技术领域
[0001] 本
发明涉及一种用于灌溉领域的系统和方法。
背景技术
[0002] 灌溉系统经常用于在
农作物田中沉积
水和/或
农药。灌溉系统可以包含多条跨绳(span)，这些跨绳连接在一起并且移动穿过
框架块上的田；或具有轮子的“
塔架”。中心枢轴灌溉系统可以围绕中心枢轴以圆形或半圆形移动，而横向移动的灌溉系统可以沿一般直线在一般正方形或矩形的田上移动。
[0003] 一些中心枢轴灌溉系统使用通过可调节的机械
连杆连接到跨绳或塔架上的电位计和/或基于
编码器的传感器，以确定田中的倾
角、跨度对准和
定位。然而，这些电位计或基于编码器的传感器机械地连接到跨绳上，因此经过一段时间易遭受磨损。此外，所述电位计通常需要由受到专
门训练的人员初始设置，并且可能对
温度波动或其他环境变量敏感。
发明内容
[0004] 本发明通过提供一种具有用于确定田中的跨度对准和定位的改进的传感系统的灌溉系统来解决上述问题。灌溉系统具有由多条跨绳互连的多个行进塔架；多个固态传感器，所述多个固态传感器各自与跨绳或塔架中的一者固定对准地进行安装；以及控制系统，所述控制系统与固态传感器可通信地耦合。固态传感器可以是
陀螺仪、
加速计、数字罗盘和/或惯性测量单元(IMU)，并且可以将加速度、
角加速度、角旋转、方向和/或角度测量值发送到控制系统。角度测量值可以是相对于参考方向、参考
位置或地球的地
磁场测量的角度。控制系统可以使用加速度、角加速度、角旋转、方向和/或角度测量值来计算跨绳相对于彼此和/或参考方向的对准。在本发明的一些
实施例中，灌溉系统可以是具有固定中心枢轴的中心枢轴灌溉系统，跨绳和塔架围绕所述中心枢轴旋转。控制系统可以使用中心枢轴的已知位置、灌溉系统的跨绳和其他
硬件的已知尺寸，以及从固态传感器中接收到的测量值来计算跨绳和/或塔架的位置。
[0005] 本发明的实施例还可以包含用于计算和使用跨绳和/或塔架的对准以及位置的方法。所述方法可以从与灌溉系统的跨绳和/或塔架固定对准地进行安装的固态传感器中接收
信号。接下来，所述方法可以计算跨绳中的一者或多者的相对或绝对对准并且使用从固态传感器中接收到的信号计算跨绳或塔架中的一者或多者的位置。所述方法随后可以提高或降低跨绳和塔架的行进速度，包含可变速度或基于计算出的跨绳的对准和/或位置的
开关控制。
[0006] 通过提供此概述，以简化形式引入将在下文中的具体实施方式中进一步描述的一系列概念。本发明内容并非意图识别本发明的关键特征或基本特征，也并非意图用于限制本发明的范围。通过优选实施例的以下具体实施方式以及
附图将更好地了解本发明的其他方面和优点。
附图说明
[0007] 下文将参考附图详细描述本发明的实施例，其中：
[0008] 图1是根据本发明的实施例构建的中心枢轴灌溉系统的透视图，其说明了安装在每个塔架顶部的固态传感器；
[0009] 图2是图1的中心枢轴灌溉系统的透视图，以另一种方式说明了安装到与塔架邻近的每条跨绳上的固态传感器；
[0010] 图3是图1的中心枢轴灌溉系统的透视图，以另一种方式说明了安装到跨绳下方的撑杆上的固态传感器；
[0011] 图4是图1的中心枢轴灌溉系统的透视图，以另一种方式说明了安装到与塔架的轮子邻近的塔架下部部分上的固态传感器；
[0012] 图5是图1的中心枢轴灌溉系统的透视图，以另一种方式说明了安装到从相对于跨绳的长度基本上垂直延伸的塔架的吊杆上的固态传感器；
[0013] 图6是中心枢轴灌溉系统的平面图，其说明了由安装在中心枢轴灌溉系统的跨绳上的固态传感器感应到的角度；
[0014] 图7是说明了根据本发明的实施例的计算灌溉系统的跨绳的对准和/或位置的方法的
流程图。
[0015] 附图并未将本发明限于本文所揭示和描述的特定实施例中。附图不必按比例绘制，而是将重点放在清晰地说明本发明的原理上。
具体实施方式
[0016] 本发明的以下具体实施方式参考了附图，附图说明了可以实践本发明的特定实施例。实施例旨在充分详细地描述本发明的方面以使所属领域的技术人员能够实践本发明。可以采用其他实施例并且在不脱离本发明的范围的情况下作出改变。因此，不应将以下详细描述视为具有限制意义。本发明的范围仅由所附的
权利要求书以及此权利要求书所授予的等效物的完整范围来界定。
[0017] 在本
说明书中，参考“一项实施例”、“一个实施例”或者“各个实施例”是指所参考的一个或多个特征包含在所述技术的至少一个实施例中。在本说明书中对“一项实施例”、“一个实施例”或者“各个实施例”的单独参考并不一定必须参考相同的实施，并且同样也不相互排除，除非如此陈述以及/或者通过阅读本说明书对所属领域的技术人员而言是显而易见的。例如，在一项实施例中描述的特征、结构、行为等也可以包含在其他实施例中，但是并不一定必须包含在其中。因此，此项技术可以包含本文所描述的实施例的多种组合和/或整合。
[0018] 本发明提出了一种用于灌溉系统上的
传感器系统，所述灌溉系统具有：多个塔架，所述多个塔架经配置以在田地的部分上行进；多条跨绳，所述多条跨绳各自在所述塔架的相邻者之间延伸并且连接到所述塔架的相邻者上；以及
流体输送系统，所述流体输送系统附接到所述跨绳上或与所述跨绳整合为一体，用于将水输出到田地中，所述传感器系统包括：
[0019] 多个固态传感器，所述多个固态传感器各自经配置以与所述跨绳或塔架中的至少一个固定对准地进行安装并且各自经配置以测量相对于预定参考方向的加速度、角加速度、角旋转、方向和角度中的至少一个，其中所述固态传感器包括数字罗盘、固态陀螺仪、固态加速计以及惯性测量单元中的至少一个；以及
[0020] 控制系统，所述控制系统经配置以从所述固态传感器的每一个中接收测量值，并且计算所述跨绳中至少一个的对准、旋转定位和位置中的至少一个。
[0021] 所述的传感器系统，其中所述控制系统经配置以将命令信号输出到所述塔架或跨绳中至少一个的
致动器，以基于所述跨绳所计算出的对准加速或减速。
[0022] 所述的传感器系统，其中所述多条跨绳中的一个是枢转塔楼，其中所述固态传感器中的至少一个经配置以附接到所述枢转塔楼上，其中所述控制系统经配置以输出命令信号，以基于从经配置以附接到所述枢转塔楼上的所述固态传感器的至少一个中接收到的测量值致动所述枢转塔楼。
[0023] 所述的传感器系统，其中所述多条跨绳中的一个是Z形折叠拐角跨绳，其中所述固态传感器中的至少一个经配置以附接到所述Z形折叠拐角跨绳或所述Z形折叠拐角跨绳所附接到的塔架上，其中所述控制系统经配置以输出命令信号，用于基于从经配置以附接到所述Z形折叠拐角跨绳上的所述固态传感器的至少一个中接收到的测量值致动所述Z形折叠拐角跨绳。
[0024] 所述的传感器系统，其中所述多条跨绳包含第一跨绳或第一塔架以及第二跨绳或第二塔基，其中所述固态传感器包括：第一传感器，所述第一传感器经配置以与所述第一跨绳或第一塔架固定对准地进行安装；以及第二传感器，所述第二传感器经配置以与所述第二跨绳或第二塔架固定对准地进行安装，其中所述控制系统经配置以从所述第一传感器中接收相对于所述参考方向的第一角度，并且从所述第二传感器中接收相对于所述参考方向的第二角度，其中所述控制系统经配置以通过从所述第二角度中减去所述第一角度来计算所述第一跨绳与所述第二跨绳之间的误差角度。
[0025] 所述的传感器系统，其中所述灌溉系统是中心枢轴灌溉系统并且所述跨绳和塔架围绕固定中心枢轴旋转，其中所述中心枢轴的地理位置和所述跨绳的长度由所述控制系统存储或者由所述控制系统可存取，其中所述控制系统经配置以使用来自所述固态传感器的加速度测量值、来自所述固态传感器的角加速度测量值、来自所述固态传感器的角旋转测量值、来自所述固态传感器的方向测量值、来自所述固态传感器的角度测量值、所述中心枢轴的所述地理位置以及所述跨绳的所述长度中的至少一个来计算所述跨绳或塔架中至少一个的位置。
[0026] 所述的传感器系统，其中所述灌溉系统是横向移动的灌溉系统并且所述控制系统经配置以基于从所述固态传感器中接收到的角度测量值计算所述跨绳中任一个的相对和绝对对准。
[0027] 如图1-图6所说明，本发明的实施例包含配置用于灌溉田地的灌溉系统10。灌溉系统10可以包括彼此间隔开的多个行进塔架12；多条跨绳14，所述跨绳在塔架12之间延伸并且由塔架12
支撑；以及流体输送系统16，水或其他液体通过所述流体输送系统被输送到田地中。灌溉系统可以进一步包括传感器系统，该传感器系统多个固态传感器18，所述固态传感器各自与跨绳14中的一者固定对准地进行安装；以及控制系统20，所述控制系统配置用于从固态传感器18中接收测量值以及/或者引导和致动灌溉系统10的各种元件。在本发明的一些实施例中，灌溉系统10是具有固定的中心枢轴22或固定的中心塔架的中心枢轴灌溉系统，所述中心枢轴或中心塔架用作其他塔架12和跨绳18完全地或部分地围绕其中旋转或在周围画线的中心点。
[0028] 如图1-图5所说明，塔架12可以各自包括任何形状的框架24以及可旋转地附接到框架24上一个或多个轮子26。在本发明的一些实施例中，至少一些塔架12的框架24可以由基本上呈三角形或A框架配置的一个或多个杆制成，所述三角形或A框架配置具有配置用于将轮子26附接到其上的下部支腿部分。另外或可替代地，至少一些塔架12的框架24可以由基本上呈较窄矩形的一个或多个杆制成，所述较窄矩形具有水平地向
外延伸且随后从此处向下成角，用于将轮子26附接到其上的支腿部分。
[0029] 本文所说明和描述的塔架轮子26仅仅是用于允许灌溉系统10移动的机制的实例。如本文所使用的术语“轮子”可以指常规的圆形轮、滑
雪板、滑动垫木、坦克轨道和
车轮、轨道上的滚轮或塔架可以相对于地面行进的任何机制。
[0030] 塔架12可以是独立地或协作地可致动的，以移动穿过田地。例如，塔架12可以具有附接到其上的
电动机和/或各种致动装置，用于相对于中心枢轴22致动塔架12的运动。在本发明的一些实施例中，电动机可以致动塔架12的轮子26的旋转。电动机可以包含完整的或外部继电器，使得电动机可以被打开、关闭和/或倒转。电动机还可以具有若干速度或配备有变速
驱动器。此外，塔架12中的一者或多者还可以包括电源，行进绞车和/或配置用于可旋转地围绕中心枢轴22致动的其他各种致动组件。例如，
齿轮电动机可以与
驱动轴、齿轮、皮带、链条、
链轮等耦合，以使齿轮电动机可旋转地与轮子26耦合。在本发明的一些实施例中，轮子26可以可旋转地附接到塔架12上并且经配置以在塔架12经致动以围绕中心枢轴22旋转时相对于塔架12和/或地面/田地自由地旋转。
[0031] 塔架12可以彼此间隔开，并且经由跨绳14连接在一起。例如，跨绳14中的一者可以横向地跨越彼此间隔开的第一塔架与第二塔架之间的距离。塔架12可以以田地上方的某一距离支撑跨绳14。在本发明的一些实施例中，塔架12可以沿着围绕中心枢轴22的圆形或半圆形路径携载跨绳14。灌溉系统10可以包括用以
覆盖田地的所希望区域所需的任何数量的塔架和跨绳。
[0032] 如图1-图5所说明，跨绳14可以各自是跨越塔架12的相邻者之间的整个距离的细长结构。跨绳14中的每一者可以固定地或可枢转地与塔架12中的至少一者连接以及/或者彼此连接。在本发明的一些实施例中，跨绳14可以是细长的刚性
桁架结构、吊杆、
导管、杆、延伸臂或各种配置的其他结构。例如，在图1-图5中，跨绳包含细长管道，其具有安装在其上且在细长管道下方延伸的撑杆。然而，在不脱离本发明的范围的情况下，跨绳14可以具有任何形状和尺寸。在本发明的一些实施例中，跨绳14中的一者或多者可以是延伸臂28或枢转塔楼，所述枢转塔楼具有与塔架12中的一者固定地或可枢转地接合的第一端以及未接合到塔架12上或基本上自由站立的第二端。
[0033] 跨绳14可以携载或以其他方式支撑流体输送系统16的部分。具体而言，流体输送系统16的部分可以附接到跨绳14上以及/或者由跨绳14支撑，以使得水和/或任何其他液体可以以给定间隔沿着跨绳14的长度进行分配。多个洒水喷头、
喷枪、液滴
喷嘴或其他流体发出装置可以沿着跨绳14和/或在塔架12中的一者或多者处间隔开，以将水和/或其他流体施加在灌溉系统10下方的田地或陆地上。
[0034] 在本发明的一些实施例中，跨绳14可以与流体输送系统16整合为一体。例如，跨绳14中的每一者可以包括刚性导管或管道，所述刚性导管或管道延伸塔架12中的两者之间的整个距离且与水源流体连通，使得水可以流过其中。在本发明的此实施例中，跨绳14还可以包括穿过其中形成的孔以及/或者用于对需要施加到田地上的水或任何其他液体进行分配的入口和出口。
[0035] 流体输送系统16可以包括一个或多个管道以及一个或多个流体发出装置(未示出)，例如，洒水喷头、形成于管道中的滴液孔、喷射喷嘴或其他流体发射器。流体发出装置中的每一者可以固定到塔架12中的一者上、固定到跨绳14上或固定到灌溉系统10的任何部分上。流体发出装置中的至少一者可以包括供应/切断
阀以及/或者流体地连接到供应/切断阀上，用于打开和关闭通向流体发出装置的水并且对提供到流体发出装置上的水的量进行控制。供应/切断阀可以由控制系统20手动地、电气地、远程地和/或自动地致动，所述控制系统可以与供应/切断阀物理地和/或可通信地耦合。管道可以是将流体发出装置与流体供应器或源流体连接的软管或导管。
泵或任何其他传动构件可以用于迫使水或另一流体通过管道到达流体发出装置。在本发明的一些实施例中，管道可以进一步包括流体地连接到管道上的液滴导管，从而使管道中的流体能够排出和冲洗。
[0036] 在本发明的一些实施例中，多个流体供应器和/或供应连接装置(例如，消防栓)可以相对于田地位于多个位置处，并且导管可以经配置以附接到流体供应器中最近的一者上。在本发明的另一实施例中，流体供应器可以是水沟或田地附近的任何其他流体源。在本发明的此实施例中，流体输送系统还可以包括经配置以通过管道从
沟道中泵送水的泵。
[0037] 固态传感器18可以各自与跨绳14中的一者固定对准地进行安装。例如，固态传感器18可以各自与跨绳14中的对应一者固定对准地固定到塔架12中的一者上，如图1和图4中。在图5中，固态传感器18安装到从塔架12延伸的吊杆上，如本文中稍后描述。或者，固态传感器18可以各自直接固定到跨绳14中的一者上，如图2-图3中所说明。固态传感器18可以包含微
机电系统(MEMS)传感器,如数字罗盘、固态陀螺仪、加速计和/或惯性测量单元(IMU)。例如，数字罗盘可以包含用于测量磁场的强度和/或方向的磁
力计，并且IMU可以包含角度和/或线性加速计和/或陀螺仪。固态传感器18中的每一者可以经配置以测量和/或计算所述固态传感器所固定到的跨绳14的旋转和/或对准。在初始设置灌溉系统10之后，固态传感器18可以相对于地球的
地磁场校准到参考位置和/或参考方向，如本文中稍后所描述。固态传感器18可以包含或可通信地耦合到有线或无线通信装置或发射器，所述有线或无线通信装置或发射器配置用于将来自固态传感器18的测量值发送到控制系统20或外部计算机上；或控制系统，所述控制系统配置用于使用传输的测量值计算或推断位置和/或对准。
[0038] 在本发明的一些实施例中，如图5所说明，固态传感器18可以安装在一个或多个吊杆40上，所述吊杆优选地为非金属组成，从跨绳14和/或塔架12中的至少一者延伸，其方式为将固态传感器18与灌溉系统10的金属组件分离。同样地，吊杆40应该经配置以维持与跨绳14和/或塔架12中的至少一者的基本固定的对准，由此将灌溉系统10中的金属以及灌溉系统10周围的
电场可能对由固态传感器18得到的测量值的任何影响最小化。
[0039] 如图1-图5中所说明的控制系统20可以与固态传感器18、轮子26和/或塔架12的电动机或致动装置，和/或流体输送系统16的控制元件可通信地耦合。具体而言，控制系统20可以配置用于计算或推断跨绳14或塔架12的位置和/或对准、控制塔架12的速度、围绕中心枢轴22枢转跨绳14、打开或关闭水等。控制系统20可以包括任何数目的处理器、
控制器、集成
电路、可编程逻辑装置，或其他计算装置以及用于存储由灌溉系统10存取和/或产生的数据和其他信息的驻留或外部
存储器。
[0040] 控制系统20可以物理地位于塔架12中的一者、中心枢轴22上，或经远程定位和配置以将
控制信号传输到灌溉系统10的各个传感器、电动机、交换器和/或致动装置。此外，在本发明的一些实施例中，仅控制系统20和/或存储器的部分可以从灌溉系统10的塔架12、跨绳14和流体输送系统16远程地定位。此外，控制系统20、存储器和/或固态传感器18的部分不需要物理地彼此连接，因为各个所描绘的组件之间的无线通信是可允许的并且意图包括在本发明的范围内。例如，控制系统20可以包括主要灌溉控制系统以及与主要灌溉控制系统可通信地耦合的固态传感器控制系统。主要灌溉控制系统和固态传感器控制系统可以相对于彼此和/或相对于跨绳14和塔架12远程定位。
[0041] 控制系统20可以实施
计算机程序和/或代码段，以执行本文中所描述的功能和方法。计算机程序可以包括用于实施控制系统20中的逻辑功能的可执行指令的有
序列表。计算机程序可以实施于任何计算机可读媒体中，以供指令执行系统、设备或装置使用或与指令执行系统、设备或装置结合使用，并且执行指令。在本
申请案的上下文中，“计算机可读媒体”可以是可以含有、存储、传送、传播或输送程序，以供指令执行系统、设备或装置使用或与指令执行系统、设备或装置结合使用的任何物理设备。计算机可读媒体可以是，例如，但不限于
电子、
磁性、光学、电磁、红外线或
半导体系统、设备或装置。更具体地说，尽管未包含在内，但是计算可读媒体的实例将包含以下项：便携式计算机磁盘、
随机存取存储器(RAM)、
只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。
[0042] 存储器可以与控制系统20、独立的存储器或这两者的组合整合为一体。存储器可以包含，例如，可拆卸和不可拆卸的存储器元件，例如，RAM、ROM、闪存、磁性光学USB存储器装置，和/或其他常规存储器元件。存储器可以存储器与灌溉系统10的操作相关联的各种数据，例如，计算机程序和上述代码段，或用于指导灌溉系统10执行本文所述步骤的其他数据。此外，存储器可以存储，例如，传感器参考位置或方向、传感器校准信息、中心枢轴16的地理位置、每条跨绳14的长度、固态传感器18之间的距离、田地大小、田地边界的地理座标、跨绳相对于相邻跨绳的所希望角度、待分配的水或液体的量、用于在致动跨绳14枢转的顺序/时序和参数等。存储在存储器内的各个数据还可以与一个或多个
数据库相关联以便于信息的检索。
[0043] 控制系统20可以使用从固态传感器18接收到的信息，以确定跨绳14中的任一者是否应被致动以校正不当的误差。例如，如果跨绳14中一者的所测量或计算出的角度大于所希望的极限值，那么控制系统20用以提高或降低塔架12中一者的速度，以校正该跨绳的对准。具体而言，跨绳接合点和/或可转向轮可以经致动(经由来自控制系统20的命令信号)以使跨绳14中的一者枢转或旋转某一量，从而校正跨绳14中至少一者的对准。
[0044] 控制系统20以及其存储器可以单独地容纳或接合地包封在防
风雨
外壳中或支撑在防风雨外壳上，以免受潮湿、振动和撞击的损害。类似地，控制系统20可以通过若干不同的电子模块分布，在本发明的一些实施例中，所述电子模块可以与固态传感器18中的一者或多者整合为一体。外壳可以由合适的耐振动和撞击的材料构建成，例如，
钢、塑料、尼龙、
铝或其任何组合等，并且可以包含一个或多个合适的
垫圈或
密封件，使所述外壳基本上防风雨或耐久的。所述外壳可以位于灌溉系统10上的任何位置。
[0045] 在使用中，固态传感器18可以各自硬安装到跨绳14中的一者和/或塔架12中的一者上。在初始设置之后，固态传感器14可以相对于地球的地磁场(例如，南、北、东、西)校准到参考位置、参考轴和/或参考方向。例如，在图6中，用于控制系统20的参考方向可以经设置，以使得每个测量角度是相对于指向东或与田地的边界对齐的x轴。固态传感器可以将角度测量值传回到控制系统20，用于计算跨绳14和/或塔架12中每一者的相对或绝对对准和/或位置。
[0046] 例如，如图6所说明，跨绳14、塔架12和/或它们相关联的固态传感器18可以在i中识别为1，其中i是跨绳14的总数。因此，例如在图6中，i＝5，并且跨绳14各自被标记为S1、S2、S3、S4和S5，而塔架12各自被标记为T1、T2、T3、T4和T5。固态传感器18可以相对于x轴传回第i条跨绳的角度测量值 因此例如，固态传感器18可以传回角度和 图6中通过θi识别的角度中的每一者可以是跨绳i相对于跨绳i-1的角度，其中i>1，并且 通过使用此信息，控制系统20可以经由以下等式：
计算每个相邻塔架12的相对角对准。因此，可以确定跨绳14和/或塔架12中的每一者相对于x轴的角对准。此外，这些测量到和计算出的角度可以与跨绳14的已知长度和中心枢轴22的已知位置(例如，地理座标)一起使用，以确定田地中的塔架12和/或跨绳14中每一者的位置。如上所述，中心枢轴22的位置和/或跨绳14的长度可以存储在控制系统
20的存储器中或由控制系统20从另一数据库中存取。
[0047] 如上所述，固态传感器14可以包含数字罗盘和/或IMU。因此，在本发明的一些实施例中，数字罗盘可以将角度 提供给控制系统20，以确定给定跨绳或塔架的对准和/或位置。在本发明的其他实施例中，IMU可以将加速度、角加速度、角旋转、
相位位置和/或方向信息发送到控制系统20，所述控制系统可以使用这些读数以及推算航行法来确定角度随后，控制系统20可以解决上述角度θi并且确定给定跨绳或塔架的对准和/或位置。
[0048] 如果固态传感器18仅包含数字罗盘，那么数字罗盘可以发送相对于参考方向或参考轴测量到的角度。然而，一些田地含有直埋电线、导管或可能干扰通过数字罗盘获得的测量值的其他物品。因此，在本发明的一些实施例中，这些测量值可以用推算航行系统来调节或校正。例如，IMU可以与数字罗盘结合使用，并且IMU的测量值可以由推算航行法使用，以反复核对来自数字罗盘的测量值并且校正从数字罗盘中任一者中接收到的错误测量值。例如，如果使用从IMU的一者中接收到的测量值计算出的角度大于预定
阈值量，所述预定阈值量不同于通过数字罗盘中的对应一者测量到和/或计算出的角度，那么控制系统20可以使用来自推算航行法的测量值，而不是来自数字罗盘的测量值。在来自数字罗盘的测量值处于使用IMU测量计算出的角度的预定阈值量内时，控制系统20可以再次使用数字罗盘测量值来确定给定跨绳或塔架的对准和/或位置。
[0049] 在本发明的一些实施例中，控制系统20可以使用计算出的对准角度来确定所需的校正量。例如，在本发明的一些实施例中，塔架12可以各自独立地进行致动，并且可以命令塔架12中的一者或多者进行加速或减速，以便校正经由固态传感器18检测到的过量滞后或超前。
[0050] 图7的流程图更加详细地描绘了计算和使用灌溉系统10的跨绳14的对准和/或位置的示例性方法700的步骤。在一些替代实施方案中，各个块中提及的功能可以不按图7中所描绘的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能性，图7中连续示出的两个块实际上可以基本上同时执行，或所述块有时可以以相反顺序执行。
[0051] 如图7所说明的方法700可以包括从固态传感器18中接收信号的步骤，如块702中所描绘。如上所述，来自固态传感器18的信号可以表示相对于与地球的地磁场相关的参考方向的速度、方向和/或角度。随后所述方法可以包括使用从固态传感器18中接收到的信号计算跨绳14中一者或多者的相对或绝对对准，如块704中所描绘。上文参考图6详细描述计算对准。具体而言，计算跨绳对准(或误差)的步骤704可以包含，例如，从与第一跨绳固定对准地进行安装的第一传感器中接收第一跨绳相对于参考方向的第一角度；以及从与第二跨绳固定对准地进行安装的第二传感器中接收第二跨绳相对于参考方向的第二角度。随后，第一跨绳与第二跨绳之间的误差角度可以通过从第二角度中减去第一角度而计算出。
[0052] 方法700还可以包含使用从固态传感器18中接收到的信号计算跨绳14或塔架12中一者或多者的位置，如块706中所描绘。计算跨绳位置的步骤706可以包含以下步骤：存取中心枢轴22的所存储地理位置以及跨绳14的所存储长度并且随后使用来自固态传感器18的速度测量值、来自固态传感器18的方向测量值、来自固态传感器18的角度测量值、中心枢轴22的地理位置和/或跨绳14的长度来计算跨绳中一者或多者的位置。
[0053] 方法700可以进一步包括基于计算出的跨绳14的对准和/或位置，命令致动器独立地提高或降低跨绳14和塔架12的行进速度的步骤，如块708中所描绘。如上所述，这些计算和命令可以由与固态传感器18可通信地耦合的控制系统20执行。在本发明的一些实施例中，方法700可以包括以下步骤：使用来自固态传感器18的速度和方向测量值以及存储在控制系统20中或由控制系统20可存取的推算航行法来计算跨绳14中一者或多者的校正对准或位置，如块710中所描绘。
[0054] 尽管本发明在本文中描述用于与中心枢轴灌溉系统一起使用，但是本发明还可以用于计算横向移动的灌溉系统的跨绳的相对和绝对对准。相对对准可以指跨绳14相对于彼此的对准并且绝对对准可以指相对于与地球的地磁场相关的参考方向的跨绳14的对准。例如，从固态传感器18中接收到的信息可以由控制系统20使用，用于横向的左侧以及右侧更紧密的对齐。
[0055] 另外，本发明可以用于具有多种类型的跨绳的中心枢轴或横向移动的灌溉系统上，所述跨绳例如，拐角跨绳、枢转塔楼或Z形折叠的拐角跨绳。这些类型的跨绳中的每一者包含固定到其上的或与其固定对准的固态传感器18中的一者或多者。例如，本发明可以与基于推算航行的拐角灌溉系统一起使用，以解除对直埋电线或GPS单元的需要。具体而言，如果固态传感器18随时间推移具有足够高的灵敏度以及足够低的偏差，那么使用本文所描述的方法的塔架位置或跨绳位置的计算可以用于确定何时将枢转塔楼配置在末端塔架上(即，当中心枢轴灌溉系统的最外面的塔架靠近田地的拐角)。用于Z形折叠拐角跨绳，Z形折叠拐角跨绳的每一枢转段可以具有与其相关联的固态传感器18中的一个，以确定该段与相邻跨绳的相对角度。在Z形折叠拐角跨绳的情况下，在中心枢轴灌溉系统的远端处，控制系统可以确定Z形折叠拐角跨绳的枢转段中每一者的位置。
[0056] 在本发明的一些实施例中，方法700可以另外包含以下步骤：从与灌溉系统10的拐角跨绳、枢转塔楼或Z形折叠拐角跨绳固定对准地进行安装的固态传感器18中接收信号，如块712中所描绘；随后基于拐角跨绳、枢转塔楼或Z形折叠拐角跨绳的计算出的位置命令拐角跨绳、枢转塔楼或Z形折叠拐角跨绳的致动，如块714中所描绘。控制系统20可以以与上述用于其他跨绳14相同的方式计算拐角跨绳、枢转塔楼或Z形折叠拐角跨绳的位置。
[0057] 在本发明的一些实施例中，控制系统20可以被定期地校准到已知位置或参考轴。例如，
激光束、固定信标、GPS单元、开关或其他机制可以用于告知控制系统20跨绳14中的至少一者何时处于已知位置或角度。在本发明的这些实施例中，控制系统20随后可以补偿可能随时间推移发生的任何传感器偏差。
[0058] 尽管已参考附图中说明的实施例对本发明进行了描述，但是应注意在不脱离权利要求书中所陈述的本发明的范围的情况下可以采用等效物并且进行替代。
[0059] 因此已描述了本发明的各个实施例，这些实施例被权利要求为新颖的且需要受包含以上项的
专利特许证的保护。
