相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2014年9月23日提交的名稱為“anautomatedplantingsystem(自動種植系統(tǒng))”的美國臨時申請no.62/054,280和于2015年8月24日提交的名稱為“techniquesforautomatedplanting(自動種植技術(shù))”的美國臨時申請no.62/209,227的優(yōu)先權(quán)，為了所有目的，以上臨時申請的全部內(nèi)容均通過引用合并到本文中。

背景技術(shù)：

已經(jīng)存在許多已知的用于將生物和非生物對象種植到地面中和地面上的技術(shù)。使用最廣泛的是手動或手工種植，其中人在他或她身上攜帶物品，通常為種子、樹苗或籽苗，選擇用于種植對象的地點，并使用多種工具諸如鐵鍬或其他設(shè)備中的一種來種植對象。其他技術(shù)可能涉及使用通常由人驅(qū)動的陸基機(jī)械諸如拖拉機(jī)來種植對象。

這些技術(shù)通常是緩慢且昂貴的。雖然機(jī)械化種植機(jī)器的使用確實提高了進(jìn)行種植活動的效率，但機(jī)器不適合在崎嶇的或難以接近的地形使用。

本發(fā)明的實施方案提供了解決已有種植技術(shù)所具有的這些和其他問題的技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施方案提供了使用種植容裝件(pod，容器)(本文中稱為“容裝件”)進(jìn)行種植的技術(shù)，包括系統(tǒng)和方法。種植系統(tǒng)可以被配置為在預(yù)定地點將包括有效載荷(例如種子、插條或其他種植材料)的容裝件輸送到地面中或地面上。在一些實施方案中，自動種植系統(tǒng)可以包括測繪系統(tǒng)，該測繪系統(tǒng)接收不同傳感器輸入并生成種植區(qū)域的地圖，該地圖包括地形特點、現(xiàn)有植被等。容裝件種植系統(tǒng)可以使用種植區(qū)域的地圖將容裝件輸送到種植區(qū)域。容裝件種植系統(tǒng)可以通過使用由測繪系統(tǒng)生成的地圖自動地執(zhí)行，和/或可以由遠(yuǎn)程操作者手動地執(zhí)行。每個容裝件可以包括待由容裝件種植系統(tǒng)種植在地面上或地面中的有效載荷。容裝件可以根據(jù)被種植的植物的類型、地形、之前的種植結(jié)果等進(jìn)行定制(例如形狀、尺寸、有效載荷內(nèi)容等)。

本發(fā)明的實施方案可以包括用于自動種植的計算機(jī)實施的方法。該方法可以包括：從多個傳感器接收輸入數(shù)據(jù)；處理輸入數(shù)據(jù)以生成一個或多個輸出地圖；以及使用該一個或多個輸出地圖生成用于種植操作的種植圖。該方法還可以包括：確定多個可用種植平臺；基于所述多個可用種植平臺將種植圖劃分為多個部分；向每個可用種植平臺上傳該多個部分中的對應(yīng)部分；以及使用所述可用種植平臺執(zhí)行種植操作。

在一些實施方案中，種植平臺可以包括一個或多個無人機(jī)(uav)。在一些實施方案中，該一個或多個輸出地圖可以包括識別結(jié)構(gòu)、地形類型和雜物中的一個或多個的地形數(shù)據(jù)。

在一些實施方案中，使用該一個或多個輸出地圖生成用于種植操作的種植圖還可以包括：將一個或多個地形閾值應(yīng)用于該一個或多個輸出地圖中的標(biāo)記；以及利用閾值數(shù)據(jù)標(biāo)記該一個或多個輸出地圖中的一個或多個區(qū)域，以生成一個或多個豐富化的輸出地圖。在一些實施方案中，使用該一個或多個輸出地圖生成用于種植操作的種植圖還可以包括：將豐富化的輸出地圖與至少一種植物的種植要求進(jìn)行比較；基于該比較，識別用于該至少一種植物的一個或多個種植區(qū)域；以及基于與該至少一種植物相關(guān)聯(lián)的密度水平，定義該至少一種植物在該一個或多個種植區(qū)域中的種植圖。

本發(fā)明的實施方案可以包括種植裝置。種植裝置可以包括具有內(nèi)表面和外表面的殼體。該殼體的第一端部可以封閉以形成腔室，并且該殼體的第二端部敞開。種植裝置還可以包括在腔室中的有效載荷，該有效載荷包括種植材料和基質(zhì)材料。種植裝置還可以包括具有下表面和上表面的蓋，該下表面適于密封殼體的第二端部。

在一些實施方案中，殼體由可生物降解的材料制成，并且包括對有效載荷特定的營養(yǎng)混合物。在一些實施方案中，殼體為大致錐形的，并且其中，殼體和蓋中的一個或多個適于在與種植環(huán)境撞擊時破碎，從而將有效載荷暴露于種植環(huán)境。

在一些實施方案中，種植裝置還可以包括連接到蓋的下表面并延伸穿過殼體的第一端部的推桿。在與基層(substrate，地層、基體)撞擊時，推桿使蓋打開。

在一些實施方案中，種植裝置可以包括連接到蓋的上表面的一個或多個翼，該一個或多個翼適于在從第一高度釋放時使種植裝置旋轉(zhuǎn)。在一些實施方案中，種植裝置的殼體的外表面可以包括一個或多個穩(wěn)定表面，該一個或多個穩(wěn)定表面適于使種植裝置圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)。在一些實施方案中，蓋的上表面可以包括從蓋的上表面延伸的一個或多個穩(wěn)定表面。

在一些實施方案中，種植裝置還可以包括與殼體集成在一起的一個或多個傳感器以及連接到能量存儲系統(tǒng)的能量生成系統(tǒng)。能量存儲系統(tǒng)可以向該一個或多個傳感器提供能量。在一些實施方案中，該一個或多個傳感器包括至少一個通信模塊和至少一個環(huán)境傳感器，該至少一個通信模塊被配置為將數(shù)據(jù)從至少一個環(huán)境傳感器傳輸?shù)降诙N植裝置。在一些實施方案中，第二種植裝置包括第二通信模塊，該第二通信模塊可以被配置為將從多個種植裝置接收的數(shù)據(jù)傳輸?shù)交尽?/p>

本發(fā)明的實施方案可以包括自動種植系統(tǒng)。該自動種植系統(tǒng)可以包括種植系統(tǒng)，該種植系統(tǒng)包括連接到觸發(fā)控制的發(fā)射機(jī)構(gòu)的腔室、筒體和供給器。該觸發(fā)控制的發(fā)射機(jī)構(gòu)被配置為引導(dǎo)由供給器供給到腔室中的容裝件通過筒體。自動種植系統(tǒng)還可以包括觸發(fā)控制系統(tǒng)，該觸發(fā)控制系統(tǒng)連接到觸發(fā)控制的發(fā)射機(jī)構(gòu)并且被配置為從一個或多個傳感器接收數(shù)據(jù)。觸發(fā)控制系統(tǒng)可以被配置為使用該一個或多個傳感器來確定移動運輸平臺的位置，將移動運輸平臺的位置與種植圖中的第一地點進(jìn)行比較，確定該位置在第一地點的閾值距離內(nèi)，以及使觸發(fā)控制的發(fā)射機(jī)構(gòu)在第一地點發(fā)射容裝件。

在一些實施方案中，自動種植系統(tǒng)還可以包括耦接到種植系統(tǒng)的移動運輸平臺，該移動運輸平臺包括上述一個或多個傳感器。在一些實施方案中，移動運輸平臺為無人機(jī)。

在一些實施方案中，發(fā)射機(jī)構(gòu)可以包括經(jīng)由電子控制閥連接到上述腔室的高壓腔室。觸發(fā)控制系統(tǒng)通過打開電子控制閥使觸發(fā)控制的發(fā)射機(jī)構(gòu)發(fā)射容裝件。在一些實施方案中，高壓腔室包括對該高壓腔室加壓的壓縮氣瓶。

在一些實施方案中，種植系統(tǒng)可以使用萬向節(jié)可旋轉(zhuǎn)地耦接到移動運輸平臺。

在一些實施方案中，自動種植系統(tǒng)還可以包括被配置為從該一個或多個傳感器接收數(shù)據(jù)的測繪系統(tǒng)。該測繪系統(tǒng)基于來自該一個或多個傳感器的數(shù)據(jù)生成種植圖。

附圖說明

將參照附圖描述根據(jù)本公開內(nèi)容的不同實施方案，附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方案的自動種植系統(tǒng)的實施例；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案的容裝件種植系統(tǒng)的實施例；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案的容裝件輸送裝置的高層級圖；

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案的容裝件輸送裝置的圖；

圖5a和圖5b示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案的可替代容裝件輸送裝置的圖；

圖6a和圖6b示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案的可替代容裝件輸送裝置的圖；

圖7a至圖7c示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案的可替代容裝件輸送裝置的圖；

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案的附接有容裝件匣的容裝件輸送裝置的腔室的圖；

圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案的附接有多個容裝件匣的容裝件輸送裝置的腔室的圖；

圖10a至圖10c示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方案的容裝件的實施例；

圖11a至圖11c示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方案的容裝件和蓋的部件；

圖12a至圖12c示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方案的容裝件的實施例；

圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案的雙隔室容裝件的實施例；

圖14a至圖14c示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案的破裂型(breakaway)容裝件的實施例；

圖15a和圖15b示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方案的容裝件內(nèi)囊形體(capsule)的實施例；

圖16示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案的囊形容裝件的實施例；

圖17a至圖17d示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方案的容裝件蓋穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的實施例；

圖18a和18b示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方案的容裝件穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的實施例；

圖19a至圖19c示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方案的重力式容裝件的實施例；

圖20a至圖20d示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方案的矛式容裝件的實施例；

圖21a至圖21c示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方案的多部件矛式容裝件的實施例；

圖22a至圖22e示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方案的容裝件蓋的實施例；

圖23a和圖23b示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方案的撞擊致動蓋的實施例；

圖24a至圖24c示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方案的專用容裝件的實施例；

圖25示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案的容裝件通信系統(tǒng)的實施例；

圖26示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案的測繪系統(tǒng)的實施例；

圖27示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案的自動種植方法的框圖；

圖28示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案的地圖生成方法的框圖；

圖29示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案的確定種植圖的方法的框圖；以及

圖30示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案的計算機(jī)系統(tǒng)的高層級框圖。

具體實施方式

在下面的描述中，將描述不同實施方案。出于說明的目的，闡明了具體的配置和細(xì)節(jié)，以便提供對實施方案的透徹理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言還將明了的是，可以在不用這些具體細(xì)節(jié)的情況下實踐實施方案。此外，公知的特征可能被省略或簡化，以免使所描述的實施方案模糊不清。

已經(jīng)存在許多已知的用于將生物和非生物對象種植到地面中和地面上的技術(shù)。使用最廣泛的是手動或手工種植，其中人在他或她身上攜帶物品，通常為種子、樹苗或籽苗，選擇用于種植對象的地點，并使用多種工具諸如鐵鍬或其他設(shè)備中的一種來種植對象。其他技術(shù)可能涉及使用通常由人驅(qū)動的陸基機(jī)械諸如拖拉機(jī)來種植對象。手動技術(shù)可能導(dǎo)致工作者受傷，并且可能難以在偏遠(yuǎn)的或困難的地形上實施。

本發(fā)明的實施方案提供了使用種植容裝件(本文中稱為“容裝件”)進(jìn)行種植的技術(shù)，包括系統(tǒng)和方法。自動種植系統(tǒng)可以被配置為在預(yù)定地點將包括有效載荷(例如種子、插條或其他種植材料)的容裝件輸送到地面中或地面上。在一些實施方案中，自動種植系統(tǒng)可以包括測繪系統(tǒng)，該測繪系統(tǒng)接收不同傳感器輸入并生成種植區(qū)域的地圖，該地圖包括地形特點、現(xiàn)有植被等。容裝件種植系統(tǒng)可以使用種植區(qū)域的地圖將容裝件輸送到種植區(qū)域。容裝件種植系統(tǒng)可以通過使用由測繪系統(tǒng)生成的地圖自動地執(zhí)行，和/或可以由遠(yuǎn)程操作者手動地執(zhí)行。每個容裝件可以包括待由容裝件種植系統(tǒng)種植在地面上或地面中的有效載荷。容裝件可以根據(jù)被種植的植物的類型、地形、之前的種植結(jié)果等進(jìn)行定制(例如形狀、尺寸、有效載荷內(nèi)容等)。

在一些實施方案中，控制特征可以包括容裝件定標(biāo)(target)裝置和使種植系統(tǒng)的活動自動化的控制軟件?？刂栖浖梢詤f(xié)調(diào)各個容裝件種植系統(tǒng)的活動，以提高效率并降低各個種植平臺與其他平臺或物體相撞的可能性。各個種植平臺可以單獨地或成組地被控制。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方案的自動種植系統(tǒng)100的實施例。如圖1所示，自動種植系統(tǒng)100可以包括測繪系統(tǒng)102和容裝件種植系統(tǒng)104。測繪系統(tǒng)102和容裝件種植系統(tǒng)104各自均可以在移動運輸平臺中實現(xiàn)，該移動運輸平臺諸如為無人機(jī)(uav)、飛機(jī)、直升機(jī)、衛(wèi)星或其他移動平臺。雖然總體上參照uav討論本發(fā)明的實施方案，但是也可以使用任何其他移動平臺。在一些實施方案中，單個移動運輸平臺可以包括測繪系統(tǒng)102和容裝件種植系統(tǒng)104。在一些實施方案中，移動運輸平臺可以包括測繪系統(tǒng)102和容裝件種植系統(tǒng)104中之一，并且可以配置有對該特定系統(tǒng)特定的部件。

如圖1所示，測繪系統(tǒng)102可以包括傳感器106、飛行控制模塊108和測繪模塊110。在一些實施方案中，傳感器106可以包括電磁傳感器，諸如視覺傳感器、多光譜傳感器、高光譜傳感器、雷達(dá)傳感器、激光雷達(dá)傳感器和紅外傳感器。在一些實施方案中，測繪系統(tǒng)102的傳感器106可以包括一個或多個無線通信模塊，包括gps或其他無線追蹤數(shù)據(jù)、gsm或其他移動聯(lián)網(wǎng)模塊。在一些實施方案中，可以在專用天氣通信設(shè)備上接收當(dāng)前的、歷史的和預(yù)測的天氣數(shù)據(jù)。在一些實施方案中，飛行控制模塊108可以包括對使用中的移動平臺特定的控制和導(dǎo)引系統(tǒng)。例如，對于四旋翼型uav，飛行控制模塊108可以針對每個轉(zhuǎn)子包括控制器，并且可以包括防碰撞系統(tǒng)。然后，可以基于對每個轉(zhuǎn)子的獨立控制來控制uav的位置、方向和速度。在一些實施方案中，測繪模塊110可以利用由傳感器106收集的傳感器數(shù)據(jù)來識別區(qū)域的地理和地質(zhì)特征。下面更詳細(xì)地描述測繪系統(tǒng)的實施方案。

在一些實施方案中，容裝件種植系統(tǒng)104可以包括一個或多個傳感器112、飛行控制模塊114和定標(biāo)模塊116。在一些實施方案中，傳感器112可以包括gps模塊、視覺傳感器、多光譜傳感器、高光譜傳感器、雷達(dá)傳感器、激光雷達(dá)傳感器和紅外傳感器，以及登記每個容裝件種植在哪里并記錄容裝件輸送過程的周圍環(huán)境的視覺相機(jī)。在一些實施方案中，傳感器可以包括通信模塊，諸如接收器、發(fā)射器、收發(fā)器等。飛行控制模塊114可以包括通信模塊，以從用戶、其他移動運輸平臺或其他系統(tǒng)獲得飛行命令。定標(biāo)模塊116可以包括通信模塊，以從用戶、其他移動運輸平臺或其他系統(tǒng)獲得定標(biāo)命令。在一些實施方案中，定標(biāo)模塊116可以基于地點(例如，當(dāng)前gps地點在預(yù)定義地點的閾值距離之內(nèi)時)自動向觸發(fā)控制系統(tǒng)118發(fā)送發(fā)射命令。在一些實施方案中，定標(biāo)模塊116可以以預(yù)定義間隔向觸發(fā)控制系統(tǒng)118發(fā)送發(fā)射命令。例如，一旦確定容裝件種植系統(tǒng)104在指定地點，就在容裝件種植系統(tǒng)橫越預(yù)定義距離時發(fā)送發(fā)射命令。在一些實施方案中，一旦容裝件種植系統(tǒng)104接近預(yù)定義地點，就向用戶顯示從容裝件種植系統(tǒng)104觀察到的目標(biāo)區(qū)域的實時顯示，使該用戶能夠在發(fā)送發(fā)射命令之前選擇特定地點。

在一些實施方案中，觸發(fā)控制系統(tǒng)118可以使用容裝件輸送系統(tǒng)120來管理種植。例如，觸發(fā)控制系統(tǒng)118可以利用從飛行控制模塊114接收的數(shù)據(jù)來確定移動運輸平臺的地理位置，并將其與種植圖進(jìn)行比較。如果移動運輸平臺的地理位置在關(guān)于種植平臺上的一地點的閾值距離之內(nèi)，則觸發(fā)控制系統(tǒng)118可以發(fā)送對釋放容裝件的觸發(fā)。在一些實施方案中，觸發(fā)控制系統(tǒng)118可以機(jī)械地使釋放系統(tǒng)126中的止動件釋放，或者使容裝件推進(jìn)系統(tǒng)124發(fā)射。在一些實施方案中，觸發(fā)控制系統(tǒng)118可以包括使用向下投影儀或激光器的對準(zhǔn)輔助裝置，以在發(fā)射容裝件前示出容裝件可以種植在地面上的何處。當(dāng)觸發(fā)控制系統(tǒng)確定容裝件種植系統(tǒng)對準(zhǔn)在目標(biāo)上時(例如，基于容裝件種植系統(tǒng)地點與種植圖的比較和/或使用對準(zhǔn)輔助裝置)，觸發(fā)控制系統(tǒng)118可以指示容裝件輸送系統(tǒng)120發(fā)射。

在一些實施方案中，觸發(fā)控制系統(tǒng)118可以包括安全系統(tǒng)，以降低容裝件擊中人或動物的風(fēng)險。例如，可以使用熱成像儀來檢測目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的有溫度的對象。在一些實施方案中，可以使用測距儀諸如超聲或紅外測距儀來檢測目標(biāo)區(qū)域中存在對象并使發(fā)射機(jī)構(gòu)停用。在一些實施方案中，視覺辨識系統(tǒng)可以與熱成像儀合作以識別目標(biāo)區(qū)域中的對象。當(dāng)檢測到對象時，安全系統(tǒng)可以向用戶發(fā)送警告以檢查目標(biāo)區(qū)域。在一些實施方案中，在使用自動種植的情況下，可以使釋放系統(tǒng)126停用，并且可以指示容裝件種植系統(tǒng)104重新定位到下一目標(biāo)。

在一些實施方案中，容裝件輸送裝置可以與拓寬視野的頭戴式眼睛顯示器合作，以示出定標(biāo)區(qū)域。可以用覆蓋圖示出定標(biāo)區(qū)域，該覆蓋圖可以識別種植圖、安全的種植地點、不安全的種植地點和/或優(yōu)選的種植區(qū)域中的一個或多個。在一些實施方案中，可以基于物種、容裝件類型和其他種植數(shù)據(jù)來過濾重疊圖。當(dāng)安全系統(tǒng)檢測到一區(qū)域時，可以投射一投射圖像(例如紅色的十字形記號)，以表明發(fā)射是不安全的。安全系統(tǒng)可以被設(shè)置為自動地使發(fā)射機(jī)構(gòu)停用，或僅僅用作手動輔助裝置。

如圖1所示，容裝件輸送系統(tǒng)120可以包括一個或多個容裝件122、容裝件推進(jìn)系統(tǒng)124和/或容裝件釋放系統(tǒng)126。如下文進(jìn)一步描述的，每個容裝件可以包括容裝件殼體、蓋和有效載荷。有效載荷可以包括種植材料(諸如種子或籽苗)和支持基質(zhì)/凝膠(諸如土壤、營養(yǎng)物或其他材料)。取決于容裝件中所包括的種子的類型和種植地點的狀況，有效載荷可以變化。種植材料可以包括可以播種的各種類型的種子、插條或其他種植材料。在一些實施方案中，殼體和/或蓋可以被設(shè)計成在發(fā)射、著陸或進(jìn)入地面中時崩裂或刺破，以允許種子即刻從容裝件中生長出來并允許水進(jìn)入。

容裝件推進(jìn)系統(tǒng)124可以包括氣動或液壓推進(jìn)系統(tǒng)，在該氣動或液壓推進(jìn)系統(tǒng)中，高壓氣體或水被引入到包括容裝件的腔室中，該高壓氣體或水迫使容裝件沿著筒體向下并朝向目標(biāo)。在一些實施方案中，高壓氣體可以通過化學(xué)反應(yīng)(例如，使用火藥或者其他固體或液體推進(jìn)劑)或通過壓縮氣瓶生成。容裝件推進(jìn)系統(tǒng)124還可以包括機(jī)械或電動推送機(jī)構(gòu)。容裝件釋放系統(tǒng)126可以用于使不需要附加推進(jìn)劑的重力式容裝件下落。下面進(jìn)一步討論容裝件種植系統(tǒng)104的實施方案。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案的容裝件種植系統(tǒng)200的實施例。如圖2所示，容裝件種植系統(tǒng)可以包括移動運輸平臺202諸如無人機(jī)(uav)、供給器204、種植裝置208和用于種植的容裝件210。在一些實施方案中，平臺202可以是四旋翼型uav或遙控飛機(jī)。在一些實施方案中，平臺202可以包括固定翼遙控飛機(jī)、旋轉(zhuǎn)控制遙控飛機(jī)、軟式飛艇、手動操作的飛機(jī)或直升機(jī)、超輕型滑翔機(jī)或其他飛行器中的任何一種。在一些實施方案中，平臺202可以包括各種陸基交通工具，諸如拖拉機(jī)、汽車、自行車、摩托車、手推車、畜力牽引扣拴物、陸基機(jī)器人系統(tǒng)或任何其他陸基平臺。

在一些實施方案中，容裝件種植系統(tǒng)200可以包括：多個存儲區(qū)域，包括具有準(zhǔn)備種植的容裝件的供給器204；以及可以在準(zhǔn)備種植容裝件之前的運輸途中保存容裝件的冷藏系統(tǒng)。在一些實施方案中，冷藏系統(tǒng)可以保持在可接近容裝件種植系統(tǒng)的各個地點，容裝件種植系統(tǒng)可以在前往種植地點的途中在這些地點處接納容裝件?？梢岳美洳貋斫档头N子的生長速率和/或保存種子。

如圖2所示，移動平臺202可以與供給器204和種植器裝置208集成在單個容裝件種植系統(tǒng)200中。在一些實施方案中，種植器裝置208可以直接安裝于移動平臺202，或者可以經(jīng)由可以在任何方向上引導(dǎo)容裝件種植系統(tǒng)的萬向節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行安裝。在經(jīng)由萬向節(jié)安裝種植器裝置208的實施方案中，種植器裝置可以處于平臺202的底部的中心，從而提供對地面和平臺周圍的近360度的視野。使用萬向節(jié)可以在惡劣天氣狀況下(例如，當(dāng)強(qiáng)風(fēng)使平臺202漂移時)以及在需要將容裝件種植到陡峭山丘中的情況下在該山丘上進(jìn)行種植操作期間提高定標(biāo)準(zhǔn)確性。

在一些實施方案中，種植部件(例如，供給器204、種植器裝置208)可以諸如通過軌道安裝的附件連接器或其他連接件連接到單獨的平臺(例如，遙控飛機(jī)或其他uav)，或者可以并入到獨立設(shè)備中。例如，容裝件輸送裝置204可以并入基于地面的系統(tǒng)中，諸如拖拉機(jī)或陸基遙控機(jī)械裝置。在一些實施方案中，容裝件輸送裝置204可以用作手持式系統(tǒng)。例如，容裝件輸送裝置204可以包括手柄或皮帶以及手動操作的觸發(fā)機(jī)構(gòu)，使得容裝件輸送裝置能夠手動對準(zhǔn)和發(fā)射。在一些實施方案中，容裝件輸送裝置204可以被配置為捆綁于用戶的腿部。在容裝件輸送裝置204的口部處的壓力傳感器可以檢測用戶的步伐，并且觸發(fā)控制系統(tǒng)118可以使容裝件輸送裝置發(fā)射。這樣的手動操作實施方案降低了人類操作者使用手動工具諸如鏟子所具有的風(fēng)險，以及由于在困難地形中進(jìn)行重復(fù)性動作而受傷的風(fēng)險。另外，不適用于飛行的容裝件可以與手動操作種植部件一起使用。

在一些實施方案中，容裝件輸送裝置204可以包括具有機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)的定標(biāo)裝置，該機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)使用來自gps或其他傳感器的數(shù)據(jù)來確定容裝件種植系統(tǒng)200的地點與所識別的種植圖中的種植地點的相對性。定標(biāo)裝置可以用于根據(jù)種植圖來協(xié)調(diào)容裝件種植系統(tǒng)200的位置，使得能夠?qū)⑷菅b件輸送到地面中或地面上的特定地點。

在一些實施方案中，容裝件輸送裝置204可以包括基于種植圖使空中和/或陸基的移動運輸平臺202和容裝件輸送裝置204的活動自動化的控制軟件。在一些實施方案中，在容裝件種植系統(tǒng)包括多個移動運輸平臺的情況下，控制軟件可以協(xié)調(diào)每個移動運輸平臺202的活動，以便降低移動運輸平臺202與其他障礙物之間發(fā)生碰撞的風(fēng)險，并試圖提高容裝件種植系統(tǒng)200的種植活動的效率。

在一些實施方案中，容裝件輸送裝置204可以包括機(jī)載傳感器設(shè)備，該機(jī)載傳感器設(shè)備可以捕獲與由容裝件輸送裝置輸送的容裝件有關(guān)的數(shù)據(jù)。例如，每個容裝件可以包括在種植時檢測與該容裝件相關(guān)聯(lián)的位置、定向、結(jié)構(gòu)完整性和環(huán)境狀況的各種傳感器。該數(shù)據(jù)可以從容裝件傳送到容裝件輸送裝置204，并用于：確認(rèn)例如容裝件是否已被輸送到正確的地點，容裝件是否已損壞，并且如果容裝件已損壞，那么容裝件損壞的程度如何；確認(rèn)容裝件穿入地面的程度(例如，深度)；確認(rèn)容裝件被輸送到地面中所處的角度；和/或確認(rèn)容裝件輸送裝置是否未發(fā)射或另外地發(fā)生故障。

在一些實施方案中，平臺202可以攜載gsm模塊(用以以接收和發(fā)送進(jìn)行通信的調(diào)制解調(diào)器)，并且可以在gsm連接可用時不經(jīng)過地面站進(jìn)行報告。這允許支持各種容裝件或特定種植的可能性。當(dāng)種植容裝件時，平臺可以記錄和上傳短視頻以及種植的gps坐標(biāo)。在一些實施方案中，視頻捕獲可以由發(fā)射機(jī)構(gòu)的觸發(fā)發(fā)起，以僅捕獲發(fā)射的每個種子容裝件。在一些實施方案中，視頻上傳在每個容裝件被種植之后發(fā)生。

在一些實施方案中，可以從各種平臺推送移動運輸平臺。例如，陸基平臺可以從陸地、工作臺、機(jī)動交通工具、推送設(shè)備(例如彈射器)手動(例如投擲)推送；水基平臺可以例如直接從水、水上固定裝置(例如碼頭、筏)、水上交通工具(例如船)推送；空基平臺可以例如從另一無人遙控飛機(jī)(例如長航時固定翼飛機(jī))、有人駕駛飛機(jī)、軟式飛艇等推送。從各種平臺推送遙控飛機(jī)允許種植遙控飛機(jī)到達(dá)范圍更廣的遠(yuǎn)程區(qū)域。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案的容裝件輸送裝置300的高層級圖。如圖3所示，容裝件輸送裝置可以包括供給器302，該供給器將容裝件加載到連接至筒體306的腔室304中。發(fā)射機(jī)構(gòu)308可以引導(dǎo)由供給器302加載到腔室304中的容裝件通過筒體306朝向目標(biāo)區(qū)域。在一些實施方案中，發(fā)射機(jī)構(gòu)可以使用推進(jìn)劑來引導(dǎo)容裝件，該推進(jìn)劑包括可以使用電動或機(jī)械觸發(fā)器發(fā)射的固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)的推進(jìn)劑。點火時，可以將推進(jìn)劑氣體引到腔室中，迫使容裝件通過筒體從容裝件輸送裝置離開。在一些實施方案中，發(fā)射機(jī)構(gòu)308可以包括通過電子控制閥釋放以用作推進(jìn)劑的壓縮氣體。在一些實施方案中，發(fā)射機(jī)構(gòu)308可以通過激活釋放來引導(dǎo)容裝件通過筒體，這使容裝件通過桶體下落而無需使用推進(jìn)劑。在一些實施方案中，發(fā)射機(jī)構(gòu)308可以包括機(jī)械激活的彈簧推進(jìn)腔室。彈簧推進(jìn)腔室可以使用電子控制閥、觸發(fā)器或其他釋放機(jī)構(gòu)釋放。觸發(fā)控制系統(tǒng)可以在發(fā)射時釋放彈簧，從而推動容裝件從筒體下降。彈簧可以在射出之間手動地(例如由用戶扳回彈簧)或自動地(例如電子控制加載機(jī)構(gòu))重新加載。

在一些實施方案中，供給器302可以包括料斗(例如使用重力供給將容裝件匯集到加載腔室中的容器)。如下面進(jìn)一步討論的，容裝件可以包括在飛行中管理和控制容裝件的穩(wěn)定和定向表面。料斗可以與例如無需使用額外推進(jìn)劑被釋放的重力式容裝件一起使用，或者在不需要對容裝件進(jìn)行精確定向和進(jìn)料的應(yīng)用中使用。

在一些實施方案中，供給器302可以包括固定或可移除的匣，每個容裝件被加載在該匣中。例如，可以使用盒式匣，該盒式匣可以與用于槍支和氣槍的匣類似地操作，并且包括在其中加載容裝件的彈簧加載從動件。在發(fā)射每個容裝件時，彈簧將下一容裝件推到適當(dāng)位置。在一些實施方案中，匣可以包括濕度傳感器和壓力傳感器，以檢測匣中是否有任何容裝件破裂或劣化。類似地，替代盒式匣，可以使用管式或鼓式匣將容裝件供給到腔室中。在一些實施方案中，容裝件可以加載到傳送帶中并被供給到腔室304中。然后電氣或機(jī)械控制的棘輪機(jī)構(gòu)可以饋送皮帶通過腔室。

雖然示出了單個供給器連接到單個筒體，但這是為了簡化描述而不意在限制性的。如下面關(guān)于圖6進(jìn)一步討論的，在一些實施方案中，多個供給器可以連接到單個筒體。在一些實施方案中，容裝件輸送裝置可以包括多個筒體，每個筒體連接到一個或多個供給器。在一些實施方案中，供給器可以包括不同類型的容裝件。如下面進(jìn)一步討論的，對于給定的地形條件，被設(shè)計用于掘開土壤、添加營養(yǎng)物或以其他方式準(zhǔn)備用于種植的區(qū)域的專用容裝件可以在供給器中以特定的比例與種子容裝件混合。

在一些實施方案中，筒體306可以是具有與所用容裝件的尺寸對應(yīng)的膛徑的柱形筒體。直徑較大的內(nèi)膛可以容納較大的容裝件，直徑較小的內(nèi)膛可以容納較小的容裝件。在一些實施方案中，當(dāng)不同尺寸的容裝件與同一筒體一起使用時，容裝件可以包括襯套，以確保容裝件和襯套與筒體之間充分密封。在一些實施方案中，筒體長度可以從與容裝件的長度基本上相等的長度變化到最高達(dá)幾米的長度(例如從移動平臺延伸到地面)。

在一些實施方案中，可以使用具有動態(tài)可調(diào)節(jié)膛徑的筒體。筒體可以由柔性材料制成，并且可以通過使用沿筒體的長度陣列排布的一個或多個膜片(例如相機(jī)的光圈)而是可調(diào)節(jié)的，從而提供可以針對容裝件的尺寸進(jìn)行調(diào)節(jié)的近似柱形筒體。這樣就不需要多種尺寸的筒體來容納多種尺寸的容裝件。

在一些實施方案中，筒體306可以是滑膛或制有膛線。在筒體制有膛線的情況下，可以基于所使用的推進(jìn)劑的類型、所使用的容裝件的尺寸和重量、筒體的長度和其他因素來選擇膛線的扭曲率，以確保膛線足以使容裝件在飛行中穩(wěn)定?？梢允褂贸Ｒ?guī)的或多邊形的膛線。如下面進(jìn)一步討論的，在一些實施方案中，每個容裝件可以包括在離開筒體之后獲得旋轉(zhuǎn)的翅片或其他控制表面，從而提高容裝件在飛行中的準(zhǔn)確性。這些容裝件不需要額外的穩(wěn)定化，并且可以從滑膛筒體發(fā)射。

在一些實施方案中，發(fā)射機(jī)構(gòu)308可以包括氣動或液壓操作的系統(tǒng)。如下面關(guān)于圖4進(jìn)一步討論的，在一些實施方案中，來自壓縮氣瓶或通過化學(xué)反應(yīng)(例如火藥或其他推進(jìn)劑)生成的加壓氣體可以通過閥從高壓腔室傳遞至低壓腔室(例如腔室304)，從而迫使容裝件通過筒體。閥可以由受控于觸發(fā)機(jī)構(gòu)的電磁線圈打開。閥可以在加壓氣體腔室和容裝件腔室之間的管線內(nèi)。在一些實施方案中，可以使用加壓水代替加壓氣體。水可以通過閥從高壓腔室傳遞到低壓腔室，然后水推動容裝件通過筒體。這具有在送達(dá)時立即對容裝件和地面澆水的優(yōu)點。

在一些實施方案中，可以使用機(jī)械發(fā)射機(jī)構(gòu)。例如，可以使用單旋轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)或雙旋轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)(如自動的棒球投擲器或板球投球器)，以利用輪的角動量發(fā)射每個容裝件。在一些實施方案中，可以使用機(jī)械臂從容裝件輸送系統(tǒng)伸出，將容裝件直接種植到地面中，并通過挖洞來準(zhǔn)備土地或簡單地將容裝件推入地面中。在一些實施方案中，機(jī)械能可以存儲在彈性帶和/或彈簧中，該機(jī)械能可以直接地或通過活塞傳遞到容裝件。

在一些實施方案中，可以使用重力式釋放系統(tǒng)。容裝件可以通過料斗或類似的供給器傳遞到腔室中。腔室或筒體中的止動件可以由觸發(fā)器致動，這將釋放容裝件從筒體下落。容裝件通過重力從筒體朝向目標(biāo)下降。在一些實施方案中，定標(biāo)系統(tǒng)可以基于追蹤容裝件輸送裝置的速度的傳感器數(shù)據(jù)對每個容裝件的釋放進(jìn)行計時。

容裝件輸送裝置300還可以包括觸發(fā)器，該觸發(fā)器可以包括發(fā)起容裝件的發(fā)射的機(jī)械或電子模塊。該模塊可以直接連接到該模塊從其接收發(fā)射指令的機(jī)載計算機(jī)，或者無線地連接于地面站或經(jīng)由人類操作者進(jìn)行連接。在一些實施方案中，觸發(fā)器可以具有自動防故障機(jī)制(例如，基于目標(biāo)區(qū)域獲取，容裝件種植機(jī)構(gòu)處于‘安全發(fā)射’區(qū)域(即，不在預(yù)定的出界區(qū)域內(nèi))，則電子命令指示觸發(fā)器其被允許進(jìn)行發(fā)射；連接到處于適合發(fā)射狀態(tài)的發(fā)射機(jī)構(gòu)的監(jiān)視器)。在一些實施方案中，發(fā)射機(jī)構(gòu)可以包括微控制器和通過有線或無線串行命令信道進(jìn)行通信以接收發(fā)射指令的支持電子器件。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案的容裝件輸送裝置的圖。圖4所示的實施例將壓縮氣瓶用作推進(jìn)劑。這是為了簡化說明而提供的。如上討論的，各種形式的推進(jìn)劑和發(fā)射機(jī)構(gòu)均可以與本發(fā)明的實施方案一起使用。

如圖4所示，壓縮氣瓶402可以插入發(fā)射機(jī)構(gòu)308中。壓縮氣瓶402中可以包含空氣、二氧化碳、氮氣或任何其他壓縮氣體。在該實施方案中，發(fā)射機(jī)構(gòu)308包括高壓腔室404和連接到壓縮氣瓶402的閥406。閥406可以包括螺紋閥組件，壓縮氣瓶402連接到該組件中，使得能夠在舊瓶耗盡時添加新瓶。當(dāng)壓縮氣瓶連接到閥406時，可以釋放壓縮空氣，直到高壓腔室404中達(dá)到平衡。在一些實施方案中，高壓腔室404可以包括被配置為測量高壓腔室404中的壓力的壓力傳感器。閥406可以是計算機(jī)控制閥，其連接到壓力傳感器并且被配置為一旦高壓腔室404中達(dá)到預(yù)定壓力就關(guān)閉閥406。這允許基于應(yīng)用來控制推進(jìn)劑氣體的壓力。例如，在結(jié)構(gòu)失效之前，不同的容裝件能夠應(yīng)對不同量的壓力。另外，根據(jù)被種植的種子的類型，可能需要不同的種植深度。通過管理高壓腔室404中的壓力，可以控制不同地形上的種植深度。

在一些實施方案中，可以使用機(jī)載壓縮機(jī)來代替壓縮氣瓶。壓縮機(jī)可以被配置為將高壓腔室404加壓到預(yù)定壓力，并且可以用計算機(jī)控制以動態(tài)地改變所使用的壓力的量。

如上所述，發(fā)射機(jī)構(gòu)308可以連接到腔室304，其中一個或多個容裝件408在從筒體306向下發(fā)射之前被加載到該腔室中。腔室304可以是經(jīng)由閥410連接到高壓腔室404的低壓腔室。低壓腔室304可以不是壓力控制的或不以其他方式進(jìn)行加壓(例如，壓力可以基本上等于周圍的空氣壓力)。在一些實施方案中，閥410可以是機(jī)械或電氣觸發(fā)的閥。筒體306或腔室304可以包括一個或多個柔性止動件(例如橡膠塞)412，以使容裝件408在發(fā)射之前保持在適當(dāng)位置。當(dāng)觸發(fā)閥410時，來自高壓腔室404的高壓氣體流動到低壓腔室304中，并迫使容裝件408從筒體306落下。

在一些實施方案中，壓縮氣瓶402可以直接(或通過閥組件)連接到閥410，使得當(dāng)閥410被致動時，來自氣瓶402的壓縮氣體流經(jīng)閥410進(jìn)入低壓腔室304中，從而迫使容裝件408離開筒體306。

圖5a和圖5b示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案的可替代容裝件輸送裝置500的圖。圖5a示出了處于準(zhǔn)備擊發(fā)位置或準(zhǔn)備發(fā)射位置的氣動容裝件輸送裝置500。如圖5a所示，在準(zhǔn)備發(fā)射位置，栓體502處于相對于筒體504升高的位置。在一些實施方案中，可以使用裝載(charge)手柄506手動地將容裝件輸送裝置置于準(zhǔn)備擊發(fā)位置。裝載手柄506可以將栓體502連接到?jīng)_擊件508。當(dāng)準(zhǔn)備擊發(fā)時，沖擊件508壓靠于沖擊件彈簧510，從而使沖擊件彈簧加載荷。在一些實施方案中，接收器512中的一個或多個觸發(fā)控制的止動件511可以將沖擊件508保持在準(zhǔn)備擊發(fā)位置。在一些實施方案中，可以由調(diào)節(jié)器514保持空氣壓力。如上所述，取決于特定的種植應(yīng)用，推進(jìn)劑氣體的壓力可以保持在不同的水平。這允許針對不同的容裝件、地形和其他因素使用不同的壓力，以增加成功種植的可能性。在一些實施方案中，調(diào)節(jié)器514可以控制從壓縮氣瓶或連接到調(diào)節(jié)器的壓縮機(jī)(未示出)接收的壓縮氣體。

如圖5b所示，當(dāng)發(fā)射時，可以釋放觸發(fā)控制的止動件511。然后沖擊件彈簧510可以迫使沖擊件508在接收器512中向下，直到其撞擊發(fā)射閥516。在撞擊時，發(fā)射閥516打開，從而壓縮發(fā)射閥彈簧518，允許壓縮空氣從調(diào)節(jié)器514流動到入口520中。在發(fā)射位置，栓體502與入口520和筒體504對準(zhǔn)522。壓縮空氣從入口520引導(dǎo)通過栓體502并進(jìn)入筒體504中，從而將容裝件524推向目標(biāo)。在發(fā)射之后，發(fā)射閥彈簧518使發(fā)射閥516關(guān)閉，并且容裝件輸送裝置準(zhǔn)備好再次擊發(fā)和發(fā)射。在一些實施方案中，裝載手柄506可以由用戶手動地準(zhǔn)備擊發(fā)或由準(zhǔn)備擊發(fā)機(jī)構(gòu)自動地準(zhǔn)備擊發(fā)。

圖6a和圖6b示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案的可替代容裝件輸送裝置600的圖。如圖6a所示，可以使用機(jī)械容裝件輸送裝置來推送每個容裝件。龍門架602可以包括容裝件保持器604，容裝件606插入該容裝件保持器中。龍門架602可以經(jīng)由線性軸承610安裝于軌道608。龍門架602還可以經(jīng)由聯(lián)軸器614連接到驅(qū)動螺桿612。在一些實施方案中，與齒輪傳動電機(jī)或類似機(jī)構(gòu)接合的聯(lián)軸器614可以轉(zhuǎn)動驅(qū)動螺桿612，從而將龍門架602升高到發(fā)射位置并使彈簧616拉伸。在一些實施方案中，龍門架602所升高至的發(fā)射位置可以根據(jù)特定的種植應(yīng)用變化。例如，在推送時需要較大的力的情況下，可以使用較高的位置；而在需要較小的力的情況下，可以使用較低的位置。如圖6b所示，當(dāng)發(fā)射時，聯(lián)軸器614被釋放，龍門架602與驅(qū)動螺桿612脫離，從而允許彈簧616將龍門架602向下拉，將容裝件推至筒體。

圖7a至圖7c示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案的可替代容裝件輸送裝置700的圖。在一些實施方案中，發(fā)射機(jī)構(gòu)308可以包括線圈炮機(jī)構(gòu)，以使容裝件加速離開筒體。如圖7a所示，可以沿著筒體704布置電磁體702的陣列。容裝件706可以包括與電磁體相斥或相吸的金屬。在一些實施方案中，容裝件保持器708而不是容裝件本身可以包括由電磁體加速的金屬部分。如圖7a所示，電子部件觸發(fā)并發(fā)起沿著筒體704定位的一序列電磁體的激活?？梢栽谕搀w704的后膛端激活第一組電磁體710。然后可以依次激活從后膛到口部的電磁鐵702，以使容裝件加速離開筒體。例如，如圖7b所示，第二組電磁體712已被激活。該順序可以繼續(xù)，直到到達(dá)最后一組電磁體714并且容裝件離開筒體704。在一些實施方案中，筒體704中的止動件可以防止容裝件保持器708離開筒體。然后容裝件保持器可以返回到筒體的后膛端，以加載新的容裝件。在一些實施方案中，容裝件保持器708可以與容裝件706一起離開筒體。容裝件保持器可以被配置為在離開時與容裝件分離，或者可以配置有一個或多個穩(wěn)定表面以使容裝件在飛行中穩(wěn)定，和/或可以被配置為在到達(dá)目標(biāo)區(qū)域時吸收撞擊力。

在一些實施方案中，發(fā)射機(jī)構(gòu)308可以包括軌道炮機(jī)構(gòu)，以使容裝件加速離開筒體。每個容裝件可以包括金屬連接器，該金屬連接器在加載到腔室中時跨沿筒體的長度延伸的兩個軌道形成回路。軌道連接到電源，使得當(dāng)加載有容裝件時，電流沿著一條軌道行進(jìn)、經(jīng)過容裝件到另一條軌道，從而產(chǎn)生將容裝件推出筒體的磁力。在一些實施方案中，容裝件保持器而不是容裝件本身可以包括由電磁體加速的金屬連接器。

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案的附接有容裝件匣的容裝件輸送裝置的腔室的圖800。如圖8所示，供給器302可以包括盒式匣。雖然在圖8的實施例中示出了盒式匣，但是如上所述，取決于應(yīng)用、容裝件、地形等，可以使用各種不同類型的供給器。

如圖8所示，供給器302可以包括連接到彈簧804的從動件802。當(dāng)將容裝件806插入到供給器302中時，容裝件被壓靠于從動件802，從而使彈簧804壓縮。在一些實施方案中，供給器302可以包括止動件808，以避免過早地將容裝件供給到腔室中。當(dāng)閥410關(guān)閉時，可以致動止動件808，使得能夠在上一容裝件被發(fā)射后從供給器302供給下一容裝件。

圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案的附接有多個容裝件匣的容裝件輸送裝置的腔室的圖900。如圖9所示，多個供給器302和902附接到腔室304。在該實施例中，每個供給器302、902均是盒式匣。雖然在圖9的實施例中示出了盒式匣，但是如上所述，取決于應(yīng)用、容裝件、地形等，可以使用各種不同類型的供給器。多個供給器使單個移動平臺能夠運載不同尺寸的容裝件，以從同一容裝件輸送裝置進(jìn)行發(fā)射。

如圖9所示，供給器302可以基本上如圖7所示。與供給器302相比容納較大的容裝件的第二供給器902可以連接到腔室304，并且可以類似地包括連接到彈簧906的從動件904。當(dāng)將容裝件908插入到供給器902中時，容裝件被壓靠于從動件904，從而使彈簧906壓縮。在一些實施方案中，各供給器302、902可以包括止動件808、910，用以避免過早地將容裝件供給到腔室中，并且用以管理多個供給器之間的容裝件供給。止動件708、910可以是計算機(jī)控制的，使得能夠在發(fā)射上一個容裝件后選擇性地從供給器302或902供給容裝件。

圖10a至圖10c示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方案的容裝件的實施例1000。如圖10a所示，容裝件可以包括容裝件殼體1002、容裝件蓋/頂部1004、支持基質(zhì)/凝膠1006、電源1008和一個或多個傳感器1010。支持基質(zhì)/凝膠(本文也稱為基質(zhì)材料)可以取決于包含在容裝件中的種子或有效載荷的類型而變化?；|(zhì)材料1006可以包括土壤、營養(yǎng)物，容裝件可以包括可以播種的各種類型的種子、插條或其他植物材料。在一些實施方案中，蓋帽或蓋可以被設(shè)計成在發(fā)射、著陸或進(jìn)入地面中時崩裂或刺破，以允許種子即刻從容裝件中生長出來并允許水進(jìn)入。

電源1008可以包括電池、太陽能板或者其他能量生成和/或存儲單元。電源1008可以向并入容裝件中的一個或多個傳感器1010提供能量。如下面進(jìn)一步討論的，電源1008還可以向并入容裝件中的一個或多個無線通信設(shè)備提供能量。在一些實施方案中，該一個或多個嵌入的傳感器1010可以收集與土壤成分或種子、籽苗、樹苗、真菌、苔蘚或原生生物健康有關(guān)的數(shù)據(jù)，生長數(shù)據(jù)，以及容裝件的地點、定向、結(jié)構(gòu)完整性等。該一個或多個傳感器可以將傳感器數(shù)據(jù)傳送到其他容裝件、uav、基站和/或其他通信設(shè)備，以用于進(jìn)一步分析。

另外，如圖10b和圖10c所示，容裝件可以包括不同形狀的隔室1012、1014，以包括額外的支持基質(zhì)、凝膠、營養(yǎng)物等，用以在撞擊時支撐有效載荷并在植物生長時支持植物。另外的細(xì)節(jié)將關(guān)于圖11至圖24進(jìn)行描述。

圖11a至圖11c示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方案的容裝件和蓋的部件1100。如圖11所示，容裝件可以包括各種部件，諸如蓋1102和殼體1104。雖然圖11中示出的容裝件為大致錐形的，但是也可以使用可替代形狀。大致錐形的容裝件可以包括圓形或其他曲面端部容裝件、平頭型容裝件和其他大致圓錐的形狀。當(dāng)蓋1102被裝配在殼體的蓋帽端1101上的適當(dāng)位置時，如圖11a所示，形成可以在其中放置種子、營養(yǎng)物和其他支持材料的腔體1106。殼體1104可以是硬殼或軟殼的殼體。在一些實施方案中，殼體1104可以包括營養(yǎng)物，諸如氮、磷、鉀、鈣、硫、鎂以及其他植物營養(yǎng)物和/或微量營養(yǎng)素?？梢曰诎谟行лd荷中的植物種類和/或基于種植環(huán)境中存在或不存在的營養(yǎng)物來選擇在殼體中包括的營養(yǎng)物。在一些實施方案中，殼體的不同部分可以包括不同的營養(yǎng)物，例如殼體的穿刺端1103可以包括金屬，以提高容裝件的穿刺能力以及向土壤添加諸如銅、鐵等微量營養(yǎng)素和諸如鎂等大量營養(yǎng)素。并入殼體1104中的營養(yǎng)物可以來自天然生物源，或來自合成源(混合的各種成分)。在一些實施方案中，殼體材料可以包括可生物降解的材料諸如聚乙烯醇(pva)或其他水溶性聚合物、可紫外光生物降解的材料、明膠、樹脂、玉米粉、海貝殼、碳纖維、石墨烯、陶瓷、混凝紙漿或其他材料。

在一些實施方案中，容裝件可以在腔體1106中包括有效載荷。有效載荷可以包括種植材料和基質(zhì)材料。例如，種植材料可以包括種子、籽苗、樹苗和其他植物物質(zhì)中的任何一種。基質(zhì)材料可以包括真菌、細(xì)菌、苔蘚、原生生物、土壤和有機(jī)或無機(jī)物質(zhì)中的任何一種，諸如用于促進(jìn)種子、籽苗、樹苗、真菌、苔蘚、原生生物和植物生長的肥料或凝膠。在一些實施方案中，有效載荷還可以包括傳感器、染料、無線通信設(shè)備和其他材料。

當(dāng)容裝件撞擊地面時，顯著的力可以通過容裝件轉(zhuǎn)移到種子或有效載荷，可能損壞有效載荷。在一些實施方案中，殼體1104可以包括被設(shè)計為在容裝件與地面撞擊時崩裂的斷裂點。這樣的斷裂點使容裝件能夠以可預(yù)見和可重復(fù)的方式破裂，并且吸收撞擊力以保護(hù)有效載荷。在一些實施方案中，腔體1106可以包括被設(shè)計為限制有效載荷的移動的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(例如擋板)。這些內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以被設(shè)計為在容裝件與地面撞擊時崩裂，以便吸收撞擊力并保護(hù)有效載荷。

在一些實施方案中，容裝件可以被手動地或自動地裝配有各種有效載荷類型。例如，通過用手或利用手動操作的工具用種子、松散/非嵌入式傳感器等填充容裝件，可以手動地裝配容裝件。

在一些實施方案中，如圖11b和圖11c所示，蓋1102可以包括多孔蓋1108和隔室1110。在一些實施方案中，隔室1110可以填充有地點標(biāo)記成分諸如油漆、有色粉末或者可檢測物質(zhì)，該隔室在發(fā)射或種植時打開使得在地面上標(biāo)記種子容裝件的地點。在一些實施方案中，不同顏色的染料可以與不同種類的植物相關(guān)聯(lián)。例如，染料可以包含在種植時與土壤中的化學(xué)物反應(yīng)和/或在種植后與容裝件的其他成分反應(yīng)的化學(xué)物，以產(chǎn)生可以用電磁傳感器(例如紅外傳感器或可見光傳感器)監(jiān)測的可觀察到的頻率/反應(yīng)。可以選擇染料以允許通過土壤或環(huán)境條件的生物體或化學(xué)物或物理特性進(jìn)行激活或去激活。例如，染料可以用于檢測與活動的和不活動的生物體相關(guān)聯(lián)的生物指標(biāo)。染料可以與生物體的蛋白質(zhì)反應(yīng)，或者被生物體代謝掉，從而產(chǎn)生能夠由電磁傳感器測量的指標(biāo)。在一些實施方案中，可以選擇化學(xué)染料來識別各種土壤性質(zhì)，諸如ph、重金屬含量、碳含量、有機(jī)碳含量、氮含量、磷含量等。

圖12a至圖12c示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方案的容裝件1200的實施例。如圖12a所示，容裝件可以包括上部部件1202和下部部件1204。上部部件1202可以包括一個或多個穩(wěn)定部件1206。這些穩(wěn)定部件可以提高飛行的穩(wěn)定性。下部部件1204可以包括蓋帽1208，該蓋帽包括有效載荷1210。在一些實施方案中，如圖12a所示，蓋帽1206可以是波狀外形1207的，以提高飛行的穩(wěn)定性并且可以提高種植時的地面穿刺性。雖然在該實施例中的輪廓為螺紋或螺旋的形狀，但是在一些實施方案中，可以使用韌窩模式或其他波狀外形的表面。在一些實施方案中，如圖12b所示，蓋帽1206可以包括堅硬尖端1212。堅硬尖端1212可以由可生物降解的陶瓷、金屬或其他材料制成。如圖12c所示，在一些實施方案中，可以使用球形容裝件。球形容裝件可以包括兩個半部1218、1220，這兩個半部聯(lián)接在一起時形成可以在其中存儲有效載荷的腔體。

圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案的雙隔室容裝件的實施例l300。在一些實施方案中，容裝件可以包括多個子隔室，諸如蓋隔室1302和本體隔室1304。子隔室允許容裝件的一些部件預(yù)先裝配，而其他部件可以稍后裝配。例如，種子1306可以預(yù)先封裝在蓋中，然后可以在加載之前向本體部件1304添加營養(yǎng)混合物1310。這使得能夠基于現(xiàn)場數(shù)據(jù)對特定的種植環(huán)境定制營養(yǎng)混合物，減少從勘察到種植所需的時間。

在一些實施方案中，子隔室可以由分隔件分離開，該分隔件被設(shè)計成在特定條件下(諸如在撞擊時、在水存在的情況下等)碎裂。這允許在條件合適時隨時間釋放營養(yǎng)物。子隔室可以由與外部的容裝件相同或不同的材料制成。例如，殼體和/或分隔件可以被設(shè)計為在穿刺時吸收直接的線性力并在回彈力下破裂。另外地或者可替代地，殼體可以吸收最高達(dá)一定量的力，然后如所設(shè)計的斷裂。在一些實施方案中，應(yīng)力加載可以是短脈沖或最大力。在一些實施方案中，容裝件中可以包括(例如在制造期間或在裝配期間)十字形結(jié)構(gòu)，這樣的十字形結(jié)構(gòu)限制在特定方向上的移動和集中力。例如，薄壁結(jié)構(gòu)可以被設(shè)計為直接吸收一列式(inline)線性穿刺力，并且將這些力重引導(dǎo)至在容裝件著陸或進(jìn)入地面中時崩裂的種子容裝件壁中，以便吸收撞擊力并保護(hù)有效載荷。殼體和/或分隔件的材料可以包括網(wǎng)狀編織材料。殼體的厚度可以變化(例如0.1mm至20mm)，以容置較小和較大的容裝件并在不同的地形條件下種植，承受不同的發(fā)射力，承受不同的存儲時間等。

圖14a至圖14c示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案的破裂型容裝件1400的實施例。如圖14a所示，如上所述，容裝件1402可以被制造成包括特定的薄弱點1404。圖14b示出了容裝件1402的在薄弱點1404中之一處的橫截面，該薄弱點在此實施例中為殼體中的凹口1404。雖然圖14中所示的薄弱點是沿容裝件殼體的長度延伸的側(cè)向凹口，但是可以在制造容裝件1402的殼體和/或分隔件的結(jié)構(gòu)期間引入其他設(shè)計的薄弱點(例如，氣穴、穿孔等)。如圖14c所示，在撞擊時，容裝件1402可以沿著薄弱點1404斷裂1406，從而吸收撞擊的能量，由此保護(hù)有效載荷，并將有效載荷暴露于種植表面。

圖15a和圖15b示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方案的容裝件內(nèi)部囊形體的實施例1500。容裝件的有效載荷可以包括一個或多個囊形體。例如，如圖15a所示，一個囊形體1502可以包括營養(yǎng)物和支持材料1504，第二囊形體1506可以包含種子1508或其他種植材料。在一些實施方案中，如圖15b所示，單個囊形體1510可以包含種子1512和營養(yǎng)物以及支持材料1514。在一些實施方案中，每個囊形體可以由明膠或由在水分存在的情況下迅速降解的其他材料制成。雖然圖15a和圖15b中示出了單個種子和相關(guān)聯(lián)的囊形體，但是每個容裝件可以包括多個種子和相關(guān)聯(lián)的囊形體。

圖16示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案的囊形容裝件1600的實施例。在一些實施方案中，容裝件可以使用囊形體諸如明膠囊形體制成。這些囊形體快速地生物降解，并且可以包含許多不同的有效載荷，使它們成為簡單且具有成本效益的容裝件部件。如圖16所示，單個囊形體1602可以填充有有效載荷，包括種植材料和基質(zhì)材料。在一些實施方案中，囊形體可以堆疊。例如，可以通過堆疊兩個囊形體半部1606、1608來形成端部敞開的囊形體1604。這形成多隔室容裝件，其中有效載荷在隔室1608中。囊形體可以類似地堆疊以形成任意大的多隔室容裝件1610。如所示出的，多隔室容裝件1610可以在不同的隔室中包含不同的有效載荷材料，諸如在隔室1612和1614中包含基質(zhì)材料，而在隔室1616中包含種植材料。通過堆疊多個囊形體，可以使容裝件對于飛行而言是穩(wěn)定的。例如，可以增加隔室1616的重量，以使其保持在飛行低點，并且多個囊形體的增加的長度可以提高飛行的穩(wěn)定性。

圖17a至圖17d示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方案的容裝件蓋穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的實施例1700。如圖17a所示，蓋1702可以包括穩(wěn)定結(jié)構(gòu)1704。穩(wěn)定結(jié)構(gòu)可以被設(shè)計成使容裝件在下降期間旋轉(zhuǎn)。根據(jù)容裝件的尺寸和重量，穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的長度和定向可以變化。在一些實施方案中，穩(wěn)定結(jié)構(gòu)1704可以在發(fā)射后延長。圖17b示出了穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的截面圖1706。還可以使用不同定向的穩(wěn)定表面。例如，如圖17c和圖17d所示，可以向穩(wěn)定結(jié)構(gòu)增加額外的穩(wěn)定表面1708、1710以改進(jìn)容裝件的旋轉(zhuǎn)。在一些實施方案中，穩(wěn)定結(jié)構(gòu)可以通過確保流線型路徑而使飛行穩(wěn)定(即，確保背部處的阻力使得背部保持在先導(dǎo)表面的后面)，并且可以在不使容裝件旋轉(zhuǎn)的情況下工作。

圖18a和圖18b示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方案的容裝件穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的實施例1800。除了如上所述的蓋和筒體的穩(wěn)定特征之外，還可以改變?nèi)菅b件的殼體以提高飛行的穩(wěn)定性。例如，如圖18a所示，殼體可以制有膛線1802，使得容裝件在通過滑膛筒體發(fā)射時旋轉(zhuǎn)。膛線1802的扭曲率可以根據(jù)容裝件的尺寸和重量變化。在圖18b中，容裝件殼體具有附加的穩(wěn)定表面1804。這些穩(wěn)定表面可以在容裝件從筒體離開時升起，或者可以足夠柔韌以行進(jìn)穿過筒體而不會受損傷。這還允許從滑膛筒體發(fā)射容裝件并使其在飛行中穩(wěn)定。另外，在容裝件撞擊地面時，膛線1802和穩(wěn)定表面1804可以使空氣進(jìn)入土壤。在一些實施方案中，殼體可以并入其他穩(wěn)定特征，諸如波狀外形或韌窩表面，以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)并使容裝件飛行穩(wěn)定。

圖19a至圖19c示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方案的重力式容裝件的實施例1900。如上所述，可以通過從移動平臺將容裝件推出筒體來種植容裝件。然而，很多種類的植物使用風(fēng)和重力來傳播它們的種子。本發(fā)明的實施方案可以使用專用的重力式容裝件模擬這種行為。這些重力式容裝件可以從移動平臺落下，而不需要額外的推進(jìn)劑。如圖19a所示，重力式容裝件的一個實施例包括安裝到包括有效載荷1906的容裝件1904的頂部的翼1902。翼和容裝件的設(shè)計可以基于天然存在的種子，諸如翅果。翼在容裝件1904下降時使該容裝件旋轉(zhuǎn)，從而使飛行穩(wěn)定并使種植地點更加可預(yù)測。

圖19b和圖19c示出了重力式容裝件的可替代實施方案。翼1908可以附接到容裝件1910?？梢允褂貌迦?912或其他連接件來附接翼。在圖19b和圖19c所示的實施方案中，翼1908用作容裝件1910的蓋，從而密封容裝件1910的腔室的開口。在著陸時，翼可以脫落或生物降解，從而打開插塞并允許水分和/或光進(jìn)入容裝件內(nèi)和/或使生長的植物能夠獲得自由。如所示出的，容裝件1910可以包括一個或多個種子1914以及營養(yǎng)物和/或土壤混合物1916。在一些實施方案中，可以向容裝件的底部增加穩(wěn)定表面1918。該表面可以增加容裝件的飛行穩(wěn)定性以及在撞擊時打碎土壤。

圖20a至圖20d示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方案的矛式容裝件的實施例2000。如圖20a所示，除了輸送有效載荷之外，矛式容裝件2002還可以用作標(biāo)記樁。矛式容裝件2002可以包括蓋2004、標(biāo)識符面板2006。在矛式容裝件2002內(nèi)，與如上所述的其他容裝件中一樣，有效載荷可以包括一個或多個種子2008和營養(yǎng)物/土壤基質(zhì)2010。如圖13b所示，矛式容裝件2002可以穿入地面2012并保持直立。在一些實施方案中，容裝件中的傳感器可以檢測并傳輸定向、穿刺深度和其他種植特性。

在一些實施方案中，矛式容裝件可以包括堅硬和/或加重的蓋帽2014，如圖20c所示。蓋帽2014可以幫助在密實土壤或困難地形中進(jìn)行地面穿刺。如圖20d所示，在一些實施方案中，種子和營養(yǎng)物/土壤基質(zhì)可以包含在囊形體中。

圖21a至圖21c示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方案的多部件矛式容裝件的實施例2100。如上面關(guān)于圖20a至圖20c所描述的，矛式容裝件可以輸送有效載荷，同時也可以用作標(biāo)記樁。如圖21a所示，矛式容裝件可以被設(shè)計成具有多個部件，其中每個部件在植物的發(fā)育期間服務(wù)于不同的目的。例如，矛式容裝件可以包括包含種子和土壤/營養(yǎng)物基質(zhì)2104的基部容裝件2102。如圖21a所示，種子和土壤/營養(yǎng)物基質(zhì)可以包含在囊形體中，然而在一些實施方案中，它們可以散裝在基部容裝件2102內(nèi)。

矛式容裝件還可以包括保護(hù)部件2104。保護(hù)部件2104可以是中空管，其用作視覺標(biāo)記并且還保護(hù)生長的植物。例如，如圖21b所示，一旦種植，蓋2106和基部2102就可以開始生物降解，從而將矛式容裝件敞開于空氣和降水，以及將新生長的植物暴露于周圍土壤。如圖21c所示，中間保護(hù)器部件可以保持在適當(dāng)位置2110，從而保護(hù)新生長的植物免受捕食并在新生長的植物生長時提供結(jié)構(gòu)支撐。

圖22a至圖22e示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方案的容裝件蓋的實施例2200。對于在種植之前封裝容裝件并將其內(nèi)含物保持在適當(dāng)位置，蓋是有用的。然而，一旦種植，蓋可能會阻礙種植的種子獲得足夠的光和水分。在一些實施方案中，蓋可以被設(shè)計為成克服這些問題。例如，如圖22a所示，蓋可以包括可生物降解的插塞2202。插塞2202使用的材料可以基于該插塞需要生物降解地多快進(jìn)行選擇。蓋還可以包括由緩慢生物降解的材料制成的結(jié)構(gòu)部分2204。這為蓋和/或容裝件提供了結(jié)構(gòu)剛度。

在一些實施方案中，如圖22b和圖22c所示，蓋可以是穿孔的2206、2208。穿孔允許水分穿過蓋。這可以加速生物降解，并且還可以用于根據(jù)環(huán)境狀況更緊密地設(shè)置生物降解過程的時間。例如，其可以用于使蓋在雨季開始之前在很大程度上保持完整。當(dāng)開始降雨時，穿孔的蓋迅速生物降解，從而將種子暴露于自然環(huán)境。類似地，如圖22d和圖22e所示，蓋可以包括在結(jié)構(gòu)部分2212上蔓延的薄膜2210。薄膜可以是透明或半透明的2214，從而允許光到達(dá)容裝件的內(nèi)部。薄膜和結(jié)構(gòu)部分可以以不同的速率進(jìn)行生物降解，如上面關(guān)于圖22a所描述的實施例中一樣。

圖23a和圖23b示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方案的撞擊致動蓋的實施例2300。如圖23a所示，蓋2302可以連接到推桿2304。推桿可以從蓋起延伸經(jīng)過容裝件并從容裝件的底部伸出。如圖23a描繪出加載的或在飛行中的容裝件，其中蓋是閉合的并且推桿延伸出容裝件的底部。在圖23b中，容裝件已被種植。撞擊力作用于推桿2304，從而迫使蓋2302進(jìn)入打開位置2306。該動作還吸收撞擊能量并引導(dǎo)該能量打開容裝件，從而保護(hù)有效載荷。一旦打開，水分和光可以到達(dá)內(nèi)部的有效載荷。

圖24a至圖24c示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方案的專用容裝件的實施例2400。在一些實施方案中，可以在不同的地形條件下使用專用容裝件。如圖24a所示，一個專用容裝件2402可以用于在種植前打碎土壤并使空氣進(jìn)入土壤。例如，可以增加容裝件2402的重量以提高穿刺能力，并且容裝件可以包括在撞擊時使地面變松的透氣表面2404。如在上面所描述的種植器容裝件中一樣，穩(wěn)定特征，諸如穩(wěn)定表面、韌窩、膛線等，也可以用于使容裝件2402旋轉(zhuǎn)，從而提高撞擊時的透氣性。在一些實施方案中，容裝件2402可以包括營養(yǎng)物、水或其他種植材料，它們在地面透氣時被添加到地面。

如圖24b所示，在一些實施方案中，種植容裝件2406可以插入到容裝件2402中。在撞擊時，容裝件2402可以使土壤變松，并且種植容裝件2406可以將其有效載荷添加到變松的土壤。在一些實施方案中，可以使用一層營養(yǎng)物、凝膠或其他材料來聯(lián)接容裝件2402和容裝件2406。在種植后，隨著容裝件生物降解，營養(yǎng)層可以被引入到周圍的土壤中。如圖24c所示，在一些實施方案中，可以使用推動式容裝件2408將先前種植的容裝件進(jìn)一步推動到地面中并使先前種植的容裝件破裂。推動式容裝件2408可以被定尺寸為具有與被推動的容裝件相同或更大的直徑。推動式容裝件可以被添加到供給器中，使得種植容裝件和推動式容裝件依照發(fā)射順序交替。在每次種植時，種植容裝件和推動式容裝件可以快速地相繼發(fā)射，使得推動式容裝件在剛種植后就撞擊種植容裝件。

在一些實施方案中，每個種植容裝件上的傳感器可以指示種植深度。對于那些已經(jīng)種植但未以預(yù)定深度種植的種植容裝件，可以通過容裝件通信系統(tǒng)從容裝件向容裝件發(fā)送消息，以請求推動式容裝件?？梢詫⒌诙苿舆\輸平臺分派到容裝件地點，并在該容裝件地點處發(fā)射推動式容裝件。在一些實施方案中，第二移動運輸平臺可以是陸基平臺。如上所述，在一些實施方案中，容裝件可以適于所使用的每個種類。例如，不同尺寸的容裝件可以用于不同尺寸的種子。

圖25示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案的容裝件通信系統(tǒng)2500的實施例。如圖25所示，在一些實施方案中，容裝件2502可以包括各種傳感器2504。在一些實施方案中，傳感器2504可以包括檢測溫度、水分含量、ph、co2、氧氣、光照水平、有機(jī)和無機(jī)分子、有機(jī)碳和其他營養(yǎng)物的傳感器。在一些實施方案中，傳感器2504可以包括無線通信模塊，諸如無線發(fā)射器，該無線通信模塊被配置為與其他容裝件2504、2506、基站或?qū)Ｓ冒l(fā)射器容裝件2508和/或移動運輸平臺通信。在一些實施方案中，包括額外電源并且傳輸范圍擴(kuò)大的專用發(fā)射器容裝件可以與種植容裝件種植在相同的區(qū)域中。種植容裝件2502、2504、2506可以與發(fā)射器容裝件2508形成網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。發(fā)射器容裝件可以被設(shè)計成不完全刺入，而保留太陽能板或其他能量生成系統(tǒng)露出，以能夠傳輸信號。例如，發(fā)射器容裝件2508可以包括專用蓋2510，該專用蓋包括連接到電池或其他能量存儲系統(tǒng)的能量捕獲設(shè)備2512(例如，太陽能板、太陽能涂料或其他能量捕獲系統(tǒng))。

在一些實施方案中，容裝件可以通過移動網(wǎng)絡(luò)諸如gsm網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。容裝件可以使用gsm在發(fā)射后立即返回報告目前的容裝件小氣候的狀態(tài)(水分、陽光、溫度、ph、地震活動)。在一些實施方案中，容裝件通信系統(tǒng)可以是其中大部分容裝件可以將它們的信息傳輸?shù)搅硪蝗菅b件的多容裝件網(wǎng)絡(luò)，其中另一容裝件可以1)再將信息傳輸?shù)搅硪蝗菅b件、或者2)將信息傳輸?shù)侥軌驅(qū)⑿畔l(fā)送到非容裝件設(shè)備以將信息從容裝件網(wǎng)絡(luò)發(fā)出的容裝件。在一些實施方案中，并不是每個容裝件都需要攜載移動網(wǎng)絡(luò)模塊，而是一子組容裝件(例如子容裝件)可以攜帶較小的模塊(例如，400mhz無線電發(fā)射器)，而另一子組容裝件(例如中央容裝件)可以攜載較大的移動網(wǎng)絡(luò)(例如gsm)模塊。移動網(wǎng)絡(luò)模塊可以用于連接到現(xiàn)有的移動網(wǎng)絡(luò)，或連接到空中通信設(shè)備諸如uav。在一些實施方案中，中央容裝件可以定位在容裝件群體的中間附近。中央容裝件可以從周圍的子容裝件收集信息。網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)可以與每個容裝件一起使用以包括自主的處理能力，并且可以在收集到信息時廣播多個容裝件的信息。

在一些實施方案中，一個或多個地面控制容裝件可以種植在已知的地理地點?？梢允褂眯l(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)諸如rtkgps和絕對高度測量來確定地理地點，使得地面控制容裝件可以用作用于未來測繪飛行的地面控制點。地面控制容裝件可以被種植成使得其在視覺上或電磁地可識別。例如，可以發(fā)射地面控制容裝件以使其穿入到地面中，而蓋保留在地面以上，以能夠從空中在視覺上進(jìn)行識別。可替代地或另外地，地面控制容裝件可以向在其附近飛行的uav傳輸信號，以進(jìn)行識別。如上所述，容裝件可以由在蓋上的太陽能板提供動力。蓋上的標(biāo)記可以通過顏色(可視的、發(fā)光的、熒光的)、數(shù)字、字母、圖案進(jìn)行識別。在熒光的情況下，可以使用激光來照射大區(qū)域從而以預(yù)定的頻率激發(fā)材料，而不是簡單地使用環(huán)境太陽照射。在一些實施方案中，容裝件可以通過它們的定向——例如以方形或圓形定向種植——而被識別。

圖26示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案的測繪系統(tǒng)2600的實施例。如圖26所示，測繪系統(tǒng)2600可以被實施為uav2602。在一些實施方案中，測繪系統(tǒng)2600可以在任何移動平臺——包括空中移動平臺、衛(wèi)星平臺和陸基移動平臺——中實施。測繪系統(tǒng)2600可以包括各種傳感器，以收集描述周圍區(qū)域的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以用于創(chuàng)建局部陸地特征的地圖。在一些實施方案中，傳感器264可以包括電磁傳感器，諸如視覺傳感器、多光譜傳感器、高光譜傳感器、雷達(dá)傳感器、激光雷達(dá)傳感器和紅外傳感器。在一些實施方案中，測繪系統(tǒng)2600可以包括一個或多個無線通信模塊，包括gps或其他無線追蹤數(shù)據(jù)、gsm或其他移動聯(lián)網(wǎng)模塊。在一些實施方案中，可以在專用天氣通信設(shè)備上接收當(dāng)前的、歷史的和預(yù)測的天氣數(shù)據(jù)。在一些實施方案中，測繪系統(tǒng)2600可以包括電源2608，該電源可以包括電池、太陽能板或其他能量生成和/或存儲單元。

在一些實施方案中，可以處理來自測繪系統(tǒng)2600的數(shù)據(jù)以創(chuàng)建地圖，以用于衛(wèi)星數(shù)據(jù)集的驗證、森林和作物健康監(jiān)測、土壤成分分析、一個或多個種子容裝件種植圖的生成和/或?qū)﹃懙氐亩S和三維測繪。在一些實施方案中，健康監(jiān)測地圖可以包括生態(tài)評估，諸如碳定量、樹木數(shù)量和作物定量、樹和作物的病害監(jiān)測(例如葉覆蓋率、顏色變化、識別等)和小氣候數(shù)據(jù)。在一些實施方案中，可以生成示出拓?fù)浼?xì)節(jié)、土壤特性(例如，對巖石、水、土壤、樹樁的識別以及另外地對水分含量、土壤營養(yǎng)物和其他化合物的評估)、對雜物(例如，樹枝、樹樁、根、余料和林業(yè)設(shè)備雜物)的識別等的區(qū)域地圖。

使用根據(jù)由測繪系統(tǒng)2600收集的數(shù)據(jù)生成的地圖，可以生成種植圖和種植順序。種植圖和種植順序(本文也稱為“種植圖”)可以識別種植地點、種植角度、優(yōu)化的種植順序、樹種適宜性和選擇、容裝件尺寸和/或種植速度。

圖27示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案的自動種植方法2700的框圖。在2702處，可以接收來自各種傳感器的數(shù)據(jù)。如上所述，測繪系統(tǒng)2000可以包括各種傳感器，諸如電磁傳感器，諸如視覺傳感器、多光譜傳感器、高光譜傳感器、雷達(dá)傳感器、激光雷達(dá)傳感器和紅外傳感器。感測輸入數(shù)據(jù)可以在種植之前、種植期間以及種植之后進(jìn)行收集。在2704處，可以處理傳感器數(shù)據(jù)，以根據(jù)原始數(shù)據(jù)確定信息。例如，在一些實施方案中，處理可以包括計算基礎(chǔ)陸地和任何結(jié)構(gòu)或植物的高度兩者的拓?fù)洌?shù)據(jù)應(yīng)用指標(biāo)，例如ndvi、tcari/osavi、生物質(zhì)含量、氮含量等。處理還可以包括自動標(biāo)記根據(jù)感測輸入數(shù)據(jù)識別的特征，例如：人造結(jié)構(gòu)、巖石、水、土壤、植物(例如樹木、灌木和草)、雜物(例如樹樁、原木、樹枝)和其他特征?？梢詰?yīng)用二階算法來確定土壤類型、土壤ph、土壤相對濕度等。

在2706處，經(jīng)處理的數(shù)據(jù)可以用于生成輸出地圖。輸出地圖可以包括用于人類觀察和計算評估兩者的各種地圖層的組合。輸出地圖可以用于生成精確的種植圖和監(jiān)測種植成果，還可以用于：評估森林健康，包括生態(tài)評估(碳數(shù)量、樹木數(shù)量、樹木病害、雜草、葉覆蓋率、顏色變化(例如紅移)等)和小氣候分析(局部溫度和濕度測量等)。在一些實施方案中，輸出地圖可以用于驗證基于衛(wèi)星的數(shù)據(jù)集，例如可從衛(wèi)星服務(wù)獲得的數(shù)據(jù)集。在種植之后進(jìn)行的用于監(jiān)測種植成果的測繪也用于優(yōu)化精確的種植圖。

在2708處，可以使用輸出地圖來生成精確種植圖，如圖28和圖29所示。在一些實施方案中，精確種植圖可以包括：每個種植地點的地理地點(例如，將種植密度和分布考慮在內(nèi))；在每個地點種植何種類型的植物(例如，種類或植物生長階段)(因為不同的種類或不同階段的植物在地面上需要的不同條件，以優(yōu)化生長)；在每個地點種植何種容裝件類型；每個容裝件被種植所處的角度；種植每個容裝件的時間；是否使用容裝件預(yù)處理和容裝件后處理；與用于對種植遙控飛機(jī)重定標(biāo)的各個種植點相關(guān)聯(lián)的局部識別特征。

在2710處，可以將種植圖上傳到移動運輸平臺。在一些實施方案中，種植圖被劃分到多個可用的平臺(例如，uav或其他平臺)中?？梢葬槍σ韵路矫鎯?yōu)化每個平臺的種植規(guī)程(order)：飛行時間，在基站附近完成種植任務(wù)以減少非種植飛行時間；每個平臺的攜載能力，以最大化每次任務(wù)種植的容裝件的數(shù)量；在考慮到高度變化的情況下每次飛行的電池消耗量，等等。將每個平臺的種植圖和種植規(guī)程上傳到每個平臺。初始基站和最終基站(即起飛和降落)的地理地點可以上傳到每個平臺。如果最終基站的位置改變，則可以在飛行中更新該上傳。設(shè)置并上傳歸航點(緊急降落點)。

在2712處，由移動運輸平臺執(zhí)行種植操作，這可以包括容裝件的實際種植。額外的數(shù)據(jù)輸入包括土壤密度和發(fā)射機(jī)構(gòu)的校準(zhǔn)后所需壓力。這樣，發(fā)射機(jī)構(gòu)可以針對地區(qū)中的土壤類型優(yōu)化容裝件穿刺。該校準(zhǔn)依據(jù)于可能需要不同種植深度的每個物種類型。種植操作可以涉及目標(biāo)獲取和控制，諸如在種植之前使用實時數(shù)據(jù)來確認(rèn)種植地點(例如，種植區(qū)域沒有發(fā)生重大變化)。如上所述，也可以在每次種植之前進(jìn)行多次安全檢查，諸如檢查目標(biāo)的熱成像數(shù)據(jù)，以確保沒有動物或人阻擋目標(biāo)。操作還可以包括導(dǎo)航，諸如基于精確種植圖在預(yù)定的種植地點處種植容裝件，以及在飛行任務(wù)期間使用實時數(shù)據(jù)進(jìn)行障礙物回避，例如避開可能阻礙飛行路徑的倒下的樹木。平臺上的傳感器可以檢測障礙物(例如倒下的樹木、原木、樹枝、新的人造障礙物)。設(shè)置了接近度閾值。如果接近度閾值被打破，則平臺可以避開障礙物，并繼續(xù)飛行計劃。

在一些實施方案中，使用機(jī)載感測對飛行控制做出調(diào)節(jié)，諸如自動群控，使用監(jiān)控軟件來監(jiān)測平臺進(jìn)度、狀態(tài)、傳感器輸入和種植進(jìn)度，或者使用監(jiān)控軟件來干預(yù)飛行控制以確保平臺安全(例如，停止/開始種植；停止/暫停/繼續(xù)飛行任務(wù))。還可以基于溫度、濕度、風(fēng)和其他條件對發(fā)射機(jī)構(gòu)做出調(diào)節(jié)。還可以調(diào)節(jié)發(fā)射控制系統(tǒng)，例如，通過確定從每個中均具有不同容裝件的多個匣種植哪個容裝件或使用每個匣中的不同容裝件的預(yù)加載順序來進(jìn)行上述調(diào)節(jié)?；陬A(yù)定的壓力校準(zhǔn)和實時數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)發(fā)射參數(shù)?；谒械念A(yù)先確定的和更新的參數(shù)觸發(fā)發(fā)射機(jī)構(gòu)。

在一些實施方案中，確認(rèn)種植成果可以用于確定容裝件是被種植還是未被種植(例如由于未發(fā)射)、與預(yù)先確定的種植地點的位置誤差、種植時容裝件的機(jī)械變化和/或表面穿入(無/部分地/全部)。如上所述，可以使用視覺指示器(例如，從容裝件釋放的染料或粉末；在土壤表面上方是否可以看見蓋；容裝件中的傳感器等)來確定這種確認(rèn)。

在一些實施方案中，種植操作的輸入可以包括種子容裝件、精確種植圖、平臺和發(fā)射機(jī)構(gòu)的功率、命令和數(shù)據(jù)處理以及種植機(jī)構(gòu)和發(fā)射機(jī)構(gòu)狀態(tài)(例如，剩余的發(fā)射次數(shù))。

在2714處，平臺返回到預(yù)定基站。在發(fā)射完最后的容裝件后，平臺以一定高度返回到基站，該高度被優(yōu)化為使與當(dāng)前正在種植的平臺以及與其他橫越的平臺(例如，返回到陸地或出來進(jìn)行種植的平臺)的碰撞最小化。這可以通過設(shè)置單個或多個橫越高度水平來實現(xiàn)，和/或可以為每個平臺指定唯一的飛行水平以最小化碰撞風(fēng)險。平臺考慮到該區(qū)域中還存在別的其他平臺(例如避免碰撞)。平臺可以被設(shè)置為以距基地一定的距離和高度的方式懸停排隊。當(dāng)基站準(zhǔn)備就緒時，視基站的能力而定，平臺可以盡可能多地一次性返回到基站。

圖28示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案的地圖生成方法2800的框圖。如圖28所示，在2802處，可以接收在圖27中生成的輸出地圖。輸出地圖可以包括基于傳感器數(shù)據(jù)識別的各種特征(例如，nvdi、巖石、水、土壤等)。使用輸出地圖，可以生成種植圖。

在2804處，可以通過將各種閾值應(yīng)用于輸出地圖數(shù)據(jù)，開始種植圖的生成。例如，可以向輸出地圖的區(qū)域應(yīng)用最大巖石布局和密度的閾值，以識別用于種植的、巖石過多或間隔過于緊密的區(qū)域。類似地，可以向地圖應(yīng)用最大和最小水含量的閾值，并且可以基于那些閾值來識別區(qū)域。另外，也可以應(yīng)用其他閾值，諸如與遮光物諸如為樹木、巖石等的接近度。這允許基于地圖中的特征用額外的數(shù)據(jù)使輸出地圖豐富化。

在2806處，可以接收通過測繪系統(tǒng)上的傳感器所接收的或通過現(xiàn)場分析、歷史記錄等所接收的額外數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)可以表明該區(qū)域的營養(yǎng)物含量和其他生長參數(shù)。在一些實施方案中，可以對豐富化的輸出地圖進(jìn)行標(biāo)記以包括營養(yǎng)物數(shù)據(jù)和閾值數(shù)據(jù)。每個輸出地圖可以被分成多個單元，每個單元表示輸出地圖中已被豐富化的區(qū)域。例如，每平方米的輸出地圖可以標(biāo)記有閾值和營養(yǎng)物數(shù)據(jù)。上述單元的尺寸可以根據(jù)輸出地圖的分辨率和輸入傳感器數(shù)據(jù)的解析度變化。

在2808處，豐富化的輸出地圖和營養(yǎng)物數(shù)據(jù)可以用于針對不同的物種識別地圖內(nèi)的種植區(qū)域。在一些實施方案中，可以針對在一區(qū)域中種植的每個物種定義種植需求。每個物種的種植需求可以與豐富化的輸出地圖的每個單元相比較?？梢宰R別出與特定物種的需求匹配的每個單元。在2810處，基于匹配單元，可以生成識別要在哪些地點種植哪些物種的優(yōu)選地圖?？梢陨蓛?yōu)選地圖以增加不同物種在該區(qū)域中的生長機(jī)會，并且該優(yōu)選地圖可以基于當(dāng)前物種、歷史種植成果和其他數(shù)據(jù)。

在2812處，根據(jù)優(yōu)選地圖生成種植圖。種植圖可以限定優(yōu)選地圖內(nèi)用于每個物種的每次種植的地點。每次種植可以包括物種標(biāo)識符、種植類型(例如種子、插條等)、容裝件類型、準(zhǔn)備要求(例如透氣、推動等)。種植圖可以基于植物的種類限定地點。例如，不同的物種可以耐受不同水平的密度，這樣，用于一個物種的種植圖可以在已識別區(qū)域中每平方米定義一次種植，而用于不同物種的種植圖可以在種植區(qū)域中每五平方米定義一次種植。然后可以如上面關(guān)于圖26所述的使用種植圖。

在2814處，在種植后，可以監(jiān)測每次種植的成功和失敗。在一些實施方案中，可以進(jìn)行常規(guī)測繪以檢查每次種植的狀態(tài)并從每個種植的容裝件采集傳感器數(shù)據(jù)。在2816處，基于種植的結(jié)果，可以在2806處更新生長參數(shù)以及在2810處更新歷史數(shù)據(jù)，以改善之后的種植圖，如下面關(guān)于圖28進(jìn)一步討論的。

圖29示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案的確定種植圖的方法2900的框圖。在2902處，種植評估模塊可以接收上述的輸出地圖數(shù)據(jù)2802和種植監(jiān)測數(shù)據(jù)2814。在一些實施方案中，輸出地圖數(shù)據(jù)2702可以是上面的豐富化輸出地圖數(shù)據(jù)。種植評估模塊2902可以將輸出地圖數(shù)據(jù)與種植監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以識別輸出地圖數(shù)據(jù)中的哪些地理和地質(zhì)特征最有可能與成功種植有關(guān)聯(lián)?；谠摫容^，可以生成存活概率地圖2904。

在一些實施方案中，種植評估模塊可以包括一個或多個機(jī)器學(xué)習(xí)分類器，這些機(jī)器學(xué)習(xí)分類器可以使用輸出地圖數(shù)據(jù)2703和種植成果監(jiān)測數(shù)據(jù)2814進(jìn)行訓(xùn)練。如上所述，輸出地圖數(shù)據(jù)2703可以包括地形圖(拓?fù)洹r石、水、土壤、營養(yǎng)物)、周圍樹種、期望的種類等，種植成果監(jiān)測數(shù)據(jù)可以包括以每棵樹和/或每個物種為基礎(chǔ)的種植成果。機(jī)器學(xué)習(xí)分類器可以識別與特定的種植成果特性相關(guān)的輸出地圖數(shù)據(jù)2703中的條件。隨后，當(dāng)對新區(qū)域繪制地圖時，可以由機(jī)器學(xué)習(xí)分類器處理那些新區(qū)域的輸出地圖，以自動產(chǎn)生新區(qū)域的第二種植圖。然后可以監(jiān)測該種植，并且其可以用于進(jìn)一步訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)分類器。

在2906處，精確種植圖生成模塊可以使用存活概率地圖結(jié)合各植物種類的種植標(biāo)準(zhǔn)2908，來生成精確種植圖2910。類似于上述步驟2208，精確種植圖生成模塊2906可以評估存活概率地圖2904和種植標(biāo)準(zhǔn)2908。然后可以在圖27中的2710處使用精確種植圖2910，以使其針對種植操作在可用移動運輸平臺之間進(jìn)行劃分。

在一些實施方案中，精確種植圖2910可以包括用于種植區(qū)域中的每次種植的gps坐標(biāo)。在一些實施方案中，種植圖還可以包括來自局部區(qū)域的視覺圖像，以幫助識別種植地點。種植圖2910還可以定義每次種植的物種和種植條件，諸如年度時間、天氣預(yù)報、土壤條件、溫度等。

圖30示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案的計算機(jī)系統(tǒng)的高層級框圖3000。如圖30所示，計算機(jī)系統(tǒng)可以包括經(jīng)由總線3002連接的硬件元件，包括網(wǎng)絡(luò)接口3004，這使得計算機(jī)系統(tǒng)能夠通過局域網(wǎng)(lan)、廣域網(wǎng)(wan)、移動網(wǎng)絡(luò)(例如，edge、3g、4g或其他移動網(wǎng)絡(luò))或其他網(wǎng)絡(luò)連接到其他計算機(jī)系統(tǒng)。通信接口3004還可以包括用于連接到紅外設(shè)備、藍(lán)牙設(shè)備或其他無線設(shè)備(諸如其他平臺或容裝件)的有線或無線接口。計算機(jī)系統(tǒng)還可以包括一個或多個處理器3006，諸如中央處理單元(cpu)、現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)、專用集成電路(asic)、網(wǎng)絡(luò)處理器或其他處理器。處理器可以包括單核或多核處理器。

在一些實施方案中，可以使用一個或多個控制器3008來控制移動運輸平臺的導(dǎo)航，控制器可以包括被設(shè)計成控制本文描述的各種移動運輸平臺的硬件和軟件控制器。在一些實施方案中，計算機(jī)系統(tǒng)可以包括圖形用戶界面(gui)3010。gui3010可以連接到顯示器(led、lcd、平板計算機(jī)、觸摸屏或其他顯示器)，以輸出用戶可觀看的數(shù)據(jù)。在一些實施方案中，gui3010可以被配置為接收指令(例如，通過觸摸屏或其他交互式界面)。

在一些實施方案中，可以使用一個或多個傳感器3012來導(dǎo)航和收集描述周圍區(qū)域的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以用于創(chuàng)建局部陸地特性的地圖。在一些實施方案中，傳感器3012可以包括各種電磁傳感器，諸如視覺傳感器、多光譜傳感器、高光譜傳感器、雷達(dá)傳感器3014、激光雷達(dá)傳感器3016和紅外傳感器。在一些實施方案中，傳感器3012可以包括各種通信模塊，諸如gps或其他定位模塊和移動網(wǎng)絡(luò)通信模塊。

在一些實施方案中，計算機(jī)系統(tǒng)可以包括本地或遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲裝置3018。數(shù)據(jù)存儲裝置3018可以包括本領(lǐng)域已知的各種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)、存儲系統(tǒng)和存儲服務(wù)(例如，磁盤驅(qū)動器、cd-rom、數(shù)碼影碟(dvd)或其他光存儲器、磁帶盒、磁帶、磁盤存儲器或其他磁存儲設(shè)備、關(guān)系數(shù)據(jù)庫、對象存儲系統(tǒng)、本地或基于云的存儲服務(wù)或任何其他存儲介質(zhì)、系統(tǒng)或服務(wù))。數(shù)據(jù)存儲裝置3018可以包括如本文所述生成、存儲或以其他方式利用的數(shù)據(jù)。例如，數(shù)據(jù)存儲裝置3018可以包括如上所述生成和存儲的種植圖3020和飛行計劃3022的全部或部分，存儲器3024可以包括各種存儲器技術(shù)，包括ram、rom、eeprom、閃速存儲器或其他存儲器技術(shù)。存儲器3024可以包括用以實施如本文所述方法的可執(zhí)行代碼。

在一些實施方案中，輸送平臺和容裝件可以用于其它目的。例如，包括特定染料的容裝件可以被發(fā)射到水系統(tǒng)內(nèi)的特定地點，以追蹤藻華。也可以使用類似的系統(tǒng)種植其他植物(諸如農(nóng)作物、苔蘚和花)。例如，可以在難以到達(dá)的地點(例如環(huán)島上、牧場中)以詳細(xì)圖案種植花用于裝飾用途，以從空中或太空中看到這些圖案。染料用于指示未發(fā)射的訓(xùn)令(ordinance)。

在一些實施方案中，uav可以用于空中的定標(biāo)營養(yǎng)物輸送。例如，uav可以在特定植物的葉子上噴霧或凝膠，或者可以輸送目的在于植物的基部或葉子的濺潑球(splatball)。類似地，可以通過瞄準(zhǔn)樹冠將爆裂的濺潑球或手榴彈輸送到一區(qū)域，濺潑球可以被配置成在即將到達(dá)樹之前爆裂，從而以凝膠狀營養(yǎng)物覆蓋葉子。通過將高度凝膠狀的脈沖式高速球瞄準(zhǔn)在植物的基部，可以輸送濺潑球。

在一些實施方案中，用于檢測、計數(shù)、估計和確定準(zhǔn)備度的方法收集針葉樹球果和種子(以及非針葉樹)。如上所述的uav可以監(jiān)測球果(或其他種子)，測量當(dāng)前狀態(tài)(例如是否為綠色)，確定每棵樹的計數(shù)并估計那些未計數(shù)的(例如視圖中隱藏的)，估計總種子產(chǎn)量并確定何時準(zhǔn)備收獲(例如基于從綠色到棕色的光譜特征轉(zhuǎn)變和“開度”，表明它們是否準(zhǔn)備好)。

在一些實施方案中，容裝件可以用于土壤修復(fù)。可以發(fā)射容裝件以使困難地形上的不穩(wěn)定的土壤或巖石粘結(jié)。容裝件可以包括對地點、氣候、地形等特定的營養(yǎng)物、細(xì)菌/真菌和/或蠕蟲或蠕蟲卵。

雖然為了清楚理解的目的已經(jīng)相當(dāng)詳細(xì)地描述了前述實施例，但是上述發(fā)明技術(shù)不限于所提供的細(xì)節(jié)。存在許多可替代方式實施上述發(fā)明技術(shù)。所公開的實施例是說明性的而不是限制性的。

當(dāng)特征或元件在本文中被稱為在另一特征或元件“上”時，其可以直接在另一特征或元件上，或者也可以存在介于之間的特征和/或元件。相比之下，當(dāng)特征或元件被稱為“直接在”另一特征或元素“上”時，不存在介于之間的特征或元件。還將理解，當(dāng)特征或元件被稱為“連接”、“附接”或“耦接”到另一特征或元件時，其可以直接連接、附接或耦接到另一特征或元件，或者可以存在介于之間的特征或元件。相比之下，當(dāng)特征或元件被稱為“直接連接”、“直接附接”或“直接耦接”到另一特征或元件時，不存在介于之間的特征或元件。

雖然是關(guān)于一個實施方案進(jìn)行描述或示出的，但是如此描述或示出的特征和元件可以應(yīng)用于其他實施方案。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還將理解，提及的設(shè)置成“鄰近”另一特征的結(jié)構(gòu)或特征可以具有與鄰近特征重疊或在臨近特征下面的部分。

本文使用的術(shù)語僅用于描述特定實施方案的目的，并不旨在限制本發(fā)明。例如，如本文所使用的，單數(shù)形式“一”、“一個”和“該”也旨在還包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另有明確指示。還將理解，當(dāng)在本說明書中使用時，術(shù)語“包括”和/或“具有”說明存在所陳述的特征、步驟、操作、元件和/或部件，但不排除存在或增加一個或多個其他特征、步驟、操作、元件、部件和/或其組合。如本文所使用的，術(shù)語“和/或”包括相關(guān)聯(lián)的列舉項中一個或多個的任何和所有組合，并且可以縮寫為“/”。

為便于描述，本文中可能使用空間相對術(shù)語，諸如“在…下”、“在…之下”、“下部”、“在…上”、“上部”等，以描述如圖所示的一個元件或特征相對于另外的元件或特征的關(guān)系。將理解，空間相對術(shù)語旨在涵蓋除了圖中描繪的定向之外，設(shè)備在使用或操作中的不同定向。例如，如果圖中的設(shè)備被倒置，則被描述為在其他元件或特征“下”或“下方”的元件將被定向為在該其他元件或特征“上”。因此，例示性術(shù)語“在…下”可以涵蓋上下兩種定向。設(shè)備可以以其他方式定向(旋轉(zhuǎn)90度或處于其它定向)，并且相應(yīng)地使用本文的空間相對描述符解讀。

類似地，術(shù)語“向上”、“向下”、“豎直”、“水平”等在本文中僅用于說明的目的，除非另有明確指示。

盡管術(shù)語“第一”和“第二”可以在本文中用于描述各種特征/元件，但這些特征/元件不應(yīng)該受這些術(shù)語限制，除非上下文另有指示。這些術(shù)語可以用于將一個特征/元件與另一特征/元件區(qū)分開。因此，在不偏離本發(fā)明的教導(dǎo)的情況下，下面討論的第一特征/元件可以被稱為第二特征/元件，并且類似地，下面討論的第二特征/元件可以被稱為第一特征/元件。

如本文的說明書和權(quán)利要求書中所使用的，包括如在實施例中所使用的，除非另有明確說明，否則所有數(shù)字可以被理解為前面加有詞語“約”或“近似”，即使該術(shù)語沒有明確地出現(xiàn)?？梢栽诿枋龃笮『?或位置時使用措辭“約”或“近似”，以指示所描述的值和/或位置在值和/或位置的合理預(yù)期范圍內(nèi)。例如，數(shù)值可以具有是所陳述值(或值范圍)的+/-0.1％、所陳述值(或值范圍)的+/-1％、所陳述值(或值范圍)的+/-2％、所陳述值(或值范圍)的+/-5％、所陳述值(或值范圍)的+/-10％等的值。本文所述的任何數(shù)值范圍旨在包括其中包含的所有子范圍。

盡管上面描述了各種說明性實施方案，但是在不偏離如權(quán)利要求所述的本發(fā)明的范圍的情況下，可以對各種實施方案作出多種改變中的任一種。例如，執(zhí)行各種描述的方法步驟的順序通?？梢栽诳商娲鷮嵤┓桨钢羞M(jìn)行改變，并且在其他可替代實施方案中，一個或多個方法步驟可以被完全跳過。各種設(shè)備和系統(tǒng)實施方案的可選特征可以包括在一些實施方案中，而不包括在其他實施方案中。因此，前面的描述主要出于例示性目的提供的，并且不應(yīng)被理解為限制如權(quán)利要求中闡述的本發(fā)明的范圍。

本文包括的實施例和圖示通過說明而非限制的方式示出了可以實踐主題的具體實施方案。如所提及的，可以從其中利用和推導(dǎo)出其他實施方案，使得可以在不偏離本公開內(nèi)容的范圍的情況下進(jìn)行結(jié)構(gòu)和邏輯的替換和改變。發(fā)明主題的這些實施方案可以僅為了方便起見在本文被單獨地或共同地稱為術(shù)語“發(fā)明”，而不旨在主動地將本申請的范圍限制于任何單個發(fā)明或創(chuàng)造理念，如果實際上公開了不止一個這樣的理念的話。因此，雖然本文已經(jīng)示出和描述了具體的實施方案，但是可以用計算出的實現(xiàn)相同目的的任何布置替代所示的具體實施方案。本公開內(nèi)容旨在涵蓋各種實施方案的任何和所有的改動或變化。在閱讀上文說明書后，上述實施方案的組合和本文中未具體描述的其他實施方案對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是明了的。