[發明專利]一種收割機車速控制方法及系統

有效

• 申請號: 202010402832.1
• 申請日: 2020-05-13
• 公開（公告）號: CN111656951B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 張漫;孫意凡;張振乾;劉仁杰;李寒;楊瑋;李民贊
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: A01D41/127
• 分類號: A01D41/127;B60W40/105;G06N3/08
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 程琛

本發明實施例提供的收割機車速控制方法及系統，該包括：實時檢測目標收割機在當前時刻的工作狀態數據，包括收割機喂入量、谷物含水率、谷物流量和收割機車速；將工作狀態數據輸入至車速預測網絡模型，獲取由車速預測網絡模型輸出的下一時刻的收割機車速的預測值，車速預測網絡模型為BP神經網絡模型；在下一時刻則將收割機車速調整至收割機車速的預測值，完成目標收割機的車速控制。本發明實施例以當前時刻的工作狀態數據作為輸入量，下一時刻收割機車速作為輸出量，建立BP神經網絡模型，綜合考慮了收獲條件對收獲工作的影響，為指導駕駛員工作、降低勞動強度，提高收割機壽命有重要意義，同時為實現農業機械智能化打下基礎。

技術領域

本發明實施例涉及農業智能裝備技術領域，尤其涉及一種收割機車速控制方法及系統。

背景技術

谷物聯合收割機是農業生產中的重要裝備，能夠極大地提高糧食收獲效率，目前在我國已經大范圍使用。隨著農業機械化程度的提高，農業機械智能化也被提上日程。聯合收割機的作業速度控制是農業機械智能化的重要內容之一，在傳統收割機工作時，一般需要駕駛員自主的根據作物的密度、濕度以及收割機的喂入量狀況對收割機作業速度進行控制，勞動強度較高。

目前，國內外對聯合收割機工作時的速度控制研究的較少，還處于初步探索階段。例如，申請號201210409526.6的聯合收割機作業速度模型參考自適應控制裝置及方法專利申請，公開了一種收割機工作速度的控制方法，通過在收割機各傳動軸上安裝轉速傳感器，檢測各軸轉速，以估計收割機運行狀態，從而進行速度控制。但是該技術方案為充分考慮到收獲條件對收割機收獲工作的影響，導致調控誤差大，適用性不強。

有鑒于此，亟需提供一種有效的收割機車速控制方法，提高收割機車速調控的精度，切實的在提高聯合收割機的工作效率的基礎上，降低駕駛人員的勞動強度。

發明內容

為了解決現有技術中在收割機車速控制中存在的諸多不足，本發明提出了一種收割機車速控制方法及系統。

第一方面，本發明實施例提供一種收割機車速控制方法，主要包括：實時檢測目標收割機在當前時刻的工作狀態數據，該工作狀態數據包括收割機喂入量、谷物含水率、谷物流量和收割機車速；將工作狀態數據輸入至車速預測網絡模型，獲取由車速預測網絡模型輸出的下一時刻的收割機車速的預測值，車速預測網絡模型為BP神經網絡模型；在下一時刻則將收割機車速調整至收割機車速的預測值，完成目標收割機的車速控制。

作為可選地，上述實時檢測目標收割機在當前時刻的工作狀態數據，具體包括：利用喂入量檢測系統獲取所述收割機喂入量；利用GNSS裝置獲取收割機車速；利用設置于所述目標收割機的糧倉處的谷物濕度傳感器，獲取谷物含水率；利用設置于目標收割機的升運器出口處的谷物流量傳感器，獲取谷物流量。

作為可選地，喂入量檢測系統可以包括：割臺主動軸扭矩傳感器、割臺主動軸轉速傳感器、傾斜輸送器主動軸扭矩傳感器以及車載工控機；其中，割臺主動軸扭矩傳感器和割臺主動軸轉速傳感器分別用于獲取割臺主動軸的扭矩和轉速；傾斜輸送器主動軸扭矩傳感器用于獲取傾斜輸送器主動軸的扭矩；

上述利用喂入量檢測系統獲取所述收割機喂入量，具體包括：根據割臺主動軸的扭矩和轉速，確定割臺主動軸的消耗功率；根據割臺主動軸的轉速和傳動比，獲取傾斜輸送器主動軸的轉速；結合傾斜輸送器主動軸的扭矩，獲取傾斜輸送器主動軸的輸出功率；根據傾斜輸送器主動軸的輸出功率與割臺主動軸的消耗功率之間的差值，確定傾斜輸送器的功率；根據傾斜輸送器的功率，確定收割機喂入量。

作為可選地，上述利用GNSS裝置獲取所述收割機車速，具體包括：利用GNSS裝置獲取目標收割機在包含當前時刻和前一時刻的經緯度信息；基于高斯投影將所述經緯度信息轉換到平面直角坐標，并獲取兩個時刻的位置信息；根據位置信息確定收割機車速。

作為可選地，上述基于高斯投影將經緯度信息轉換到平面直角坐標，包括：