基于激光脈沖測距的農(nóng)機作業(yè)深度自動測量裝置及測量方法、制造方法及圖紙

一種基于激光脈沖測距的農(nóng)機作業(yè)深度自動測量裝置及測量方法，涉及農(nóng)機作業(yè)深度自動測量技術(shù)。本發(fā)明專利技術(shù)是解決農(nóng)機作業(yè)深度測量方法中使用的測量設(shè)備結(jié)構(gòu)復雜、數(shù)據(jù)實時性差、測量誤差大的問題。本發(fā)明的專利技術(shù)是根據(jù)測距裝置與反射器的距離差來獲得工作深度值。它還提供了計算平均深度和衡量工作是否有效的方法?？捎糜谏钏伞⑸罡?、旋耕等作業(yè)。

基于激光脈沖測距的農(nóng)機作業(yè)深度自動測量裝置及方法

基于激光脈沖測距的農(nóng)機作業(yè)深度自動測量裝置及測量方法，涉及農(nóng)機深度自動測量技術(shù)。本發(fā)明旨在解決農(nóng)機深度測量方法中使用的測量設(shè)備結(jié)構(gòu)復雜、數(shù)據(jù)實時性差、測量誤差大的問題。本發(fā)明根據(jù)測距裝置與反射板的距離差，得出工作深度值。提供了計算平均深度和計算操作是否有效的方法?？捎糜谏钏?、深車、旋耕等。

下載所有詳細的技術(shù)數(shù)據(jù)

【技術(shù)實現(xiàn)步驟總結(jié)】

該專利技術(shù)涉及農(nóng)機作業(yè)深度自動測量技術(shù)。

技術(shù)介紹

我國是農(nóng)業(yè)大國，不是農(nóng)業(yè)強國。近30年來，果園的高產(chǎn)主要依賴于大量的農(nóng)藥和化肥。大部分化肥和水資源沒有得到有效利用，隨處丟棄，造成大量養(yǎng)分流失和環(huán)境污染。我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)仍以傳統(tǒng)生產(chǎn)模式為主。傳統(tǒng)耕作只能憑經(jīng)驗判斷農(nóng)機作業(yè)深度，無法實時跟蹤觀察作業(yè)情況。在不合格的作業(yè)深度進行農(nóng)機作業(yè)，不僅浪費大量的人力物力，同時也對環(huán)境保護和水土保持構(gòu)成嚴重威脅，給農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展帶來嚴峻挑戰(zhàn)。21世紀的農(nóng)業(yè)發(fā)展將告別傳統(tǒng)的粗放式發(fā)展，迎來精準農(nóng)業(yè)時代。因此，實現(xiàn)精準農(nóng)業(yè)下農(nóng)機作業(yè)深度檢測方法具有重要意義。

技術(shù)實現(xiàn)思路

該專利技術(shù)旨在解決農(nóng)機作業(yè)深度測量方法中使用的測量設(shè)備結(jié)構(gòu)復雜、數(shù)據(jù)實時性差、測量誤差大等問題，提供一種自動測量裝置及測量方法基于激光脈沖測距的農(nóng)機作業(yè)深度研究 一種基于激光脈沖測距的農(nóng)機作業(yè)深度自動測量裝置，包括激光脈沖測距傳感器1、激光反射器2、工具識別傳感器3和處理器4；激光脈沖測距傳感器 1 通過支架安裝在農(nóng)機后部，實時讀取與反射板的距離；激光反射板2水平設(shè)置在農(nóng)機挖土機5上，位于激光脈沖測距傳感器1下方。農(nóng)具識別傳感器 3 用于存儲農(nóng)機具的配置信息；機具識別傳感器3的機具識別信號輸出端與處理器4的機具識別信號輸入端連接。激光脈沖測距傳感器1的測距信號輸出端連接處理器4的測距信號輸入端?；谏鲜鲅b置的農(nóng)機作業(yè)深度自動測量方法，包括以下步驟： 步驟一、不進行操作時，通過激光脈沖測距傳感器獲取到激光反射器的初始距離L；step二、@ >作業(yè)開始后，激光脈沖測距傳感器實時獲取到激光反射鏡的工作狀態(tài)距離Li，i初始值為1；step 三、根據(jù)步驟1得到的初始距離L和步驟2得到的工作狀態(tài)距離Li，計算當前農(nóng)機作業(yè)深度di=Li-L；step 四、 記錄當前農(nóng)機作業(yè)深度di，并將i的值加1，重復步驟2～4，完成整個地塊的操作。，共得到n個采樣點，n為正整數(shù)，執(zhí)行步驟5；步驟五、 根據(jù)公式：D =Σi=1ndin]]>，

步驟3，對每個農(nóng)機作業(yè)深度di進行有效深度判斷，具體為：當農(nóng)機作業(yè)深度di大于閾值h時，認為是有效深度測量，其中閾值h被確定。由農(nóng)業(yè)機械的具體配置參數(shù)決定。記錄這段時間內(nèi)所有的有效深度次數(shù)K，通過公式得到工作深度有效率ρ：ρ=Kn]]>。若ρ>80%，則認為該時段農(nóng)機作業(yè)有效。專利技術(shù)的農(nóng)機作業(yè)深度測量方法應用激光脈沖測距傳感器，利用激光脈沖測距傳感器實時測量深度信息，并利用農(nóng)具識別傳感器實現(xiàn)農(nóng)具的自動匹配和設(shè)置。該測量設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，測量實時性高，測量誤差小。. 附圖說明圖。附圖說明圖1是專利技術(shù)中使用激光傳感器進行深度測量的原理示意圖；無花果。圖2是激光脈沖測距傳感器計算目標距離的原理示意圖；自動測深裝置結(jié)構(gòu)示意圖；具體實現(xiàn)的具體實施例一、 本具體實施例將結(jié)合圖1至圖5進行說明。1～3，一種基于激光脈沖測距的農(nóng)機作業(yè)深度自動測量裝置，其中包括一個激光脈沖測距傳感器。1、激光反射器2、刀具識別傳感器3和處理器4；激光脈沖測距傳感器1通過支架安裝在農(nóng)機后部，用于實時讀取與反光板的距離；激光反射板2水平設(shè)置在農(nóng)機挖土機5上，位于激光脈沖測距傳感器1下方；農(nóng)具識別傳感器3用于存儲農(nóng)機具的配置信息。機具識別傳感器3的機具識別信號輸出端與處理器4的機床識別信號輸入端相連接。

圖1是使用激光脈沖測距傳感器進行深度測量的原理示意圖，以農(nóng)業(yè)機械的深松作業(yè)為例。激光脈沖傳感器包括激光器、光電轉(zhuǎn)換器、延遲電路等。激光脈沖測距技術(shù)利用激光精確測量到目標的距離。激光脈沖測距傳感器在工作時從激光器向目標發(fā)射極細的激光束，光電轉(zhuǎn)換元件接收目標反射的激光束。距離。圖2是激光脈沖測距傳感器目標距離計算原理示意圖。激光測距系統(tǒng)通過測量激光器發(fā)出的激光與激光返回到光接收器之間的時間間隔來計算目標距離。測距公式為：S=C×t/ 2 其中：S為目標距離，C為光速，t為激光發(fā)射激光和激光返回光接收器的時間. 測量誤差為ΔS=C×Δt/2，由此可見ΔS的大小取決于測量誤差時間Δt。測量誤差時間由時鐘精度決定。傳感器的精度主要由時鐘的精度決定。使用皮秒時鐘可以滿足測量精度要求。在圖 3 中，使用支架將激光脈沖測距傳感器支撐在深松拖拉機底盤后面的固定高度，在深松機的光束上設(shè)置激光反射鏡，使激光脈沖測距傳感器發(fā)出的激光能夠通過反射鏡。并返回光電接收模塊。假設(shè)拖拉機不處于深松狀態(tài)時，激光脈沖測距傳感器獲得的距離信息為L，當拖拉機處于深松狀態(tài)時，深松鏟落到地面上。此時，激光傳感器獲得的距離信息為L1。當拖拉機處于深松狀態(tài)時，深松鏟落到地面上。此時自動測量設(shè)備，激光傳感器獲得的距離信息為L1。當拖拉機處于深松狀態(tài)時，深松鏟落到地面上。此時，激光傳感器獲得的距離信息為L1。

每隔一段時間（用戶根據(jù)需要的精度決定測量間隔），進行一次距離測量，記為L2，L3...Li將距離信息L和Li傳送給處理器，處理器將L和Li相減，所得值di=Li-L即為農(nóng)機深松作業(yè)深度。一段時間后（距離測量次數(shù)需要大于預設(shè)值M），使用采集到的工作深度測量數(shù)據(jù)進行如下計算：D=Σi=1ndinn>M]]>得到這一時期的平均工作深度。同時自動測量設(shè)備，該方法對每次得到的操作深度di進行有效的深度判斷。當di>h時，認為是有效深度測量（h的大小與機具配置有關(guān)，通過機具識別傳感器獲?。僮骱罂傻玫娇傆行疃葦?shù)據(jù)K，有效深度為該操作可以作為假設(shè)ρ > 80％獲得，該操作可以認為是有效的。該專利技術(shù)可應用于深松、深耕、旋耕等作業(yè)。根據(jù)距離測量設(shè)備與反光板的距離 該專利技術(shù)可應用于深松、深耕、旋耕等作業(yè)。根據(jù)距離測量設(shè)備與反光板的距離 該專利技術(shù)可應用于深松、深耕、旋耕等作業(yè)。根據(jù)距離測量設(shè)備與反光板的距離

【技術(shù)保護點】

一種基于激光脈沖測距的農(nóng)機作業(yè)深度自動測量裝置，其特征在于：包括激光脈沖測距傳感器（1)、激光反射器（2)）、機器識別傳感器（3)）和處理器（4)；激光脈沖測距傳感器（1)）通過支架安裝在農(nóng)機后部，用于實時讀取到反射器的距離；激光反射器（2)水平設(shè)置在農(nóng)業(yè)機械的深松鏟（5)）下方，位于激光脈沖測距傳感器（1)；機具識別傳感器（3) 用于存儲配置信息；機床識別傳感器的機床識別信號輸出端（3)連接處理器的機床識別信號輸入端（4)；激光脈沖測距傳感器（1) ) 距離信號輸出端連接處理器的測距信號輸入端(4).

【技術(shù)特點總結(jié)】

i 的初始值為 1；step 三、 根據(jù)步驟1得到的初始距離L和步驟2得到的工作狀態(tài)距離Li，計算當前農(nóng)機作業(yè)深度di=Li-L；步驟四、記錄當前農(nóng)機作業(yè)深度di，i的值加1；重復步驟2到4，整個繪圖完成后，一共得到n個采樣點，n為正...

【專利技術(shù)性質(zhì)】

技術(shù)研發(fā)人員：尹振東、劉慶志、吳志祿、莊樹峰、楊竹田、

申請人（專利權(quán)）持有人：哈爾濱工業(yè)大學，

類型：發(fā)明

國家、省、市：黑龍江；23

下載所有詳細的技術(shù)數(shù)據(jù) 我是該專利的所有者