本發(fā)明涉及農(nóng)機作業(yè)深度自動測量技術。
背景技術：
：我國是農(nóng)業(yè)大國，而非農(nóng)業(yè)強國。近30年來果園高產(chǎn)量主要依靠農(nóng)藥化肥的大量投入，大部分化肥和水資源沒有被有效利用而隨地棄置，導致大量養(yǎng)分損失并造成環(huán)境污染。我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)仍然以傳統(tǒng)生產(chǎn)模式為主，傳統(tǒng)耕種只能憑經(jīng)驗判斷農(nóng)機作業(yè)深度，對作業(yè)狀況無法做到實時跟蹤，實時觀測。在不合格的作業(yè)深度下進行農(nóng)機作業(yè)，不僅浪費大量的人力物力，也對環(huán)境保護與水土保持構成嚴重威脅，對農(nóng)業(yè)可持續(xù)性發(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)的粗獷式發(fā)展，迎來精準農(nóng)業(yè)時代。因此，實現(xiàn)精準農(nóng)業(yè)下的農(nóng)機作業(yè)深度探測方法，具有非常重要的意義。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明是為了解決農(nóng)機機具作業(yè)深度測量方法采用的測量設備結(jié)構復雜、數(shù)據(jù)實時性差，以及測量誤差大的問題，從而提供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?；诩す饷}沖測距的農(nóng)機作業(yè)深度自動測量裝置，它包括激光脈沖測距傳感器1、激光反射板2、機具識別傳感器3和處理器4；所述激光脈沖測距傳感器1通過支架安裝在農(nóng)機后部，用于實時讀取與反射板間的距離；激光反射板2水平設置在農(nóng)機的深松鏟5上，且位于激光脈沖測距傳感器1的下方；機具識別傳感器3用于器存儲農(nóng)機機具的配置信息；所述機具識別傳感器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的測距信號輸出端與處理器4的測距信號輸入端連接?；谏鲜鲅b置的農(nóng)機作業(yè)深度自動測量方法，它包括以下步驟：步驟一、在不進行作業(yè)時，通過激光脈沖測距傳感器獲得其到激光反射板的初始距離L；步驟二、作業(yè)開始后，激光脈沖測距傳感器實時獲得其到激光反射板的工作狀態(tài)距離Li，i的初始值為1；步驟三、根據(jù)步驟一獲得的初始距離L和步驟二獲得的工作狀態(tài)距離Li，計算出當前農(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，并將i的值加1，重復步驟二至四，將整個地塊作業(yè)完畢后，一共獲得n個采樣點，n為正整數(shù)，執(zhí)行步驟五；步驟五、將n個農(nóng)機作業(yè)深度根據(jù)公式：D=Σi=1ndin]]>獲得該時段的平均作業(yè)深度。在步驟三中，對每次農(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，則認為是一次有效的深度測量，其中閾值h通過農(nóng)機機具體配置參數(shù)確定。記錄該時段的所有有效深度次數(shù)K，并通過公式：ρ=Kn]]>獲得作業(yè)深度有效率ρ。若ρ>80％，則認為該時段內(nèi)農(nóng)機作業(yè)有效。本發(fā)明的農(nóng)機作業(yè)深度測量方法應用激光脈沖測距傳感器，采用激光脈沖測距傳感器實時測量深度信息，用機具識別傳感器實現(xiàn)機具自動匹配設置，測量設備結(jié)構簡單，測量實時性高，測量誤差小。附圖說明圖1是本發(fā)明中采用激光傳感器進行深度測量的原理示意圖；圖2是激光脈沖測距傳感器的目標距離計算原理示意圖；圖3是本發(fā)明的基于激光脈沖測距的農(nóng)機作業(yè)深度自動測量裝置的結(jié)構示意圖；具體實施方式具體實施方式一、結(jié)合圖1至3說明本具體實施方式，基于激光脈沖測距的農(nóng)機作業(yè)深度自動測量裝置，它包括激光脈沖測距傳感器1、激光反射板2、機具識別傳感器3和處理器4；所述激光脈沖測距傳感器1通過支架安裝在農(nóng)機后部，用于實時讀取與反射板間的距離；激光反射板2水平設置在農(nóng)機的深松鏟5上，且位于激光脈沖測距傳感器1的下方；機具識別傳感器3用于器存儲農(nóng)機機具的配置信息；所述機具識別傳感器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的測距信號輸出端與處理器4的測距信號輸入端連接。圖1為采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)機深松作業(yè)為例。激光脈沖傳感器包含激光器，光電轉(zhuǎn)換器，延時電路等。激光脈沖測距技術利用激光對目標的距離進行準確測定。激光脈沖測距傳感器在工作時由激光器向目標射出一束很細的激光，由光電轉(zhuǎn)換元件接收目標反射的激光束，計時器測定激光束從發(fā)射到接收的時間，計算出從觀測者到目標的距離。圖2是激光脈沖測距傳感器的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)出激光與激光返回到光接收機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為激光器發(fā)出激光與激光返回到光接收機的時間。測量誤差為△S＝C×Δt/2，由此可知，△S的大小取決于測量誤差時間△t。而測量誤差時間則由時鐘精度決定。傳感器的精度主要由時鐘的精度決定。采用皮秒級時鐘可以滿足測量精度要求。在圖3中，在深松拖拉機機箱后固定高度用一支架支起激光脈沖測距傳感器，并在深松機具橫梁處放置激光反射板，使得激光脈沖測距傳感器發(fā)射出的激光能夠經(jīng)過反射板并回傳至光電接收模塊。假設當拖拉機處于未深松狀態(tài)時，激光脈沖測距傳感器獲取的距離信息為L，而當拖拉機進行深松狀態(tài)時，深松鏟下落到地面，此時，激光傳感器獲取的距離信息為L1。每隔一段時間(由使用者根據(jù)要求精度自行決定測算間隔)，進行一次測距，分別記為L2，L3...Li分別把距離信息L和Li傳至處理器，處理器對L和Li進行減法運算，得到的數(shù)值di＝Li-L即為農(nóng)機深松的作業(yè)深度。經(jīng)過一段時間(要求測距次數(shù)大于預設值M)的測算后，利用收集到的作業(yè)深度測量數(shù)據(jù)進行如下測算：D=Σi=1ndinn>M]]>獲得該時段的平均作業(yè)深度。與此同時，該方法對每一次獲得的作業(yè)深度di進行有效深度判斷。當di>h時認為是一次有效的深度測量(h的大小與機具配置有關，通過機具識別傳感器獲得)，當作業(yè)結(jié)束后可以得到總共的有效深度數(shù)據(jù)K，可以獲得作業(yè)深度有效率為假設ρ>80％則可認為該次作業(yè)有效。本發(fā)明可應用于深松、深翻、旋耕等作業(yè)。根據(jù)距離測量裝置和反射板間的距離差，得到作業(yè)深度值。并且提供了計算平均深度以及測算作業(yè)是否有效的方法。實現(xiàn)農(nóng)機機具作業(yè)深度自動精準測量。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當前第1頁1 2 3