CN117716867B - 一种刮板式联合收获机在线测产系统及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种刮板式联合收获机在线测产系统及其检测方法，其中，该方法包括获取联合收获机收割时的状态信息并获得联合收获机的实际作业面积和边界，分别获取升运器上的谷物堆积体积以计算获得谷物湿重，分别获取升运器上的堆积谷物的谷物含水率并结合谷物湿重获得谷物实际产量，根据谷物实际产量与其对应的联合收获机收割时的状态信息以及实际作业面积和边界进行匹配以获得产量分布图，该方法及系统在使用时，克服现有技术中产量计算单位大，无法反应出农田作物产量的空间变异性的问题。

Description

一种刮板式联合收获机在线测产系统及其检测方法

技术领域

本发明涉及联合收获机技术领域，具体地，涉及一种刮板式联合收获机在线测产系统及其检测方法。

背景技术

粮食是人类赖以生存的物质基础。随着人工增长、土地流失、淡水资源短缺、环境破坏等，粮食问题越发突出，提高粮食产量、保证粮食品质成为全人类关注的焦点。

合理的水、肥、种、药等物资投入是实现粮食稳产提质的重要条件，谷物产量直接反应了作物整个生长期内农资投入、田间管理的合理性，在连续农田空间上的谷物产量变化则体现了更小尺度的管理水平，这种“在空间和时间上对作物收获量的测量和地图形式下这些测量的表示”，反映了农田作物产量的空间变异性，为下一轮的精细农作提供田间管理处方作业决策。

现有的联合收获机以采用含水率在线检测方式，以结合谷物体积，得出谷物干重，并累加后可得出亩产总产量，通过在线检测含水率的方式能够减小亩产总产量的计算误差，但是得到的是亩产产量，对于产量的统计单元大，无法反应出农田作物产量的空间变异性，因此需要设计 一种刮板式联合收获机在线测产系统及其检测方法。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是克服现有技术中产量计算单位大，无法反应出农田作物产量的空间变异性，因此需要设计一种刮板式联合收获机在线测产系统及其检测方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种刮板式联合收获机在线测产检测方法，所述在线测产检测方法包括：

获取联合收获机收割时的状态信息，该状态信息包括：移动路线、移动速度、实时定位以及有效割幅；

根据所述联合收获机收割时的状态信息处理以获得联合收获机的实际作业面积和边界；

分别获取联合收获机每个升运器上的谷物堆积体积以计算获得谷物湿重；

分别获取每个升运器上的堆积谷物的谷物含水率；

利用获得的谷物湿重和对应的谷物含水率获得每个升运器上的谷物实际产量；

根据所述谷物实际产量与其对应的联合收获机收割时的状态信息以及实际作业面积和边界进行匹配以获得产量分布图。

优选地，所述分别获取联合收获机每个升运器上的谷物堆积体积包括以下步骤：

在联合收获机运行时间内，按设定时间间隔，采集各个时间段内对射式光电传感器产生的一对平行设置且朝向每个升运器上堆积谷物发射的光电信号，且所述光电信号发射端与所述光电信号接收端的对射路径与所述升运器的运行路径相垂直；所述光电信号包括：第一光电信号和第二光电信号；

根据所述第一光电信号产生的高电平时间和低电平时间以获得其对应谷物位置的第一光电信号对应的第一高度；

根据所述第二光电信号产生的高电平时间和低电平时间以获得其对应谷物位置的第二光电信号对应的第二高度；

根据第一光电信号对应的第一高度和第二光电信号对应的第二高度计算以获得对应升运器上的谷物堆积体积。

优选地，所述根据第一光电信号对应的第一高度和第二光电信号对应的第二高度计算以获得对应升运器上的谷物堆积体积步骤中利用的计算公式为：

其中，V为升运器上谷物体积；为第一光电信号对应的第一高度；/>为第二光电信号对应的第二高度；L为升运器长度；/>为升运器倾角；/>为升运器厚度；/>为升运器的宽度；/>为第一光电信号对应谷物位置到升运器前端的距离；/>为第二光电信号对应谷物位置到升运器后端的距离。

优选地，在所述根据第一光电信号对应的第一高度和第二光电信号对应的第二高度计算以获得对应升运器上的谷物堆积体积之前，所述方法还包括：

对获得第一光电信号对应的第一高度和/或第二光电信号对应的第二高度进行修正处理。

优选地，所述对获得第一光电信号对应的第一高度和/或第二光电信号对应的第二高度进行修正处理包括以下步骤：

判断第一光电信号对应的第一高度和第二光电信号对应的第二高度/>与预设的有效阈值高度/>的大小；其中，

在第一光电信号对应的第一高度和第二光电信号对应的第二高度/>均小于有效阈值高度/>时，将/>和/>分别修正为等于升运器厚度/>；

在</>*0.9时，将/>修正为/>=/>*/>//>；

以修正后的第一光电信号对应的第一高度和修正后的第二光电信号对应的第二高度/>来计算以获得对应升运器上的谷物堆积体积；其中，

；/>为预设的阈值系数；/>为相邻的上一个升运器在第一光电信号对应的第一高度；/>为相邻的上一个升运器在第二光电信号对应的第二高度。

优选地，所述分别获取每个升运器上的堆积谷物的谷物含水率包括以下步骤：

分别获取谷物经过联合收获机的升运器时的电压信号和环境温度信号；

根据获取的电压信号和环境温度信号分别处理以获得对应的电压参数和环境温度参数；

利用获得的电压参数和环境温度参数计算以获得谷物的含水率；其中，获得谷物的含水率的计算公式为：

H=(2.8897-0.0005u) ×25/T

其中，H为谷物的含水率，T为环境温度参数，u为电压参数。

优选地，所述方法还包括：

将所述各时间段内的谷物实际产量、联合收获机的有效割幅、联合收获机的移动路线以及产量分布图发送至可视化设备显示。

一种刮板式联合收获机在线测产检测系统，所述系统包括：

状态获取模块，用于获取联合收获机收割时的状态信息，该状态信息包括：移动路线、移动速度、实时定位以及有效割幅；

处理模块，用于根据所述联合收获机收割时的状态信息处理以获得联合收获机的实际作业面积和边界；

谷物体积获取模块，用于分别获取联合收获机每个升运器上的谷物堆积体积；

计算模块，用于根据获取联合收获机每个升运器上的谷物堆积体积计算获得谷物湿重；

谷物含水率获取模块，用于分别获取每个升运器上的堆积谷物的谷物含水率；

谷物实际产量获取模块，用于利用获得的谷物湿重和对应的谷物含水率获得每个升运器上的谷物实际产量；

产量分布图获取模块，用于根据所述谷物实际产量与其对应的联合收获机收割时的状态信息以及实际作业面积和边界进行匹配以获得产量分布图。

优选地，所述系统还包括：

修正模块，用于对获得第一光电信号对应的第一高度和/或第二光电信号对应的第二高度进行修正处理；其中，

在第一光电信号对应的第一高度和第二光电信号对应的第二高度/>均小于预设的有效阈值高度/>时，将/>和/>分别修正为等于升运器厚度/>；

在</>*0.9时，将/>修正为/>=/>*/>//>；

其中，；/>为预设的阈值系数；/>为相邻的上一个升运器在第一光电信号对应的第一高度；/>为相邻的上一个升运器在第二光电信号对应的第二高度。

优选地，所述谷物体积获取模块包括：

对射式光电传感器，用于朝向与其对应的升运器上堆积谷物发射至少一对光电信号，且所述光电信号发射端与所述光电信号接收端的对射路径与所述升运器的运行路径相垂直；所述光电信号包括：第一光电信号和第二光电信号，

第一光电信号处理模块，用于根据所述第一光电信号产生的高电平时间和低电平时间以获得其对应谷物位置的第一光电信号对应的第一高度；

第二光电信号处理模块，用于根据所述第二光电信号产生的高电平时间和低电平时间以获得其对应谷物位置的第二光电信号对应的第二高度；

谷物体积计算模块，用于根据第一光电信号对应的第一高度和第二光电信号对应的第二高度计算以获得对应升运器上的谷物堆积体积；其中，

所述谷物体积计算模块利用的计算公式为：

其中，V为升运器上谷物体积；为第一光电信号对应的第一高度；/>为第二光电信号对应的第二高度；L为升运器长度；/>为升运器倾角；/>为升运器厚度；/>为升运器的宽度；/>为第一光电信号对应谷物位置到升运器前端的距离；/>为第二光电信号对应谷物位置到升运器后端的距离。

根据上述技术方案，本发明提供的一种刮板式联合收获机在线测产系统及其检测方法，其相比现有技术的有益技术效果为：其一，本发明能够得到产量分布图，是将每个升运器上的谷物实际产量与联合收获机的状态信息相匹配，能够得到详细的产量分布图，从而对农田作物产量的空间变异性进行研究，为下一轮的精细农作提供田间管理处方作业决策；

其二，联合收获机的状态信息包括移动路线、移动速度、实时定位以及有效割幅，即联合收获机可任意行驶，适用于在不规则形状土地进行使用，也降低了联合收获机的驾驶难度。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明；而且本发明中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明提供的一种刮板式联合收获机在线测产检测方法的流程图；

图2是本发明提供的一种刮板式联合收获机在线测产检测方法的测产原理图一；

图3是本发明提供的一种刮板式联合收获机在线测产检测方法的测产原理图二；

图4是本发明提供的一种刮板式联合收获机在线测产检测系统的结构框图；

图5是本发明提供的一种刮板式联合收获机在线测产检测方法的有效割幅的测量原理图。

附图标记说明

1，状态获取模块；2，处理模块；3，谷物体积获取模块；4，计算模块；5，谷物含水率获取模块；6，谷物实际产量获取模块；7，产量分布图获取模块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图1所示，本发明提供一种刮板式联合收获机在线测产检测方法，所述在线测产检测方法包括：

步骤S101：获取联合收获机收割时的状态信息，该状态信息包括：移动路线、移动速度、实时定位以及有效割幅；

步骤S102：根据所述联合收获机收割时的状态信息处理以获得联合收获机的实际作业面积和边界；

步骤S103：分别获取联合收获机每个升运器上的谷物堆积体积以计算获得谷物湿重；

步骤S104：分别获取每个升运器上的堆积谷物的谷物含水率；

步骤S105：利用获得的谷物湿重和对应的谷物含水率获得每个升运器上的谷物实际产量；

步骤S106：根据所述谷物实际产量与其对应的联合收获机收割时的状态信息以及实际作业面积和边界进行匹配以获得产量分布图。

如图1所示，在上述方案中，通过卫星定位系统获取联合收获机的移动路线、移动速度和实时定位，通过割幅检测传感器获取联合收获机的有效割幅，通过获取的状态信息可以获得联合收获机的实际作业面积和边界；根据谷物容重，获得联合收获机上对应升运器上的谷物堆积体积，从而获得谷物湿重，再获取每个升运器上的堆积谷物的谷物含水率，根据谷物湿重和谷物含水率获取每个升运器上的谷物实际产量，根据所述谷物实际产量与其对应的联合收获机收割时的状态信息以及实际作业面积和边界进行匹配以获得产量分布图。

将每个升运器上的谷物实际产量进行累计后，能够获得实际作业面积内的谷物总产量。

如图5所示，通过割幅传感器可获得联合收获机的有效割幅，在联合收获机的割台两侧均安装有测距传感器，分别与第一测距传感器和第二测距传感器，有效割幅的计算公式为：

W=W_m-W₁-W₂

其中，W为联合收获机的有效割幅；W_m为联合收获机的割台幅宽；W₁为第一测距传感器与谷物之间的距离；W₂为第二测距传感器与谷物之间的距离。

获取每个升运器上的谷物堆积体积和谷物含水率，以减小获得的谷物实际产量的误差，为研究人员提供更加精确的数值，现有技术中都是用固定的含水率数值进行计算，会导致误差大，并且根据获取的产量分布图，得到实际作业面积内每个单元内谷物实际产量，从而为人员提供数据。

所述分别获取联合收获机每个升运器上的谷物堆积体积包括以下步骤：

步骤S1031：在联合收获机运行时间内，按设定时间间隔，采集各个时间段内对射式光电传感器产生的一对平行设置且朝向每个升运器上堆积谷物发射的光电信号，且所述光电信号发射端与所述光电信号接收端的对射路径与所述升运器的运行路径相垂直；所述光电信号包括：第一光电信号和第二光电信号；

步骤S1032：根据所述第一光电信号产生的高电平时间和低电平时间以获得其对应谷物位置的第一光电信号对应的第一高度；

步骤S1033：根据所述第二光电信号产生的高电平时间和低电平时间以获得其对应谷物位置的第二光电信号对应的第二高度；

步骤S1034：根据第一光电信号对应的第一高度和第二光电信号对应的第二高度计算以获得对应升运器上的谷物堆积体积。

如图2和图3所示，在上述技术方案中，对射式光电传感器的发射端和接收端分别位于升运器的两侧，在升运器向上移动时，升运器和堆积的谷物会遮挡光电信号，有遮挡物挡住光电信号时，处于高电平时间；在无遮挡物时，接收端能够接收到光电信号，处于低电平时间。

通过第一光电信号的高电平时间和低电平时间，即能够得到升运器和堆积谷物遮挡第一光电信号的时间，再根据升运器的速度获得其对应谷物位置的第一光电信号对应的第一高度；通过第二光电信号的高电平时间和低电平时间，即能够得到升运器和堆积谷物遮挡第二光电信号的时间，再根据升运器的速度获得其对应谷物位置的第二光电信号对应的第二高度。

通过对射式光电传感器发生的光电信号数量越多，测得升运器上堆积谷物在不同位置的高度的位置越多，对堆积谷物的计算误差越小。

所述根据第一光电信号对应的第一高度和第二光电信号对应的第二高度计算以获得对应升运器上的谷物堆积体积步骤中利用的计算公式为：

其中，V为升运器上谷物体积；为第一光电信号对应的第一高度；/>为第二光电信号对应的第二高度；L为升运器长度；/>为升运器倾角；/>为升运器厚度；/>为升运器的宽度；/>为第一光电信号对应谷物位置到升运器前端的距离；/>为第二光电信号对应谷物位置到升运器后端的距离。

如图2和图3所示，堆积谷物的截面分为一个三角形和两个直角梯形，在进行计算时，需要减去升运器所占面积，再将得出的截面面积结合升运器的宽度得出谷物堆积体积。

当时，谷物堆积体积的计算公式为：

升运器静止下的谷物堆积形状固定不发生变化，当向上运动时谷物处于超重状态，谷物在升运器边缘受重力、升运器支撑力等因素影响，相互作用力增加谷物紧实度增加、同时由于惯性部分谷物跌落，所以整体会出现一定程度的坍塌。若运动过程中无机械振动，则其坍塌形状也基本稳定，但实际作业过程中受收获机行走、作业、传动的机械振动影响，会造成谷物进一步的震动坍塌；

在升运器低速提升时，谷物易产生共振导致大量坍塌或坍塌不稳定，但是在升运器速度达到一定程度时，固有机械振动对谷堆形状影响很小，因此在当升运器速度在一定范围内，忽略振动对谷物堆积坍塌的影响作用。

在所述根据第一光电信号对应的第一高度和第二光电信号对应的第二高度计算以获得对应升运器上的谷物堆积体积之前，所述方法还包括：

步骤S201：对获得第一光电信号对应的第一高度和/或第二光电信号对应的第二高度进行修正处理。

在联合收获机的收割过程中，会有一些秸秆等异物也会进入升运器中，因此在计算谷物堆积体积之前，对获得第一光电信号对应的第一高度和/或第二光电信号对应的第二高度进行修正处理，减小数据的误差。

所述对获得第一光电信号对应的第一高度和/或第二光电信号对应的第二高度进行修正处理包括以下步骤：

判断第一光电信号对应的第一高度和第二光电信号对应的第二高度/>与预设的有效阈值高度/>的大小；其中，

在第一光电信号对应的第一高度和第二光电信号对应的第二高度/>均小于有效阈值高度/>时，将/>和/>分别修正为等于升运器厚度/>；

在</>*0.9时，将/>修正为/>=/>*/>//>；

以修正后的第一光电信号对应的第一高度和修正后的第二光电信号对应的第二高度/>来计算以获得对应升运器上的谷物堆积体积；其中，

；/>为预设的阈值系数；/>为相邻的上一个升运器在第一光电信号对应的第一高度；/>为相邻的上一个升运器在第二光电信号对应的第二高度。

在升运器正常运输谷物时，必大于/>，因此在/>大于/>时，数值无需进行修正；

在第一光电信号对应的第一高度和第二光电信号对应的第二高度/>均小于有效阈值高度/>时，说明此时升运器上只有一些秸秆等杂质，并无谷物，因此将/>和/>分别修正为等于升运器厚度/>，即谷物堆积体积为0；

在</>*0.9时，说明堆积的谷物上秸秆等杂质，影响了/>的数值，因此通过相邻上方升运器的测量数值来对本升运器的/>进行修正，以减小秸秆等杂质造成的影响。

所述分别获取每个升运器上的堆积谷物的谷物含水率包括以下步骤：

步骤S1041：分别获取谷物经过联合收获机的升运器时的电压信号和环境温度信号；

步骤S1042：根据获取的电压信号和环境温度信号分别处理以获得对应的电压参数和环境温度参数；

步骤S1043：利用获得的电压参数和环境温度参数计算以获得谷物的含水率；其中，获得谷物的含水率的计算公式为：

H=(2.8897-0.0005u) ×25/T

其中，H为谷物的含水率，T为环境温度参数，u为电压参数。

检测信号由一个固定极板安装于升运器外壁并与升运器构成一对电极，检测信号的另一路则由多个可调电容组成，当没有谷物填充时通过调节可调电容“校零”，即使电路输出电压为0，即可进行谷物含水率的在线检测，检测输出电压与谷物含水率正相关。

因此，该联合收获机能够实时检测出谷物的电压信号和环境温度信号以及时获得谷物的含水率，在整个检测过程中，不会破坏到谷物的完整性，而且不会受外界因素的干扰，提高了检测谷物含水率的准确度。

所述方法还包括：

将所述各时间段内的谷物实际产量、联合收获机的有效割幅、联合收获机的移动路线以及产量分布图发送至可视化设备显示。

研究人员可通过可视化设备显示实时查看数据，可视化设备为现有成熟技术。

根据相邻检测数据惯性连续不可突变，在开始采集一定量相对稳定的数据后，开启异常数据检测判断，用当前检测值mi 与该值的前一个值mi-1进行比较，两者差值的绝对值不大于设定阈值则认为有效即|mi - mi-1|≤Δm，其中Δm=δ * mi-1，δ由系统设定，初步范围为[0~0.5]，建议设置为0.3，反之认为是异常数据。

对每个采集数据都就进行数据异常监控，并在可视化设备上对异常数据进行标示。

如图4所示，本发明还提供了一种刮板式联合收获机在线测产检测系统，所述系统包括：

状态获取模块1，用于获取联合收获机收割时的状态信息，该状态信息包括：移动路线、移动速度、实时定位以及有效割幅；

处理模块2，用于根据所述联合收获机收割时的状态信息处理以获得联合收获机的实际作业面积和边界；

谷物体积获取模块3，用于分别获取联合收获机每个升运器上的谷物堆积体积；

计算模块4，用于根据获取联合收获机每个升运器上的谷物堆积体积计算获得谷物湿重；

谷物含水率获取模块5，用于分别获取每个升运器上的堆积谷物的谷物含水率；

谷物实际产量获取模块6，用于利用获得的谷物湿重和对应的谷物含水率获得每个升运器上的谷物实际产量；

产量分布图获取模块7，用于根据所述谷物实际产量与其对应的联合收获机收割时的状态信息以及实际作业面积和边界进行匹配以获得产量分布图。

如图4所示，状态获取模块1包括卫星定位系统、安装在联合收获机上的测速系统和安装在连接收获机割台上的测距传感器，可以获得联合收获机的移动路线、移动速度、实时定位以及有效割幅。

谷物体积获取模块3包括对射式光电传感器，对射式光电传感器的发射端和接收端分别位于升运器的两侧，在升运器通过发射端和接收端时会挡住光电信号，通过光电信号被遮挡的时间和升运器的速度获得升运器和堆积谷物在对应位置的高度。

计算模块4能够根据每个升运器上谷物堆积体积获得谷物湿重。

谷物含水率获取模块5包括装配在升运器外壁的固定极板以及若干个可调电容；所述固定极板和升运器构成一对电极，从而用于获取电压信号；所述可调电容用于进行校零处理。

谷物实际产量获取模块6，用于利用获得的谷物湿重和对应的谷物含水率获得每个升运器上的谷物实际产量；产量分布图获取模块7，用于根据所述谷物实际产量与其对应的联合收获机收割时的状态信息以及实际作业面积和边界进行匹配以获得产量分布图。

所述系统还包括：

修正模块，用于对获得第一光电信号对应的第一高度和/或第二光电信号对应的第二高度进行修正处理；其中，

在第一光电信号对应的第一高度和第二光电信号对应的第二高度/>均小于预设的有效阈值高度/>时，将/>和/>分别修正为等于升运器厚度/>；

在</>*0.9时，将/>修正为/>=/>*/>//>；

其中，

；/>为预设的阈值系数；/>为相邻的上一个升运器在第一光电信号对应的第一高度；/>为相邻的上一个升运器在第二光电信号对应的第二高度。

通过修正模块能够对获取到的第一光电信号对应的第一高度和第二光电信号对应的第二高度/>进行修正，以减小数据的误差，提高数据的准确度。

所述谷物体积获取模块3包括：

对射式光电传感器，用于朝向与其对应的升运器上堆积谷物发射至少一对光电信号，且所述光电信号发射端与所述光电信号接收端的对射路径与所述升运器的运行路径相垂直；所述光电信号包括：第一光电信号和第二光电信号，

第一光电信号处理模块，用于根据所述第一光电信号产生的高电平时间和低电平时间以获得其对应谷物位置的第一光电信号对应的第一高度；

第二光电信号处理模块，用于根据所述第二光电信号产生的高电平时间和低电平时间以获得其对应谷物位置的第二光电信号对应的第二高度；

谷物体积计算模块，用于根据第一光电信号对应的第一高度和第二光电信号对应的第二高度计算以获得对应升运器上的谷物堆积体积；其中，

所述谷物体积计算模块利用的计算公式为：

其中，V为升运器上谷物体积；为第一光电信号对应的第一高度；/>为第二光电信号对应的第二高度；L为升运器长度；/>为升运器倾角；/>为升运器厚度；/>为升运器的宽度；/>为第一光电信号对应谷物位置到升运器前端的距离；/>为第二光电信号对应谷物位置到升运器后端的距离。

对射式光电传感器发生的光电信号分别用于测量升运器不同位置通过所用时间，结合升运器的速度，从而得出第一光电信号对应的第一高度和第二光电信号对应的第二高度，获得谷物堆积体积，由于对射式光电传感器输出的信号为无规则电平信号，为实现无规则电平信号的准确采样处理，本文采用STM32F103CxT6系列32位MCU为处理核心进行测产控制开发，配置两个定时器对两路光电输出信号进行捕获采样，两个定时器分别为第一定时器CH1和第二定时器CH2。

在对射式光电传感器实时安装时，可将第一光电信号和第二光电信号对准升运器的等分点，时，此时谷物堆积体积的计算公式为：

；

综上所述，本发明提供的刮板式联合收获机在线测产系统及其检测方法在使用时，将升运器上的谷物实际产量与联合收获机的状态信息相结合，得到产量分布图，并且以升运器上的谷物实际产量进行匹配，能够得到详细的产量分布图，克服现有技术中产量计算单位大的问题，从而对农田作物产量的空间变异性进行研究，为下一轮的精细农作提供田间管理处方作业决策；

状态获取模块1能够获取联合收获机的移动路线、移动速度、实时定位以及有效割幅，即联合收获机可任意行驶，适用于在不规则形状土地进行使用，也降低了联合收获机的驾驶难度；

修正模块能对获得第一光电信号对应的第一高度和/或第二光电信号对应的第二高度进行修正处理，能够减小秸秆等杂物对谷物堆积体积计算的影响，提高数据的准确度；

谷物含水率获取模块5能够对每个升运器上的堆积谷物都进行含水率测试，以减小谷物实际产量的误差，提高数据的准确度。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (4)

1.一种刮板式联合收获机在线测产检测方法，其特征在于，所述在线测产检测方法包括：

获取联合收获机收割时的状态信息，该状态信息包括：移动路线、移动速度、实时定位以及有效割幅；

根据所述联合收获机收割时的状态信息处理以获得联合收获机的实际作业面积和边界；

分别获取联合收获机每个升运器上的谷物堆积体积以计算获得谷物湿重；

分别获取每个升运器上的堆积谷物的谷物含水率；

利用获得的谷物湿重和对应的谷物含水率获得每个升运器上的谷物实际产量；

根据所述谷物实际产量与其对应的联合收获机收割时的状态信息以及实际作业面积和边界进行匹配以获得产量分布图；

所述分别获取联合收获机每个升运器上的谷物堆积体积包括以下步骤：

在联合收获机运行时间内，按设定时间间隔，采集各个时间段内对射式光电传感器产生的一对平行设置且朝向每个升运器上堆积谷物发射的光电信号，且所述光电信号发射端与所述光电信号接收端的对射路径与所述升运器的运行路径相垂直；所述光电信号包括：第一光电信号和第二光电信号；

根据所述第一光电信号产生的高电平时间和低电平时间以获得其对应谷物位置的第一光电信号对应的第一高度；

根据所述第二光电信号产生的高电平时间和低电平时间以获得其对应谷物位置的第二光电信号对应的第二高度；

根据第一光电信号对应的第一高度和第二光电信号对应的第二高度计算以获得对应升运器上的谷物堆积体积；

所述根据第一光电信号对应的第一高度和第二光电信号对应的第二高度计算以获得对应升运器上的谷物堆积体积的步骤中利用的计算公式为：

其中，V为升运器上谷物体积；为第一光电信号对应的第一高度；/>为第二光电信号对应的第二高度；L为升运器长度；/>为升运器倾角；/>为升运器厚度；/>为升运器的宽度；/>为第一光电信号对应谷物位置到升运器前端的距离；/>为第二光电信号对应谷物位置到升运器后端的距离；

在所述根据第一光电信号对应的第一高度和第二光电信号对应的第二高度计算以获得对应升运器上的谷物堆积体积之前，所述方法还包括：

对获得第一光电信号对应的第一高度和/或第二光电信号对应的第二高度进行修正处理；

所述对获得第一光电信号对应的第一高度和/或第二光电信号对应的第二高度进行修正处理包括以下步骤：

判断第一光电信号对应的第一高度和第二光电信号对应的第二高度/>与预设的有效阈值高度/>的大小；其中，

在第一光电信号对应的第一高度和第二光电信号对应的第二高度/>均小于有效阈值高度/>时，将/>和/>分别修正为等于升运器厚度/>；

在时，将/>修正为/>；

以修正后的第一光电信号对应的第一高度和修正后的第二光电信号对应的第二高度/>来计算以获得对应升运器上的谷物堆积体积；其中，

；/>为预设的阈值系数；/>为相邻的上一个升运器在第一光电信号对应的第一高度；/>为相邻的上一个升运器在第二光电信号对应的第二高度。

2.根据权利要求1所述的一种刮板式联合收获机在线测产检测方法，其特征在于，所述分别获取每个升运器上的堆积谷物的谷物含水率包括以下步骤：

分别获取谷物经过联合收获机的升运器时的电压信号和环境温度信号；

根据获取的电压信号和环境温度信号分别处理以获得对应的电压参数和环境温度参数；

利用获得的电压参数和环境温度参数计算以获得谷物的含水率；其中，获得谷物的含水率的计算公式为：

H=(2.8897-0.0005u) ×25/T

其中，H为谷物的含水率，T为环境温度参数，u为电压参数。

3.根据权利要求1所述的一种刮板式联合收获机在线测产检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

将各个时间段内采集的谷物实际产量、联合收获机的有效割幅、联合收获机的移动路线以及产量分布图发送至可视化设备显示。

4.一种刮板式联合收获机在线测产检测系统，其特征在于，所述系统包括：

状态获取模块（1），用于获取联合收获机收割时的状态信息，该状态信息包括：移动路线、移动速度、实时定位以及有效割幅；

处理模块（2），用于根据所述联合收获机收割时的状态信息处理以获得联合收获机的实际作业面积和边界；

谷物体积获取模块（3），用于分别获取联合收获机每个升运器上的谷物堆积体积；

计算模块（4），用于根据获取联合收获机每个升运器上的谷物堆积体积计算获得谷物湿重；

谷物含水率获取模块（5），用于分别获取每个升运器上的堆积谷物的谷物含水率；

谷物实际产量获取模块（6），用于利用获得的谷物湿重和对应的谷物含水率获得每个升运器上的谷物实际产量；

产量分布图获取模块（7），用于根据所述谷物实际产量与其对应的联合收获机收割时的状态信息以及实际作业面积和边界进行匹配以获得产量分布图；

所述系统还包括：

修正模块，用于对获得第一光电信号对应的第一高度和/或第二光电信号对应的第二高度进行修正处理；其中，

在第一光电信号对应的第一高度和第二光电信号对应的第二高度/>均小于预设的有效阈值高度/>时，将/>和/>分别修正为等于升运器厚度/>；

在时，将/>修正为/>；

其中，

；/>为预设的阈值系数；/>为相邻的上一个升运器在第一光电信号对应的第一高度；/>为相邻的上一个升运器在第二光电信号对应的第二高度；

所述谷物体积获取模块（3）包括：

对射式光电传感器，用于朝向与其对应的升运器上堆积谷物发射至少一对光电信号，且所述光电信号发射端与所述光电信号接收端的对射路径与所述升运器的运行路径相垂直；所述光电信号包括：第一光电信号和第二光电信号，

第一光电信号处理模块，用于根据所述第一光电信号产生的高电平时间和低电平时间以获得其对应谷物位置的第一光电信号对应的第一高度；

第二光电信号处理模块，用于根据所述第二光电信号产生的高电平时间和低电平时间以获得其对应谷物位置的第二光电信号对应的第二高度；

谷物体积计算模块，用于根据第一光电信号对应的第一高度和第二光电信号对应的第二高度计算以获得对应升运器上的谷物堆积体积；其中，

所述谷物体积计算模块利用的计算公式为：

其中，V为升运器上谷物体积；为第一光电信号对应的第一高度；/>为第二光电信号对应的第二高度；L为升运器长度；/>为升运器倾角；/>为升运器厚度；/>为升运器的宽度；/>为第一光电信号对应谷物位置到升运器前端的距离；/>为第二光电信号对应谷物位置到升运器后端的距离。