CZ309896B6 - Způsob vnitrořádkového pletí zemědělských plodin v jejich bezprostřední blízkosti - Google Patents

Abstract

Způsob vnitrořádkového pletí zemědělských plodin pomocí pohybující se plečky se vyznačuje tím, že se plečka nejprve zkalibruje v 3D prostoru a pletí poté probíhá ve třech liniích: v záznamové linii kamera kontinuálně pořizuje snímky zorného pole, které se ukládají do vyhodnocovacího softwaru, v lokační linii vyhodnocovací software analyzuje lokační pole, ve kterých detekuje a lokalizuje středy zemědělských plodin pomocí modelu strojového učení natrénovaného rozpoznávat středy plodin, v kontaktní linii se definuje vymezená zóna a vyhodnocovací software vyhodnocuje čas a/nebo vzdálenost do kontaktu nožů s detekovanými středy plodin detekovanými v lokační linii vzhledem k aktuální rychlosti posuvu plečky a při vstupu nožů do vymezených zón okolo míst kontaktů vyhodnocovací software dá příkaz k ustoupení okolo detekovaných středů plodin a při výstupu nožů z vymezených zón okolo míst kontaktů dá příkaz k sevření nožů.

Description

Zemědělství, obdělávání plodin, automatické strojové pletí, vnitrořádkové pletí.

Dosavadní stav techniky

Zemědělství, a především rostlinná výroba, tvoří nezanedbatelnou část dnešního trhu. Cílem je pěstovat kvalitní plodiny, jejichž poptávka stále stoupá, a zároveň snižovat náklady na jejich pěstování na minimum. Pro dobré prospívání plodin jsou tyto často ošetřovány proti plevelům. Způsobů ošetření je v současné době nepřeberné množství. Nejjednodušší variantou je použití herbicidních přípravků, které mohou být aplikovány plošně, například jako příprava osevní plochy, nebo selektivně pro likvidaci plevelů na již oseté nebo osázené ploše. Herbicidy můžeme rozdělit podle vstupu do rostliny na kořenové a listové anebo podle mechanismu účinku. Herbicidů existuje na trhu nepřeberné množství a jsou v zemědělství hojně využívány, jelikož umožňují poměrně levně jednoduše zvýšit výnos odstraněním konkurenčních rostlin - plevelů. V posledních letech se ovšem intenzivně studuje dopad herbicidů na životní prostředí, respektive na kvalitu půdy. Stále se zvyšuje potřeba půdu chránit a chovat se k ní šetrně a stále větší část zemědělské produkce přechází na bio-zemědělství, které použití herbicidů a dalších ošetřujících látek zakazuje.

Se zvyšující se biologickou produkcí se zvyšuje také potřeba mechanizace, která by umožnila pletí velkých zemědělských ploch, které by v konvenčním zemědělstvím byly jednoduše ošetřeny herbicidem, ovšem v biozemědělství musí být vyplety mechanicky. U některých menších bio producentů se stále drží ruční pletí, které však významně zvyšuje cenu konečného produktu. Mechanické stroje na pletí - tzv. plečky jsou u bio zemědělců stále oblíbenější, protože dokáží cenu produktu snížit a udržet ho tak konkurenceschopným.

Plečky se rozdělují na meziřádkové a vnitrořádkové. Meziřádkové plečky jsou v podstatě standardní, pro některé aplikace mírně upravené, obdělávací stroje, obsahující tažené radlice různých tvarů. Radlice svými rozestupy odpovídají rozestupů jednotlivých řádků. Při pletí jsou radlice taženy a projíždějí mezi řádky, přičemž meziřádkový prostor prokypřují a zároveň s sebou strhávají plevel rostoucí v meziřádku. Není potřeba žádná složitá navigace radlic, jediná podmínka správného fungování plečky je udržet radlice v meziřádku. Meziřádkové plečky však neřeší plevel v řádku a ani nenakypřují půdu v řádku, v blízkosti plodin, kde je kypření nejdůležitější. Růst plevelů na poli je tak regulován, jelikož plevel v meziřádku je odstraněn a více se nemnoží, nicméně plodiny jsou plevelem rostoucím v řádku stále omezovány.

Naproti tomu vnitrořádkové plečky vyžadují sofistikovanější navigaci, jelikož zasahují do těsné blízkosti plodin, které nesmí být nijak poškozeny. V současné době existuje množství vnitrořádkových pleček, které se více či méně přibližují k plodinám. Nejjednodušším řešením je vnitrořádkové pletí s vynecháním dlouhé tenké linie spojující všechny plodiny v jednom řádku. Takové plečky je pohybují pouze ve směru řádku. Plodiny jsou tedy ošetřeny pouze ze stran, prostor mezi plodinami ale zůstává neošetřený. Pokud tedy roste plevel v jedné lince s plodinami, plečka ho nezachytí. Některým plodinám nízká přítomnost plevele nevadí. Příkladem takového druhu pleček mohou být prstové plečky. Ty obsahují pár plecích koleček pro ošetření jednoho řádku, přičemž prostor mezi kolečky odpovídá umístění plodin v řádku. Kolečka jsou po svém obvodu osazená dlouhými kolíky - prsty. Kolečka dosedají na povrch půdy a točí se, přičemž kolíky prokypřují půdu ze stran okolo plodin umístěných v řádku.

Pokud je pro danou plodinu nutné odstranění plevele i přímo v linii mezi plodinami, přicházejí na řadu takové plečky, které jsou schopné odstranit i plevel mezi jednotlivými plodinami v jednom

- 1 CZ 309896 B6 řádku. Takové plečky jsou často konstruovány na míru jednotlivých plodin a na míru požadavkům jednotlivých zemědělců. Pokud je daná plodina seta s velkou přesností a vzdálenost mezi jednotlivými rostlinami je konstantní, je možné i plečku nastavit na konstantní vzdálenost pletí. Příkladem takové plečky je například plečka Robocrop, která obsahuje pro jeden řádek vždy jeden svislý plecí kolík, který je připevněn na horizontální otáčející se disk. Průměr disku, respektive umístění kolíku na disku koreluje se vzdáleností jednotlivých rostlin v řádku. Otáčením disku a konstantním posunem plečky ve směru řádku kolík kličkuje mezi jednotlivými rostlinami, prokypřuje půdu okolo nich a odstraňuje plevel. Rozteč prokypření mezi plodinami je konstantní. Ilustrační video je k dispozici na stránkách výrobce: https://garfbrd.com.

Dalším příkladem je plečka Machinefabriek Steketee B.V. Plodiny jsou obkružovány půlkruhovým ostřím podsekávajícím plevel pod úrovní terénu. Ostří jsou ovládána pneumatický mi válci. Ilustrační video je k dispozici na https://www.steketee.com/producten/ic-weeder-2/.

Robokrop a jemu podobné plečky vykazují nevýhodu poměrně velkého prostoru okolo plodiny, který není obdělán. Plecí mechanismus se nedostává do těsné blízkosti plodiny, a tak může dojít k nedokonalému vypletí a k nedokonalému nakypření půdy v těsné blízkosti plodiny, kde je to nejvíce potřeba.

Pro více či méně nepravidelně seté plodiny není možné použít plečky s pevnou roztečí typu Robokrop. Pro takové aplikace je třeba plečku, respektive pohyblivý plecí mechanismus strojově navádět mezi plodinami. Pro navádění mezi plodinami je v drtivé většině případů používána obrazová analýza, kdy plecímu mechanismu předchází kamera, jejíž obraz se vyhodnocuje právě obrazovou analýzou a na základě rozdílné barvy jsou odlišeny zelené rostliny od hnědé půdy. Odlišení plevele od plodiny pak řeší každý výrobce jinak, například pevným stanovením linie řádku, kdy každá rostlina mimo linii je vyhodnocena jako plevel, případně i stanovením intervalu roztečí jednotlivých plodin, kdy vše mimo tyto rozteče je považováno za plevel.

Dalšími zástupci vnitrořádkových pleček s pohyblivým plecím mechanismem jsou například:

WO 2008135867 A2, PRECISION WEEDERS, přihlašovatelů Griepentrog Hans-Werner a Univ Copenhagen, který popisuje inteligentní kolíkovou plečku typu Robocrop, která disponuje snímacím zařízením a koriguje tak pohyb plecích kolíků.

US 2014180549 A1, AUTOMATED MACHINE FOR SELECTIVE IN SITU MANIPULATION OF PLANTS, přihlašovatelů Gayler Ronald R, Herbon Ryan, Nolte Kurt D, Siemens Mark C, Univ Arizona State popisuje zařízení pro eliminaci plevele na základě obrazové analýzy. Střed rostliny je určen na základě výpočtů až po rozeznání rostliny.

NL 2001003, TUNING FORK AND STRIKING TOOL COMBINATION, HAS STRIKING ELEMENT FOR STRIKING ADJUSTABLE GUIDANCE ELEMENT THAT IS IN BETWEEN ENDS OF TWO LEGS OF TUNING FORK, WHERE GUIDANCE ELEMENT IS AT EQUAL DISTANCE FROM ENDS, univerzity Univ Wageningen popisuje vidlici pro osazení plecích strojů, která se pomocí pístu pohybuje ve směru kolmém na podélnou osu řádků. Patka vidlice pleje mezi rostlinami uvnitř řádku a vyhýbá se plodinám. Pokud je vidlice napojená na inteligentní plečku, je pletí o to preciznější.

EP 3578025 A2, WEEDING MACHINE AND WEEDING ELEMENT, společnosti Lemken Gmbh & Co KG popisuje plečku schopnou plít mezi jednotlivými plodinami v řádku díky zahnutým drátěným čelistem. Díky sklonu patek se čelisti pohybují částečně pod povrchem a částečně na povrchu. Plečka může být spojena s inteligentním ovládáním.

Farming revolution. Plečka využívá rotující disk (mechanical choper), kterýje softwarově naváděn mezi rostlinami vyhodnocenými obrazovou analýzou jako plodiny. Ilustrační video je k dispozici na https: //farming-revolution.com/wordpress/.

- 2 CZ 309896 B6

Farmdroid. Plečka využívá jednu pohybující se plecí packu. Ilustrační video je k dispozici na https://farmdroid.dk/en/contact/, lépe na https://www.youtube.com/watch?v=JDl4hyYBWig.

Oliver Agro - Optyma. Plečka využívá pohyblivých plecích pacek, které se vyklápí mezi plodinami a zaklápí v místě plodiny. Ilustrační video je k dispozici na https://www.oliveragro.com/product/organic/optyma-eng/, lépe na https://www.youtube.com/watch?v=J5M4aFzSp78.

F. Poulsen Engineering ApS. Plečka Robovator s mechanickými nástroji využívá nože umístěné pod povrchem zeminy pohybující se čelisťově k sobě a od sebe, v závislosti na umístění rostliny. Navádění plečky je opět realizováno obrazovou analýzou. Ilustrační video je k dispozici na http://www.visionweeding.com/robovator-mechanical/.

Veda Farming Solutions. Plečka Remoweed využívá nože umístěné pod povrchem zeminy pohybující se čelisťově k sobě a od sebe. Podobně jako Robovator je Remoweed také složen z jednotlivých modulů, které jsou pevně uchyceny na nosné konstrukci a nedisponují vlastními kolečky. Navádění plečky je opět realizováno obrazovou analýzou. Ilustrační video je k dispozici na https://www.vedafarming.com/weeders-01-automatic.

Stav techniky přehledně shrnuje publikace FENNIMORE, Steven A., et al. Technology for automation of weed control in specialty crops. Weed Technology, 2016, 30.4: 823-837. Publikace popisuje současné možnosti automatického pletí i vize budoucího vývoje v oboru stáčející se k robotice a autonomnímu řízení plecích strojů.

Možnostmi softwarového vyhodnocování obrazu se zabývá publikace TILLETT, N. D., et al. Mechanical within-row weed control for transplanted crops using computer vision. Biosystems Engineering, 2008, 99.2: 171-178. Publikace poukazuje na nedostatky obrazové analýzy a pouhé rozeznávání zelených oblastí snímku - rostlina od hnědých - půda.

Je třeba zdůraznit, že obrazová analýza je limitujícím prvkem automatických pleček, jelikož celou zelenou oblast snímku vyhodnocuje jako plodinu, a tedy navádí plecí mechanismy tak, aby se zeleným oblastem, zpravidla aproximovaným kruhem, vyhnuly. Ovšem zelené oblasti jsou listy, pod kterými nebo mezi kterými stále může růst plevel, který plečky naváděné obrazovou analýzou nejsou schopné zachytit. Navíc půdu pod listy v těsné blízkosti plodiny je stále potřeba prokypřit. Právě plevel rostoucí blízko plodině plodinu nejvíc omezuje. To je jeden z důvodů, proč automatické plečky zatím nejsou masově rozšířeny a proč jsou v ekologickém konvenčním zemědělství stále využívány levné herbicidy namísto ještě levnějšího mechanického automatizovaného pletí.

Podstata vynálezu

Způsob vnitrořádkového pletí zemědělských plodin v jejich bezprostřední blízkosti, kdy se identifikuje správná plodina, přesně lokalizuje střed rostliny této zemědělské plodiny a prokypří se a vypleje zemina v těsné blízkosti rostliny i v jejím širším okolí v řádku. Jedinečné pro tento způsob pletí jsou dva parametry - dokonalá detekce středu plodiny a umístění plecích nožů pod povrchem terénu.

Umístěním nožů pod povrch terénu můžeme prokypřit i oblast zeminy pod listy rostliny, aniž bychom je poškodili, avšak musíme být zcela přesní v lokaci středu rostliny, abychom s prokypřováním nepoškodili nebo nevyryli i kořen. Lokace středu rostliny se provádí softwarem (SW), který vyhodnocuje snímky pořizované kamerou. Rychlost snímání je s výhodou 10 až 100 snímků za vteřinu. Rychlost posuvu plečky je s výhodou 0,5 až 2,5 m/s, kdy se provádí alespoň 5

- 3 CZ 309896 B6 snímků na jednu rozteč mezi dvěma rostlinami dané plodiny v jednom řádku, což pro rozteč 15 cm a rychlost 0,5 m/s vychází na cca 15 snímků za vteřinu.

Pletí a prokypření se provádí pomocí pohybující se plečky osazené plecími noži, která snímá prostor řádku s vysazenými či vysetými rostlinkami plodiny, detekuje středy těchto rostlinek, čímž lokalizuje detekované středy v prostoru řádku, po kterém se plečka pohybuje, a nepřímo lokalizuje kořen rostlinky pod zemí. Nože soustavně pod úrovní terénu prokypřují celý prostor řádku a v místě, kde byl lokalizován a detekován střed rostliny a tím pádem kořen, nože ustoupí, např. se rozevřou, a to za přesně definovaných podmínek, aby nože kořen rostliny nepoškodily či nevyryly rostlinu ze země i s kořenem, ale zároveň aby její bezprostřední okolí a celý řádek dobře prokypřily a vyplely.

Umístěním nožů pod povrch terénu a přesnou lokací středu rostliny plodiny je zajištěn přístup ke kořenu rostliny do jeho bezprostřední blízkosti, avšak bez poškození nadzemní části rostliny, tedy listů, jejichž průměr je nad zemí mnohem větší než průměr kořene pod zemí. Umístění nožů pod povrchem terénu je z toho důvodu, že z nadzemního prostoru se kvůli listové růžici rostliny není možné do těsné blízkosti kořene dostat. Nicméně lokace středů rostlin musí být zcela přesná a jistá, v opačném případě by po projetí plečky došlo ke znehodnocení celé výsadby a následně úrody.

Středem rostliny je místo, ze kterého vyrůstá z kořene stonek, tedy první viditelná nadzemní část rostliny. Počítá se i s variantou, že listová růžice během růstu uhne od vertikální osy kořene a část stonku leží na zemi. V takových případech je třeba detekovat místo, ze kterého vyrůstá z kořene stonek, nehledá se pouhá sbíhavost listů listové růžice. V takových případech nelze vycházet z předpokladu, že kořen dané rostliny vychází při pohledu shora ze středu její listové růžice. Pokud by se však rostlinka s takto pokrouceným stonkem vytáhla ze země a narovnala, střed rostliny bude ležet ve vertikální ose kořene. Proto účely vynálezu je toto místo nazýváno středem rostliny.

Plečka pro provádění tohoto způsobu obsahuje alespoň jeden plecí modul osazený dvěma plecími noži umístěnými během pletí pod úrovní terénu, kameru, která snímá povrch terénu před plecími noži ve směru pohybu plečky a počítač s vyhodnocovacím SW. Plečka se umístí na začátek řádku s vysazenou plodinou tak, aby kamera mohla zaznamenávat vysazenou plodinu, resp. za sebou jdoucí rostlinky s jejich vzájemnými rozestupy. Kamera kontinuálně snímá povrch terénu s rostlinami, SW detekuje středy těchto rostlin a následně je lokalizuje v prostoru, dle kterých se pak ovládají plecí nože.

SW disponuje schopností rozpoznat jednotlivé plodiny, kterou získal díky modelu strojového učení, který se identifikaci druhu plodiny natrénoval. Modelu byly předkládány snímky různých rostlin, tedy plodin a plevele vyrostlé vedle sebe a strojovým učením se postupně naučil kvalitně rozpoznat tu kterou plodinu od sebe i od plevele. Určování středu dané rostliny může probíhat dvěma způsoby. Buď rozpoznáním žádané plodiny a až poté určením jejího středu - Toto je plodina a toto je její střed. Nebo rozpoznáním plodiny i středu najednou - Toto je střed plodiny.

Rozpoznávání různých plodin od sebe však není základní vlastností vyhodnocovacího SW. SW může obsahovat přednastavené rozeznávání různých plodin, ze kterých si uživatel vybere před samotným pletím. Například SW má přednastavené rozpoznávání cukrové řepy, kukuřice a zelí. Tyto tři plodiny od sebe SW na jednom poli nerozezná, ale pokud uživatel před pletím nastaví, že se bude plít řepa, SW bude určovat pouze řepu, respektive její střed.

Takto vybavený SW identifikuje správnou plodinu, tedy nyní obdělávanou plodinu, u ní lokalizuje střed, respektive přímo střed obdělávané plodiny, a vše ostatní, tedy jak plevel, tak odlišné plodiny plecí nože vyplejí. Je-li např. nasetá cukrová řepa, ale minulou sezónu byla kukuřice, tak UI vyhodnotí nyní znovu občasně vzešlou kukuřici jako nežádoucí, jelikož má uchránit pouze cukrovou řepu a vypleje ji spolu s ostatním plevelem.

- 4 CZ 309896 B6

Způsob pletí je automatický a sestává z několika procesních fází - tzv. linií, které probíhají souběžně, ale s mírným časovým posunem.

V záznamové linii kamera kontinuálně pořizuje snímky rostlin na povrchu terénu.

V lokační linii SW na zaznamenaných snímcích detekuje a lokalizuje středy zemědělských plodin, čímž je lokalizuje v prostoru.

V kontaktní linii SW ovládá nože, které ustupují od lokalizovaného středu plodiny, respektive přerušují pletí v řádku okolo tohoto středu v momentě, kdy k němu nože dorazí.

V lokační nebo kontaktní linii dochází k odpočtu času nebo vzdálenosti od detekce středu plodiny kjejímu kontaktu s plecími noži vzhledem k rychlosti posuvu plečky. Střed je detekován v lokační linii a za několik set milisekund, v závislosti na vzdálenosti plecích nožů od snímané oblasti, kdy nože dorazí na místo středu plodiny dochází v kontaktní linii k přerušení pletí, resp. ustoupení nožů středu plodiny. Takto se proces stále opakuje a v jeden čas dochází k lokaci středu plodiny a zároveň k přerušení pletí okolo dříve detekované jiné plodiny. Snímky se pořizují rychlostí s výhodou 30 až 80 snímků za vteřinu.

Pro to, aby celý proces mohl probíhat automaticky, je třeba aby se SW orientoval v prostoru snímků a aby věděl, v jaké vzdálenosti jsou nože plečky od zorného, respektive lokačního, pole kamery. Celé zorné pole kamery je zaznamenáno snímkem.

Definici vzdálenosti lze provést buď virtuálně, zadáním alespoň jednoho délkového parametru do SW či jeho/jejich naprogramováním do SW během jeho výroby. S výhodou je provedena fyzická kalibrace pomocí etalonu. Ta se provede umístěním etalonu = kalibračního předmětu o známých rozměrech a definovaném tvaru do oblasti snímané kamerou plečky. Do SW se poté zadají rozměry kalibračního předmětu a výhodně i výška umístění kamery nad úrovní terénu, díky čemuž je SW schopný zpracovávat obraz z kamery, respektive sérii pořízených snímků, v perspektivě. Pokud je střed čočky kamery odkloněn od kolmice k terénu, kalibrací dochází také ke korekci prostorového zkreslení zorného pole kamery, respektive pořízeného snímku, čímž vzniká snímek bez zkreslení. Takto korigované zorné pole je použito pro další analýzu.

S výhodou lze rozměry a tvar kalibračního předmětu do SW zadat ručně, nebo je možné kalibraci zautomatizovat, a to například přednastavením definice kalibračního předmětu do SW například bílý list papíru se čtyřmi definovanými značkami. Jakmile je poté takový předmět umístěn do snímané oblasti kamery, kalibrace je spuštěna buď ručně nebo automaticky a SW předmět sám vyhodnotí a zkalibruje se.

Výška umístění kamery nad úrovní terénu může být změřena ručně a do SW zadána, nebo může výšku automaticky měřit čidlo a informace o výšce posílat přímo do SW, například kontinuálně během pletí, čímž je zajištěna maximální přesnost výpočtů SW.

Dalším vstupním parametrem SW je aktuální rychlost posuvu plečky. Rychlost posuvu plečky s výhodou zachycuje čidlo a informace posílá přímo do SW. V jiném výhodném provedení je rychlost posuvu plečky vyhodnocována SW po kalibraci přímo ze snímků pořízených kamerou během procesu pletí.

Lokační linie

Lokační pole

Dále je třeba pro SW vydefinovat virtuální lokační pole, tedy část zorného pole zaznamenaného na snímku, ve kterém bude během pletí SW detekovat a lokalizovat plodiny. Lokační pole se definuje jako výřez ze zorného pole kamery, přičemž lokační pole může být stejně velké, jako

- 5 CZ 309896 B6 zorné pole kamery. S výhodou je však lokační pole menší než zorné pole kamery, čímž se analýza středu zaměřuje na konkrétní rostlinu a jeho velikost je s výhodou dána rozestupem pletých plodin v řádku, tedy délka lokačního pole ve směru posuvu plečky je s výhodou menší, než rozestup plodin v řádku, respektive velikostí pletých plodin tak, aby lokační pole překrylo celou jednu pletou plodinu. Jakmile totiž plodiny dorostou do velikosti, kdy se jejich listy v jednom řádku vzájemně překrývají, není již třeba provádět vnitrořádkové pletí, jelikož plevelu se pod listy plodin již nedaří. Šířka lokačního pole je s výhodou stejná jako jeho délka nebo větší a lokační pole má výhodně tvar čtverce nebo obdélníku. Výhodně mají lokační a zorné pole společnou hranu, přičemž tato společná hrana je nejbližší hrana zorného pole od nožů.

Jakmile je definováno lokační pole, je potřeba do SW zadat definovatelnou vzdálenost plecích nožů od lokačního nebo zorného pole, s výhodou nejkratší vzdálenost. Tuto informaci spolu s aktuální rychlostí plečky SW využije k přesnému výpočtu nebo odpočtu času nebo vzdálenosti do kontaktu nožů s plodinou. Nebo ji SW využije k tvorbě mapy se zaznamenanými lokacemi detekovaných středů rostlin. SW je tak schopný dát včas pokyn k rozevření nožů, respektive k jejich ustoupení od osy řádku a tím pádem od plodiny.

Detekční pole

Jelikož je cílem plít co nejblíže plodinám a odstranit tak maximum plevele, je potřeba určit střed plodiny s vysokou přesností. Uvnitř lokačního pole je proto s výhodou definováno detekční pole, které určuje filtrační oblast mezi detekčním a lokačním polem. Tato filtrační oblast má za úkol odfiltrovat nejistě určené středy na snímcích, kde je plodina zachycena pouze částečně, blízko od okraje lokačního pole a není tedy dostatečně vidět sbíhavost listů ke středu plodiny. Pouze určené středy plodin lokalizované v detekčním poli jsou pak validovány jako správně určené a jsou dále vyhodnocovány a používány do výpočtů. Jelikož máme jistotu, že SW viděl centrální část plodiny celou, atak je střed určen správně. V případech, kdy je střed plodiny na snímku zachycen blízko od okraje lokačního pole se může stát, že střed plodiny bude určen nepřesně a v důsledku pak dojde k poškození dané rostlinky plecími noži. Detekční pole je proto vždy menší, než lokační pole a jeho velikost je s výhodou dána velikostí pletých plodin tak, že čím větší plodina je, tím vetší distanc mezi lokačním a detekčním polem je nutné vymezit, aby byla daná plodina na snímku zachycena celá, a tedy tím menší je nastaveno detekční pole. Nevejde-li se střed rostliny do detekčního pole, není validován (obr. 3B.2, 3B.3).

Výhodně je délka detekčního pole ve směru posuvu plečky a šířka detekčního pole vydefinována pro plodiny s kruhovým průmětem shora kryjícím celé listy plodiny menším než 8 cm na maximálně d - 2 cm, kde d je vzdálenost mezi jednotlivými plodinami v jednom řádku. Délka detekčního pole ve směru posuvu plečky a šířka detekčního pole je definována pro plodiny s kruhovým průmětem shora kryjícím celé listy plodiny větším než 8 cm na maximálně d 5 cm, kde dje vzdálenost mezi jednotlivými plodinami v jednom řádku.

Kontaktní linie

V kontaktní linii se definuje vymezená zóna v blízkém okolí detekovaných středů plodin, ve kterém se budou pohybovat nože při obkružování plodin, respektive při vyhýbání se detekovanému středu dané rostliny. SW vyhodnocuje čas a/nebo vzdálenost do kontaktu nožů s detekovanými středy plodin a při vstupu nožů do vymezených zón okolo plodin dá SW příkaz k dočasnému ustoupení nožů od osy řádku, případně k ustoupení nožů od osy řádku a při výstupu nožů z vymezených zón dá SW příkaz k opětovnému sestoupení nožů k ose řádku.

Dle odhadu průměru kořene aktuálně pleté plodiny je před samotným pletím přednastavena velikost vymezené zóny okolo jednotlivých rostlin pleté plodiny. V oblasti této vymezené zóny se pohybují plecí nože během pletí při obkružování jednotlivých rostlin. Velikost vymezené zóny je s výhodou v průběhu pletí aktualizována.

-6CZ 309896 B6

Vymezená zóna

Vymezená zóna, tedy oblast, ve které se pohybují plecí nože v těsné blízkosti pletých rostlin, je definována jako oblast mezi kružnicí a čtvercem. Kružnice, tedy vnitřní hranice vymezené zóny, má poloměr r a střed v lokalizovaném středu rostliny a ohraničuje ochrannou zónu okolo středu rostliny, do které nože nesmí vstoupit, aby rostlinu nepoškodily. Poloměr kružnice r je roven poloměru rK kořene pleté rostliny + 1 cm. Čtverec, tedy vnější hranice vymezené zóny, má délku strany 2r + 10 cm a střed také ve středu rostliny. Přesná trajektorie nožů v rámci vymezené zóny je závislá na druhu pleté plodiny a na rychlosti posuvu plečky. Pro plodiny s jedním centrálním kořenem typu cukrová řepa se plecí nože pohybují blíže rostlince, a tedy blíže hraničnímu vnitřnímu kruhu. Pro plodiny se širokou soustavou kořínků typu kukuřice se plecí nože pohybují dále od rostlinky, aby nepoškodily její široké kořeny, tedy blíže hraničnímu vnějšímu čtverci. V této vymezené zóně se musí pohybovat plecí nože, aby došlo k dostatečně těsnému prokypření půdy okolo plodiny a zároveň aby nedošlo k poškození plodiny. Při průchodů nožů touto oblastí vymezené zóny dá SW pokyn buď k dočasnému rozestoupení sevřených nožů, nebo dá SW pokyn k rozestoupení sevřených nožů při vstupu plecích nožů do této vymezené zóny a při vystoupení nožů z vymezené zóny zase k opětovnému sevření nožů. Vymezenou zónu popisuje obrázek 3C a pohyb nožů ve vymezené zóně popisují obrázky 4A a 4B a 4C.

Když je SW kalibrován a lokační, popřípadě detekční, pole jsou definována, je možné přistoupit k samotnému pletí. Pro jednoduchost bude s výhodou uveden příklad plečky, která je tvořena pouze jedním samostatně pojízdným plecím modulem podle obrázku 8 osazeným párem sevřených rozevíratelných nožů, které jsou během pletí situovány pod úrovní terénu. Oba nože mají čepel a rameno, přičemž skrze rameno jsou čepele ovládány pneumatickým válcem či válci, který způsobuje jejich sevření a rozevření. Výchozí pozice nožů je sevřená a nože se vzájemně dotýkají špičkami čepelí. Pneumatický válec či válce jsou napojeny na počítač a ovládány vyhodnocovacím SW. Plečka je dále osazena kamerou snímající povrch terénu před noži ve směru posuvu, čidlem rychlosti posuvu a výškovým čidlem. Plečka disponuje pohonem a kolečky.

Proces pletí

Kalibrovaná nebo délkově přednastavená plečka dle postupu výše je postavena na kraj pole s řádkově vysetou/vysázenou plodinou. Na kraji řádku je plečka zhruba vystředěna vzhledem k ose řádku a postavena tak, aby kamera snímala první rostlinky v řádku. Lokační pole je buď již přednastaveno, anebo se s výhodou nastavuje dle velikosti obdělávaných rostlin, respektive dle velikosti průměru jejich kruhového průmětu shora kryjící celé listy plodiny a dle rozestupu jednotlivých plodin v řádku. S výhodou je definováno nebo již přednastaveno detekční pole dle pravidel výše. Dle odhadovaného průměru kořínku obdělávaných plodin je přednastavena velikost vymezené zóny také dle pravidla výše. V případě tažné nebo polotažné plečky umístěné za traktorem, traktor s plečkou najede do pole a plečka se sama vystředí vzhledem k ose řádku po pár metrech dle lokalizovaných středů detekovaných plodin tvořících osu řádku.

Plečka je aktivována a pohon začíná plečku pohánět. Zároveň se s prvním pohybem plečky dostávají sevřené plecí nože pod úroveň terénu a kamera začíná snímat terén. Samotný proces pletí je virtuálně rozdělen do tří linií - záznamové, lokační a kontaktní.

V záznamové linii kamera zaznamenává povrch terénu a plodiny v řádku a snímky posílá do vyhodnocovacího SW.

V lokační linii vyhodnocovací SW z každého snímku z kamery, případně z přednastavené četnosti snímků, vytvoří výřez v podobě předem definovaného lokačního pole, který dále analyzuje. V lokačním poli SW hledá středy nastavených plodin pomocí modelu strojového učení, který je natrénovaný rozpoznávat středy konkrétní plodiny, např. cukrové řepy, kukuřice atd. Jakmile je střed plodiny detekován a lokalizován v rámci lokačního pole na snímku, je

- 7 CZ 309896 B6 určený střed validován překryvem s detekčním polem. Jakmile je střed plodiny lokalizován v detekčním poli, je pozice středu použita pro výpočet času nebo vzdálenosti zbývajícího do kontaktu plecích nožů s touto určenou plodinou, respektive s jejím středem.

V kontaktní linii využívá vyhodnocovací SW informace o aktuální rychlosti z rychlostního čidla plečky a o lokaci validovaných středů plodin z lokační linie pro výpočet času a/nebo vzdálenosti dané plodiny do kontaktu s plecími noži nebo pro tvorbu virtuální mapy s lokalizovanými středy jednotlivých rostlin. SW navádí plecí nože tak, aby se v okolí středů plodin nože pohybovaly ve vymezené zóně, aby došlo k co nejtěsnějšímu prokypření a zároveň nedošlo k poškození plodiny. Při vstupu plecích nožů do této vymezené zóny dá SW pokyn k rozestoupení sevřených nožů, při vystoupení nožů z vymezené zóny zase k opětovnému sevření nožů.

Všechny tyto linie jsou kaskádovitě provázané, ale časově posunuté. Nejprve je potřeba v záznamové linii pořídit Snímek, poté je Snímek v lokační linii vyhodnocen, přičemž v záznamové linii se pokračuje ve snímkování. V kontaktní linii jsou data ze Snímku použita pro stanovení času kontaktu nožů a plodiny ze Snímku a zajištění, aby během kontaktu byly plecí nože rozevřené.

Postup vyhodnocování snímků se opakuje, a určené pozice plodin jsou také využity pro vycentrování plečky vzhledem k ose řádku.

Pokud mají plodiny v jednom řádku rozestup větší, než jaká je nejkratší vzdálenost nožů od nejbližší hrany lokačního pole, je sled jednotlivých linií postupný:

V záznamové linii kamera zaznamená povrch terénu a plodiny v řádku a snímky posílá do vyhodnocovacího SW.

V lokační linii vyhodnocovací SW na snímcích určuje lokační pole a detekuje a lokalizuje v něm střed plodiny, který validuje překrytím určeného středu s detekčním polem.

V kontaktní linii vyhodnocovací SW využívá informace o lokaci validovaných středů plodin z lokační linie pro výpočet času a/nebo vzdálenosti dané plodiny do kontaktu s plecími noži a až po kontaktu plodiny s plecími noži se sled opakuje - záznamem dalšího snímku, detekcí a lokací dalšího středu plodiny a kontaktem plodiny s plecími noži.

Pokud mají plodiny v jednom řádku rozestup menší, než jaká je nejkratší vzdálenost nožů od nejbližší hrany lokačního pole, automatizace pletí probíhá ve více liniích zároveň, protože kamera na pohybující se plečce už snímá druhou plodinu v řádku a nože ještě nepřišly do kontaktu ani s první detekovanou plodinou.

V záznamové linii kamera zaznamená povrch terénu a plodiny v řádku a snímky posílá do vyhodnocovacího SW.

V lokační linii vyhodnocovací SW na snímcích určuje lokační pole a detekuje a lokalizuje v něm střed plodiny, který validuje překrytím určeného středu s detekčním polem.

V kontaktní linii vyhodnocovací SW využívá informace o lokaci validovaných středů plodin z lokační linie pro výpočet času a/nebo vzdálenosti dané plodiny do kontaktu s plecími noži. Tuto informaci SW drží a odpočítává čas a/nebo vzdálenost do kontaktu nožů s plodinou vzhledem k aktuální rychlosti posuvu plečky, přičemž paralelně s tímto odpočítáváním už SW lokalizuje další plodinu v řadě v lokační linii.

Postup vyhodnocování ukazují obrázky 10A a 10B, 11A a 11B. Obrázek 10A a 10B ukazuje variantu, kdy je střed plodin detekován okamžitě po pořízení snímku, tedy v čase expozice. Pak

- 8 CZ 309896 B6 je záznamová a lokační linie spojená. Obrázek 11A a 11B ukazuje variantu, kdy je vyhodnocení snímku zpožděno za jeho pořízením, tedy záznamová a lokační linie jsou časově odděleny.

Celý výše popsaný proces automatického pletí může být zobecněn, a to tak, že:

Způsob vnitrořádkového pletí zemědělských plodin pomocí pohybující se plečky opatřené snímáním prostoru pletí kamerou, softwarem vybaveným rozpoznáváním obdělávaných plodin vedle jiných plodin nebo plevele, dále opatřené noži, situovanými v prostoru nebo za prostorem snímaným kamerou ve směru posuvu plečky, které jsou situovány pod úrovní terénu a jsou ustoupení schopné od osy řádku a prokypřují celý řádek až do bezprostřední blízkosti plodin, se vyznačuje tím, že do zorného pole kamery se v alespoň dvou různých výškách nasnímá etalon, čímž se kalibruje prostorové zkreslení zorného pole kamery, v zorném poli se vydefinuje lokační pole, přičemž lokační pole je menší nebo rovno velikosti zorného pole, kdy alespoň jedna vzdálenost alespoň jednoho bodu alespoň jednoho z polí od nožů se zadá do vyhodnocovacího softwaru, plečka se uvede do pohybu a pohybuje se rovnoběžně s osou řádku, v záznamové linii kamera v intervalech pořizuje snímky zorného pole, které se ukládají do vyhodnocovacího softwaru, v lokační linii vyhodnocovací software, který obsahuje model strojového učení natrénovaný pro rozpoznávání středů obdělávaných zemědělských plodin, analyzuje lokační pole, ve kterých detekuje a lokalizuje středy obdělávaných zemědělských plodin, pomocí modelu strojového učení, a detekované a lokalizované středy zaznamená, v kontaktní linii se okolo zaznamenaných lokalizovaných středů definuje vymezená zóna mezi kružnicí o poloměru se středem v detekovaném středu plodiny a čtvercem se středem v detekovaném středu plodiny, přičemž poloměr kružnice je roven poloměru kořene obdělávané plodiny + 1 cm a čtverec má délku strany 2r +10 cm, a při vstupu okrajů nožů, které jsou nejblíže lokalizovanému středu plodiny, do vymezených zón okolo lokalizovaných středů vyhodnocovací software dá příkaz k dočasnému ustoupení nožů okolo lokalizovaných středů plodin nebo při vstupu nožů do vymezených zón vyhodnocovací software dá příkaz k ustoupení okolo lokalizovaných středů plodin a při výstupu nožů z vymezených zón dá příkaz k sevření nožů.

S výhodou se výška středu čočky kamery nad úrovní terénu zadá do vyhodnocovacího softwaru. Výhodně se zadá jakákoli definovatelná výška, respektive vzdálenost definovaného prvku od terénu.

S výhodou je kalibrační předmět plochý, má zanedbatelnou výšku a obsahuje obrazce nebo značky. Výhodně je použit kalibrační obrazec na papíře či na desce.

S výhodou se zorné pole vydefinuje do tvaru obdélníku nebo čtverce.

S výhodou se lokační pole vydefinuje ve stejné velikosti jako velikost zorného pole a zorné pole a lokační pole se překrývají.

S výhodou se lokační pole vydefinuje menší než zorné pole.

S výhodou se lokační pole vydefinuje do tvaru obdélníku nebo čtverce.

S výhodou se lokační pole a zorné pole vydefinují s alespoň jednou shodnou hranou, přičemž shodná hrana je nejbližší hrana zorného pole od nožů.

S výhodou se délka lokačního pole ve směru posuvu plečky vydefinuje stejná nebo kratší, než je rozteč mezi jednotlivými plodinami v jednom řádku.

S výhodou se vymezená zóna definuje mezi kružnicí o poloměru (r) se středem v detekovaném středu (2) plodiny (1) a čtvercem se středem v detekovaném středu (2) plodiny (1), přičemž poloměr kružnice (r) je roven poloměru (rK) kořene obdělávané plodiny (1) + 1 cm a čtverec má délku strany 2r + 4 cm.

- 9 CZ 309896 B6

S výhodou se uvnitř lokačního pole vydefinuje detekční pole, které je menší než lokační pole.

S výhodou se střed plodiny lokalizovaný v lokačním poli validuje překrytím s detekčním polem.

S výhodou se délka detekčního pole ve směru posuvu plečky a šířka detekčního pole vydefinuje pro plodiny s kruhovým průmětem shora kryjícím celé listy plodiny menším než 8 cm na maximálně d - 2 cm, kde d je rozteč mezi jednotlivými plodinami v jednom řádku.

S výhodou se délka detekčního pole ve směru posuvu plečky a šířka detekčního pole vydefinuje pro plodiny s kruhovým průmětem shora kryjícím celé listy plodiny menším než 8 cm na maximálně 13 cm.

S výhodou se délka detekčního pole ve směru posuvu plečky a šířka detekčního pole vydefinuje pro plodiny s kruhovým průmětem shora kryjícím celé listy plodiny větším než 8 cm na maximálně d - 5 cm, kde d je rozteč mezi jednotlivými plodinami v jednom řádku.

S výhodou se délka detekčního pole ve směru posuvu plečky a šířka detekčního pole vydefinuje pro plodiny s kruhovým průmětem shora kryjícím celé listy plodiny větším než 8 cm na maximálně 10 cm.

S výhodou je pravidelný interval pořizování snímků zorného pole 10 až 100 snímků za vteřinu.

Střed plodiny je s výhodou místo, ze kterého vyrůstá z kořene stonek.

Kromě jednoduchého jednomodulového modelu plečky, který byl použit pro vysvětlení způsobu pletí výše, lze pro popsaný způsob pletí použít i plečku vícemodulovou. V takovém případě je výhodné, aby každý plecí modul měl vlastní kameru a vlastní počítač s vyhodnocovacím SW. V jiném výhodném provedení disponuje vícemodulová plečka pouze jednou kamerou, které snímá pěstební povrch, řádky, před všemi moduly najednou, případně více kamer, které snímají více řádků najednou. Stejně tak počítač s vyhodnocovacím SW může být pouze jeden pro více plecích modulů.

Plečka, nebo jednotlivé plecí moduly, mohou být osazeny pohonem a kolečky a pohybovat se samostatně, nebo mohou být vlečné či polovlečné za traktorem či jiným zemědělským strojem, který jim dává hybnost. Vlečné moduly neobsahují nosná kolečka, polovlečné modely obsahují nosná kolečka. Oba moduly mohou obsahovat terénní kolečka pro sledování výšky plečky nad terénem a zajištění pozice plecích nožů pod terénem. Vlečné moduly jsou výhodně k vlečnému zařízení upevněny pevně ve směru posuvu a pohyblivě kolmo na směr posuvu, tedy do stran, aby mohlo docházet ke korekci trajektorie jednotlivých modulů a jejich vystředění, respektive vystředěné jejich nožů vůči ose řádku.

Součástí plecího modulu jsou plecí nože, kdy každý modul disponuje alespoň dvěma plecími noži. V případě, že jsou plecí nože umístěny na modulu v páru, jak tomu bylo v případě jednoduchého modelu plečky výše, jsou nože v páru vystředěny vzhledem k ose řádku, přičemž mezi špičkami čepelí, nebo mezi okraji nožů obecně, je maximálně 1 cm mezera. Výhodněji jsou špičky nožů v kontaktu nebo je mezi nimi mezera maximálně 0,5 cm, aby došlo k dokonalému prokypření půdy. Šířka mezery závisí také na plecí rychlosti dané plečky. Pokud bude plečka určena pro pletí ve vysokých rychlostech, je možné mezeru zvětšit. Závislost velikosti mezery na rychlosti pletí je spojitá a lze ji popsat tak, že při rychlosti 0,5 m/s může být mezera maximálně 1 cm, při rychlosti 1 m/s může být mezera maximálně 2 cm, při rychlosti 2,5 m/s může být mezera maximálně 5 cm. Tato závislost je daná kinetickou energií, kterou předávají čepele nožů půdě a která vedle mechanického prokypření půdy noži přispívá k prokypření půdy. Závislost je samozřejmě dána také vlastnostmi kypřené půdy a tvarem čepelí nožů.

- 10 CZ 309896 B6

Ta samá pravidla pro vzdálenost špiček čepelí nožů platí i pro případy, kdy nože nejsou umístěny v páru proti sobě, ale jsou umístěny za sebou, případně nad sebou. Pokud jsou ovšem nože umístěny nad sebou nebo pod sebou, je výhodné, aby se nože alespoň částečně překrývaly, a to: při umístění nad sebou při průmětu shora a při umístění za sebou při průmětu z předu či zezadu.

Svou roli v kvalitě prokypření půdy a pletí hraje také tvar čepelí plecích nožů. Čepele mohou být různě tlusté i různě tvarované. Nemusí se ani jednat o typický tvar čepelí, ale například o plecí kopyto. Šířka sestoupených nožů je s výhodou stejná nebo větší než šířka řádku. Pokud je stejná, dochází k pletí v bezprostřední blízkosti plodin i celého řádku. Pokud je větší, dochází k pletí v bezprostřední blízkosti plodin, celého řádku i meziřádku. Mohou existovat i případy, kdy je šířka sestoupených nožů menší než šířka řádku - pak dochází k pletí v bezprostřední blízkosti plodin, což je nejkritičtější a nejdůležitější část pletí. Zbylou oblast řádku pak mohou doplít neinteligentní plečky za stavu techniky.

Nože jsou napojeny na ramena a jsou ustoupení schopné od osy řádku pomocí rozvíracího a svíracího mechanismu, s výhodou kloubu nebo pístu. Pohyb nožů je poháněn pohonem, která je s výhodou hydraulický, elektrický nebo pneumatický.

Obecně lze plečku pro provádění způsobu popsat následovně:

Pohybující se plečka opatřená noži, které jsou situovány pod úrovní terénu a jsou ustoupení schopné od osy řádku a prokypřují celý řádek až do bezprostřední blízkosti plodin, dále opatřené snímáním prostoru pletí kamerou pro pletí podle způsobu podle tohoto vynálezu, se vyznačuje tím, že obsahuje alespoň jednu kameru snímající prostor pletí, alespoň jeden plecí modul opatřený alespoň dvěma noži, situovanými v prostoru nebo za prostorem snímaným kamerou ve směru posuvu plečky, a alespoň jeden počítač s vyhodnocovacím softwarem, který disponuje modelem strojového učení naučeným bodově rozpoznávat středy obdělávaných plodin.

S výhodou plečka disponuje alespoň jedním terénním kolečkem dosedajícím na úroveň terénu.

S výhodou je plecí modul opatřený alespoň jedním párem rozevíratelných nožů, situovaných během provozu plečky pod úrovní terénu, přičemž vzdálenost nožů od horizontální roviny procházející středem čočky kamery je h + 0,5 cm až h +10 cm, kde h je výška středu čočky kamery od úrovně terénu. Nebo je vzdálenost nožů od horizontální roviny protínající spodní hranu terénního kolečka 0,5 až 10 cm. V jiném výhodném provedení plečka disponuje alespoň dvěma kolečky, která částečně nesou polovlečnou plečku. Pak je vzdálenost nožů od horizontální roviny protínající spodní hranu nosných koleček 0,5 až 10 cm.

S výhodou je pár nožů vystředěn vzhledem k ose řádku, čepele nožů jsou umístěny pod úrovní terénu a nejkratší vzájemná vzdálenost nožů v páru je 0 až 1 cm.

S výhodou je plecí modul opatřený alespoň dvěma noži, situovanými během provozu plečky pod úrovní terénu, přičemž nože zasahují do blízkosti alespoň 0,5 cm od osy řádku.

S výhodou oba nože přesahují osu řádku a jsou umístěny za sebou nebo pod sebou.

S výhodou jsou nože ustoupení schopné od osy řádku pomocí kloubu nebo pístu a jsou poháněné pohonem.

S výhodou je pohon hydraulický, elektrický a/nebo pneumatický.

S výhodou jsou nože motykového nebo radlicového nebo hrabičkového nebo prstového typu.

- 11 CZ 309896 B6

Objasnění výkresů

Obr. 1A:	Vypletý řádek podle stavu techniky, mezi plodinami v řádku zůstává neprokypřený pás půdy.
Obr. 1B:	Vypletý řádek podle stavu techniky, mezi plodinami v řádku zůstává neprokypřený pás půdy, nákres.
Obr. 2A:	Vypletý řádek podle způsobu pletí podle tohoto vynálezu, půda je prokypřená i meziplodinami v řádku.
Obr. 2B:	Vypletý řádek podle způsobu podle tohoto vynálezu, půda je prokypřená i mezi plodinami v řádku, nákres.
Obr. 3A:	Nákres situace během pletí, vymezení pojmů, řádek.
Obr. 3B.1:	Nákres situace během pletí, vymezení pojmů, zorné a lokační pole, osa řádku.
Obr. 3B.2:	Nákres situace během pletí, vymezení pojmů, zorné a lokační pole, detekční pole pro malé rostlinky do průmětu 8 cm, lokalizovaný střed rostlinky je překryt s detekčním polem, a tedy je validován.
Obr. 3B.3:	Nákres situace během pletí, vymezení pojmů, zorné a lokační pole, detekční pole pro malé rostlinky do průmětu 8 cm, ani jeden lokalizovaný střed rostlinek není překryt s detekčním polem, a tedy není validován a není použit pro výpočet zbývajícího času anebo vzdálenosti do kontaktu plecích nožů s rostlinkou.
Obr. 3B.4:	Nákres situace během pletí, vymezení pojmů, zorné a lokační pole, detekční pole pro velké rostliny s průmětem větším než 8 cm.
Obr. 3C:	Nákres situace během pletí, vymezení pojmů, vymezená zóna.
Obr. 4A:	Nákres situace během pletí, pohyb nožů ve vymezené zóně.
Obr. 4B:	Nákres situace během pletí, pohyb nožů ve vymezené zóně, sekvence.
Obr. 4C.1:	Nákres situace během pletí, výhodné tvary pohybu nožů ve vymezené zóně, případ s mezerou mezi špičkami sestoupených nožů, pohyb po obvodu čtverce.
Obr. 4C.2:	Nákres situace během pletí, výhodné tvary pohybu nožů ve vymezené zóně, případ s mezerou mezi špičkami sestoupených nožů, pohyb po kružnici.
Obr. 4C.3:	Nákres situace během pletí, výhodné tvary pohybu nožů ve vymezené zóně, případ s mezerou mezi špičkami sestoupených nožů, pohyb po obvodu kosodélníku.
Obr. 4C.4:	Nákres situace během pletí, výhodné tvary pohybu nožů ve vymezené zóně, případ s mezerou mezi špičkami sestoupených nožů, pohyb po obvodu čtverce, jeden nůž je umístěn před druhým, tedy druhý nůž je zpožděn.
Obr. 4C.5:	Nákres situace během pletí, výhodné tvary pohybu nožů ve vymezené zóně, případ bez mezery mezi špičkami sestoupených nožů, pohyb po obvodu čtverce.
Obr. 4C.6:	Nákres situace během pletí, výhodné tvary pohybu nožů ve vymezené zóně, případ bez mezery mezi špičkami sestoupených nožů, pohyb po kružnici.

- 12 CZ 309896 B6

	Obr. 4C.7:	Nákres situace během pletí, výhodné tvary pohybu nožů ve vymezené zóně, případ bez mezery mezi špičkami sestoupených nožů, pohyb po obvodu kosodélníku.
5	Obr. 4C.8:	Nákres situace během pletí, výhodné tvary pohybu nožů ve vymezené zóně, případ bez mezery mezi špičkami sestoupených nožů, pohyb po obvodu čtverce, jeden nůž je umístěn před druhým, tedy druhý nůž je zpožděn.
10	Obr. 5A:	Plečka pro provádění způsobu pletí podle tohoto vynálezu, jednomodulová se čtyřmi koly a vlastním pohonem, kamera umístěná kolmo k pěstebnímu povrchu, nože umístěny v páru v zorném poli kamery, pohled zpředu zboku.
15	Obr. 5B:	Plečka pro provádění způsobu pletí podle tohoto vynálezu, jednomodulová se čtyřmi koly a vlastním pohonem, kamera umístěná kolmo k pěstebnímu povrchu, nože umístěny v páru v zorném poli kamery, pohled shora.
	Obr. 5C:	Plečka pro provádění způsobu pletí podle tohoto vynálezu, složená ze tří modulů z obr. 5A, pohled zpředu zboku .
20	Obr. 6A:	Plečka pro provádění způsobu pletí podle tohoto vynálezu, jednomodulová s dvěma koly, vlečná, bez vlastního pohonu, kamera umístěná kolmo k pěstebnímu povrchu, nože umístěny v páru v zorném poli kamery, pohled zezadu zboku.
25	Obr. 6B:	Plečka pro provádění způsobu pletí podle tohoto vynálezu, jednomodulová s dvěma koly, vlečná, bez vlastního pohonu, kamera umístěná kolmo k pěstebnímu povrchu, nože umístěny v páru v zorném poli kamery, pohled zboku.
	Obr. 6C:	Plečka pro provádění způsobu pletí podle tohoto vynálezu, složená ze šesti modulů z obr. 6A, pohled zboku.
30	Obr. 6C:	Plečka pro provádění způsobu pletí podle tohoto vynálezu, složená ze šesti modulů z obr. 6A, pohled zpředu na plecí moduly, za traktorem.
35	Obr. 7A:	Plečka pro provádění způsobu pletí podle tohoto vynálezu, jednomodulová bez kol, vlečná, bez vlastního pohonu, kamera směřuje dopředu před plečku, šikmo k pěstebnímu povrchu, nože umístěny v páru za zorným polem kamery, pohled z boku.
40	Obr. 7B:	Plečka pro provádění způsobu pletí podle tohoto vynálezu, jednomodulová bez kol, vlečná, bez vlastního pohonu, kamera směřuje dopředu před plečku, šikmo k pěstebnímu povrchu, nože umístěny v páru za zorným polem kamery, pohled shora s plodinou v zorném poli kamery.
45	Obr. 7C:	Plečka pro provádění způsobu pletí podle tohoto vynálezu, jednomodulová bez kol, vlečná, bez vlastního pohonu, kamera směřuje dopředu před plečku, šikmo k pěstebnímu povrchu, sevřené nože umístěny v páru za zorným polem kamery, pohled zboku zezadu s plodinou v zorném poli kamery.
50	Obr. 7D:	Plečka pro provádění způsobu pletí podle tohoto vynálezu, jednomodulová bez kol, vlečná, bez vlastního pohonu, kamera směřuje dopředu před plečku, šikmo k pěstebnímu povrchu, rozevřené nože umístěny v páru za zorným polem kamery obkružují plodinu ve vymezené zóně, pohled zboku zezadu s plodinou v zorném poli kamery.
55	Obr. 7E:	Plečka pro provádění způsobu pletí podle tohoto vynálezu, složená ze čtyř modulů z obr. 7A, pohled zpředu zboku na plecí moduly.

- 13 CZ 309896 B6

Obr. 8:	Jednomodulová plečka pro provádění způsobu pletí podle tohoto vynálezu, podle příkladu 1, pohled zpředu zboku.
5	Obr. 9A.1:	Dva plecí nože umístěny v páru bez mezery mezi špičkami nožů, pohled z roviny čepelí.
10	Obr. 9A.2:	Dva plecí nože umístěny v páru s mezerou mezi špičkami nožů, pohled z roviny čepelí.
	Obr. 9A.3:	Dva plecí nože umístěny v páru nad sebou, bez mezery mezi špičkami nožů, pohled z roviny čepelí.
15	Obr. 9A.4:	Dva plecí nože umístěny v páru nad sebou, s mezerou mezi špičkami nožů, pohled z roviny čepelí.
	Obr. 9A.5:	Dva plecí nože umístěny v páru nad sebou, s horizontálním překrytím špiček nožů, pohled z roviny čepelí.
20	Obr. 9A.6:	Dva plecí nože umístěny v páru za sebou, bez mezery mezi špičkami nožů, perspektivní pohled s vyznačenou osou řádku.
25	Obr. 9A.7:	Dva plecí nože umístěny v páru za sebou, s mezerou mezi špičkami nožů, perspektivní pohled s vyznačenou osou řádku.
	Obr. 9A.8:	Dva plecí nože umístěny v páru za sebou, s horizontálním překrytím špiček nožů, perspektivní pohled s vyznačenou osou řádku.
30	Obr. 9B:	Vymezení pojmů, kruhový průmět shora kryjící celé listy plodiny.
	Obr. 10A:	Nákres situace během pletí pro obrázek 9B.
	Obr. 10B:	Souhrn situace během pletí podle příkladů 1 a 2.
35	Obr. 11A:	Nákres situace během pletí pro obrázek 10B.
	Obr. 11B:	Souhrn situace během pletí podle příkladů 1 a 2.
40	Obr. 12A:	Snímek zorného pole pořízený kamerou umístěnou na plečce pro provádění způsobu podle tohoto vynálezu, plodinou je cukrová řepa.
	Obr. 12B:	Snímek zorného pole pořízený kamerou umístěnou na plečce pro provádění způsobu podle tohoto vynálezu, plodinou je cukrová řepa.
45	Obr. 12C:	Snímek zorného pole pořízený kamerou umístěnou na plečce pro provádění způsobu podle tohoto vynálezu, plodinou je cukrová řepa.
50	Obr. 12D:	Snímek zorného pole pořízený kamerou umístěnou na plečce pro provádění způsobu podle tohoto vynálezu, plodinou je cukrová řepa.
	Obr. 12E:	Snímek zorného pole pořízený kamerou umístěnou na plečce pro provádění způsobu podle tohoto vynálezu, plodinou je cukrová řepa.
55	Obr. 13A:	Fotografie průběhu pletí plečky podle obr. 5A, sevřené nože mezi plodinami v řádku.

- 14 CZ 309896 B6

Obr. 13B: Fotografie průběhu pletí plečky podle obr. 5A, rozevírající se nože okolo plodiny v řádku.

Obr. 13C: Fotografie průběhu pletí plečky podle obr. 5A, rozevřené nože okolo plodiny v řádku.

Obr. 13D: Fotografie průběhu pletí plečky podle obr. 5A, svírající se nože mezi plodinami v řádku.

Příklady uskutečnění vynálezu

Příklad 1

Jednomodulová plečka na kolečkách s vlastním pohonem, kamera směřuje před plečku, nože jsou umístěny za zorným polem kamery ve směru posuvu plečky - robůtek, zorné pole 30 x 30 cm, lokační pole 15 x 15 cm, detekční pole 13 x 13 cm.

Plečka 3 je tvořena jedním samostatně pojízdným plecím modulem 4 podle obrázku 8 osazeným párem sevřených rozevíratelných nožů 7, které jsou během pletí situovány pod úrovní terénu. Oba nože 7 mají čepel a rameno, přičemž skrze ramena jsou čepele ovládány pneumatickým válcem, který způsobuje jejich sevření a rozevření. Výchozí pozice nožů 7 je sevřená a nože se vzájemně dotýkají špičkami čepelí. Pneumatický válec je napojen na počítač 5 s vyhodnocovacím SW 6 a ovládán vyhodnocovacím SW 6. Plečka 3 je dále osazena kamerou 8 snímající povrch terénu před noži 7 ve směru posuvu plečky 3, přičemž kamera 8 je nakloněna směrem dopředu před plečku 3 pod úhlem 25,5°. Plečka 3 je dále vybavena výškovým čidlem. Plečka 3 disponuje vlastním pohonem a čtyřmi kolečky.

Plečka 3 je před použitím kalibrována následujícím způsobem:

Kalibrace se provede na rovině položením kalibračního předmětu, kterým je list papíru o rozměrech 30 x 30 cm o zanedbatelné výšce na zem, tedy v úrovni terénu, do oblasti snímané kamerou 8 plečky 3. Do SW 6 se poté zadají rozměry listu papíru a výška h středu čočky kamery 8 nad úrovní terénu v době kalibrace. Díky tomu je SW 6 schopný zpracovávat obraz z kamery 8, respektive sérii pořízených snímků, v reálných rozměrech. Vzhledem k tomu, že kamera 8 nemíří kolmo k zemi, ale je nakloněna směrem dopředu před plečku 3, dochází kalibrací také ke korekci prostorového zkreslení obrazu. Výsledkem kalibrace je nezkreslený snímek zorného pole tvaru čtverce o rozměrech 30 x 30 cm, kdy nejkratší vzdálenost zorného pole 9 od nožů 7, vzniklá pomyslným vztyčením kolmice od hrany zorného pole 9 k nožům 7, je 30 cm.

Dále je pro SW 6 vydefinováno virtuální lokační pole 10, ve kterém bude během pletí SW 6 detekovat a lokalizovat plodiny 1. Lokační pole 10 se definuje jako výřez ze zorného pole 9 kamery 8, přičemž lokační pole 10 je definováno ve tvaru čtverce o velikosti 15 x 15 cm, vystředěno vzhledem k podélné ose zorného pole 9 ve směru posuvu plečky 3 a odsazeno od hrany zorného pole 9, která je nejbližší nožům 7, o 5 cm. Poté je do SW 6 zadána nejkratší vzdálenost lokačního pole 10 od nožů 7, vzniklá pomyslným vztyčením kolmice od hrany lokačního pole 10 k nožům 7, která je 35 cm. Pozice lokačního pole 10 v rámci zorného pole 9 je pevně daná, a tak i vzdálenost hrany lokačního pole 10 od nožů 7 je pevně daná a neměnná během pletí. Poté je uvnitř lokačního pole 10 definováno detekční pole 14. Vzhledem k tomu, že se bude plít pole s maličkými asi 3týdenními rostlinkami cukrové řepy, kdy jednotlivé rostlinky mají kruhový průmět shora kryjící celé listy rostliny v průměru 7 cm, bylo detekční pole 14 nastaveno na čtverec o velikosti 13 x 13 cm. Detekční pole 14 bylo vystředěno v lokačním poli 10.

- 15 CZ 309896 B6

Také byla definována vymezená zóna 12 okolo rostlinek, která je z vnější strany ohraničená čtvercem o délce strany 2r + 4 cm a z vnitřní strany je ohraničená kružnicí o poloměru r. Vymezená zóna 12 je přednastavena vzhledem k odhadovanému průměru kořenů obdělávaných rostlin 0,3 cm na r = 0,15 cm + 1 cm.

Takto kalibrovaná a nastavená plečka 3 je postavena na kraj pole osetého cukrovou řepou, na kraji řádku je zhruba vystředěna vzhledem k ose řádku o a postavena tak, aby kamera 8 snímala hned první rostlinku v řádku. Rostlinky cukrové řepy jsou naseté v řádcích s rozestupem 15 cm a s rozestupem řádků 45 cm. Mezi rostlinkami řepy roste plevel, který rostlinky utlačuje a odebírá jim vláhu i živiny, který bude následně vyplet.

Plečka 3 je tedy aktivována a pohon začíná plečku 3 pohánět. Zároveň se s prvním pohybem plečky 3 dostávají sevřené plecí nože 7 pod úroveň terénu a v záznamové linii kamera 8 začíná snímat terén rychlostí 60 snímků za vteřinu. Snímky z kamery 8 se nahrávají do SW 6, přičemž v lokační linii SW 6 z každého snímku zorného pole 9 kamery 8 vytvoří výřez v podobě definovaného lokačního pole 10. který dále analyzuje, kdy v lokačním poli 10 SW 6 hledá středy 2 rostlin pomocí modelu strojového učení, který je natrénovaný na rozpoznávání středů plodin. Jakmile je střed 2 plodiny detekován a lokalizován v rámci lokačního pole 10 na snímku, je určený střed 2 validován překryvem s detekčním polem 14. Jakmile určený střed 2 rostliny je lokalizován v detekčním poli 14, je střed 2 považován za validovaný a jeho pozice je použita v kontaktní linii pro výpočet času nebo vzdálenosti zbývající do kontaktu plecích nožů 7 s touto určenou rostlinkou, respektive s jejím středem 2, přičemž čas a/nebo vzdálenost do kontaktu se odpočítává. V tomto konkrétním případě SW 6 dopočítává čas zbývající do kontaktu nožů 7 s rostlinkou v závislosti na aktuální rychlosti posuvu plečky 3 podle vzorce:

s í/v + lp kde t je čas; 5 je dráha; v je aktuální rychlost, K jc vzdálenost nožů 7 od ^kontakt ~ ~~~ ~

V V irany lokačního pole 10. konstantní pro dané pletí (35 cm); jpjc vzdálenost hrany lokačního pole 10 a středu 2 plodiny. Aktuální rychlost plečky vyhodnocuje SW 6 z posunu za sebou jdoucích snímků zorného pole 9 kamery 8.

SW 6 navádí plecí nože 7 tak, aby se v okolí středů 2 plodin nože 7 pohybovaly ve vymezené zóně 12, aby došlo k co nejtěsnějšímu prokypření a zároveň nedošlo k poškození rostlinky. Při vstupu plecích nožů 7 do této vymezené zóny 12 dá SW 6 pokyn k rozestoupení sevřených nožů 7, při vystoupení nožů 7 z vymezené zóny 12 zase k opětovnému sevření nožů 7. Nože se ve vymezené zóně 12 pohybují po obvodu kosodélníku.

Všechny tyto linie jsou kaskádovitě provázané, ale časově posunuté. Časové posunutí je rovno poměru vzdálenosti 5 detekovaného středu 2 plodiny a aktuální rychlosti v, tedy t = l/v. Kaskáda linií je následující: Nejprve je v záznamové linii potřeba pořídit Snímek, poté je Snímek v lokační linii vyhodnocen, přičemž v záznamové linii se pokračuje ve snímkování. V kontaktní linii jsou data ze Snímku použita pro stanovení času kontaktu nožů 7 a rostlinky ze Snímku a zajištění, aby během kontaktu byly plecí nože 7 rozevřené.

Postup vyhodnocování snímků se opakuje, a určené pozice rostlinek jsou také využity pro vycentrování plečky 3 vzhledem k ose řádku o.

Postup vyhodnocování a nastavení provázanosti linií je v tomto případě dvojí. Buď se nastaví postup A, kdy SW 6 analyzuje snímek okamžitě po jeho pořízení, tedy záznamová a lokační linie jsou časově spojeny, a odpočítávání do kontaktu nožů 7 a plodiny je započato při posledním detekovaném, lokalizovaném a validovaném určení středu 2 plodiny L Takové nastavení ukazuje obrázek 10A a 10B. Obrázek ukazuje vybrané snímky pořízené po 50 ms. Vzhledem k tomu, že v tomto konkrétním příkladu bylo použito detekčního pole 14 pro validaci dobře určených středů 2 plodin budou vyřazeny snímky 3 a 9, protože na těchto snímcích jsou středy 2 plodin 1

-16 CZ 309896 B6 detekovány v úplném kraji lokačního pole 10 15 x 15 cm ale mimo validační detekční pole 14 13 x 13 cm vystředěné vzhledem k lokačnímu poli 10 (neukázáno). Poslední validovaný střed 2 první plodiny 1 je na snímku 2 a v tu chvíli SW 6 začíná odpočítávat 750 ms do kontaktu první plodiny 1 s noži 7 a dle definované vymezené zóny 12 navádí nože 7 okolo první plodiny 1. Poslední validovaný střed 2 druhé plodiny 1 je na snímku 8 a v tu chvíli SW 6 začíná odpočítávat 750 ms do kontaktu druhé plodiny 1 s noži 7 a dle definované vymezené zóny 12 navádí nože 7 okolo druhé plodiny 1.

Nebo se nastaví postup B, kdy SW 6 analyzuje snímek s časovým zpožděním po jeho pořízení, tedy záznamová a lokační linie jsou časově odděleny. Nejprve dojde k pořízení a uložení snímku, a až po předem nastaveném zpoždění SW 6 tento pořízený a uložený snímek analyzuje, přičemž SW 6 ví, kdy přesně byl snímek pořízen, s jakým zpožděním ho analyzuje a s těmito hodnotami počítá při dopočtu času do kontaktu plodiny 1 s plecími noži 7. Takové nastavení ukazuje obrázek 11A a 11B. I v tomto případě jsou vyřazeny snímky 3 a 9 kvůli lokalizaci středů 2 plodin 1 mimo detekční pole 14.

Příklad 2

Čtyřmodulová plečka tažná, kamera směřuje před plečku, nože jsou umístěny za zorným polem kamery ve směru posuvu plečky, zorné pole 20 x 30 cm, lokační pole 20 x 30 cm, bez detekčního pole

Plečka 3 je tvořena čtyřmi plecími moduly 4 bez koleček a bez vlastního pohonu podle obrázku 7E. Podle příkladu 1 byla plečka 3 kalibrována na zorné pole 9 o rozměru 20 x 40 cm, bylo definováno lokační pole 10 o shodném rozměru 20 x 40 cm, které se se zorným polem zcela překrývalo. Vymezená zóna 12 byla přednastavena na r = 2 cm pro předpokládaný průměr kořínků kukuřice 2 cm, tedy r = tk + 1 cm, kde tk je 1 cm. Nože 7 byly vzdáleny 50 cm od hrany zorného pole 9. Nože 7 jsou umístěny za sebou s horizontálním překryvem.

Takto kalibrovaná a nastavená plečka 3 je připojena za traktor a postavena na kraj pole osetého kukuřicí, na kraji řádku je plečka 3 zhruba vystředěna vzhledem k ose řádku o a postavena tak, aby kamera 8 snímala hned první rostlinku v řádku. Rostlinky kukuřice jsou naseté v řádcích s rozestupem 10 cm a s rozestupem řádků 30 cm. Mezi rostlinkami kukuřice roste plevel, který rostlinky utlačuje a odebírá jim vláhu i živiny, který bude následně vyplet.

Plečka 3 je tedy aktivována, traktor se rozjíždí a táhne plečku 3 za sebou. Zároveň se s prvním pohybem plečky 3 dostávají sevřené plecí nože 7 pod úroveň terénu a v záznamové linii kamera 8 začíná snímat terén rychlostí 30 snímků za vteřinu. Snímky z kamery 8 se nahrávají do SW 6, přičemž v lokační linii SW 6 z každého snímku zorného pole 9 kamery 8 vytvoří výřez v podobě definovaného lokačního pole 10, které je v tomto případě celým snímkem, který dále analyzuje, kdy v lokačním poli 10 SW 6 hledá středy 2 rostlin pomocí umělou inteligencí naučeného bodového rozpoznávání středů. Jakmile je určený střed 2 plodiny 1 lokalizován v lokačním poli 10, je jeho pozice použita v kontaktní linii pro výpočet času nebo vzdálenosti zbývající do kontaktu plecích nožů 7 s touto určenou rostlinkou, respektive s jejím středem 2, přičemž čas a/nebo vzdálenost do kontaktu se odpočítává. V tomto konkrétním případě SW 6 dopočítává vzdálenost zbývající do kontaktu nožů 7 s rostlinkou v závislosti na aktuální rychlosti posuvu plečky 3, respektive v závislosti na posunu po sobě jdoucích snímků zorného pole 9 kamery 8.

SW 6 navádí plecí nože 7 tak, aby se v okolí středů 2 plodin nože 7 pohybovaly ve vymezené zóně 12, aby došlo k co nejtěsnějšímu prokypření a zároveň nedošlo k poškození rostlinky. Při vstupu plecích nožů 7 do této vymezené zóny 12 dá SW 6 pokyn k dočasnému rozestoupení sevřených nožů 7. Nože se ve vymezené zóně 12 pohybují po kružnici.

Všechny tyto linie jsou kaskádovitě provázané, ale časově posunuté. Časové posunutí je rovno poměru vzdálenosti 5 detekovaného středu 2 plodiny a aktuální rychlosti v, tedy t = l/v. Kaskáda

- 17 CZ 309896 B6 linií je následující: Nejprve je v záznamové linii potřeba pořídit Snímek, poté je Snímek v lokační linii vyhodnocen, přičemž v záznamové linii se pokračuje ve snímkování. V kontaktní linii jsou data ze Snímku použita pro stanovení času kontaktu nožů 7 a rostlinky ze Snímku a zajištění, aby během kontaktu byly plecí nože 7 rozevřené.

Postup vyhodnocování snímků se opakuje, a určené pozice rostlinek jsou také využity pro vycentrování plečky 3 vzhledem k ose řádku o.

Postup vyhodnocování a nastavení provázanosti linií je i v tomto případě dvojí. Buď se nastaví postup A, kdy SW 6 analyzuje snímek okamžitě po jeho pořízení, tedy záznamová a lokační linie jsou časově spojeny, a odpočítávání vzdálenosti do kontaktu nožů 7 a plodiny 1 je započato při posledním detekovaném, lokalizovaném určení středu 2 plodiny 1. Takové nastavení ukazuje obrázek 10A. V tomto konkrétním případě nejsou vyřazeny žádné snímky, jelikož nebylo definováno žádné detekční pole a určené středy plodin nejsou nijak validovány.

Nebo se nastaví postup B, kdy SW 6 analyzuje snímek s časovým zpožděním po jeho pořízení, tedy záznamová a lokační linie jsou časově odděleny. Nejprve dojde k pořízení a uložení snímku, a až po předem nastaveném zpoždění SW 6 tento pořízený a uložený snímek analyzuje, přičemž SW 6 ví, kdy přesně byl snímek pořízen, s jakým zpožděním ho analyzuje a s těmito hodnotami počítá při dopočtu vzdálenosti do kontaktu plodiny 1 s plecími noži 7. Takové nastavení ukazuje obrázek 11A. Ani v tomto konkrétním případě nejsou vyřazeny žádné snímky, jelikož nebylo definováno žádné detekční pole a určené středy plodin nejsou nijak validovány.

Průmyslová využitelnost

Automatické strojové pletí, vnitrořádkové pletí v bezprostřední blízkosti plodin.

Claims (26)

1. Způsob vnitrořádkového pletí zemědělských plodin (1) pomocí pohybující se plečky (3) opatřené snímáním prostoru pletí kamerou (8), softwarem vybaveným rozpoznáváním obdělávaných plodin vedle jiných plodin nebo plevele, dále opatřené noži (7), situovanými v prostoru nebo za prostorem snímaným kamerou (8) ve směru posuvu plečky (3), které jsou situovány pod úrovní terénu a jsou ustoupení schopné od osy řádku (o) a prokypřují celý řádek až do bezprostřední blízkosti plodin (1), vyznačující se tím, že do zorného pole (9) kamery (8) se v alespoň dvou různých výškách nasnímá etalon, čímž se kalibruje prostorové zkreslení zorného pole (9) kamery (8), v zorném poli (9) se vydefinuje lokační pole (10), přičemž lokační pole (10) je menší nebo rovno velikosti zorného pole (9), kdy alespoň jedna vzdálenost alespoň jednoho bodu alespoň jednoho z polí (9, 10) od nožů (7) se zadá do vyhodnocovacího softwaru (6), plečka se uvede do pohybu a pohybuje se rovnoběžně s osou řádku (o), v záznamové linii kamera (8) v intervalech pořizuje snímky zorného pole (9), které se ukládají do vyhodnocovacího softwaru (6), v lokační linii vyhodnocovací software (6), který obsahuje model strojového učení natrénovaný pro rozpoznávání středů (2) obdělávaných zemědělských plodin (1), analyzuje lokační pole (10), ve kterých detekuje a lokalizuje středy (2) obdělávaných zemědělských plodin (1), pomocí modelu strojového učení, a detekované a lokalizované středy (2) zaznamená, v kontaktní linii se okolo zaznamenaných lokalizovaných středů (2) v bezprostřední blízkosti plodin (1) definuje vymezená zóna (12), ve které se pohybují okraje nožů (7), které jsou nejblíže lokalizovanému středu (2) plodiny (1), přičemž vymezená zóna (12) se definuje mezi kružnicí o poloměru (r) se středem v detekovaném středu (2) plodiny (1) a čtvercem se středem v detekovaném středu (2) plodiny (1), přičemž poloměr kružnice (r) je roven poloměru (rK) kořene obdělávané plodiny (1) + 1 cm a čtverec má délku strany 2r + 4 cm, a po vstupu okrajů nožů (7), které jsou nejblíže lokalizovanému středu (2) plodiny (1), do vymezených zón (12) okolo lokalizovaných středů (2) vyhodnocovací software (6) dá příkaz k dočasnému ustoupení okrajů nožů (7) v rámci vymezené zóny (12), minimálně na vzdálenost průměru kružnice s poloměrem (r) okolo lokalizovaných středů (2) plodin (1) a maximálně na vzdálenost délky strany čtverce 2r + 4 cm a nejpozději při výstupu nožů (7) z vymezených zón (12) dá příkaz k sevření nožů (7).

2. Způsob vnitrořádkového pletí zemědělských plodin (1) podle nároku 1, vyznačující se tím, že výška (h) středu čočky kamery (8) nad úrovní terénu se zadá do vyhodnocovacího softwaru (6).

3. Způsob vnitrořádkového pletí zemědělských plodin (1) podle nároku 1, vyznačující se tím, že kalibrační předmět je plochý, má zanedbatelnou výšku a obsahuje obrazce nebo značky.

4. Způsob vnitrořádkového pletí zemědělských plodin (1) podle nároku 1, vyznačující se tím, že zorné pole (9) se vydefinuje do tvaru obdélníku nebo čtverce.

5. Způsob vnitrořádkového pletí zemědělských plodin (1) podle nároku 1, vyznačující se tím, že lokační pole (10) se vydefinuje ve stejné velikosti jako velikost zorného pole (9) a zorné pole (9) a lokační pole (10) se překrývají.

6. Způsob vnitrořádkového pletí zemědělských plodin (1) podle nároku 1, vyznačující se tím, že lokační pole (10) se vydefinuje menší než zorné pole (9).

7. Způsob vnitrořádkového pletí zemědělských plodin (1) podle nároku 1, vyznačující se tím, že lokační pole (10) se vydefinuje do tvaru obdélníku nebo čtverce.

- 19 CZ 309896 B6

8. Způsob vnitrořádkového pletí zemědělských plodin (1) podle nároku 6, vyznačující se tím, že lokační pole (10) a zorné pole (9) se vydefinují s alespoň jednou shodnou hranou, přičemž shodná hrana je nejbližší hrana zorného pole (9) od nožů (7).

9. Způsob vnitrořádkového pletí zemědělských plodin (1) podle nároku 1 nebo 6, vyznačující se tím, že délka lokačního pole (10) ve směru posuvu plečky (3) se vydefinuje stejná nebo kratší, než je rozteč (d) mezi jednotlivými plodinami (1) v jednom řádku.

10. Způsob vnitrořádkového pletí zemědělských plodin (1) podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvnitř lokačního pole (10) se vydefinuje detekční pole (14), které je menší, než lokační pole (10).

11. Způsob vnitrořádkového pletí zemědělských plodin (1) podle nároku 1, vyznačující se tím, že střed (2) plodiny (1) lokalizovaný v lokačním poli (10) se validuje překrytím s detekčním polem (14).

12. Způsob vnitrořádkového pletí zemědělských plodin (1) podle nároku 11, vyznačující se tím, že délka detekčního pole (14) ve směru posuvu plečky (3) a šířka detekčního pole (14) se vydefinuje pro plodiny (1) s kruhovým průmětem (15) shora kryjícím celé listy plodiny (1) menším než 8 cm na maximálně d - 2 cm, kde (d) je rozteč mezi jednotlivými plodinami (1) v jednom řádku.

13. Způsob vnitrořádkového pletí zemědělských plodin (1) podle nároku 1 a 12, vyznačující se tím, že délka detekčního pole (14) ve směru posuvu plečky (3) a šířka detekčního pole (14) se vydefinuje pro plodiny (1) s kruhovým průmětem (15) shora kryjícím celé listy plodiny (1) menším než 8 cm na maximálně 13 cm.

14. Způsob vnitrořádkového pletí zemědělských plodin (1) podle nároku 11, vyznačující se tím, že délka detekčního pole (14) ve směru posuvu plečky (3) a šířka detekčního pole (14) se vydefinuje pro plodiny s kruhovým průmětem (15) shora kryjícím celé listy plodiny (1) větším než 8 cm na maximálně d - 5 cm, kde (d) je rozteč mezi jednotlivými plodinami (1) v jednom řádku.

15. Způsob vnitrořádkového pletí zemědělských plodin (1) podle nároku 1 a 14, vyznačující se tím, že délka detekčního pole (14) ve směru posuvu plečky (3) a šířka detekčního pole (14) se vydefinuje pro plodiny s kruhovým průmětem (15) shora kryjícím celé listy plodiny (1) větším než 8 cm na maximálně 10 cm.

16. Způsob vnitrořádkového pletí zemědělských plodin (1) podle nároku 1, vyznačující se tím, že interval pořizování snímků zorného pole (9) je pravidelný a činí 10 až 100 snímků za vteřinu.

17. Způsob vnitrořádkového pletí zemědělských plodin (1) podle nároku 16, vyznačující se tím, že střed (2) plodiny (1) je místo, ze kterého vyrůstá z kořene stonek.

18. Pohybující se plečka (3) opatřená noži (7), které jsou situovány pod úrovní terénu a jsou ustoupení-schopné od osy (o) řádku a prokypřující celý řádek až do bezprostřední blízkosti plodin (1), dále opatřené snímáním prostoru pletí kamerou (8) pro pletí způsobem podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň jednu kameru (8) snímající prostor pletí, alespoň jeden plecí modul (4) opatřený alespoň dvěma noži (7), přičemž nože (7) jsou situovány vodorovně, jsou připevněny k ramenům a ramena jsou připevněna k plečce, přičemž vzdálenost okraje každého nože (7) od osy (o) řádku při rozestoupení je menší než průměr kruhového průmětu (15) shora kryjícího celou listovou růžici plodiny (1) obdělávaných zemědělských plodin (1) a ramena jsou připevněna k nožům (7) na opačné straně nože (7) vůči okraji (16) nože (7) a nože (7) jsou situovány v prostoru nebo za prostorem snímaným kamerou (8) ve směru posuvu plečky (3), a alespoň jeden počítač (5) s vyhodnocovacím softwarem (6) opatřeným modelem strojového učení natrénovaným rozpoznávat středy obdělávaných plodin.

19. Pohybující se plečka (3) podle nároku 18, vyznačující se tím, že je opatřena alespoň jedním terénním kolečkem dosedajícím na úroveň terénu.

- 20 CZ 309896 B6

20. Pohybující se plečka (3) podle nároku 18 nebo 19, vyznačující se tím, že plecí modul (4) je opatřený alespoň jedním párem rozevíratelných nožů (7), situovaných během provozu plečky (3) pod úrovní terénu, přičemž vzdálenost nožů (7) od horizontální roviny procházející středem čočky kamery (8) je h + 0,5 cm až h +10 cm, kde (h) je výška středu čočky kamery (8) od úrovně terénu nebo je vzdálenost nožů (7) od horizontální roviny procházející spodní hranou terénního kolečka 0,5 až 10 cm.

21. Pohybující se plečka (3) podle nároku 20, vyznačující se tím, že pár nožů (7) je vystředěn vzhledem k ose (o) řádku, čepele nožů (7) jsou umístěny pod úrovní terénu a nejkratší vzájemná vzdálenost nožů (7) v páru je 0 až 1 cm.

22. Pohybující se plečka (3) podle nároku 18, vyznačující se tím, že plecí modul (4) je opatřený alespoň dvěma noži (7), situovanými během provozu plečky (3) pod úrovní terénu, přičemž nože (7) zasahují do blízkosti alespoň 0,5 cm od osy (o) řádku.

23. Pohybující se plečka (3) podle nároku 22, vyznačující se tím, že oba nože (7) přesahují osu (o) řádku a jsou umístěny za sebou nebo pod sebou.

24. Pohybující se plečka (3) podle nároku 18, vyznačující se tím, že nože (7) jsou ustoupení schopné od osy (o) řádku pomocí kloubu nebo pístu a jsou poháněné pohonem.

25. Pohybující se plečka (3) podle nároku 24, vyznačující se tím, že pohon je hydraulický, elektrický a/nebo pneumatický.

26. Pohybující se plečka (3) podle nároku 18, vyznačující se tím, že nože (7) jsou motykového nebo radlicového nebo hrabičkového nebo prstového typu.