CN110881305A - 花生收获机的自适应控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种花生收获机的自适应控制方法，所述花生收获机上设置有图像采集器；所述自适应控制方法包括：通过图像采集器采集种植地的图像信息，并通过图像处理获得花生种植垄的延伸曲线；根据花生种植垄的延伸曲线调节花生收获机的行进线路。根据花生种植垄的延伸曲线来自动的调节花生收获机的行进线路，以使得花生收获机能够准确的沿着花生种植垄的延伸方向前行，减少因花生种植垄的不直而出现漏收且机手需要频繁调节方向，实现自动控制方向对齐种植垄，减少人工频繁调整方向，以提高花生收获机的收获效率并降低工人的劳动强度。

Description

花生收获机的自适应控制方法
技术领域
本发明涉及农用机械技术领域，尤其涉及一种花生收获机的自适应控制方法。
背景技术
花生又名落花生，被人们誉为“植物肉”，含油量高达50％，品质优良，气味清香。花生除供食用外，还用于印染、造纸工业。而随着花生农场化种植的需求，在农田中通常栽种若干垄花生，这样，更有利于机械化收获。例如：中国专利号201310225965.6、201210517038.7和201210516979.9分别公开了花生收获机，其集捡拾、摘果和清选于一体。但是，在实际使用过程中，由于种植人员在同一垄花生种植过程中，容易出现歪斜而无法保证种植的花生笔直种植。这样，便在收获时，容易因对行不准造成漏收率较高、机手劳动强度大等问题。
发明内容
本发明提供一种花生收获机的自适应控制方法，实现自动控制方向对齐种植垄，减少人工频繁调整方向，以提高花生收获机的收获效率并降低工人的劳动强度。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种花生收获机的自适应控制方法，所述花生收获机上设置有图像采集器；
所述自适应控制方法包括：
通过图像采集器采集种植地的图像信息，并通过图像处理获得花生种植垄的延伸曲线；
根据花生种植垄的延伸曲线调节花生收获机的行进线路。
进一步的，所述根据花生种植垄的延伸曲线调节花生收获机的行进线路，具体为：在花生收获机的行进过程中，将采集到的图像与花生收获机的实际位置相对比，计算花生种植垄的中心线和图像采集器采集视野中心线的误差值，根据误差值来调整花生收获机的行进线路。
进一步的，所述根据误差值来调整花生收获机的行进线路，具体为：根据误差值来计算花生收获机的转向角度，以自动控制花生收获机的方向盘转动。
进一步的，所述花生收获机上设置有用于检测摘果速度的第一传感器和用于检测捡拾速度的第二传感器；
所述自适应控制方法还包括：
根据第一传感器检测花生收获机中摘果装置的扭矩和转速来判断摘果装置的是否堵塞，以调整花生收获机的行驶速度；
根据第二传感器检测花生收获机中捡拾装置的扭矩来测算捡拾装置的喂入量，以调整花生收获机的行驶速度。
进一步的，当第一传感器检测到摘果装置的扭矩大于第一额定最大扭矩值、和/或摘果装置的转速小于额定最小转速值时，则判断摘果装置处于堵塞状态；其中，所述第一扭矩变化率值大于0，所述最小转速变化率值小于0。
进一步的，当第一传感器检测到摘果装置的扭矩变化率大于第一扭矩变化率值、和/或摘果装置的转速小于最小转速变化率值时，则判断摘果装置处于堵塞状态。
进一步的，在摘果装置处于堵塞状态下，降低花生收获机的行驶速度。
进一步的，在摘果装置处于堵塞状态下，控制摘果装置反转。
进一步的，当第二传感器检测到捡拾装置的扭矩大于第二额定最大扭矩值时，则降低花生收获机的行驶速度。
进一步的，在第二传感器检测到捡拾装置的扭矩小于第二额定最大扭矩值的情况下，如果当第二传感器检测到捡拾装置的扭矩增大的变化率大于第二扭矩变化率值时，则降低花生收获机的行驶速度，其中，所述第二扭矩变化率值大于0；如果当第二传感器检测到捡拾装置的扭矩减小的变化率小于第三扭矩变化率值时，则增大花生收获机的行驶速度，其中，所述第三扭矩变化率值小于0。
本发明的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：通过配置图像采集器来采集农田中种植花生的区域，以获得花生种植垄的延伸曲线，进而根据延伸曲线来自动的调节花生收获机的行进线路，以使得花生收获机能够准确的沿着花生种植垄的延伸方向前行，减少因花生种植垄的不直而出现漏收且机手需要频繁调节方向，实现自动控制方向对齐种植垄，减少人工频繁调整方向，以提高花生收获机的收获效率并降低工人的劳动强度。
说明书附图
图1为花生收获机的自适应控制方法的流程图之一；
图2为花生收获机的自适应控制方法的流程图之二。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供一种花生收获机的自适应控制方法，花生收获机上配置有用于采用外界种植区域图像的图像采集器。图像采集器可以采用摄像头等图像采集设备，在此不做限制。
所述自适应控制方法包括：
步骤S101、通过图像采集器采集种植地的图像信息，并通过图像处理获得花生种植垄的延伸曲线；
步骤S102、根据花生种植垄的延伸曲线调节花生收获机的行进线路。
具体而言，花生收获机在农田中收获花生时，通过其上配置的图像采集器可以实时的采集农田中种植花生的种植垄的图像，并通过图像处理技术，便可以计算获得种植垄的延伸曲线。而花生收获机在行驶过程中，便可以根据计算出的种植垄的延伸曲线来调整行进方向，以使得花生收获机能够沿着种植垄的延伸曲线行进，以达到全面高效的收获花生，避免或减少因行进方向与种植垄歪斜而出现漏收的现象。
进一步的，在花生收获机的行进并收获花生的过程中，为了更加准确的沿着种植垄行进，并能够实时的调整行进方向。则在花生收获机的行进过程中，将采集到的图像与花生收获机的实际位置相对比，计算花生种植垄的中心线和图像采集器采集视野中心线的误差值，根据误差值来调整花生收获机的行进线路。具体的，在花生收获机的行进过程中，通过图像采集器实时的采集图像信息，并计算出种植垄的延伸曲线与花生收获机的实际位置之间的偏差，根据计算出的误差值来确认调整花生收获机的行进线路。而针对花生收获机行进线路的调整，具体为：控制花生收获机的方向盘转动，则相对应的，花生收获机的方向盘采用电动式方向盘。在实际调整过程中，则根据误差值来计算花生收获机的转向角度，以自动控制花生收获机的方向盘转动。针对花生收获机的方向盘可以采用电动调节的方式，可以参考常规具有自动驾驶功能汽车上采用的电动式方向盘形式，在此不做限制和赘述。
基于上述技术方案，可选的，为了在自动行驶过程中，花生收获机能够自动调控收获参数，则如图2所示，花生收获机上设置有用于检测摘果速度的第一传感器和用于检测捡拾速度的第二传感器。其中，针对第一传感器和第二传感器的具体表现实体不做限制，结合常规的花生收获机，采用相匹配类型的传感器来对应的来检测摘果装置的摘果速度和捡拾装置的捡拾速度。
其中，所述自适应控制方法包括：
步骤S201、根据第一传感器检测花生收获机中摘果装置的扭矩和转速来判断摘果装置的是否堵塞，以调整花生收获机的行驶速度；
步骤S202、根据第二传感器检测花生收获机中捡拾装置的扭矩来测算捡拾装置的喂入量，以调整花生收获机的行驶速度。
具体的，在花生收获机工作过程中，摘果装置将进行采摘花生的操作，捡拾装置则进行捡拾花生的操作。而为了减少因花生果秧导致堵塞的情况发生，则通过第一传感器和第二传感器来检测摘果装置和捡拾装置的状态来控制花生收获机的行驶速度，进而调节采摘速度和捡拾速度。在保证高效采摘和捡拾操作的前提下，有效的减少堵塞情况的发生，从而减少人工来处理堵塞，减少停机时间，进而提高收获效率并降低工人的劳动强度。
进一步的，针对摘果装置的自适应控制过程具体为：当第一传感器检测到摘果装置的扭矩小于第一额定最大扭矩值且摘果装置的转速大于额定最小转速值时，则判断摘果装置处于正常状态。具体的，第一传感器检测到摘果装置的扭矩和转速均未达到最大值时，则判断摘果装置处于正常状态，此时，便无需调整花生收获机的行驶速度。
而当第一传感器检测到摘果装置的扭矩大于第一额定最大扭矩值、和/或摘果装置的转速小于额定最小转速值时，则判断摘果装置处于堵塞状态。或者，当第一传感器检测到摘果装置的扭矩变化率大于第一扭矩变化率值、和/或摘果装置的转速小于最小转速变化率值时，则判断摘果装置处于堵塞状态；其中，所述第一扭矩变化率值大于0，所述最小转速变化率值小于0。具体的，在判定摘果装置处于堵塞状态的情况下，则需要降低花生收获机的行驶速度，通过降低行驶速度便可以有效的减小摘果装置的摘果数量，进而减少或避免因采摘量过大而造成严重的堵塞。与此同时，在判定摘果装置处于堵塞状态的情况下，则控制摘果装置反转，采用反转的方式，便可以使得堵塞住的果秧重新旋转推出，以实现自动处理堵塞的果秧。
又进一步的，针对捡拾装置的自适应控制过程具体为：当第二传感器检测到捡拾装置的扭矩大于第二额定最大扭矩值时，则降低花生收获机的行驶速度。具体的，当第二传感器检测到捡拾装置的扭矩未达到最大值时，则判断摘果装置处于正常状态，此时，便无需调整花生收获机的行驶速度。而当第二传感器检测到捡拾装置的扭矩大于第二额定最大扭矩值时，则需要降低花生收获机的行驶速度，以减少或避免捡拾速度过大而导致捡拾装置发生堵塞。
优选地，为了获得适当的捡拾速度提高捡拾效率，则需要根据扭矩的变化率来对应的花生收获机的行驶速度。即在第二传感器检测到捡拾装置的扭矩小于第二额定最大扭矩值的情况下，如果当第二传感器检测到捡拾装置的扭矩增大的变化率大于第二扭矩变化率值时，则降低花生收获机的行驶速度；其中，所述第二扭矩变化率值大于0。在第二传感器检测到捡拾装置的扭矩小于第二额定最大扭矩值的情况下，如果当第二传感器检测到捡拾装置的扭矩减小的变化率小于第三扭矩变化率值时，则增大花生收获机的行驶速度；其中，所述第三扭矩变化率值小于0。
本发明的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：通过配置对应的传感器来检测摘果装置和捡拾装置的工作状态，依据工作状态来对应的调节花生收获机的行驶速度，进而调节摘果量和捡拾量，在保证花生高效收获的前提下，使得花生收获机处于平稳匹配的行驶速度，减少因花生果秧采摘量过大而造成设备的堵塞，实现减少出现堵塞的情况，以提高花生收获机的收获效率并降低工人的劳动强度。
以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种花生收获机的自适应控制方法，其特征在于，所述花生收获机上设置有图像采集器；
所述自适应控制方法包括：
通过图像采集器采集种植地的图像信息，并通过图像处理获得花生种植垄的延伸曲线；
根据花生种植垄的延伸曲线调节花生收获机的行进线路。
2.根据权利要求1所述的花生收获机的自适应控制方法，其特征在于，所述根据花生种植垄的延伸曲线调节花生收获机的行进线路，具体为：在花生收获机的行进过程中，将采集到的图像与花生收获机的实际位置相对比，计算花生种植垄的中心线和图像采集器采集视野中心线的误差值，根据误差值来调整花生收获机的行进线路。
3.根据权利要求2所述的花生收获机的自适应控制方法，其特征在于，所述根据误差值来调整花生收获机的行进线路，具体为：根据误差值来计算花生收获机的转向角度，以自动控制花生收获机的方向盘转动。
4.根据权利要求1-3任一项所述的花生收获机的自适应控制方法，其特征在于，所述花生收获机上设置有用于检测摘果速度的第一传感器和用于检测捡拾速度的第二传感器；
所述自适应控制方法还包括：
根据第一传感器检测花生收获机中摘果装置的扭矩和转速来判断摘果装置的是否堵塞，以调整花生收获机的行驶速度；
根据第二传感器检测花生收获机中捡拾装置的扭矩来测算捡拾装置的喂入量，以调整花生收获机的行驶速度。
5.根据权利要求4所述的花生收获机的自适应控制方法，其特征在于，当第一传感器检测到摘果装置的扭矩大于第一额定最大扭矩值、和/或摘果装置的转速小于额定最小转速值时，则判断摘果装置处于堵塞状态。
6.根据权利要求4所述的花生收获机的自适应控制方法，其特征在于，当第一传感器检测到摘果装置的扭矩变化率大于第一扭矩变化率值、和/或摘果装置的转速小于最小转速变化率值时，则判断摘果装置处于堵塞状态；其中，所述第一扭矩变化率值大于0，所述最小转速变化率值小于0。
7.根据权利要求5或6所述的花生收获机的自适应控制方法，其特征在于，在摘果装置处于堵塞状态下，降低花生收获机的行驶速度。
8.根据权利要求7所述的花生收获机的自适应控制方法，其特征在于，在摘果装置处于堵塞状态下，控制摘果装置反转。
9.根据权利要求4所述的花生收获机的自适应控制方法，其特征在于，当第二传感器检测到捡拾装置的扭矩大于第二额定最大扭矩值时，则降低花生收获机的行驶速度。
10.根据权利要求9所述的花生收获机的自适应控制方法，其特征在于，在第二传感器检测到捡拾装置的扭矩小于第二额定最大扭矩值的情况下，如果当第二传感器检测到捡拾装置的扭矩增大的变化率大于第二扭矩变化率值时，则降低花生收获机的行驶速度，其中，所述第二扭矩变化率值大于0；如果当第二传感器检测到捡拾装置的扭矩减小的变化率小于第三扭矩变化率值时，则增大花生收获机的行驶速度，其中，所述第三扭矩变化率值小于0。
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