Nova Patents
PL173490B1

Apparatus for receiving light beams

Abstract

An apparatus and a method are provided for selectively eliminating weeds in agriculture operations. To provide selective elimination, at least two light (radiation) emitters, powered by an internal power source, are modulated to switch on and off at very high speeds. Each emitter emits radiation of a different emitter wavelength. The on/off modulation of one emitter is phase shifted by approximately 90 DEG with respect to the modulation of the other emitter. The pair of emitters are focused on a particular spot on the ground. The light beams, provided by the emitters, are reflected off a plant or the soil and are intercepted by a photodetector. Because plants have a characteristic spectral reflectance in regions of the electromagnetic spectrum which can be discriminated from the spectral reflectance of the background earth, the relative amplitudes of the reflected radiation at the two emitter wavelengths varies depending on whether the radiation is reflected off a plant or the soil. A ratio of the radiation at the two emitter wavelengths received by the photodetector is converted to a phase. This phase is compared to an initial reference phase of the modulation of one of the emitters. A controller uses this phase information to determine the presence or absence of a plant and then eliminates the weed.

PL173490B1, drawing sheet 1
Sheet 1 of 20

Term

Term ended

Expired 27 July 2013, 13.2 years ago.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Granted
  4. Expired
  5. Today

35 claims: 4 independent, 31 dependent

  1. 1
    Patent claims Zastrzeżenia patentowe 1. The method of distinguishing between objects, especially determining the location of plants, in which a beam of light reflected from the examined surface of the area is detected, in two ranges of the electromagnetic spectrum, and the obtained electrical signal is analyzed and converted into the control signal of the interaction unit on the distinguished objects, characterized in that at least two monochromatic light sources move above the surface, and light sources are supplied with light beams of different wavelengths, which light beams are focused on the tested surface, whereby the light beams emitted from light sources are subjected to modulation, and after detection of the reflected light beam from the terrain surface, the parameter is measured and analyzed electrical signal corresponding to the reflection coefficients of waves of different wavelengths contained in this reflected light beam, to determine the type of surface tested. 1. Sposób rozróżniania obiektów, zwłaszcza wyznaczania położenia roślin, w którym poddaje się detekcji wiązkę światła odbitego od badanej powierzchni terenu, w dwóch zakresach fal widma elektromagnetycznego, a otrzymany sygnał elektryczny analizuje się i przetwarza na sygnał sterujący zespołu oddziaływania na rozróżniane obiekty, znamienny tym, że ponad powierzchnią terenu przesuwa się co najmniej dwa monochromatyczne źródła światła, a ze źródeł światła doprowadza się wiązki światła o różnych długościach fali, które to wiązki światła ogniskuje się na badanej powierzchni, przy czym wiązki światła emitowane ze źródeł światła poddaje się modulacji, a po przeprowadzeniu detekcji wiązki światła odbitego od powierzchni terenu mierzy się i analizuje parametr sygnału elektrycznego odpowiadający współczynnikom odbicia fal o różnych długościach zawartych w tej wiązce światła odbitego, dla określenia rodzaju badanej powierzchni.
  2. 10
    A system for distinguishing objects, especially determining the location of plants, using incident light beams and reflected from the objects being distinguished, equipped with reflected light detectors connected to the control central unit, which is connected to the set of impacts on distinguished objects, characterized in that it is equipped with at least two sources (201, 202;701-1 / - 701-N) of monochrome light combined with a lens (205) for focusing beams (203, 204) of light incident on a given surface of the terrain (206), which beams of light (203, 204) have different wavelengths, with wherein the detector (210) of the light beam (207) reflected from the terrain surface (206) is connected to a signal processing unit (214, 217, 218, 219, 220, 222, 223;501 * 510) for the analysis of the signal parameter corresponding to the coefficient of reflection of waves of different wavelengths contained in this beam (207) and to distinguish the plant from the soil, which through the controller (221) is connected to a set (226,227,229;708) of impact on plants different from a particular type of plant and, moreover, sources (201, 202;701-1-τ- 701-N) monochromatic light and the reflected light detector (210) are located on the sliding unit relative to the terrain for transverse analysis of the terrain surface. 10. Układ do rozróżniania obiektów, zwłaszcza wyznaczania położenia roślin, z zastosowaniem wiązek światła padającego i odbitego od rozróżnianych obiektów, zaopatrzony w detektory światła odbitego połączone ze sterującą jednostką centralną, która jest połączona z zespołem oddziaływania na rozróżniane obiekty, znamienny tym, że jest zaopatrzony w co najmniej dwa źródła (201, 202;701-1 /- 701-N) światła monochromatycznego połączone z obiektywem (205) do ogniskowania wiązek (203, 204) światła padającego na określoną powierzchnię terenu (206), które to wiązki światła (203, 204) mają różne długości fali, przy czym detektor (210) wiązki (207) światła odbitego od powierzchni terenu (206) jest połączony z zespołem przetwarzania sygnałów (214, 217, 218, 219, 220, 222, 223;501 * 510) dla analizy parametru sygnału odpowiadającego współczynnikowi odbicia fal o różnych długościach zawartych w tej wiązce (207) i rozróżnienia rośliny od gleby, który poprzez sterownik (221) jest połączony z zespołem (226,227,229;708) oddziaływania na rośliny odmienne od określonego typu roślin, a ponadto źródła (201, 202;701-1-τ- 701-N) światła monochromatycznego oraz detektor (210) światła odbitego, są usytuowane na zespole przesuwnym względem terenu, dla poprzecznego analizowania powierzchni terenu. 173 490 173 490
  3. 27
    System for distinguishing objects, especially determining the location of plants, using incident light beams and reflected from the objects being distinguished, equipped with reflected light detectors connected to the control central unit, which is connected to the set of interactions on differentiated objects, characterized in that it is equipped with an assembly (201, 202) at least two monochromatic light sources with a first wavelength in the first time interval and with a second wavelength in the second time interval, connected to the lens assembly (205) for focusing light beams (203,204) of the first and second wavelength incident on the surface stationary terrain (206) with properties determined on the basis of radiation of the first and second wavelength reflected from this surface, wherein the assembly (208 - 210) for receiving a portion of the radiation of the first and second wavelength, reflected from said air 27. Układ do rozróżniania obiektów, zwłaszcza wyznaczania położenia roślin, z zastosowaniem wiązek światła padającego i odbitego od rozróżnianych obiektów, zaopatrzony w detektory światła odbitego połączone ze sterującą jednostką centralną, która połączona jest z zespołem oddziaływania na rozróżniane obiekty, znamienny tym, że jest zaopatrzony w zespół (201, 202) co najmniej dwóch monochromatycznych źródeł światła o pierwszej długości fali w pierwszym przedziale czasowym oraz o drugiej długości fali w drugim przedziale czasowym, połączony z zespołem obiektywu (205) do ogniskowania wiązek światła (203,204) o pierwszej i drugiej długości fali, padającego na powierzchnię nieruchomego terenu (206) o własnościach wyznaczonych na podstawie promieniowania o pierwszej i drugiej długości fali odbitego od tej powierzchni, przy czym zespół (208 - 210) do odbioru części promieniowania, o pierwszej i drugiej długości fali, odbitego od wspomnianej powie4 173 490 terrain lands (206) is connected to a set (214, 217 / - 220, 222, 223;501 -s- 510) of signal processing representing the reflected parts of radiation, which through the controller (221) is connected to the set (226 / - 229 ) feeding the herbicide to a selected area of ​​the site (206), and furthermore the assembly (201, 202) for generating radiation and the assembly (205) for directing radiation are movable relative to the surface of the site (206). 173 490 rzchni terenu (206) jest połączony z zespołem (214, 217 /- 220, 222, 223;501 -s- 510) przetwarzania sygnałów reprezentujących odbite części promieniowania, który poprzez sterownik (221) jest połączony z zespołem (226 /- 229) doprowadzania herbicydu do wybranego obszaru terenu (206), a ponadto zespół (201, 202) do wytwarzania promieniowania oraz zespół (205) do kierowania promieniowania są ruchome względem powierzchni terenu (206).
  4. 32
    A system for distinguishing objects, especially determining the location of plants, using incident light beams and reflected from the objects being distinguished, equipped with reflected light detectors connected to the control central unit, which is connected to the set of interactions on distinguished objects, characterized in that it is provided with the first a source (201) of monochromatic light with a first wavelength, modulated by the first modulation signal of a certain frequency, a directed at a fixed immovable surface area of ​​the terrain (206) and a second source (202) of monochromatic light with a second wavelength modulated by a second modulating signal of a certain frequency and directed at a specific fixed surface area of ​​the terrain (206), the light detector (210) for detecting a portion of the light of the first wavelength and a portion of the light of the second wavelength, reflected from a specific area of ​​the terrain (206), its output is connected to a filter circuit (213) for the elimination of signals resulting from sunlight which has a frequency lower than the frequency of the first and second modulated signals, and the output of the filter circuit (213) is connected to the signal processing unit (214,217 / - 223 ) for analyzing the detector output signal (210), in addition, the first and second monochromatic light sources (201, 202), the light detector (210), the filter circuit (213) and the signal processing assembly (21-4.217 / - 223) are movable relative to the terrain surface (206). 32. Układ do rozróżniania obiektów, zwłaszcza wyznaczania położenia roślin, z zastosowaniem wiązek światła padającego i odbitego od rozróżnianych obiektów, zaopatrzony w detektory światła odbitego połączone ze sterującą jednostką centralną, która jest połączona z zespołem oddziaływania na rozróżniane obiekty, znamienny tym, że jest zaopatrzony w pierwsze źródło (201) światła monochromatycznego o pierwszej długości fali, modulowanego pierwszym sygnałem modulacyjnym o określonej częstotliwości, a skierowanego na określony nieruchomy obszar powierzchni terenu (206) oraz drugie źródło (202) światła monochromatycznego o drugiej długości fali modulowanego drugim sygnałem modulującym o określonej częstotliwości, a skierowanego na określony nieruchomy obszar powierzchni terenu (206), przy czym detektor światła (210) do wykrywania części światła o pierwszej długości fali i części światła o drugiej długości fali, odbitego od określonego obszaru powierzchni terenu (206), swym wyjściem jest dołączony do obwodu filtru (213) eliminacji sygnałów powstałych w wyniku działania światła słonecznego które ma częstotliwość mniejszą niż częstotliwości pierwszego i drugiego zmodulowanego sygnału, a wy'ście obwodu filtru (213) jest dołączone do zespołu przetwarzania sygnałów (214,217 /- 223) dla analizy wyjściowego sygnału detektora (210), ponadto pierwsze i drugie monochromatyczne źródło światła (201, 202), detektor światła (210), obwód filtru (213) oraz zespół przetwarzania sygnałów (21-4,217 /- 223) są ruchome względem powierzchni terenu (206).