[发明专利]一种联合收割机谷粒流量的测量系统及方法

说明书

本发明公开了一种联合收割机谷粒流量的测量方法，包括：步骤一、基于激光三角法将工业相机、激光器装配于测量机架上；步骤二、对联合收割机谷粒流量测量系统中的工业相机进行标定，选定滑槽空置时的横向激光线为基准线；步骤三、用升运器运送谷粒撞击到挡帘上掉落至滑槽上，目的是让谷粒在滑槽上稳定的运动，防止谷粒直接排放到滑槽上时会发生谷粒弹跳，以及谷粒体积不实影响测量结果；步骤四、激光照射位置体积求取路线。本方案采用的是结构光法对物体可以进行非接触测量，对被测材料的要求条件少，且配合各种新型元器件的应用，使得这种非接触测量方式很好应用在农业测产上，实现了联合收割机传输谷物流量测量实时、连续、精准的需求。

技术领域

本发明涉及一种联合收割机谷粒流量的测量系统及方法，属于测量系统和测量方法技术领域。

背景技术

联合收割机收割谷物时，实时产量是精细农业中需要获取的最重要信息之一，它可以直接反应土壤、农药、虫害等对产量的影响。由此生产者可以根据这些信息，对农田进行科学调控，从而达到节约成本、提高产量、减少污染的目的。获取谷物区域产量信息，建立产量空间分布图是实施精细农业的起点，因此产量的实时精确的测量便成为了关键。现阶段测产方法多种多样，主要分如下几类：称重法、冲量法、γ射线法、体积法；国外许多公司及科研机构已经推出了很多实验与应用装置，他们的研究主要集中于谷物流量传感器技术，及产量图误差分析的研究。其中代表性的有：Arslan等以John Deere 4420联合收割机为主体，设计了一种联合收割机测产系统试验装置，主要包括：喂入绞龙、升运器、入粮箱等。Schrock等对冲量式传感器进行的试验，证明流量与冲击力之间成较强的非线性关系。由英国诺福克郡克莱顿先生设计的基于容积式的计量装置克拉斯产量仪。

国内起步较晚，多以流量传感器为核心，目前主要是一些大学和科研院所在引进国外技术的基础上进行研制，其中代表的有：周俊等设计额的一种平行梁结构冲量式谷物流量传感器，并对传感器进行了阻尼设计，其方法是采用高分子阻尼材料裹住悬臂梁进行减震。江苏大学的马朝兴提出采用激光传感器进行厚度测量，再根据谷物容重和传输速度来测量流量，但易受水稻厚度影响。张小超等人设计了称重式传感器，取得了较好的效果，但对收割机改动过大，且极易受收割机振动影响。现有的这些测产方法，称重，体积，冲量这三种方法易受外界环境因素影响，且对收割机等设备改动过大，无法十分有效的反应实时的谷物产量信息；而γ射线法精度虽然高，但具有放射性，对谷物本身有一定影响。因此各相关科研机构，一方面对原有算法与结构进行改进提高精度，另一方面也在寻求新的方法来测量实时产量。随着科技的发展计算机技术和数字图像处理技术的提髙，物体三维表面轮廓检测和重建技术成为研究的热门方向，且被广泛应用于在线实时检测、逆向工程、质量控制、物流分拣、医疗诊断、计算机视觉等领域。由于结构光法对物体可以进行非接触测量，对被测材料的要求条件少，并且随着各类新型元器件的使用，如半导体激光发生器(Laserdiode)、电荷耦合器件(Charge-coupled Device)、CMOS图像传感器、位置敏感器件(Position Sensitive Detector)的应用，使得这种非接触测量方式在农业测产上成为可能。为了满足我国联合收割机传输谷物流量测量实时、连续、精准的需求，需要研究一种基于结构光视觉的联合收割机谷粒流量的测量系统及方法。

发明内容

本发明专利的目的在于提供一种利用结构光视觉，对谷粒流体积测量的方法，该方法开辟了一条新的测产技术路线，为测产提供了一条新思路。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：

一种联合收割机谷粒流量的测量系统，包括：测量机架、微机系统、电源、升运器、挡帘、激光器、工业相机、绞龙及滑槽，所述微机系统、激光器、工业相机均是由电源供电，所述工业相机与所述微机系统呈电连接，所述绞龙运输谷物，所述滑槽提供谷粒流量测量的谷粒流动测量通道；