(57)【要約】１つ以上のセンサ（１３０６）を使用し、対象領域内の作物に関連するデータを獲得すること（２２００）と、獲得したセンサデータを使用して対象領域内の作物の位置をマッピングすること（２４００）と、マッピングされた位置に基づいて対象領域内の作物のうちの少なくともいくつかの間の１つ以上のルートを生成すること（２６００）と、１つ以上のルートに沿って１つ以上の作業ユニット（１２００）の経路設定を行い（２８００）、それによって作物のうちの少なくとも１つに対して作業することと、を含む、対象領域（２０）内の作物（１４）に対して作業する方法（２０００）。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象領域内の作物に対する作業の方法であって、
１つ以上のセンサを使用して対象領域内の作物に関連するデータを獲得することと、
獲得されたセンサデータを使用して前記対象領域内の前記作物の位置をマッピングすることと、
前記マッピングされた位置に基づいて、前記対象領域内の前記作物のうちの少なくともいくつかの間の１つ以上のルートを生成することと、
前記１つ以上のルートに沿って１つ以上の作業ユニットの経路設定を行い、それによって前記作物のうちの少なくとも１つに対して作業することと、
を有する、方法。
【請求項２】
前記対象領域内の作物に関連するデータを獲得することは、前記対象領域を通るかまたはその周りで１つ以上のマッピングユニットの経路設定を行うことを含み、前記１つ以上のマッピングユニットは、前記１つ以上のセンサを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記１つ以上のマッピングユニットから位置表示を受信することをさらに含み、前記対象領域内の前記作物の位置をマッピングすることは、前記１つ以上のマッピングユニットに関連して作物の位置を特定することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記対象領域内の前記作物の位置をマッピングすることは、前記１つ以上のマッピングユニットの特定の時点における位置に関連して前記作物の位置を特定することを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記対象領域を通るかまたはその周りで前記１つ以上のマッピングユニットの経路設定をいつ行うかを決定することをさらに含む、請求項２乃至４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記決定することは、スケジュール、作物のマッピングされた位置及び／または生成されたルートについての検出された問題点、及び、前記生育環境に関連した観察されたかまたは予想される事象、のうちの１つ以上に依存する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記対象領域内の前記作物の位置をマッピングすることは、獲得されたデータに対する所定の品質要件に基づいて、前記１つ以上のマッピングユニットの移動速度を選択することを含む、請求項２乃至６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記対象領域を通るかまたはその周りで前記１つ以上のマッピングユニットの経路設定を行うことは、前記１つ以上のマッピングユニットの前記１つ以上のセンサを使用して、前記対象領域を通るかその周りでナビゲートすることを含み、任意選択的に前記対象領域の所定のマップに基づいてナビゲートすることを含む、請求項２乃至７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記対象領域を通るかまたはその周りで前記１つ以上のマッピングユニットの経路設定を行うことは、前記１つ以上のマッピングユニットの前記１つ以上のセンサを使用して、前記対象領域を通るかまたはその周りの所定の経路をたどることを含む、請求項２乃至８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記１つ以上のマッピングユニットは、前記１つ以上の作業ユニットである、請求項２乃至９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記１つ以上のマッピングユニットは、前記１つ以上の作業ユニットとは異なる、請求項２乃至９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記１つ以上のマッピングユニットは、前記１つ以上の作業ユニットとして使用するように構成可能であり、逆もまた同様である、請求項２乃至１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記対象領域内の前記作物の位置をマッピングすることは、前記対象領域の既知の計画に関連して前記作物の位置を特定することをさらに含む、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記対象領域の前記計画を受領することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記対象領域内の前記作物の位置をマッピングすることは、獲得されたデータ内の作物を識別することを含む、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記対象領域内の前記作物の位置をマッピングすることは、訓練されたモデルを使用して前記獲得されたデータ内の作物を識別することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記訓練されたモデルのためのフィードバックとして、前記対象領域内の前記作物の以前にマッピングされた位置を使用することをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記作物の位置をマッピングすることは、位置を特定された前記作物のマップを生成することを含む、請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記作物の位置をマッピングすることは、位置を特定された前記作物の三次元マップを生成することと、任意選択的に前記三次元マップを点群として格納することとを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記１つ以上の作業ユニットを使用して、前記対象領域の少なくとも一部において前記作物に対して作業することの実際的な困難性に関連する対応策を取得することと、前記生成されたマップに前記対応策を組み込むことと、を有する、請求項１８または１９に記載の方法。
【請求項２１】
以前に生成されたマップ及び期待生育率に基づいて、前記対象領域内の前記作物のマッピングされた位置を更新することをさらに含む、請求項１８乃至２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
前記更新することは、さらに、前記生育環境において測定された条件に基づいている、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
以前に生成されたマップを前記生成されたマップに組み込むことをさらに含む、請求項１８乃至２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
前記対象領域内の前記作物の位置をマッピングすることは、過去のマッピングされた位置を用いて、前記マッピングユニットによって獲得されたデータにおいて作物を識別することを支援することを含む、請求項１乃至２３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
獲得されたデータを使用して、前記作物を分類することをさらに含む、請求項１乃至２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
作物の異なる分類に関する複数のマップを生成することをさらに含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記１つ以上のセンサは、１つ以上のカメラを含み、取得されたデータは、視覚データである、請求項１乃至２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
前記１つ以上のカメラは、距離画像化に適したカメラを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記１つ以上のルートは、前記対象領域内の前記作物のうちの少なくともいくつかの間の効率的なルートである、請求項１乃至２８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３０】
各作業ユニットは、移動可能なカートと、前記作物に対して作業するために前記カートに取り付けられた１つ以上の作物操作装置とを備える、請求項１乃至２９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３１】
前記１つ以上のルートに沿って１つ以上の作業ユニットの経路設定を行うことは、前記カートの動きを指示することと、前記１つ以上の作物操作装置の動きを指示することとを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記１つ以上のルートを生成することは、前記１つ以上の作業ユニットの既知のパラメータにさらに基づいている、請求項３０または３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記既知のパラメータは、前記１つ以上の作業ユニットが１つ以上の特定のアクションを実行するための、１つ以上の典型的な速度及び／または時間を含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記１つ以上の特定のアクションは、前記カートの動きと、前記１つ以上の作物操作装置の動きとのうちの１つ以上を含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記作物操作装置はロボットアームを含む、請求項３０乃至３４のいずれかに１項に記載の方法。
【請求項３６】
前記１つ以上のルートを生成することは、前記対象領域内の前記作物の少なくともいくつかが収穫されるべき順番を決定することを含む、請求項１乃至３５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３７】
前記１つ以上のルートを生成することは、訓練されたモデルを使用することを含む、請求項１乃至３６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３８】
ルートを生成することは、可視グラフ、ランダム探索アルゴリズム、確率的ロードマップ、最適検索アルゴリズム、例による追随、及びバイオインスパイアードアルゴリズムのうちの１つ以上を使用することを含む、請求項１乃至３７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３９】
前記１つ以上のルートを前記１つ以上の作業ユニットに割り当てることをさらに含む、請求項１乃至３８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４０】
前記１つ以上のルート及び／または前記１つ以上の作業ユニットに関して検出された問題に基づいて、前記１つ以上のルートを再生成及び／または再割り当てすることをさらに含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記１つ以上のルートを生成することは、１つ以上の所定の性能指標値に依存する、請求項１乃至４０のいずれかに１項に記載の方法。
【請求項４２】
前記作物のうちの少なくとも１つに対して作業することは、前記作物のうちの少なくとも１つを収穫することを含む、請求項１乃至４１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４３】
特定の作業ユニットのための前記１つ以上のルート上の各作物の位置において、前記作業ユニットの採取ツールを前記作物に向けることと、前記作物を収穫することとをさらに含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記作物を収穫することは、植物の作物支持部分を植物の残りの部分から分離することと、前記作物を植物から分離することとのうちの一方を含む、請求項４２または４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記１つ以上の作業ユニットを使用して、前記１つ以上のルート上の特定の作物が収穫できる状態になっているかどうかを決定することをさらに含み、前記特定の作物は、前記決定の結果に基づいて収穫される、請求項４２乃至４４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４６】
前記特定の作物が収穫できる状態になっているかどうかを決定することは、センサを使用して前記特定の作物に関連するデータを収集することを含む、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記対象領域内の作物に関連する獲得されたデータを使用して、前記対象領域内の特定の作物が収穫できる状態になっているかどうかを決定することをさらに含み、前記特定の作物は、前記決定の結果に基づいて収穫される、請求項４２乃至４６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４８】
前記特定の作物が収穫できる状態になっているかどうかを決定することは、収集されたデータを、作物の収穫に適している度合いに関連した所定の分類器と比較することをさらに含む、請求項４５乃至４７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４９】
前記１つ以上の作業ユニットは、前記１つ以上のルート上で前記作物のすべてを収穫するように構成されている、請求項４２乃至４４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５０】
前記１つ以上の作業ユニットは、前記対象領域内のすべての作物を収穫するように構成されている、請求項４２乃至４４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５１】
前記１つ以上の作業ユニットの１つ以上のセンサを使用して、作物に関連するデータを収集することと、前記センサを介して収集されたデータに応じて前記作物を分類することと、をさらに含む、請求項１乃至５０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５２】
収穫された作物を前記１つ以上の作業ユニット上に保管することをさらに含む、請求項１乃至５１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５３】
収穫された作物を収穫された作物の収集のための場所に運搬することをさらに含む、請求項１乃至５２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５４】
収穫された作物を収穫された作物の収集のための場所に運搬することは、１つ以上の運搬ユニットを前記１つ以上の作業ユニットに向かわせることと、収穫された作物を前記１つ以上の運搬ユニットに移すことと、前記１つ以上の運搬ユニットを前記収穫された作物の収集のための場所に向かわせることとを含む、請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
前記１つ以上の運搬ユニットの使用をスケジューリングすることをさらに含む、請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】
収穫された作物を秤量及び／または選別することをさらに含む、請求項１乃至５５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５７】
収穫された作物を、重量、及び／または収穫に適している度合いに応じて分類することを含む、請求項１乃至５６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５８】
作物に対して作業することが、刈り込み、剪定、農薬の適用、植え込み、植え替え、メンテナンス、残屑の除去、及びミツバチの放出のうちの１つ以上を含む、請求項１乃至５７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５９】
前記１つ以上の作業ユニットから送信されたステータスを受信することをさらに含み、前記送信されたステータスは、位置、負荷状態、バッテリー状態、及びエラーまたは障害のうちの１つ以上に関係する、請求項１乃至５８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６０】
前記送信されたステータスに応答して、前記１つ以上の作業ユニットの再経路設定を行うこと、前記１つ以上の運搬ユニットを前記１つ以上の作業ユニットに向かわせること、前記１つ以上の作業ユニットを充電場所に向かわせること、１つ以上のメンテナンスユニットを前記１つ以上の作業ユニットに向かわせること、のうちの１つ以上のアクションを実行することをさらに含む、請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
前記１つ以上のルートに沿って１つ以上の作業ユニットの経路設定を行い、それによって、所定の閾値を超えるまで、前記１つ以上のルート上の１つ以上の作物に対して連続的に作業することを含み、前記閾値は、貯蔵容量、バッテリー充電量、メンテナンス状態、及びルート内の位置のうちの１つ以上に関連する、請求項１乃至６０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６２】
訓練されたモデルを任意選択的に使用して、前記１つ以上の作業ユニットの使用をスケジューリングすることをさらに含む、請求項１乃至６１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６３】
前記スケジューリングすることは外部入力に依存し、任意選択的に前記外部入力は、作物に対する需要の指標である、請求項６１に記載の方法。
【請求項６４】
前記作物が生育環境で収穫され、任意選択的に前記生育環境がパイプレール加熱システムを有する温室である、請求項１乃至６３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６５】
前記対象領域は、前記生育環境の全体である、請求項６４に記載の方法。
【請求項６６】
前記対象領域における他の関心対象の位置をマッピングすることをさらに含み、前記他の関心対象は、障害物、及び作物を有する植物の部分のうちの１つ以上である、請求項１乃至６５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６７】
生育環境において作物に対して作業するための作業ユニットであって、
動力付きのカートと、
前記カートに取り付けられた１つ以上のロボットアームであって、各アームが、作物に対して作業する際に使用するためのエンドエフェクタを有する１つ以上のロボットアームと、
前記カートの動き及び前記１つ以上のロボットアームの動きを制御するためのプロセッサと、
を備え、
前記１つ以上のロボットアームは、６未満の自由度で前記エンドエフェクタを位置決めするように構成されている、作業ユニット。
【請求項６８】
前記１つ以上のロボットアームは、各々、３つの動き軸を有する、請求項６７に記載の作業ユニット。
【請求項６９】
前記１つ以上のロボットアームは、円筒座標のロボットアームを含む、請求項６８に記載の作業ユニット。
【請求項７０】
前記１つ以上のロボットアームは、デカルト座標のロボットアームを含む、請求項６８または６９に記載の作業ユニット。
【請求項７１】
周囲の物体に関するデータを受信するための１つ以上のセンサをさらに備え、前記データは、前記カートを前記生育環境を通ってナビゲートするために前記プロセッサによって使用される、請求項６７乃至７０のいずれか１項に記載の作業ユニット。
【請求項７２】
前記１つ以上のセンサがカメラを含み、前記プロセッサが、コンピュータビジョンを使用して、前記カートを前記生育環境を通ってナビゲートするように構成されている、請求項７１に記載の作業ユニット。
【請求項７３】
前記作業ユニットは、前記データを獲得しながら前記生育環境内の対象領域を通って、またはその周りを移動し、それによって、前記対象領域をマッピングするように構成されている、請求項７１または７２に記載の作業ユニット。
【請求項７４】
前記データは、前記１つ以上のロボットアームの精密位置決めのために前記プロセッサによって使用される、請求項７１乃至７３のいずれか１項に記載の作業ユニット。
【請求項７５】
任意選択的に作物の収穫に適している度合いに関連した所定の分類器との比較に基づいて、前記データは、前記プロセッサ及び／または外部プロセッサによって、前記対象領域内の特定の作物が収穫できる状態になっているかどうかを判定するために使用される、請求項７１乃至７４のいずれか１項に記載の作業ユニット。
【請求項７６】
前記１つ以上のセンサのうちの少なくとも１つが、前記１つ以上のロボットアームに取り付けられている、請求項７１乃至７５のいずれか１項に記載の作業ユニット。
【請求項７７】
１つ以上のオドメータを備え、前記オドメータから受信したデータは、前記カートを前記生育環境を通ってナビゲートするために前記プロセッサによって使用される、請求項６７乃至７６のいずれか１項に記載の作業ユニット。
【請求項７８】
前記プロセッサと通信するデータ格納部をさらに備える、請求項６７乃至７７のいずれか１項に記載の作業ユニット。
【請求項７９】
前記データ格納部が、前記作業ユニットの周囲のモデルを含み、任意選択的に前記モデルは対象領域内の作物のマップを含み、前記プロセッサは、前記モデルを使用して、前記カート及び／または前記１つ以上のロボットアームの動きを制御することができる、請求項７８に記載の作業ユニット。
【請求項８０】
前記データ格納部は、前記作業ユニットのための指示を含み、前記指示は、前記カート及び／または前記１つ以上のロボットアームの動きのための１つ以上のルートと、１つ以上の作物のための作業指示とを含む、請求項７８または７９に記載の作業ユニット。
【請求項８１】
前記１つ以上のロボットアームとともに使用するために、概して交換可能な複数のエンドエフェクタを備える、請求項６７乃至８０のいずれか１項に記載の作業ユニット。
【請求項８２】
１つ以上の作物に対して可能な作業が、１つ以上の作物の収穫、刈り込み、剪定、農薬の適用、植え込み、植え替え、メンテナンス、残屑の除去、及びミツバチの放出のうちの１つ以上を含む、請求項６７乃至８１のいずれか１項に記載の作業ユニット。
【請求項８３】
収穫することが、摘み取り、切断、すりつぶし、搾り出し、押しつぶし、及び振り落としのうちの１つ以上を含む、請求項８２に記載の操作ユニット。
【請求項８４】
収穫された作物を貯蔵するための手段をさらに含み、好ましくは、前記収穫された作物を貯蔵するための手段は冷蔵され、任意選択的に前記貯蔵するための手段は、前記作物を秤量し選別するための手段を含む、請求項６７乃至８３のいずれか１項に記載の作業ユニット。
【請求項８５】
作物を積み降ろすことを可能にするために、さらなるユニットまたは貯蔵機構と協働するための手段をさらに備える、請求項６７乃至８４のいずれか１項に記載の作業ユニット。
【請求項８６】
前記プロセッサと通信する通信手段をさらに備え、作物に対する作業に関するデータを外部サーバに送信し、前記外部サーバからデータを受信するように構成されている、請求項６７乃至８５のいずれか１項に記載の作業ユニット。
【請求項８７】
前記作業ユニットは、所定のスケジュールにしたがって動作するように構成されている、請求項６７乃至８６のいずれか１項に記載の作業ユニット。
【請求項８８】
ＧＰＳ受信機を備え、任意選択的に位置表示を送信するように構成されている、請求項６７乃至８７のいずれか１項に記載の作業ユニット。
【請求項８９】
１つ以上の光源をさらに備える、請求項６７乃至８８のいずれか１項に記載の作業ユニット。
【請求項９０】
前記作業ユニットに電力を供給するためのバッテリーをさらに備える、請求項６７乃至８９のいずれか１項に記載の作業ユニット。
【請求項９１】
生育環境内の対象領域における作物に関連するデータを獲得するためのマッピングユニットであって、
動力付きのカートと、
前記カートの動きを制御するためのプロセッサと、
前記カートに取り付けられた１つ以上のセンサと、
を備え、
前記１つ以上のセンサを使用してデータを獲得しながら、前記生育環境内の対象領域を通ってまたはその周りを移動し、それによって前記対象領域内の作物に関連するデータを獲得するように構成されている、マッピングユニット。
【請求項９２】
前記１つ以上のセンサは、前記カートの２つ以上の側から視覚データを獲得できるように構成されている、請求項９１に記載のマッピングユニット。
【請求項９３】
前記１つ以上のセンサが移動可能である、請求項９１または９２に記載のマッピングユニット。
【請求項９４】
前記１つ以上のセンサは、前記カート上の可動プラットフォーム上に取り付けられている、請求項９１乃至９３のいずれか１項に記載のマッピングユニット。
【請求項９５】
複数のセンサを含む、請求項９１乃至９４のいずれか１項に記載のマッピングユニット。
【請求項９６】
前記１つ以上のセンサは、カメラを含み、任意選択的に距離画像化に適したカメラを含む、請求項９１乃至９５のいずれか１項に記載のマッピングユニット。
【請求項９７】
獲得されたデータは、任意選択的にコンピュータビジョンを使用して、前記プロセッサによって、前記カートを前記生育環境を通ってナビゲートするためにさらに使用される、請求項９１乃至９６のいずれか１項に記載のマッピングユニット。
【請求項９８】
１つ以上のオドメータを含み、前記オドメータから受信されたデータが、前記カートを前記生育環境を通ってナビゲートするために前記プロセッサによって使用される、請求項９１乃至９７のいずれか１項に記載のマッピングユニット。
【請求項９９】
前記マッピングユニットは、所定のスケジュールにしたがって動作するように構成されている、請求項９１乃至９８のいずれか１項に記載のマッピングユニット。
【請求項１００】
前記マッピングユニットに電力を供給するためのバッテリーをさらに備える、請求項９１乃至９９のいずれか１項に記載のマッピングユニット。
【請求項１０１】
１つ以上の光源をさらに備える、請求項９１乃至１００のいずれか１項に記載のマッピングユニット。
【請求項１０２】
前記プロセッサと通信する通信手段をさらに備え、前記作業ユニットは、獲得されたデータをサーバに送信するように構成されている、請求項９１乃至１０１のいずれか１項に記載のマッピングユニット。
【請求項１０３】
ＧＰＳ受信機をさらに備え、任意選択的に前記作業ユニットは位置表示をサーバに送信するように構成されている、請求項９１乃至１０２のいずれか１項に記載のマッピングユニット。
【請求項１０４】
対象領域内の作物の位置をマッピングするためのシステムであって、
請求項１０２または１０３に記載の１つ以上のマッピングユニットと、
サーバと、
を備え、
前記サーバは、前記１つ以上のマッピングユニットによって獲得された視覚データにおける作物を識別し、前記対象領域の既知の計画及び／または前記１つ以上のマッピングユニット位置に関連して、前記識別された作物の位置を特定し、それによって前記対象領域における作物の前記位置をマッピングするように構成されている、システム。
【請求項１０５】
生育環境において、収穫された作物を運搬するための運搬ユニットであって、
動力付きのカートと、
前記カートの動きを制御するためのプロセッサと、
作物を運搬するための１つ以上のコンテナと、
を備え、
概して可変の第１の場所と概して固定された第２の場所との間を往復し、それによって、収穫された作物を前記第１の場所から第２の場所に運搬するように構成されている、運搬ユニット。
【請求項１０６】
前記概して可変の第１の場所は、作業ユニットの位置であり、任意選択的に請求項６７乃至９０のいずれか１項に記載の作業ユニットの位置である、請求項１０５に記載の運搬ユニット。
【請求項１０７】
前記作業ユニットから前記運搬ユニットへの作物の移送を補助するために、前記作業ユニットと協働するための手段をさらに備える、請求項１０６に記載の運搬ユニット。
【請求項１０８】
任意選択的にサーバを介して、前記作業ユニットから位置表示を受信するための無線通信手段をさらに備える、請求項１０５乃至１０７のいずれか１項に記載の運搬ユニット。
【請求項１０９】
前記概して固定された第２の場所は、ドックであり、任意選択的にサーバを備える、請求項１０５乃至１０８のいずれか１項に記載の運搬ユニット。
【請求項１１０】
データ格納部と、外部コンピューティング装置が前記データ格納部と通信することを可能にする物理インターフェースと、をさらに備え、前記第１の場所と前記第２の場所との間でデータを転送するように構成されている、請求項１０５乃至１０９のいずれか１項に記載の運搬ユニット。
【請求項１１１】
周囲の物体に関連するデータを獲得するための１つ以上のセンサをさらに備え、獲得されたデータは、任意選択的にコンピュータビジョンを使用して、前記カートを前記生育環境を通ってナビゲートするために前記プロセッサによって使用される、請求項１０５乃至１１０のいずれか１項に記載の運搬ユニット。
【請求項１１２】
１つ以上のオドメータをさらに備え、前記オドメータから受信したデータは、前記カートを前記生育環境を通ってナビゲートするために前記プロセッサによって使用される、請求項１０５乃至１１１のいずれか１項に記載の運搬ユニット
【請求項１１３】
前記作物を秤量し、選別するための手段をさらに含む、請求項１０５乃至１１２のいずれか１項に記載の運搬ユニット。
【請求項１１４】
任意選択的に収穫に適している度合いを検査するための、収穫された作物を検査するための手段をさらに備える、請求項１０５乃至１１３のいずれか１項に記載の運搬ユニット。
【請求項１１５】
所定のスケジュールにしたがって動作するように構成されている、請求項１０５乃至１１４のいずれか１項に記載の運搬ユニット。
【請求項１１６】
ＧＰＳ受信機をさらに備え、任意選択的に位置表示をサーバに送信するように構成されている、請求項１０５乃至１１５のいずれか１項に記載の運搬ユニット。
【請求項１１７】
１つ以上の光源をさらに備える、請求項１０５乃至１１６のいずれか１項に記載の運搬ユニット。
【請求項１１８】
前記運搬ユニットに電力を供給するためのバッテリーをさらに備える、請求項１０５乃至１１７のいずれか１項に記載の運搬ユニット。
【請求項１１９】
生育環境において作物に対して作業するための１つ以上の自律ユニットとともに使用するためのメンテナンスユニットであって、
動力付きのカートと、
前記カートに取り付けられた１つ以上のロボットアームであって、各アームが、前記１つ以上の自律ユニットに対する作業に使用するためのエンドエフェクタを有する１つ以上のロボットアームと、
前記カートの動き及び前記１つ以上のロボットアームの動きを制御するためのプロセッサと、
を備え、
前記１つ以上の自律ユニットに対するメンテナンス作業を実行するように構成されている、メンテナンスユニット。
【請求項１２０】
前記メンテナンス作業は、パネルのねじの取り外し／再ねじ締め、コンポーネントの交換、バッテリーの充電、再配線、タイヤ／車輪の交換、パンクの修理、清掃（例えばカメラの清掃）、及び妨害物の除去のうちの１つ以上を含む、請求項１１９に記載のメンテナンスユニット。
【請求項１２１】
周囲の物体に関連するデータを獲得するための１つ以上のセンサをさらに備え、獲得されたデータは、任意選択的にコンピュータビジョンを使用して、前記カートを前記生育環境を通ってナビゲートするために前記プロセッサによって使用される、請求項１１９または１２０に記載のメンテナンスユニット。
【請求項１２２】
獲得されたデータは、訓練されたモデルを任意選択的に使用して、メンテナンスを必要とするユニットを識別するために前記プロセッサによってさらに使用される、請求項１２１に記載のメンテナンスユニット。
【請求項１２３】
１つ以上のオドメータを備え、前記オドメータから受信されたデータが、前記カートを前記生育環境を通ってナビゲートするために前記プロセッサによって使用される、請求項１１９乃至１２２のいずれか１項に記載のメンテナンスユニット。
【請求項１２４】
ＧＰＳ受信機をさらに備え、任意選択的に位置表示をサーバに送信するように構成されている、請求項１１９乃至１２３のいずれか１項に記載のメンテナンスユニット。
【請求項１２５】
１つ以上の光源をさらに備える、請求項１１９乃至１２４のいずれか１項に記載のメンテナンスユニット。
【請求項１２６】
前記メンテナンスユニットは、それ自体をメンテナンスすることができる、請求項１１９乃至１２５のいずれか１項に記載のメンテナンスユニット。
【請求項１２７】
１つ以上の自律ユニットのドックであって、前記１つ以上の自律ユニットは、請求項６７乃至９０のいずれか１項に記載の作業ユニットと、請求項９１乃至１０３のいずれか１項に記載のマッピングユニットと、請求項１０５乃至１１８のいずれか１項に記載の運搬ユニットと、請求項１１９乃至１２６のいずれか１項に記載のメンテナンスユニットとのうちの１つ以上を含む、ドック。
【請求項１２８】
前記ドックは、使用されていないときに前記自律ユニットを格納するように構成されている、請求項１２７に記載のドック。
【請求項１２９】
前記ドックは、収穫された作物を前記１つ以上の自律ユニットから受け取るように構成されている、請求項１２７または１２８に記載のドック。
【請求項１３０】
前記ドックは、前記１つ以上の自律ユニットにパワーを供給するように構成されている、請求項１２７乃至１２９のいずれか１項に記載のドック。
【請求項１３１】
植物を生育するための複数の列のフレームと、前記複数の列を通る自律ユニットの運行を支援するための複数の運行支援物と、を備える生育環境。
【請求項１３２】
前記複数の運行支援物は、位置マーカー、ガイドワイヤ、色分けされた領域、磁気ストリップ、作物に対する背景物、及び、障害物及び／または植物に適用される可視タグ／バーコードのうちのいずれかまたはすべてを含む、請求項１３１に記載の生育環境。
【請求項１３３】
前記生育環境を監視するための１つ以上のカメラをさらに備える、請求項１３１または１３２に記載の生育環境。
【請求項１３４】
前記生育環境から物体を運び出すための手段をさらに含む、請求項１３１乃至１３３のいずれか１項に記載の生育環境。
【請求項１３５】
前記自律ユニットのための複数の有線のネットワークアクセスポイントをさらに含み、前記ネットワークアクセスポイントは、前記生育環境の全体に分散している、請求項１３１乃至１３４のいずれか１項に記載の生育環境。
【請求項１３６】
前記複数の列のフレームは相互に対して移動可能であり、それによって列の間の隙間空間の幅の調整を可能にする、請求項１３１乃至１３５のいずれか１項に記載の生育環境。
【請求項１３７】
前記複数の列のフレームは相互に対して移動可能であり、それによって各列の垂直位置の調整を可能にする、請求項１３１乃至１３６のいずれか１項に記載の生育環境。
【請求項１３８】
植物を生育するための複数の列のフレームを含み、前記複数の列のフレームは相互に対して移動可能であり、それによって各列の垂直位置と列の間の隙間空間の幅との調整を可能にする、生育環境。
【請求項１３９】
前記生育環境が温室である、請求項１３１乃至１３８のいずれか１項に記載の生育環境。
【請求項１４０】
対象領域において作物を収穫するためのシステムであって、
対象領域において作物を収穫するための１つ以上の作業ユニットと、
収穫された作物を受け取るためのドックと、
収穫された作物を前記１つ以上の作業ユニットから前記ドックに運搬するための１つ以上の運搬ユニットと、
を備えるシステム。
【請求項１４１】
前記１つ以上の運搬ユニットは、前記１つ以上の作業ユニットの送信された位置に運行するように構成されている、請求項１４０に記載のシステム。
【請求項１４２】
前記１つ以上の作業ユニットが、請求項６７乃至９０に記載の１つ以上の作業ユニットを含む、請求項１４０または１４１に記載のシステム。
【請求項１４３】
前記１つ以上の運搬ユニットが、請求項１０５乃至１１８に記載の１つ以上の運搬ユニットを含む、請求項１４０乃至１４２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１４４】
前記ドックが、請求項１２７乃至１３０に記載のドックを含む、請求項１４０乃至１４３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１４５】
対象領域内の作物に対して作業するためのシステムであって、
作物に対して作業するための１つ以上の作業ユニットと、
対象領域内の作物に関連するデータを獲得する１つ以上のマッピングユニットと、
獲得されたセンサデータを使用して前記対象領域内の前記作物の位置をマッピングし、マッピングされた位置に基づいて前記対象領域内の前記作物のうちの少なくともいくつかの間の１つ以上のルートを生成し、前記１つ以上のルートに沿って前記１つ以上の作業ユニットの経路設定を行い、それによって前記１つ以上のルート上の前記作物のうちの少なくとも１つに対する作業するためのプロセッサと、
を備えるシステム。
【請求項１４６】
前記１つ以上の作業ユニットが、請求項６７乃至９０のいずれか１項に記載の１つ以上の作業ユニットを含む、請求項１４５に記載のシステム。
【請求項１４７】
前記１つ以上のマッピングユニットが、請求項９１乃至１０３のいずれか１項に記載の１つ以上のマッピングユニットを含む、請求項１４５または１４６に記載のシステム。
【請求項１４８】
収穫された作物を受け取るためのドックをさらに備え、任意選択的に前記プロセッサが前記ドック内に配置される、請求項１４５乃至１４７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１４９】
前記ドックが、請求項１２７乃至１３０のいずれか１項に記載のドックを含む、請求項１４８に記載のシステム。
【請求項１５０】
収穫された作物を前記１つ以上の作業ユニットから前記ドックに運搬するための１つ以上の運搬ユニットをさらに備える、請求項１４５乃至１４９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１５１】
前記１つ以上の運搬ユニットが、請求項１０５乃至１１８のいずれか１項に記載の１つ以上の運搬ユニットを含む、請求項１５０に記載のシステム。
【請求項１５２】
前記１つ以上の運搬ユニットは、物理的なデータ接続を介して前記ユニットと前記ドックとの間でデータを通信するように構成されている、請求項１５０または１５１に記載のシステム。
【請求項１５３】
前記１つ以上の作業ユニット、前記１つ以上のマッピングユニット、及び／または前記１つ以上の運搬ユニットをメンテナンスするための１つ以上のメンテナンスユニットをさらに備える、請求項１４５乃至１５２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１５４】
前記１つ以上のメンテナンスユニットが、請求項１０５乃至１１８のいずれか１項に記載の１つ以上のメンテナンスユニットを含む、請求項１５３に記載のシステム。
【請求項１５５】
前記プロセッサと通信するように設けられた通信手段をさらに備え、前記ユニットの各々は、前記プロセッサからデータを受信するための通信手段を備える、請求項１４５乃至１５４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１５６】
前記ユニットのすべては、前記ユニットが交換可能かつモジュール式であるように、移動可能なカートを備える、請求項１４５乃至１５５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１５７】
請求項１乃至６６のいずれか１項に記載の方法を実施するように構成された、請求項１４５乃至１５６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１５８】
前記対象領域が、請求項１３１乃至１３９のいずれか１項に記載の生育環境の中にある、請求項１４５乃至１５６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１５９】
前記１つ以上の作業ユニットが、請求項６８乃至８８のいずれかに１項に記載の１つ以上の作業ユニットである、請求項１乃至６６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６０】
前記１つ以上のマッピングユニットが請求項９１乃至１０３のいずれかに記載の１つ以上のマッピングユニットである、請求項２または請求項３乃至６６のいずれかに記載の方法。
【請求項１６１】
前記対象領域が、請求項１３１乃至１３９のいずれかに記載の生育環境の中にある、請求項１乃至６６または請求項１５９または１６０のいずれかに記載の方法。
【請求項１６２】
請求項１乃至６６または請求項１５９乃至１６１のいずれかに記載の方法を実行するように適合されたソフトウェアコードを含むコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象領域内の作物に対して作業するための方法及びシステムに関する。本発明は、作業ユニット、運搬ユニット、マッピングユニット、メンテナンスユニット、ドック、及び、このような方法及びシステムとともに使用するための変更された生育環境にも及ぶ。
【背景技術】
【０００２】
果物や他の作物を摘み取ることをを含む、農業全体にわたる仕事を実行するための種々の自動化システムが存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、そのような自動化システムは、それらが不正確で、遅く、しばしば作物に損傷を与えるという事実のために、広範な使用のためには実用的ではない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の態様及び実施形態は、添付の特許請求の範囲に記載されている。本発明のこれらの及び他の態様及び実施形態もまた、本明細書に記載されている。
【０００５】
発明の一態様によれば、１つ以上のセンサを使用して対象領域内の作物に関連するデータを獲得することと、獲得されたセンサデータを使用して対象領域内の作物の位置をマッピングすることと、マッピングされた位置に基づいて、対象領域内の作物のうちの少なくともいくつかの間の１つ以上のルートを生成することと、１つ以上のルートに沿って１つ以上の作業ユニット（すなわち、作物に対して特定の動作、特に収穫を実行する自律的ロボット）の経路設定を行い、それによって作物のうちの少なくとも１つに対して作業することと、を含む、対象領域内の作物に対する作業の方法が提供される。
【０００６】
これは、（動的かつ連続的に変更する）生育環境内の対象領域を通る自律作業ユニットのより効率的な移動を可能にすることができ、それによって、収穫の改善された速度及び改善された収量を提供することができる。
【０００７】
任意選択的に、対象領域内の作物に関連するデータを獲得することは、対象領域を通るかまたはその周りで１つ以上のマッピングユニットの経路設定を行うことを含み、１つ以上のマッピングユニットは、１つ以上のセンサを備える。
【０００８】
１つ以上のマッピングユニットからの位置表示が受信されてもよく、対象領域内の作物の位置をマッピングすることは、１つ以上のマッピングユニットに関連して作物の位置を特定することを含んでもよい。
【０００９】
対象領域内の作物の位置をマッピングすることは、１つ以上のマッピングユニットの特定の時点における位置に関連して作物の位置を特定することを含んでもよい。
【００１０】
任意選択的に、この方法は、対象領域を通るかまたはその周りで１つ以上のマッピングユニットの経路設定をいつ行うかを決定することをさらに含んでもよい。前記決定することは、スケジュール、作物のマッピングされた位置及び／または生成されたルートについての検出された問題点、及び、生育環境に関連した観察されたかまたは予想される事象、のうちの１つ以上に依存してもよい。
【００１１】
対象領域内の作物の位置をマッピングすることは、獲得されたデータに対する所定の品質要件に基づいて、１つ以上のマッピングユニットの移動速度を選択することを含んでもよい。
【００１２】
対象領域を通るかまたはその周りで１つ以上のマッピングユニットの経路設定を行うことは、１つ以上のマッピングユニットの１つ以上のセンサを使用して、対象領域を通るかその周りでナビゲートすることを含んでよく、任意選択的に対象領域の所定のマップに基づいてナビゲートすることを含んでよい。対象領域を通るかまたはその周りで１つ以上のマッピングユニットの経路設定を行うことは、１つ以上のマッピングユニットの１つ以上のセンサを使用して、ターゲットエリアを通るかまたはその周りの所定の経路をたどることを含んでもよい。
【００１３】
１つ以上のマッピングユニットは、１つ以上の作業ユニットであってよく、あるいは、１つ以上のマッピングユニットは、１つ以上の作業ユニットとは異なってもよい。任意選択的に、１つ以上のマッピングユニットは、１つ以上の作業ユニットとして使用するように構成可能であり、逆もまた同様である。
【００１４】
対象領域内の作物の位置をマッピングすることは、対象領域の既知の計画に関連して作物の位置を特定することをさらに含んでもよい。この方法は、対象領域の計画を受領することをさらに含んでもよい。
【００１５】
任意選択的に、対象領域内の作物の位置をマッピングすることは、獲得されたデータ内の作物を識別することを含む。対象領域内の作物の位置をマッピングすることは、訓練されたモデルを使用して、獲得されたデータ内の作物を識別することを含んでもよい。対象領域内の作物の以前にマッピングされた位置が、訓練されたモデルのためのフィードバックとして使用されてもよい。
【００１６】
作物の位置をマッピングすることは、位置を特定された作物のマップを生成することを含んでもよい。マップは、位置を特定された作物の三次元マップであってよい。任意選択的に三次元マップは点群として格納される。
【００１７】
１つ以上の作業ユニットは、対象領域の少なくとも一部において作物に対して作業することの実際的な困難性に関連する対応策を取得するために用いられてもよく、次いで対応策は、生成されたマップに組み込まれてもよい。対象領域内の作物のマッピングされた位置は、以前に生成されたマップ及び期待生育率に基づいて更新されてもよく、任意選択的に前記更新することは、さらに、生育環境において測定された条件に基づいている。以前に生成されたマップが、生成されたマップに組み込まれてもよい。
【００１８】
任意選択的に、対象領域内の作物の位置をマッピングすることは、過去のマッピングされた位置を用いて、マッピングユニットによって獲得されたデータにおいて作物を識別することを支援することを含む。
【００１９】
獲得されたデータは、作物を分類するために使用されてもよい。作物の異なる分類に関する複数のマップが生成されてもよい。
【００２０】
１つ以上のセンサは、１つ以上のカメラを含んでもよく、取得されたデータは、視覚データであってもよい。１つ以上のカメラは、距離画像化に適したカメラを含んでもよい。
【００２１】
１つ以上のルートは、対象領域内の作物のうちの少なくともいくつかの間の効率的なルートであってよい。各作業ユニットは、移動可能なカートと、作物に対して作業するためにカートに取り付けられた１つ以上の作物操作装置とを備えてもよい。１つ以上のルートに沿って１つ以上の作業ユニットの経路設定を行うことは、カートの動きを指示することと、１つ以上の作物操作装置の動きを指示することとを含んでもよい。
【００２２】
１つ以上のルートを生成することは、１つ以上の作業ユニットの既知のパラメータにさらに基づいてもよい。既知のパラメータは、１つ以上の作業ユニットが１つ以上の特定のアクションを実行するための、１つ以上の典型的な速度及び／または時間を含んでもよい。１つ以上の特定のアクションは、カートの動きと、１つ以上の作物操作装置の動きとのうちの１つ以上を含んでもよい。作物操作装置は、ロボットアームを含んでもよい。
【００２３】
１つ以上のルートを生成することは、任意選択的に、対象領域内の作物の少なくともいくつかが収穫されるべき順番を決定することを含む。
【００２４】
１つ以上のルートは、訓練されたモデルを使用して生成されてもよい。ルートを生成することは、可視グラフ(visibility graph)、ランダム探索アルゴリズム(random-exploring algorithm)、確率的ロードマップ(probabilistic road map)、最適検索アルゴリズム(optimal search algorithm)、例による追随(following by example)、及びバイオインスパイアードアルゴリズム(bioinspired algorithm)のうちの１つ以上を使用することを含んでもよい。１つ以上のルートは１つ以上の作業ユニットに割り当てられてもよい。任意選択的に方法は、１つ以上のルート及び／または１つ以上の作業ユニットに関して検出された問題に基づいて、１つ以上のルートを再生成及び／または再割り当てすることをさらに含む。１つ以上のルートを生成することは、１つ以上の所定の性能指標値に依存してもよい。
【００２５】
作物のうちの少なくとも１つに対して作業することは、作物のうちの少なくとも１つを収穫することを含んでもよい。特定の作業ユニットのための１つ以上のルート上の各作物の位置において、作業ユニットの採取ツールは作物に向けられてもよく、作物は収穫されてもよい。作物を収穫することは、植物の作物支持部分を植物の残りの部分から分離することと、作物を植物から分離することとのうちの一方を含んでもよい。
【００２６】
１つ以上の作業ユニットは、１つ以上のルート上の特定の作物が収穫できる状態になっているかどうかを決定するために使用されてもよく、特定の作物は、前記決定の結果に基づいて収穫される。特定の作物が収穫できる状態になっているかどうかを決定することは、センサを使用して特定の作物に関連するデータを収集することを含んでもよい。
【００２７】
対象領域内の作物に関連する獲得されたデータが、対象領域内の特定の作物が収穫できる状態になっているかどうかを決定するために使用されてもよく、特定の作物は、決定の結果に基づいて収穫されてもよい。特定の作物が収穫できる状態になっているかどうかを決定することは、収集されたデータを、作物の収穫に適している度合いに関連した所定の分類器と比較することをさらに含んでもよい。
【００２８】
代替的に、１つ以上の作業ユニットは、１つ以上のルート上で、及び／または前記対象領域内で、作物のすべてを収穫するように構成されてもよい。
【００２９】
作物に関するデータが、１つ以上の作業ユニットの１つ以上のセンサを使用して収集されてもよく、作物は、センサを介して収集されたデータに応じて分類されてもよい。
【００３０】
収穫された作物は、１つ以上の作業ユニット上に保管されてもよい。収穫された作物は、収穫された作物の収集のための場所に運搬されてもよい。収穫された作物を収穫された作物の収集のための場所に運搬することは、任意選択的に、１つ以上の運搬ユニットを１つ以上の作業ユニットに向かわせることと、収穫された作物を１つ以上の運搬ユニットに移すことと、１つ以上の運搬ユニットを収穫された作物の収集のための場所に向かわせることとを含む。
【００３１】
１つ以上の運搬ユニットの使用がスケジューリングされてもよい。任意選択的に方法は、収穫された作物を秤量及び／または選別することをさらに含む。収穫された作物は、重量、及び／または収穫に適している度合いに応じて分類されてもよい。
【００３２】
作物に対して作業することは、刈り込み、剪定、農薬の適用、植え込み、植え替え、メンテナンス、残屑の除去、及びミツバチの放出のうちの１つ以上を含んでもよい。
【００３３】
方法は、１つ以上の作業ユニットから送信されたステータスを受信することをさらに含んでもよく、送信されたステータスは、位置、負荷状態、バッテリー状態、及びエラーまたは障害のうちの１つ以上に関係する。送信されたステータスに応答して、１つ以上の作業ユニットの再経路設定を行うこと、１つ以上の運搬ユニットを１つ以上の作業ユニットに向かわせること、１つ以上の作業ユニットを充電場所に向かわせること、１つ以上のメンテナンスユニットを１つ以上の作業ユニットに向かわせること、のうちの１つ以上のアクションが実行されてもよい。
【００３４】
任意選択的に方法は、１つ以上のルートに沿って１つ以上の作業ユニットの経路設定を行い、それによって所定の閾値を超えるまで１つ以上のルート上の１つ以上の作物に対して連続的に作業することを含み、閾値は、貯蔵容量、バッテリー充電量、メンテナンス状態、及びルート内の位置のうちの１つ以上に関連する。訓練されたモデルを任意選択的に使用して、１つ以上の作業ユニットの使用がスケジューリングされてもよい。前記スケジューリングは外部入力に依存してもよく、任意選択的に外部入力は、作物に対する需要の指標である。
【００３５】
作物は生育環境で収穫されてもよく、任意選択的に生育環境はパイプレール加熱システムを有する温室である。対象領域は、生育環境の全体であってよい。方法は、対象領域における他の関心対象の位置をマッピングすることをさらに含んでもよく、他の関心対象は、障害物、及び作物を有する植物の部分のうちの１つ以上である。
【００３６】
本明細書で説明する少なくとも１つの態様によれば、生育環境において作物に対して作業するための作業ユニットであって、動力付きのカートと、カートに取り付けられた１つ以上のロボットアームであって、各アームが、作物に対して作業する際に使用するためのエンドエフェクタを有する１つ以上のロボットアームと、カートの動き及び１つ以上のロボットアームの動きを制御するためのプロセッサと、を備え、１つ以上のロボットアームは、６未満の自由度でエンドエフェクタを位置決めするように構成されている、作業ユニットが提供される。
【００３７】
任意選択的に１つ以上のロボットアームは、各々、３つの動き軸を有する。１つ以上のロボットアームは、円筒座標のロボットアームまたはデカルト座標のロボットアームを含んでもよい。
【００３８】
作業ユニットは、周囲の物体に関するデータを受信するための１つ以上のセンサをさらに備えてもよく、前記データは、生育環境を通ってカートをナビゲートするためにプロセッサによって使用されてもよい。１つ以上のセンサはカメラを含んでもよく、プロセッサは、コンピュータビジョンを使用して、カートを生育環境を通ってナビゲートするように構成されてもよい。任意選択的に作業ユニットは、データを獲得しながら生育環境内の対象領域を通って、またはその周りを移動し、それによって、対象領域をマッピングするように構成されている。
【００３９】
データは、１つ以上のロボットアームの精密位置決めのためにプロセッサによって使用されてもよい。任意選択的に作物の収穫に適している度合いに関連した所定の分類器との比較に基づいて、データは、プロセッサ及び／または外部プロセッサによって、対象領域内の特定の作物が収穫できる状態になっているかどうかを判定するために使用されてもよい。
【００４０】
前記１つ以上のセンサのうちの少なくとも１つが、１つ以上のロボットアームに取り付けられてもよい。作業ユニットは、１つ以上のオドメータを含んでもよく、前記オドメータから受信したデータは、生育環境を通ってカートをナビゲートするためにプロセッサによって使用される。
【００４１】
プロセッサと通信するデータ格納部がさらに設けられてもよい。データ格納部は、作業ユニットの周囲のモデルを含んでもよく、任意選択的にモデルは対象領域内の作物のマップを含み、プロセッサは、モデルを使用して、カート及び／または１つ以上のロボットアームの動きを制御することができる。データ格納部は、作業ユニットのための指示を含んでもよく、指示は、カート及び／または１つ以上のロボットアームの動きのための１つ以上のルートと、１つ以上の作物のための作業指示とを含む。
【００４２】
作業ユニットは、１つ以上のロボットアームとともに使用するために、概して交換可能な複数のエンドエフェクタを備えてもよい。１つ以上の作物に対して可能な作業は、１つ以上の作物の収穫、刈り込み、剪定、農薬の適用、植え込み、植え替え、メンテナンス、残屑の除去、及びミツバチの放出のうちの１つ以上を含んでもよい。収穫することは、摘み取り、切断、すりつぶし、搾り出し、押しつぶし、及び振り落としのうちの１つ以上を含んでもよい。
【００４３】
作業ユニットは、収穫された作物を貯蔵するための手段をさらに含んでもよく、好ましくは、収穫された作物を貯蔵するための手段は冷蔵され、任意選択的に貯蔵するための手段は、作物を秤量し選別するための手段を含む。作業ユニットは、作物を積み降ろすことを可能にするために、さらなるユニットまたは貯蔵機構と協働するための手段をさらに備えてもよい。
【００４４】
作業ユニットは、プロセッサと通信する通信手段をさらに備えてもよく、作物に対する作業に関するデータを外部サーバに送信し、外部サーバからデータを受信するように構成されてもよい。
【００４５】
作業ユニットは、所定のスケジュールにしたがって動作するように構成されてもよい。作業ユニットは、ＧＰＳ受信機を備えてもよく、任意選択的に位置表示を送信するように構成されている。作業ユニットは、１つ以上の光源、及び／または、作業ユニットに電力を供給するためのバッテリーをさらに備えてもよい。
【００４６】
本明細書で説明する少なくとも１つの態様によれば、生育環境内の対象領域における作物に関連するデータを獲得するためのマッピングユニットであって、動力付きのカートと、カートの動きを制御するためのプロセッサと、カートに取り付けられた１つ以上のセンサと、を備え、１つ以上のセンサを使用してデータを獲得しながら、生育環境内の対象領域を通ってまたはその周りを移動し、それによって対象領域内の作物に関連するデータを獲得するように構成されている、マッピングユニットが提供される。
【００４７】
１つ以上のセンサは、カートの２つ以上の側から視覚データを獲得できるように構成されてもよい。１つ以上のセンサは、移動可能であってもよく、及び／または、カート上の可動プラットフォーム上に取り付けられてもよい。
【００４８】
マッピングユニットは、複数のセンサを含んでもよい。１つ以上のセンサは、カメラを含んでもよく、任意選択的に距離画像化に適したカメラを含む。
【００４９】
獲得されたデータは、任意選択的にコンピュータビジョンを使用して、プロセッサによって、生育環境を通ってカートをナビゲートするためにさらに使用されてもよい。マッピングユニットは、１つ以上のオドメータを含んでもよく、オドメータから受信されたデータは、生育環境を通してカートをナビゲートするためにプロセッサによって使用される。マッピングユニットは、所定のスケジュールにしたがって動作するように構成されてもよい。
【００５０】
マッピングユニットは、マッピングユニットに電力を供給するためのバッテリー、及び／または、１つ以上の光源をさらに含んでもよい。マッピングユニットは、プロセッサと通信する通信手段をさらに備えてもよく、作業ユニットは、獲得されたデータをサーバに送信するように構成されている。マッピングユニットは、ＧＰＳ受信機をさらに備えてもよく、任意選択的に作業ユニットは位置表示をサーバに送信するように構成されている。
【００５１】
本明細書で説明する少なくとも１つの態様によれば、対象領域内の作物の位置をマッピングするためのシステムであって、ここで説明されたマッピングユニットと、サーバと、を備え、サーバは、１つ以上のマッピングユニットによって獲得された視覚データにおける作物を識別し、対象領域の既知の計画及び／または１つ以上のマッピングユニット位置に関連して、識別された作物の位置を特定し、それによって対象領域における作物の位置をマッピングするように構成されているシステムが提供される。
【００５２】
本明細書で説明する少なくとも１つの態様によれば、生育環境において、収穫された作物を運搬するための運搬ユニットであって、動力付きのカートと、カートの動きを制御するためのプロセッサと、作物を運搬するための１つ以上のコンテナと、を備え、概して可変の第１の場所と概して固定された第２の場所との間を往復し、それによって収穫された作物を前記第１の場所から第２の場所に運搬するように構成されている運搬ユニットが提供される。概して可変の第１の場所は、作業ユニットの位置であってよく、任意選択的にここで説明した作業ユニットの位置である。
【００５３】
運搬ユニットは、作業ユニットから前記運搬ユニットへの作物の移送を補助するために、作業ユニットと協働するための手段をさらに備えてもよい。運搬ユニットは、任意選択的にサーバを介して、作業ユニットから位置表示を受信するための無線通信手段をさらに備えてもよい。
【００５４】
概して固定された第２の場所は、任意選択的にドックであり、任意選択的にサーバを備える。
【００５５】
運搬ユニットは、データ格納部と、外部コンピューティング装置がデータ格納部と通信することを可能にする及び物理インターフェースと、をさらに備えてもよく、第１の場所と第２の場所との間でデータを転送するように構成されている。
【００５６】
運搬ユニットは、周囲の物体に関連するデータを獲得するための１つ以上のセンサをさらに備えてもよく、獲得されたデータは、任意選択的にコンピュータビジョンを使用して、生育環境を通ってカートをナビゲートするためにプロセッサによって使用されてもよい。運搬ユニットは、１つ以上のオドメータをさらに備えてもよく、オドメータから受信したデータは、生育環境を通ってカートをナビゲートするためにプロセッサによって使用されてもよい。
【００５７】
運搬ユニットは、作物を秤量し選別するための手段、及び／または、任意選択的に収穫に適している度合いを検査するための、収穫された作物を検査するための手段をさらに含んでもよい。
【００５８】
運搬ユニットは、所定のスケジュールにしたがって動作するように構成されてもよい。運搬ユニットは、ＧＰＳ受信機をさらに備えてもよく、任意選択的に位置表示をサーバに送信するように構成されている。運搬ユニットは、１つ以上の光源、及び／または、運搬ユニットに電力を供給するためのバッテリーをさらに備えてもよい。
【００５９】
本明細書に記載された態様の少なくとも１つによれば、生育環境において作物に対して作業するための１つ以上の自律ユニットとともに使用するためのメンテナンスユニットであって、動力付きのカートと、カートに取り付けられた１つ以上のロボットアームであって、各アームが、１つ以上の自律ユニットに対する作業に使用するためのエンドエフェクタを有する１つ以上のロボットアームと、カートの動き及び１つ以上のロボットアームの動きを制御するためのプロセッサと、を備え、１つ以上の自律ユニットに対するメンテナンス作業を実行するように構成されている、メンテナンスユニットが提供される。
【００６０】
任意選択的に、メンテナンス作業は、パネルのねじの取り外し／再ねじ締め、コンポーネントの交換、バッテリーの充電、再配線、タイヤ／車輪の交換、パンクの修理、清掃（例えばカメラの清掃）、及び妨害物の除去のうちの１つ以上を含む。
【００６１】
メンテナンスユニットは、周囲の物体に関連するデータを獲得するための１つ以上のセンサをさらに備えてもよく、獲得されたデータは、任意選択的にコンピュータビジョンを使用して、生育環境を通ってカートをナビゲートするためにプロセッサによって使用されてもよい。獲得されたデータは、訓練されたモデルを任意選択的に使用して、メンテナンスを必要とするユニットを識別するためにプロセッサによってさらに使用されてもよい。
【００６２】
メンテナンスユニットは、１つ以上のオドメータを備えてもよく、オドメータから受信されたデータは、生育環境を通ってカートをナビゲートするためにプロセッサによって使用される。メンテナンスユニットは、ＧＰＳ受信機をさらに備えてもよく、任意選択的に位置表示をサーバに送信するように構成されている。メンテナンスユニットは、１つ以上の光源をさらに含んでもよい。
【００６３】
メンテナンスユニットは、任意選択的にそれ自体をメンテナンスすることができる。
【００６４】
本明細書に記載された態様の少なくとも１つによれば、１つ以上の自律ユニットのドックであって、１つ以上の自律ユニットは、ここで説明した作業ユニットと、ここで説明したマッピングユニットと、ここで説明した運搬ユニットと、ここで説明したメンテナンスユニットとのうちの１つ以上を含む、ドックが提供される。
【００６５】
任意選択的に、ドックは、使用されていないときに自律ユニットを格納するように構成されている。ドックは、収穫された作物を１つ以上の自律ユニットから受け取るように構成されてもよい。ドックは、１つ以上の自律ユニットにパワーを供給するように構成されてもよい。
【００６６】
本明細書に記載された態様の少なくとも１つによれば、植物を生育するための複数の列のフレームと、複数の列を通る自律ユニットの運行（ナビゲーション）を支援するための複数の運行支援物と、を備える生育環境が提供される。
【００６７】
任意選択的に複数の運行支援物は、位置マーカー、ガイドワイヤ、色分けされた領域、磁気ストリップ、作物に対する背景物、及び、障害物及び／または植物に適用される可視タグ／バーコードのうちのいずれかまたはすべてを含む。
【００６８】
生育環境は、生育環境を監視するための１つ以上のカメラ、及び／または、生育環境から物体を運び出すための手段をさらに含んでよい。生育環境は、自律ユニットのための複数の有線のネットワークアクセスポイントをさらに含んでよく、ネットワークアクセスポイントは、生育環境の全体に分散している。
【００６９】
複数の列のフレームは相互に対して移動可能であってよく、それによって列の間の隙間空間の幅の調整、及び／または各列の垂直位置の調整を可能にする。
【００７０】
本明細書に記載された態様の少なくとも１つによれば、植物を生育するための複数の列のフレームを含み、複数の列のフレームは相互に対して移動可能であり、それによって各列の垂直位置と列の間の隙間空間の幅との調整を可能にする生育環境が提供される。生育環境は温室であってよい。
【００７１】
本明細書に記載された態様の少なくとも１つによれば、対象領域において作物を収穫するための１つ以上の作業ユニットと、収穫された作物を受け取るためのドックと、収穫された作物を１つ以上の作業ユニットからドックに運搬するための１つ以上の運搬ユニットと、を備える、対象領域において作物を収穫するためのシステムが提供される。
【００７２】
１つ以上の運搬ユニットは、１つ以上の作業ユニットの送信された位置に運行（ナビゲート）するように構成されてもよい。任意選択的に、１つ以上の作業ユニットはここに説明した１つ以上の作業ユニットを含み、１つ以上の運搬ユニットはここに説明した１つ以上の運搬ユニットを含み、及び／または、ドックはここに説明したドックを含む。
【００７３】
本明細書に記載された態様の少なくとも１つによれば、作物に対して作業するための１つ以上の作業ユニットと、対象領域内の作物に関連するデータを獲得する１つ以上のマッピングユニットと、獲得されたセンサデータを使用して対象領域内の作物の位置をマッピングし、マッピングされた位置に基づいて対象領域内の作物のうちの少なくともいくつかの間の１つ以上のルートを生成し、１つ以上のルートに沿って１つ以上の作業ユニットの経路設定を行い、それによって１つ以上のルート上の前記作物のうちの少なくとも１つに対する作業するためのプロセッサと、を備える、対象領域内の作物に対して作業するためのシステムが提供される。
【００７４】
任意選択的に、１つ以上の作業ユニットはここに説明した１つ以上の作業ユニットを含み、及び／または、１つ以上のマッピングユニットはここに説明した１つ以上のマッピングユニットを含む。
【００７５】
システムは、収穫された作物を受け取るためのドックをさらに含んでよく、任意選択的にプロセッサはドック内に配置される。ドックはここに説明したドックを含んでよい。
【００７６】
システムは、収穫された作物を１つ以上の作業ユニットからドックに運搬するための１つ以上の運搬ユニットをさらに含んでよい。１つ以上の運搬ユニットは、ここに説明した１つ以上の運搬ユニットを含んでよい。１つ以上の運搬ユニットは、任意選択的に、物理的なデータ接続を介してユニットとドックとの間でデータを通信するように構成されている。
【００７７】
システムは、１つ以上の作業ユニット、１つ以上のマッピングユニット、及び／または１つ以上の運搬ユニットをメンテナンスするための１つ以上のメンテナンスユニットをさらに備えてもよい。１つ以上のメンテナンスユニットは、ここに説明した１つ以上のメンテナンスユニットを含んでよい。
【００７８】
システムは、プロセッサと通信するように設けられた通信手段をさらに備えてよく、ユニットの各々は、プロセッサからデータを受信するための通信手段を備える。ユニットのすべては、ユニットが交換可能かつモジュール式であるように、移動可能なカートを備えてもよい。システムは、ここに説明した方法を実施するように構成されてよい。対象領域は、ここに説明した生育環境の中にあってよい。
【００７９】
本明細書に記載された態様の少なくとも１つによれば、１つ以上の作業ユニットがここに説明された１つ以上の作業ユニットであってよく、及び／または、１つ以上のマッピングユニットがここに説明された１つ以上のマッピングユニットであってよい、ここに説明された方法が提供される。対象領域は、ここに説明された生育環境の中にあってよい。
【００８０】
本明細書で説明する少なくとも１つの態様によれば、作物に対して作業するためのシステムにおいて使用される自律ユニットであって、動力付きのカートと、カートの動きを制御するプロセッサと、カートに取り付けられた１つ以上のセンサと、カートに取り付けられた（任意選択的な）１つ以上のロボットアームと、を備え、ユニットが、１つ以上のセンサから受け取ったデータに任意選択的に基づいて、生育環境を通って移動し、生育環境内で任意選択的に１つ以上の所定のタスクを実行するように構成されている、自律ユニットが提供される。
【００８１】
本発明は、実質的に、本明細書に記載され、及び／または添付の図面を参照して示される方法、システム及び装置に及ぶ。
【００８２】
本発明はまた、本明細書に記載された方法のいずれかを実行するための、及び／または本明細書に記載された装置特徴のいずれかを実現するためのコンピュータプログラムまたはコンピュータプログラム製品、並びに本明細書に記載された方法のいずれかを実行するための、及び／または本明細書に記載された装置特徴のいずれかを実現するためのプログラムがそこに格納されているコンピュータ可読媒体を提供する。
【００８３】
本発明はまた、本明細書に記載された方法のいずれかを実行するための、及び／または本明細書に記載された装置特徴のいずれかを実現するためのコンピュータプログラムまたはコンピュータプログラム製品を実現する信号、そのような信号を送信する方法、並びに本明細書に記載された方法を実行するための、及び／または本明細書に記載された装置特徴のいずれかを実現するためのコンピュータプログラムをサポートするオペレーティングシステムを有するコンピュータ製品を提供する。
【００８４】
本発明の一態様における任意の特徴は、任意の適切な組み合わせで、本発明の他の態様に適用されてもよい。特に、方法の態様は、装置の態様に適用されてもよく、逆もまた同様である。本明細書で使用されるように、ミーンズ・プラス・ファンクションの特徴は、、適切にプログラムされたプロセッサ及び関連するメモリなど、それらの対応する構造の観点から代替的に表現されてもよい。
【００８５】
さらに、ハードウェアによって実装される特徴は、一般に、ソフトウェアで実装されてもよく、その逆も可能である。ここに記載されたソフトウェア及びハードウェアの機能についての言及は、すべて、それ相応に解釈されるべきである。
【００８６】
本明細書中で使用される場合、用語「作物(crop)」は、好ましくは、任意の栽培植物（または栽培植物の一部）、より好ましくは、ヒト、動物、及び／または工業的使用のために取り去られ、収集される栽培植物の一部を意味する。
【００８７】
本明細書中で使用される場合、用語「支持部分(supporting part)」は、好ましくは、作物が発達する植物の部分、及び／または作物を支持する植物の部分を意味する。トマトなどの作物の場合、支持部分は「トラス(truss)」と呼ばれることがある。
【００８８】
本明細書中で使用される場合、用語「収穫する(harvesting)」は、好ましくは、特定の場所から作物の少なくとも一部を収集する（すなわち寄せ集める）プロセスを意味し、より好ましくは、作物の少なくとも一部を抽出し、収集する（すなわち、取り去り、寄せ集める）プロセスを意味する。用語「収穫(harvest)」は、好ましくは、様々な可能な処理作業（収穫することはそのうちの１つである）を指す用語「作業する(operate on)」の範囲内に入ると理解されるべきである。
【００８９】
本明細書中で使用される場合、用語「ルート(route)」は、好ましくは、３次元空間における位置（好ましくは作物の位置）の間のルートを意味する（すなわち、移動可能なユニットがそれに沿って動く特定のコースだけではない）。
【００９０】
本明細書中で使用される場合、用語「生育環境(growing environment)」は、好ましくは、作物を生育させるための任意の制御された環境、より好ましくは、作物が一般に列または他の所定の配置形態で生育させられる制御された環境、さらにより好ましくは温室を意味する。本明細書中で使用される場合、用語「生育環境」と用語「温室(greenhouse)」とは互いに置き換え可能である。
【００９１】
本明細書中で使用される場合、用語「パイプレールシステム(pipe-rail system)」は、好ましくは、温室（または他の生育環境）のための加熱システムであって、加熱パイプがその温室の床の近くに列をなして配置され、植物が加熱パイプの列の上に列をなして配置される加熱システムを意味する。
【００９２】
本明細書中で使用される場合、用語「カート(cart)」は、好ましくは、動力付きまたは動力なしの車両、特に低背(squat)の車両、より好ましくは、パイプレールシステムを含む生育環境において植物の列の間を移動するのに適した寸法を有する低背の車両を意味する。本明細書中で使用される場合、用語「カート」、「台車(trolley)」、及び「パイプレール台車(pipe-rail trolley)」は、互いに置き換え可能である。
【００９３】
本明細書中で使用される場合、用語「ユニット(unit)」は、好ましくは、自律ロボット、より好ましくは、異なる機能を実行するように構成された他のロボットと概して交換可能な自律ロボット、さらに好ましくは、概してカート状のシャーシを用いて形成された自律ロボットを意味する。本明細書中で使用される場合、単数形での「ユニット」へのすべての言及は、好ましくは、複数であることも意味し、逆もまた同様である。以下に説明されるように、説明される種々のタイプのユニットは、多くのコンポーネントを共通に有し、他のタイプのユニットの機能を実行するように構成または適合されてもよい。したがって、１つのタイプのユニットを参照して説明した特徴のすべてを、別のタイプのユニットに等しく適用することができる。
【００９４】
本明細書中で使用される場合、用語「中央システム(central system')」または「中央プロセッサ」(central processor)は、好ましくは、システムのユニットを制御するための任意の種類のプロセッサまたは装置、より好ましくは、システムのドックに配置されたプロセッサを意味する。
【００９５】
本明細書中で使用される場合、単数形での「カメラ(camera)」または「センサ(sensor)」へのすべての言及は、好ましくは、複数であることも意味し、その逆も同様である。
【００９６】
本明細書中で使用される場合、用語「操作装置(manipulation device)」は、作物を操作し、及び／または作物に対して作業することができる任意の作動可能な装置、より好ましくはロボットアームを意味する。
【００９７】
本明細書中で使用される場合、用語「エンドエフェクタ(end effector)」は、好ましくは、ロボットアームまたは他の操作装置の遠位端にある装置を意味し、より好ましくは、作物に対して特定のアクション（把持など）を実行するように構成された装置を意味する。
【００９８】
本明細書中で使用される場合、用語「収穫性(harvestability)」は、好ましくは、作物が収穫できる状態にあるかどうかを決定するために使用することができる作物の１つ以上の特徴の尺度を意味する。
【００９９】
また、本発明の任意の態様において説明され定義された様々な特徴の特定の組み合わせは、独立して実装及び／または供給及び／または使用されることができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】図１は、温室のような生育環境において作物に対して作業するためのシステムの概略図である。
【図２】図２は、対象領域において作物に対して作業する方法の概要を示すフロー図である。
【図３】図３は、マッピングユニットの概略図である。
【図４】図４は、マッピングユニットを動作させる方法を示すフロー図である。
【図５】図５は、作物の位置をマッピングする方法を示すフロー図である。
【図６】図６は、作業ユニットの概略図である。
【図７ａ】図７ａは、マッピングデータから生成されたルートを使用しない、作業ユニットの例示的な動作を示す図である。
【図７ｂ】図７ｂは、マッピングデータから生成されたルートを使用する、作業ユニットの例示的な動作を示す図である。
【図８】図８は、作業ユニットを動作させる方法を示すフロー図である。
【図９】図９は、運搬ユニットの概略図である。
【図１０】図１０は、運搬ユニットの秤量／選別装置を詳細に示す概略図である。
【図１１】図１１は、運搬ユニットを動作させる方法を示すフロー図である。
【図１２】図１２は、メンテナンスユニットの概略図である。
【図１３】図１３は、メンテナンスユニットを動作させる方法を示すフロー図である。
【図１４】図１４は、ドックの概略図である。
【図１５】図１５は、ドックを動作させる方法を示すフロー図である。
【図１６】図１６は、システムの構成要素間の接続を示す階層依存関係図である。
【図１７】図１７は、データの転送のために運搬ユニットが使用される、作物に対して作業するためのシステムの構成要素図である。
【発明を実施するための形態】
【０１０１】
次に本発明は、添付の図面を参照して、純粋に例として説明される。
【０１０２】
図１は、温室１０のような生育環境において作物に対して作業するためのシステム１０００の概略図を示している。
【０１０３】
温室１０では、作物１４を含む植物１２が、列１６に配置されたフレーム上で生育される。これは、多くの作物の高品質な成長を可能にし、隙間列１８を介した作物への良好なアクセスを可能にするので、多くの温室のための典型的な配置である。植物１２の列１６は、「パイプレールシステム」として知られているものにおいて、加熱パイプ（図示せず）の列の上にある。
【０１０４】
典型的には、作物１４は、低背のカートまたは車両である「パイプレール台車」上に立っているか、または「パイプレール台車」と並んで歩いている人間の操作者によって収穫（または他の方法で作業）される。パイプレール台車であるカートまたは車両は、（それ自体の動力によって、あるいは人間の操作者によって押されることによって、）隙間列１８に沿って移動するように構成され、台車が列１６を通り越して移動するときに操作者が手で作物１４を拾うことを可能にする。
【０１０５】
対照的にシステム１０００は、温室１０の対象領域２０内で作物に対して作業し収穫するための完全なシステムを形成する複数の動力付き自律ユニットを備えており、ここで自律ユニットは、一般に、「パイプレール台車」として形成される（すなわち、それらはすべて、隙間列１８での使用に適した寸法を有する）。複数のカテゴリの自律ユニットが提供され、各カテゴリーの自律ユニットは異なるコンポーネントを有し、システム１０００において個別のタスクを実行するように構成されている。
【０１０６】
各自律ユニットは、その個別のタスクを実行するために、隙間列１８に沿って横方向に移動するように構成されている。使用されていないとき、ユニットは、ユニットを格納するためのドック１１００に戻るように構成されている。ドック１１００は、自律ユニットを制御するための中央プロセッサ（図示せず）を備える。ユニットが一時的にのみ不使用である場合には、代替的にユニットは、植物１２から離れた温室の任意の領域（すなわち隙間列１８の外側）にアイドル状態で置かれてもよい。
【０１０７】
より詳細には自律ユニットは、作物１４上に対して作業する（特に、作物を収穫する）ための作業ユニット１２００と、作物の視覚データ（これは、後で詳しく述べるように、作物の位置のマップを生成するために使用される）を獲得するためのマッピングユニット１３００と、収穫された作物を運搬するための運搬ユニット１４００と、他のユニットのメンテナンスと修理を行うためのメンテナンスユニット１５００と、を含む。個別のタスクを有する自律システムからなるシステム１０００を使用することは、作物に対して作業する有利な方法が実行されることを可能にする。
【０１０８】
図２は、システム１００を使用して、対象領域内の作物に対して作業する方法２０００を概説するフロー図を示している。
【０１０９】
第１のステップ２２００では、１つ以上のマッピングユニット１３００を使用して、所定の対象領域内のすべての作物に関連するデータが収集される。第２のステップ２４００では、すべての作物１４の位置がマッピングされる。第３のステップ２６００では、マップデータを使用して、対象領域内の作物の少なくともいくつかの間の１つ以上のルートを生成する。第４のステップ２８００では、１つ以上のルートに沿って１つ以上の作業ユニット１２００の経路設定が行われ、それによって１以上のルート上の少なくとも１つの作物に対して作業が行われる。この方法での各ステップの詳細は、関連する様々な自律ユニットを参照して後でより詳細に説明される。
【０１１０】
マッピングユニット：
図３は、本発明によるマッピングユニット１３００の概略図を示している。
【０１１１】
マッピングユニット１３００は、車輪１３０４を有する「パイプレール台車」１３０２（すなわち低背のカート）を備える。パイプレール台車１３０２は、人の介在なしに対象領域を通って移動できるように動力が供給される。マッピングユニットの他のコンポーネントは、台車に搭載される。特に、そのような他のコンポーネントは、カメラ１３０６、プロセッサ１３０８、バッテリー１３１０、運動コントローラ１３１２及びアンテナ１３１４を含む。
【０１１２】
車輪１３０４のうちの１つ以上は、マッピングユニット１３００が移動することを可能にするために、運動コントローラ１３１２によって制御されるモータ（図示せず）によって動力が供給される。車輪のいくつかまたはすべては、マッピングユニットが方向を変えることを可能にするために、（運動コントローラの制御下で）回転するように構成され、これは、回転アクチュエータによって作動されるラックアンドピニオン機構などの様々な既知の機構のうちの１つ以上を使用して達成され得る。運動コントローラは、プロセッサ１３０８と通信するように設けられてプロセッサ１３０８によって制御され、プロセッサ１３０８は、アンテナ１３１４と通信するように設けられる。プロセッサは、アンテナ１３１４を介して、（ドック１１００内の中央プロセッサのような）外部プロセッサから指令を受け取り、それに応じてマッピングユニットを制御する。マッピングユニット内のプロセッサは、指令とカメラ１３０６を介して獲得された視覚データとを格納するためのデータ格納部を含む。バッテリー１３１０は、マッピングユニットの種々のコンポーネントに電力を供給するために使用される。
【０１１３】
アンテナ１３１４は、プロセッサ１３０８が、（対応するアンテナを介し）無線ネットワークを介して中央プロセッサと通信することを可能にする。無線ネットワークは、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）または任意の種類のローカルエリアネットワークなどのプロトコルのいずれか１つを使用できる。
【０１１４】
カメラ１３０６はビデオカメラであり、台車１３０２上の可動プラットフォームまたは延長部１３１６に取り付けられている。カメラは、マッピングユニット１３００がマッピングするように指示された特定の対象領域２０の実質的にすべての視覚データを獲得するように構成されている。マッピングユニットは、必要な視覚データを取得するために、対象領域内の隙間列１８の各々に沿って移動することによって、対象領域を通って及び／または対象領域の周りを移動するように構成されている。
【０１１５】
マッピングユニット１３００は、カメラ１３０６からの視覚データに基づいて隙間列１８に沿って移動する（そして隙間列の間を動く）ように構成されている。カメラ１３０６からの視覚データは、マッピングユニットがマッピングユニットを取り囲む環境のモデルを持つように、（プロセッサ１３０８に実装された）既知のコンピュータビジョン技術への入力として使用される。外部プロセッサによって与えられアンテナ１３１４を介して受信された（所定のルートに関連していてもよい）指令は、次に、車輪１３０４がどのように動かされるべきかを決定するために使用される。一例としてそのような指令は、「列１を下に移動し、向きを変え、列２を上に移動する」という効果を有するものであることができる。後述するように、温室１０は、どの列がどの列であるかをマッピングユニットが認識するのを援ける視覚的支援物を備える。マッピングにおいて使用される視覚データを獲得するためのカメラ１３０６に加え、運行（ナビゲーション）のための１つまたは別個のカメラが、任意選択的にマッピングユニットに設けられる。
【０１１６】
マッピングユニット１３００はまた、温室１０（または少なくとも対象領域２０）の所定の計画に追加的に基づいて運行（ナビゲート）するように構成されてもよい。ここで、プロセッサ１３０８は、ＧＰＳ信号（ここではプロセッサ１３０８はＧＰＳ受信機をさらに備える）を使用することによって、及び／または計画に関連して既知の位置を有する視覚データ内の特定の物品（特定の視覚的支援物など）を検出することによって、計画を参照してマッピングユニットの位置を決定する。
【０１１７】
視覚データを取得するために、マッピングユニット１３００は、データの信頼性を向上させ、カメラが様々な角度から視覚データを獲得することを可能にするために、隙間列１８のそれぞれに沿って数回、いくつかの方向に移動するように構成されてもよい。特定の隙間列１８に隣接する両方の植物の列１６の視覚データを取得するために、カメラは、例えば、延長部１３１６上のマウントを使用することによって、または延長部自体を使用することによって、移動するように構成されてもよい。カメラ自体は、マッピングユニットが動かされるにつれて動くＰＴＺカメラ（すなわち、カメラは、「パン(pan)、チルト(tilt)、［及び］ズーム(zoom)」操作を実行することができる）であってもよい。カメラは、マッピングユニットが動かされるにつれて連続的に移動してもよく、あるいは代替的に、各隙間列の端部において、位置が直されてもよい。あるいはカメラは、複数のカメラであってもよく、その結果、マッピングユニットの様々な側から一度に視覚データを受け取ることができる。例えばマッピングユニットは、概して球状、半球状またはリング状のアレイに配置された複数のカメラを備えていてもよい。カメラはまた、パルス光を使用してカメラからの物体の距離を測定することができる、対応する「飛行時間(time-of flight)」カメラ、または距離撮像化に適した任意の他のカメラを組み込むことができる。従来の視覚カメラ及び「飛行時間」カメラの使用は、対応するＲＧＢビデオ及び測距データが収集されることを可能にする（この組み合わされたデータセットを「ＲＧＢｄ」と呼んでもよい）。
【０１１８】
図４は、マッピングユニット１３００を動作させる方法２２００を示すフロー図を示している。この方法は、対象領域内の作物に対して作業する方法２０００の第１のステップ２２００でもある。
【０１１９】
第１のステップ２２０２において、マッピングの「実行(run)」が開始される（すなわち、マッピングユニットが特定の対象領域のマッピングを開始する）。中央プロセッサは、実行を開始するためにコマンドを（任意選択的にスケジュールにしたがって）発行することができる。代替的に特定のイベントが、実行を開始させることができる。例えばマッピングユニット１３００は、手動でリセットされてもよく、またはマッピングユニット１３００は、（所定のスケジュールにしたがって）特定の時刻に動作するように構成されていてもよい。
【０１２０】
第２のステップ２２０４においてマッピングユニット１３００は、動作を開始すべきであるという通知を受信する。例えばマッピングユニットは、アンテナ１３１４を介して中央プロセッサから通信を受信することができる。このような通信は、マッピングされるべき領域２０を含むマッピング実行の詳細と、要求される精度とを含む。詳細はまた、対象領域全体に関連する視覚データが捕捉されることを保証にするために必要とされる、移動の計画を含んでもよい。
【０１２１】
第３のステップ２２０６においてマッピングユニット１３００は、運行及び移動のための前述のコンポーネントを使用して、開始位置から対象領域２０に移動する。開始位置は、ドック１１００にあってもよく、あるいは、隙間列１８の外側のアイドル位置にあってもよい。
【０１２２】
第４のステップ２２０８においてマッピングユニット１３００は、カメラ１３０６を使用してデータを収集しながら、対象領域２０を通って移動する（より具体的には、マッピングユニットは、対象領域２０の様々な隙間列１８を上下に移動する）。（第４のステップ２２０８と同時に発生する可能性がある）第５のステップ２２１０において、収集されたデータは、プロセッサ１３０８に付随するデータ格納部に格納される。
【０１２３】
第６のステップ２２１２においてマッピングユニット１３００は、対象領域２０が横断されてマッピングされるまで（すなわち、対象領域内のすべての作物１４に関する視覚データが受信されるまで）、対象領域を通って移動しデータを収集し続ける。すべての作物１４に関する視覚データが受信されたかどうかは、領域のＧＰＳマップ、磁気マップ、及び無線局在化マップ（及び計画を参照したマッピングユニットの位置）などの１つ以上の所定の計画またはマップを参照することによって、または必要な移動の計画を参照することによって、決定することができる。ユニットの運行において使用される、マッピングユニット（特にカメラ１３０６）上のセンサを使用して、例えば、獲得された視覚データ内において同じ物体が再出現するときを判定することによって、対象領域を通る移動をいつ停止すべきかを判定することもできる。
【０１２４】
マッピングユニット１３００はまた、停止コマンドが中央プロセッサから受信された場合（例えば、中央プロセッサが、十分なデータが収集されたと判定した場合、またはマッピング実行がキャンセルされた場合）、または特定の閾値を超えた場合（例えば、バッテリー充電があるレベル未満に低下した場合、またはデータ格納量が容量に近づいている場合）、データの収集を停止することができる。
【０１２５】
第７のステップ２２１４において、収集されたデータは、無線ネットワーク及びアンテナ１３１４を使用して、マッピングユニット１３００から中央プロセッサに送信される。データはまた、マッピングが行われているときに、部分的に、または連続的に送信されてもよい。
【０１２６】
次いでマッピングユニット１３００は、さらなる指令が受信されるまで、動作を停止する。マッピングユニットは、ドック１１００に戻ることができ、または温室の植物１２から離れた任意の領域においてアイドル状態で留まっていてよい。
【０１２７】
理解されるように、いくつかのマッピングユニット１３００を使用して、対象領域２０（または実際には様々な異なる対象領域）をマッピングすることができる。ここでは特に、各マッピングユニットは、全体的なマッピング速度を増大させるように、対象領域の一部分をマッピングする。上述のように、マッピングユニット１３００は、作物が成長するときの作物の位置またはサイズの任意の変化を考慮に入れるために、及び／または収穫されたのちでもあるかもしれない任意の作物を考慮に入れるために、対象領域を規則的な間隔で再マッピングするように構成されてもよいスケジュールにしたがって動作してもよい。
【０１２８】
作物のマッピング：
図５は、作物の位置をマッピングする方法２２００を示すフロー図を示している。この方法２２００はまた、対象領域内の作物に対して作業する方法２０００の第２のステップ２４００でもある。
【０１２９】
第１のステップ２２００は、マッピングユニット１３００を動作させる前述の方法２２００に対応する。第２のステップ２４２０では、マッピングユニット１３００からのマッピングデータが中央プロセッサで受信される。マッピングデータは、処理のために外部クラウドサーバに任意選択的にさらに送信されてもよく、または代替的に、中央プロセッサ上で処理されてもよい。第３のステップ２４４０では、例えば、機械学習原理に基づいて構築された訓練済みの画像認識分類器を使用することによって、マッピングデータ内で作物１４が識別される。
【０１３０】
第４のステップ２４６０では、例えば、対象領域の所定の計画（マッピングユニットが運行のために使用するものと同じ計画であってもよい）を参照して、識別された作物の位置を突き止めることによって、対象領域２０内の作物１４のマップが生成される。対象領域の所定の計画は既に知られており、マッピングユニット１３００が視覚データを獲得するために使用される前に、ユーザによって入力されてもよい。作物の位置を決定することは、例えば、各隙間列１８内にまたはそれに沿って配置された視覚的支援物を使用することによって、視覚データ内の特定の識別された作物に関連付けられた位置を決定することを含んでもよい。
【０１３１】
一代替例において、対象領域２０内の作物１４のマップは、マッピングユニット１３００自体に対して、より具体的には、特定の時刻におけるマッピングユニットの位置に対して作物を位置決めすることによって生成される（マッピングユニットは、ＧＰＳ受信機を使用してそれ自体を位置決めすることができる）。これにより、対象領域の所定の計画を使用することなく、作物をマッピングすることができる。一例では、作物のマップは、（例えば、獲得されたデータ内で特定の作物が出現及び／または消失する時刻に基づいている、及び／または検出された視覚的支援物に基づいている）視覚データと特定の時刻におけるマッピングユニットの位置とから推論される対象領域の計画に基づいて生成される。別の例では、マップは、特定の時刻におけるマッピングユニットの位置に関連して定義される（すなわちマップは、作物の（絶対的ではなく）相対的な位置から形成される）。
【０１３２】
対象領域の計画に関連して識別された各作物の位置を識別することによって、対象領域内の作物１４のマップが、例えば、任意選択的にＲＧＢｄまたは３次元点群（ポイントクラウド(point cloud)）データと結び付けられている入力視覚データの、マルチスペクトル分析に基づく回帰技法を使用することによって生成される。マップは、３次元マップ（すなわち、地面からの作物の高さ、列に沿ったそれらの位置、及び植物におけるそれらの深さ(depth)（すなわち、中心などの隙間列内の特定の点からの距離）を含んでいる）であるが、代替的に、２次元マップ（すなわち、対象領域の平面図に対する作物の位置のみ、あるいは単に作物の高さと列に沿った位置のみを含むマップ）であってもよい。列ごとに別個のマップを作成することができ、あるいは、任意選択的に列ごとの（番号などの）識別子を含む、（複数の列を含む）全体マップを作成することができる。作物のマップは、後述するように、作業ユニット１２００のためのルート２６００を生成するために使用される。作物のマップは、一般に、３次元点群として格納されるが、代わりに、特徴点、ベクトル表現、またはメッシュ表現などの異なるフォーマットで格納されてもよい。
【０１３３】
作物の位置をマッピングする方法２４００は、もちろん、生育環境に関連する他の物体の位置をマッピングすることにも同様に適用することができる。さらなる物体の位置は、改善されたルートが生成されることを可能にするために、間隔をおいてマッピングされ、作物位置のマップと比較及び／または統合されてもよい。このようなさらなる物体の例には、植物の一部（すなわち、枝、葉及び根）、生育環境の一部、またはトレイ、容器または動かないユニット（マッピングユニット１３００など）などの諸々の物体が含まれる。
【０１３４】
作業ユニット：
図６は、本発明による作業ユニット１２００の概略図を示している。同様の参照符号は、マッピングユニット１３００上にも存在するコンポーネントを示すために使用されている。
【０１３５】
マッピングユニット１３００と同様に、作業ユニット１２００は、車輪１２０４を有する「パイプレール」台車１２０２を備える。作業ユニットの他のコンポーネントは台車に搭載されている。特に、このような他のコンポーネント構成要素は、カメラ１２０６、プロセッサ１２０８、バッテリー１２１０、運動コントローラ１２１２、アンテナ１２１４、オペレータ１２１８、収穫物用の貯蔵スペース１２２０（コンテナなど）などを含んでいる。
【０１３６】
作業ユニット１２００の任意のコンポーネントであってマッピングユニット１３００上にも見出すことができるコンポーネントは同様に動作し、その結果、作業ユニット１２００の移動は、マッピングユニット１３００の移動と同じ機構を使用する。同様にカメラ１２０６は、マッピングユニット１３００上のカメラ１３０６と同様に動作するが、作業ユニット１２００上のカメラ１２０６は、主として作物１４の位置のマッピングに使用されるわけではない。
【０１３７】
オペレータ１２１８は、作動可能なロボットアームのような操作装置であり、これは、任意選択的に、可動プラットフォーム上に搭載されてもよい。アームのエンドエフェクタは、作物を把持し、作物及び／または作物を支持するトラスを植物から分離し、切断されたトラス及び／または作物を貯蔵スペース１２２０に動かすための手段を備え、このプロセス全体は、作物を「収穫する」と記載されてもよい。オペレータは、後に詳述するように、任意選択的に、作物または周囲の物体に対して様々な他の作業を行うことができてもよい。
【０１３８】
オペレータは、人間の腕の完全な動きを再現しようとはしない（すなわち、物体に「巻き付くように届く(reach around)」ことができない）。この動きは、一般に遅く、計算する上で困難であり、信頼できないからである。したがってオペレータ１２１８は、６未満の自由度でエンドエフェクタを位置決めすることができるアームであり、特にアームは、２つの直線運動軸及び１つの円運動軸（円運動軸は概して垂直軸である）を有する「円筒座標型(cylindrical)」アームであってもよく、または３つの運動軸でエンドエフェクタを位置決めすることができる別のアームであってもよい。一代替例において、オペレータは、互いに直角である３つの直線運動軸を有するデカルト座標型アーム（「デカルト座標ロボットアーム(Cartesian coordinate robotic arm)」または「リニアロボットアーム(linear robotic arm)」としても知られる）である。比較的単純なアームを使用することは、メンテナンスを減らすとともに、収穫するときの計算時間を短縮する。
【０１３９】
カメラ１２０６は、（マッピングユニットを参照して説明したように）運行のために、また、前述のコンピュータビジョン処理を使用して、オペレータ１２１８の精細位置決めのために使用される。カメラ１２０６はまた、後述するように、作物の収穫に適している度合い（または熟成度）を決定するために使用されてもよい。任意選択的に、エンドエフェクタにより近い位置からのより詳細な情報であって作物に関連するより詳細な情報を獲得するために、さらなるカメラ（または非視覚センサ）が、オペレータ１２１８上またはその近傍に配置される。さらなるカメラからのデータは、エンドエフェクタの精細な位置決めにおいて、及び／または作物が収穫に適している度合いを決定ことにおいて、唯一の入力として、またはさらなる入力として使用されてもよい。
【０１４０】
ルートの生成：
作業ユニット１２００のためのルートが生成される方法２０００の第３のステップ２６００において、対象領域２０内の作物１４のマップは、作物間での作業ユニット１３００の効率的なルート（すなわち時間効率的なルート）（または複数の作業ユニット１３００のための複数の効率的なルート）を生成するために、（中央プロセッサ及び／またはクラウドサーバによって実行される）ルート発見アルゴリズムへの入力として使用される。ルートは、３次元でのルートであり、作物の間での３次元でのルートに関連する（すなわち、生育環境の床面に沿ってのみ動くことができる作業ユニットそれ自体の動きと、高さと位置において変化することができるオペレータ１２１８の動きとの両方を必要とするルートに関連する）。ルートは、作物が作業を受けるべき順番（この場合、作業ユニットは、必要とされる正確な動きを計算する）を含んでもよく、及び／または必要とされる正確な動きの詳細を含んでもよい。
【０１４１】
作物１４のマップに基づいてルートを生成するために、（多面体の可視頂点を接続する）可視グラフ、（ランダム木の高速探索などの）ランダム探索アルゴリズム、確率的ロードマップ、（ダイクストラ(Dijkstra)のアルゴリズムなどの）最適探索アルゴリズム、例による追随、及びバイオインスパイアードアルゴリズムを含む様々な方法を使用することができる。理解されるように、上記の方法のいずれも、ルートを生成する際のそれらの有用性を改善するために、組み合わせるかまたは適合させることができる。
【０１４２】
ルートは、作業ユニット自体の（計算時間を含む）移動速度及びオペレータ１２１８の（計算時間を含む）移動速度（計算期間を含む）などの、作業ユニット１２００の既知の特性に基づいてさらに生成される。移動速度及び（特に）計算時間は、一般に、作業ユニット自体よりもオペレータの方が遅いので、ルートは、作物の収穫にかかる合計の時間を最小化するように、これらの異なる速度に基づいて生成される。これは、例えば、オペレータの移動を最小限にするために、作物が概して水平方向の列または斜め方向の列で採取されるルートをもたらし得る（ただし、作物を収穫するためには、エンドエフェクタのいくらかの動きがもちろん必要である）。作業ユニットの既知の特性は、例えば重み付けとしてルート生成方法に含めることができる。
【０１４３】
それに基づいてルートを生成することができるという別の既知の特性は、オペレータ１２１８の幾何学的構成である。円筒座標型アームが使用されるとき、円筒座標型アームの使用を制限しないルートが生成される。ルートはまた、利用可能な作業ユニット１３００の数に基づいて生成されてもよい。収穫プロセスの全体的な速度を向上させるために、複数の作業ユニットの間で対象領域を細分化／共有してもよい。
【０１４４】
図７ａは、（植物１４の列１６に面する）隙間列１８内から見た、マッピングデータから生成されたルートを使用しない、作業ユニット１３００の例示的な動作を示している。作業ユニット１３００がそれ自体で使用されるとした場合（すなわち、作物の位置を決定するために別個のマッピング実行が実施されていない場合）、作業ユニット１３００は、カメラ１２０６から見える作物の位置を決定することしかできず、これらは、通常、作業ユニットのすぐ近くの作物のみであろう。したがって、列１６の領域２２は、作業ユニット（及びより一般的にはシステム１００）には見えず、それにより、計画されたルートはこの領域の作物を確実に組み込むことができない。
【０１４５】
したがって、収穫（または作物に対する他の作業の実行）のための典型的なルート２４は、作業ユニット１２００に知られている作物１４のみの間であるかも知れない。次いで作業ユニットは、領域２２の少なくとも一部がカメラに見えるように移動し、次いで、新しいルートに基づいて収穫することができる。ルート２４は、オペレータの複数回の移動を含み、これは比較的遅い。さらに、そのようなルートは、オペレータへの依存度が高いため、比較的長い計算時間を有することがある。
【０１４６】
図７ｂは、再び（植物１４の列１６に面する）隙間列１８内から見た、マッピングデータから生成されたルートを使用する、作業ユニット１３００の例示的な動作を示している。マッピングユニット１３００を使用して（図示のように作物の単一の列を含む）対象領域をマッピングする場合、すべての作物の位置が分かっている。このことは、オペレータ１２１８の動きが最小化される改良された経路２４が決定されることを可能にし、それによって、収穫（または作物に対する他の作業の実行）に要する総時間が最小化される。
【０１４７】
理解されるように、別個の作業ユニット１２００及びマッピングユニット１３００を使用することは、作業ユニットが他のタスク（例えば、マッピング）を実行するために動作を中断する必要がないので、概ね連続的に収穫するすることに作業ユニットを使用することを可能にする。別個の演算ユニット及びマッピングユニットを使用することは、マッピングユニットがオペレータ１２１８を含む必要がないので、コンポーネントを節約することも可能にする。
【０１４８】
作物の収穫：
図８は、収穫のために作業ユニット１３００を動作させる方法２８００を示すフロー図を示している。この方法は、対象領域で作物１４を収穫する方法２０００の第４のステップ２８００である。
【０１４９】
第１のステップ２８０２において、説明されているように中央プロセッサは、１つ以上のルート（または「採取スケジュール(picking schedule)」）を生成し、各ルートを特定の作業ユニット１２００に割り当てる。
【０１５０】
第２のステップ２８０４において、作業ユニット１２００は、作業を開始すべきであるという通知を受信する。例えば作業ユニットは、アンテナ１３１４を介して中央プロセッサから通信を受信することができ、ここで通信は、ルートの詳細を含む。
【０１５１】
第３のステップ２８０６において、作業ユニット１２００は、運行及び移動のための前述のコンポーネントを使用して、開始位置から対象領域２０に（より具体的にはルート上の第１の作物である特定の作物の位置まで）移動する。開始位置は、ドック１１００にあってもよく、あるいは、隙間列１８の外側のアイドル位置にあってもよい。
【０１５２】
第４のステップ２８０８において、作業ユニット１２００は、ルートにしたがって、対象領域２０を通って移動する（より具体的には作業ユニットは、対象領域２０の様々な隙間列１８を上下に動く）。
【０１５３】
各作物において、作業ユニットは、カメラ１２０６を使用して、作物を採取すべきかどうかを決定するように構成される。カメラはその視野内に各作物を順々に含んでおり、作物に関連する詳細な視覚データを受け取るように、各作物に焦点を合わせ、及び／またはズームすることができる。プロセッサ１２０８を使用して、視覚データは、作物の熟成度（またはそうでなければ、特に、完全には熟していないときに収穫されるのが適している特定の作物に対しては、作物が収穫に適しているかどうかの度合い）の指標を出力するように構成された（機械学習原理に基づいて構築されている）訓練済みの分類器と比較される。分類器は、（視覚データに現れる）作物の色相、彩度、及び／または強度に基づいて、及び／または履歴データに基づいて、作物を分類するように構成されてもよい。指標は、スコアとして出力されてもよく、スコアは、閾値と比較されてもよい。指標が閾値を超える場合、作物は収穫され、そうでない場合、作業ユニットはその作物を無視し、ルートに沿って次の作物に移動する。分類器は、さらに、または代替として、作物のサイズを入力として使用することができ、例えば作業ユニット１２００は、特定の所定のサイズを超える作物のみを収穫することができる。
【０１５４】
（ある品種の作物１４により適している）一代替例の構成では、作業ユニット１２００は、単に、そのルートに沿ってすべての作物１４を収穫する。次いで、作物は、処理における後段階において、分析及び／または選別されてもよい。
【０１５５】
既に収穫できる状態にあると作物１４が判定された場合、オペレータ１２１８は、作物に対して作業する位置にエンドエフェクタを配置するために使用される。マッピングデータ及びカメラ１２０６からの視覚データは、エンドエフェクタの位置付けるために使用され、ここで視覚データは、最後にマッピングされた位置からの作物１４の任意の移動を考慮するためにエンドエフェクタの精細な位置決めのために使用される。一例において精細な位置決めは、作物とその周囲の三次元モデルを生成するように作物の十分な視覚データを獲得することにより行われる。次いで、この３次元モデルに基づいて、オペレータ及びエンドエフェクタの精細な動きが計算される。ひとたび位置決めされると、エンドエフェクタは、作物及び／またはトラスを把持することによって作物を収穫し、次いで、作物及び／またはトラスを植物から分離する。収穫された作物／トラスは、その後、装置の貯蔵スペース１２２０内に置かれる。
【０１５６】
第５のステップ２８１０において、作業ユニット１２００は、定期的にルートを中断して、貯蔵された作物１４及び／またはトラスをドック１１００へ配送するように構成される。ドック１１００において作物１４及び／またはトラスは移される。次に作業ユニットは、先にルートを中断した地点で、ルートを再開する。一代替例の第５のステップ２８１２では、運搬ユニット１４００が作業ユニットまで運行し、貯蔵されている作物及び／またはトラスを積み込み、作物／トラスをドックに運び、それにより作物／トラスが取り去られる（この工程は、あとでより詳細に記載される）。これは、作業ユニットが（作物／トラスをドックに運搬するのではなくて）収穫を継続することを可能にすることができ、したがって、収穫プロセスの全体的な速度を改善することができる。
【０１５７】
第６のステップ２８１４において、作業ユニット１２００は、ルートに沿って移動し、ルートが完了するまで（すなわちすべての作物が評価及び／または収穫されるまで）、作物を評価及び／または収穫し続ける。すべての作物が評価及び／または収穫されたかは、マッピングユニット１３００の動作をいつ停止するかを決定することに関して説明したもの、すなわちマッピングユニットを動作させる方法２２００の第６のステップ２２１２において説明したものと同じ技法を使用することによって決定されてもよい。作業ユニット１２００はまた、停止コマンドが中央プロセッサから受信された場合（例えば、中央プロセッサが、十分な作物が収穫されたと判定した場合、または収穫プロセスがキャンセルされた場合）、または特定のしきい値を超えた場合（例えば、バッテリー充電量があるレベル未満に低下した場合、または貯蔵スペース１２２０がその容量に近づいている場合）に、収穫を停止することができる。
【０１５８】
任意選択的である第７のステップ２８１６では、作業ユニット１２００のメンテナンスが必要な場合（例えば、バッテリーレベルが所定の閾値を下回ったことが検出された場合）、作業ユニットは、メンテナンスのために所定の場所に、または代替的にメンテナンスユニット１５００に移動するように構成される。メンテナンスユニット１５００はまた、作業ユニット１２００まで運行してメンテナンスを実行することができ、これにより、収穫プロセスの中断を最小限に抑えることができる。
【０１５９】
ひとたびルートが完了すると、作業ユニット１２００は、さらなる指令が受信されるまで、動作を停止する。作業ユニットは、ドック１１００に戻ってもよいし、隙間列１８から離れた任意の領域においてアイドル状態で留まっていてもよい。
【０１６０】
収穫することに関連して方法２８００を一般的に説明してきたが、例えば、訓練された分類器が、複数の処理動作のうちのどれが各作物に必要とされるかを決定するために使用される場合に、他の処理動作とともに使用するために方法２８００を等しく適合させることができることが理解される。
【０１６１】
運搬ユニット：
図９は、本発明による運搬ユニット１４００の概略図を示している。マッピングユニット１３００及び／または作業ユニット１２００上にも存在するコンポーネントを示すために、同様の参照符号が使用されている。
【０１６２】
作業ユニット１２００と同様に、運搬ユニット１４００は、車輪１４０４を有する「パイプレール」台車１４０２を備える。作業ユニットの他のコンポーネントは、台車上に搭載され、特に、そのような他のコンポーネントは、カメラ１４０６、プロセッサ１４０８、バッテリー１４１０、運動コントローラー１４１２、アンテナ１４１４、移送機構１４１８、及び収穫物を受け取る秤量／選別装置１４５０を含んでいる。
【０１６３】
前述のユニット上に見出すことができる運搬ユニット１４００のいずれのコンポーネントも、同様に動作し、例えば、運搬ユニット１４００の移動は、マッピングユニット１３００の機構と同じ機構を使用する。
【０１６４】
作業ユニット１２００のオペレータ１２１８と同様に、移送機構１４１８は、ロボットアームなどの操作装置であり、任意選択的に移動プラットフォームに搭載されてもよい。ここで、アームのエンドエフェクタは、収穫された作物を把持し、それらを秤量／選別装置１４１８（または代替的に貯蔵スペース）に移送するための手段を含み、適切な手段の一例は、一対の顎部（ジョー(jaw)）であってもよい。エンドエフェクタはまた、予備部品などのコンポーネントを把持し移送するための手段を備え、これは、同じ手段であっても、別個の手段であってもよい。より具体的には移送機構１４１８は、（前述のように）「円筒座標型」または「デカルト座標型」アームなど、６未満の自由度でエンドエフェクタを位置決めすることができるロボットアームである。
【０１６５】
図１０は、運搬ユニット１４００の秤量／選抜装置１４５０を詳細に示している。秤量／選別装置は、加速部１５５２、秤量部１５５４及び選別部１５５６を備え、これらに対して作物１４は、例えば、コンベヤベルトによって連続的に前進する。加速部１６０２は、作物を受け取り、それらを秤量部に移送し、秤量部はそれらの重量を計測（秤量）する。作物１４の重量に関する情報は、梱包に使用するために、ここに保存されてもよい。次に作物は、選別部において仕分けられる。選別部には、選別方法に応じて作物が送り込まれる複数の貯蔵ビン１５５８が存在する。これは、作物が正しく梱包されるように、作物を種類や大きさによって仕分けるために使用されてもよい。
【０１６６】
図１１は、運搬ユニット１４００の動作の方法を示すフロー図を示している。上述のように、運搬ユニット１４００は、収穫された作物を作業ユニットからドック１１００に移送するために、（一般に可変位置にある）作業ユニット１２００と（一般に固定位置にある）ドック１１００との間を移動（または「往復(shuttle)」）するように構成されている。理解されるように、作業ユニットから作物を収集する運搬ユニットは、作業ユニットが作物を貯蔵領域に移送する時間を費やす必要がないので、作業ユニットが収穫により多くの時間を費やすことを可能にすることができる。
【０１６７】
第１のステップ３２０２において、中央プロセッサは、１つ以上の運搬ユニット１４００の使用のためのスケジュールを生成する（スケジュールは、任意選択的に、マッピングデータ及び／または生成されたルートに基づいていてもよい）。単純な場合には、特定の運搬ユニットを特定の作業ユニット１２００に割り当てることができ、その運搬ユニットは、作業ユニットとドック１１００との間で連続的に運搬を行うことができる。別の例では、運搬ユニットは、様々な運搬ユニットから作物を収集するように構成されていてもよく、及び／または、ほとんどの時間はアイドル状態にあって、時々、作業ユニットとドックへの「走行」に着手するだけであってもよい。このようなスケジュールは、イベントに応答して動的に更新される（例えば、作業ユニット１２００がそのルートの終端に到達した場合に、新しいスケジュールが生成されてもよい）。スケジュールは、必要とされる正確な動きを含んでもよく、あるいは、特定の作業ユニットのリストにのみ関連してもよく、この場合、運搬ユニットは、作業ユニット及びドックに運行するためにそれ自体の能力を使用する。
【０１６８】
第２のステップ３２０４において、運搬ユニット１４００は、動作を開始すべきであるという通知を受信し、例えば、運搬ユニットは、アンテナ１４１４を介して中央プロセッサから通信を受信することができ、通信は、スケジュールの詳細を含む。
【０１６９】
第３のステップ３２０６において、搬送ユニット１４００は、運行及び移動のための前述のコンポーネントを使用して、開始位置から作業ユニット１２００に移動する。開始位置は、ドック１１００にあってもよく、あるいは、隙間列１８の外側のアイドル位置にあってもよい。
【０１７０】
第４のステップ３２０８において、運搬ユニット１４００は、作物１４を作業ユニット１２００の貯蔵スペースから収集し、収集した作物１４を移送機構１４１８を使用して秤量／選別装置１４５０に移送する。次に、作物は、秤量／選別装置を用いて秤量され、選別され、貯蔵ビン１５５８内に置かれる。
【０１７１】
第５のステップ３２１０において、搬送ユニット１４００上に格納された作物は、特定の収集場所、より具体的にはドック１１００に定期的に移送される。移送は、使用される運搬ユニット上の貯蔵スペースの重量閾値または容積閾値を超えた場合に行われてもよい（したがって、適切なセンサが秤量／選別装置１４５０に接続されてもよい）。また移送は、規則的な時間間隔で、または収穫事象に依存して行われてもよい。例えば、運搬ユニットは、収集された作物をドックに移送して別の作業ユニットに運行する前に、作業ユニットがルートを完了するまで、作業ユニット１３００に追随することができる。移送機構１４１８は、収穫された作物を貯蔵部１５５８からドック上に積み下ろすために使用される。
【０１７２】
第６のステップ３２１２において、運搬ユニット１４００は、そのスケジュールにしたがって作業ユニット１２００とドック１１００との間を移動し続け、スケジュールが完了するまで、作物１４を収集及び／または貯蔵する。マッピングユニット１３００の動作をいつ停止すべきかを決定することに関して説明した技法（すなわち、マッピングユニットを動作させる方法２２００の第６のステップ２２１２に記載された技法）は、運搬ユニットの動作をいつ停止すべきかを決定するために使用することができる。また運搬ユニット１４００は、中央プロセッサから停止コマンドが受信された場合（例えば、十分な作物が収集されたと中央プロセッサが判断した場合、大きな貯蔵スペース中の作物の容積がしきい値を超えた場合、または収集処理がキャンセルされた場合）、作物の運搬を中止してもよい。さらに、運搬ユニット１４００は、特定の閾値を超えた場合、または特定の条件が満たされた場合（例えば、バッテリー充電量が特定のレベル未満に低下した場合）に、運搬を停止することができる。
【０１７３】
任意選択的な第７のステップ３２１４において、運搬ユニット１４００のメンテナンスが必要な場合（例えば、バッテリーレベルが所定の閾値を下回ったことが検出された場合）、運搬ユニットは、メンテナンスのために所定の場所に、または代替的にメンテナンスユニット１５００に移動するように、構成される。また、メンテナンスユニット１５００は、運搬処理の中断を最小限に抑えることができるメンテナンスを実行するために、運搬ユニット１４００に向けて運行することができる。
【０１７４】
ひとたびルートが完了すると、運搬ユニット１４００は、さらなる指令が受信されるまで、動作を停止する。運搬ユニットは、ドック１１００に戻ることができ、または温室の植物１２から離れた任意の領域においてアイドル状態で留まることができる。
【０１７５】
メンテナンスユニット：
図１２は、本発明によるメンテナンスユニット１５００の概略図を示している。メンテナンスユニットは、他のユニット（すなわち、マッピングユニット１２００、作業ユニット１３００、運搬ユニット１４００、及び他のメンテナンスユニット１５００）を動作状態に保つために使用され、それによって、それらが使用可能でない時間の量を最小限に抑え、それによって、収穫プロセスの速度及び／または信頼性を改善する。
【０１７６】
先に述べたユニットと同様に、メンテナンスユニット１５００は、車輪１５０４を有する「パイプレール」台車１５０２を備える。操作ユニットの他のコンポーネントは、台車上に搭載される。特に、そのような他のコンポーネントは、カメラ１５０６、プロセッサ１５０８、バッテリー１５１０、運動コントローラ１５１２、アンテナ１５１４、メンテナンス機構１５１８、及びコンポーネント用の貯蔵スペース１５２０を含む。
【０１７７】
前述のユニット上でも見出されることもできるメンテナンスユニット１５００の任意のコンポーネントは、同様に動作し、その結果、例えば、メンテナンスユニット１５００の動きは、マッピングユニット１３００の動きと同じ機構を使用する。
【０１７８】
運搬ユニット１４００の移送機構１４１８と同様に、メンテナンスユニット１５００は、ロボットアームのような操作装置であり、これは、任意選択的に移動プラットフォームに搭載されてもよい。より具体的には移送機構１４１８は、（前述のように）「円筒座標形」または「デカルト座標型」アームなど、６未満の自由度でそのエンドエフェクタを位置決めすることができるロボットアームである。エンドエフェクタは、メンテナンス作業（例えば、コンポーネントの交換）に使用するように構成された一対の顎部である。メンテナンス機構はまた、修理手順で使用することができるねじ回し及びレンチのような様々な工具を備えることができ、またはこれらと交換可能であることができる。そのような工具は、メンテナンスに使用するために、エンドエフェクタによって把持されてもよい。ソフトウェア関連のメンテナンスが実行されることを可能にするために、ソフトウェア接続装置が、メンテナンス機構とともに、またまメンテナンス機構上に含まれていてもよい。メンテナンスに必要な任意のコンポーネント（任意選択的に工具を含む）は、メンテナンスユニット１５００上の貯蔵スペース１５２０を使用して運搬される。
【０１７９】
図１３は、メンテナンスユニット１５００の動作の方法を示すフロー図を示している。第１のステップ４２０２において、中央プロセッサは、１つ以上の運搬ユニット１４００の使用のためのスケジュールを生成する。このスケジュール内で、アクションには、装置の価値及び装置の状態に応じて優先順位を与えられてもよく、すなわち、作業ユニット１２００は運搬ユニット１４００よりも価値があると考えられてもよく、故障したユニットは、日常保守を必要とするユニットよりも高い優先順位と考えられてもよい。スケジュールは、部分的に、既知の必要なアクション（日常保守など）に基づいており、イベント（ユニットの故障など）に基づいて動的に更新することもできる。故障の場合、メンテナンスユニットは、壊れたユニットの位置に最優先として派遣される。例示的なスケジュールでは、メンテナンスユニットを別のユニットとともに使用することができる。例えば、メンテナンスユニットは、作業ユニット１２００に追随することができるので、作業ユニット内の予期しない誤動作に迅速に対処することができる。
【０１８０】
第２のステップ４２０４において、メンテナンスユニット１５００は、動作を開始すべきであるという通知を受信する。例えば、運搬ユニットは、アンテナ１４１４を介して中央プロセッサから通信を受信することができ、この通信は、スケジュールの詳細を含む。
【０１８１】
第３のステップ４２０６において、メンテナンスユニット１５００は、運行及び移動のための前述のコンポーネントを使用して、開始位置から特定のユニットの位置まで移動する。開始位置は、ドック１１００にあってもよく、あるいは、隙間列１８の外側のアイドル位置にあってもよい。一代替例において、メンテナンスユニットは、空調ユニットまたは湿度コントローラのようなメンテナンスを必要とする温室の特定の部分に移動する。
【０１８２】
第４のステップ４２０８において、メンテナンスユニット１５００は、ユニット（または任意選択的に温室の一部）に対して、メンテンナンスのアクションを実行する。そのようなアクションは、修理アクション、清掃アクション、または日常保守アクションを含むことができ、このアクションは、メンテナンス機構１５１８を使用して実行される。メンテナンスアクションに必要なコンポーネントは、メンテナンスユニット上の貯蔵スペース１５２０に貯蔵され、その結果、ユニット上の故障したコンポーネントは、貯蔵スペースに貯蔵された動作可能なコンポーネントに置き換えることができる。ここで、故障したコンポーネントは、貯蔵スペースに移送することができる。貯蔵スペースは、型式によってまたは状態によってコンポーネントを区分けするように、分割されていてもよい。
【０１８３】
特定のメンテナンスアクションの他の例には、コンポーネントにアクセスするためのパネルのねじの取り外しまたは再ねじ締め、バッテリーの交換、バッテリーの（任意選択的にワイヤレスでの）充電、配線の変更、再配線、リブート、タイヤ／車輪の交換、パンクの修理、清掃（例えば、カメラの清掃）、及び妨害物の除去が含まれる。
【０１８４】
任意選択的な第５のステップ４２１０では、メンテナンスユニット１５００の貯蔵スペース１５２０内に貯蔵されたコンポーネントは、例えば、破損したコンポーネントを除去し、あるいは新品のコンポーネントを取り出すために、ドック内または温室１０内の別の場所に含まれる貯蔵スペースへまたは貯蔵スペースから定期的に移送される。使用される貯蔵スペースは、移送されるコンポーネントに依存してもよく、ここで、別個のユニットに関連するコンポーネントは、異なる位置に含まれてもよく、また、バッテリーのような汎用のコンポーネントは一緒に貯蔵されてもよい。コンポーネントの移送は、使用されるメンテナンスユニット上の貯蔵スペースの重量閾値または体積閾値を超過したときに行われてもよい。また、移送は、既定の時間間隔で行われてもよく、あるいは、メンテナンスイベントに応じて行われてもよい。例えばメンテナンスユニットは、各修理プロセスに引き続いて、貯蔵スペースへ、または貯蔵スペースからコンポーネントを移送してもよい。
【０１８５】
第６のステップ４２１２において、メンテナンスユニット１５００は、スケジュールが完了するまで、ルートに沿って移動し、メンテナンス／修理／清掃手順を実行し続ける。マッピングユニット１３００の動作をいつ停止すべきかを決定することに関連して説明した技法（すなわち、マッピングユニットの動作の方法２２００の第６のステップ２２１２での技法）は、メンテナンスユニットの動作をいつ停止すべきかを決定するために使用することができる。メンテナンスユニット１５００はまた、中央プロセッサから停止コマンドが受信された場合（例えば、中央プロセッサが、十分な数のユニットが現在機能していると判定した場合、貯蔵スペース内のコンポーネントの量が閾値を下回った場合、またはメンテナンスプロセスがキャンセルされた場合）に、移送を停止することができる。さらに、メンテナンスユニット１４００は、特定の閾値を超えた場合（例えば、バッテリー充電量が一定レベル以下になった場合）に、移送を停止してもよい。
【０１８６】
任意選択的な第７のステップ４２１４において、メンテナンスユニット１５００のメンテナンスが必要な場合（例えば、バッテリーレベルが所定の閾値を下回ったことが検出された場合）、そのメンテナンスユニットは、メンテナンスのための所定の場所に、または代替として別のメンテナンスユニット１５００に移動するように構成される。他のメンテナンスユニット１５００が、メンテナンス１５００を必要とするメンテナンスユニットに運行してもよい。メンテナンスユニットは、他のメンテナンスユニットへの依存を最小限に抑えるために、それ自体でメンテナンス手順を実行するいくばくかの能力を有することができる。
【０１８７】
ひとたびルートが完了すると、メンテナンスユニット１５００は、さらなる指令が受信されるまで動作を停止する。メンテナンスユニットは、ドック１１００に戻ることができ、または温室の植物１２から離れた任意の領域にアイドル状態で留まることができる。
【０１８８】
ドック：
図１４は、本発明によるドック１１００の概略図を示している。上述のようにドック１１００は、生育環境内またはその近くの固定位置に配置され（例えば、ドックは生育環境の壁または床に固定されてもよい）、他のユニットのための制御ノードとして機能する。またドックは、システム１０００の様々なユニットを格納するか、または他の方法で係合することが可能であってもよい。ドックは、スケジュール及びルートを生成し、それによって他のすべてのユニットを制御するように構成された中央プロセッサ１１１２を備える。ドックは、無線ネットワークを介して他のユニットと通信するためのアンテナ１１１４と、ユニットを物理的に受け入れる（壁として形成されてもよい）ドッキング部１１２０と、バッテリー１１０８とをさらに備える。ドッキング部は、ユニットを受け入れるための形状形成部分（任意選択的に、形状形成部分は各ユニットの形状に合致する）を備え、ユニットがドック内に向けて直接、乗り入れることができるようになっている。
【０１８９】
例示的なユニット１１５０（本明細書で説明されるユニットのいずれをも表す）も示されている。ユニットは、ユニットの前部または後部に配置され、ユニットがドックと係合したときにドックとインターフェースを形成してユニットとドックとの間の電子データの転送を可能にするように構成されたデータ接続部（ＵＳＢ接続、またはイーサネット（登録商標）接続など）であるドック接続部１１２２を備える。ユニットは、ドック接続部を介してバッテリーの充電を受け入れることができる。ドック接続部は、ドッキング部１１２０上の対応する接続部に受け入れられるように配置され、任意選択的にドック接続部はオス型接続部でありドッキング部上の接続部は接続である（または、その逆である）。一代替例では、物理的なドック接続部が設けられず、ユニットがドックと純粋にワイヤレスで相互作用する（例えば、ユニットは電磁誘導で充電されることができ、例えばＷｉ−Ｆｉを介して無線でデータを通信することができる）。
【０１９０】
前述のようにドック１１００は、収穫された作物１４を（例えば、ドッキング部１１２０上のハッチを介して）受け取るように構成され、その作物１４は、次に、例えばコンベヤベルトによって、温室１０から離れるように運搬される。ドック１１００は、作物を大規模に貯蔵するためのスペースも含むことができる。
【０１９１】
図１５は、ドック１１００の動作の方法を示すフロー図を示している。第１のステップ５２０２において、ドックは、ユニットがドッキング部１１２０に物理的に接続するまで、アイドル（すなわち、省電力）モードで待機する。この接続は、第２のステップ５２０４において、例えば、視覚的手がかり、ネットワーク手がかり、または物理的誘導手段（ドックから延びるガイドレールなど）を使用して、ドックによって任意選択的に支援される。物理的誘導手段はまた、ユニットまたはドックのいずれかへのダメージを防止するために、あまりにも速く移動しているユニットを減速させるために使用されてもよい。
【０１９２】
第３のステップ５２０６において、ドック１１００は、データを転送し、接続されたユニットを充電し、コンポーネントまたは作物を積み込み、または積み下ろすために使用される（上述のように、運搬ユニットは、転送機構１４１８を使用して、作物を運搬ユニットからドックに移送（すなわち、積み下ろし）する）。必要なドッキング時間を短縮するために、ドック１１００は、状況によっては、ユニット内に収容されている消耗したバッテリーと充電されたバッテリーとを入れ替えてもよい。その後、この消耗したバッテリーは、ユニットがドッキングされたままであることを必要とすることなく、充電されることができる。
【０１９３】
第４のステップ５２０８において、ドック１１００は、後述するように、ユニット及び作物１４に関するデータをクラウドサーバ／ネットワークに送信する。
【０１９４】
任意選択的な第５のステップ５２１０では、例えば、さらなる支援を提供するために、他のユニットがドックによって呼び出されてもよい。例えば、ユニットのカメラは、ユニット及び／または位置を突き止めるために使用されてもよく、または、追加の運搬ユニット１３００が、第１の運搬ユニットから作物を積み降ろすのを支援するために使用されてもよい。
【０１９５】
生育環境：
言及したように、温室１０（または他の生育環境）自体は、ユニットが運行（ナビゲート）することを可能にするのを助けるための修正点を含む。特に（各ユニットのカメラを介して検出可能である）運行支援物が、温室全体にわたって、例えば、隙間列１８の縁部及び／または内部に配置される。このような運行支援物は、ユニットが自身の位置を突き止めることができるように、近くの列１６を識別することができる。運行支援物はまた、ユニットがドックに運行するのを支援するために、ドック１１００の上または周囲に存在してもよい。
【０１９６】
制御システム：
図１６は、システム１０００の構成要素間の接続を示す階層依存図を示している。
【０１９７】
設定(configuration)ユーザーインタフェース（ＵＩ）１９２が、制御ユニット（すなわちドック１１００内の中央プロセッサ１１１２及び／またはそれが通信するクラウドサーバ）に接続されている。通信ネットワーク管理システム１０６を使用して、各タイプの動作（すなわち、マッピングユニット１３００に関して画像取得１０８、作業ユニット１２００に関して収穫（または他の作業）１１０、運搬ユニット１４００に関して運搬１１４、及びメンテナンスユニット１５００に関してメンテナンス１１２）が、他の図を参照して前述したようにスケジューリングされて調整される。次に、これらのスケジュールは、無線接続を介してユニットに送信され、各ユニットは、その関連するアクションを実行する。
【０１９８】
前述したように、中央プロセッサ１１１２はクラウドサーバとインターフェース接続し、クラウドサーバは、追加の処理動作（または代わりに、処理動作の大部分）を実行するために使用されてもよい。利用者は、設定ＵＩ  １０２を介してクラウドサーバにアクセスすることができ、設定ＵＩ  １０２自体は、ウェブポータルまたはソフトウェアアプリケーションによってアクセスすることができる。
【０１９９】
設定ＵＩ  １０２は、動作、例えば、マッピング及び運搬、並びに充電及びソフトウェア更新などの補助動作をスケジュールするように構成可能である。利用者は動作を正確にスケジューリングすることができ、あるいは、一般的なパラメータ（例えば、「１時間に２回マッピングする」）を設定することができ、この場合、正確なスケジューリングは、制御ユニット１０４によって決定される。
【０２００】
設定ＵＩ  １０２の利用者は、（作物が収穫に適した状態にあるかを判定するために使用される）収穫適応性閾値、日常保守タイムテーブル、及び、最大動作速度などの安全設定などの他の設定情報（プリファレンス）を設定することができる。操作者はまた、設定ＵＩ  １０２を使用して、制御ユニット１０４によって制御されるべきユニットを登録することができる。また操作者は、マッピングデータを生成するときに使用される温室の計画を入力してもよい。
【０２０１】
各ユニットからの情報は、通信ネットワーク１０６を使用して統合・調整され、その結果、ユニットに関するまたはユニットからのすべての情報が、制御ユニット１０４に知られることになる。このような情報は、ステータス更新、イベント通知、位置情報、及び、マッピングデータのような検出情報を含んでもよい。次に、各ユニットの位置と既知の情報との知識を使用して、通信を計画することができる。
【０２０２】
代替例及び拡張例
上述した実施形態はシステムについての１つの可能な実装を表わすに過ぎず、多くの代替の実装もまた可能であることも理解されるであろう。
【０２０３】
システム１０００及び方法２０００は、主に、作物を収穫すること（または作物に対して他の作業を実行すること）に関して説明されたが、システム１０００及び方法２０００は、倉庫または工場の周りで物品を移動させることなど、様々な他の関連する状況に等しく適用できることが理解されるであろう。
【０２０４】
システム１０００の一代替実施形態では、アンテナを介した無線通信の代替として、あるいはアンテナを介した無線通信への追加として、運搬ユニット１４００（または他のユニット）を使用して、様々なユニットとドックとの間でデータ（マッピングデータ、ルート、その他など）を物理的に転送することができる。これは、信頼性の高い無線接続が利用できない場合や、そのような接続を設定することが許容できないほど高価となろう場合に役立つことがある。データは、各ユニットのドック接続部１１２２を使用して、そうでなければ同様のデータ接続部を使用して、交換することができる。
【０２０５】
図１７は、運搬ユニット１４００がデータを転送するために使用される、作物１４を収穫するためのシステム１０００の要素構成図を示している。実線は、システムの構成要素間のデータ接続を示し、破線は、収穫された作物が移送される接続関係を示している。データは、ユニットのいずれかの間で転送することができるが、運搬ユニット１４００のみが、ドック１１００へ及びドック１１００からデータを転送するように構成されている。理解されるように、このように実装されるのは、いかなる場合にも運搬ユニットがドックに移動し、ドックから戻るからである。収穫された作物は、作業ユニットから運搬ユニットに移送され、最後にドックに移送される。
【０２０６】
システム１０００及び方法２０００が、主に、植物１４上で成長し、収穫に際して植物から除去される作物１４、特に、植物１４のトラスまたは支持部分上で成長する作物に関して説明されているが、システム１０００及び方法２０００は、任意の種類の果物、野菜、または他の作物に等しく適用されてもよい。例えば「作物」は、植物の一部ではなく、植物全体であってもよい。作物１４が根菜である場合、作業ユニット１２００は、作物１４を掘り出すように適合されてもよい。
【０２０７】
温室内では、対象領域２０は、温室全体、または部分領域から構成されていてもよい。各対象領域内で異なるグループのユニットが使用されるように、複数の対象領域があってもよい。例えば、各領域は異なる作業ユニット１２００を使用してもよい。例えば共有されるドック１１００が領域ごとに使用されてよいように、または同じメンテナンスユニット１５００が領域ごとに使用されてよいように、いくつかの共通のユニットがあってもよい。
【０２０８】
上述したユニットからのコンポーネントまたは機能は交換可能であってよく、それにより、任意のユニットは、他の１つのユニットまたはいくつかのユニットのいずれかの機能を実行してもよい。特に、作業ユニット１２００は、修正なして、マッピングユニット１４００の機能を実行することができる。運搬ユニットは、例えば、移送機構１４１８がメンテナンス機構１５１８として使用されてもよく、または別個のメンテナンス機構が運搬ユニットの台車１４０２上に存在してもよい、メンテナンスユニットと動作してもよい。いくつかのシステムでは、それぞれのユニットの特徴が、ここで説明した機能の各々を単一のユニットが実行するように、組み合わされてもよい。
【０２０９】
コンポーネントは、手動でまたは自動的に交換されてもよく、そこでは同じベースが、異なる操作装置またはエンドエフェクタに使用可能であってもよい。例えば、移送機構１４１８をメンテナンス機構１５１８と置き換えることによって、運搬ユニット１４００がメンテナンスユニット１５００として使用されてもよい。このような交換は自動的に行うことができ、例えば、メンテナンスユニットがシステムから取り除かれた場合、他のユニットがメンテナンスユニット１５００に自動的に転換してもよい。これは、システム内の各ユニットについての最小の望ましい台数、または最適化されたユニット間のバランスに基づくことができる。複数の異なるエンドエフェクタが、単一の操作装置とともに使用されてもよく、任意選択的にエンドエフェクタは、操作装置が使用されているときに変更されることができる。複数のエンドエフェクタの使用は、各エンドエフェクタが特定の目的のためにあつらえられることを可能にし、例えば、エンドエフェクタは、グリッパ（把持器）、カッタ（切断器）、カメラ、プローブ、センサなどとして形成されてもよい。
【０２１０】
いくつかのユニット上で使用される操作装置を概して円筒座標型またはデカルト座標型のロボットアームとして説明してきたが、電子信号を介して制御することができる任意の形態の関節アームが、代替的に、ユニット上で使用するように適合されてもよいことが理解されよう。適切なロボットアームの例には、球形、デルタ形、極座標型、関節型、垂直作動型、スライドベース、ロープガイド型、及びジョイント型（例えば、６自由度）のロボットアームが含まれ、これらを使用することができる。他の代替となる操作装置には、ＳＣＡＲＡ（選択的コンプライアンス組立用ロボットアーム）、平行マニピュレータ、擬人ロボット、及び複数の独立したアクチュエータ（線形アクチュエータ、または線形及び回転アクチュエータなど）が含まれる。もちろん、ここに記載された操作装置は、適宜、組み合わされてもよく、そうでなければ一体化されてもよいことが理解されるであろう。
【０２１１】
温室１０内または温室の領域内で使用される各ユニットの数は任意である。一定のユニットを一定の隙間列１８に割り当てることができ、この場合、隙間列ごとに各種類のユニットの１つが存在することができる。あるいは、隙間列当たりにいくつかの種類のユニットの数がより多くてもよく、ここで、ユニットの種類についてのある比率が有利であってもよい。
【０２１２】
一代替例では、ユニットは、ここで記載されたよりも特殊化されてもよく、例えば、一般的なメンテナンスユニット１５００の代わりに、特殊化された異なる修理ユニットがあってもよい。単一のユニットのコンポーネントは、単一の台車内に収容されていなくてもよい。例えば、マッピングユニット１３００は、台車１３０２から離れて１つ以上のカメラ１３０６が配置されている、複数の部分に分割されてもよい。
【０２１３】
ユニットは、コンポーネントを交換することによって、または拡張可能なコンポーネントを使用することによって、それらのサイズまたは形状を適宜変更することができる。これにより、マッピングユニット１３００は、場所についてのよりよい視界を得ることができ、または作業ユニット１２００は、オペレータ１２１８の形状を最適化することができる。例えば、より長いロボットアームは、作物１４のまばらな領域、または大きな植物１２にとって望ましい場合がある。任意選択的にユニットは、必要に応じて、それ自体を動的に再構成する（または別のユニットまたはドックによって動的に再構成される）ように構成されていてもよい。一例では、ユニットは、異なる種類のユニットに再構成されてもよく、例えば、オペレータ１２１８及び貯蔵スペース１２２０の追加は、マッピングユニットを作業ユニットに転換する役割を果たしてもよい。
【０２１４】
特定の種類のユニットは、任意選択的に、少なくともある程度まで、他のユニットと統合されてもよい。例えば、運搬ユニット１４００は、収穫された作物を定期的な間隔でドックで荷降ろしするために分離する、操作ユニット１２００の統合された部分であってもよく、または運搬ユニット１４００は、操作ユニット１２００の後ろをたどってもよい。さらなる例では、ユニット（「マスタユニット(master unit)」と呼ばれる）が、マッピングまたは収穫などの特定のタスクを実行するために、より小さいユニット（「サブユニット(sub-unit)」と呼ばれることがある）を展開配備することができる。このシナリオでは、マスタユニットは、移動可能な型式のドック１１００として動作することができる。
【０２１５】
ユニットでの使用のためにここに記載された任意のコンポーネントは、生育環境１０内の固定したコンポーネントとして提供されることができ、例えば、１つ以上のオペレータ１２１８は、生育環境１０内の固定された位置に配置されてもよい。
【０２１６】
ここに記載されたシステム１０００及び方法２０００は、主に、車輪を使用して移動するユニットに関連して説明されたが、それらのシステム１０００及び方法２０００は、例えば、ユニットが軌道またはレール上にあってもよいし、プーリシステムを使用してもよいし、または頭上ガントリを使用してもよい、別の形態の移動を使用するユニットにも同様に適用されることができる。
【０２１７】
ユニットは、任意の媒体を通って移動することができ、その結果、ユニットは、水上または水中で、あるいは空中を移動することができる（すなわち、ユニットは、無人航空機（ＵＡＶ(unmanned aerial vehicle)）または「ドローン(drone)」とすることができる）。ユニットは、制約された移動範囲を有することができる。例えば、制限された数の軌道に沿って移動することができる。あるいはユニットは、自由に移動することができることができる。別個のユニットは、異なる移動手段を用いて動作してもよい。例えば、作業ユニット１２００は、予測可能な経路をたどることができ、隙間列１８に沿って移動し、そこでは、「パイプレール」システムが使用される。メンテナンスユニット１５００は、飛行を可能にする回転翼システムなど、拘束されない移動を可能にする機構を使用することができる。それは、メンテナンスユニット１５００が、多数の隙間列内の任意の点で、それらの列内のユニットを補修することを要求されることがあるからである。ユニットは、複数の走行機構を含むことができ、ここで、これらの機構は、２つのそのような機構の間で切り換えることができる。
【０２１８】
運動を制御し、運動のための動力を供給するための手段は、各ユニットに含まれていてもよいし、他の場所に含まれていてもよい。例えば、プーリシステムは、プーリの位置で駆動されてもよく、その結果、ユニットは、それ自体の動作に動力を供給する必要がなく、運動コントローラを必要としない。手動、電力、磁力、風力、強制空気または他の任意の手段（例えば、蓄積された運動エネルギーを有するフライホイール）を使用して、運動に動力を供給することができる。
【０２１９】
任意選択的に、ユニットのいずれかまたはすべては、照明が不十分な環境で各ユニットのカメラが所望通りに動作することを可能にするために、１つ以上のトーチ（または他の光源）を備える。
【０２２０】
少なくとも運行（ナビゲーション）の目的のためにカメラを含むものとしてすべてのユニットを説明してきたが、運行のためにカメラに加えて、またはこのカメラの代わりに、様々な他の非視覚的なセンサが使用されてもよいことが理解されるであろう。特に、ＧＰＳシステムは、（説明されるように）ナビゲーションのために使用されてもよく、及び／または、ユニットは、レーダ(radar)、ライダ(lidar)、または超音波による調査のための手段を組み込んでいてもよい。
【０２２１】
ユニットはまた、（例えば、車輪の回転を検出することができるサーボモータまたはエンコーダに基づく、あるいは、実際にはオドメータ（走行距離計）として構成された任意の他の動きセンサに基づく）走行距離計測法を用いて、ユニット自体の位置を特定することができてもよい。ここでは、確率論的、決定論的、及び／または推測航法による方法がユニットの位置を決定するために使用される。ユニットは、運行で使用するためのさらなる入力を、（生育環境内において鉄線などの運行支援物や他の物体の位置を検出するために使用することができる）磁気センサ、近接センサ、または、（生育環境内の所定の位置にある送信機に関連する無線信号などの信号強度を検出するために使用することができる）無線通信手段から受け取ることができる。これにより、ユニットは、例えばコンピュータビジョン技術を用いて独立してそれ自身をナビゲートするのではなく、マーク付けされた経路を単にたどることができるようにしてもよい。ナビゲーションにおける非視覚的なセンサの使用は、特に、低照度条件及び極端に明るい条件（例えば、高照度光を使用する屋内農場内）において有用である。
【０２２２】
任意選択的にユニットは、運行するために、及び／または（例えば、マッピングを継続するかどうかを判定する際に）動作を停止するか継続するかを判定するために、迷路探索アルゴリズムを実行することができる。任意選択的にランダム探索を使用して、特定のルート及び／または動作の開始位置または終了位置を判定することができる。
【０２２３】
任意選択的に、物理的フィードバック（すなわち、各ユニットまたはいくつかのユニットのセンサを介して検出可能な、物体または生育環境の部分との相互作用）を使用して、対象領域／生育環境のマッピングデータ及び／または計画／マップに関する問題及び／または不完全性、例えば、生育環境が予想外に変化した場合に引き起こされる問題を判定することができる。
【０２２４】
任意選択的に各ユニットは、例えばドック１１００内のプロセッサからの指示を無効にすることによって、利用者がユニットを（完全にまたは限定された意味で）制御することを可能にするユーザ入力デバイス（いくつかの選択肢を提示するタッチスクリーン、またはいくつかのボタンなど）を備える。利用者は、特定の自律ユニットの制御に責任を負うために、例えば、ユニットが障害物と衝突する方向に進行しているとき、あるいは、別のエラーが発生したかまたは差し迫って発生するであろうときに、ユーザインターフェース装置を使用することができてもよい。
【０２２５】
任意選択的にユニットのいずれかまたはすべては、動き中に使用され得る衝突検出機構を備える。これは、例えば、距離測定システムのような検出器、または履歴データに基づく確率モデルのような、以前の衝突位置を回避するルートを計画することができる仮想システムとすることができる。
【０２２６】
任意選択的に、ユニットのいずれかまたはすべては、それ自体を清掃することができる（あるいは、他のユニットの支援を受けて、または生育環境１０の一部を使用することによって、それを行うことができる）。例えばユニットは、それ自体を（例えば、生育環境のコンポーネントに対して）拭わせたり、水または他の液体を使用してそれ自体を洗浄したり、水または他の液体の中を通過したり、または送風機または同様のコンポーネントのそばを通過したりすることができる。
【０２２７】
任意選択的にユニットのいずれかまたはすべては、物品検出機構を含み、ここでユニットは、例えば、コンピュータビジョン技術及び物体認識技術と併用してカメラを使用することによって、非効率または損傷を引き起こす可能性がある、ユニットの経路内またはユニットの周りの任意の物品（アイテム）を検出することができる。そのような検出は、警報通知（アラーム）やまたは物品の画像または説明を伴ってもよいメッセージなどの、警報（アラート）をもたらしてもよい。そのような警報通知またはメッセージは、中央プロセッサ１１２２に送信されてもよく、設定ＵＩ  １０２を介して視認可能であってもよい。物品検出機構は、物品分類機構と組み合わせることができる。
【０２２８】
各ユニットは、様々な性能指標値（パフォーマンスメトリック）を最適化するようにプログラムされてもよく、例えば、タスクをできるだけ迅速に実行する、できるだけ正確に実行する、あるいはこれらの目標の間の妥協点で実行する、の選択肢があってもよい。この最適化は、位置または時間に依存してもよく、例えば、マッピングユニット１３００は、最小限の十分な精度を依然として達成しながら、作物１４の領域を迅速にマッピングするようにプログラムされていてもよい。このマッピングユニットは、普通ではない物品が検出されたときに、または別のユニットが領域に関するより多くの情報を必要とするときに、この領域の部分領域をより正確にマッピングすることができる。別の例では、マッピングユニットは、（より速い移動速度は獲得された視覚データの品質を低下させる傾向があることに基づいて、）必要とされる所定の品質に応じて移動速度を選択するように構成されていてもよい。同様に、作業ユニット１２００は、ある作物１４に対して迅速に作業を行うことができるが、他の作物１４は、精度を優先させるアプローチを必要としてもよい、より正確な作業プロセスを必要としてもよい。最適化は、人間によって、ドック１１００によって、または、作物１４の特徴または時間に基づいて最適化を決定することができるユニットによって、選択されることができる。
【０２２９】
ここ記載された方法２０００は、主に、時間効率を最大にする（すなわち、作物１４が最小時間で収穫される）ルート生成２６００及びユニット作業を考慮するが、他の効率が優先されてもよい（または、効率間のバランスが選択されてもよい）。例えば、システム１０００は、ユニットの動き、摩耗、作物または植物へのダメージ、またはエネルギー使用を最小限に抑えるように構成されてもよい。
【０２３０】
ユニット及びドック１１００は、データを受信する任意の手段を使用して、データ、例えばスケジュールまたはマッピングデータを受信することができる。これは、例えばエリアネットワーク接続またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続を使用して各ユニットがデータを受信できるように、物理接続または無線接続を含むことができる。この接続は、持続的であってもよいし、データ転送が必要な場合にのみ確立されてもよい。複数の接続方法を使用することができ、例えば、ドック１１００は、インターネット接続を使用する外部接続からデータを受信し、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続を使用してユニットにデータを送信することができる。データを送信する前に接続されて送信が完了すると切断される物理リンクをユニットが使用してもよいし、あるいは、不変の物理リンクが存在してもよい。
【０２３１】
任意選択的に、ユニットのいずれかまたはすべては、自律的に動作するのではなく、任意選択的に人間であるユーザ、サーバ、または別のユニットによって一時的にせよ永続的にせよ遠隔操作されるように構成されていてもよい。任意選択的に、（自律的にまたは遠隔操作の一部として）ユニットの運行を支援するために、（カメラなどの）他のユニットのセンサからの入力が前者のユニットと共有される。
【０２３２】
任意選択的に、ユニットのいずれかまたはすべては、例えば、音を発することによって、またはサーバに通知を発行することによって、人間である操作者の注意のために、報知（シグナリング）を行うように構成されてもよい。そのようなシグナリングは、例えば、ユニットが（例えばドアを介した）アクセスを必要とする場合に、必要とされることがある。
【０２３３】
ここに記載されたシステム１０００及び方法２０００は、主に、バッテリーを使用して給電されるユニットに関連して説明されたが、システム１０００及び方法２０００は、任意の形態の動力を使用するユニットに同様に適用されてもよく、例えば、ユニットは、導線なしでまたは導線を使用して、電力供給網に接続されてもよい。特に、ドックは、発電機などの永続的または半永続的電源に接続されてもよい。バッテリーが使用される場合、有線または無線のいずれかの充電方法を使用することができる。
【０２３４】
任意選択的に、ユニットのいずれかまたはすべては、二酸化炭素レベル、湿度、または光レベルなどの生育環境のパラメータに関する情報を取得するためのセンサを備える。この情報は、任意の他のユニットまたはドック１１００に送信されてもよい。
【０２３５】
任意のユニットまたはドック１１００は、建造物内の制御システムと一体化されてもよく、その結果、環境は、要件に応じて変更されてもよい。マッピングユニット１３００は、例えば、視覚データの獲得を改善するように、生育環境１０内の照明をマッピングユニットの近傍で修正させることができてもよい。
【０２３６】
任意のユニットから得られたデータ（特に視覚データ）は、作物に関する予測、例えば期待収量または収穫期間のために使用することができる。そのような予測は、複数のユニットまたは複数の記録時間からのデータを結合することによって改善することができる。ここでマッピングユニット１３００は、予測を生成するために複数のマッピング実行を使用してもよい。これらの予測は、生育環境に対する修正を示唆または実施するために使用されてもよく、例えば、植物１２の生育が不十分であることをデータが示唆する場合、湿度（またはその他の要素）が修正されてもよい。
【０２３７】
任意のユニットは、無線ネットワークを介してドック１１００に通知を送信することができる。これらの通知は、特定の時刻に、一定のアクションの完了時に、または指示が必要な場合に、送信することができる。これらの通知は、進捗報告の様式であってもよい。
【０２３８】
任意選択的に、ユニットのいずれかまたはすべては、車輪またはロボットアームなどの特定のコンポーネントを較正するように構成される。較正において検出された任意のオフセットまたはエラーは、修正されてもよいし、引く続く動作において考慮されてもよい。これは、周期的に生じてもよく、または標準以下である性能が検出されたことによってトリガされてもよい。
【０２３９】
任意選択的に、ユニットのいずれかまたはすべては、ステータス（状態）のチェックを実行するように構成される。例えばコンポーネントは、それらが正しく機能していることを保証するために試験されてもよく、バッテリーは、それらが十分な電荷を担うことができることを保証するために試験されてもよい。このようなステータス情報は、記憶されてもよく、コンポーネントの破損またはメンテナンスに関連する通知が発行されてもよい。そのような通知は、例えば、負荷状態、バッテリー状態、エラー、位置、スケジュールの進捗、及び／または近くのオブジェクトに関する情報を含むことができる。そのような送信は、中央プロセッサに、次の解決策のいずれかを実施させることができる。すなわち、場合により破損ユニットのスケジュールを完了するかまたは危険を回避するために、任意のユニットについて経路設定をやり直すこと、メンテナンスユニット１５００または運搬ユニット１４００を呼び出すこと；または、ユニットを（ドック１１００などの）充電ポイントに移動させること。スケジュールは、例えば、バッテリーレベルが閾値を下回ったときにユニットが充電ポイントにアクセスできるように、修正されてもよい。
【０２４０】
任意選択的にユニットのいずれかまたはすべては、水または塵の侵入を低減するためのカバーを備える。カバーは、オペレータ１２１８などのエフェクタを通過させることができる。
【０２４１】
任意のユニットは、１人以上の操作者との相互作用を可能にするコンポーネントを含んでもよく、例えば、座席が含まれてもよい。人間は、構成ＵＩ  １０２を使用する観察に基づいて、ユニットを監視し、品質管理として働き、またはユニットの挙動の態様を修正することができる。
【０２４２】
マップの生成２４００など、ドック１１００によって実行されるプロセスのいずれもが、ユニットによって代替的に実行されてもよい。これは、地図データの分析または処理、またはルート生成２６００などの、中央プロセッサによって実行されることができる任意のプロセスを含むことができる。そのような分析プロセスは、マッピングユニットがマッピングデータを同時に獲得し分析することができるように、他の動作中に実行することができる。同様に、ドックによって実行される任意のプロセスは、代替的に外部サーバ（例えば、クラウドサーバ）で実行されてもよく、その場合、ドックは、単に、データをサーバに転送し、応答を受信するように動作する。
【０２４３】
一代替例では、個別のドックは用意されず、各ユニットは外部サーバと直接通信する。さらなる代替例では、ドックによって実行される処理機能は、いくつかのユニットに分散されてもよい。またさらなる代替例では、各ユニットは個別に制御され、ここで、ユニットの動作及びアクションは、ユニット上のセンサによって集められたデータに基づいてもよい。
【０２４４】
機械学習アルゴリズムまたはニューラルネットワークは、任意選択的に、本方法の任意の態様を改善するために使用されてもよく、ここで機械学習は、例えば、説明されるように、ルート生成２６００を最適化するために、収量に関する予測を改善するために、または収集されたデータ内の作物を識別するために使用されてもよい。適切な技法及びアルゴリズムの例には、とりわけ、強化学習(reinforcement learning)、深い畳み込みニューラルネットワーク(deep convolutional neural networks)、ランダムフォレスト(random forests)、特徴学習(feature learning)、人工知能(artificial intelligence)、及びベイズネットワーク(Bayesian networks)が含まれる。一般に、そのような技法及びアルゴリズムは、システム１０００のユニット及び／または他の同様のシステム１０００（例えば、異なる生育環境で動作するシステム）から収集された履歴データに対して訓練されて、予測または結果（任意選択的に信頼レベルを含む）を出力する計算アルゴリズムとして提供される。
【０２４５】
履歴結果データ（すなわち、以前の結果、マップまたはルート）は、物体認識及びルート生成に使用されるモデルへの入力として直接供給されてもよく、これは、新しいまたは更新された結果を生成する（例えば、過去のマッピングデータ及び予測成長率に基づいて、特定の作物の新しい位置を外挿する）ことを支援することができる。モデルは、そのような更新された結果を生成するために、ルール、ＡＩ、または他の技法を使用する有機モデリング(organic modelling)を使用することができる。温度、光レベル（現在及び最近）、及び／または他の信号を使用して、そのようなモデルに通知することができる。一代替例では、単に、大まかなスケールアップ係数、エラーの容認、または結果（生成されたマップなど）の集合への丸めを適用することは、経過時間を考慮して結果を「更新」するのに十分であり得る。
【０２４６】
複数のマップが経時的に作成される場合、または更新されたマップが外挿される場合、マップ（及び関連するモデル）は、空間−時間モデリング技法を組み込むことができる。異なる期間のマップは、（例えば新しさまたは別の特性によって、重み付けされるか重み付けされない方法で）平均化されてもよく、及び／またはファジー技術が使用されてもよい。前述のように、マッピング中のマッピングユニット１３００の移動速度は、所定のデータ品質要件に基づいて選択することができ、これを使用して、例えば、１回の「低速」（したがって高品質）のマッピング実行がときどき（例えば、週に１回）行われ、より高速（したがって低品質）のマッピング実行がより頻繁に（１日に１回など）行なわれる場合に、履歴データと組み合わせてマップを更新することができる。この構成は、実行されるマッピングの量を最小限に抑えながら、作物のマップを十分に最新かつ正確に保つことができる。さらなる改良は、異なるセンサまたは異なる設定（例えば、サンプル周波数）を使用して、例えば、平均化ベースまたは差動ベースで、異なる実行でマッピングユニットを動作させることによって可能であろう。
【０２４７】
マッピング及び／または収穫の実用的な実施に関連する指標、例えば、特定の領域をマッピングまたは収穫することがどの程度困難であるか（例えば、エラーの数、または所要時間によって測られる）は、マップに対する入力、及び／またはルートを生成する際の入力として使用することができる。
【０２４８】
履歴結果データはまた、機械学習モデルのフィードバックとして、例えば、モデルでの重みを補正するために、または代替の機械学習ネットワーク設計に対してテストするために、使用されてもよい（代替の設計は、レイヤを無効にすること、早期停止を設定すること、さらなる畳み込み／プーリングを含ませること、または古典的なコンピュータビジョン技術に関連してもよい）。
【０２４９】
履歴データを使用して、マッピングユニット１３００の効率または精度を改善することができ、この場合、過去のデータを使用して、関心のある位置を検出または予測することができる。位置は、この過去のデータに相対的にマッピングされてもよい。
【０２５０】
前述のように、ユニットは、一般に、所定のタイミング（または他の要件）に基づいて、及び／またはイベントに応答して定義されるスケジュールにしたがって動作させられる。そのようなスケジュールは、任意選択的に、例えば、生育環境全体にわたってユニットを再割り当てするように、イベント、能力、必要性、及び／または効率に応じて動的に適応させることができる。例えば、全マッピング実行または部分的マッピング実行の頻度は、イベント、過去の頻度、及び観察または予想される変化のいずれかに基づいて動的に決定されてもよい。検出された変化は、例えば、マッピングデータからの逸脱の結果として作物に対する作業において検出されたエラーであり、この変化によって、マッピングデータの質を改善するためにマッピング実行を開始させてもよい。マッピングデータの品質は、例えば、（特定の運行支援物のような）生育環境における１つ以上の基準物体に対するマッピングデータの比較によってテストされてもよい。作物間の生成されたルートもまた、イベント、能力、必要性、及び／または効率に応答して動的に適合されてもよい。例えば、作業ユニット１２００が故障した場合、故障した作業ユニットに対して以前に割り当てられたルートを他の作業ユニットがカバーできるように、他のすべての作業ユニットのルートが再計算されてもよい。
【０２５１】
各ユニットに送ることができる情報には、単純なインターフェースを使用することができるなど、制限がある場合がある。システムは、特注のプログラミング言語を介して制御することができる。
【０２５２】
システム１０００は、動作に影響を及ぼす関連データを受信するために別のシステムと統合されてもよい。例えば、システムは、スーパーマーケットへの注文情報を受信することができてもよく、その場合、注文情報に応じて適切な量の作物１４を収穫することができだろう。システムはまた、建物制御システム、または植栽システムと統合されてもよく、栽培される作物の量は、注文情報に基づいて選択されてもよい。また、システムは、収量を改善するために使用することができる作物に関する情報、例えば、非効率性の監視、または廃棄物の情報を収集することもできる。
【０２５３】
中央プロセッサは、任意選択的に、各ユニットに関する情報を収集することができる。そこでは性能が監視され、性能が一定のしきい値を下回ったときに警報が生成されてもよい。中央プロセッサは、例えば、データをゆっくり転送しているユニットにより多くの帯域幅を割り当てることによって、性能を改善するためにリソースを移転させることができる。
【０２５４】
中央プロセッサは、任意選択的にセキュリティ動作を実行することができ、そこではデータがログとして記録され、設定を変更しようとするいかなる利用者も認証プロセスを完了させなければならない。
【０２５５】
中央プロセッサは、任意選択的に、入ってくる及び出て行く作物１４などの関連する物品を追跡することができる。この追跡は、作物の履歴追跡のために使用することができ、ブロックチェーン技術を追跡プロセスの一部として使用することができる。
【０２５６】
ドック１１００内に配置されることに対する一代替例として、中央プロセッサは、オフラインのコンピュータ上に実装されるようなスタンドアロンのシステムとして動作してもよく、あるいは、ネットワークに基づいてもよく、そこでは中央プロセッサは、例えば、ブラウザを介して制御されてもよい。中央プロセッサは、ネットワークリソースが性能を向上させるであろうとき、さらなるネットワークリソースを要求してもよく、あるいは、利用可能なリソースに基づいてタスクを編成してもよい。
【０２５７】
中央プロセッサは、環境の性能を改善するために外部データを任意選択的に使用することができる。例えば、天候に関するデータを使用して作物の収穫量が最大化されることを保証することができ、または経済データを使用して最適な時間に収穫することができる。
【０２５８】
中央プロセッサは、任意のユニットの動作をキャンセルすることができるように、動作要求を作成、一時停止、または削除することができる。
【０２５９】
中央プロセッサは、性能向上のために並列構成要素を使用することができる。この場合、これは冗長構成のためにも使用でき、例えば、ＲＡＩＤ(Redundant Array of Independent Disks)サーバを使用することができる。定期的なバックアップを使用して、データが失われないことを保証することができる。バックアップスケジュールは。時間に基づいていても、認識された危険に基づいていてもよい。例えば、荒天が予測される場合に、バックアップが実行されてもよい。
【０２６０】
（マッピングデータ、生成されたルート、作物の記録、視覚データなどを含む）情報は、生データとして記憶されてもよく、または記憶スペースを節約するために圧縮されてもよい。セキュリティ上の理由から、情報は暗号化されてもよい。情報は、様々なシステム１０００の間で共有されてもよく、そこでは、蓄積された情報が、性能を改善するために使用される。中央プロセッサは、収量またはユニットの性能を最適化するために、切断／刈り取りまたは栽培技術を推奨するように構成されていてもよく、例えば、作物はジグザグ配置で栽培されてもよい。この最適化を実行するために、または操作者に情報を提供するために、シミュレーションが実行されてもよい。
【０２６１】
グラフィカルプロセッシングユニット（Graphical Processing Unit：ＧＰＵ）またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ）などの適切なデバイスを使用して、任意の計算を実行することができる。
【０２６２】
システム１０００は、各ユニットと通信するためにドライバを必要とすることがある。ユニット間の通信はまた、データの特定のフォーマットを必要としてもよく、そこではシステム１００によって任意の変換が実行されてよい。
【０２６３】
システム１０００は、任意選択的に、例えばカメラ１２０６からのライブ映像を見ることなど、人が各ユニットから情報を見るための手段を提供してもよい。例えば、作物１４に対して作業を行うべきかどうかを決定するなど、人がこのライブ映像に基づいて決定を行う選択肢があってもよい。
【０２６４】
マッピングユニット：
任意選択的に、マッピングユニット１３００から受け取った視覚データを使用して、作業ユニット１２００からの視覚データを使用する判定の代わりに、またはこの判定の予備段階として、作物に対して作業を行うべきかどうかを判定する。
【０２６５】
一代替例においては、システム１０００内で別個のマッピングユニット１３００を使用せずに、その代わりに、生育環境１０内の複数の固定カメラ（または１つ以上の可動ＰＴＺカメラ）（例えば、生育環境内の一段高いプラットフォーム上に取り付けられたカメラ）を使用して植物１２及び作物１４の「俯瞰画像(world-scene view)」を提供し、そこから（方法２００内で使用するための）マッピングデータが生成されてもよい。
【０２６６】
ここで説明したマッピングユニット１３００は、視覚データを収集するカメラ１３０６を使用するが、（一代替例として、または追加として）任意の適切なセンサ、例えば、赤外線または紫外線検出器、または臭気または接触に基づく(touch based)の検出器を使用することができる。使用されるセンサは、動的に調整されてもよい。例えばユニットは、夜間にカメラから赤外線センサに自動的に切り替わることができる。
【０２６７】
任意選択的にマッピングユニット１３００は、センサ検出を改善するために、生育環境１０内の任意の作物１４または品目を移動させるための手段（作動可能なロボットアームまたは他の操作装置など）を備えることができる。例えば、作物の背後の領域を見るために作物を動かすことができる。
【０２６８】
任意選択的にマッピングユニット１３００は、視覚データまたはセンサから獲得された他のデータを使用して、作物１４または植物１２の特徴について他のユニットまたはドック１１００に知らせる。例えば、マッピングユニットは、植物１２のサイズを検出し、特別な収穫が必要であることを識別することができる。例えば、使用される作業ユニット１２００は、大きなオペレータ１２１８または長いリーチを有するオペレータを含んでいる必要があることがある。視覚データはまた、作物の任意の特徴、例えば、存在する作物の種類、作物のいずれかの成熟度または収穫に適している度合い、または潜在的に損傷を受けた作物を分類するために使用されてもよい。過去のデータを使用して作物１４の収量に関する予測を行うことができるように、任意の１つ以上の個々の作物１４に関する記録を保存することができる。
【０２６９】
任意選択的にマッピングユニット１２００は、データが中央プロセッサに送信される前に、例えばデータをフィルタリング及び／または圧縮することにより、獲得した視覚データを前処理するように構成される。
【０２７０】
任意選択的に、マッピングデータを生成することに加えて、獲得された視覚データを使用して、関心のある領域または物体を示すことができる、または作物に関するさらなる情報を与えることができる、生育環境１０の表現を生成することができる。これは、視覚的な表現、数学的表現、または視覚表現と数学的表現とのハイブリッド表現であってよい。
【０２７１】
マッピングデータはまた、対象領域２０のセクション内の既知の特徴を使用してマップを作成するために使用されてもよい。例えば作物１４は、マーカーに対してマッピングされてもよく、対象領域の異なるセクションに対応する複数のマーカーが存在してもよい。作物はまた、マッピングユニット１２００に対して相対的に位置が決められてもよい。
【０２７２】
作物のマップを概して３次元または２次元マップであるとして説明してきたが、特定の状況では、作物のマップは、例えば、各データポイントが特定の高さで特定の列に沿った作物の位置に関連する１次元マップであってもよい。マッピングユニットは、そのようなマッピングデータを生成するために、ラインスキャナとして適合されたカメラを含むことができる。
【０２７３】
視覚データを使用して、作物の特徴に基づいて作物１４をマッピングすることができ、その結果、作物の種類、各作物の成熟度または収穫に適している度合い、あるいは特徴の組み合わせに基づいて、別個のマップを作成することができる。したがってルートは、これらの複数の別個のマップに基づいて生成されてもよい。
【０２７４】
作業ユニット：
作物１４に対して作業を行うべきかどうかの判断は、作物１４からの放出物を検出するための化学センサなど、作業ユニット１３００上に設けられた種々の任意選択的なセンサからの入力に（少なくとも部分的に）基づいてもよい。検知は受動的であっても能動的であってもよく、例えば、レーザを使用して作物の一部を焼き、化学応答を誘発させてもよい。データは、作物に対して作業を行うべきかどうかを決定するために、（本質的にマルチモーダルであってもよい）訓練された分類器と比較されてもよい。適切なセンサの他の例には、赤外線センサ（または他の電磁光センサ）及び水分センサが含まれる。オペレータ１２１８はまた、作物に対して作業を行うべきかどうかについて決定することの一部として使用されてもよい。一例では、エンドエフェクタは、作物を把持し、穏やかに圧搾するために使用され、ここでエンドエフェクタは圧力センサを備え、これらは、作物の硬さの指標を取得するために使用されてもよい。また、オペレータは、作物からある距離だけ作物を向きを変えるために必要な力を測定するために使用され、それによって、重量の大まかな指標を与えることができる。センサから受信された信号は、ここに記載された訓練された分類器への入力として使用され、それによって、作物の収穫に適している度合いについての指標を得る。分類器はまた、処理に影響を及ぼすためにさらなる外部入力を受け取ることができ、例えば、気象条件が悪化する可能性がある場合、分類器は、作物をより早期に摘み取ることを可能にするか、またはそうでない場合よりも厳しくない要件に基づいて摘み取ることを可能にするように構成されてもよい。
【０２７５】
任意選択的にオペレータ１２１８は、摘み取り、切断、研削、圧搾、破砕または振盪のための１つ以上のツールを備える（またはそれらのツールを動作可能であるように構成される）。オペレータは、植物１２を引き裂くためにねじり力を使用して作物１４を収穫することができ、または吸引ポンプを使用して作物１４を収穫することができる。複数のオペレータ１２１８を作業ユニット１２００上に含めることができ、各機構は異なるプロセスを実行することができる。例えば、異なる自由度を有する様々な複雑さの機構が含まれてもよく、より複雑なロボット操作装置は、例えば、届きにくい作物１４のために、必要な場合にのみ使用されてもよい。
【０２７６】
オペレータ１２１８及び／または作業ユニット１３００の他のコンポーネントは、任意選択的に、収穫に関連しない作業、例えば、植物１２の刈り込み／剪定、農薬の適用、作物の植え込みまたは再植え込み、作物のメンテナンス、生育環境１０の周りの植物の部分または残屑の清掃、または生育環境へのミツバチの放出を実行するために使用されてもよい。オペレータ１２１８はまた、作物１４に関するデータを収集するために使用することができる、力−応力試験などの試験を実行するために使用されてもよい。
【０２７７】
作業ユニット１２００は、効率を改善するために、葉を取り外す機械（de-leafer）などの別の植物処理装置と組み合わせて動作してもよい。
【０２７８】
収穫の際、作物１４は、任意選択的に、指定された長さに切断されてもよく、または、切断長さは、収穫時に、そのサイズなどの収穫物１４の特徴に応じて、作業ユニット１２００によって決定されてもよい。
【０２７９】
作業ユニット１２００は、任意選択的に、直接または間接に、他のユニットまたはドック１１００と通信して、アクションが望ましい関心のある位置を識別してもよい。例えばマッピングユニット１３００は、位置または領域の改善されたマップを取得するように要求されてもよい。
【０２８０】
任意選択的に作業ユニット１３００は、収穫後に作物１４を処理するための機構、例えばトラスから作物を取り去るための機構を備え、または破砕機構は、オペレータ１２１８がオレンジを摘み取った後にオレンジからジュースを抽出することができる。このような処理機構は、オペレータに含まれてもよいし、別個であってもよい。
【０２８１】
任意選択的に、作業ユニット１３００の貯蔵スペース１２２０は、冷蔵のために冷されてもよい。任意選択的に貯蔵スペースは、作物１４の損失を防ぐために、ドアまたはハッチによって覆われる。
【０２８２】
収穫手段１４１８は、例えばオペレータ１２１８を使用して、作物１４を運搬ユニット１４００に積み下ろすことができる。別個の積み下ろし機構を設けることもできる。
【０２８３】
運搬ユニット１４００に関連して説明した秤量／選別機構１４５０は、一代替例において、貯蔵スペース１２２０の代わりに、またはそれに加えて含まれていてもよい。そのような場合、運搬ユニットは、秤量／選別機構の代わりに貯蔵スペースを含んでもよく、または代替的に、運搬ユニットは、システム１０００の一部でなくてもよい。
【０２８４】
運搬ユニット：
一代替例において、移送機構１４１８は、ロボットアームではなく、代わりに、作業ユニット１２００の貯蔵スペース１２２０に一体化された対応する機構と協働するように構成される機構の形態をとってもよい。例えば、搬送ユニット及び作業ユニットは、作物を移送ユニットに移送するために傾斜部分と併せて使用される、協働するスライドドアを備えてもよい。あるいは、例えば、運搬ユニット／作業ユニット上のコンベヤベルトを使用して、作業ユニットの貯蔵スペースに位置する容器を運搬ユニット上に移送してもよい。さらなる代替例では、作業ユニットは、単に貯蔵スペースに角度をつけて、作物を運搬ユニット上にあけたり落としたりするように構成されてもよい。さらなる代替の移送機構は、吸引機構、配管、ダクト、スコップ、シュート、コンベヤベルト、強制空気機構、または熱リフト機構を含んでいる。
【０２８５】
一代替例において、作業ユニット１２００は、所定位置で作物１４を積み下ろすように構成され、その場合、運搬ユニット１４００は、当該所定位置に運行して作物１４をドック１１００に運搬する。
【０２８６】
一代替例において、運搬ユニット１４００は、作物１４を（ドック１１００以外の）別個の場所に運搬するように構成される。例えば、運搬ユニットは、作物を（ローリーなどの）外部車両に積み込むことができる。運搬ユニットは、もちろん、外部車両からの物品の積み下ろしを補助することもできる。
【０２８７】
作物だけでなく、運搬ユニット１４００は、任意選択的に、メンテナンスユニット１５００によって使用されるコンポーネントを移送するように構成することもできる。運搬ユニットがコンポーネントを移送しているとき、運搬ユニットの動作は、ここで説明したものと同様であるがコンポーネントが作物の代わりに収集されるという違いがあり、運搬ユニットは、作業ユニット１３００の代わりにメンテナンスユニットに運行するであろう。さらにコンポーネントは、メンテナンスユニットに配送され、またメンテナンスユニットから収集されてもよい。
【０２８８】
秤量／選別機構１４５０の秤量部１４５４は、任意選択的に、適切なセンサを使用して、サイズ、形状または色など、作物１４の他の態様を分類することもできる。秤量／選別機構１４５０はまた、任意選択的に、作物１４が選別された後に作物１４を梱包することができるように、梱包部を含んでもよい。これは、ある重量のバッグに作物を梱包するために、秤量データと組み合わせて使用することができるであろう。秤量／選別機構は、食品を冷蔵または冷凍するための手段を任意選択的に備えてもよい。
【０２８９】
メンテナンスユニット；
任意選択的にメンテナンスユニット１５００は、それが実行できない修理を識別し、さらなる支援を要求することが可能であってもよい。この点に関してメンテナンスユニット１５００は、任意のユニットによって生成されたエラーコード（例えば、ユニットの表示画面上に見えるエラーコード）を識別し、そのコードに基づいて、行うべき一連のアクションを推奨することができる。
【０２９０】
任意選択的にメンテナンスユニット１５００は、メンテナンスユニットが他のユニットの破損した車輪からのあらゆる抵抗に打ち勝つことができるように、高トルクのモータのような、他のユニットの動きを補助する手段を備え、破損したユニットを邪魔にならない場所にメンテナンスユニットが押し出すことを可能にする。メンテナンスユニットはまた、他のユニットの（ソフトウェアまたはハードウェア）機能を無効にするための手段を備えてもよく、ここでメンテナンスユニットは、任意の他のユニットのブレーキを解放するか、または任意の誤動作ソフトウェアをリセットすることが可能であってもよい。
【０２９１】
任意選択的に、メンテナンスユニット１５００のデータ格納部は、所望の外観及び性能に関する情報を含み、ここでメンテナンスユニットは、任意の潜在的な問題（例えば、引っ掻き傷）を識別するために、（カメラ１５０６を使用して）前記情報に対するユニットの視覚的比較を行ってもよい。メンテナンスユニット１５００は、動作を実行するユニットを監視し、これを、訓練されたモデルに任意選択的に基づいて、所望の、または閾値、性能と比較することができる。
【０２９２】
任意選択的にメンテナンスユニット１５００は、ユニットの動きがブロックされるか害される可能性を低減するために、ユニットが横断する領域から破片または障害物を除去するように構成される。この点に関してメンテナンスユニットは、障害物を移動させるために、特に障害物を隙間列１８の中心から離すように移動させるために、スコップまたは犂（プラウ）を備えることができる。
【０２９３】
メンテナンスユニット１５００は、生育環境１０のコンポーネント（例えば、安全バリア）を試験して、それらが損傷を受けていないかまたはそうでなければ害されていないことを保証することができる。メンテナンスユニットはまた、コンポーネントを試験するためのセンサ、特に、損傷、漏れ、及び／または不均一な温度について、生育環境の「パイプレール」を試験するためのセンサを備えることができる。
【０２９４】
作物１４は、任意選択的に、メンテナンスユニット１５００によって監視されたり試験されたりすることができ、ここでメンテナンスユニットは、作物１４が損傷の危険性にないこと、及び作物１４の外観が予想される外観と同様であることを保証することができる。
【０２９５】
ドック：
ドック１１００は、概して、ユニットを受容するための部分を有する「壁(wall)」として説明されているが、代わりに、様々な他の物理的形態を有してもよい。例えば、ドックは、空間を節約することを支援できる、ユニットを受け入れ、格納するためのカルーセル（円形ラック）構成を含むことができる。あるいはドックは、ユニットを動かすためのコンベヤベルトまたは他の機構を含むことができ、ここでユニットは、ドックへの単一の点または入口で受け入れられ、次いで、ドック内またはドック上の適切な位置に動かされる。
【０２９６】
任意選択的にドック１１００は、作物１４をドック内に移送すること、及び他の微細な操作動作を支援するために、１つ以上のロボットアームまたは他の操作装置をさらに備えることができる。任意選択的にドックは、ドックの近傍のユニットを監視するカメラをさらに備える。カメラの使用は、ロボットアームの動作を支援するためにコンピュータビジョン技術が使用されることを可能にすることができる。
【０２９７】
ドック１１００は、任意選択的に、環境監視機器、または選別及び梱包機器を備えることができる。ドック１１００は、移動式でなくてもよく、そのため、ユニットに代えてドック１１００に大型または重量のある監視及び梱包機器を接続することが望ましい場合がある。任意選択的にドックは、バッテリーまたは（作物またはメンテナンスに使用するための部品などの）他の品目のための積み込み及び／または積み下ろし設備をさらに備える。
【０２９８】
ドック接続部１１２２に加えて、流体、コンポーネント、または作物１８などの物理的品目をユニットとドック１１００との間で移送するために、パイプまたはチューブで形成された別個の接続部が、任意選択的に、ユニット及びドックの各々に設けられてもよい。一代替例では、電源接続部が、ユニットとドックの各々のドック接続部とは別個に設けられる。
【０２９９】
一代替例では、システム１０００は、複数のドック１１００、または複数の接続点を有する単一のドック（または複数の接続点を有する複数のドック）を備えることができ、ユニットは、生育環境１０内のいくつかの場所でドックに接続可能であることができる。ドックは、異なる動作を実行することができる別個のドックに分離することができ、例えば、１つのドックは充電を提供することができ、別のドックがデータ伝送を提供することができる。
【０３００】
ドック１１００は、様々な高さ／位置で複数のタイプの接続を提供するように構成可能であってもよい。これにより、ドックがさまざまなユニットと接続できるようになり、新しいユニットが生産された場合に、後方互換性及び前方互換性を保証してもよい。
【０３０１】
ドック１１００は、例えば、ユーザ装置へのプッシュ通知の形態で、ソフトウェアまたはハードウェア更新、ユニットに関する情報、生育環境１０に関する情報、ユニット及び生育環境１０に関する制御システムを提供することができる。ドックは、送信を高速化し、データサイズを縮小するために、データを圧縮する手段をさらに備えてもよい。データは、ドックによって暗号化されてもよい。
【０３０２】
ドックによって実行されるものとしてここで説明された任意の動作は、中央システム上で実行されてもよく、その逆も同様であり、この場合、これは、必要とされる処理能力に依存してもよい。より強力なドックは、中央システムを必要とせずに、より多くの機能を実行することができる。
【０３０３】
生育環境：
本発明のシステム及び方法が、概して温室である生育環境に関連して説明されてきたが、システム及び方法は、様々な建物、部屋、（例えば、屋内農場の一部を形成する）構造物、または露地(open field)などの他の生育環境にも適用され得ることが理解されるであろう。自律ユニットは、生育環境に依存して適応されてもよい。例えば、ユニットが露地で動作させられる場合には、より大きな車輪が使用されてもよい。
【０３０４】
温室１０について言及した場合、概してこれは「パイプレール」システムを有する温室であった。ここに記載されたシステム及び方法は、フレームに取り付けられた、及び／または列に配置された作物１４を含むか否かにかかわらず、任意の種類の温室に等しく適用されてもよいことが理解されるであろう。
【０３０５】
生育環境１０は、任意選択的に、バーコード（ＡｒＵｃｏマーカなど）、他の視覚的参照材料、またはガイドワイヤなど、いくつかの可能な運行支援物を備えることができる。そのような運行支援物（特にガイドワイヤ）は、ユニットによって任意選択的に展開されてもよい。さらなる例では、ユニットはまた、その上で作物が栽培される（そうでなければ生育環境の他のコンポーネントを配置または移動させる）レールを敷設することが可能であってもよい。
【０３０６】
障害物は、例えば障害物を着色することなどによって、任意選択的に、ユニットに対して視覚的により明瞭なものとすることができる。代替的にまたは追加的に、一定の障害物は、ユニットが検出することができる非視覚的な信号を発するように構成されてもよい。関心のある位置にユニットがタグ付けすることができるように、タグが任意選択的に任意に提供されてもよく、これらのタグは、視覚的であってもよく、または信号を発してもよい。植物及び／または作物１４と対照的な背景が提供されてもよく、これは作物の検出の精度を改善することができる。
【０３０７】
生育環境１０は、任意選択的に、無線アクセスポイントなどの追加の通信手段を備えてもよい。ドック１１００に戻ることなくユニットを充電することを可能にするために、追加の充電ポイントが含まれてもよい。安全機能が生育環境に含まれてもよく、例えば、隙間列への人の進入を検出するためにセンサが設けられてもよく、その場合、信号が中央プロセッサに送信されてもよく、すべてのユニットの動作が一時停止されてもよい。安全バリアを設けることもできる。
【０３０８】
生育環境１０は、作物１４が受ける光の量を最適化するための機構を任意選択的に備えることができる。例えば、反射器を使用して、作物１４から離れるように、または作物１４に向かうように光の向きを変えることができる。
【０３０９】
生育環境１０は、ユニットが表面に接触しているときに制御システムに警告するために使用することができる力センサのような、ユニットの性能を改善するための統合センサを任意選択的に備えてもよい。作物の収量またはユニットの性能を最適化するために、照明または加熱のような。制御可能なシステムを設けることができる。生育環境は、システム１０００の動作を監視する（または生育環境を一般的に監視する）ことを支援するために、カメラなどのセンサをさらに備えてもよい。
【０３１０】
生育環境１０はまた、例えば葉の堆積による隙間列１８の障害物を低減するために、送風機を備えてもよい。シュート及び／またはコンベヤベルトが、生育環境１０から葉のような物体を除去するために設けられてもよく、これらは、任意選択的に、送風機と組み合わせて使用される。シュート及び／またはコンベヤベルトは、（生育環境からの作物１２などの）他の物品を除去するために使用することもできる。ここで任意選択的に、別個のシュート及び／またはコンベヤベルトが、異なる種類の物品のために設けられる。
【０３１１】
作物１４の成長を改善するために、人工のつるのような人工システムが設けられてもよい。作物１４を移植するためのシステムが設けられてもよい。
【０３１２】
任意選択的に隙間列１８のサイズは調整可能であってよく、その結果、より大きなロボットがこれらの列に適合することができる。一つの例示の実装では、フレームの列１６は、隙間列１８を圧縮または拡大するように移動可能であってもよい。これはまた、より多くの作物が同じ面積で生育されることを可能にすることができる。任意選択的にフレームの列１６は、ワイヤによって支持され、（特に生育環境が温室である場合に）生育環境の天井から吊される。これによって、（例えば、列を層状にするために）列の垂直位置を変化させることができ、生育環境全体にわたって作物の加熱及び照明を最適化することができる。次いで、列の位置は、植物及び／または作物の成長に応じて動的に調整されてもよい。
【０３１３】
生育環境１０は、スパイラルまたは円形列などの非直線列を使用することができる。作物を収穫する人間に比べてユニットが動作するときに狭い面積しか必要としないことができるので、従来の温室よりも、列１６を相互に接近して配置することができる。
【０３１４】
一代替例において生育環境１０は、例えば、異なる作物または異なる生育条件のために、調整可能であるように構成されてもよい。例えば、作物の列１６を上げたり下げたりしてもよく、土壌の種類を変えてもよく、植物の種類を変えてもよい。同様に、ユニットの動作の態様は、ユニットが移動する任意のレールの位置のように、変更されることができる。
【０３１５】
任意選択的に、生育環境１０は、（特に、成長環境が温室である場合に）ロボットユニットによって構成され、ロボットユニットは、任意選択的に、ここで記載されたユニットである。ここで生育環境は、自律的に構築され得るように設計されてもよい。この実装では、温室は「ポップアップ(pop-up)」温室として説明することができる。
【０３１６】
概して、本発明は、複数列の作物からなる温室（特に、パイプレールシステムを有する温室）での使用のために主として構成され、植物が、列において一緒に栽培されることが理解されるであろう。したがって、植物間に特別な間隙はなく、したがって、さらなる植物に移動する前に、特定の植物上のすべての作物を摘み取る必要はない。したがって、作物は、植物単位ではなく、列単位で採取することができる。エンドエフェクタの移動速度は、一般に、上向き／下向きの方向よりも列の方向で大きい（なぜなら、作業ユニット全体が列の上下に迅速に移動することができるからである）ので、エンドエフェクタの異なる移動速度に基づいて、特定の列を収穫するための効率的なルートを生成することができる。例えば、ルートは、多くの作物を摘み取るために、または概して特定の高さの周りで、列にわたって水平に「走査(scanning)」し、エンドエフェクタの高さを増加させ、次いで、異なる高さで再び「走査」する戦略を含んでもよい。
【０３１７】
温室におけるシステムの適用はまた、作物がより広く分布してもよい例えば複数の樹木上で栽培される作物に比べ、システムのコンピュータビジョン及びエンドエフェクタの位置決めの側面における負荷を低減することができる。これにより、システムを使用する際の処理時間を短縮することができる。
【０３１８】
また、運搬ユニット、メンテナンスユニット、及びユニットのためのドックの使用は、生育環境において作物を収穫するための完全な（自己完結型）システムを提供することが理解されるであろう。人間である操作者が（必要な比較的最小限の程度で）ユニットと相互作用（やりとり）ことができる単一の場所をドックが提供することができるので、ドックの利用者は、効率を向上させることができる。少なくとも任意のユニットが動作している間に人間である操作者が生育環境に入る必要をなくすことができ、これは、生育環境の安全性を改善することができる。
【０３１９】
さらに、生育環境全体に関して別個の「マッピング」及び「ルーティング」プロセス（両方とも「収穫」プロセスとは別個であって分離されている）の使用は、生育環境内の実質的にすべての作物をルート計画に使用することを可能にすることにより、システムの効率を改善することができることが理解されよう。
【０３２０】
本発明は、純粋に例として上述されており、本発明の範囲内で詳細の変更をなすことができることが理解されるであろう。
【０３２１】
本明細書、及び（適切な場合に）特許請求の範囲及び図面に開示される特徴の各々は、独立して、または任意の適切な組み合わせで提供されてもよい。
【０３２２】
特許請求の範囲に記載されている参照番号は、説明のためのみのものであり、特許請求の範囲による範囲を限定する効果を有さないものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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