在田地中工作并确定田地内机具的位置的系统和方法

摘要

一种在田地中工作的方法，该方法包括在由拖拉机携带的全球定位系统(GPS)接收器处从卫星接收多个信号；基于来自卫星的信号确定GPS接收器在田地内的位置；以及确定由拖拉机拖曳的机具相对于拖拉机的朝向。机具包括工具栏和挂钩，并且挂钩耦接到拖拉机的牵引杆。该方法还包括至少部分地基于GPS接收器的位置和机具的朝向来除了确定挂钩的位置之外还确定机具上的至少一个点在田地内的位置；以及使拖拉机转向以在田地内沿着由另一个机具先前遍历的所选择的路径指引机具。

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年7月18日提交的标题为“System and Method forDetermining Absolute Position of an Implement and Its Components for PreciseGuidance”的美国临时专利申请62/700,276的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开的实施例一般而言涉及用于在农田中工作的方法和系统。特别地，所述方法和系统对于在田地内精确地定位机具可以是有用的。

背景技术

随着农具尺寸不断增加以满足种植者想要从其装备获得更高生产率的需求，在田间作业期间对农具的准确引导变得越来越重要。例如，John Deere DB120种植机具有120英尺的工具栏，该工具栏在30英寸的间距上具有48行，并且该种植机能够每小时种植90至100英亩。操作这种大型装备的种植者依赖全球导航卫星系统(GNSS)和自动转向系统来确保每遍种植正确地间隔并且与前一遍种植对准。确保种植机每遍之间的适当间距使得后续的田间作业(例如，施肥、收割等)更容易执行，并且最小化或避免由于疏忽地跨过与相邻作物行不一致地间隔或与相邻作物行未对准的作物行而引起的对作物的损害。

在常规的引导系统中，拖拉机的GNSS单元会在田地内跟踪其位置。自动转向系统利用GNSS单元的位置跟踪来沿着由操作者选择的期望路径引导拖拉机越过田地。虽然常规的GNSS和自动转向系统(统称为“引导系统”)一般而言足以满足许多田间作业的需要，但此类常规引导系统不足以用于这样的一些田间作业，其中用不同机具执行的两个后续田间作业在完全相同的位置处理每一行。

其中在分开的遍中利用不同的机具在完全相同的位置处理每一行的一个示例是条带耕作(strip till)应用——第一遍使用条带耕作机具，后一遍使用种植机机具。无论是在条带耕作应用中，还是在分开的遍中使用不同机具在完全相同的位置处理每一行的其它应用中，操作者都可以通过不断向后看以尝试使第二遍机具与第一遍机具保持对准来尝试依赖于视线(这在最好的情况下也是困难的，特别是对于较大的机具)，否则操作者必须依赖于引导系统(即，GNSS坐标和自动转向)。虽然引导系统一般比试图仅依赖于视线来保持分开的机具遍对准更准确和可靠，但是不同的机具具有不同的几何形状，因此必须基于该机具的独特几何形状在田地中对由拖拉机牵引的每个机具进行引导和操纵。

市场上有一些利用诸如曳物线(tractrix)之类的概念的系统可用，其在给定拖拉机在田地中的已知位置、拖拉机到达其在田地中的当前位置所经过的路径以及拖拉机和机具的几何形状的输入的情况下尝试预测机具的位置。但是，此类系统假设零外力(如摩擦力或拖力和机具漂移，这会在机具预测模型中引入误差)。虽然在使用同一机具时可以在遍与遍之间抵消不准确性或误差，但是在后续的遍中，由于不同机具的几何形状或特点不同，使用不同的机具引入不同的不准确性的误差可能有所不同。因此，对于做出关于将拖拉机转向到哪里的控制决定以确保维持不同的机具沿着适当路径穿过田地以确保在完全相同的位置处理每一行，此类系统是不可接受的。

业界中的其它系统已尝试在田间作业期间测量机具位置，以考虑可能在机具相对于用于牵引机具的拖拉机的实际位置中引入不准确性的外力，以便预测机具的未来路径，因此可以对拖拉机进行转向调整，以确保沿着适当的路径引导机具。一种这样的系统是Trimble TrueGuide

因而，仍然需要一种用于测量机具在田地中的位置的引导系统，其不需要与依靠多个GNSS接收器相对于拖拉机测量田地中的机具的系统相关联的开支。

发明内容

在一些实施例中，一种在田地中工作的方法包括：在由拖拉机携带的全球定位系统(GPS)接收器处从卫星接收多个信号；基于来自卫星的信号确定GPS接收器在田地内的位置；以及确定由拖拉机拖曳的机具相对于拖拉机的朝向。机具包括工具栏和挂钩，并且挂钩耦接到拖拉机的牵引杆。该方法还包括至少部分地基于GPS接收器的位置和机具的朝向来除了确定挂钩的位置之外还确定机具上的至少一个点在田地内的位置；以及使拖拉机转向以在田地内沿着由另一个机具先前遍历的所选择的路径来指引机具。

在其它实施例中，一种非暂态计算机可读存储介质包括指令，该指令在由计算机执行时使计算机在由拖拉机携带的全球定位系统(GPS)接收器处从卫星接收多个信号；基于来自卫星的信号确定GPS接收器在田地内的位置；确定由拖拉机拖曳的机具相对于拖拉机的朝向。机具包括工具栏和挂钩，并且挂钩被构造为耦接到拖拉机的牵引杆。指令还使计算机至少部分地基于GPS接收器的位置和机具的朝向来除了确定挂钩的位置之外还确定机具上的至少一个点在田地内的位置；以及使拖拉机转向以在田地内沿着由另一个机具先前遍历的所选择的路径来指引机具。

在一些实施例中，一种用于确定机具的位置的系统包括：具有牵引杆的拖拉机；包括工具栏和挂钩的机具，挂钩耦接到牵引杆，使得机具被构造为当机具被拖拉机拉动时绕挂钩与牵引杆之间的连接旋转；由拖拉机或机具携带的GPS接收器；被配置为检测机具相对于拖拉机的位置的至少一个相机；以及与GPS接收器和至少一个相机信号连接的监视器。监视器被配置为确定机具上的至少一个点在田地内的位置。

附图说明

图1是拖拉机牵引第一机具穿过田地的俯视图。

图2是拖拉机牵引第二机具穿过田地的俯视图。

图3是第一机具的行单元的实施例的示例。

图4是第二机具的行单元的实施例的示例。

图5示意性地图示了用于限定拖拉机牵引杆连接点相对于拖拉机GPS接收器的位置的拖拉机测量输入。

图6示意性地图示了用于限定第一机具的某些部件相对于第一机具的挂钩连接点的位置的机具测量输入。

图7示意性地图示了用于限定第二机具的某些部件相对于第二机具的挂钩连接点的位置的机具测量输入。

图8是利用部署在拖拉机上的3轴磁力计或陀螺仪和部署在机具上的3轴磁力计或陀螺仪来确定机具相对于拖拉机的欧拉角的一种测量机具在田地内的位置的方法的示意图。

图9是利用超宽带定位系统确定机具相对于拖拉机的位置的另一种测量机具在田地内的位置的方法的示意图。

图10是利用挂钩处的3轴位置传感器的另一种测量机具在田地内的位置的方法的示意图。

图11A和11B是利用相机来测量机具相对于拖拉机的位置的另一种测量机具在田地内的位置的方法的示意图。

具体实施方式

本文呈现的图示不是任何特定拖拉机或机具的实际视图，而仅仅是用于描述本公开的示例实施例的理想化表示。此外，附图之间共有的元件可以保留相同的附图标记。

以下描述提供了本公开的实施例的具体细节，以便提供对本公开的实施例的透彻描述。但是，本领域普通技术人员将理解的是，可以在不采用许多此类具体细节的情况下实践本公开的实施例。实际上，本公开的实施例可以结合工业中采用的常规技术来实践。此外，以下提供的描述不包括形成完整结构或组件的所有元件。下面仅详细描述理解本公开的实施例所必需的那些过程动作和结构。可以使用附加的常规动作和结构。还要注意的是，本申请随附的附图仅用于说明目的，因此未按比例绘制。

如本文所使用的，术语“包括”、“包含”、“含有”、“由……表征”及其语法等同形式是包括性或开放性的术语，其不排除附加的、未叙述的元件或方法步骤，而且还包括限制性更强的术语“由……组成”和“基本上由……组成”及其语法等同形式。

如本文所使用的，关于材料、结构、特征或方法动作的术语“可以”表示预期将其用于实现本公开的实施例，并且这种术语优先于更限制性的术语“是”，以避免应当或必须排除可与其结合使用的其它兼容的材料、结构、特征和方法的任何暗示。

如本文所使用的，术语“构造”是指至少一个结构和至少一个装置中的一个或多个的尺寸、形状、材料组成和布置，以便以预定的方式促进结构和装置中的一个或多个的操作。

如本文所使用的，“一”、“一个”和“该”之后的单数形式也意图包括复数形式，除非上下文另外明确指出。

如本文所使用的，术语“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和所有组合。

如本文所使用的，在空间上相对的术语(诸如“在...下方”、“在...之下”、“下部”、“底部”、“在...上方”、“上部”、“顶部”、“前”、“后”、“左”、“右”等)可以是为了便于描述而使用的，以描述图中所示的一个元件或特征与另外的一个(或多个)元件或特征的关系。除非另有说明，否则空间相对术语旨在涵盖除图中描绘的朝向之外的材料的不同朝向。

如本文所使用的，引用给定参数、特性或条件的术语“基本上”意味着并且在一定程度上包括本领域普通技术人员将理解给定参数、特性或条件满足一定程度的变化，诸如在可接受的制造公差容限内。举例来说，取决于基本上满足的特定参数、特性或条件，该参数、特性或条件可以至少被满足90.0％、至少被满足95.0％、至少被满足99.0％，或者甚至至少被满足99.9％。

如本文所使用的，引用给定参数使用的术语“大约”包括所述值，并且具有由上下文指定的含义(例如，它包括与给定参数的测量相关联的误差程度)。

本文引用的所有参考文献都整体并入本文。如果本文的定义与引用的参考文献之间存在冲突，那么以本文的定义为准。

现在参考附图，其中相似的附图标记指代相同或对应的部分，图1是在箭头11指示的向前的行进方向上牵引第一机具20A(示为条带耕作机具)的拖拉机10的实施例的俯视图。图2是在箭头11指示的向前的行进方向上牵引第二机具20B(示为行式种植机)的拖拉机10的实施例的俯视图。出于本描述的目的，第一机具20A和第二机具20B的实施例仅通过示例的方式提供，用于标识两个不同的机具，这两个不同的机具可以被引导以在田地的后续遍中在完全相同的位置处理每一行，本文描述的装置、系统和方法特别适合此目的。但是，本文描述的装置、系统和方法可以被用于在田间操作期间引导任何机具。因此，当在整个说明书中描述装置、系统和方法时，当不指特定的条带耕作机具20A或行式种植机机具20B时，附图标记20总体上用于标识机具。

拖拉机10包括与监视器14信号通信的GNSS或GPS接收器12。监视器14可以包括中央处理单元(“CPU”)、存储器和图形用户界面(“GUI”)，该图形用户界面允许用户查看数据并将数据输入到监视器中。在2013年2月26日发布的标题为“Planter Monitor System andMethod”的美国专利8,386,137中公开了一种合适的监视器的示例。

机具20包括工具栏22，该工具栏22通过挂钩24连接到拖拉机的牵引杆16。工具栏22由轮子组件26支撑，轮子组件26适于相对于土壤表面在操作位置和行驶位置之间升高和降低工具栏22。工具栏22支撑多个行单元。对于条带耕作机具20A，行单元由附图标记28A表示。对于行式种植机机具20B，行单元由附图标记28B表示。应当认识到的是，构成行单元的部件和构造可以根据机具而变化。因此，当在整个说明书中描述装置、系统和方法时，当不引用特定的条带耕作机具20A或行式种植机机具20B时，附图标记28总体上用于标识行单元。

图3是条带耕作行单元28A的实施例的示例，诸如在2016年6月14日发布的标题为“Strip-Till Row Apparatus”的美国专利9,363,938中公开的。具有条带耕作行单元的市售机具的另一个示例是由英国伦敦的CNH Industrial NV制造的Nutri-Tiller

图4是常规的种植机行单元28B的实施例的示例。市售的种植机行单元的另一个实施例是可从Tremont,Illinois的Precision Planting LLC获得的Ready Row Unit

图5示意性地图示了拖拉机测量结果，其可以经由GUI被输入到监视器14中，以用于限定拖拉机的牵引杆16的连接点相对于拖拉机GPS接收器12的位置。举例来说，尺寸A是从GNSS/GPS接收器12到拖拉机10的中央纵向轴线18的距离。尺寸B是从GNSS/GPS接收器12到后轮轴19的中心线的距离。尺寸C是从后轮轴19的中心线到拖拉机的牵引杆16的销或连接点的中心的距离。也可以经由GUI或任何其它设备(例如，通过可移动介质、通过有线或无线网络等)输入附加的或替代的拖拉机尺寸。

图6和图7示意性地图示了机具测量结果，其可以经由GUI或用于限定某些机具部件相对于机具的挂钩连接点的位置的另一个设备输入到监视器14中。举例来说，对于条带耕作机具20A(图6)，尺寸D是从机具20A的纵向轴线21到最近的相邻行单元28A的横向距离。尺寸E是从机具20A的纵向轴线21到最外侧的行单元28A的横向距离。尺寸F是行单元28A的横向间距。尺寸G是从机具挂钩24的销的中心到行单元28A的耕作工具之一(例如，第一犁刀32)的纵向距离。尺寸H可以是从机具挂钩24的销的中心到行单元28A的另一个耕作工具32、36、38的纵向距离。尺寸I是从机具挂钩24的销的中心到轮子组件26的轮轴的中心线的纵向距离。尺寸J是从机具20A的纵向轴线21到轮子组件26的中心线的横向距离。也可以经由GUI或另一个设备输入附加或替代的机具尺寸。参考图7，例如，对于种植机具20B，尺寸K是从机具20B的纵向轴线21到最近的相邻行单元28B的横向距离。尺寸L是从机具20B的纵向轴线21到最外侧的行单元28B的横向距离。尺寸M是行单元28B的横向间隔。尺寸N是从机具挂钩24的销的中心到向前交错的行单元28B之一的种子管出口的纵向距离。尺寸O可以是从机具挂钩24的销的中心到向后交错的行单元28B的种子管出口的纵向距离。尺寸P是从机具挂钩24的销的中心到轮子组件26的轮轴的中心线的纵向距离。尺寸Q和R是从机具20B的纵向轴线21到轮子组件26的中心线的横向距离。也可以经由GUI或另一个设备输入附加或替代的机具尺寸。

图8描绘了安装在拖拉机10上的3轴磁力计或3轴陀螺仪100。另一个3轴磁力计或3轴陀螺仪110安装在机具20上。合适的3轴磁力计或3轴陀螺仪包括可从亚利桑那州菲尼克斯的Honeywell Aerospace公司获得的HMC2003或HMR2300磁力计、可从瑞士日内瓦的STMicroelectronics获得的LIS3MDL磁力计、可从日本东京的TDK获得的IAM-20380陀螺仪，或可从荷兰埃因霍温的NXP Semiconductors NV获得的FXAS21002C陀螺仪。此类磁力计或陀螺仪传感器100、110在所有三个维度上测量地球的磁通量或磁场，使得可以以非常高的准确度测量从磁力计或陀螺仪100、110的中心到地球的极的向量。

应当认识到的是，拖拉机牵引杆16和机具挂钩24的耦接提供了拖拉机10和机具20在所有平移轴(x，y，z)上的刚性耦接，但允许在最多三个自由度(偏航、俯仰和侧倾)上的移动。还应当认识到的是，通过相对于GNSS/GPS接收器限定拖拉机挂钩连接点16，并且通过相对于机具挂钩连接点24限定机具部件位置，从而相对于拖拉机的GNSS/GPS接收器以及来自磁力计或陀螺仪传感器100、110的偏航、俯仰和侧倾来限定机具部件位置，使得可以确定机具部件的绝对坐标。

拖拉机10上的3轴磁力计/陀螺仪传感器100测量拖拉机相对于地球的欧拉角(偏航、俯仰和侧倾)，而拖拉机的GNSS/GPS接收器12检测到其在地球上的全局坐标。同时，机具20上的磁力计/陀螺仪传感器110测量机具相对于地球的欧拉角(偏航、俯仰和侧倾)。如本文所使用的，偏航是指绕传感器的Z轴(即，传感器的进入和离开页面的垂直轴，如图8中所看到的)的旋转。俯仰是指绕传感器的Y轴(即，垂直于行进方向的轴)的旋转。侧倾是指绕传感器的X轴(即，平行于行进方向的轴)的旋转。因此，通过由传感器100、110测量拖拉机10的欧拉角和机具20的欧拉角，并且与GNSS/GPS接收器12的检测到的坐标以及拖拉机和机具的测得的输入相结合，拖拉机牵引杆16的绝对位置和机具的各个部件的绝对位置可以通过几何平移计算来确定。一旦确定了机具部件的绝对位置，拖拉机的自动转向计算机系统就可以根据需要执行使拖拉机10和机具20转向所必需的计算，以确保机具20沿着预期或期望的路径被引导穿过田地，尽管在后续穿过该田地时使用的第一机具20A和第二机具20B的几何形状可能存在任何差异，并且考虑了在机具20被引导穿过田地时影响其偏航、俯仰或侧倾的任何外力(拖力、漂移等)。

图9图示了用于测量拖拉机10和机具20的位置的另一个实施例。在这个实施例中，一个或多个超宽带(UWB)射频(RF)收发器120被部署在拖拉机10上，并且一个或多个UWB RF收发器130、132被部署在机具20上。RF信号由收发器120、130、132传输和接收。利用飞行时间(TOF)测量来确定拖拉机10上的收发器120和机具20上的收发器130、132之间的距离。应当认识到的是，如果利用更多的收发器，那么可以解决更多的自由度。例如，利用两个收发器，可以确定距离。利用三个收发器，可以确定平面上的距离和位置。利用四个收发器，可以确定三维空间内的位置。

如图9中所示，当机具20相对于拖拉机10直线行驶时(即，在与拖拉机10相同的方向上行驶)，拖拉机收发器120与机具收发器130、132之间的TOF将大致相同，如黑色箭头125所指示的。当机具20由于拖曳或漂移而相对于拖拉机10移动时，如虚线绘出的机具20所指示的，如图9中所看到的，如虚线箭头135所指示的拖拉机收发器120与机具的右侧收发器130之间的TOF将具有比如虚线箭头137所指示的拖拉机接收器120与机具的左侧收发器132之间的TOF更长的TOF。TOF测量结果与GNSS/GPS接收器12和拖拉机10以及机具20的测量输入(如上面所讨论的)的坐标相结合，可以被用于基于几何平移计算来确定拖拉机牵引杆16的绝对位置以及机具的各种部件的绝对位置。一旦确定了机具部件的绝对位置，拖拉机的自动转向计算机系统就可以根据需要执行使拖拉机和机具转向所必需的计算，以确保机具沿着预期或期望的路径被引导穿过田地，尽管在后续穿过该田地时使用的第一机具20A和第二机具20B的几何形状可能存在任何差异，并且考虑了影响被引导穿过田地的机具20的偏航、俯仰或侧倾的任何外力(拖力、漂移等)。

图10图示了用于测量拖拉机10和机具20的位置的另一个实施例。在这个实施例中，一个或多个位置传感器140部署在拖拉机的牵引杆16和机具的挂钩24上，以测量机具20相对于拖拉机10的偏航、俯仰和侧倾。位置传感器140可以是接触式旋转编码器，其被配置为测量三个X、Y和Z轴中的每一个的相对移动，诸如可从Gurnee,Illinois的Dynapar获得的AI25 CAN Open Encoder。可替代地，可以提供非接触式感应传感器以测量特殊形状的致动器的位置，诸如可从Dallas,Texas的Texas Instruments(TI)获得的LDC1000电感数字转换器。其它非接触式编码器或接触式旋转编码器可从Dynapar,Omron公司(Kyoto，日本)或Renishaw PLC(Wotton-under-Edge,Gloucestershire，英国)获得。

通过由位置传感器140确定机具20相对于拖拉机10的偏航、俯仰和侧倾，与GNSS/GPS接收器12的检测到的坐标以及拖拉机10和机具20的测得的输入相结合，可以通过几何平移计算来确定拖拉机牵引点16的绝对位置和机具的各种部件的绝对位置。一旦确定了机具部件的绝对位置，拖拉机的自动转向计算机系统就可以根据需要执行使拖拉机和机具转向所必需的计算，以确保机具20沿着预期或期望的路径被引导穿过田地，尽管在后续穿过该田地时使用的第一机具20A和第二机具20B的几何形状可能存在任何差异，并且考虑了在机具20被引导穿过田地时影响其偏航、俯仰或侧倾的任何外力(拖力、漂移等)。

图11A和11B图示了利用相机150和目标160确定拖拉机10与机具20的相对位置来测量拖拉机10和机具20的位置的又一个实施例。在图11A中，相机150部署在拖拉机10上，并且目标160部署在机具20上。在图11B中，相机150部署在机具20上，并且目标160部署在拖拉机10上。相机150测量其相对于目标160的位置，并将其位置传输到监视器14。合适的相机150和目标160可从Barrington,New Jersey的Edmund Optics和Exton,Pennsylvania的Allied Vision获得。

通过经由相机150和目标160确定机具20相对于拖拉机10的相对位置，与GNSS/GPS接收器12的检测到的坐标以及拖拉机和机具的测得的输入相结合，可以通过几何平移计算来确定拖拉机挂钩点16的绝对位置和机具的各种部件的绝对位置。一旦确定了机具部件的绝对位置，拖拉机的自动转向计算机系统就可以根据需要执行使拖拉机和机具转向所必需的计算，以确保机具沿着预期或期望的路径被引导穿过田地，尽管在后续穿过该田地时使用的第一机具20A和第二机具20B的几何形状可能存在任何差异，并且考虑了在机具被引导穿过田地时影响其偏航、俯仰或侧倾的任何外力(拖力、漂移等)。

可以以任何组合使用不同类型的传感器。在一些实施例中，可以使用不同的传感器来提供冗余信息。在其它实施例中，来自不同传感器的信息可以一起使用以在田地内定位机具20。

如果机具20的位置/朝向不在期望的位置，那么可以调整该位置/朝向。可以在2018年11月29日发布的标题为“Method to Prevent Drift of an AgriculturalImplement”的国际专利公开WO 2018/218255A1中或者在国际专利公开WO2016/099386A1中找到调整机具20的位置/朝向的示例。

以下描述本公开的其它非限制性示例实施例。

实施例1：一种在田地中工作的方法，包括：在由拖拉机携带的全球定位系统(GPS)接收器处从卫星接收多个信号；基于来自卫星的信号确定GPS接收器在田地内的位置；确定由拖拉机拖曳的机具相对于拖拉机的朝向。机具包括工具栏和挂钩，并且挂钩耦接到拖拉机的牵引杆。该方法还包括至少部分地基于GPS接收器的位置和机具的朝向来除了确定挂钩的位置之外还确定机具上的至少一个点在田地内的位置；以及使拖拉机转向以在田地内沿着由另一个机具先前遍历的所选择的路径指引机具。

实施例2：如实施例1所述的方法，还包括至少部分地基于GPS接收器的位置来确定挂钩相对于牵引杆枢转的点在田地内的位置。

实施例3：如实施例1或实施例2所述的方法，其中确定由拖拉机拖曳的机具相对于拖拉机的朝向包括测量拖拉机和机具中的每一个相对于地球的欧拉角。

实施例4：如实施例3所述的方法，其中测量拖拉机和机具中的每一个相对于地球的欧拉角包括测量拖拉机和机具中的每一个的偏航、俯仰和侧倾。

实施例5：如实施例1至实施例4中的任一项所述的方法，其中确定由拖拉机拖曳的机具相对于拖拉机的朝向包括测量从拖拉机上的点到机具上的点的距离。

实施例6：如实施例5所述的方法，其中测量从拖拉机上的点到机具上的点的距离包括测量从拖拉机上的点到机具上的多个点的多个距离。

实施例7：如实施例1至实施例6中的任一项所述的方法，其中确定由拖拉机拖曳的机具相对于拖拉机的朝向包括测量挂钩相对于牵引杆的相对移动。

实施例8：如实施例7所述的方法，其中测量挂钩相对于牵引杆的相对移动包括测量绕三个垂直轴的旋转移动。

实施例9：如实施例1至实施例8中的任一项所述的方法，其中确定由拖拉机拖曳的机具相对于拖拉机的朝向包括捕获多个目标的图像。

实施例10：如实施例9所述的方法，其中捕获多个目标的图像包括利用相对于拖拉机安装在固定点处的相机来捕获机具上的多个目标的图像。

实施例11：如实施例9所述的方法，其中捕获多个目标的图像包括利用相对于机具安装在固定点处的相机来捕获拖拉机上的多个目标的图像。

实施例12：如实施例1至实施例11中的任一项所述的方法，其中机具的尺寸与另一个机具的尺寸不同，该尺寸选自从挂钩到由机具携带的行单元的纵向距离、从挂钩到由机具携带的行单元的横向距离、从挂钩到机具的轮轴的中心线的纵向距离、从挂钩到机具的轮子组件的中心线的横向距离，以及机具的相邻行单元之间的横向间距。

实施例13：一种非暂态计算机可读存储介质，包括指令，该指令在由计算机执行时使计算机在由拖拉机携带的全球定位系统(GPS)接收器处从卫星接收多个信号；基于来自卫星的信号确定GPS接收器在田地内的位置；确定由拖拉机拖曳的机具相对于拖拉机的朝向。机具包括工具栏和挂钩，并且挂钩被构造为耦接到拖拉机的牵引杆。指令还使计算机至少部分地基于GPS接收器的位置和机具的朝向来除了确定挂钩的位置之外还确定机具上的至少一个点在田地内的位置；并且使拖拉机转向，以在田地内沿着由另一个机具先前遍历的所选择的路径指引机具。

实施例14：一种用于确定机具的位置的系统，该系统包括：具有牵引杆的拖拉机；包括工具栏和挂钩的机具，挂钩耦接到牵引杆，使得机具被构造为当机具被拖拉机拉动时绕挂钩与牵引杆之间的连接旋转；由拖拉机或机具携带的GPS接收器；被配置为检测机具相对于拖拉机的位置的至少一个相机；以及与GPS接收器和至少一个相机信号连接的监视器。监视器被配置为确定机具上的至少一个点在田地内的位置。

实施例15：如实施例14所述的系统，还包括对所述至少一个相机可见的至少一个目标。

实施例16：如实施例14或实施例15所述的系统，其中相机相对于拖拉机是固定的。

实施例17：如实施例14或15所述的系统，其中相机相对于机具是固定的。

实施例18：如实施例14至实施例17中的任一项所述的系统，其中该系统仅包括一个GPS接收器。

实施例19：一种用于确定机具的位置的系统，包括：具有牵引杆的拖拉机；包括工具栏和挂钩的机具，挂钩耦接到牵引杆，使得机具被构造为当机具被拖拉机拉动时绕挂钩与牵引杆之间的连接旋转；由拖拉机或机具携带的GPS接收器；被配置为检测机具相对于拖拉机的位置的至少一个传感器；以及与GPS接收器和至少一个传感器信号连接的监视器。监测器被配置为确定机具上的至少一个点在田地内的位置。

实施例20：如实施例19所述的系统，其中所述至少一个传感器包括选自3轴磁力计和3轴陀螺仪的至少一个传感器。

实施例21：如实施例19或实施例20所述的系统，其中所述至少一个传感器包括相对于拖拉机固定的第一传感器和相对于机具固定的第二传感器。

实施例22：如实施例19至实施例21中的任一项所述的系统，其中所述至少一个传感器包括多个射频收发器，其中至少第一收发器相对于拖拉机是固定的，并且至少第二收发器相对于机具是固定的。

实施例23：如实施例19至实施例22中的任一项所述的系统，其中所述至少一个传感器包括被配置为测量挂钩相对于牵引杆的旋转的旋转编码器。

实施例24：如实施例19至实施例23中的任一项所述的系统，其中所述至少一个传感器包括至少一个相机。

虽然本文已经关于某些示出的实施例描述了本发明，但是本领域普通技术人员将认识到并理解，本发明不限于此。更确切地说，可以在不脱离如后所述的本发明的范围(包括其合法等同物)的范围的情况下对所示实施例进行许多添加、删除和修改。此外，来自一个实施例的特征可以与另一个实施例的特征组合，同时仍然包括在发明人所预期的本发明的范围内。另外，本公开的实施例具有用于不同的各种机具类型和配置的用途。