[发明专利]基于侧面两圈标准差多项式模型的粮仓检测方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于侧面两圈标准差多项式模型的粮仓检测方法及系统，本发明针对装粮高度大于10米且小于20米的筒仓储粮数量检测的具体要求，根据粮仓压强分布特点，提出了一种基于侧面两圈压力传感器的粮仓储粮数量检测模型。本发明的核心技术包括侧面两圈压力传感器布置模型、基于侧面两圈压力传感器的储粮数量检测模型两个部分。所提出的模型及检测方法具有检测精度高的特点，可满足装粮高度大于10米且小于20米的筒仓储粮数量远程在线检测的需要。

技术领域

本发明涉及一种基于侧面两圈标准差多项式模型的粮仓检测方法及系统，属于传感器与检测技术领域。

背景技术

粮食安全包括数量安全和原粮安全。粮食数量在线检测技术与系统研究应用是国家粮食数量安全的重要保障技求，开展这方面的研究与应用事关国家粮食安全，具有重要的意义，并将产生巨大的社会经济效益。

由于粮食在国家安全中的重要地位，要求粮食数量在线检测准确、快速和可靠。同时由于粮食数量巨大，价格低，要求粮食数量在线检测设备成本低、简单方便。因此检测的高精度与检测系统的低成本是粮食数量在线检测系统开发必需解决的关键课题。

授权公告号为CN105403294B的中国发明专利文件公开了一种基于多项式展开的粮仓储粮重量检测方法及其装置。该发明专利涉及基于多项式展开的粮仓储粮重量检测方法及其装置。依据粮仓储粮重量的理论检测模型，建立基于多项式展开的粮仓储粮重量检测模型，利用基于回归和多项式最大阶数选择样本集的多项式最大阶数优化方法对模型参数进行优化。

该方案提高了储粮重量(即储量数量)的检测精确度，还具有较强适应性和鲁棒性。然而，由于粮食的存储性质和传感器精度的限制，储粮数量的检测精度还有待进一步提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于侧面两圈标准差多项式模型的粮仓检测方法及系统，以解决如何在现有技术基础上进一步提高检测精确度的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括：

本发明的一种基于侧面两圈压力传感器的粮仓储粮检测方法，包括如下步骤：

1)检测粮仓侧面设置的上下两圈压力传感器的输出值；

2)利用两圈压力传感器输出值均值估计粮堆底面压强均值构建与的关系；

3)利用两圈压力传感器输出值均值估计粮堆高度H，构建与H的关系；

4)利用估计项I_DDF(s)估计粮堆侧面单位面积平均摩擦力构建上圈压力传感器输出值均值下圈压力传感器输出值均值上圈压力传感器输出值标准差SD(s_Up)、下圈压力传感器输出值标准差SD(s_Down)与I_DDF(s)的关系：

其中，K_X为设定的系数；当对应粮堆的散落性小于设定标准时，对应的当对应粮堆的散落性大于等于设定标准时，对应的

5)将步骤2)、3)、4)得到的关系代入粮仓储粮数量理论检测模型得出粮仓储粮数量与SD(s_Down)关系的检测模型，进而根据步骤1)检测的两圈压力传感器的输出值得出粮仓储粮数量其中，K_c＝C_B/A_B、A_B为粮堆底面面积、C_B为粮堆底面周长。

进一步的，步骤1)中，还对压力传感器的输出值进行筛选，筛选方法为仅保留与该圈压力传感器输出值的平均值的差在设定范围内的输出值；所述压力传感器输出值的平均值为传感器输出值的中值及其相邻设定数量的输出值的平均值。