阅读说明：本技术 一种谷物收获机籽粒损失检测方法和系统 (Grain loss detection method and system for grain harvester ) 是由 耿端阳 牟孝栋 谭德蕾 兰玉彬 姚艳春 纪晓琪 印祥 陈玉龙 张彦斐 于 2019-10-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种谷物收获机籽粒损失检测方法和系统。所述方法包括：在谷物收获机逐稿器的长度方向上,确定两个参考位置；将距逐稿器尾端近的参考位置记为第一参考位置,将距逐稿器尾端远的参考位置记为第二参考位置；构建籽粒含量检测模型；获取自第一参考位置到逐稿器尾端的茎秆中夹带籽粒的含量,记为第一籽粒含量；获取自第一参考位置到第二参考位置的茎秆中夹带籽粒的含量,记为第二籽粒含量；将第一籽粒含量和第二籽粒含量代入籽粒含量检测模型,以确定分离系数；根据分离系数结合逐稿器长度,确定谷物收获机的籽粒损失率。本发明提供的谷物收获机籽粒损失检测方法和系统,能够提高谷物损失的检测精度,且具有检测效率高的特点。(The invention discloses a grain loss detection method and a grain loss detection system for a grain harvester. The method comprises the following steps: determining two reference positions in the length direction of a straw grader of a grain harvester; recording a reference position close to the tail end of the manuscript scanner as a first reference position, and recording a reference position far away from the tail end of the manuscript scanner as a second reference position; constructing a grain content detection model; acquiring the content of grains carried in the stalks from the first reference position to the tail end of the straw grader, and recording the content as the first grain content; acquiring the content of grains carried in the stalks from the first reference position to the second reference position, and recording as the second grain content; substituting the first grain content and the second grain content into a grain content detection model to determine a separation coefficient; and determining the kernel loss rate of the grain harvester according to the separation coefficient and the length of the straw grader. The grain loss detection method and the grain loss detection system of the grain harvester can improve the grain loss detection precision and have the characteristic of high detection efficiency.)

一种谷物收获机籽粒损失检测方法和系统

技术领域

本发明涉及损失率检测技术领域，特别是涉及一种谷物收获机籽粒损失检测方法和系统。

背景技术

谷物收获机籽粒损失监测方法现阶段采用的是通过在清选筛尾部安装压电薄膜传感器的方式对清选系统损失率进行直接监测，该方式由于谷物或杂余乱飞而撞不到传感器所造成的监测误差，使得谷物收获机籽粒损失率的检测结果存在较大误差，并不能对谷物收获机的籽粒损失率进行精确检测。并且，现有方法需要再整个谷物收获过程中持续进行检测才能估计得到谷物收获机的籽粒损失率，检测效率比较低下。

因此，提供一种能够提高损失率检测精度和检测效率的方法，是本领域亟待解决的一个技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种谷物收获机籽粒损失检测方法和系统，能够提高谷物损失的检测精度，且具有检测效率高的特点。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种谷物收获机籽粒损失检测方法，应用于谷物收获机，所述方法包括：在所述谷物收获机逐稿器的长度方向上，确定两个参考位置；将距所述逐稿器尾端近的参考位置记为第一参考位置，将距所述逐稿器尾端远的参考位置记为第二参考位置；

构建籽粒含量检测模型；所述籽粒含量检测模型为：y＝ae^-μl，其中，y为检测得到的籽粒含量，a为谷物籽粒总量，μ为逐稿器的分离系数，l为传感器距逐稿器首端的长度，e为自然常数；

获取自第一参考位置到逐稿器尾端的茎秆中夹带籽粒的含量，记为第一籽粒含量；

获取自所述第一参考位置到所述第二参考位置的茎秆中夹带籽粒的含量，记为第二籽粒含量；

将所述第一籽粒含量和第二籽粒含量代入所述籽粒含量检测模型，以确定分离系数μ；

根据所述分离系数μ和逐稿器长度，确定谷物收获机的籽粒损失率R，R＝e^-μL×100％，其中L为所述逐稿器的总长度。

可选的，所述将所述第一籽粒含量和第二籽粒含量代入所述籽粒含量检测模型，以确定分离系数μ，包括：

将第一籽粒含量y₁代入所述籽粒含量检测模型，得到第一方程

将第二籽粒含量y₂代入所述籽粒含量检测模型，得到第二方程

根据所述第一方程和所述第二方程得到所述分离系数μ；

其中，L为逐稿器的总长度，l₁为第一传感器距逐稿器尾端的距离，l₂第一传感器与第二传感器间的距离。

可选的，所述参考位置为用于检测籽粒冲击频率的PVDF压电薄膜传感器的安装位置，且将距所述逐稿器尾端近的PVDF压电薄膜传感器的安装位置作为第一参考位置；将距所述逐稿器尾端远的PVDF压电薄膜传感器的安装位置作为第二参考位置。

可选的，所述方法还包括：将所述第一籽粒含量和第二籽粒含量代入所述籽粒含量检测模型，以确定谷物籽粒总量a；

根据所述谷物籽粒总量a和所述分离系数μ，确定谷物收获机抛撒口处秸秆中的籽粒含量；

所述谷物收获机抛撒口处秸秆中的籽粒含量为y_L，y_L＝ae^-μL，其中，L为逐稿器的总长度。

一种谷物收获机籽粒损失检测系统，包括：

参考位置确定单元，用于在所述谷物收获机逐稿器的长度方向上，确定两个参考位置；将距所述逐稿器尾端近的参考位置记为第一参考位置，将距所述逐稿器尾端远的参考位置记为第二参考位置；

检测模型构建单元，用于构建籽粒含量检测模型；所述籽粒含量检测模型为：y＝ae^-μl，其中，y为检测得到的籽粒含量，a为谷物籽粒总量，μ为逐稿器的分离系数，l为传感器距逐稿器首端的长度，e为自然常数；

第一籽粒含量获取单元，用于获取自第一参考位置到逐稿器尾端这一位置处的茎秆中夹带的第一籽粒含量；

第二籽粒含量获取单元，用于获取自所述第一参考位置到第二参考位置这一位置处的茎秆中夹带的第二籽粒含量；

系数确定单元，用于将所述第一籽粒含量和第二籽粒含量代入所述籽粒含量检测模型，确定分离系数μ；

籽粒损失率确定单元，用于根据所述分离系数μ和逐稿器长度，以确定谷物收获机的籽粒损失率R，R＝e^-μL×100％，其中L为所述逐稿器的总长度。

可选的，所述系数确定单元包括：

第一方程获取子单元，用于将第一籽粒含量y₁代入所述籽粒含量检测模型，得到第一方程

第二方程获取子单元，用于将第二籽粒含量y₂代入所述籽粒含量检测模型，得到第二方程

分离系数确定子单元，用于根据所述第一方程和所述第二方程得到所述分离系数μ；

其中，L为逐稿器的总长度，l₁为第一传感器距逐稿器尾端的距离，l₂第一传感器与第二传感器间的距离。

可选的，所述参考位置为用于检测籽粒冲击频率的PVDF压电薄膜传感器的安装位置，且将距所述逐稿器尾端近的PVDF压电薄膜传感器的安装位置作为第一参考位置；将距所述逐稿器尾端远的PVDF压电薄膜传感器的安装位置作为第二参考位置。

可选的，所述系统还包括：谷物籽粒总量确定单元，用于将所述第一籽粒含量和第二籽粒含量代入所述籽粒含量检测模型，以确定谷物籽粒总量a；

籽粒含量确定单元，用于根据所述谷物籽粒总量a和所述分离系数μ，确定谷物收获机抛撒口处秸秆中的籽粒含量；

所述谷物收获机抛撒口处秸秆中的籽粒含量为y_L，y_L＝ae^-μL，其中，L为逐稿器的总长度。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的谷物收获机籽粒损失检测方法和系统，通过将所获取的秸秆中的籽粒含量，就可以构建籽粒含量检测模型，通过所构建的籽粒含量模型可以进一步得到逐稿器的分离系数，根据所得到的的分离系数就可以进一步确定收获机籽粒的损失率，这就能够在提高谷物损失检测精度的同时，提高检测效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的谷物收获机籽粒损失检测方法的谷物收获机的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的谷物收获机籽粒损失检测方法的流程图；

图3为本发明实施例所提供的谷物收获机籽粒损失检测系统的结构示意图。

附图标记说明：

1-抖动板，2-喂入轮，3-凹板，4-脱粒滚筒，5-上清选筛，6-逐稿轮，7-第一PVDF压电薄膜传感器，8-逐稿器，9-第二PVDF压电薄膜传感器，10-杂余回收装置，11-下清选筛，12-籽粒输送装置，13-风机，14-参考位置确定单元，15-检测模型构建单元，16-第一籽粒含量获取单元，17-第二籽粒含量获取单元，18-系数确定单元，19-籽粒损失率确定单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种谷物收获机籽粒损失检测方法和系统，能够提高谷物损失的检测精度，且具有检测效率高的特点。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例所提供的谷物收获机籽粒损失检测方法的谷物收获机的结构示意图，如图1所示，本发明所提供的谷物收获机籽粒损失检测方法，主要应用的谷物收获机是现有技术中常用的谷物收获机，其包括有逐稿器8和两个PVDF压电薄膜传感器(第一PVDF压电薄膜传感器7和第二PVDF压电薄膜传感器9)。两个PVDF压电薄膜传感器的主要作用是检测通过逐稿器8后籽粒冲击的频率，以检测损失籽粒的个数。

基于上述所提供的谷物收获机，本发明提供了一种谷物收获机籽粒损失检测方法。如图2所示，所述方法包括：

S100、在所述谷物收获机逐稿器的长度方向上，确定两个参考位置。将距所述逐稿器尾端近的参考位置记为第一参考位置，将距所述逐稿器尾端远的参考位置记为第二参考位置。

S101、构建籽粒含量检测模型。所述籽粒含量检测模型为：y＝ae^-μl，其中，y为检测得到的籽粒含量，a为谷物籽粒总量，μ为逐稿器的分离系数，l为传感器距逐稿器首端的长度，e为自然常数。

S102、获取自第一参考位置到逐稿器尾端的茎秆中夹带籽粒的含量，记为第一籽粒含量。

S103、获取自所述第一参考位置到所述第二参考位置的茎秆中夹带籽粒的含量，记为第二籽粒含量。

S104、将所述第一籽粒含量和第二籽粒含量代入所述籽粒含量检测模型，以确定分离系数μ。

S105、根据所述分离系数μ和逐稿器长度，确定谷物收获机的籽粒损失率R，R＝e^-μL×100％，其中L为所述逐稿器的总长度。

在上述S100中，为了提高检测籽粒损失率的精度和计算效率，两个参考位置间的距离优选为1m。

而为了提高检测的便利性，所确定的参考位置也可以是谷物收获机中PVDF压电薄膜传感器的安装位置。具体将距所述逐稿器尾端近的PVDF压电薄膜传感器的安装位置作为第一参考位置。将距所述逐稿器尾端远的PVDF压电薄膜传感器的安装位置作为第二参考位置。

在S104中，主要是将所述第一籽粒含量和第二籽粒含量代入所述籽粒含量检测模型，得到一个方程组通过所得到的方程组解得逐稿器的分离系数μ。也可以采用公式来确定得到逐稿器的分离系数μ。其中，L为逐稿器的总长度，l₁为第一传感器距逐稿器尾端的距离，l₂第一传感器与第二传感器间的距离，α为谷粒通过茎秆层的概率，β为谷粒通过键面筛孔的概率，v为茎秆层沿逐稿器向后移动的平均速度，Δt为茎秆层相邻两次抛起的时间间隔。

进一步，通过上述通过所得到的方程组还可以进一步解得谷物籽粒总量a。根据所述谷物籽粒总量a和所述分离系数μ，可以进一步确定谷物收获机抛撒口处秸秆中的籽粒含量y_L，y_L＝ae^-μL，其中，L为逐稿器的总长度。

那么，通过所得到的方程组就能够在确定当前谷物收获机籽粒损失率的同时，得到当前谷物收获机所损失的谷物籽粒总量。

本发明还提供了一种谷物收获机籽粒损失检测系统。如图3所示，所述系统包括：参考位置确定单元14、检测模型构建单元15、第一籽粒含量获取单元16、第二籽粒含量获取单元17、系数确定单元18和籽粒损失率确定单元19。

其中，参考位置确定单元14在所述谷物收获机逐稿器的长度方向上，确定两个参考位置。将距所述逐稿器尾端近的参考位置记为第一参考位置，将距所述逐稿器尾端远的参考位置记为第二参考位置。

检测模型构建单元15构建籽粒含量检测模型。所述籽粒含量检测模型为：y＝ae^-μl，其中，y为检测得到的籽粒含量，a为谷物籽粒总量，μ为逐稿器的分离系数，l为传感器距逐稿器首端的长度，e为自然常数。

第一籽粒含量获取单元16获取自第一参考位置到逐稿器尾端这一位置处的茎秆中夹带的第一籽粒含量。

第二籽粒含量获取单元17获取自所述第一参考位置到第二参考位置这一位置处的茎秆中夹带的第二籽粒含量。

系数确定单元18将所述第一籽粒含量和第二籽粒含量代入所述籽粒含量检测模型，确定分离系数μ。

籽粒损失率确定单元19根据所述分离系数μ和逐稿器长度，确定谷物收获机的籽粒损失率R，R＝e^-μL×100％，其中L为所述逐稿器的总长度。

而系数确定单元19还可以包括：第一方程获取子单元、第二方程获取子单元和分离系数确定子单元。

第一方程获取子单元将第一籽粒含量y₁代入所述籽粒含量检测模型，得到第一方程

第二方程获取子单元第二籽粒含量y₂代入所述籽粒含量检测模型，得到第二方程

分离系数确定子单元根据所述第一方程和所述第二方程得到所述分离系数μ。

其中，L为逐稿器的总长度，l₁为第一传感器距逐稿器尾端的距离，l₂第一传感器与第二传感器间的距离。

为了便于用户及时得知所损失谷物籽粒的总量，所述系统还可以包括谷物籽粒总量确定单元和籽粒含量确定单元。

其中，谷物籽粒总量确定单元将所述第一籽粒含量和第二籽粒含量代入所述籽粒含量检测模型，以确定谷物籽粒总量a。

籽粒含量确定单元根据所述谷物籽粒总量a和所述分离系数μ，确定谷物收获机抛撒口处秸秆中的籽粒含量y_L，y_L＝ae^-μL，其中，L为逐稿器的总长度。

本发明提供的本发明提供的谷物收获机籽粒损失检测方法和系统，通过将所获取的秸秆中的籽粒含量，就可以构建籽粒含量检测模型，通过所构建的籽粒含量模型可以进一步得到逐稿器的分离系数，根据所得到的的分离系数就可以进一步确定收获机籽粒的损失率，这就能够在提高谷物损失检测精度的同时，提高检测效率。

并且，在检测谷物籽粒损失度的同时，能够检测得到收获机抛撒口处秸秆中的籽粒含量，这进一步能够便于用户知道具体损失籽粒的数量。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。