Forskning om nyckelteknologier för detektering av kornkvantitet baserad på laserutvecklingsteknik

Spannproduktion är en betydande industri inom Kinas jordbruk, och upptäckten av spannmålskvantitet är en av de mest grundläggande och avgörande aspekterna inom spannmålshantering och lagerkontroll. Traditionell spannmålskvantitetsdetektering förlitar sig främst på vägningsmetoder, som har brister som låg noggrannhet, låg arbetseffektivitet och överdriven manuell intervention. Med den kontinuerliga utvecklingen av teknik har nya metoder för detektering av kornmängden dykt upp, vilket ger möjligheter att förbättra noggrannheten och effektiviteten i spannmålsdetektering. Detta dokument föreslår ett kornkvantitetsdetekteringsschema baserat på laseravståndssensor för att uppnå snabb, exakt och automatiserad mätning av kornhögvolym och kvantitetsberäkning.

0

1. Kornkvantitetsdetekteringsschema baserat på laserutvecklingsteknik

①teknisk princip

Laseravståndssensor är en mätmetod baserad på interaktionen mellan ljusstrålning och materia. Förlita sig på specificiteten för laservåglängden och de linjära förökningsegenskaperna för laserstrålar kan det exakt återspegla avståndsinformationen för målobjekt. Därför valde vi laseravståndsteknologi för volymmätning av spannmål.

② Mätningsutrustning

Kärnutrustningen för detektering av kornkvantitet är laseravståndet och kameran. Laserområdet är ansvarig för att mäta kornhögens höjd och längd, medan kameran används för att fånga den tredimensionella formen på kornhögen för efterföljande algoritmisk bearbetning.

③ mätningsprocess

Mätningsprocessen innehåller tre steg: automatisk inriktning av laserområdefinder och kamera, laserskanning och kamerafotografering. Den specifika processen är som följer:

(1) Laser RangeFinder utför laserskanning under inspelning av data från det skannade området;
(2) kameran fångar bilder av det skannade området;
(3) Mätdata som erhålls behandlas genom algoritmer för att bestämma volymen på kornhögen.

I faktiska mätoperationer, eftersom det finns många faktorer som påverkar noggrannheten, måste vi kontrollera mätmiljön för att minska mätfel. De viktigaste kontrollåtgärderna inkluderar:

(1) säkerställa en ren och torr mätmiljö för att undvika störningar såsom reflektioner under skanning;
(2) undvika störningar från omgivande ljus så mycket som möjligt, vilket kan uppnås genom användning av skuggningsbrädor osv.;
(3) Anställa högprecision laserområde och kameror för att förbättra mätnoggrannheten.

④algoritmbehandling

Efter att ha erhållit data från laserskanning och kamerafotografering måste vi utföra algoritmisk bearbetning för att få volymvärdet för kornhögen. I experimentet använde vi en adaptiv medianfiltreringsmetod för att ta bort brus och beräknade volymen på kornhögen genom tredimensionell bildrekonstruktion.

2. Analys av experimentella resultat

För att verifiera noggrannheten och effektiviteten i detekteringsschemat för kornmängden baserat på lasersensor genomförde vi experiment. Mätobjektet var en hög med 20 ton majs. De experimentella resultaten visade att schemat hade hög beräkningsnoggrannhet, stabilitet och tillförlitlighet och kunde snabbt och exakt kunna beräkna volymvärdet för kornhögen. Noggrannhetsfelet var mindre än 2%.

3. Slutsats

Detekteringsschemat för kornmängden baserat på laseravståndsmodul har egenskaperna för hög noggrannhet, hög effektivitet och automatisering, lämplig för kvantitetsdetektering och spannmålshantering av olika typer av spannmål. I framtida praktiska tillämpningar kommer vi att optimera detta schema för att bättre anpassa sig till spannmålshanteringsbehovet under olika komplexa miljöer.