Цветочувствительный датчик Советский патент 1982 года по МПК G01J3/48 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности, к устройствам для управления работой автоматических прореживателей.

Известны различные устройства для распознавания цвета, содержащие источник излучения, оптические элементы, фотоприемник, усилитель и регистрирующую систему 1 .

Данные устройства сложны и не могут быть использованы для распознавания цвета мелких объектов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является цветочувствительный датчик, включающий фотоприемный блок и блок обработки фотосигнала 2 J.

Недостатком известного устройства является невозможность его использования для распознавания мелких всходов на фоне почвы.

Целью изобретения является распознавание мелких всходов на фоне почвы для обеспечения качественного формирования густоты всходов на ранней стадии их созревания.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, вклю чающем фотоприемный блок и блок обработки фотосигнала, фотоприемный блок содержит

последовательно расположенные по ходу светового потока оранжевый светофильтр и делительное зеркало, за которым расположены два фотоэлектронных умножителя, перед одним из которых установлены красный светофильтр, а перед вторым - зеленый, а блок обработки фотосигнала включает в себя два логарифмических усилителя, диф10ференциальный усилитель и схему выделения сигнала, причем вход каждого логарифмического усилителя соединен с одним из фотоэлектронных умножителей, выход одного логарифмичес15кого усилителя соединен с неи.нвертирующим вхсшом дифференциального усилителя, выход другого логарифмического усилителя соединен с инвертирующим входом дифференциального

20 усилителя, а выход дифференциального усилителя соединен с входом схемы выделения сигнала.

На чертеже представлена схема цвёточувствительного датчика.

25

Цветочувствительный датчик содержит фотоприемный блок 1, который включает светофильтры красный 2 и зеленый 3, установленные перед фотоэлектронными умножителями 4 и 5 и

30 оранжевый светофильтр 6, который расположен на пути светового потока Между светофильтрами 2, 3 и 6 установлено делительное зеркало 7. Фото электронные умножители 4 и 5 соеди/нены с входами логарифмических уси лителей 8 и 9, выходы КОТО1ХЛХ подключены к входам дифференциального усилителя 10, соединенного с схемой 11 выделения сигнала, соответствующего появлению в поле зрения датчика всхода растения, которая подключается к схеме управления рабочими органами прореживающего агрета та. Принцип работы заключается в следующем. Рядок всходов растения 12 просматривается датчиком в процессе дв жения с помощью формирующего тубус 13, выходная часть которого выполне в виде щели. Световой поток, отраженный от почвы и растения 12 чере щель тубуса 13 поступает на свето- фильтры 2,3 и б и делительное зерк.ало 7, установленное по отношению к ним под . Далее световой поток поступает в фотоэлектронные умножители 4 и 5, где преобразуется в два электрических сигнала, амплитуда которых линейно зависит от интенсивности зеленой и красной компонент 2 воспринимаемого светового потока..С фотоэлектронных умножителей 4 и 5 элект рические сигналы Ц, и V поступают на логарифмические усилители 8-и 9, с выхода которых прологарифмированные сигналы поступают на дифференциальный усилитель 10, на выход которого имеется импульсный сигнал, равный логарифму отношения сигналов U и и 2. умноженному на масштабный (Коэффициент. При обзоре нейтрально го фона (почвы), не имеющего одновыраженного цветового контраста, напряжение на выходе дифференциального усилителя 10 равно 0. При попадании в поле зрения цветных предметов происходит разбаланс схемы, причем при попадании всходов зелено го цвета импульсы на выходе дифферен -циального усилителя 10 имеют знак отличный от знака импульсов,возникающих при появлении в поле зрения предметов желтого, красного и других |цветов, являющихся наиболее частыми помехами на почве. Таким образом (происходит надежное распознавание всходов зеленого цвета. Сигнал с выхода дифференциального усилителя 10 поступает на схему 11 выделения сигнала соответствующего появлению в поле зрения датчика всхода растения, где уничтожается та часть сигнала, которая не несет полезной информации. Далее сигнал поступает на управления рабочими органами прореживающего агрегата, которые приводятся в.движение по приходу импульса, выработанному при появлении в поле зрения дадгчика распознавания всходов сахарной свеклы. Датчик обладает достаточной чувствительностью позволяющей распознавать всходы сахарной свеклы в стадий вилочки. Предлагаемый цветочувствительный датчик позволяет распознавать всходы растений на фоне почвы с площадью проекции листьев на горизонтальную плоскость не менее 2 см в диапазоне общего уровня освещенности 500-5000 лк при наличие световых помех и может быть использован для управления работой автоматического прореживателя, совместная работа с которым позволяет более качественно формировать густоту всходов, например сахарной свеклы и кукурузы на ранней стадии их созревания. Формула изобретения Цветочувствительный датчик, включающий фотоприемный блок и блок обработки фотосигнала, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью распознавания мелких всходов на фоне почвы для обеспечения качественного формирования густоты всходов на ранней стадии их созревания, фотоприемный блок содержит последовательно расположенные по ходу светового потока оранжевый светофильтр и делительное, зеркало, за которым расположены два фотоэлектронных умножителя, .перед ORHHfJi из которых установлен красный светофильтр, а перед вторым - зеленый, а блок обработки фотосигнала включает в себя два логарифмических усилителя, дифференциальный усилитель и схему выделения сигнала, причем вход каждого логарифмического усилителя соединен с одним из фотоэлектронных умножителей, выход одного логарифмического усилителя соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя, выход дфугого логарифмического усилителя соединен с инвертирующим входом . дифференциального усилителя, а выход дифференциального усилителя соединен с входом схемы вьвделения сигналаИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе, 1.Авторское свидетельство СССР № 344291, кл. G 01 J 3/48, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР № 658412, кл. G 01 J 3/50, 1979 (прототип).

/o AVX XXXxx/X XX N VV4VXx yX/