يعد إنتاج الحبوب صناعة مهمة في الزراعة في الصين ، واكتشاف كمية الحبوب هو واحد من الجوانب الأساسية والهمية في إدارة الحبوب ومراقبة المخزون. يعتمد اكتشاف كمية الحبوب التقليدية في المقام الأول على طرق الوزن ، والتي لها أوجه القصور مثل الدقة المنخفضة ، وانخفاض كفاءة العمل ، والتدخل اليدوي المفرط. مع التطوير المستمر للتكنولوجيا ، ظهرت طرق اكتشاف كمية الحبوب الجديدة ، مما يوفر إمكانيات لتحسين دقة وكفاءة اكتشاف الحبوب. تقترح هذه الورقة مخططًا للكشف عن كمية الحبوب يعتمد على مستشعر متراوح بالليزر لتحقيق قياس سريع ودقيق وآلي لحجم كومة الحبوب وحساب الكمية.
0
1. مخطط الكشف عن كمية الحبوب على أساس تكنولوجيا الليزر
المبدأ الفني
مستشعر مسافة الليزر هو طريقة قياس تستند إلى التفاعل بين إشعاع الضوء والمادة. بالاعتماد على خصوصية الطول الموجي بالليزر وخصائص الانتشار الخطي لعوارض الليزر ، يمكن أن يعكس بدقة معلومات المسافة للكائنات المستهدفة. لذلك ، اخترنا تكنولوجيا الليزر تتراوح من أجل قياس حجم أكوام الحبوب.
المعدات المعدات
المعدات الأساسية لاكتشاف كمية الحبوب هي رافعة النطاق والكاميرا بالليزر. يتحول مجموعة الليزر على قياس ارتفاع وطول كومة الحبوب ، بينما يتم استخدام الكاميرا لالتقاط الشكل ثلاثي الأبعاد لكومة الحبوب للمعالجة الخوارزمية اللاحقة.
③ عملية الرقيب
تتضمن عملية القياس ثلاث خطوات: المحاذاة التلقائية لمجموعة Laser Rangefinder والكاميرا ، ومسح الليزر ، وتصوير الكاميرا. العملية المحددة هي كما يلي:
(1) يقوم RangeFinder بالليزر بإجراء مسح ليزر أثناء تسجيل البيانات من المنطقة الممسوحة ضوئيًا ؛
(2) تلتقط الكاميرا صور المنطقة الممسوحة ضوئيًا ؛
(3) تتم معالجة بيانات القياس التي تم الحصول عليها من خلال الخوارزميات لتحديد حجم كومة الحبوب.
في عمليات القياس الفعلية ، نظرًا لوجود العديد من العوامل التي تؤثر على الدقة ، نحتاج إلى التحكم في بيئة القياس لتقليل أخطاء القياس. تشمل تدابير التحكم الرئيسية:
(1) ضمان بيئة قياس نظيفة وجافة لتجنب التداخل مثل الانعكاسات أثناء المسح ؛
(2) تجنب التداخل من الضوء المحيط قدر الإمكان ، والذي يمكن تحقيقه من خلال استخدام لوحات التظليل ، إلخ ؛
(3) استخدام أدوات المدى والكاميرات عالية الدقة لتحسين دقة القياس.
المعالجة ④algorithm
بعد الحصول على البيانات من مسح الليزر وتصوير الكاميرا ، نحتاج إلى إجراء معالجة خوارزمية للحصول على قيمة حجم كومة الحبوب. في التجربة ، استخدمنا طريقة تصفية متوسطة تكيفية لإزالة الضوضاء وحساب حجم كومة الحبوب من خلال إعادة بناء الصورة ثلاثية الأبعاد.
2. تحليل النتائج التجريبية
للتحقق من دقة وكفاءة مخطط الكشف عن كمية الحبوب بناءً على مستشعر الليزر ، أجرينا تجارب. كان كائن القياس كومة من 20 طن من الذرة. أظهرت النتائج التجريبية أن المخطط كان له دقة حساب عالية واستقرار وموثوقية ، ويمكن أن يحسب بسرعة ودقة قيمة حجم كومة الحبوب. كان خطأ الدقة أقل من 2 ٪.
3. خاتمة
يحتوي مخطط الكشف عن كمية الحبوب القائمة على وحدة المسافة بالليزر على خصائص الدقة العالية والكفاءة العالية والأتمتة ، ومناسبة للكشف عن الكمية وإدارة مخزون الحبوب لأنواع مختلفة من أكوام الحبوب. في التطبيقات العملية المستقبلية ، سنقوم بمزيد من تحسين هذا المخطط للتكيف بشكل أفضل مع احتياجات إدارة الحبوب في ظل بيئات معقدة مختلفة.
