Výzkum klíčových technologií pro detekci množství obilí na základě technologie laseru

Produkce obilí je významným odvětvím v čínském zemědělství a detekce množství obilí je jedním z nejzákladnějších a nejdůležitějších aspektů řízení obilí a kontroly zásob. Tradiční detekce množství zrna se primárně spoléhá na metody vážení, které mají nedostatky, jako je nízká přesnost, nízká pracovní účinnost a nadměrný manuální zásah. S nepřetržitým vývojem technologie se objevily nové metody detekce množství zrna, což poskytuje možnosti zlepšení přesnosti a účinnosti detekce zrn. Tento článek navrhuje schéma detekce množství zrna založeného na senzoru laserového rozpětí k dosažení rychlého, přesného a automatizovaného měření objemu hromady zrna a výpočtu množství.

0

1. Schéma detekce množství zrna založená na technologii laserového rozsahu

①Technický princip

Senzor laserové vzdálenosti je metoda měření založená na interakci mezi zářením světla a hmotou. Spoléhá se na specificitu laserové vlnové délky a lineární charakteristiky šíření laserových paprsků, může přesně odrážet informace o vzdálenosti cílových objektů. Proto jsme si vybrali technologii laserového rozsahu pro měření objemu pilot zrna.

② Zařízení pro měření

Hlavním zařízením pro detekci množství obilí je laserový rozsah a kamera. Laserový rozsah je zodpovědný za měření výšky a délky hromady zrn, zatímco kamera se používá k zachycení trojrozměrného tvaru hromady zrn pro následné algoritmické zpracování.

③ Proces měření

Proces měření zahrnuje tři kroky: automatické zarovnání laserového rozsahu a kamery, laserové skenování a fotografování fotoaparátu. Specifický proces je následující:

(1) laserový rozsah provádí laserové skenování a záznam dat z naskenované oblasti;
(2) fotoaparát zachycuje obrázky naskenované oblasti;
(3) Získané údaje o měření jsou zpracovány prostřednictvím algoritmů pro stanovení objemu hromady zrn.

Ve skutečných operacích měření, protože existuje mnoho faktorů, které ovlivňují přesnost, musíme kontrolovat prostředí měření, abychom snížili chyby měření. Mezi hlavní kontrolní opatření patří:

(1) zajištění čistého a suchého prostředí měření, aby se zabránilo rušení, jako jsou odrazy během skenování;
(2) vyhýbání se zásahu z okolního světla co nejvíce, čehož lze dosáhnout pomocí stínovacích desek atd.;
(3) Využití vysoce přesných laserových rozsahů a kamer ke zlepšení přesnosti měření.

④algoritmus zpracování

Po získání dat z laserového skenování a fotografování fotoaparátu musíme provést algoritmické zpracování, abychom získali objemovou hodnotu hromady zrn. V experimentu jsme použili adaptivní mediánní metodu filtrování k odstranění šumu a vypočítali objem hromady zrn trojrozměrnou rekonstrukcí obrazu.

2. Analýza experimentálních výsledků

Pro ověření přesnosti a účinnosti schématu detekce množství zrna založené na laserovém senzoru jsme provedli experimenty. Měřicí objekt byla hromada 20 tun kukuřice. Experimentální výsledky ukázaly, že schéma měl vysokou přesnost výpočtu, stabilitu a spolehlivost a mohlo by rychle a přesně vypočítat objemovou hodnotu hromady zrn. Chyba přesnosti byla menší než 2%.

3. Závěr

Schéma detekce množství zrna založená na modulu laserové vzdálenosti má vlastnosti vysoké přesnosti, vysoké účinnosti a automatizace, vhodné pro detekci kvantity a správu zásob zrna různých typů pilot zrna. V budoucích praktických aplikacích dále optimalizujeme toto schéma, abychom se lépe přizpůsobili potřebám řízení zrna v různých složitých prostředích.