CN115443801A - 脱粒控制系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种脱粒控制系统和用于控制农用收割机(10)的脱粒系统(24)的方法。该方法包括使用摄像机(80、81)来拍摄作物流的图像、处理所拍摄的图像和控制脱粒系统(24)的操作设置。该图像在脱粒系统(24)的下游拍摄，优选在脱粒转子(40)或脱粒滚筒与残茬撒布机(74)之间的某处拍摄。图像处理的目的是在所拍摄的图像中检测谷穗，并从这些图像中导出所检测到的谷穗的至少一种物理特性。脱粒系统(24)的操作设置根据所导出的至少一种物理特性来控制。

Description

脱粒控制系统

技术领域

本发明涉及用于控制农用收割机的脱粒系统的方法。

背景技术

诸如联合收割机或“康拜因”之类的农用收割机通过单个收割单元执行多种收割功能，例如采摘、脱粒、分离和清洁。联合收割机包括用于从农田中收获作物的收割台和一个将作物输送到脱粒分离系统的进给器外壳。脱粒系统包括一个或多个转子或滚筒，它们可以在联合收割机的主体内轴向(从前到后)或横向延伸，并且部分或完全被穿孔凹板包围。作物材料通过转子在凹板内的旋转进行脱粒和分离。较粗的非谷粒作物材料(例如茎和叶)通过切碎机总成或装置输送到联合收割机的后部，并使用撒布机系统排放回农田。分离出来的谷粒与一些较细的非谷粒作物材料(例如谷壳、灰尘、秸秆和其他作物残茬)一起通过凹板排出并落到谷粒盘上，在那里它们被输送到清洁系统的筛子上。作为选择，谷粒和较细的非谷粒作物材料也可能直接落到清洁系统本身上。

清洁风扇将空气吹过清洁系统的筛子，将谷壳和其他杂物排出到联合收割机的后部，同时谷粒从筛子中落下。诸如脱粒部分的秸秆之类的非谷粒作物材料通过残茬系统进行处理，该残茬系统可以利用残茬切碎机处理非谷粒材料并将其引导到联合收割机的后部。清洁后的谷粒从清洁系统中输送到联合收割机上的谷粒箱。当谷粒箱装满时，联合收割机靠近谷粒要卸载到的车辆，例如半挂车、直卡车等；启动联合收割机上的卸载系统，将谷粒转移到车辆中。

所有联合收割机系统运行的一个关键目标是从农田收获的作物中回收尽可能多的谷粒。例如，筛孔和清洁系统的风扇速度不断调节，以确保将尽可能多的谷粒送到谷粒箱中，同时将所有谷壳和其他轻质非谷粒材料扔回农田。在筛子的后端设置撞击传感器来检测谷粒损失量，并用作控制系统的输入端，该控制系统旨在优化清洁系统的操作设置。通常在紧邻脱粒系统下游使用类似的撞击传感器来检测谷粒损失量。然而，离开脱粒系统的较大量大捆非谷粒作物材料使得这种碰撞传感器的可靠性远远低于在清洗系统后面使用时的可靠性。

在美国专利申请US6119442A中，公开了这样一种仪器和控制系统，它监测作物材料的加工状况，并响应监测到的状况自动调节联合收割机的设置。所描述的系统使用多个图像传感器，其中一个传感器位于脱粒机系统出口端附近。该图像设备用于区分图像中的松散谷粒，并根据脱粒部分的谷粒损失来量化它们的出现量。可以根据松散谷粒当时过多出现在作物流中而得出结论：脱粒动作足以使谷粒与其他作物材料分离，但谷粒没有通过凹板孔口或格栅孔，这通常是由于过多的植物材料覆盖了太多的孔口，即脱粒机过载。为了避免脱粒系统中的谷粒进一步损失，对控制系统进行编程以降低联合收割机的地面速度，从而降低脱粒系统的负载。

尽管如1999年所述的这种紧接在基于图像的脱粒系统后面的谷粒监测系统在理论上可能有用，但尚未付诸实践。其主要的实际问题之一是，对于上面已经讨论过的撞击传感器，在出现大量较大捆非谷粒作物材料的情况下，很难识别小谷粒。此外，尽管该系统可以提供一些关于谷粒能够如何通过脱粒凹板的信息，但它不能提供任何关于脱粒质量本身的有用信息。

本发明的目的是解决与现有技术相关的一个或多个缺点。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于控制诸如联合收割机之类的农用收割机的脱粒系统的方法。该方法包括使用摄像机来拍摄作物流的图像、处理所拍摄的图像并控制脱粒系统的操作设置。所述图像在脱粒系统的下游拍摄，优选在脱粒转子或脱粒滚筒与残茬撒布机之间的某处拍摄图像。图像处理的目的是在所拍摄的图像中检测谷穗，并从这些图像中导出所检测到的谷穗的至少一种物理特性。根据所导出的至少一种物理特性来控制脱粒系统的操作设置。

通过查看谷穗的可导出物理特性(取决于作物类型，也称为穗轴、豆荚或穗)，收割机控制系统获得有关脱粒操作有效性的直接信息。可以从所拍摄的图像导出的有用物理特性例如是所检测到的穗是已脱粒、未脱粒还是部分未脱粒的指示。图像处理算法可以计算仍然附着在穗上的谷粒数量，或计算其未脱粒/已脱粒部分相对于穗的整个部分的比率(按照长度或表面积)。如果在所拍摄的被检测到的谷穗的图像中仍覆盖有谷粒的表面占整个表面的比例分别小于10％、介于10-90％之间、大于90％，则可以将被检测到的谷穗的状态确定为已脱粒、部分未脱粒或未脱粒。未脱粒或部分未脱粒穗的数量例如可以按每幅图像、每组图像(例如10或100幅图像)或按照预定时间跨度进行计数。可以确定未脱粒和/或部分已脱粒的谷穗的百分比来代替数量。

正如发明人所观察到的，可使用根据本发明的方法检测的在所拍摄的图像中发现的大量未脱粒或部分未脱粒穗，充分证明脱粒过程不够强劲。已经发现可以对这些穗量进行高度可靠的估计，特别是在收获诸如玉米、向日葵、大豆和其他豆类之类的大粒谷粒作物时尤其如此。

可以从所拍摄的图像导出的谷穗的另一种物理特性是被检测到的谷穗的尺寸特征，例如其形状、长度或宽度。当脱粒系统过于强劲时，它不仅将谷粒与穗分离，而且还可能破坏谷粒和穗。除此之外，越强劲的脱粒会导致越高的功耗和越多的机器磨损。

断穗一般在形状、长度和/或宽度上与未断穗不同。根据本发明的实施例，可以通过分析被检测到的谷穗的这种尺寸特征来检测过度脱粒。然后可以根据例如被检测到的谷穗的长度分布来控制脱粒系统的操作设置。可以将被检测到的谷穗的长度或长度分布与正在收获的特定作物或作物品种的已知常见长度或长度分布进行比较。作为选择，可将谷穗长度或长度分布与预定的用户定义值或从先前收获或同一农田的不同部分获取的数据进行比较。穗宽度可以以类似的方式处理。通过分析所检测到的穗的长度和宽度，可以获得更好的结果。例如可以通过将每个所检测到的穗归类到多个不同的预定形状类别之一来考虑所检测到的穗的所检测到的形状。然后可以使用穗计数在不同类别中的所测量分布来估计断穗量或百分比。

可以根据被检测到的谷穗的导出物理特性进行调节的操作设置例如是脱粒转子或脱粒滚筒的外半径与相对的脱粒凹板的内表面之间的凹板间隙、脱粒凹板的凹板孔、脱粒转子或脱粒滚筒的转速、转子叶片在转子上方的转子笼中的定向、脱粒元件在转子上的定向或转子凹板的元件的配置。通过这样的调节，可以调节脱粒过程以增加或降低脱粒强度，来防止谷粒损失和破碎，同时降低收割机的能耗。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于农用收割机的脱粒系统。该脱粒系统包括至少一个脱粒转子或脱粒滚筒、脱粒机摄像机和控制器。所述至少一个脱粒转子或脱粒滚筒与相对的脱粒凹板平行地协同布置。所述脱粒机摄像机被布置在至少一个脱粒转子或脱粒滚筒的下游，用于拍摄作物流的图像。所述控制器可操作地联接到脱粒机摄像机并且被配置为从脱粒机摄像机接收所拍摄的图像，以处理图像来检测其中的谷穗，并从中导出所检测到的谷穗的至少一种物理特性。所述控制器还被配置为根据所导出的至少一种物理特性来控制脱粒系统的操作设置。

根据本发明的又一方面，提供了一种具有这种脱粒系统的农用收割机。该农用收割机可以是联合收割机，其还包括：残茬切碎机，用于切碎从脱粒系统接收到的作物残茬；以及切碎机摄像机，用于监测离开残茬切碎机的已切碎作物残茬。所述切碎机摄像机和脱粒机摄像机可以共用一公共外壳，所述公共外壳被安装成使来自脱粒系统并绕过残茬切碎机的作物残茬流通过脱粒机摄像机的视野。这样的双视野摄像机带来的好处是，无需太多额外的努力即可安装。在许多联合收割机中，用户可以选择以切碎模式或非切碎模式来操作收割机。通常，当在非切碎模式下运行时，为作物残茬提供一条绕过切碎机的单独路线。通过将公共外壳安装在针对不同操作模式的相应作物流路经之间的位置上，只需安装一个摄像机外壳，并且收割机的监测和控制系统可以轻松地在两种模式之间切换。

作为选择，脱粒机摄像机可移动地安装成使得它可在切碎机模式或脱粒机模式下操作，所述切碎机模式用于监测离开残茬切碎机的已切碎作物残茬，而在脱粒机模式下来自脱粒系统并绕过残茬切碎机的作物残茬流通过脱粒机摄像机的视野。在这样的实施例中，仍然只需要安装一个摄像机外壳，并且由于只需要一个摄像机而不是两个摄像机，因此可以降低成本。摄像机在其切碎机模式和脱粒机模式位置和/或定向之间的移动例如可以涉及摄像机及其外壳的旋转和/或滑动运动，或者与第一安装位置分离然后重新附接到第二安装位置。可选地，提供一种摄像机致动器，其被配置为在切碎机模式和脱粒机模式位置和/或定向之间移动脱粒机摄像机。

在其他农用收割机中，作物残茬流在切碎和非切碎模式下沿着相同的路径。在非切碎模式中，缩回一把或多把逆向刀并且作物残茬移动通过切碎机而不被切碎。在这种收割机中，同一摄像机可用于在切碎模式下监测切碎质量，而在非切碎模式下监测脱粒质量。

附图说明

现在将参照附图以示例的方式描述本发明的实施例，在附图中：

图1示意性地示出了可以有利地使用本发明的联合收割机；

图2示意性地示出了根据本发明的实施例的脱粒控制系统；

图3示出了可以由脱粒控制系统的摄像机拍摄到的图像的示例；

图4示意性地示出了本发明的实施例；

图5a和5b示意性地示出了用于本发明的具有摄像机的切碎机和撒布机总成的部分横截面；以及

图6a和6b示意性地示出了用于本发明的具有不同摄像机的切碎机和撒布机总成的部分横截面。

具体实施方式

图1示出了联合收割机10形式的农用收割机，其包括底盘12、地面接合轮14、16、收割台18、进给器外壳20、操作员驾驶室22、脱粒分离系统或总成24、清洁系统26、谷粒箱28和卸载管或传送机30。卸载传送机30图示为卸载螺旋输送机，但也可以配置为带式传送机、链式提升机等。

前轮14是大型浮动式车轮，后轮16是较小型的可转向轮。动力通过柴油发动机32和变速器(未示出)形式的动力源选择性地施加到前轮14。尽管联合收割机10被示出为包括轮子，但联合收割机可以包括如全履带或半履带车辆中那样的履带。

收割台18安装在联合收割机10的前部，并且包括用于在联合收割机10向前移动期间将作物从农田中割下的切刀杆34。可旋转的卷轴36将作物进给到收割台18，双螺旋输送机38从每一侧横向向内朝向进给器外壳20进给已切断的作物。进给器外壳20将已切断的作物传送到脱粒分离系统24，并且可以使用适当的致动器，例如液压缸(未示出)选择性地垂直移动。

脱粒分离系统24是轴流式的，通常包括转子40，该转子40至少部分地被相应的穿孔凹板42包围并且可在其内部旋转。通过转子40在凹板42内的旋转来脱粒和分离割下来的作物，并从联合收割机10的后部排出较大的组成部分，例如秸秆、叶子等。通过凹板42的穿孔排出包括谷粒和非谷粒作物材料在内的作物材料的较小组成部分，包括比谷粒轻的颗粒，例如谷壳、灰尘和秸秆。注意，虽然这里所示的实施例使用脱粒转子40，但是本发明同样适用于使用横向安装的脱粒滚筒的所谓传统联合收割机，或使用脱粒滚筒和转子组合的混合式联合收割机。

已经被脱粒分离系统24分离的谷粒落到谷粒盘44上并被传送到清洁系统26。清洁系统26可以包括可选的预清洁筛子46、上筛子48(也称为谷壳筛)、下筛子50(也称为清洁筛)和清洁风扇52。筛子46、48、50上的谷粒经受风扇(该风扇提供通过筛子的气流)的清洁作用，通过使该种气载材料从联合收割机10的秸秆罩54中排出以从谷粒中去除谷壳和其他杂质(例如灰尘)。谷粒盘44和预清洁筛子46沿前后方向摆动以将谷粒和较细的非谷粒作物材料输送到上筛子48的上表面。上筛子48和下筛子50相对于彼此垂直布置，并且同样沿前后方向摆动以将谷粒撒布在整个筛子48、50上，同时允许干净的谷粒在重力作用下通过筛子48、50的孔。

干净的谷粒落入一个横向放置在下筛子50下方和前面的干净谷粒螺旋输送机56。干净谷粒螺旋输送机50从每个筛子48、50和清洁系统26的底部盘58接收干净谷粒。干净谷粒螺旋输送机56将干净谷粒横向传送到通常垂直布置的谷粒提升机60以输送到谷粒箱28。来自清洁系统26的残渣落入残渣螺旋输送机槽62。通过残渣螺旋输送机64和返回螺旋输送机66将残渣输送清洗系统26的上游端，以进行重复清洗动作。谷粒箱28底部的横向螺旋输送机68将谷粒箱28内的干净谷粒传送到卸载螺旋输送机30，以便从联合收割机10排出。

作物残茬处理系统70集成在联合收割机10的后部。更具体地，在所描述的示例中，作物残茬处理系统70的切碎机装置72安装到联合收割机10的秸秆罩54上，并位于垂直定向的秸秆谷壳撒布机74上方。注意，作物残茬处理系统可以位于联合收割机内的不同位置，但定位成在谷粒已经被脱粒分离系统去除后，它可以接收谷粒以外的材料(MOG)。残茬撒布机74可以接收两股作物残茬流：一股流来自秸秆切碎机72，另一股流来自清洁系统26。残茬撒布机74在整个联合收割机10后面的收割宽度上排出非谷粒作物材料或残茬。在切碎机72上方安放一扇门，该门可以移动，以将残茬转移到切碎机72，然后转移到撒布机74，或者将残茬跨越切碎机72转移到撒布机74，而不进行切碎。

图2示意性地示出了根据本发明的实施例的脱粒控制系统200。该控制系统包括控制器110，控制器110联接到摄像机80，用于从摄像机接收作物流的图像。该图像是在脱粒系统24的下游拍摄的。此处所示的脱粒系统24具有单个脱粒转子40，并且部分地被相应的半圆形穿孔凹板42包围并且可在其内部旋转。除此之外，转子40可以用一半圆形转子盖(未示出)覆盖，该转子盖可以包括转子叶片，用于引导作物材料沿其路径(从左到右)螺旋上升通过脱粒转子40和脱粒凹板42之间的小间隙。要注意的是，虽然示出了单个脱粒转子40，但联合收割机10可使用多个转子40，本发明同样适用于使用横向安装的脱粒滚筒的所谓传统联合收割机，或使用脱粒滚筒和转子组合的混合式联合收割机。

摄像机80安装在转子40的下游，优选安装在脱粒转子40和残茬撒布机74之间的某处，以便其在经过脱粒转子40之后能够很好地观察作物材料。如下面将参考图5a和5b更详细地解释的那样，可以通过致动器85调节摄像机80的位置和/或定向。

脱粒强度取决于许多不同的方面，例如转子40和凹板42之间的间隙大小、脱粒元件在转子表面上的几何形状、凹板格栅的几何形状、转子40的旋转速度以及附接到转子盖(如果有的话)内侧的转子叶片的几何形状和定向。脱粒系统的这些操作参数中的大多数在收割时是可调节的，虽然图2仅示出了用于共同调节转子40和凹板42之间的间隙的两个致动器120，但可以配备额外的致动器用于调节例如转子叶片和凹板格栅。转子40的驱动机构可以包括用于调节转速的变速器。所有这些调节都由控制器110控制，该控制器110可以是更大型的联合收割机控制系统的一部分。此外，可以以不同的方式调节脱粒强度。根据由多个输入信号限定的情况，控制器110例如可以决定调节转子40和凹板42之间的间隙、转子速度或两者。

正如发明人所观察到的，在所拍摄的图像中发现的大量未脱粒或部分未脱粒穗，证明脱粒过程不够强劲。已经发现可以对这些量进行高度可靠的估计，特别是在收获大粒谷粒作物(例如玉米、向日葵、大豆和其他豆类)时尤其如此。图3示出了可以由脱粒控制系统200的摄像机80拍摄的图像的示例。该图像是由摄像机在收割玉米时拍摄的。玉米的一个优点是玉米芯和玉米粒都相对较大，并且可以很好地与来自转子的作物残茬流中的秸秆叶和其他作物材料区分开来。

从该图像的右侧可以看出，该图像示出了未脱粒玉米芯。使用经过精确调整的经典图像识别算法，可以检测未脱粒穗并将它们与完全或部分未脱粒穗区分开来。此外，还可以计数仍附着在玉米芯上的玉米粒数量。可选地，附着的玉米粒数量与检测到的玉米芯长度有关。这样的信息例如可以用于区分部分未脱粒穗的不同类别。作为选择，为每个所检测到的穗分配一个脱粒评分，该评分介于0和1之间，0分表示完全脱粒，而1分表示完全未脱粒。使用训练有素的机器学习算法，甚至可以获得更好的结果。未脱粒或部分未脱粒穗的数量例如可以按每幅图像、每组图像(例如10或100幅图像)或按照预定的时间跨度来进行计数。可以确定未脱粒和/或部分脱粒的谷穗的百分比来代替数量。

基于例如(部分)未脱粒穗的数量或百分比，控制器可以决定损失的谷粒量太高并且需要更强劲的脱粒动作。这例如可以通过减小脱粒转子40和凹板42之间的间隙来完成。当决定是否需要更强劲的脱粒时，还可以考虑其他输入项，例如用户偏好、作物类型和功耗。

可以从所拍摄的图像中导出谷穗的另一种物理特性是被检测到的谷穗的长度或直径。当脱粒系统24过于强劲时，它不仅将谷粒与穗分离，而且还可能破坏谷粒以及穗。除此而外，越强劲的脱粒动作会导致越高的功耗和更多的机器磨损。因此，在可能的情况下，希望降低脱粒强度。根据本发明的实施例，可以通过分析被检测到的谷穗的长度来检测过度脱粒。然后可以根据例如被检测到的谷穗的长度分布来控制脱粒系统24的操作设置。可以将被检测到的谷穗的长度或长度分布与正在收获的特定作物或作物品种的已知常见长度或长度分布进行比较。作为选择，可将谷穗长度或长度分布与预定的用户定义值或从先前收获或同一农田的不同部分获取的数据进行比较。可将检测到的谷穗的直径测量值用作调整凹板孔的输入项(即脱粒凹板42中穿孔的直径)，以确保已脱粒或未脱粒的谷穗不会进入脱粒凹板42下方的清洁过程中。

可以从所拍摄的图像导出的被检测到的谷穗的另一种相关物理特性是谷穗的颜色。并非所有不同类型的谷穗都同样容易折断。例如，具有白色玉米芯的玉米品种的芯往往比具有红色玉米芯的玉米品种更容易折断。因此，该控制系统可以被配置为在决定如何对检测到的破碎玉米芯的某个量作出反应时考虑谷穗的颜色。绿豆豆荚可能表明豆荚尚未脱粒。即使在拍摄的图像中可能无法检测到实际的豆荚，但检测到的豆荚颜色可以作为需要增加脱粒强度的指示。

值得注意的是，折断的谷穗和未脱粒穗可能同时出现。控制器110可以使用多个输入项和复杂的算法来决定是增加还是减少脱粒强度。脱粒强度可以通过多种不同的方式进行调整，所有方式对脱粒过程的影响都略有不同。例如，可以通过增加脱粒转子40或脱粒滚筒的转速、通过减小凹板间隙或通过调节转子叶片、脱粒转子40上的脱粒元件或脱粒凹板42中可调式格栅的配置和/或定向来增加脱粒强度。收割机10的地面速度也通过确定在给定时间跨度内进给通过脱粒系统的作物量来影响脱粒过程和脱粒强度。当需要调节脱粒强度时，控制器110将不仅基于所被检测到的谷穗的导出物理特性，而且基于来自收割机10的其他控制系统的信息，来确定最合适的方式来进行所述调节。在一些情况下，可能优选调节脱粒系统24，同时将脱粒强度保持在大致相同的水平。例如，凹板孔可以部分闭合以避免破损的穗进入清洁系统。虽然部分闭合凹板孔通常会增加脱粒强度，但这可以通过稍微增加转子40和凹板42之间的间隙来补偿。

图6示意性地示出了根据本发明的示例性联合收割机10的一部分。在该图中示出的是具有多把旋转式甩刀75和一排固定式逆向刀73的切碎机总成72。当收获大颗粒谷粒作物，例如玉米、向日葵、大豆和其他豆类时，作物残茬并不总是在它被扔回场农田之前切碎。例如，收获玉米就通常不这样做。当不使用切碎机72时，来自脱粒系统24的作物残茬要么在联合收割机10后面直接落到农田里，要么通过撒布机74撒布在更广阔的区域里。联合收割机10可以通过简单地缩回逆向刀73来切换到所述非切碎模式。然后，作物残茬将移动通过切碎机总成72而不被切碎，而摄像机80可用于根据本发明控制脱粒过程。

图5a和5b示意性地示出了用于本发明的具有摄像机80的不同切碎机72和撒布机74总成的部分横截面。在图5a中，联合收割机10处于切碎模式，并且作物残茬流(由方框箭头表示)朝向撒布机74移动通过切碎机72。在切碎机总成72中，多个旋转式甩刀75和一排固定式逆向刀73一起将作物残茬切成小块并将它们投射到撒布机74中，而撒布机74将已切碎的作物残茬撒布在农田里。摄像机80可用于监测切碎过程。例如，关于离开切碎机72的作物材料的长度和颜色的信息可以用作控制算法的输入项，该控制算法调整切碎机速度和刀杆位置，以获得更好的切碎质量和/或更低的功耗。

在许多联合收割机10中，例如在图5a和5b所示的联合收割机中，当以非切碎模式操作时，作物残茬沿着不同的路线被引导以绕过切碎机72。在图5b中，切碎机72的这种旁路由表示在非切碎模式下的作物残茬流的方框箭头指示。现在旋转在图5a中用于监测切碎过程的摄像机80以观察从脱粒系统24经过切碎机总成72流到撒布机74的作物残茬。可以如图5b所示那样，由用户手动或通过致动器85实现这样的旋转。在替代配置中，摄像机80可能必须分离并在新的位置和/或定向上重新附接，以便在合适的位置之间切换以监测切碎或脱粒质量。

图6a和6b示意性地示出了用于本发明的具有不同摄像机81的切碎机72和撒布机74总成的部分横截面。摄像机81被实施为单个外壳，其包括两个单独的成像设备，即切碎机摄像机81a和脱粒机摄像机81b。该摄像机的安装方式使得切碎机摄像机81a可以很好地观察到由撒布机72弹出的已切碎作物残茬，而脱粒机摄像机81b可以很好地观察通过切碎机总成72并直接来自脱粒系统24的作物残茬。因此，不需要机械调节来在切碎和非切碎模式之间切换。

在图4至6中，摄像机80、81安装在切碎机72的下游。将摄像机80、81安装在脱粒转子40下游这么远的地方的一个优点是，那里的作物材料质量密度可能比刚离开转子40与凹板之间的小间隙时的密度低，这将使图像识别软件更容易准确可靠地检测所有穗以及这些穗的所有相关物理特性。

然而应注意，在摄像机80处于该位置的情况下，当联合收割机10处于切碎模式时，将很难检测到任何未脱粒穗。如果对于本发明期望最有用的作物和作物品种，通常不使用切碎机72，则这可能不会被认为是一个大问题。然而，在不背离本发明范围的情况下，参考图4和5描述的系统通过将摄像机移动到切碎机72上游的位置，可以很容易地被调整成在切碎模式下也工作。例如，摄像机可放置在切碎机入口附近、脱粒转子40的末端附近，或靠近转子40后面的秸秆搅打机，用于将作物材料沿切碎机72的方向向前移动。

Claims (15)

1.一种用于控制农用收割机(10)的脱粒系统(24)的方法，该方法包括：

使用摄像机(80、81)在脱粒系统(24)的下游拍摄作物流的图像；

处理所拍摄的图像以检测其中的谷穗，并从中导出所检测到的谷穗的至少一种物理特性；以及

根据所导出的至少一种物理特性来控制脱粒系统(24)的操作设置。

2.根据权利要求1所述的用于控制农用收割机(10)的脱粒系统(24)的方法，其中所导出的物理特性是所检测到的谷穗的已脱粒或部分未脱粒或未脱粒状态。

3.根据权利要求2所述的用于控制农用收割机(10)的脱粒系统(24)的方法，其中如果在所检测到的谷穗的所拍摄的图像中仍覆盖有谷粒的表面占整个表面的比例小于10％、介于10％与90％之间、大于90％，则将所检测到的谷穗的状态分别确定为已脱粒、部分未脱粒或未脱粒。

4.根据权利要求2和/或3所述的用于控制农用收割机(10)的脱粒系统(24)的方法，其中所述脱粒系统(24)的操作设置根据所确定的未脱粒和/或部分脱粒的谷穗的百分比来控制。

5.根据前述权利要求中任一项所述的用于控制农用收割机(10)的脱粒系统(24)的方法，其中所导出的物理特性是所检测到的谷穗的尺寸特征，优选为所检测到的谷穗的形状、长度和/或宽度。

6.根据权利要求5所述的用于控制农用收割机(10)的脱粒系统(24)的方法，其中所述脱粒系统(24)的操作设置根据所检测到的谷穗的尺寸特征的分布来控制。

7.根据前述权利要求中任一项所述的用于控制农用收割机(10)的脱粒系统(24)的方法，其中所导出的物理特性是所检测到的谷穗的颜色。

8.根据前述权利要求中任一项所述的用于控制农用收割机(10)的脱粒系统(24)的方法，其中所述受控操作设置是脱粒转子(40)或脱粒滚筒的外半径与相对的脱粒凹板(42)的内表面之间的凹板间隙、脱粒凹板(42)的凹板孔、脱粒转子(40)或脱粒滚筒的转速、转子叶片在脱粒转子(40)或脱粒滚筒上方的转子笼中的定向。

9.一种用于农用收割机(10)的脱粒系统(24)，该脱粒系统(24)包括：

至少一个脱粒转子(40)或脱粒滚筒，其与相对的脱粒凹板(42)平行地协同布置；

摄像机(80、81)，其位于所述至少一个脱粒转子(40)或脱粒滚筒的下游，用于拍摄作物流的图像；

控制器(110)，其可操作地联接到摄像机(80、81)并被配置为从摄像机(80、81)接收所拍摄的图像，

处理图像来检测其中的谷穗，并从中导出所检测到的谷穗的至少一种物理特性，优选为所检测到的谷穗的尺寸特性或颜色，

根据所导出的至少一种物理特性来控制脱粒系统(24)的操作设置。

10.根据权利要求9所述的脱粒系统(24)，还包括机械致动器(120)，其可操作地联接到所述控制器(110)并且配置为调节所述脱粒转子(40)或脱粒滚筒的外半径与相对的脱粒凹板(42)的内表面之间的间隙。

11.根据权利要求9或10所述的脱粒系统(24)，还包括速度调节器，其可操作地联接到控制器(110)并且配置为调节脱粒转子(40)或脱粒滚筒的转速。

12.一种农用收割机(10)，其包括根据权利要求9至11中任一项所述的脱粒系统(24)。

13.根据权利要求12所述的农用收割机(10)，还包括：残茬切碎机(72)，用于切碎从所述脱粒系统(24)接收到的作物残茬；以及切碎机摄像机(81)，用于监测离开残茬切碎机(72)的已切碎作物残茬，所述切碎机摄像机(81)和脱粒机摄像机(81)共用一个公共外壳，该公共外壳被安装成使得来自脱粒系统(24)并绕过残茬切碎机(72)的作物残茬流通过所述摄像机(80、81)的视野。

14.根据权利要求13所述的农用收割机(10)，其中所述摄像机(80)可移动地安装成使其能够在切碎机模式或脱粒机模式下操作，所述切碎机模式用于监测离开残茬切碎机(72)的已切碎作物残茬，而在所述脱粒机模式下来自脱粒系统(24)并绕过残茬切碎机(72)的作物残茬流通过所述摄像机(80)的视野。

15.根据权利要求14所述的脱粒系统(24)，还包括摄像机致动器(85)，其被配置为在切碎机模式和脱粒机模式位置和/或定向之间移动摄像机(80)。

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