基于結(jié)構(gòu)自適應(yīng)檢測(cè)模型的糧倉儲(chǔ)糧數(shù)量檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及基于結(jié)構(gòu)自適應(yīng)檢測(cè)模型的糧倉儲(chǔ)糧數(shù)量檢測(cè)方法，在糧倉底面上布置兩圈壓力傳感器，檢測(cè)各傳感器的輸出值，依據(jù)檢測(cè)模型計(jì)算糧倉儲(chǔ)糧重量估計(jì)本發(fā)明所提出方法具有檢測(cè)精度高，適應(yīng)多種糧倉結(jié)構(gòu)類型的儲(chǔ)糧數(shù)量檢測(cè)的特點(diǎn)。
【專利說明】基于結(jié)構(gòu)自適應(yīng)檢測(cè)模型的糧倉儲(chǔ)糧數(shù)量檢測(cè)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種糧倉儲(chǔ)糧數(shù)量檢測(cè)方法，特別涉及一種采用結(jié)構(gòu)自適應(yīng)檢測(cè)模型 的糧倉儲(chǔ)糧數(shù)量的方法。屬于傳感器網(wǎng)絡(luò)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 糧食安全包括數(shù)量安全和質(zhì)量安全。糧食數(shù)量在線檢測(cè)技術(shù)與系統(tǒng)研究應(yīng)用是國(guó) 家糧食數(shù)量安全的重要保障技術(shù)，開展這方面的研究與應(yīng)用事關(guān)國(guó)家糧食安全，具有重要 的意義，并將產(chǎn)生巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
[0003] 由于糧食在國(guó)家安全中的重要地位，要求糧堆數(shù)量在線檢測(cè)準(zhǔn)確、快速和可靠。同 時(shí)由于糧食數(shù)量巨大，價(jià)格底，要求糧堆數(shù)量在線檢測(cè)設(shè)備成本低、簡(jiǎn)單方便。因此檢測(cè)的 高精度與檢測(cè)系統(tǒng)的低成本是糧倉數(shù)量在線檢測(cè)系統(tǒng)開發(fā)必需解決的關(guān)鍵問題。
[0004] 與本發(fā)明相關(guān)專利包括：
[0005] (1)專利"基于壓力傳感器的糧庫儲(chǔ)糧數(shù)量檢測(cè)方法"（專利授權(quán)號(hào)：ZL201010240 167. 7)，該發(fā)明專利的核心技術(shù)包括基于糧倉底面、側(cè)面壓力傳感器輸出均值的糧倉儲(chǔ)糧 數(shù)量的計(jì)算模型與具體系統(tǒng)標(biāo)定方法。其顯著特點(diǎn)是使用側(cè)面壓力傳感器，需要壓力傳感 器多，檢測(cè)系統(tǒng)成本較高。
[0006] (2)專利"平房倉淺圓倉儲(chǔ)糧數(shù)量檢測(cè)方法"（專利授權(quán)號(hào)：ZL201210148522)，該 發(fā)明專利的核心技術(shù)包括提出了基于底面壓力傳感器輸出均值平方的側(cè)面摩擦力影響的 補(bǔ)償、基于底面壓力傳感器輸出均值的糧堆重量預(yù)測(cè)模型、基于糧食重量誤差比的預(yù)測(cè)模 型建模、快速系統(tǒng)標(biāo)定等新方法。該方法特點(diǎn)是模型簡(jiǎn)單，僅利用底面壓力傳感器輸出均值 進(jìn)行糧食重量檢測(cè)。由于該模型沒有充分考慮側(cè)面壓強(qiáng)與底面壓強(qiáng)的相互轉(zhuǎn)移問題，僅適 用于大型糧倉。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是提供一種基于結(jié)構(gòu)自適應(yīng)檢測(cè)模型的糧倉儲(chǔ)糧數(shù)量檢測(cè)方法，是 一種新的儲(chǔ)糧檢測(cè)思路。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括：
[0009] 基于結(jié)構(gòu)自適應(yīng)檢測(cè)模型的糧倉儲(chǔ)糧數(shù)量檢測(cè)方法，步驟如下：
[0010] 1)在糧倉底面上布置兩組壓力傳感器，一組為內(nèi)圈傳感器，另一組為外圈傳感器； 外圈傳感器靠近側(cè)面墻間隔布置，內(nèi)圈傳感器均距離側(cè)面墻設(shè)定距離且間隔布置；內(nèi)圈傳 感器距離側(cè)面墻距離為d，外圈傳感器與側(cè)面墻距離為D;
[0011] 2)檢測(cè)各傳感器的輸出值，依據(jù)檢測(cè)模型（8)

【權(quán)利要求】
1. 基于結(jié)構(gòu)自適應(yīng)檢測(cè)模型的糧倉儲(chǔ)糧數(shù)量檢測(cè)方法，其特征在于，步驟如下： 1) 在糧倉底面上布置兩組壓力傳感器，一組為內(nèi)圈傳感器，另一組為外圈傳感器；夕卜 圈傳感器靠近側(cè)面墻間隔布置，內(nèi)圈傳感器均距離側(cè)面墻設(shè)定距離且間隔布置；內(nèi)圈傳感 器距離側(cè)面墻距離為d，外圈傳感器與側(cè)面墻距離為D ; 2) 檢測(cè)各傳感器的輸出值，依據(jù)檢測(cè)模型（8)
計(jì)算被檢測(cè)糧倉儲(chǔ)糧重量估計(jì)#, n。為最佳模型項(xiàng)個(gè)數(shù)；包(&_.)為外圈傳感器壓 強(qiáng)均值，為內(nèi)圈傳感器壓強(qiáng)均值；Ab為被檢測(cè)糧倉底面面積屯為回歸系數(shù)，i = 0，1，? ? ?，H0〇
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的糧倉儲(chǔ)糧數(shù)量檢測(cè)方法，其特征在于，式（8)由理論檢測(cè)模型 ⑴推出：
其中，Cb為底面周長(zhǎng)，H為糧堆高度，fF(s)為糧堆側(cè)面與糧倉側(cè)面之間的平均摩擦系
> Qb(S)、Qf(S)分別為糧堆底面和側(cè)面中s點(diǎn)的壓 j 強(qiáng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的糧倉儲(chǔ)糧數(shù)量檢測(cè)方法，其特征在于，所述標(biāo)定方法包括壓 力傳感器標(biāo)定：壓力傳感器輸出值與壓強(qiáng)的關(guān)系為 Q = Vk1S(Q) (11) 其中，Q為所施壓強(qiáng)；s (Q)為傳感器輸出值；Ivk1為傳感器的標(biāo)定系數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的糧倉儲(chǔ)糧數(shù)量檢測(cè)方法，其特征在于，按上述步驟1)所述布 置方式，在多于6個(gè)糧倉中布置安裝已標(biāo)定的傳感器，進(jìn)糧至滿倉并攤平，壓力傳感器輸出 值穩(wěn)定后，采集各倉的壓力傳感器輸出值，并根據(jù)各壓力傳感器的標(biāo)定系數(shù)IVk1，計(jì)算各傳 感器的壓強(qiáng)值；對(duì)于任意給定的糧倉儲(chǔ)糧數(shù)量Wm，被檢測(cè)糧倉底面面積為其相應(yīng)項(xiàng)Vi的值為^ ,則相應(yīng)的樣本可表示為-,對(duì)于糧倉多種重量，則可構(gòu)成樣本
集…" m m , 其中M為樣本數(shù)；由 S = Kn ,W2 -.--.Wn Mn 1 aB , 7 確定最佳模型項(xiàng)個(gè)數(shù)IVbi, i = 0, 1，...，n。；其中，Wm為樣本點(diǎn)m的實(shí)際進(jìn)糧重量，為樣 本點(diǎn)m的糧堆重量預(yù)測(cè)值，bi為回歸系數(shù)，i =0，1，...，n。，使式（7)所示的誤差E為最小 的項(xiàng)個(gè)數(shù)n。為最佳模型項(xiàng)個(gè)數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的糧倉儲(chǔ)糧數(shù)量檢測(cè)方法，其特征在于，所述d > O且d < 1 米，D>2米。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的糧倉儲(chǔ)糧數(shù)量檢測(cè)方法，其特征在于，內(nèi)圈傳感器之間的間 距不小于1米；外圈傳感器之間的間距不小于1米。
【文檔編號(hào)】G01G17/00GK104330138SQ201410401693
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月14日
【發(fā)明者】張德賢, 張苗, 張?jiān)?, 張慶輝, 鄧淼磊, 楊鐵軍, 肖樂, 王高平, 樊超, 李磊, 楊衛(wèi)東, 傅洪亮, 王洪群, 王貴財(cái), 許偉濤, 金廣鋒, 王珂, 劉燦, 堵世良 申請(qǐng)人:河南工業(yè)大學(xué)