[發(fā)明專利]一種聯(lián)合收獲機(jī)喂入量在線預(yù)測裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011008723.8
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112237089A
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳進(jìn);王志文;陳海文;徐海洋
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: A01D41/127
• 分類號: A01D41/127
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供了一種聯(lián)合收獲機(jī)喂入量在線預(yù)測裝置及方法，預(yù)測裝置包括主控制器、速度采集模塊、圖像采集模塊和留茬及作物高度采集模塊，速度采集模塊將脈沖信號傳輸給主控制器，計(jì)算收獲機(jī)實(shí)時(shí)的作業(yè)速度；留茬及作物高度采集模塊包括兩個(gè)激光測距傳感器，主控制器通過激光測距傳感器發(fā)射激光的往返時(shí)間，分別計(jì)算留茬及作物高度；圖像采集模塊實(shí)時(shí)獲取前方作物的圖片，并傳輸給主控制器，得到作物的穗頭個(gè)數(shù)；粒子群算法得到的最優(yōu)個(gè)體賦值給BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的初始權(quán)值和閾值，得到喂入量預(yù)測模型；作物的穗頭個(gè)數(shù)、收獲機(jī)的實(shí)時(shí)作業(yè)速度、留茬及作物高度作為喂入量預(yù)測模型的輸入，輸出為喂入量的預(yù)測值。本發(fā)明能精確檢測聯(lián)合收獲機(jī)的喂入量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能農(nóng)機(jī)裝備領(lǐng)域，具體涉及一種聯(lián)合收獲機(jī)喂入量在線預(yù)測裝置及方法。

背景技術(shù)

隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化的飛速發(fā)展，作為主要農(nóng)業(yè)機(jī)械的聯(lián)合收獲機(jī)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用也逐漸廣泛，因此極大促進(jìn)了我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。然而在廣泛應(yīng)用的同時(shí)很多的問題開始顯露，例如當(dāng)聯(lián)合收獲機(jī)在田間作業(yè)時(shí)收獲環(huán)境比較復(fù)雜(作物的株高、密度不同、土地凹凸情況等)時(shí)，操作人員需要立刻調(diào)整聯(lián)合收獲機(jī)的作業(yè)速度來控制喂入量在一個(gè)穩(wěn)定的范圍之內(nèi)，以保持收獲效率，由于操作者經(jīng)驗(yàn)不足導(dǎo)致控制不當(dāng)或沒有及時(shí)做出調(diào)整，聯(lián)合收獲機(jī)可能會發(fā)生故障，從而大大降低了收獲效率；若喂入量過大，可能會導(dǎo)致脫離滾筒發(fā)生堵塞，伴隨著脫粒清選的效果變差、損失嚴(yán)重；若喂入量過小，則聯(lián)合收獲機(jī)的功率不能最大化使用，并且浪費(fèi)人工和時(shí)間，甚至?xí)e(cuò)過作物最好的收獲時(shí)間；所以聯(lián)合收獲機(jī)的喂入量檢測的智能化水平亟待提高。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在不足，本發(fā)明提供了一種聯(lián)合收獲機(jī)喂入量在線預(yù)測裝置及方法，用于精確檢測聯(lián)合收獲機(jī)的喂入量。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的的。

一種聯(lián)合收獲機(jī)喂入量在線預(yù)測裝置，包括主控制器、速度采集模塊、圖像采集模塊、留茬及作物高度采集模塊，速度采集模塊、圖像采集模塊、留茬及作物高度采集模塊與主控制器相連接；

所述速度采集模塊設(shè)置在聯(lián)合收獲機(jī)驅(qū)動輪內(nèi)側(cè)，采集的信號傳輸給主控制器，獲取聯(lián)合收獲機(jī)實(shí)時(shí)的作業(yè)速度；所述圖像采集模塊通過支架固定在收獲機(jī)頂棚上，實(shí)時(shí)獲取前方作物的圖片，并傳輸給主控制器，獲取作物的穗頭個(gè)數(shù)；所述留茬及作物高度采集模塊包括兩個(gè)激光測距傳感器，一個(gè)激光測距傳感器固定在分禾器的最前端，另一個(gè)激光測距傳感器固定在支架上，激光測距傳感器采集的信號傳輸給主控制器，分別得到留茬高度及作物高度。

上述技術(shù)方案，還包括與控制器相連接的電源穩(wěn)壓模塊、人機(jī)交互模塊和CAN通信模塊。

上述技術(shù)方案，所述速度采集模塊為霍爾傳感器，霍爾傳感器包括霍爾傳感器探頭和磁鋼，磁鋼粘貼在聯(lián)合收獲機(jī)驅(qū)動輪內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)軸上，霍爾傳感器探頭每經(jīng)過一個(gè)磁鋼，產(chǎn)生一次脈沖信號，通過信號輸出端將脈沖信號傳輸給主控制器。

上述技術(shù)方案，所述支架包括角鐵、長桿、短桿和亞克力板，角鐵固定在收獲機(jī)頂棚上，角鐵還固定長桿一端，長桿另一段與短桿一端垂直連接，短桿另一端固定亞克力板，亞克力板上固定圖像采集模塊和一個(gè)激光測距傳感器。

上述技術(shù)方案，所述長桿和短桿均設(shè)置在卡槽中，長桿、短桿和卡槽上均設(shè)有圓孔，通過圓孔的配合，長桿和短桿能夠在卡槽中伸縮。

一種聯(lián)合收獲機(jī)喂入量在線預(yù)測裝置的在線預(yù)測方法，具體為：

霍爾傳感器將脈沖信號傳輸給主控制器，主控制器計(jì)算出聯(lián)合收獲機(jī)實(shí)時(shí)的作業(yè)速度；

主控制器通過激光測距傳感器發(fā)射激光的往返時(shí)間，分別計(jì)算出留茬高度及作物高度；

圖像采集模塊實(shí)時(shí)獲取前方作物的圖片，并傳輸給主控制器，得到作物的穗頭個(gè)數(shù)；