[發明專利]一種應用于谷物聯合收獲機的測產系統及其測產方法

有效

• 申請號: 201710970009.9
• 申請日: 2017-10-17
• 公開（公告）號: CN107637262B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 嚴正紅;周俊;熊迎軍;韋瑋
• 申請（專利權）人: 南京農業大學
• 主分類號: A01D41/127
• 分類號: A01D41/127
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 吳靜安;吳揚帆

本發明公開一種谷物聯合收獲機的測產方法，包括如下步驟：步驟a）通過谷物流沖擊雙平行梁沖量式流量傳感器獲取電信號，并轉化為數字信號；步驟b）通過測產工控機對所述數字信號解析和FIR低通濾波，再對濾波后的信號進行動態校正，最后通過自適應噪聲對消算法，完成測產數字信號的處理；步驟c）對t秒內獲取的數字信號進行求和，得到數字值G；步驟d）采用差分GNSS定位系統實時獲取收獲機的位置坐標；步驟e）根據t秒內收獲機位置的變化，可以得到收獲機t秒內作業面積，再根據測產公式求得t秒內的實時畝產量。有益效果：該測產方法對測產信號的處理基于動態參數校正與自適應噪聲對消算法的聯合應用，有效地消除了收獲機械在工作狀態時噪聲振動對測產信號的影響。

技術領域

本發明涉及農業機械智能化領域，具體涉及一種應用于谷物聯合收獲機的測產系統及其測產方法。

背景技術

精確農業的主要內容就是利用現代化技術結合農業生產管理，以達到節約成本、增加作物產量、提高農業資源利用率等目的。就產量分布而言，開發產量監測系統，獲得農作物的產量分布情況，對變量播種、施肥、施藥和田間管理等作業進行指導，并能夠對農業生產的精量投入進行控制。通過對農業收獲機械的坐標信息、單位作業面積、谷物產量、機械收割幅寬等信息的獲取，從而進行產量分布圖的繪制。在農作物的測產系統中，一般采用的傳感器有沖量式、輻射式、容積式等流量傳感器，而沖量式應用最為廣泛。然而，在測產信號獲取時，會受到機械噪聲振動、農田坡度等因素的干擾。在諸多干擾中，影響因素最明顯的是收獲機械的噪聲振動干擾。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術的不足，提供了一種應用于谷物聯合收獲機的測產系統及其測產方法，具體由以下技術方案實現：

所述應用于谷物聯合收獲機的測產系統，具體包括：

沖擊平行梁傳感器，安裝在谷物聯合收獲機的出糧口，產生第一電壓信號；

參考平行梁傳感器，平行地安裝于沖擊平行梁傳感器相對于出糧口的遠端一側，產生第二電壓信號；

所述兩個傳感器電壓信號經過數字化處理后形成測產信號；

差分GNSS定位系統，輸出谷物聯合收獲機位置坐標；

測產工控機，通過串口通信采集所述測產信號和所述位置坐標，并對所述測產信號和位置坐標進行解析、處理，并輸出畝產量數據。

所述處理包括：

步驟1)構建所述平行梁傳感器輸出數字信號的FIR濾波器；

步驟2)構建所述平行梁傳感器的動態校正器，并獲取動態校正器的系數；

步驟3)通過所述動態校正器對所述第一電壓信號、第二電壓信號進行自適應噪聲對消處理。

所述應用于谷物聯合收獲機的測產系統的進一步設計在于，所述步驟2)中設定動態校正器為H′(s)，沖擊梁和參考梁信號分別經過動態特性校正過后，經過自適應噪聲對消濾波器后輸出。

步驟2)中具體包括如下步驟：

步驟2-1)將平行梁傳感器等效為衰減振蕩的二階系統，設定對應傳遞函數如式(1)：

式(1)中，H(s)為平行梁傳感器系統模型；ω為平行梁傳感器系統的固有頻率；ζ為平行梁傳感器系統的阻尼比；

步驟2-2)根據平行梁傳感器的階躍響應曲線，得到該系統的固有頻率與平行梁傳感器系統的阻尼比，獲得平行梁傳感器的動態特性參數，用合適的極點代替原系統的極點，保證原系統的零點不變，形成對應的動態校正器，動態校正器傳遞函數為H′(s)，如式(2)：

其中，ζ′表示校正后傳感器系統阻尼。