Способ обнаружения растений Советский патент 1981 года по МПК A01B41/06 

1

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов сельскохозяйственного производства и предназначено для использования в системах распознавания ростков растений на почве при прополке, прореживании и культивации, ростков на фоне камеры при разделении проросших от непроросших семян, овошей на транспортере при сепарации от комков почвы.

Известен способ распознавания растений на фоне почвы и других неоднородностей, заключаюш,ийся в регистрации изменения электрического или электромагнитного поля датчиков, вызванного присутствием в этих полях растений или посторонних объектов 1.

Недостатком этого способа является его низкая помехоустойчивость, невозможность распознавания малых ростков (менее 3-4 пар листочков), неустойчивость работы в естественных условиях, а также сложность регулировки электронных схем при изменении внешних режимов.

Известен также способ распознавания растений в отраженном свете, который является наиболее близким аналогом предлагаемого способа .

Указанный способ предусматривает обнаружение растений на фоне почвы путем регистрации отраженного электромагнитного

излучения и определения соотношения интенсивности излучения в двух областях спектра : соответствуюш,их минимальному и максимальному отражению, видимой ( нм) и ближней инфракрасной ( нм).

Недостатком этого способа является неудовлетворительная надежность распознавания растений, так как суш,ествуюшие фотодиоды обладают низкой чувствительностью по отношению к видимой части спектра, а естественная солнечная радиация, спектральный состав которой в видимом диапазоне изменяется во времени, создает

значительные помехи для устойчивой работы электронно-оптической системы.

Цель изобретения - повышение надежности распознавания растений на малоконтрастном фоне.

Эта цель достигается благодаря тому, что регистрацию отраженного электромагнитного излучения ведут в ближней инфракрасной области спектра и сравнивают интенсивность излучения в диапазонах, соответствующих длинам волн 700-1200 нм и 1300-1800 нм.

Исследования, проведенные с целью определения зависимости отражаюш,ей способности зеленой массы от длины электромагнитных волн в широком волновом диапазоне, показали, что максимум отражения лежит в диапазоне 700-1200 нм, а минимум - в диапазоне 1300-1800 нм, причем падение отражающей способности в этом диапазоне более значительно, чем аналогичное падение, наблюдаемое в видимой части спектра (К 500-700 нм).

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Исследуемую поверхность облучают с помощью источника инфракрасного излучения, а отраженный поток регистрируют двумя сканирующими фотоприемниками, оснащенными фильтрами с полосами пропускания, соответствующими диапазоном 700- 1200 нм и 1300-1800 нм.

Электрический сигнал с каждого фотоприемника через усилитель подается на электронный блок сравнения, выходной сигнал которого может быть использован для управления исполнительным органом.

По результатам серии опытов, проведенных при различных освещенности и температурных режимах в помещении было установлено, что предложенный способ позволяет производить распознавание растений

с хорощей чувствительностью и помехоустойчивостью и тем самым обеспечивает высокую надежность распознавания растений на малоконтрастном фоне.

Формула изобретения

Способ обнаружения растений, заключающийся в регистрации отраженного электромагнитного излучения и сравнении интенсивности излучения в областях регистрируемого спектра, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, регистрируют интенсивность отраженного излучения

в диапазоне длин волн 700-1200 нм и 1300-1800 нм.

Источники информации, нринятые во внимание при экспертизе

1- Авторское свидетельство СССР № 471074, кл. А 01В 41/06, 11.06.73.

2. А. photoelectric leaf sensor for control of thinning machines for rowcrops, «Agricultural research council, National Institute of Agricultural Engineering, Bedford, 1973.