[发明专利]一种青贮收获机喂入量控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种青贮收获机喂入量控制系统及方法，包括喂入量检测单元、植株密度检测单元、车辆状态检测单元、显示器以及控制器；所述喂入量检测单元、植株密度检测单元、车辆状态检测单元和显示器均与控制器信号连接。喂入量检测单元包括扭矩传感器和编码器，植株密度检测单元包括视觉传感器和图像处理模块，车辆状态检测单元包括陀螺仪和加速度计。控制方法包括以下步骤：喂入量检测、种植密度测量、割幅宽度测量和车辆状态检测。本发明以切碎辊的转速和扭矩，种植密度和割幅宽度，以及车速为输入信号，为准确控制喂入量提供依据，降低机手的操作难度，有效提高收割效率。

技术领域

本发明属于青贮收获机技术领域，具体涉及一种青贮收获机喂入量控制系统及方法。

背景技术

喂入量是评估青贮收获机作业效率的关键参数，由于不同区域青饲料的长势以及种植密度不同。在收割过程中，机手要根据自身经验调整收获机的转速和行进速度。如果行进速度太慢、转速太高，会造成喂入量不足，无法达到额定作业效率，导致收割效率低下。如果行进速度太快、转速太高，容易使青贮收获机堵塞，造成喂入切碎装置，导致机器受损。

发明内容

本发明提供了一种青贮收获机喂入量控制系统及方法，目的在于解决现有青贮收获机喂入量难以控制的问题。

为此，本发明采用如下技术方案：

一种青贮收获机喂入量控制系统，包括喂入量检测单元、植株密度检测单元、车辆状态检测单元以及控制器；所述喂入量检测单元、植株密度检测单元和车辆状态检测单元均与控制器信号连接；

所述喂入量检测单元包括安装在喂入装置切碎辊上的扭矩传感器和编码器，所述扭矩传感器用于测量所述切碎辊的扭矩，所述编码器用于测量所述切碎辊的转速；

所述植株密度检测单元包括安装在收获机驾驶室上的视觉传感器和图像处理模块，所述图像处理模块用于处理视觉传感器拍摄的植株照片，检测植株的种植密度；

所述车辆状态检测单元包括安装在青贮收获机上的陀螺仪和加速度计，所述陀螺仪和加速度计用于测量收获机的车速和角速度。

进一步地，还包括设于收获机驾驶室内显示器，所述显示器与控制器信号连接，显示器可显示喂入量检测单元、密度检测单元和车辆状态检测单元反馈的信号。

进一步地，所述视觉传感器设于驾驶室的顶部，且位于收获机的中间位置。

一种青贮收获机喂入量控制方法，包括以下步骤：

（1）喂入量检测

所述扭矩传感器和编码器将检测到的扭矩和转速信号发送至控制器中，根据：

P=T×n×2π/60

其中：P为功率，单位W；T为扭矩，单位N.m；n为转速，单位rpm；

可得出收获机喂入装置的实时工作功率，实时工作功率与喂入装置额定功率的比值即为喂入量系数，喂入量系数等于1时表示满负荷；

（2）种植密度测量

a.图片拍摄：收获青贮饲料时，视觉传感器首先拍摄一张包含所收物料的图片，然后对图片进行处理，处理方法如下：

b.图片处理：首先对图片做增强处理；然后再进行滤波处理，去除图像采集时产生的噪音；最后进行边缘检测，采用canny算子，将图像中植株的边缘提取出来；此时，图片被处理成背景为黑色，植株秸秆边缘为白色的二值化图像；

c.株距测量：将b中得到的图片作为模板，与标准模板的第一排植株进行模板匹配，标记出第一排的植株，进而得到第一排植株的间距，即行距（x）；同理可得出某一列中两植株间的距离，即株距（y）；按以下方式计算：

单株所占面积: