ТВЕРДОТЕЛЬНАЯ ОРИЕНТАЦИЯ ПРОЛЕТА И ПОЗИЦИОНИРОВАНИЕ ЦЕНТРАЛЬНОГО ШАРНИРА

1. Сенсорная система для использования на ирригационной системе, имеющей множество башен, выполненных с возможностью перемещаться по частям поля, множество пролетов, каждый из которых проходит между смежными башнями и соединен с ними, и систему доставки жидкости, присоединенную к пролетам или интегрированную с ними для подачи воды в поле, причем сенсорная система включает в себя:
множество твердотельных измерительных преобразователей, каждый из которых выполнен с возможностью жесткого закрепления по меньшей мере на одном из пролетов или башен, и каждый из которых выполнен с возможностью измерения по меньшей мере одного из ускорения, углового ускорения, угловой скорости, направления и угла относительно предопределенного ссылочного направления, причем твердотельные измерительные преобразователи включают в себя по меньшей мере одно из цифрового компаса, твердотельного гироскопа, твердотельного акселерометра, и инерционного измерительного блока (IMU); и
систему управления, выполненную с возможностью получения результатов измерений от каждого из твердотельных измерительных преобразователей и вычисления по меньшей мере одного из ориентации, углового положения и местоположения по меньшей мере одного из пролетов.
2. Сенсорная система по п. 1, в которой система управления выполнена с возможностью вывода командных сигналов исполнительным механизмам по меньшей мере одного из башен или пролетов для ускорения или замедления на основе расчетной ориентации пролетов.
3. Сенсорная система по п. 1, в которой один из множества пролетов является поворотной турелью, в которой по меньшей мере один из твердотельных измерительных преобразователей выполнен с возможностью жесткого закрепления на поворотной турели, в которой система управления выполнена с возможностью вывода командных сигналов для приведения в действие поворотной турели на основе результатов измерений, полученных по меньшей мере от одного из твердотельных измерительных преобразователей, выполненных с возможностью жесткого закрепления на поворотной турели.
4. Сенсорная система по п. 1, в которой один из множества пролетов является зигзагообразным угловым пролетом, в которой по меньшей мере один из твердотельных измерительных преобразователей выполнен с возможностью присоединения к зигзагообразному угловому пролету или башне, к которой присоединяется зигзагообразный угловой пролет, в которой система управления выполнена с возможностью вывода командных сигналов для приведения в действие зигзагообразного углового пролета на основе результатов измерений, полученных по меньшей мере от одного из твердотельных измерительных преобразователей, выполненных с возможностью присоединения к зигзагообразному угловому пролету.
5. Сенсорная система по п. 1, в которой множество пролетов включает в себя первый пролет или первую башню и второй пролет или вторую башню, в которой твердотельные измерительные преобразователи включают в себя первый датчик, выполненный с возможностью жесткого закрепления на первом пролете или на первой башне, и второй датчик, выполненный с возможностью жесткого закрепления на втором пролете или на второй башне, в которой система управления выполнена с возможностью получения от первого датчика значения первого угла относительно ссылочного направления и получения от второго датчика значения второго угла относительно ссылочного направления, в которой система управления выполнена с возможностью вычисления угла отклонения между первым пролетом и вторым пролетом путем вычитания первого угла из второго угла.
6. Сенсорная система по п. 1, в которой ирригационная система является ирригационной системой с центральным шарниром, а пролеты и башни вращаются вокруг фиксированного центрального шарнира, в которой географическое местоположение центрального шарнира и длины пролетов хранятся в системе управления или являются доступными для нее, в которой система управления выполнена с возможностью использования по меньшей мере одного из результатов измерения твердотельными измерительными преобразователями ускорения, результатов измерения твердотельными измерительными преобразователями углового ускорения, результатов измерения твердотельными измерительными преобразователями угловой скорости, результатов измерения твердотельными измерительными преобразователями направления, результатов измерения твердотельными измерительными преобразователями угла, географического местоположения центрального шарнира, а также длин пролетов для того, чтобы вычислить местоположение по меньшей мере одного из пролетов или башен.
7. Сенсорная система по п. 1, в которой ирригационная система является ирригационной системой с линейным перемещением, и система управления выполнена с возможностью вычисления относительной и абсолютной ориентации любого из пролетов на основе результатов измерения углов, полученных от твердотельных измерительных преобразователей.
8. Ирригационная система с центральным шарниром, включающая в себя:
центральный шарнир;
множество башен, выполненных с возможностью перемещения вокруг центрального шарнира;
множество удлиненных жестких пролетов, каждый из которых проходит между смежными башнями и соединен с ними;
систему доставки жидкости, включающую в себя один или более трубопроводов, присоединенных к или сформированных интегрально с по меньшей мере частью пролетов и выполненную с возможностью вывода воды из отверстий, сформированных в или через трубопроводы;
множество твердотельных измерительных преобразователей, каждый из которых жестко закреплен на одном из пролетов или башен, и каждый из которых выполнен с возможностью измерения по меньшей мере одного из ускорения, углового ускорения, угловой скорости, направления и угла относительно фиксированного ссылочного направления; и
систему управления, выполненную с возможностью получения результатов измерений от каждого из твердотельных измерительных преобразователей и вычисления по меньшей мере одного из ориентации, углового положения и местоположения по меньшей мере одного из пролетов.
9. Ирригационная система по п. 8, в которой система управления выполнена с возможностью вывода командных сигналов исполнительным механизмам по меньшей мере одного из башен или пролетов для ускорения или замедления на основе расчетной ориентации пролетов.
10. Ирригационная система по п. 8, в которой твердотельные измерительные преобразователи включают в себя по меньшей мере одно из твердотельного гироскопа, твердотельного акселерометра, цифрового компаса и инерционного измерительного блока (IMU).
11. Ирригационная система по п. 8, в которой множество пролетов дополнительно включает в себя поворотную турель, имеющую закрепленный на ней по меньшей мере один из твердотельных измерительных преобразователей, в которой система управления выполнена с возможностью приведения в действие поворотной турели на основе углового положения поворотной турели, вычисленного системой управления.
12. Ирригационная система по п. 8, в которой множество пролетов дополнительно включает в себя зигзагообразный угловой пролет, имеющий закрепленный на нем по меньшей мере один из твердотельных измерительных преобразователей, в которой система управления выполнена с возможностью приведения в действие зигзагообразного углового пролета на основе местоположения зигзагообразного углового пролета, вычисленного системой управления.
13. Ирригационная система по п. 8, в которой пролеты включают в себя первый пролет и второй пролет, в которой твердотельные измерительные преобразователи включают в себя первый датчик, жестко закрепленный на первом пролете или башне, и второй датчик, жестко закрепленный на втором пролете или башне, в которой система управления выполнена с возможностью получения от первого датчика значения первого угла относительно ссылочного направления и получения от второго датчика значения второго угла относительно ссылочного направления, в которой система управления выполнена с возможностью вычисления угла отклонения между первым пролетом и вторым пролетом путем вычитания первого угла из второго угла.
14. Ирригационная система по п. 8, в которой система управления выполнена с возможностью получения от твердотельных измерительных преобразователей по меньшей мере одного из результатов измерения ускорения, результатов измерения углового ускорения, результатов измерения угловой скорости, результатов измерения направления и результатов измерения угла, и с возможностью использования этих результатов измерения совместно с инерциальным алгоритмом точного расчета траектории для того, чтобы идентифицировать и корректировать любые ошибки в результатах угловых измерений, полученных от твердотельных измерительных преобразователей.
15. Способ определения и корректировки по меньшей мере одного из ориентации и местоположения множества пролетов, перемещающихся на множестве башен ирригационной системы с центральным шарниром, выполненной с возможностью вывода жидкости на поле, включающий в себя:
получение системой управления сигналов от множества твердотельных измерительных преобразователей, каждый из которых жестко закреплен на одном из пролетов, причем сигналы представляют по меньшей мере одно из ускорения, углового ускорения, угловой скорости, направления и угла относительно фиксированного ссылочного направления, причем твердотельные измерительные преобразователи включают в себя по меньшей мере одно из твердотельного гироскопа, твердотельного акселерометра, цифрового компаса и инерционного измерительного блока (IMU);
вычисление системой управления относительной или абсолютной ориентации по меньшей мере одного из пролетов с использованием сигналов, получаемых от твердотельных измерительных преобразователей; и
вычисление системой управления местоположения по меньшей мере одного из пролетов или башен с использованием сигналов, получаемых от твердотельных измерительных преобразователей.
16. Способ по п. 15, дополнительно включающий в себя выдачу системой управления команд исполнительным механизмам для независимого увеличения или уменьшения скорости перемещения башен и пролетов на основе по меньшей мере одного из ориентации и местоположения пролетов, вычисленного системой управления.
17. Способ по п. 15, в котором множество пролетов включает в себя поворотную турель или зигзагообразный угловой пролет, имеющий закрепленный на нем по меньшей мере один из твердотельных измерительных преобразователей, причем способ дополнительно включает в себя выдачу системой управления команд для приведения в действие поворотной турели или зигзагообразного углового пролета на основе местоположения поворотной турели или зигзагообразного углового пролета, вычисленного системой управления.
18. Способ по п. 15, дополнительно включающий в себя систему управления, имеющую доступ к сохраненному географическому местоположению центрального шарнира и к сохраненным длинам пролетов, и вычисляющую местоположение по меньшей мере одного из пролетов с использованием по меньшей мере одного из результатов измерения твердотельными измерительными преобразователями ускорения, результатов измерения твердотельными измерительными преобразователями углового ускорения, результатов измерения твердотельными измерительными преобразователями угловой скорости, результатов измерения твердотельными измерительными преобразователями направления, результатов измерения твердотельными измерительными преобразователями угла, географического местоположения центрального шарнира, а также длин пролетов.
19. Способ по п. 15, в котором пролеты включают в себя первый пролет и второй пролет, в котором твердотельные измерительные преобразователи включают в себя первый датчик, жестко закрепленный на первом пролете, и второй датчик, жестко закрепленный на втором пролете, причем способ дополнительно включает в себя:
получение системой управления от первого датчика значения первого угла относительно ссылочного направления;
получение системой управления от второго датчика значения второго угла относительно ссылочного направления; и
вычисление системой управления угла отклонения между первым пролетом и вторым пролетом путем вычитания первого угла из второго угла.
20. Способ по п. 15, дополнительно включающий в себя систему управления, вычисляющую скорректированную ориентацию или местоположение по меньшей мере одного из пролетов с использованием результатов измерения, полученных от твердотельных измерительных преобразователей, совместно с инерциальным алгоритмом точного расчета траектории, хранящимся в системе управления или доступным для нее.
21. Способ по п. 15, дополнительно включающий в себя калибровку системы управления на основе известного местоположения.
22. Способ по п. 15, в котором фиксированное ссылочное направление является фиксированным направлением относительно геомагнитного поля Земли.