它需要无人机喷洒位置分量和喷雾喷嘴梢端位置分量与在目标静止的情况下否则可能与目标的靠近程度相比而更靠近目标。附加地，瞄准系统842可以计算这样的喷雾向量，即，该喷雾向量将喷雾向量几何分量改变为与在目标静止的情况下否则可能达到的宽度相比而更宽。

针对部分固定且部分移动的目标的喷雾向量计算，瞄准系统842可以执行类似的喷雾向量计算，整个目标可以移动(诸如，昆虫或小型哺乳动物)，其中该组目标喷洒条件由潜在地移动的目标定义并且基于如本文中所讨论的相同、不同或附加的目标特性来计算。可以如本文中所讨论的那样同时或近乎同时地应用于多个目标的针对目标3004的喷雾向量计算并且在这样做时可以连续地对被选择和优先级排序的所有目标执行动态跟踪。

在一些方面中，瞄准系统842可以通过考虑无人机202、1200以一定航向和速度到达期望的喷洒位置的行进时间和/或为了将选定的喷雾喷嘴520从前面的位置机械地移动到期望的喷洒点(将自该期望的喷洒点启动喷洒)来确定喷雾向量。在一些方面中，瞄准系统842可以通过考虑目标移动到期望的喷洒位置所需的时间来确定喷雾向量。

在一个方面中，无人机202、1200包括以下一个或多个步骤：检测多个物体；识别、验证多个目标和/或对其进行优先级排序；计算多个喷雾向量；确定多次喷洒的成功率；以及将喷洒成功率确定结果用作后续喷雾向量计算的输入。本领域技术人员将理解，用于执行这些步骤的这些系统、子系统或其部分可以以与本文中所描述的顺序不同的顺序来组合、使用。在一些方面中，被简化且在一些实施方式中被省略以实现不太复杂和/或资源密集性较小的设计。

瞄准系统842包括目标接触区域计算子系统。目标接触区域计算子系统包括接触区域中心点计算子系统。接触区域计算子系统使用任务规则、喷雾化学成分、来自数据收集系统848的目标数据、以及目标识别数据来计算目标相对于无人机202、1200和/或喷嘴520的一个或多个可能的位置的尺寸和/或取向。可以在喷洒命令被启动的估计时间使用来自无人机导航系统608和无人机机械状态系统(未示出)的数据以及目标位置数据来估计无人机202、1200和/或喷嘴520的一个或多个可能的位置。目标位置数据可以从目标数据收集子系统获知，或者由如先前所描述的移动目标计算子系统估计。接触区域计算子系统可以计算接触区域以定义一个或多个几何2-D或3-D边界。可以计算接触区域以优化任务目标，例如以必要的最小合理喷雾量杀死所识别的杂草或所识别的有害生物。例如，如果目标是植物，则接触区域可以包括一片或多片叶子、秆、基部、围绕基部的区域或其任何组合。可以计算接触区域以最大化进入目标或进入包围目标的地球的喷雾吸收。可以计算接触区域以将喷雾集中在有害生物的身体或包围有害生物但包括有害生物的区域上。可以计算接触区域以将喷雾集中在有害生物(诸如，老鼠或其他不需要的生物)的头部、面部或眼睛上。接触区域几何形状可以是喷雾向量计算子系统的输入。

接触区域计算子系统可以使用中心点计算子系统来计算接触区域中心点。所计算的接触区域和中心点为参考点以由喷雾向量计算子系统用于计算目标的喷雾向量。可以基于接触区域几何形状和选定的喷雾向量变量来计算中心点以简化喷雾向量计算。例如，可以基于喷雾几何形状和在喷洒命令被估计发出时的估计的目标范围来计算中心点。中心点可以提供瞄准参考点，该瞄准参考点由喷雾向量计算子系统用于计算喷雾向量并考虑到移动的无人机202、1200将喷嘴520瞄准环境中的静止或移动目标的不确定性和概率，该环境包括风数据和要避免的非目标。例如，喷雾向量计算子系统可以使喷雾几何形状的中心线以目标中心点为中心。

接触区域计算子系统可以计算要沉积在接触区域之上或之内的喷雾量，以实现特定目标的任务目标。例如，要沉积的喷雾量可以由对目标的期望效果、目标特性和喷雾的化学成分以及当前环境条件(诸如，风或湿度)来确定。

瞄准系统842可以包括喷雾向量计算子系统。喷雾向量计算子系统可以计算喷雾向量命令集。喷雾向量命令集可以是向无人机发出以指示无人机202、1200执行对单独目标或集群目标的喷洒的一组命令。每个喷洒事件可以具有相关联的喷雾向量命令集。喷雾向量命令集可以至少包括无人机202、1200和至少一个喷雾喷嘴520的定位，并且可以包括用于启动喷洒的喷洒开始命令的定时和用于停止喷洒的喷洒结束命令的定时。喷雾向量命令集还可以包括用于改变无人机202、1200和/或无人机202、1200上的喷雾喷嘴520的位置以实现喷嘴梢端520相对于目标的期望距离和取向、喷雾几何形状的命令，并且还可以包括喷雾喷嘴520和无人机202、1200在喷洒过程之前、期间和/或之后的移动。

喷雾向量计算子系统可以根据任务规则使用各种因素、输入和计算结果来确定每个喷洒事件的喷雾向量。这些因素、输入和计算结果可以包括接触区域几何形状和中心点、喷嘴梢端520的运动向量和预计的喷雾动量和惯性、由于无人机202、1200的移动和振动所引入的不确定性和概率、局部风效应、喷雾化学特性(包括其比重)、分散特性和预期的空气动力阻力、重力影响以及目标移动轨迹、概率和不确定性(如果有的话)。喷雾向量计算子系统可以使用连续最佳拟合分析来不断地细化喷雾向量命令集和/或(多个)接触区域的边界和中心点。喷雾向量计算子系统可以基于预定时间表或基于用于计算接触区域或喷雾向量的因素之一的实质性变化来一次、两次或多次计算喷雾向量命令集。

瞄准系统842可以向喷雾向量计算子系统提供关于非目标的数据和规则。导致喷洒非目标的喷雾向量可能是不期望的或极其不期望的。因此，即使达到喷雾向量计算子系统将目标标记为此项任务的禁区且因此不发出一组喷雾向量命令的程度，非目标喷洒回避也可以是高优先级的。非目标与目标的接近性也可能影响对目标的(多个)期望接触区域的计算。(多个)接触区域可以被计算为定位成不太接近非目标，即使所得的(多个)接触区域可能不太理想并且更难以用喷雾向量命中也如此。如前所述，如与本文中所讨论的体相交(下文中称为V-INT)相关的较少最优(less optimum)接触区域可能导致目标被标记为禁区并且此时在这些条件下将不被喷洒。例如，当风可能没那么重要或者其他因素可能对于过喷不算什么问题时，可以在未来任务期间成功喷洒被标记为此项任务的禁区的目标。非目标的过喷可以是这种优先级，以致于可以使用与本文中所描述的用于实现成功喷洒的相同或更大的方法和严谨性来避免非目标的过喷。

瞄准系统842可以包括可以凌驾于喷雾向量计算子系统之上的非目标回避子系统。以相同或相似的方式，可以将目标接触区域计算为喷雾向量计算子系统的输入。非目标回避子系统可以计算具有一个或多个回避边界的回避区域和/或非目标的回避概率(本文中被称为Pavoid)。喷雾向量计算子系统可以使用Pavoid计算，这与它使用Pspray计算来细化和最终确定目标的喷雾向量和所得喷雾向量命令集的方式类似。Pavoid可以具有类似于Pspray的可接受的值范围，并且可以由任务规则指定为相对于Pspray是更加重要、较不重要或同等重要的结果，使得Pavoid可以是高于一切的任务目标。

为了执行喷洒过程，喷雾向量计算子系统可以生成瞄准系统842发送到无人机导航系统608和无人机机械系统650的命令，以将无人机的喷洒前状态调整到期望的喷洒状态(包括相对于目标的当前无人机速度和取向)并引导伺服马达610驱动喷洒臂1222取向和喷雾喷嘴梢端520取向，包括调整喷嘴梢端520来控制喷雾几何形状以便匹配所计算的喷雾向量分量。

这些机械和导航调整可能具有一定量的时间延迟才能达到所命令的状态。在此时间延迟期间可以间歇地或连续地更新喷雾向量并且可以间歇地或连续地更新取向命令，使得无人机202、1200可以连续地瞄准最近的喷雾向量目标点。目标识别子系统、目标验证子系统和优先级排序子系统可以继续更新它们各自的到喷雾向量计算子系统的输入，并且可以针对无人机状态改变而基于新的相机和/或新的传感器数据以及在时间延迟期间接收到的其他相关数据来更新喷雾向量计算结果。

瞄准系统842向喷雾喷嘴向量控制系统发起喷洒开始和喷洒结束命令以执行喷洒并控制由无人机202、1200进行的喷洒。对于使用不同喷雾喷嘴520或相同喷雾喷嘴520的接下来的经优先级排序的目标，可以同时或近乎同时地进行整个过程。

瞄准系统842可以包括成功率确定子系统。成功率确定子系统可以使用由目标数据采集系统搜集的喷洒后目标数据以向瞄准系统842提供关于喷洒相对于喷洒目标的有效性的反馈。例如，目标数据采集系统可以使用相机630和/或传感器606、612来测量多有多少喷雾沉积在目标的期望接触区域之上或之内。对成功率的这种量度可以用于针对后续的喷雾向量输入和计算结果来校准和调整某些瞄准系统842计算以及作为任务规则和任务规划过程的输入。如果测得喷雾或喷雾样本在第一预定成功率阈值内不成功，则瞄准系统842可以被配置为实时或近乎实时地调整一个或多个瞄准计算，以增加即将到来的经优先级排序的目标的成功概率。如果测得喷雾或喷雾样本在第二预定成功率阈值内不成功，则这些未被成功喷洒的目标可以由瞄准系统842标记以重新提交给目标优先级排序子系统来立即进行喷洒或由相同或不同的无人机在当前任务中的未来时间点进行喷洒、或被标记以在未来任务期间进行处理。

成功率确定子系统可以向瞄准系统842报告一个目标或一组目标或整个区域已被成功处理并且将在未来任务期间从目标选择中被排除。成功率确定子系统可以向瞄准系统842报告一个区域或一种类型的目标或某组任务规则的成功率。

本公开的某些方面涉及用于在无人机接近目标时确定变化的目标范围(包括角距离)的技术。随着无人机202、1200行进，目标上的预计的喷洒施用点可能越来越近并且成功喷洒概率可能连续地增加，直到当喷雾向量的预计的喷雾几何形状在喷雾向量计算可获得的最大程度上与接触区域相交时，达到了最大成功概率。与接触区域的理论性预计的喷雾几何形状相交可以是对与接触区域相交的喷雾体积的预测，并且可以被认为是目标的2-D或3-D接触区域上面或之内的喷雾覆盖范围。这种体相交在本文中被称为V-INT。任务规则可以定义要施用到给定目标类型的给定目标表面区域的最大和最小喷雾体积。所计算的V-INT可以被表达为每平方毫米微升数、或每立方毫米微升数、或任何其他方便的参考单位。

所期望的最大V-INT和最小V-INT可以由任务规则确立为V-INT范围。任务规则可以确立不同的V-INT范围。例如，任务规则可以针对不同的因素来确立不同的V-INT范围，这些因素诸如为任务目标、不同类型的目标、不同的喷雾化学成分、在喷洒的时候与非目标的不同接近性、不同的环境条件等。任务规则可以针对单个因素或因素的组合来确立不同的V-INT范围。任务规则可以提供一种或多种算法以在喷雾向量计算之前允许瞄准系统842确定不同的V-INT范围。

一旦所计算的喷雾向量提供在特定目标的V-INT范围内的V-INT，则瞄准系统842可以发出一组喷雾向量命令，该组喷雾向量命令引导无人机根据喷雾向量配置自身并执行喷雾向量来喷洒目标。在一些方面中，瞄准系统842可以在单次喷雾向量计算之后发出完整的一组喷雾向量命令。在另一个方面中，瞄准系统842可以发出单独的喷雾向量命令或喷雾向量命令的子集以递增地创建完整的一组喷雾向量命令。在针对特定目标的两次或更多次喷雾向量计算的迭代系列期间，可以发出或者可以更新单独的喷雾向量命令或喷雾向量命令的子集。完整的一组喷雾向量命令可以仅限于喷洒开始时间和喷洒结束时间以及需要根据最近的喷雾向量命令进行调整的无人机特性。例如，可能不需要从上一个喷洒顺序到下一个喷洒顺序来调整无人机202、1200和喷雾喷嘴520的取向。在另一个示例中，完整的一组喷雾向量命令可以限于喷洒开始时间和喷洒持续时间。

在一个方面中，由于无人机导航系统608检测到的无人机202、1200的漂移，可以计算和执行新喷雾向量。在此示例中，无人机202、1200可以被一阵风吹动，这将可接受的喷雾向量改变为不可接受的喷雾向量。例如，所预计的刚好在执行喷洒开始命令之前的无人机202、1200的航向、速度和/或取向可以在实质性程度上改变使得可能重新计算喷雾向量，从而产生经由无人机导航系统608来控制无人机202、1200的位置的新的一组喷雾向量命令。这是所计算的喷雾向量因无人机漂移而漂离接触区域的示例。这种漂离接触区域表示喷雾向量从较高的V-INT开始，但移动到较低的V-INT，且然后移动到在此目标的V-INT范围之外的V-INT。重新计算喷雾向量以及由处理器602生成和执行新的一组喷雾向量命令的另一个示例可能导致机械系统650移动整个无人机202、1200或喷雾喷嘴520或两者。

在另一个方面中，由于目标移动，可以计算和执行新喷雾向量。在此示例中，目标可以在计算第一喷雾向量时一直是静止的，但目标开始移动或预期开始移动并将可接受的喷雾向量改变为不可接受的喷雾向量。当目标和无人机正在移动和/或预期正在移动时，可能需要动态目标跟踪来生成或更新喷洒解决方案，并且附加变量可能增加喷雾向量计算的复杂性和不确定性。例如，动态目标跟踪可以用于确定无人机和目标两者的当前速度和行进方向，并且那数据可以用于计算目标行进的预期速度和方向。在一些情况下，瞄准系统842可以假设目标可以以相同的当前速度和方向沿着线性路线继续，并且如果目标当前沿着非线性路径或移动模式移动，则瞄准系统842可以采取相同的非线性路径或移动模式。如上所述，当对移动目标执行动态跟踪时，对喷雾向量的确定(例如，在未来喷洒时间的预测的未来坐标)还可以考虑到使马达参与将无人机202、1200定位和定向在正确喷洒点处的预期的时间以及发射的抛射体到达目标的预期的时间滞后。应注意，目标移动模式可以包括停止、开始和/或在三个维度上移动(诸如，跳跃)。还应注意，可以间歇地或连续地重新计算目标接触区域，并且目标可以指派有多个目标接触区域。

图28展示了三个场景。第一个场景2800展示了执行任务的无人机202。当无人机202从田间上空经过并确定哪个喷嘴2802将在无人机202从杂草2804上空经过的计算时间被触发。为了清楚起见，仅激活具有单个喷雾喷嘴梢端520的单个喷雾喷嘴520，而无人机202可以具有多个喷雾喷嘴520且每个喷雾喷嘴520可以具有多个喷雾喷嘴梢端520，并且可以选择这些的任何组合以供在目标上使用。瞄准系统842包括针对无人机202的一组初始条件，其包括例如初始位置和初始方向速度向量、选定的喷雾喷嘴和无人机202上的位置、喷雾喷嘴梢端在喷雾喷嘴上的初始位置、初始喷雾喷嘴向量和初始喷雾几何形状。在此示例中，瞄准系统842确定喷雾向量，这包括计算不同于该组初始条件的一组喷洒条件。该组喷洒条件可以通过将初始条件中的一个或多个改变为喷洒条件来实现。

瞄准系统842可以包括一组目标初始条件，其包括目标特性，诸如例如目标识别、目标位置、目标尺寸和目标接触区域以及中心点。

例如，图29A示出了所预计的刚好在由相机630和/或传感器606提供的喷洒开始命令之前的无人机视场2900。视场2900包括在目标接触区域内的两个目标2902、2904、以及一个非目标2906。在此示例中，目标2902、2904不移动，但无人机202正在沿朝向图像2900底部的方向移动。喷雾喷嘴502的喷杆位置在图像2900上示出。如在图29A中可以看到，喷雾喷嘴520中没有一个的位置充分对应于目标2902、2904并且靠近非目标2906。

转到图29B，无人机202已移动了位置，从而引起目标2902、2904的边界框被调整而导致被识别为目标2902、2904的杂草的已更新的相对位置在图像2950中变得更加可见。可以实时重新计算喷雾向量和中心点，以确保喷洒操作命中目标2902、2904上的正确位置。喷雾喷嘴2908现在与目标2904的中心点对齐并与目标2902充分对应。在此情况下，可以激活这些喷雾喷嘴2908以便处理这些目标2902、2904。

返回到图28，示出了在喷洒任务期间无人机202的第二个场景2830，其中无人机202仅在两个维度上被一阵风2834吹动。瞄准系统842已经确定了喷雾向量。在此场景中，由于无人机导航系统608检测到的无人机漂移，可以计算和执行新喷雾向量。在此示例中，无人机202可以被一阵风2834吹动，这将可接受的喷雾向量改变为不可接受的喷雾向量。重新计算可以确定相对于杂草2804的新位置，并且调整已引导喷嘴2832而不是喷嘴2802被激活。

无人机漂移可以通过定义与喷洒直径相关联的圆来确定。如果圆漂移到目标区域之外，则导航系统608可以确定无人机202已发生漂移。这种漂离目标区域表示喷雾向量从较高的V-INT开始，但移动到较低的V-INT，且然后移动到在此目标区域的V-INT范围之外的V-INT。可以针对喷嘴520中的每一个计算新喷雾向量以确定哪个喷嘴520可以最有效地命中目标区域。一旦已选择了喷嘴520，新喷雾向量就确定目标区域所需的喷洒区域。可以通过无人机导航系统608移动无人机202、1200和/或无人机机械系统650将无人机部件移动到新位置来确定一个或多个增量移动。这种重新定位回目标区域中的结果是由新计算的喷雾向量在此目标的V-INT范围内造成的。还应注意，无人机202、1200可以移动整个无人机202、1200或喷雾喷嘴520或两者。

在第三个场景2850中，无人机202可以被一阵风2854吹动，这在三个维度上移动无人机202。无人机202已侧向地移动以及使无人机202倾斜，使得喷雾向量不再笔直向下。在此情况下，瞄准系统可以重新计算相对喷嘴位置并打开最有可能命中目标的喷嘴2852。而且，在这种情况下，喷嘴2852的取向可以被调整为使得不垂直于无人机202的喷杆来引导喷雾。

在一些方面中，可以调整喷洒的半径以便对应于目标区域。例如，对于较大的目标区域，可以增加喷洒的半径，而对于较小的目标区域，可以减小喷洒的半径。这种增加或减小可以通过调整喷嘴520的性质来实现和/或可以通过使无人机202更高或更低地飞行到目标区域来进行调整。

在一个方面中，目标接触区域可以是由瞄准系统842从目标上的多个候选的单个点中选择的单个点。在另一个方面中，目标接触区域可以是具有一个或多个边界的2维或3维几何形状。边界可以由瞄准系统842计算得出，并且可以部分地基于在喷洒时喷雾喷嘴与目标的预计的相对取向以及目标几何形状来计算。由任务规则选择的要被包括在喷雾向量计算中的每个不同因素可以各自由变量表示。由于变量可以各自具有相关联的不确定性并且可以在瞄准和喷洒过程中变化，因此任务可获得的理论性最大概率Pmax可以是小于或等于100％的百分比。对于给定的目标接触区域，喷雾向量沉积可接受的V-INT的实际计算概率是Pspray。可以将Pspray与Pmin和Pmax之间的可接受范围进行比较。

多个接触区域中的每一个的边界可以重叠或可以不重叠。瞄准系统842可以将一个或多个初始目标接触区域计算为喷雾向量计算子系统的输入，然后计算初始喷雾向量的全部或一部分，且然后使用初始喷雾向量计算结果来修正该一个或多个计算后的目标接触区域。对一个或多个目标接触区域和喷雾向量的这种计算可以在迭代过程中重复，并且可能受预定的最小成功喷洒概率(被称为Pmin)的约束。由于实际的成功喷洒概率P的计算可以基于V-INT范围，因此成功喷洒概率P可以变化，因为喷雾向量几何的中心点可能涉及接触区域上的不同点。例如，如果喷雾向量以接触区域的几何中心为中心，则P可能更大，而如果喷雾向量以接触区域的边界或附近为中心，则P可能更小。因此，可以将接触区域计算为在与每个接触点或具有关联P的一组接触点的接触边界内并包括该接触边界的几何接触点(如果喷洒中心点将瞄准该接触点或该组接触点的话)。在一个方面中，可以将接触区域边界点计算为接近Pmin的接触点，使得边界内的所有点都具有大于或等于Pmin的预测P。在另一个方面中，接触区域边界点可以形成圆或椭圆或任何其他形状。如果在3个维度上计算接触区域，则区域边界点可以呈圆锥、球体、立方体或任何其他3维形状的形式。可以在3个维度上计算喷雾向量几何。这3个维度是根据时间这个第三维度而变化的2维形状，时间是2维喷雾形状从喷嘴梢端行进到接触区域所需的时间。在数学上可以将3维几何计算为在从喷嘴梢端到接触点的距离和时间内在2个维度上行进和变化的2维形状。可以在4个维度上计算喷雾向量几何。3个维度与3维几何的相同，但包括第4个维度，其表示第一微滴中的至少一个离开喷嘴梢端与较晚微滴中的至少一个离开喷嘴梢端之间的时间差异。在数学上可以将四维几何计算为从喷嘴梢端520发出并且朝向目标行进并在从喷嘴梢端520到接触点的距离和时间内在三个维度上变化的云。本文中所讨论的任何喷雾向量几何都可以与本文中所讨论的任何接触区域几何形状组合。

中心点在边界区域之外的喷雾向量可以具有小于Pmin的喷雾向量P。如果喷雾向量定义了紧密的几何形状，诸如在喷雾撞击点处具有小的几何覆盖区域的紧密喷雾流。例如，这种紧密的喷雾几何形状可以具有直径约10毫米的预测撞击点。相反，定义宽的几何形状的喷雾向量可以具有直径约100毫米的预测撞击点并导致大得多的几何覆盖区域。因此，定义更宽的喷雾几何形状但喷洒中心点在边界区域之外的喷雾向量仍然可以具有等于或大于Pmin的喷雾向量P。

在一个方面中，任务规则可以基于固定的喷雾几何形状来定义Pmin。在另一个方面中，任务规则可以基于固定的喷雾几何形状来定义Pmin，并且包括这样的任务规则，即，这些任务规则引导瞄准系统842根据无人机微环境和目标条件调整喷雾向量几何以实现等于或大于Pmin的Pspray。目标喷雾几何形状可以呈圆、椭圆或适合任务目标的任何其他2维形状的形式。

例如，当目标向量计算包括目标抑或无人机的运动时，边界区域可以沿移动方向采取更加拉长的形状以便考虑到由无人机或目标的移动引起的附加的瞄准不确定性。例如，对于水平移动的目标和/或水平移动的无人机系统，边界区域的形状可以像水平拉长的椭圆。在这些示例中的任何一个中，可以参考无人机202、1200、基站204和/或田间2300依据任何方便的坐标系来定义边界区域。

接触区域的尺寸和数量可以基于因素的任何组合。可以引入不同的因素以通过减少不确定性来增大Pmax，而其他因素可以将不确定性引入到喷雾向量计算中且因此降低给定目标的Pmax。例如，接触区域的尺寸可以基于：目标尺寸、在喷洒时无人机202、1200与目标之间的距离、无人机导航系统608的准确度、无人机202、1200可以移动和瞄准喷雾喷嘴520的精度、可以通过喷嘴梢端520的移动来控制喷雾几何形状的准确度、风的影响、喷雾压力和喷雾到达目标所需的所得时间、在无人机部件650移动期间无人机202、1200的振动水平、由无人机移动引起的无人机202、1200的振动水平、或由任务规则选择以供由瞄准系统842使用的任何其他相关因素、或这些因素的任何组合。对于具有大Pmin(其中相关不确定性较少)的目标，接触区域边界可以是相对小的。对于具有小Pmin(其中相关不确定性更大)的目标，接触区域边界可以是相对较大的。

在一些方面中，瞄准系统842可能已实现了导致Pspray大于Pmin的喷雾向量，但然后可能通过改变喷洒开始命令时间来延迟喷雾向量命令集的执行以留出可能导致Pspray增加的时间段。在另一个方面中，瞄准系统842可能已实现了导致Pspray大于Pmin的喷雾向量，但然后可能计算第二喷雾向量和命令集以使同一个或第二喷雾喷嘴第二次喷洒同一个目标以进一步增加Pspray。可以由瞄准系统842响应于在执行第一次喷洒时改变或出现的因素来启动此第二次喷洒。

转到图9，示出了处理系统200的物理部件架构900。在这方面，可以存在一个或多个田间扫描无人机902和一个或多个田间处理无人机904。田间扫描无人机902可以是空中无人机，如参考图5所描述的，其配备有一个或多个飞行相机906、指南针908和GPS 910。在一些方面中，田间扫描无人机902可以包括与飞行相机906分开的一个或多个植物扫描相机912。田间扫描无人机902可以横越田间搜集田间数据，以便将数据无线中继到现场地面站管理处理计算机914。田间扫描无人机902可以与电池/燃料管理基站920接驳以便接收一个或多个新电池和/或燃料。

在另一个方面中，田间处理无人机904可以是下文参考图12A和图12B进一步详细描述的翻滚型处理无人机1200。类似于田间扫描无人机902，处理无人机904可以包括指南针808和GPS 810。处理无人机904可以包括用于对处理无人机904的路径进行成像的一个或多个障碍物相机924。在一些方面中，处理无人机904可以包括一个或多个植物定位相机928。处理无人机904还可以包括用于处理特定有害生物的处理有效载荷926。尽管所描述的方面涉及翻滚型处理无人机1200，但其他方面可以使田间处理无人机904为如图5中所描述的空中无人机902。类似于田间扫描无人机902，田间处理无人机904可以与电池/燃料管理基站920接驳。除了电池/燃料管理基站920之外，处理无人机904还可以与无人机农药管理系统基站922接驳。处理无人机904还可以与现场地面站914无线通信。

现场地面站管理处理计算机914可以包括气象站916和一个或多个人工智能处理硬件918。现场地面站管理处理计算机914可以与无人机902、904以及相应的基站920、922通信。处理计算机914还可以通过互联网930经由有线网络与中央农场/田间作业管理服务器932通信。作业管理服务器932可以检索数据并将其存储到中央数据库服务器934。

转到图10，示出了高精度AI概念结构1000。管理基础设施1002可以包括任务规划模块1004，该任务规划模块向为每个无人机902生成飞行计划的飞行计划处理模块1006提供任务数据。管理基础设施1002可以接收启动输入1008。无人机系统1010可以使用加载飞行计划模块1012从飞行计划处理模块1006加载飞行计划。在步骤1014处，飞行计划可以被划分成一个或多个飞行计划段。如果每个无人机902已接收到开始任务信号1016，则可以给予其指令以飞行到下一个位置1018。随着无人机902移动到下一个位置，无人机902可以捕获一个或多个图像1020并且可以周期性地将该一个或多个图像传输到缓冲器，直到无人机902确定无人机902处于休止状态1024(例如，着陆在基站920处)。

当无人机902已着陆在基站920处时，基站920可以经由网络基础设施1026来检索图像中的一个或多个。图像可以具有与所处理的图像数据相关联的时间和/或地理编码数据1028。然后，可以将图像以及时间和/或地理编码数据传递到有害生物检测人工智能模块1030。在步骤1034处，可以将接收到的时间和地理编码图像存储在与数据库的RESTweb接口中。关于有害生物是否存在的决策1036可以由AI算法来确定，诸如语义分割、植物表型检测和/或光谱分析。如果检测到有害生物，则有害生物检测AI模块1030可以通过网络基础设施1026以有害生物状态1040向无人机902做出响应1038。报告/呈现基础设施1042可以监控网络基础设施1026以便使用映射可视化监控器1044来确定有害生物在地图上的位置。

当无人机902从有害生物检测AI模块1030接收有害生物状态消息1040时，无人机902退出等待状态1046并且可以对有害生物状态消息1040采取行动1048。动作1048可以涉及喷洒或加热等，以便在该位置处理有害生物。然后，无人机902在决策1050处确定飞行计划是否已完成。如果飞行计划完成，则在步骤1052处，无人机1002导航并返回到基站920、922。否则，无人机902过程返回以在步骤1018处飞行到下一个位置。

图11A示出了用于无人机902的机载12伏配电系统1100。无人机902可以具有48伏电源1102、12伏电源1104和接地1128。在这方面，电源1102、1104两者都穿过主紧急切断电源开关1106，当检测到紧急事件时，该主紧急切断电源开关从无人机902的其他电气部件切断两个电源1102、1104。12伏电源1104可以向压力泵电源开关1110供电，该压力泵电源开关可以实现或禁止向气动压力保持泵1112供电，该气动压力保持泵可以为喷洒机202提供压力。

处理器掉电按钮1108还可以能够从较低功率的电子部件切断12伏电源1104。较低功率的电子部件可以包括：任务指导通信和/或运输控制器1114、植物检测时空相关动作/瞄准AI处理器1116、多光谱相机1118、实时喷杆阀控制器1120、一个或多个障碍物检测传感器1122和处理器看门狗1124。喷杆阀1126可以由实时喷杆阀控制器1120来控制，并且也可以从12伏电源接收电力。处理器看门狗1124可以监控电子部件的锁定状况，并且当检测到时可以重新启动无人机902。

在图11B中所示的另一个方面中，呈现了机载48伏配电系统1150。在此特定方面中，配电系统1150可以用于田间处理无人机904。类似于12伏配电系统1100，无人机904可以具有48伏电源1102、12伏电源1104和接地1128。在这方面，电源1102、1104两者都穿过主紧急切断电源开关1106，该主紧急切断电源开关从无人机904的其他电气部件切断两个电源1102、1104。无人机904的电气部件可以包括可以旋转六个轮子1206中的每一个的六个驱动马达控制器1152至1162。这些驱动控制器1152至1162中的每一个可以由看门狗1124来监控。

转到图12A和图12B，可以示出翻滚型处理无人机1200。在这方面，无人机1200可以在运输支架或壳体1208的两侧上包括多个轮子1206。相机壳体1202可以安装在相机吊杆1203上、在运输支架或壳体1208上方。相机吊杆1203可以联接到通信塔1204。通信塔1204可以被配置为与基站204通信。位于无人机1200后方处的可以是一个或多个自由翻滚轮子1220，所述轮子具有通常高于地面的高度。在这方面，存在四个自由翻滚轮子1220。在这些自由翻滚轮子1220中的每一个之间的可以是喷杆1222，该喷杆充当用于轮子1220中的每一个的轮轴。喷杆1222可以由一对翼铰链1216支撑，并且可以具有喷嘴冲击防护件1226以便保护喷嘴520免受损坏。安装在喷杆1222上的可以是在自由翻滚轮子1220中的每一个之间的阀块1224和喷雾喷嘴520。每个阀块1224可以控制到每个喷雾喷嘴520的农药喷洒量。泵1210可以安装在运输支架1208上方，并且可以连接到通往阀块1224的软管1214。泵1210可以向阀块1224供应液体农药的压力。

转到图13，呈现了用于翻滚无人机1200的电子系统1300。电子系统1300包括用于任务指导、通信和/或运输的控制器1302。如先前所提到，看门狗1124监控系统1300的锁定和/或其他异常。控制器1302可以从障碍物感测系统1304接收障碍物数据并且向驱动马达控制器1306提供输出。控制器1302可以与植物检测时空相关动作/瞄准AI处理器1332通信，该AI处理器可以从多光谱相机1118接收一个或多个图像。AI处理器1332还可以向实时喷杆阀控制器1120发送信号，该实时喷杆阀控制器可以从喷杆阀1224启动农药喷洒。

为进行导航，控制器1302可以从与GPS卫星星座1310通信的GPS接收器1308接收一个或多个GPS坐标。控制器1302还可以从实时动态(RTK)无线电1312接收来自经由另一个RTK无线电1314进行传输的GPS RTK基引用1316的信号。导航系统608可以接收此信息以便规划无人机1200的路线和/或计算杂草/有害生物在由无人机202、1200捕获的图像数据内的相对GPS RTK坐标。

控制器1302还可以从手动控制无线电1318接收手动控制指令。操作员手动遥控器1322可以经由手动控制无线电1320传输手动控制指令以被无人机1200中的手动控制无线电1318无线接收。控制器1302还可以通过在相同频率上操作的一对任务控制无线电1324、1326来与任务控制地面站932无线通信。在这方面，任务控制地面站932可以控制任务，并且基站204可以执行再充电和/或调换无人机电池或喷雾。

如图14中所示，田间处理系统无人机1200可以具有机载的加压农药混合物储存槽1402。压力传感器1404可以测量槽1402内的压力并且可以利用气动压力保持泵1406来调节压力。为安全起见，压力释放阀1408可以防止槽1402内的过度压力或者可以准许维修技术员释放压力以进行维修。槽1402还可以具有排放阀1410，该排放阀大致位于槽1402下方以用于排放来自农药系统1400的农药。槽1402可以向该一个或多个螺线管阀1224提供农药。螺线管阀1224可以通过一个或多个喷雾喷嘴520将农药作为喷雾释放。

图15展示了用于翻滚无人机1200的指示灯系统1500。如先前所提到，48伏电源1102和12伏电源1104通过紧急切断电源开关1106提供电力。当电源开关1106闭合时，12伏指示器灯1504和48伏指示器灯1506可以被点亮。当泵电源开关1110闭合时，泵电源指示器灯1502可以被点亮。一旦控制器1302变得可操作，控制器1302就可以打开控制器运行指示器灯1508。当控制器1302准备好执行任务时，控制器1302可以打开控制器可执行任务(missionable)指示器灯1510。运行指示器灯1508和可执行任务指示器灯1510可以由看门狗1124来控制。看门狗还可以控制对应于全部停止/严重错误状态、持续操作状态、喷洒系统处于动作模式和/或系统处于任务模式的一群指示器灯1512。这些灯中的每一个可以是发光二极管(LED)或其他类型的照明器。在其他方面中，这些指示器灯可以用显示屏(诸如，LCD等)来代替。

转到图16A至图16C，更详细地示出了运输支架或壳体1208。运输支架或壳体1208包括包围一个或多个电池1602的框架1604。农药槽1402可以居中地定位在一对电池1602之间。

在图17A和图17B中示出了用于翻滚无人机1200的驱动与悬架系统1700。在这方面，运输支架或壳体1208可以由六个轮子1206支撑，这些轮子具有用于每个轮子1206的驱动马达。每一侧上的轮子1206可以利用一个或多个连接构件1708联接在一起。连接构件1708可以联接到一个或多个轮轴1710，所述轮轴联接到可旋转毂1706。在这方面，悬架系统1700包括一对轮轴1710。轮轴1706可以使用一个或多个减震器1702和一个或多个叶片弹簧1704联接到运输支架或壳体1208。

转到图18，示出了用于田间处理系统904的机载供电系统1800。供电系统1800包括从120-VAC插头1706供电的至少一个12伏电池充电器1802。充电器1802可以向一个或多个12伏深循环船用电池1804提供电力。12伏电源1004可以提供自电池1804中的一个。48伏电源1002可以提供自串联放置的4个电池1804。

图19呈现了通常在用于翻滚无人机1200的电子系统1300上执行的过程1900。过程1900通常可以包括运输控制1902、植物检测相关瞄准控制1904和/或喷杆阀喷嘴控制1906。运输控制1902可以接收或计算翻滚无人机1200的地面速度1908并且可以执行喷洒任务1910。

如果喷洒任务1910已被执行，则瞄准控制1904可以确定翻滚无人机1200是否在成像位置1912处。如果翻滚无人机1200在成像位置1912处并且如果喷洒任务1910已被执行，则触发成像过程1914。成像过程1914触发多光谱相机系统630(包括一个或多个多光谱相机)捕获图像数据。

当图像数据已被捕获时，提取过程1918可以从图像数据中提取一个或多个频带。植物或有害生物检测位置AI过程1920可以处理该一个或多个频带以确定植物的位置。在另一个方面中，有害生物的一种或多种几何形状可以用于确定有害生物类型。频带和几何形状识别的组合可以用于进一步改进对有害生物类型的确定。

可以相对于翻滚无人机1200的位置通过过程1922来确定喷嘴520的当前位置。然后，预测性过程1924可以基于当前时间1926来预测植物或有害生物将在喷嘴520下方的预测时间。

然后，喷嘴控制1906可以将预测时间添加到喷嘴时间表1928。喷嘴调度器过程1930可以接收喷嘴时间表1928、当前时间1926和地面速度1932的任何变化。如果地面速度1932已改变，则可以在步骤1934处调整喷嘴时间表1928。如果在步骤1936处当前时间1926已达到喷嘴时间表1928上的预测时间，则可以在步骤1940处打开喷嘴阀。如果在步骤1936处当前时间1926没有达到喷嘴时间表1928上的预测时间，则可以在步骤1938处关闭喷嘴阀。

图20呈现了翻滚无人机1200的喷洒机系统的时间协调过程流程2000。任务、位置、取向、来自运输的信息和/或通信系统2002可以向时/空相关过程2004提供数据。时/空相关过程2004可以与植物或有害生物识别位置AI引擎1920一起工作，并且可以将图像时间同步信号传输到多光谱相机630和动作/瞄准协调过程1922。动作/瞄准协调过程1922可以基于喷杆阀控制1930来指示时间表打开喷杆阀1126抑或关闭喷杆阀1126。

图21示出了用于翻滚无人机1200的转向系统2100。用于执行转向动作的许多部件先前已参考图13进行了描述且此处将不进行重复。轮子1206和轮子马达610中的每一个可以由驱动马达控制器2104独立控制，该驱动马达控制器可以使轮子1206沿向前或相反方向旋转。当控制器1302遇到需要转动翻滚无人机1200以便回避障碍物时，控制器1302激活转动马达(turn motor)2102以便调整轮子1206的取向。在另一个方面中，控制器1302可以指示翻滚无人机1200左侧上的轮子1206沿与翻滚无人机1200右侧上的轮子1206相反的方向被驱动以便实现翻滚无人机1200的原地旋转。

在图22A至图22C中所示的另一个方面中，示例空中无人机202已着陆在基站204的平台204A上。在图22A至图22C中，为清楚起见，螺旋桨620和空中无人机202的框架1604端部已被移除。电池接收器2220可以与穿过基站204的平台204A的孔2202对齐。平台204A可以具有若干个V形或QR码引导(未示出)，其可以由无人机202的相机捕获的以便无人机相对于平台204A定向其自身。

特别是在图22B和图22C中所示，在平台204A下方的可以是大致圆柱形的电池储存器2204。其他方面可以具有形状不同的电池储存器2204，诸如旋转臂或低轮廓输送机。圆柱形电池储存器2204可以使用电动马达绕中心毂2208旋转。储存隔间2206中的每一个可以接收电池(未示出)，并且可以具有用于为电池充电的感应充电器(未示出)或接触式充电器(未示出)。基站控制器308可以确定哪个电池隔间2206具有充电最多的电池。此电池隔间2206可以与剪式升降机2210对齐，该剪式升降机从电池隔间2206取回电池并升高电池以存放在无人机202的电池接收器2220中。替代地，电池储存器可以由原地充电器来代替，该原地充电器可以通过脐带缆线和/或通过与包含在着陆齿轮或无人机202上的其他地方中的导电板或触点接触(这可以驱动电流穿过这些板以给电池再充电)进行充电。

转到图22D，展示了空中无人机902的另一种配置。在这方面，空中无人机902包括在壳体1208上方的六个或更多个螺旋桨620、以及位于壳体1208下方的水平喷杆1222。水平喷杆1222可以包括12个与24个之间的喷雾喷嘴520，每个喷雾喷嘴利用它们各自的阀单独控制。在这方面，喷雾喷嘴520的数量是24个。

转到图22E，展示了空中无人机902的又一种配置。在这方面，居中地定位的水平喷杆1222可以在每一端部处联接到螺旋桨臂2236，当从俯视图观察时，这类似于扩展H型配置。螺旋桨臂中的每一个可以包括一个或多个螺旋桨620。可以包括一个或多个翼和/或扰流板(未示出)以确保在沿向前方向行进时在中心段上方的升力。在这方面，每个螺旋桨臂2236联接到三个螺旋桨620，总共为六个螺旋桨620。在此确认中，可以减少或消除来自螺旋桨叶片的气流下洗对喷雾喷嘴520的影响。在这方面，喷杆1222可以具有多达32个喷雾喷嘴520。

转到图23，示出了示例田间2300，其中基站204定位成接近田间2300的边缘或转角。基站204可以包括被供应电力2304的充电器624和/或燃料储存器和/或喷雾储存器。当空中无人机902着陆在基站204处时，基站204可以使用充电器624自动开始为电池508充电。在另一个方面中，如先前所描述，基站204可以用新电池自动调换没电的电池508。基站204还可以具有用于从空中无人机902接收数据的接收器。

空中无人机902的导航系统608可以部分地基于所提供的田间数据来确定飞行路径2308。例如，人工智能框架1920可以确定作物几何形状(例如，行方向、间距、宽度等)和/或使用计算机视觉来识别障碍物和/或可以辅以可从一个或多个公共或私人数据库获得的地理信息系统(GIS)边界补充。AI框架1920可以解释和处理以下各者中的一者或多者：(a)通过在区域地图上绘制内部和外部边界并转换为GPS坐标的手动人为输入，(b)检测外部和内部边界(例如，基于作物取向和几何形状、植物/污垢/非有机物的光谱特征等)的人工智能，和/或(c)现有勘测图(为政府抑或私人拥有)。导航系统608可以基于一个或多个镜头和相机参数结合空中无人机902的海拔来确定最佳视场2306。例如，当空中无人机902增加海拔时，视场2306增大，但图像质量可能在更高海拔下降级。导航系统608可以确定图像质量足够以便检测存在于田间2300中的杂草2320、2322的海拔。足以检测杂草2320、2322的图像质量可以至少部分地由基于生长条件、(多个)相机630的分辨率和/或天气条件(例如，刮风天可能需要稍低的海拔以改进分辨率)的杂草估计尺寸来确定。在其他方面中，最佳海拔可以至少部分地由冠层尺寸和/或一个或多个照明条件来确定，照明条件诸如由天气(例如，阴天对晴天、有雾、下雨等)来确定。在这方面，视场通常可以是大致12英尺乘12英尺的区域。

一旦视场2306已被确定，导航系统608就可以确定从整个田间2300上空经过至少一次所必要的遍次。在此示例中，路径2308从田间2300上空来回经过七次。如果视场2306减小(通过降低海拔)，则遍次将增加。如果视场2306增大(通过增加海拔)，则遍次将减少。导航系统608可以使用一种或多种边界检测技术来动态构建路径2308以勘测整个田间2300。例如，如果田间2300的大部分在特定的颜色空间中(例如，“绿色”代表植物且“黑色”代表污垢)，则AI框架1030可以确定另一个颜色空间中的几何上重要的特征(例如，“灰色”代表碎石路，或“蓝色”代表池塘，或“红色”代表拖拉机)。几何上重要的特征可以形成边界。

当空中无人机902从田间2300上空经过时，处理器602可以使用人工智能(AI)框架1030(诸如本文中所描述的AI框架)处理来自相机806的图像数据，以便检测杂草2320、2322和/或不期望生长物的区域并将杂草区域标记为处理区域。当处理器902确定杂草2320位于规划路径2308上时，一旦空中无人机902到达规划路径2308上的那个点，就可以指示导航系统608使空中无人机902着陆或降低或悬停在喷洒(或处理距离)内。在另一个示例中，当处理器902确定杂草2322没有位于规划路径2308上时，可以指示导航系统608偏离规划路径2308某一阈值，该阈值可以基于与行间距和/或作物冠层尺寸的比例。在另一个方面中，导航系统608可以规划在到基站204的返回路径2324期间使空中无人机902着陆于不在规划路径2308上的杂草2322处。

在另一个方面中，处理器902可以使用如先前所描述的植物检测人工智能框架1920来确定每株杂草2320、2322的位置并规划处理路径。在一些方面中，处理器902可以为每株杂草和/或每个有害生物提供一个或多个GPS-RTK坐标，可以由后续(多个)处理系统使用所述GPS-RTK坐标来创建一项或多项任务、规划路径和/或基于传感器定位数据来触发喷雾喷嘴。AI框架1920可以与如先前所描述的AI框架1030、1332相同或不同。植物检测人工智能框架1920可以至少部分地通过发现的杂草2320、2322的数量和类型所需的农药的量和/或存在于储器中的除草剂或杀真菌剂的量来确定处理路径。

对处理路径的确定可以至少部分地基于电池电量和可用于特定无人机202、1200的喷雾来确定，以确保无人机202、1200具有足够的电力返回到基站204。当任务超过电池容量抑或喷雾容量(或两者)时，无人机202、1200可以尽可能多地执行任务，同时确保无人机202、1200具有足够的电池容量来返回到基站204。一旦无人机202、1200达到返回到基站204所必要的电池容量，无人机202、1200就停止处理、记录返回位置并且返回到基站204。然后，无人机202、1200调换电池618和/或喷雾罐302。无人机202、1200返回到返回位置并重新开始任务。无人机202、1200可以继续重复此过程，直到任务完成。在一些方面中，可以将处理路径传输到一个或多个其他无人机202、1200以便对田间2300执行处理。

在一个方面中，可以使用相机630执行高海拔勘测以实现亚毫米分辨率，其可以被馈送到在线或离线AI框架1030以确定有害生物类型和位置并为一个或多个无人机202规划总体飞行计划和/或(多个)有害生物位置。任务规划1004可以将田间2300分解成无人机尺寸的方格(例如，大约等于正使用的无人机202的翼展)，并且使用Dijkstra模式来规划飞行以仅最佳地处理包含有害生物的无人机尺寸的方格。处理无人机1200跟随任务。然而，由于环境因素(诸如，风)和限制因素(诸如，在那个小细节处的GPS位置)，AI框架1920可能存在于处理无人机1200中，其中AI框架1920可以在4英寸乘4英寸的处理区域内进一步细化进行有害生物处理的位置。在另一个方面中，AI框架1920可以用于创建一项或多项任务和/或一个或多个处理计划，并且被配置为输出高地隙喷洒机和/或其他非无人机机械的数据格式。

如先前所描述，可以通过使用雷达、激光雷达和/或双目成像和计算机视觉来避免碰撞。在另一个方面中，也可以使用雷达、激光雷达和/或双目成像和计算机视觉来确定地形的高度。转到图24，无海拔调整配置2410展示了具有海平面之上的固定飞行高度(例如，10米)的空中无人机202。在这种配置2410中，无人机202可能撞向2412具有飞行高度的地形2414。在地形回避配置2420中，当地形2422高于当前飞行高度时，空中无人机202可以增加飞行高度，但在增加之后不降低飞行高度(诸如，谷2424)。在这方面，空中无人机202假设周围地形可以具有类似的最大地形高度。地形跟随配置2430可以使无人机202跟随地形的一种或多种轮廓以保持地形之上而不是海平面之上的一致高程。地形跟随配置2430可以与地面保持一致的距离，并且可以与倾角/偏角成比例来调整相机角度，使得许多图像看起来一致以便最小化各个图像之间的不一致。这可以利用双目相机806、单相机806和空间分析技术和/或激光雷达来实施，以确定地貌的变化。在一些方面中，类似的技术可以用于确定作物高度并调整飞行高度，使得无人机202可以停留在最大作物高度之上。

在一些情况下，空中无人机902可以在转弯2310时飞行到田间2300的边界之外。如果无人机902明显偏离田间2300，则无人机902可以计算使无人机902返回到任务路径所必要的轨迹。如果无人机902不能返回到任务路径，则无人机902可以返回到基站204。

根据一些方面，有害生物检测AI框架1030可以能够确定杂草2320、2322的成熟度。然后，有害生物检测AI框架1030可以对接近种子成熟的杂草2320、2322进行优先级排序，以便在种子成熟之前消除田间2300内99％的杂草。AI框架1030可以跟踪所识别的杂草2320、2322以便跟踪杂草2320、2322的生长进度，从而以便确定最佳处理时间以减少除草剂使用。对所识别的杂草2320、2322的追踪可以至少基于表型。例如，可以最佳地早日消灭一些小的杂草以便最小化播种，而其他杂草则可以被准许生长到杂草可以吸收更多除草剂的尺寸。

转到图26A至图26E，基站204可以包括多个隔间2602。当从上方观察时，隔间2602包括具有三个关闭侧2604和被配置为打开的一个侧部的大致方形形状。侧部2604可以经由一个或多个角支撑构件2606联接到隔间2602的顶部2610和底部2612。三个关闭侧部2604可以包括一个或多个通风孔2620以促进空气流过隔间2602。在一些方面中，这些储存托盘可以包括电池调换系统、电池再充电系统和/或再装填系统。在一些方面中，当无人机202在隔间2602内时，可以经由电缆、Wi-Fi和/或蓝牙来转移机载数据。

被配置为打开的侧部可以具有铰链门2608，当无人机202在隔间2602内变得被激活时，该铰链门可以打开，和/或如果无人机202当前正在执行任务，则该铰链门接近隔间2602。铰链门2608可以被弹簧加载以保持关闭，直到滑动托盘2614将门2608推开。滑动托盘2614接收正在着陆的无人机202。每个滑动托盘2614可以包括一个或多个轨道2618或带2618以用于相对于隔间2602水平地滑动托盘2614。每个隔间2602的高度略大于储存在其中的无人机202的高度。顶部2610可以包括框架2616以促进附接到上方隔间2602的底部2612。在图26A中所呈现的方面中，基站204包括四个隔间2602，其中这些隔间2602中的每一个具有指向不同方向的开口。

在其他方面中，可以仅存在隔间2602的底部2612，并且上方隔间2602的底部2612可以用作下方隔间2602的顶部2610。在这种配置中，顶部2610可以附贴到最上面的隔间2602。在其他方面中，最上面的隔间2602可以保持打开并且一个或多个天气监控和/或通信模块可以放置在其中。

尽管本文中所描述的各方面展示了对有害生物的检测并忽略了非有害生物(例如，诸如作物、灌木、卧于田间表面的比如罐头、岩石等物理物体)，但其他方面可以检测作物并将所有非作物区域都看作是不期望的。在这方面，可以处理一些或所有非作物区域。在第一方面中，对有害生物的检测可能对在播种后进行处理有用，其中仅处理有害生物。在其他方面中，可以在燃尽阶段利用不加选择地在作物行之间喷洒任何东西的快速移动的交通工具来处理非作物区域，这可能更具能效性和/或时效性且对计算能力的要求较小。

在一些方面中，处理系统200可以被配置为沿着公路或铁路行进以便处理沿着公路或铁路的生长物。

在另一个方面中，除了光谱特征和/或测地仪之外，还可以通过化学特征(chemical signature)来确定有害生物和作物植物。例如，化学特征可以是放出特定花粉的开花植物，其可以基于环境(诸如，附近污垢的泛黄)光学地检测到和/或使用单独的化学传感器检测到。在另一个示例中，声学特征可以包括使用植物和/或有害生物的共振频率来刺激可检测的现象，诸如使用特定频率的声波将昆虫/有害生物击退或吸引到可以通过如本文中所描述的(多个)相机630观测到有害生物的位置。

根据本文中的各方面，空中无人机100可以对杂草2320、2322执行喷洒。在其他方面中，空中无人机902可以指示基于地面的无人机904导航到杂草位置以进行根除。

尽管本文中所描述的各方面展示了用于罐302的再装填系统300，但其他方面可以具有这样的罐302，即，这些罐可以是自包含式罐，仅在基站204处进行调换即可。

尽管本文中的各方面描述了空中无人机202特有的特征，但其他方面可以同样适用于翻滚无人机1200，反之亦然，这与本领域技术人员在回顾本文中的描述时的理解一致。

尽管本文中所描述的各方面展示了无人机202、1200返回到固定基站204，但其他方面可以使无人机202、1200返回到移动基站204。在一些方面中，移动基站204可以是翻滚无人机1200，并且空中无人机202可以返回到翻滚无人机1200。

尽管本文中所描述的各方面展示了具有相机806和喷洒系统的空中无人机202，但其他方面可以具有较小的空中无人机202，其仅具有相机806以便减少螺旋桨尾流的量。

如本文中进一步详细描述的，处理系统200的各个方面可以包括针对以下各者的能力：自动目标检测、选择、优先级排序、取消选择、重新选择、主动稳定、自动喷雾向量解决方案、目标标记和/或连续或间歇性目标跟踪。

尽管检测多个物体、识别和验证多个目标并对其进行优先级排序、计算多个喷雾向量、确定多次喷洒的成功率、以及将喷洒成功率确定结果用作后续喷雾向量计算的输入的这些步骤可以被示为单个系统或子系统。本领域技术人员将理解，这些系统、子系统或其部分可以组合、以与此处所示的顺序不同的顺序使用、被简化且在一些情况下被省略以实现不太复杂和资源密集性较小的设计。

可以使用各种部件、子部件和部分来实现、实施和实践本文中所描述的过程、计算、技术、步骤、手段和目的。本文中所包含的实施例和发明可以以如由本领域技术人员选择的各种形式和方法来实践。例如，本文中所描述的这些过程、计算、技术、步骤、手段和目的可以以硬件、软件、固件或其组合来实现和实施。本文中所描述的无人机系统可以包含在单个无人机中，或者可以分布在彼此通信且呈任何组合的多个无人机和基站内以及分布跨越这些无人机和基站。本文中所描述的计算部件和过程可以同时或在不同时间分布跨越固定网络或移动网络或两者。例如，一些处理可以使用第一处理器在一个位置中执行，而其他处理可以由远离第一处理器的另一个处理器执行。计算机系统的其他部件可以被类似地分布。因而，计算机系统可以被解释为在多个位置中执行处理的分布式计算系统。在一些情况下，计算机系统可以被解释为单个计算装置。本文中所描述的无人机系统可以作为自包含式数据和计算无人机系统或者作为分布式计算和数据无人机系统的一部分从执行来回切换。

本领域技术人员可以使用以下各者为处理单元选择硬件实施方式：一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理装置(DSPD)、可编程逻辑装置(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、被设计成执行上文所描述的功能的其他电子单元和/或其组合。

本领域技术人员可以选择包括以下各者的实施方式：硬件、软件、脚本语言、固件、中间件、微码、硬件描述语言和/或其任何组合。软件、固件、中间件、脚本语言和/或微代码实施方式可以具有程序代码或代码段以执行存储在机器可读介质(诸如，存储介质)中的必要的工作。代码段或机器可执行指令可以表示过程、函数、子程序、程序、例程、子例程、模块、软件包、脚本、类，或者指令、数据结构和/或程序语句的任何组合。代码段可以通过传递和/或接收信息、数据、自变量、参数和/或存储器内容而联接到另一个代码段或硬件电路。可以经由任何合适的手段来传递、转发或传输信息、自变量、参数、数据等，手段包括存储器共享、消息传递、令牌传递、网络传输等。

本领域技术人员可以选择包括固件和/或软件的实施方式，固件和/或软件利用执行本文中所描述的过程的模块(例如，过程、函数、算法等)。有形地体现指令的任何机器可读介质都可以用于实施本文中所描述的过程和方法以及技术。例如，软件代码可以存储在存储器中。存储器可以在处理器内或处理器外部实施。如本文中所使用的“存储器”是指任何类型的长期、短期、易失性、非易失性或其他存储介质，并且不限于任何特定类型的存储器或存储器的数量或其上存储有存储器的介质的类型。

此外，如本文中所公开的，术语“存储介质”可以表示用于存储数据的一个或多个存储器，包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁性RAM、核心存储器、磁盘存储介质、光学存储介质、快闪存储器装置和/或用于存储信息的其他机器可读介质。术语“机器可读介质”包括但不限于便携式或固定存储装置、光学存储装置和/或能够进行存储的包含或携带(多个)指令和/或数据的各种其他存储介质。

本文中所描述的计算机系统可以使用但不限于一个或多个通用处理器和/或一个或多个专用处理器(诸如，数字信号处理芯片、图形加速处理器、视频解码器和/或等)。本文中所描述的计算机系统可以使用和/或配置存储装置以实施任何适当的数据存储区，包括但不限于各种文件系统、数据库结构、数据库控制或操纵或优化方法。

上文所讨论的方法、系统和装置是示例。各种配置可以酌情省略、替代或添加各种过程或部件。例如，在替代性配置中，可以以与所描述的次序不同的次序执行这些方法，和/或可以添加、省略和/或组合各个阶段。而且，关于某些配置所描述的特征可以组合在各种其他配置中。配置的不同方面和元素可以以类似的方式组合。而且，技术不断发展，且因此许多元素是示例且并不限制本公开或权利要求的范围。前述内容被认为仅图示本发明的原理。进一步地，由于本领域技术人员将很容易想到许多变化和修改，因此不期望将本发明限制于所示和描述的确切的构造和操作，且因此，可以求助于的结构或操作中的所有这种合适的变化或修改都旨在落入要求保护的发明的范围内。