SU547183A1 - Способ распознавани растений на фоне почвы - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к сельскохоз йственному машиностроению и предназначено дл  распознавани  элементов растений, не- однородностей и почвы с целью механизации и автоматизации трудоемких процессов возделывани  и уборки пропашных культур, в частности междур дной обработки и уборки корнеклубнеплодов.

Известен способ распознавани  растений путем помещени  распознаваемых предметов в электромагнитное поле датчиков, образованное св занными колебательными контурами автогенератора, согласно которому частоту электромагнитного псп  устанавливают соответственно частоте св зи контуров, обеспечиваюшей противоположное по знаку воздействие на полезный сигнал активного и реактивного сопротивлений, вносимых распознаваемыми предметами, а величину св зи определ ют в зависимости от максимальной разности между сигналами,

Недостаток известного способа состоит в снижении надежности распознавани  растений и элементов почвы при воздействии на схему дестабилизирующих факторов, например

загр знени  чувствительных элементов или их деформаций.

Известен также способ распознавани  растений на фоне почвы путем возбуждени  над ней высокочастотного электромагнитного пол , измерени  активной и реактивной составл ющих его энергий и последующего сравнени  полученных сигналов.

Недостаток этого способа состоит в низкой надежности распознавани  растений на фоне почвы из-за дестабилизирующего воздействи  ее измен ющихс  свойств и изменени  параметров аппаратуры.

Целью изобретени   вл етс  повыщение надежности распознавани  растений на фоне почвы.

Это достигаетс  тем, что одновременно с возбуждением основного электромагнитного пол  возбуждают дополнительное электромагнитное поле с эталонным соотношением активной и реактивной состаап ющпх его энгий , измер ют их и сравнивают полученггые сигналы, после чего выдел ют на частоте дополнительного возбуждени  составл ющую выходного сигнала, в зависимости отвеличины и знака которой регулируют соотношение между сравниваемыми сигналами основного и дополнительного полей, а по значению выходного сигнала обнаруживают растени .

Дл  распознавани  используют тот факт, что разница между проводимост ми и диэлектрическими проницаемост ми почвы и растений неодинакова. Поэтому неодинаковы обусловленные ими соотношени  активной и реактивной составл ющих энергий электромагнит ного пол .

Способ по сн етс  чертежом.

Дл  реализации предлагаемого способа с чувствительным, например емкостным элементом 1 св зывают комплексное сопротивление 2 через коммутатор 3, управл емый тактовым генератором 4. Чувствительный контур 5 , в который входит чувствительный элемент 1, св зан через регулируемый элемент св зи, например варикап 6, с зада ющим контуром 7 автогенератора. С последним через фильтр-преобразователь 8 по частоте сигнала тактового генератора св зан фазовый детектор 9, второй вход которого соединен с тактовым генератором 4. Задающий контур 7 автогенератора по частотному спектру сигналов, вносимых распознаваемым предметами, св зан с выходным формирователем 1О устройства.

Распознавание осуществл етс  следующим образом.

Активную и реактивную составл ющие энергии измер ют отдельно, контролиру  соответствующие им активные и реактивные сопротивлени  чувствительных элементов 1. Эти сопротивлени  измер ют, например, при помощи автоматических мостовых схем. Полученные сигналы, характеризующие указанные активные и реактивные сопротивлени  чувствительного элемента, усиливают и сравнивают между собой, формиру  выходной сигнал. Причем коэффициенты усилени  устанавливают такими, чтобы сравниваемые сигналы компенсировали друг друга при возбуждении электромагнитного пол  над почвой без распознаваемых растений В этой случае распознающее устройство нечувствительно к почве. При попадании в это поле, нш7ример, корнеклубнеплодов, сигнал, характеризуюший реактивное сопротивление чувствительного элемента 1, преобладает над сигналом, обусловленным активным сопротивлением . При помощи образованного таким образом сигнала обнаруживают растение,

Однако изменени  параметров аппаратуры и особенно свойств почвы нарущает равновесие между обусловленными ею сравниваемыми сигналами, что вызывает по вление сиг нала помехи от почвы.

Поэтому, кроме основного электромагнит ного пол , возбуждают дополнительное электромагнитное поле с эталонным соотнощением активной и реактивной составл ющих его энегий . Дл  этого, например, к основному чувствительному элементу периодически подключают дополнительный эталонный чувствитель ный элемент 2, расположенный только над почвой либо с установленным в нем эталонным образцом почвы. Частоту этого подключени  устанавливают на пор док выще полосы частот, обусловленных воздействием на электромагнитное поле распознаваемых растений Сигналы, обусловленные подключением эталонного сопротивлени  2, пропускают через все цепи, по которым проходит основной сигнал. На частоте дополнительного возбуждени : пр

помощи фильтров выдел ют соответствующую ему составл ющую выходного сигнала. Если эта составл юща  отсутствует, распознающее устройство нечувствительно к подключению эталонного чувствительного элемента, а, следовательно,и к почве. Наличие этого сигнала характеризует повышение чувствительности устройства к почве и снижение надежности распознавани .

Поэтому далее осуществл ют фазовое детектирование указанного сигнала при помощи опорного, которым создают дополнительно возбуждение. Знак полученного сигнала показывает преобладание на входе схемы сравнени  сигналов, характеризующих акти&ную или реактивную составл ющие энергии, обусловленные воздействием эталона почвы. При помощи этого сигнала регулируют cocyiw нощение между сравниваемыми сигналами основного и дополнительного электромах нитны полей, устанавлива  режим, нечувствительный к почве.

Дл  этого, например, при помощи отрицательной обратной св зи с помощью варикапа 6 регулируют один из коэффициентов усилени  сигналов, характеризующих активную или реактивную составл ющие пол , до наступлени  равновеси  составл ющих сигналов, обусловленных возбуждением дополнительного пол . Тем самым нечувствительный к почве режим поддерживают автоматически.

В случае распознавани  поштучно подаваемых корнеклубнеплодов, камней и комков почвы, например, двухконтурной распознающей резонансной системой, объекты помещают в чувствительный элемент 1, вход щий в чувствительный колебательный контур 5. Последний св зан через регулируемую емксють (.варикап 6| с задающим колебательным коктуром 7 высокочастотного автогенератора. Контуры настраивают в резонанс. Частоту автогенератора устанавливают соответствующей верхней частоте св зи контуров 5 и 7.

В этом случае увеличение активной высокочастотной энергии потерь при помещении в поле чувствительного элемента 1 объектов приводит к возрастанию энергии, отсасываемой от задающего колебательного контура Вызванное помещением объекта увеличение реактивной энергии в поле чувствительного элемента 1 приводит к частотной расстройке чувствительного контура по отношению к частоте автогенератора и уменьшение отсасываемой энергии, т, е. на задающем контуре 7 происходит сравнение вызванных объектом активной и реактивной энергий.

Выходной сигнал формируют, например, по изменению величины высокочастотного напр жени  на задающем контуре 7.

В этом случае устанавливают режим, нечувствительный к корнеклубнеплодам. Причем его достигают, регулиру  величину св зи между контурами 5 и 7 изменением напр жени  на варикапе 6. Эту св зь устанавливают такой величины, что при внесени корнеклубнеплодов в электромагнитное поле чувствительного элемента изменени  активно и реактивной составл ющих энергий компенсируют вли ни  друг друга. При попадании в электромагнитное поле комков почвы вызванное ими воздействие активной составл ющей энергии преобладает над воздействием реактивной, за счет чего формируют полезный выходной сигнал, используемый дл  отделени  комков почвы. Величину св зи регулируют автоматически, как описано выше, устанавлива  в дополнительное сопротивление 2 эталонные корнеклубнеплоды.

Периодически подключа  к основному чувствительному элементу 1 эталонное комплексное сопротивление 2, автоматически

получают заданное соотношение между сигналами от распознаваемых объектов, например , сигналы разных знаков.

Автоматической подстройкой режима, нечувствительного к почве, повышают надежность распознавани  растений на ее фоне.

Предложенный способ примен ют в высокочастотных устройствах, самонастраивающихс  на измен ющиес  услови  работы и предназначенных дл  распознавани  элементов растений и неоднородностей на фоне почвы с целью автоматизации трудоемких процессов в растениеводстве.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ распознавани  растений на фоне почвы путем возбуждени  над ней высокочастотного электромагнитного пол , измерени  активной и реактивной составл ющих его энергий и последующего сравнени  полученных сигналов, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности распознавани , одновременно с возбуждением основного электромагнитного пол  возбуждают дополнительное электромагнитное поле с эталонным соотношением активной и реактивной составл ющих его энергий, измер ют их и сравнивают полученные сигналы, после чего выдел ют на частоте дополнительного возбуждени  составл ющую выходного сигнал в зависимости от величины и знака которой регулируют соотнощение между сравниваемыми сигналами основного и дополнительного полей, а по значению выходного сигнала обнаруживают растени .

   г i

   4 -

   547183

   II