一种基于超声波检测联合收割机粮仓产量的方法技术

一种基于超声波检测联合收割机粮仓产量的方法，包括以下步骤：将超声波传感器安装在联合收割机粮仓内；通过所述超声波传感器对粮仓仓位高度进行检测，根据算法公式计算得到粮仓储粮产量数据，并记录所述粮仓储粮产量数据；以及重复检测多次并记录每次检测所得的粮仓储粮产量数据。本发明专利技术自动化程度高，无需人工即可实现完成整个检测工程，劳动强度小，检测流程简单，可适用于大规模推广，并且该方法可短时间内进行多次检测，并通过误差分析之后的调试有效减小检测时所产生的误差，从而大大提高了检测数据的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超声波检测联合收割机粮仓产量的方法
本专利技术涉及一种粮仓检测技术，特别是一种基于超声波检测联合收割机粮仓产量的方法。
技术介绍
收割机是一体化收割农作物的机械，它能一次性完成收割、脱粒，并将谷粒集中到储藏仓，然后再通过传送带将粮食输送到运输车上，也可用人工收割，将稻、麦等作物的禾秆铺放在田间，再用谷物收获机械进行捡拾脱粒。收割机是在各种收割、脱粒工具的基础上发展起来的。收割机在进行粮食收割前，需要对粮仓的仓位高度进行实时检测，以便估算粮仓的储粮产量。传统的粮仓仓位高度检测主要是由人工通过卷尺等器材进行手动测量，以便得到所需的数据，这种方法劳动强度大，测量繁琐，误差大，从而导致粮仓产量的估算结果产生错误。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于超声波检测联合收割机粮仓产量的方法。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种基于超声波检测联合收割机粮仓产量的方法，其中，包括以下步骤：S100、将超声波传感器安装在联合收割机粮仓内；S200、通过超声波传感器对粮仓仓位高度进行检测，并根据算法公式得到粮仓储粮产量数据，记录所述粮仓储粮产量数据；以及S300、重复检测多次并记录每次检测所得的粮仓储粮产量数据。上述的基于超声波检测联合收割机粮仓产量的方法，其中，还包括步骤：S400、分析每次粮仓储粮产量数据差异的原因，并进行调试。上述的基于超声波检测联合收割机粮仓产量的方法，其中，步骤S100中，选取压电式超声波传感器，工作频率为40Hz，检测距离为4.3m。上述的基于超声波检测联合收割机粮仓产量的方法，其中，步骤S100中，将压电式超声波传感器安装在粮仓的内腔顶部中心位置。上述的基于超声波检测联合收割机粮仓产量的方法，其中，步骤S200中，采用如下公式计算粮仓储粮产量：其中，d为粮仓仓位顶端与超声波传感器之间的距离，s为声波来回的路程，c为声速，t为声波来回所用的时间；其中，h为所需求得的粮仓仓位高度，H为粮仓的总高度；粮仓的底面积：其中，S底为粮仓的底面积，D底为粮仓的底部直径；粮仓储粮体积：V粮＝S底h其中，V粮为估算的粮仓储粮体积，S底为粮仓的底面积，h为粮仓仓位高度；通过V粮推算所述粮仓储粮产量。上述的基于超声波检测联合收割机粮仓产量的方法，其中，步骤S200进一步包括：S201、安装于粮仓内的超声波传感器通过发射端发出超声波信号，并通过定时器记录时间点T0；S202、所述超声波信号遇到粮仓仓位的储粮顶端后反射回来，所述超声波传感器的接收端接收到返回的超声波信号，并通过所述定时器记录时间点T1；S203、将所述定时器所记录的时间T0与T1传输给显示器，并通过显示器屏幕显示；S204、计算T1-T0得到所述声波来回所用的时间t。上述的基于超声波检测联合收割机粮仓产量的方法，其中，步骤S300中，重复检测的次数大于等于三次，每次重复检测得到的数据为：其中，hn为第n次检测时所得的粮仓仓位高度，dn为第n次检测时所得的粮仓仓位顶端与超声波传感器之间的距离，tn为第n次检测时所得的声波来回所用的时间。上述的基于超声波检测联合收割机粮仓产量的方法，其中，步骤S400中，粮仓储粮产量数据差异的原因包括：检测距离传播的时间误差。上述的基于超声波检测联合收割机粮仓产量的方法，其中，步骤S400中，粮仓储粮产量数据差异的原因包括：超声波传播速度的误差：c＝c0+0.607×T；其中，c0为零度时的超声波速度340m/s，T为实际温度℃。上述的基于超声波检测联合收割机粮仓产量的方法，其中，步骤S400中，粮仓储粮产量数据差异的原因包括：粮仓储粮堆放形状的误差。本专利技术的技术效果在于：本专利技术通过超声波传感器可测得粮仓仓位顶端与超声波传感器之间的距离，通过设定的算法公式，即可得到所需的粮仓仓位储粮高度，再根据相关公式计算即可得到粮仓仓位储粮体积，继而推测所需的粮仓储粮产量，克服了现有技术的粮仓仓位高度检测劳动强度大，检测繁琐，误差大，容易导致粮仓产量的估算结果产生错误的缺陷，具有操作方便，自动程度高，无需人工即可完成整个检测工程，劳动强度小，检测流程简单，误差小等特点，可适用于大规模推广，并且该方法可短时间内进行多次检测，并通过误差分析之后的调试有效减小检测时所产生的误差，从而大大提高了检测数据的准确性。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。附图说明图1为本专利技术一实施例的方法流程图；图2为本专利技术一实施例的检测数据记录表；图3为本专利技术一实施例的超声波波速与温度之间关系表；图4A为本专利技术一实施例的联合收割机结构示意图；图4B为本专利技术一实施例的超声波传感器在联合收割机粮仓内安装位置示意图；图5为本专利技术一实施例的单片机定时器的原理框图。其中，附图标记1机架2驾驶室3显示器4切割器5粮仓6底盘7卸粮管8定时器9超声波传感器91发射端92接收端10压力传感器11单片机12储粮具体实施方式下面结合附图对本专利技术的结构原理和工作原理作具体的描述：参见图1-图3，图1为本专利技术一实施例的方法流程图，图2为本专利技术一实施例的检测数据记录表，图3为本专利技术一实施例的超声波波速与温度之间关系表。本专利技术的基于超声波检测联合收割机粮仓产量的方法，包括以下步骤：步骤S100、将超声波传感器9安装在联合收割机粮仓5内；步骤S200、通过所述超声波传感器9对粮仓仓位高度进行检测，根据算法公式计算得到粮仓储粮产量数据，并记录所述粮仓储粮产量数据；以及步骤S300、重复检测多次并记录每次检测所得的粮仓储粮产量数据计算核对。还可包括：步骤S400、分析每次粮仓储粮产量数据差异的原因，并进行相关的调试工作。其中，步骤S100中，选取合适型号的超声波传感器9，优选压电式超声波传感器，具体型号可为美国SENIXToughSonic14超声波传感器，工作频率为40Hz，检测距离为14英尺(4.3m)。参见图4A、4B，图4A为本专利技术一实施例的联合收割机结构示意图，图4B为本专利技术一实施例的超声波传感器9在联合收割机粮仓5内安装位置示意图。本实施例的联合收割机包括机架1和安装在机架1上的底盘6、驾驶室2、切割器4、卸粮管7和粮仓5，考虑到粮仓5多为圆柱体，而粮食堆积在粮仓5后呈圆锥体，优选将压电式超声波传感器9安装在粮仓5的内腔顶部中心位置。其中，步骤S200中，采用如下公式计算粮仓储粮产量：其中，d为粮仓仓位顶端与超声波传感器9之间的距离，s为声波来回的路程，c为声速本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于超声波检测联合收割机粮仓产量的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS100、将超声波传感器安装在联合收割机粮仓内；/nS200、通过所述超声波传感器对粮仓仓位高度进行检测，根据算法公式计算得到粮仓储粮产量数据，并记录所述粮仓储粮产量数据；以及/nS300、重复检测多次并记录每次检测所得的粮仓储粮产量数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于超声波检测联合收割机粮仓产量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S100、将超声波传感器安装在联合收割机粮仓内；
S200、通过所述超声波传感器对粮仓仓位高度进行检测，根据算法公式计算得到粮仓储粮产量数据，并记录所述粮仓储粮产量数据；以及
S300、重复检测多次并记录每次检测所得的粮仓储粮产量数据。


2.如权利要求1所述的基于超声波检测联合收割机粮仓产量的方法，其特征在于，还包括步骤：
S400、分析每次粮仓储粮产量数据差异的原因，并进行调试。


3.如权利要求1或2所述的基于超声波检测联合收割机粮仓产量的方法，其特征在于，步骤S100中，选取压电式超声波传感器，工作频率为40Hz，检测距离为4.3m。


4.如权利要求1或2所述的基于超声波检测联合收割机粮仓产量的方法，其特征在于，步骤S100中，将压电式超声波传感器安装在粮仓的内腔顶部中心位置。


5.如权利要求1或2所述的基于超声波检测联合收割机粮仓产量的方法，其特征在于，步骤S200中，采用如下公式计算粮仓储粮产量：



其中，d为粮仓仓位顶端与超声波传感器之间的距离，s为声波来回的路程，c为声速，t为声波来回所用的时间；



其中，h为所需求得的粮仓仓位高度，H为粮仓的总高度；
粮仓的底面积：



其中，S底为粮仓的底面积，D底为粮仓的底部直径；
粮仓储粮体积：
V粮＝S底h
其中，V粮为估算的粮仓储粮体积，S底为粮仓的底面积，h为粮仓仓位高度；
通过V粮推算所述粮仓储粮产量。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：苑严伟，张巍朋，赵博，周利明，汪凤珠，姜含露，牛康，白圣贺，陈凯康，
申请(专利权)人：中国农业机械化科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11