小型分散作业智能管控系统及其运行方法技术方案

本发明专利技术公开了小型分散作业智能管控系统及其运行方法，包括数据信息采集模块、动态分析判断模块和协作控制模块，所述数据信息采集模块用于采集环境数据信息和水稻稻谷相关数据信息，所述动态分析判断模块用于分析稻谷、谷粒生长情况和计算平均切割高度，所述协作控制模块用于根据水稻的平均切割高度进行切割维度和谷粒打击力度的实时调整控制，所述数据信息采集模块与动态分析判断模块电连接，所述动态分析模块与协作控制模块电连接，通过扫描采集稻田和切割环境数据信息，计算不同状态下水稻的平均切割高度，在收割过程中根据不同状态自动实时调整切割高度，以及对谷粒脱落时的打击力度控制，本发明专利技术，具有实用性强和可控性高的特点。高的特点。高的特点。

【技术实现步骤摘要】
小型分散作业智能管控系统及其运行方法


[0001]本专利技术涉及农业机械
，具体为小型分散作业智能管控系统。

技术介绍

[0002]在我国农业的发展过程中，水稻收割机在水稻收成中起到非常显著的作用，以往的水稻收割是一项较繁重的劳动，需要花费大量的人力和时间，在大面积的水稻种植区域使用水稻收割机进行分散收割，最大程度上降低了人工成本，减轻了稻农的劳动强度且节约了收割时间，收割效率得到提高，现有的水稻收割机是针对日常水稻的特点和生长环境进行设计的，解决了大部分的水稻收割问题，但当遇到一些特殊的情景仍然存在很大问题。
[0003]水稻生长时天气作为最重要的影响因素之一往往是最难控制的，当在收割前遇到大风或大雨，导致水稻出现潮湿倒伏现象，目前的解决办法是降低切割台分禾器的高度控制高低档速度进行对倒伏水稻的收割，但水稻的倒伏是杂乱无章的状态，并列的一排可能一些倒一些没倒，此状态下现有的解决办法是选取正常高度的水稻切割高度或者最低位置水稻的切割高度进行统一收割，当以正常高度收割时倒伏掉的部分则被遗漏收割从而降低产量，以最低位置水稻的切割高度收割则会带来大量的杂质增大后期的除杂成本，另一解决办法是逆向收割，但由于收割机的机身较大，倒伏水稻的位置杂乱无章，且倒伏数量或多或少，进行逆向收割需整体调转机身，过程繁琐耗时且对田地进行反复碾压导致地力损失严重；其次在对谷粒进行打击脱落的过程中，由于是同一块收割区域，即设置一个固定的打击力度进行，但一些生长不好和不太成熟的谷粒由于打击力较小，直到后半段才被脱下或未脱落，产生较大的夹带损失，因此，设计实用性强和可控性高的小型分散作业智能管控系统是很有必要的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供小型分散作业智能管控系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：小型分散作业智能管控系统，包括数据信息采集模块、动态分析判断模块和协作控制模块，其特征在于：所述数据信息采集模块用于对收割环境进行检测判断并采集稻田水稻图像数据和稻谷外观状态信息，所述动态分析判断模块用于分析判断稻谷外观状态，计算不同状态下水稻平均收割高度，所述协作控制模块用于根据水稻平均收割高度自动控制对水稻的切割维度和对谷粒的打击力度，所述数据信息采集模块与动态分析判断模块电连接，所述动态分析模块与协作控制模块电连接。
[0006]根据上述技术方案，所述数据信息采集模块包括环境数据采集模块、稻田图像采集模块和稻谷图像扫描模块，所述环境数据采集模块用于对农田田面环境的干燥度区间范围进行识别，所述稻田图像采集模块用于获取稻田中水稻的生长状态，所述稻谷图像扫描模块用于对水稻稻谷图像进行扫描采集。
[0007]根据上述技术方案，所述动态分析判断模块包括图像数据接收模块、倒伏分析判断模块、切割高度计算模块和谷粒状态识别模块，所述图像数据接收模块用于接收环境信息、稻田和稻谷图像数据信息，所述倒伏分析判断模块用于判断水稻倒伏程度状态信息，所述切割高度计算模块用于分模块计算收割区域水稻的平均收割高度，所述谷粒状态识别模块用于识别水稻谷粒的数据信息。
[0008]根据上述技术方案，所述切割高度计算模块包括区域划分子模块和平均高度计算子模块，所述区域划分子模块用于将待收割区域划分为等面积的小区域模块，所述平均高度计算子模块用于根据公式计算待收割模块的水稻平均高度。
[0009]根据上述技术方案，所述协作控制模块包括切割维度控制模块、切割取舍控制模块和打击力度控制模块，所述切割维度控制模块用于根据水稻的生长状态调整切割高度和角度，所述切割取舍控制模块用于根据状态下水稻的平均收割高度对倒伏水稻的收割取舍调整，所述打击力度控制模块用于控制对谷粒的脱落打击力度，所述倒伏分析判断模块、切割高度计算模块与切割取舍控制模块电连接，所述谷粒识别模块与打击力度控制模块电连接。
[0010]根据上述技术方案，所述智能管控系统的具体运行方式主要包括以下步骤：步骤S1：水稻收割机进入收割区域，收割机正前方的数据信息采集模块启动，扫描采集收割周围环境数据和农田田面湿润度信息；步骤S2：收割机视线区域处的稻田图像采集模块对正前方待收割区域内的水稻高度进行实时采集计算；步骤S3：稻田所种水稻正常成熟时的谷粒外谷壳颜色和轮廓状态有固定的判断标准，利用此标准对收割的稻谷颗粒颜色和轮廓大小进行识别判断，划分界定水稻的成熟状态；步骤S4：协作控制模块根据所采集的环境数据和水稻平均收割高度实时调整控制对水稻的切割维度和收割取舍，以及对谷粒的打击力度控制。
[0011]根据上述技术方案，所述步骤S2进一步包括以下步骤：步骤S21：以收割机行进的农田田面为水平面，设定此收割区域内该水稻品种从水平面开始计算的生长高度区间为0至100，正常生长状态的水稻高度值H等于100，收割机切割高度从水平面开始进行切割的高度区间为0至110，正常收割高度值等于100；步骤S22：收割机稻田图像采集模块将正前方即将收割区域划分为等面积的五个1平方米区域模块，五个区域模块内分别设有水稻高度扫描测量点，实时测量该小模块内的水稻高度H，根据水稻高度自动调整控制整体待切割模块的平均收割高度；步骤S23：环境数据采集模块同步实时测量分析即将收割的区域模块内的农田田面干燥度区间范围，根据干燥度范围的划分对计算得出的水稻平均收割高度进行自动调整，在原有收割高度基础上调整正负3%的区间范围。
[0012]根据上述技术方案，所述步骤S22进一步包括以下步骤：步骤S221：稻田图像采集模块采集测量出正前方待收割区域的五个小区域模块的水稻高度分别为，，，，，根据计算公式：=*100%计算平均收割高度，其中N为模块数，至为水稻高度，H为五个模块中设定的水稻正常生长高度值；
步骤S222：计算出收割机正前方待收割区域内的平均收割高度后，收割机在对该模块进行收割时，稻田图像采集模块同步扫描划分下一个模块区域，按照同样的计算公式对下一个模块的平均收割高度进行计算，收割机行进收割到下一区域模块时自动调整为下一模块的平均收割高度。
[0013]根据上述技术方案，所述步骤S23进一步包括以下步骤：步骤S231：稻田图像采集模块计算区域模块内的平均收割高度时，环境数据采集模块根据湿度检测技术和温度检测技术实时监测获取待收割模块的平均积水量和待收割水稻间的平均温度，根据计算公式：K=实时测量待收割区域模块内的干燥度指数K，P为平均积水量，T为平均摄氏温度值，根据干燥度指数划分农田田面干燥和湿润区间；步骤S232：农田田面存在一个正常的普遍干燥度范围区间，即计算出的干燥度指数值在10至30之间，当测量出农田田面的干燥度位于正常区间范围内时，保持稻田图像采集模块计算出的区域模块内水稻的平均收割高度，当测量出农田田面待收割模块的干燥度指数值大于30时，自动对水稻平均收割高度进行高度区间范围上调3%的调整，当测量出农田田面待收割模块的干燥度指数值小于10时，自动对水稻平均收割高度进行高度区间范围下调3%的调整；步骤S233：当农田本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.小型分散作业智能管控系统，包括数据信息采集模块、动态分析判断模块和协作控制模块，其特征在于：所述数据信息采集模块用于对收割环境进行检测判断并采集稻田水稻图像数据和稻谷外观状态信息，所述动态分析判断模块用于分析判断稻谷外观状态，计算不同状态下水稻平均收割高度，所述协作控制模块用于根据水稻平均收割高度自动控制对水稻的切割维度和对谷粒的打击力度，所述数据信息采集模块与动态分析判断模块电连接，所述动态分析模块与协作控制模块电连接。2.根据权利要求1所述的小型分散作业智能管控系统，其特征在于：所述数据信息采集模块包括环境数据采集模块、稻田图像采集模块和稻谷图像扫描模块，所述环境数据采集模块用于对农田田面环境的干燥度区间范围进行识别，所述稻田图像采集模块用于获取稻田中水稻的生长状态，所述稻谷图像扫描模块用于对水稻稻谷图像进行扫描采集。3.根据权利要求2所述的小型分散作业智能管控系统，其特征在于：所述动态分析判断模块包括图像数据接收模块、倒伏分析判断模块、切割高度计算模块和谷粒状态识别模块，所述图像数据接收模块用于接收环境信息、稻田和稻谷图像数据信息，所述倒伏分析判断模块用于判断水稻倒伏程度状态信息，所述切割高度计算模块用于分模块计算收割区域水稻的平均收割高度，所述谷粒状态识别模块用于识别水稻谷粒的数据信息。4.根据权利要求3所述的小型分散作业智能管控系统，其特征在于：所述切割高度计算模块包括区域划分子模块和平均高度计算子模块，所述区域划分子模块用于将待收割区域划分为等面积的小区域模块，所述平均高度计算子模块用于根据公式计算待收割模块的水稻平均收割高度。5.根据权利要求4所述的小型分散作业智能管控系统，其特征在于：所述协作控制模块包括切割维度控制模块、切割取舍控制模块和打击力度控制模块，所述切割维度控制模块用于根据水稻的生长状态调整切割高度和角度，所述切割取舍控制模块用于根据不同状态下水稻的平均收割高度对倒伏水稻的收割取舍调整，所述打击力度控制模块用于控制对谷粒的脱落打击力度，所述倒伏分析判断模块、切割高度计算模块与切割取舍控制模块电连接，所述谷粒识别模块与打击力度控制模块电连接。6.一种权利要求5所述的小型分散作业智能管控系统的运行方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1：水稻收割机进入收割区域，收割机正前方的数据信息采集模块启动，扫描采集收割周围环境数据和农田田面干燥度区间范围信息；步骤S2：收割机视线区域处的稻田图像采集模块对正前方待收割区域内的水稻高度进行实时采集计算；步骤S3：稻田所种水稻正常成熟时的谷粒外谷壳颜色和轮廓状态有固定的判断标准，利用此标准对收割的稻谷颗粒颜色和轮廓大小进行识别判断，划分界定水稻的成熟状态；步骤S4：协作控制模块根据所采集的环境数据和水稻平均收割高度实时调整控制对水稻的切割维度和收割取舍，以及对谷粒的打击力度控制。7.根据权利要求6所述小型分散作业智能管控系统的运行方法，其特征在于：所述步骤S2包括以下步骤：步骤S21：以收割机行进的农田田面为水平面，设定此收割区域内该水稻品种从水平面开始计算的生长高度区间为0至100，正常生长状态的水稻高度值H等于100，收割机切割高
度从水平面开始进行切割的高度区间为0至110，正常收割高度值等于100；步骤S22：...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈洁瑾，
申请(专利权)人：河南福多电力工程有限公司，
类型：发明
国别省市：