CN110017856A - 一种传感器校准系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种传感器校准系统，包括：传感器底座、校准盘、电机驱动组件和第一处理器；校准盘为环形圆盘，环形圆盘的圆周由间隔设置的第一空间和第二空间组成；在环形圆盘的转动过程中，第一处理器能够根据待校准的窗口式漫反射光电传感器的信号检测结果获取每个第一空间内的谷物所占对应第一空间的高度信息；调整待校准的传感器的工作电位，使得第一处理器根据待校准的传感器的信号检测结果获取的每个第一空间内的谷物所占对应第一空间的高度信息与预设的每个第一空间内的谷物所占对应第一空间的高度信息一致，以获取待校准的传感器校准后的工作电位。本发明提供的校准系统能够实现在田间对传感器的校准。

Description

一种传感器校准系统

技术领域

本发明涉及农业生产技术领域，具体涉及一种传感器校准系统。

背景技术

农业全程机械化是国家发展的重要目标，目前农业全程机械化技术取得突飞猛进的发展。目前在全程机械化作业过程中，会应用到传感器进行谷物产量的配合测量，但是随着使用时间的增长，由于灰尘、天气等原因，导致传感器的精度下降，进而影响使用。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种传感器校准系统。

本发明提供了一种传感器校准系统，包括：传感器底座、校准盘、电机驱动组件和第一处理器；

其中，所述传感器底座用于放置待校准的窗口式漫反射光电传感器，所述待校准的窗口式漫反射光电传感器与所述校准盘相对设置；

所述校准盘为环形圆盘，所述环形圆盘的圆周由间隔设置的第一空间和第二空间组成；其中，第一空间内装有谷物，第二空间空置；

所述环形圆盘在所述电机驱动组件的驱动下转动，在所述环形圆盘的转动过程中，所述第一处理器能够根据所述待校准的窗口式漫反射光电传感器的信号检测结果获取每个第一空间内的谷物所占对应第一空间的高度信息；

在所述环形圆盘的转动过程中，调整所述待校准的窗口式漫反射光电传感器的工作电位，使得所述第一处理器根据所述待校准的窗口式漫反射光电传感器的信号检测结果获取的每个第一空间内的谷物所占对应第一空间的高度信息与预设的每个第一空间内的谷物所占对应第一空间的高度信息一致，以获取所述待校准的窗口式漫反射光电传感器校准后的工作电位；

其中，所述预设的每个第一空间内的谷物所占对应第一空间的高度信息为预先通过实验室实验的方式得到的准确信息。

进一步地，所述传感器校准系统，还包括：传感器位置调整组件，所述传感器位置调整组件用于对所述待校准的窗口式漫反射光电传感器进行位置调整；

所述传感器位置调整组件包括：传感器横杆、传感器竖杆、传感器水平杆；其中，所述传感器底座设置在所述传感器水平杆的末端，所述传感器横杆用于在X轴方向调节待校准的窗口式漫反射光电传感器的位置，所述传感器竖杆用于在Z轴方向调节待校准的窗口式漫反射光电传感器的位置，所述传感器水平杆用于在Y轴方向调节待校准的窗口式漫反射光电传感器的位置。

进一步地，所述电机驱动组件包括：转动轴、固定立柱、皮带、电机、机身、地轮和控制器；

其中，所述校准盘在所述转动轴的带动下转动，所述转动轴和所述校准盘由所述固定立柱进行支撑；

所述电机通过所述皮带带动所述转动轴进行转动，所述机身用于承载所述电机，所述地轮固定在所述机身的底部，所述控制器用于控制所述电机的转速。

进一步地，所述第一处理器能够根据所述待校准的窗口式漫反射光电传感器的信号检测结果获取每个第一空间内的谷物所占对应第一空间的高度信息，包括：

所述第一处理器能够根据所述待校准的窗口式漫反射光电传感器对每个第一空间的信号检测结果获取所述窗口式漫反射光电传感器在每个第一空间内检测到有反馈信号的数据点，并根据所述数据点的数量与对应第一空间内预设数据点总量的比值，确定每个第一空间内的谷物所占对应第一空间的高度信息。

由上述技术方案可知，本发明实施例提供的传感器校准系统，通过采用环形圆盘在电机的带动下的循环转动来模拟谷物产量自动测量装置中装有谷物的提升绞龙的循环转动，进而在所述环形圆盘的转动过程中，通过调整所述待校准的窗口式漫反射光电传感器的工作电位，使得所述第一处理器根据所述待校准的窗口式漫反射光电传感器的信号检测结果获取的每个第一空间内的谷物所占对应第一空间的高度信息与预设的每个第一空间内的谷物所占对应第一空间的高度信息相一致，进而获取所述待校准的窗口式漫反射光电传感器校准后的工作电位，从而实现对待校准的窗口式漫反射光电传感器精度的校准。此外，需要说明的是，本实施例提供的传感器校准系统，能够实现在田间地头进行传感器的校准，而不用将传感器带回实验室进行校准，从而大大方便了实际使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的传感器校准系统的结构示意图；

图2是本发明一实施例提供的校准盘的结构示意图；

图3是本发明一实施例提供的谷物产量自动测量装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例提供了一种传感器校准系统，包括：传感器底座、校准盘、电机驱动组件和第一处理器；

其中，所述传感器底座用于放置待校准的窗口式漫反射光电传感器，所述待校准的窗口式漫反射光电传感器与所述校准盘相对设置；

所述校准盘为环形圆盘，所述环形圆盘的圆周由间隔设置的第一空间和第二空间组成；其中，第一空间内装有谷物，第二空间空置；

所述环形圆盘在所述电机驱动组件的驱动下转动，在所述环形圆盘的转动过程中，所述第一处理器能够根据所述待校准的窗口式漫反射光电传感器的信号检测结果获取每个第一空间内的谷物所占对应第一空间的高度信息；

在所述环形圆盘的转动过程中，调整所述待校准的窗口式漫反射光电传感器的工作电位，使得所述第一处理器根据所述待校准的窗口式漫反射光电传感器的信号检测结果获取的每个第一空间内的谷物所占对应第一空间的高度信息与预设的每个第一空间内的谷物所占对应第一空间的高度信息一致，以获取所述待校准的窗口式漫反射光电传感器校准后的工作电位；

其中，所述预设的每个第一空间内的谷物所占对应第一空间的高度信息为预先通过实验室实验的方式得到的准确信息。例如，可以预先通过实验室实验的方式提前测量好每个第一空间中放置的谷物所占对应第一空间的高度。

在本实施例中，所述传感器校准系统还包括：传感器位置调整组件，所述传感器位置调整组件用于对所述待校准的窗口式漫反射光电传感器进行位置调整；

参见图1，所述传感器位置调整组件包括：传感器横杆4、传感器竖杆5、传感器水平杆6；其中，所述传感器底座7设置在所述传感器水平杆6的末端，所述传感器横杆4用于在X轴方向调节待校准的窗口式漫反射光电传感器的位置，所述传感器竖杆5用于在Z轴方向调节待校准的窗口式漫反射光电传感器的位置，所述传感器水平杆6用于在Y轴方向调节待校准的窗口式漫反射光电传感器的位置。

在本实施例中，所述电机驱动组件包括：转动轴、固定立柱、皮带、电机、机身、地轮和控制器；

参见图1，所述校准盘8在所述转动轴9的带动下转动，所述转动轴9和所述校准盘8由所述固定立柱10进行支撑；

所述电机12通过所述皮带11带动所述转动轴9进行转动，所述机身13用于承载所述电机12，所述地轮14固定在所述机身13的底部，所述控制器15用于控制所述电机12的转速。

在本实施例中，参见图2，所述校准盘为一环形圆盘，所述环形圆盘的圆周由间隔设置的第一空间F1和第二空间F2组成；其中，第一空间内装有谷物，第二空间空置；

所述环形圆盘在所述电机驱动组件的驱动下转动，在所述环形圆盘的转动过程中，所述第一处理器能够根据所述待校准的窗口式漫反射光电传感器的信号检测结果获取每个第一空间内的谷物所占对应第一空间的高度信息；

在所述环形圆盘的转动过程中，调整所述待校准的窗口式漫反射光电传感器的工作电位，使得所述第一处理器根据所述待校准的窗口式漫反射光电传感器的信号检测结果获取的每个第一空间内的谷物所占对应第一空间的高度信息与预设的每个第一空间内的谷物所占对应第一空间的高度信息一致，以获取所述待校准的窗口式漫反射光电传感器校准后的工作电位；

在本实施例中，所述第一处理器能够根据所述待校准的窗口式漫反射光电传感器的信号检测结果获取每个第一空间内的谷物所占对应第一空间的高度信息，包括：

所述第一处理器能够根据所述待校准的窗口式漫反射光电传感器对每个第一空间的信号检测结果获取所述窗口式漫反射光电传感器在每个第一空间内检测到有反馈信号的数据点，并根据所述数据点的数量与对应第一空间内预设数据点总量的比值，确定每个第一空间内的谷物所占对应第一空间的高度信息。

在本实施例中，需要说明的是，采用图2所示的环形圆盘在电机的带动下的循环转动来模拟图3所示的谷物产量自动测量装置中装有谷物的提升绞龙的循环转动，其中，环形圆盘中的第一空间F1用于模拟提升绞龙中装有谷物的子空间，环形圆盘中的第二空间F2用于模拟提升绞龙中未装有谷物的子空间，由于在所述环形圆盘的转动过程中，所述第一处理器能够获取待校准的窗口式漫反射光电传感器对每个第一空间的信号检测结果，因此，可以通过调整所述待校准的窗口式漫反射光电传感器的工作电位的方式，找到所述第一处理器根据所述待校准的窗口式漫反射光电传感器的信号检测结果获取的每个第一空间内的谷物所占对应第一空间的高度信息能够与预设的每个第一空间内的谷物所占对应第一空间的高度信息相一致的工作电位，进而将该工作电位作为所述待校准的窗口式漫反射光电传感器校准后的工作电位。需要说明的是，由于所述预设的每个第一空间内的谷物所占对应第一空间的高度信息为预先通过实验室实验的方式得到的准确信息，因此，通过这种校准方式得到的校准后的工作电位具有较高的准确性。需要说明的是，为保证循环转动的校准盘能够较为真实地模拟图3所示的谷物产量自动测量装置中装有谷物的提升绞龙，校准盘上的第一空间F1应该设置成有大有小的状态，以尽量模拟实际中每个收割位点可能存在的不同的谷物产量的高度大小，具体如图2所示。

由上述技术方案可知，本发明实施例提供的传感器校准系统，通过采用图2所示的环形圆盘在电机的带动下的循环转动来模拟图3所示的谷物产量自动测量装置中装有谷物的提升绞龙的循环转动，进而在所述环形圆盘的转动过程中，通过调整所述待校准的窗口式漫反射光电传感器的工作电位，使得所述第一处理器根据所述待校准的窗口式漫反射光电传感器的信号检测结果获取的每个第一空间内的谷物所占对应第一空间的高度信息与预设的每个第一空间内的谷物所占对应第一空间的高度信息相一致，进而获取所述待校准的窗口式漫反射光电传感器校准后的工作电位，从而实现对待校准的窗口式漫反射光电传感器精度的校准。

此外，需要说明的是，本实施例提供的传感器校准系统，能够实现在田间地头进行传感器的校准，而不用将传感器带回实验室进行校准，从而大大方便了实际使用。

为帮助理解本实施例提供的传感器校准系统，下面结合图3简单介绍一下，被校准的传感器在图3所示的谷物产量自动测量装置中的应用。参见图3所示，所述谷物产量自动测量装置包括：提升绞龙1和固定在所述提升绞龙外面的产量测量仪器2，所述提升绞龙1内设置若干个提升刮板11，所述提升刮板按照预设间隔设置所述提升绞龙内，将所述提升绞龙内部分割成若干个子空间，所述子空间用于盛放谷物A，每个子空间对应谷物的一个收割位点；

所述产量测量仪器2包括窗口式漫反射光电传感器(也即待校准的传感器)和第二处理器；所述提升绞龙上开设有一个预设直径的小孔，所述小孔用于透射光信号，所述窗口式漫反射光电传感器的设置位置对准所述小孔；

所述第二处理器与所述窗口式漫反射光电传感器连接，用于根据所述窗口式漫反射光电传感器的信号检测结果计算每个子空间中谷物所占子空间的高度信息，并根据每个子空间中谷物所占子空间的高度信息和谷物的密度信息获取每个子空间中谷物的产量信息，进而得到每个收割位点谷物的产量信息。

下面具体进行说明：在所述提升绞龙运动过程中，所述提升绞龙内部的每个子空间都会经过所述小孔，所述窗口式漫反射光电传感器用于根据光通过小孔进入对应子空间后的反射信号确定对应子空间中谷物所占子空间的高度信息。在本实施例中，所述第二处理器根据所述窗口式漫反射光电传感器对每个子空间的信号检测结果获取所述窗口式漫反射光电传感器在每个子空间中检测到有反馈信号的数据点，并根据所述数据点的数量与对应子空间内预设数据点总量的比值，确定每个子空间中谷物所占子空间的高度信息。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种传感器校准系统，其特征在于，包括：传感器底座、校准盘、电机驱动组件和第一处理器；

其中，所述传感器底座用于放置待校准的窗口式漫反射光电传感器，所述待校准的窗口式漫反射光电传感器与所述校准盘相对设置；

所述校准盘为环形圆盘，所述环形圆盘的圆周由间隔设置的第一空间和第二空间组成；其中，第一空间内装有谷物，第二空间空置；

所述环形圆盘在所述电机驱动组件的驱动下转动，在所述环形圆盘的转动过程中，所述第一处理器能够根据所述待校准的窗口式漫反射光电传感器的信号检测结果获取每个第一空间内的谷物所占对应第一空间的高度信息；

在所述环形圆盘的转动过程中，调整所述待校准的窗口式漫反射光电传感器的工作电位，使得所述第一处理器根据所述待校准的窗口式漫反射光电传感器的信号检测结果获取的每个第一空间内的谷物所占对应第一空间的高度信息与预设的每个第一空间内的谷物所占对应第一空间的高度信息一致，以获取所述待校准的窗口式漫反射光电传感器校准后的工作电位；

其中，所述预设的每个第一空间内的谷物所占对应第一空间的高度信息为预先通过实验室实验的方式得到的准确信息。

2.根据权利要求1所述的传感器校准系统，其特征在于，还包括：传感器位置调整组件，所述传感器位置调整组件用于对所述待校准的窗口式漫反射光电传感器进行位置调整；

所述传感器位置调整组件包括：传感器横杆、传感器竖杆、传感器水平杆；其中，所述传感器底座设置在所述传感器水平杆的末端，所述传感器横杆用于在X轴方向调节待校准的窗口式漫反射光电传感器的位置，所述传感器竖杆用于在Z轴方向调节待校准的窗口式漫反射光电传感器的位置，所述传感器水平杆用于在Y轴方向调节待校准的窗口式漫反射光电传感器的位置。

3.根据权利要求1所述的传感器校准系统，其特征在于，所述电机驱动组件包括：转动轴、固定立柱、皮带、电机、机身、地轮和控制器；

其中，所述校准盘在所述转动轴的带动下转动，所述转动轴和所述校准盘由所述固定立柱进行支撑；

所述电机通过所述皮带带动所述转动轴进行转动，所述机身用于承载所述电机，所述地轮固定在所述机身的底部，所述控制器用于控制所述电机的转速。

4.根据权利要求1所述的传感器校准系统，其特征在于，所述第一处理器能够根据所述待校准的窗口式漫反射光电传感器的信号检测结果获取每个第一空间内的谷物所占对应第一空间的高度信息，包括：

所述第一处理器能够根据所述待校准的窗口式漫反射光电传感器对每个第一空间的信号检测结果获取所述窗口式漫反射光电传感器在每个第一空间内检测到有反馈信号的数据点，并根据所述数据点的数量与对应第一空间内预设数据点总量的比值，确定每个第一空间内的谷物所占对应第一空间的高度信息。