谷物联合收割机作业性能的在线检测方法、系统及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种谷物联合收割机作业性能在线检测方法、系统及装置，通过传感器采集谷物联合收割机的作业性能参数，并进行实时计算，得到谷物联合收割机的进步度，从而实现对谷物联合收割机的田间作业性能实时准确评价，有利于提高谷物联合收割机田间作业质量，提高检测的有效性与便利性。

【技术实现步骤摘要】
谷物联合收割机作业性能的在线检测方法、系统及装置
本专利技术涉及农业机械
，特别是涉及一种谷物联合收割机作业性能的在线检测方法、系统及装置。
技术介绍
目前，我国是世界第一大农机生产大国和使用大国，谷物联合收割机在农机工业产业占比高。但在谷物联合收割机产品种类不断增加、保有量持续上升的同时，关于谷物联合收割机田间作业性能的鉴定检测工作的信息化与智能化水平偏低这一问题愈加明显。因此，亟需一种新手段替代传统检测方法，以提高谷物联合收割机田间作业性能试验鉴定的工作效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种谷物联合收割机作业性能的在线检测方法、系统及装置，能够实现对谷物联合收割机田间作业性能的自动化检测。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种谷物联合收割机作业性能的在线检测方法，所述方法包括：采集谷物联合收割机的作业性能参数，计算所述谷物联合收割机的作业性能指标，所述作业性能指标包括破碎率、含杂率、清选损失率和夹带损失率；确定所述作业性能指标的权重，根据所述权重构建作业性能指标的概率转移矩阵；根据所述概率转移矩阵计算所述谷物联合收割机作业性能的进步度；所述进步度为0，表征所述谷物联合收割机作业性能平稳；所述进步度小于0，表征所述谷物联合收割机作业性能变差；所述进步度大于0，表征所述谷物联合收割机作业性能变优。本专利技术还提供了一种谷物联合收割机作业性能的在线检测系统，所述系统包括：指标计算模块，用于采集所述谷物联合收割机的作业性能参数，计算所述谷物联合收割机的作业性能指标，所述作业性能指标包括破碎率、含杂率、清选损失率和夹带损失率；数据处理模块，用于确定所述作业性能指标的权重，根据所述权重构建作业性能指标的概率转移矩阵；性能评价模块，用于根据所述概率转移矩阵计算所述谷物联合收割机作业性能的进步度；所述进步度为0，表征所述谷物联合收割机作业性能平稳；所述进步度小于0，表征所述谷物联合收割机作业性能变差；所述进步度大于0，表征所述谷物联合收割机作业性能变优。本专利技术还提供了一种谷物联合收割机作业性能的在线检测装置，所述装置包括：夹带损失传感器，安装于谷物联合收割机滚筒末端两侧侧板上，用于获取夹带损失率数据；清选损失传感器，安装于谷物联合收割机清选筛尾部，用于获取清选损失率数据；含杂破碎传感器，安装于谷物联合收割机出粮口下方，用于获取破碎率和含杂率数据；GPS定位模块，设置于所述谷物联合收割机上，用于获取所述谷物联合收割机的实时作业位置和作业速度；工控机，与所述夹带损失传感器、所述清选损失传感器、所述含杂破碎传感器和所述GPS定位模块相连，用于根据所述夹带损失率数据、所述清选损失率数据与所述破碎率和含杂率数据采用上述方法检测所述谷物联合收割机的作业性能。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供了一种谷物联合收割机作业性能在线检测方法、系统及装置，通过采集谷物联合收割机田间作业的性能参数，计算对应的作业性能指标，并且通过计算进步度判定实时的作业性能，避免了马尔科夫链发生多步转移，实现了对谷物联合收割机作业性能综合质量变化情况的实时动态评价。同时通过构建多指标评价参数矩阵，采用进一法原则进行整数化，能够将小权重指标的作业性能状态进行压缩，减小其影响程度，提高对谷物联合收割机作业性能综合质量的评价准确度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，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为本专利技术实施例提供的一种谷物联合收割机作业性能在线检测方法流程图；图2为本专利技术实施例提供的一种谷物联合收割机作业性能在线检测系统框图；图3为本专利技术实施例提供的一种谷物联合收割机作业性能在线检测装置结构示意图。符号说明：1.夹带损失传感器，2.清选损失传感器，3.功率传感器，4.GPS定位模块，5.工控机。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。谷物联合收割机田间作业性能的鉴定检测内容主要包括作业速度、破碎率、含杂率和损失率。传统的检测方法通常伴随着劳动强度大，人为干扰误差大、采集数据时间长，历史试验数据难以追溯等实际问题，现有的人工检测方法，人为主观因素大，很难保证检测结果的准确性和可追溯性。同时，人工检测行程有限，检测数据采样点少，检测结果普遍性差。本专利技术的目的是提供一种谷物联合收割机作业性能在线检测方法、系统及装置，实现谷物联合收割机田间作业性能在线检测，有利于建立健全谷物联合收割机田间作业性能试验测试体系，有利于提高检测的有效性与便利性。为使本专利技术的上述目的、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专利技术作进一步详细的说明。实施例1如图1所示，本实施例提供了一种谷物联合收割机作业性能在线检测方法，具体包括：步骤101：采集谷物联合收割机的作业性能参数，计算所述谷物联合收割机的作业性能指标，所述作业性能指标包括破碎率、含杂率、清选损失率和夹带损失率；步骤102：确定所述作业性能指标的权重，根据所述权重构建作业性能指标的概率转移矩阵；步骤103：根据所述概率转移矩阵计算所述谷物联合收割机作业性能的进步度；所述进步度为0，表征所述谷物联合收割机作业性能平稳；所述进步度小于0，表征所述谷物联合收割机作业性能变差；所述进步度大于0，表征所述谷物联合收割机作业性能变优。由此，通过对谷物联合收割机作业性能参数的实时检测，以进步度来评价谷物联合收割机的实时作业性能，避免了马尔科夫链发生多步转移，实现了对谷物联合收割机作业性能综合质量变化情况的实时动态评价，有利于提高检测的有效性与便利性。下面对方法进行进一步的详细说明。在步骤101中，采集谷物联合收割机有效割幅、收获品种、产量标定值、谷物千粒重等人为设定的信息后，通过含杂破碎传感器自动进行谷物样本的循环取样，拍摄谷物样本的照片，通过识别图像信息获取破碎率和含杂率数据；通过清选损失传感器和夹带损失传感器统计打击区谷物籽粒的数量，结合产量标定值和谷物千粒重获取清选损失率和夹带损失率数据；通过GPS定位模块获取谷物联合收割机实时作业位置和作业速度。然后根据采集到的作业性能数据计算作业性能指标，具体的，获取联合收获机出粮口谷物样本的图片后，由图像识别算法区分样本中完整谷物籽粒、破碎谷物籽粒及杂质，经量化模型计算出实时的破碎率和含杂率，量化模型为：其中，P本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种谷物联合收割机作业性能的在线检测方法，其特征在于，所述方法包括：/n采集谷物联合收割机的作业性能参数，计算所述谷物联合收割机的作业性能指标，所述作业性能指标包括破碎率、含杂率、清选损失率和夹带损失率；/n确定所述作业性能指标的权重，根据所述权重构建作业性能指标的概率转移矩阵；/n根据所述概率转移矩阵计算所述谷物联合收割机的作业性能的进步度；所述进步度为0，表征所述谷物联合收割机作业性能平稳；所述进步度小于0，表征所述谷物联合收割机作业性能变差；所述进步度大于0，表征所述谷物联合收割机作业性能变优。/n

【技术特征摘要】
1.一种谷物联合收割机作业性能的在线检测方法，其特征在于，所述方法包括：
采集谷物联合收割机的作业性能参数，计算所述谷物联合收割机的作业性能指标，所述作业性能指标包括破碎率、含杂率、清选损失率和夹带损失率；
确定所述作业性能指标的权重，根据所述权重构建作业性能指标的概率转移矩阵；
根据所述概率转移矩阵计算所述谷物联合收割机的作业性能的进步度；所述进步度为0，表征所述谷物联合收割机作业性能平稳；所述进步度小于0，表征所述谷物联合收割机作业性能变差；所述进步度大于0，表征所述谷物联合收割机作业性能变优。


2.根据权利要求1所述的一种谷物联合收割机作业性能的在线检测方法，其特征在于，所述破碎率和含杂率的计算方法包括：






其中，Pz表示含杂率，Ps为破碎率，Tw为系统识别的完整籽粒像素数，Ts为系统识别的破碎籽粒像素数，Tz为系统识别的杂质像素数，为图像每1000像素点的完整籽粒平均质量，为图像每1000像素点的破碎籽粒平均质量，为图像每1000像素点的杂质平均质量。


3.根据权利要求1所述的一种谷物联合收割机作业性能的在线检测方法，其特征在于，所述清选损失率与夹带损失率的计算方法包括：






其中，Pq为清选损失率，Pj为夹带损失率，m为谷物的千粒重，nq为传感器检测到的清选损失的谷物籽粒粒数，nj为传感器检测到的夹带损失的谷物籽粒粒数，为清选损失监测区域籽粒质量与总籽粒损失质量比例系数，为夹带损失监测区域籽粒质量与总籽粒损失质量比例系数，v为联合收割机行走速度，L为谷物联合收割机割幅，Y为谷物的实际产量，t为收获总时长。


4.根据权利要求1所述的一种谷物联合收割机作业性能的在线检测方法，其特征在于，采用熵值法确定所述作业性能指标的权重，具体包括：
构建n次监测m个评价指标的判断矩阵；
将所述判断矩阵进行归一化处理，得到归一化判断矩阵，其中，i=1,2,…n，j=1,…m，表示归一化判断矩阵中第i行第j列的元素；
根据所述归一化判断矩阵计算各作业性能指标的熵及权重。


5.根据权利要求4所述的一种谷物联合收割机作业性能的在线检测方法，其特征在于，所述根据所述归一化判断矩阵计算各作业性能指标的熵包括：



其中，表示第j个作业性能评价指标的熵；
计算各作业性能指标的权重包括：



其中，表示第j个作业性能评价指标的权重，m表示作业性能评价指标的个数。


6.根据权利要求1所述的一种谷物联合收割机作业性能的在线检测方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈满，金诚谦，倪有亮，张光跃，袁文胜，徐金山，杨腾祥，刘政，
申请(专利权)人：农业农村部南京农业机械化研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32