[发明专利]一种切割器高度自动调节装置和方法及再生稻联合收获机

说明书

本发明提供一种切割器高度自动调节装置和方法及再生稻联合收获机，通过图像采集机构获取联合收获机前进方向上侧方再生稻植株的图像，并将图像传递给图像处理系统进行处理，实时获取再生稻穗层位置信息，计算出切割器工作高度并对其进行实时调节，以确保收获机只切割下再生稻穗头部分，减少进入机器的物料中茎秆及叶片的含量，进而解决宽幅收割下，大量物料进入收获机输送和脱粒清选装置所带来的功率损耗问题。

技术领域

本发明属于农机智能技术领域，涉及到一种切割器高度自动调节装置和方法及再生稻联合收获机。

背景技术

再生稻是一种两收的水稻，即在一季稻成熟之后，大约只割下稻株的上2/3的部位，保留下下1/3的植株和根系，让其再长出一季水稻。再生稻第二季稻米品质好、价格高，且培育周期短、成本低，因此经济效益极佳。联合收获机在田间作业的过程中无法避免会对稻桩造成碾压，被履带碾压过的再生稻留茬成活率大大降低，直接影响到了第二季水稻的产量。通过增加联合收获机割幅可以减少收获机在田间行走的次数，进而降低碾压产生的损失，但割幅的加宽会增加机器的喂入量，大量茎秆和叶片进入联合收获机的输送和脱粒清选装置会带来不必要的功率损失。

目前国内外对再生稻专用收获机的研究极为有限，尚不存在针对收割再生稻穗头部分的研究成果；现有技术所公开的割台高度自动调节装置多基于地面仿形机构，无法满足再生稻高位切割的要求；现有技术所公开的基于视觉方法的作物高度检测装置多用于喷灌机械，无法对穗层部分进行精确定位；现有技术所公开的作物穗层位置识别装置多基于激光雷达技术，设备成本高，处理速度较慢，难以与联合收获机的工作速度匹配。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种切割器高度自动调节装置和方法，通过图像采集机构获取联合收获机前进方向上侧方再生稻植株的图像，并将图像传递给图像处理系统进行处理，实时获取再生稻穗层位置信息，计算出切割器工作高度并对其进行实时调节，以确保收获机只切割下再生稻穗头部分，减少进入机器的物料中茎秆及叶片的含量，进而解决宽幅收割下，大量物料进入收获机输送和脱粒清选装置所带来的功率损耗问题。

为此，本发明还提出了一种包括该再切割器高度自动调节装置的生稻联合收获机。

本发明的技术方案是：一种切割器高度自动调节装置，包括图像采集机构、直线位移传感器、割台液压缸、深度传感器、控制单元和执行单元；

所述图像采集机构安装在联合收获机一侧的底盘前部，图像采集机构用于采集联合收获机前进方向侧面的再生稻植株图像，并传递给控制单元；

所述直线位移传感器与割台液压缸平行安装，直线位移传感器用于采集切割器相对履带底面高度数据，并传递给控制单元；

所述深度传感器安装在底盘下方，深度传感器用于采集联合收获机下陷深度数据，并传递给控制单元；

所述控制单元分别与图像采集机构、直线位移传感器、深度传感器相连，控制单元对再生稻植株图像和联合收获机下陷深度数据进行处理和计算，获得再生稻穗层相对于地面的高度数据以及收获机在田间下陷的深度数据，结合切割器相对履带底面高度数据计算出切割器目标工作位置和实际位置的差值E，根据差值E计算出割台液压缸的电磁阀流量信号，并向执行单元发送信号；所述执行单元与割台液压缸相连，控制单元根据电磁阀流量信号控制执行单元使得割台液压缸伸长或缩短，将切割器调节到目标工作位置。

上述方案中，所述图像采集机构为双目摄像机。

上述方案中，所述控制单元包括计算机和STM32硬件平台；

所述图像采集机构及深度传感器均与计算机连接，计算机对再生稻植株图像和联合收获机下陷深度数据进行处理和计算；

所述计算机和STM32硬件平台相连，计算机将处理好的穗层高度和下陷深度数据传递给STM32硬件平台；