[发明专利]一种玉米联合收割机自动对行方法

权利要求书

1.一种玉米联合收割机自动对行方法，其中玉米联合收割机自动对行传感装置包括传感器模块(1)及安装固定单元(2)、控制器和与其分别连接的对行信号采集节点、转向控制器；对行信号采集节点连接传感器模块(1)实时采集角度信号输出给控制器；控制器根据接收的角度信号计算收割机的车轮转向角度，并通过玉米联合收割机的转向控制器控制电液比例阀控制车轮转向、自动对行；所述自动对行传感装置成对地安装在玉米收割机割台的分禾器(3)的前端下方，该成对的自动对行传感装置中的探测杆(110)在测量零点位置的间距能够让玉米植株通过；

该传感器模块(1)通过安装固定单元(2)安装在玉米联合收割机上；所述传感器模块(1)包括角度传感器(101)、上盖(103)、扭簧(104)、支撑底座(107)、转轴(108)、固定板(109)及探测杆(110)，其中上盖(103)及支撑底座(107)分别安装于固定板(109)上，所述转轴(108)转动安装在固定板(109)和/或支撑底座(107)上，所述探测杆(110)的一端与转轴(108)的一端相连，该探测杆(110)的另一端为自由端，所述角度传感器(101)安装在上盖(103)上，该角度传感器(101)的轴与所述转轴(108)的另一端连接；所述上盖(103)内设有套在转轴(108)上的扭簧(104)，该扭簧(104)的两端分别与转轴(108)和上盖(103)相连；玉米植株触碰偏离作物行的玉米收割机上所述探测杆(110)的自由端，通过该探测杆(110)带动转轴(108)转动，所述转轴(108)将转动角度传递给角度传感器(101)；

所述支撑底座(107)上安装有作为探测杆(110)回位时限位探测杆(110)回位至测量零点的限位挡板(111)；所述支撑底座(107)上设有凹槽，所述限位挡板(111)位于该凹槽开口端、并与探测杆(110)转动方向相反的一侧；

所述角度传感器(101)通过螺柱(102)固定在上盖(103)上，该角度传感器(101)的轴与所述转轴(108)的另一端过盈配合；

所述安装固定单元(2)为一对的固定架(201)，该一对的固定架(201)的一端分别与所述固定板(109)的两端相连，所述一对的固定架(201)的另一端分别向一侧弯折，并固接于所述分禾器(3)前端的下方；

所述上盖(103)内容置有固定块(105)，该固定块(105)与所述转轴(108)连动，所述扭簧(104)位于固定块(105)的上方，该扭簧(104)的一端连接于固定块(105)，另一端与所述上盖(103)相连；

所述上盖(103)与支撑底座(107)分别安装于固定板(109)的上下表面，所述转轴(108)通过轴承(106)分别与固定板(109)及支撑底座(107)转动连接；

其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：玉米收割机沿玉米作物行进行自动收割过程中，玉米收割机偏离作物行时，玉米植株触碰自动对行传感装置的探测杆(110)，推动探测杆(110)转动的角度传递给角度传感器(101)，角度传感器(101)测量角度信号；

步骤2：对行信号采集节点分别采集两侧的角度信号s₁(n)、s₂(n)进行差值运算，得出n时刻对行偏差量s(n)，再与上一时刻的对行偏差量做差值得到对行偏差量变化率Δs(n)，通过玉米收割机的CAN总线发送到控制器上：

s(n)＝s₁(n)-s₂(n)；

Δs(n)＝s(n)-s(n-1)；

步骤3：控制器将对行偏差量s(n)及对行偏差量变化率Δs(n)作为输入信号，计算输出信号收割机的车轮转向角度δ(n)；

步骤4：控制器通过玉米联合收割机的转向控制器控制电液比例阀控制车轮转向、自动对行；

所述δ(n)的计算具体包括：

S3.1：采用模糊子集{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB}，将模糊推理器的两个输入信号对行偏差量s(n)及对行偏差量变化率Δs(n)分别乘以量化因子0.3和2再映射到区间[-6,6]，并采用三角隶属度函数确定变量的隶属度，得到：s(n)的隶属度μ(s(n))、Δs(n)的隶属度μ(Δs(n))；

S3.2：根据模糊规则库中的规则得到输出变量δ_i(n)；

通过Mamdani中的max-min合成法进行模糊推理μ_i(δ_i(n))＝min(μ(s(n)),μ(Δs(n)))，计算输出信号δ_i(n)的隶属度μ_i(δ_i(n))；

S3.3：使用重心法进行解模糊，计算δ(n)；

其中，模糊规则库中有N条模糊规则，i为N的索引。

2.根据权利要求1所述的一种玉米联合收割机自动对行方法，其特征在于，将s(n)分别代入下列模糊子集的隶属度函数中的x，得到s(n)的隶属度μ(s(n))；将Δs(n)分别代入下列模糊子集的隶属度函数中的x，得到Δs(n)的隶属度μ(Δs(n))；

模糊子集{NB}的隶属度函数为：

模糊子集{NM}的隶属度函数为：

模糊子集{NS}的隶属度函数为：

模糊子集{ZO}的隶属度函数为：

模糊子集{PS}的隶属度函数为：

模糊子集{PM}的隶属度函数为：

模糊子集{PB}隶属度函数为：