Способ распознавания корнеклубнеплодов на фоне почвы Советский патент 1982 года по МПК A01B41/06 

(54) СПОСОБ РАСПОЗНАВАНИЯ КОРНЕКЛУБНЕПЛОДОВ НА ФОНЕ ПОЧВЫ

1

Изобретение относится к сельскому хозяйству .и предназначено для распознавания корнеклубнеплодов в почве и одновременно определения их массы для контроля урожайности, в частности в процессах испытаний новых корнеклубнеуборочных машин.

Известен способ распознавания корнеклубнеплодов на фоне почвы путем возбуждения над ней основного и дополнительного эталонного высокочастотных электромагнитных полей, измерения активной и реактивной составляющих их энергий и последующего сравнения полученных сигналов 1.

Недостатком этого способа является то, что наряду с возможностью обнаружения объекта отсутствует возможность определения по выходному импульсу высокочастотного датчика массы объекта, в частности корнецлода.

Цель изобретения - возможность определения массы корнеклубнеплодов.

Поставленная цель достигается тем, что перед возбуждением высокочастотных электромагнитных полей срезают и убирают ботву корнеклубнеплодов, после чего величины импульсов основного высокочастотного электромагнитного поля корректируют соотношением между сигналами, полученными при измерении максимального диаметра корнеклубнеплодов в почве и расстояния от места его измерения до верщины головки корней, при этом дополнительное эталонное электромагнитное поле получают сдвигом основного поля с рядка корнеклубнеплодов в междурядье.

Способ осуществляют следующим образом.

Ботву корней сахарной свеклы срезают, например, ботвоуборочной мащиной, работающей на минимальной рабочей скорости, за счет чего обеспечивают качественное копирование и зачистку головок корней. Рядки обрезанных корней прометают метелкой, 15 входящей в комплект мащины и содержащей эластичные элементы, закрепленные на вращающемся валу. Таким образом удаляют из рядков свеклы обрезки ботвы, сорняки и комки почвы, выравнивая ее поверхность.

Вдоль таким образом обработанных рядков свеклы на минимальной рабочей скорости перемещают трактор, на раме которого радиопрозрачным окном в сторону рядка устанавливают высокочастотный автогенераторный датчик, вдзбуждающий над почвой высокочастотное поле. В процессе распознавания -корней свеклы и почвы измеряют активную и реактивную составляющие электромагнитной энергии, образуемой антенной воспринимающего элемента основного электромагнитного поля. Эти составляющие энергии обусловливают изменение активного и реактивного сопротивления воспринимающей системы. Для распознавания корней свеклы сравнивают между собой воздействия активной и реактивной составляющих. При этом соотнощения между этими составляющими устанавливают такими, что при наличии в электромагнитном поле только почвы, указанные составляющие компенсируют воздействия друг друга на выходной сигнал высокочастотного датчика. Тем самым резко ослабляют дестабилизирующее действие почвы на выходной сигнал датчика. При наличии в электромагнитном поле корней свеклы воздействие реактивной составляющей элемента, воспринимающего основное электромагнитное поле, преобладает над воздействием активной, что обеспечивает возникновение выходного полезного импульса высокочастотного датчика. Величина этого импульса функционально связана с массой корня свеклы. Однако на величины самих импульсов от корней свеклы все же влияют изменяющиеся свойства почвы и расположение в ней корней, а также переменные параметры аппаратуры. Поэтому величины этих импульсов корректируют посредством дополнительных сигналов (эталонных). Для получения эталонных сигналов используют тот факт, что для данных типов корней и почвенноклиматических условий масса корня корреляционно связана с его максимальной толщиной. Поэтому толщину корней копируют на уровне почвы подпружиненными трубчатыми щупами, закрепленными на раме, связанной с трактором посредством подпружиненной параллелограммной подвески. Щупы, скользящие по поверхности почвы и схватывающие головки корней,

связаны с датчиком поворота, выполненным в виде вращающегося трансфор|у1атора. Сигналы этого датчика пропорциональны толщине головки корня свеклы. Однако в качестве эталонных пригодны только те сигналы вращающегося трансформатора, которые соответствуют максимальной толщине корня.

, Для обнаружения таких сигналов одновременно с копированием толщины корня копируют высоту его головки над почвой. Для этого применяют копир, например,высоты полозок, прикрепленный к подпружиненной параллелограммной подвеске, однн из щарниров которой связан с датчиком поворота, выполненным в виде вращающегося трансформатора. Для распознавания эталонного поля, для чего подают указанное напряжение в противофазе на разностную схему. Тем самым ослабляют влияние почвы на импульс от корня свеклы за счет ослабления помех от ее неоднородностей. Сигналы высокочастотного датчика и вращающихся трансформаторов регистрируют посредство.м регистратора. Сигналы регистратора преобразуют к виду, удобному для машинной обработки, подают в цифровую вычислительную мащину.

Функциональные преобразования сигналов осуществляют этой вычислительной мащиной, посредством которой обеспечивают контроль массы каждого корня по площади откорректированного импульса высокочастотного датчика. Для этого корректиных сигналов используют постоянное для данного типа корней соотнощение между высотой головки и широтой корня. Сигнал копира высоты, копирующего высоту головки корней, сравнивают с уровнем, соответствующим расположению максимальной толщины корня на уровне почвы. Когда разница между этим сигналом и указанным уровнем ниже установленной зоны нечувствительности, полученным в результате этого сравнения воздействием формируют указанный выще сигнал, обусловленный толщиной корня на уровне почвы. Этот эталонный сигнал, характеризующий массу корня, сопоставляют с импульсами высокочастотного датчика. В случае обнаружения несоответствия между ними корректируют величины импульсов высокочастотного датчика. На длине рядка обнаруживают значительное количество корней, максимальная толщина которых расположена относительно почвы на контролируемом уровне. Таким образом, осуществляют непрерывную автоматическую тарировку высокочастотного датчика, обеспечивая его стабильную чувствительность к массе корней, занимающих различное положение относительно поверхности почвы, а также учитывают скорость движения трактора. Для ослабления влияния почвы к элементу, воспринимающему основное электромагнитное поле, посредством коммутатора периодически подключают элемент, воспринимающий дополнительное электромагнитное поле с эталонным соотношением активной и реактивной составляющих энергий, аналогичной воздействию только почвы. Для этого указанным подключением сдвигают высокочастотное электромагнитное поле с рядка на междурядье. Сигналом, полученным от этого дополнительного электромагнитного поля, настраивают воспринимающую систему датчика в режим пониженной чувствительности к почве, и этот режим настройки запоминают. Указанную настройку осуществляют путем регулирования активной составляющей воспринимающего элемента основного электромагнитрующими сигналами, характеризующими диаметры корней и высоту их расположения над почвой, регулируют усиление полезных сигналов, пропорциональных площадям импульсов высокочастотного датчика.

Кроме того полезные сигналы, попорциональные площадям импульсов высокочастотного датчика, корректируют по величине в зависимости от свойств почвы, для чего вьщеляют напряжение, применяемое для автоматической настройки датчика в режим пониженной чувствительности к почве и обусловленное возбуждением дополнительного электромагнитного поля в междурядье.

Для повыщения точности измерения щупы, копирующие толщину корней, устанавливают на такой высоте относительно поверхности почвы, при которой эталонный сигнал формируют от максимального количества корней. Для этого в случае глубокого расположения корней верхний слой почвы взрыхляют копирами-рыхлителями, содержащими лезвия, и удаляют его в процессе прометания рядка.

В случае глубокого расположения корней сахарной свеклы оставляют расходящийся пучок ботвы посредством, например, двухфазной ботвоуборочной машины. По минимальному диаметру этого пучка оценивают расположение головки корня. На фиксированном расстоянии от этой головки корня фиксируют диаметр корня для формирования эталонного сигнала.

В случае высокого расположения головок корней над уровнем почвы высоту их над почвой и максимальный диаметр контролируют фотооптическим датчиком. Для этого с одной стороны рядка подвещивают источник инфракрасного излучения, излучающий вертикальную полоску модулированного Инфракрасного света параллельно почве и перпендикулярно оси рядка. С другой стороны рядка осуществляют многоточечный контроль его интенсивности, для чего подвещивают вертикальный ряд фотооптических приемников, по длительности сигналов которых оценивают диаметры корней и высоту их расположения над почвой для формирования эталонных сигналов.

Благодаря автоматической корректировке импульсов высокочастотного датчика эталонными сигналами, соответствующими фактической массе корней, резко ослабляют влияние на полезные выходные сигналы изменяющихся свойств почвы, расположения в ней корней и влияние переменных параметров аппаратуры.

Преимущество предлагаемого способа заключается в возможности получения оперативной информации о распределении фактической урожайности сахарной свеклы вдоль ее рядков, кроме того, повыщается качество испытаний корнеуборочной техники и сокращаются при этом затраты ручного труда. Предлагаемый способ позволит определять урожайность свеклы с поля быстрее по времени с одновременным уменьщением трудоемкости.

Формула изобретения

20

Способ распознавания корнеклубнеплодов на фоне почвы путем возбуждения над ней основного и дополнительного эталонного высокочастотных электромагнитных полей, измерения активной и реактивной составляющих их энергий и последующего сравнения полученных сигналов, отличающийся тем, что, с целью возможности определения , массы корнеклубнеплодов, перед возбуждением высокочастотных электромагнитных полей срезают и убирают ботву корнеклубнеплодов, после чего величины импульсов основного высокочастотного электромагнитного поля корректируют соотнощением между сигналами, полученными при измерении максимального диамртра корнеклубнеплодов в почве и расстояния от места его измерения до верщины головки корней, при этом дополнительное эталонное электромагнитное поле получают сдвигом основного поля с рядка корнеклубнеплодов в междурядье.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 547183, кл. А 01 В 41/06, 1975.