作物产量确定设备制造技术

棉花收获机在收获棉花时使用传感器装置估计棉花的质量，并将每个模块的质量与传感器确定的模块的估计的质量进行比较，以便可以确定并主动更新校准因子以更准确地确定作物产量。特定模块的质量流量在收获期间使用基础校准因子进行累积和处理，并使用基础校准因子对模块进行称重并与预期质量进行比较，以形成候选更新校准因子。基于与收获机的操作有关的机器反馈信息，基础校准因子被候选更新校准因子选择性地替换，以用于处理后续模块。使用校准因子确定的收获作物数据用于生成高度准确的产量图。产量图。产量图。

【技术实现步骤摘要】
作物产量确定设备


[0001]本公开总体上涉及作物收获，更具体地，涉及提供用于估计、监测、报告和管理作物生产的产量结果信息的设备和方法。

技术介绍

[0002]一些收获机在割台的宽度上感测正在收获的作物的产量。获得的数据有助于确定作物产量，并且也可以用于协助控制收获机的选定功能系统。不幸的是，数据收集通常是不准确的，尤其是在处理数据时不考虑作物的状态或状况，因为它是由收获机的各种子系统处理的。当通过多个传感器(这些传感器不是完全匹配或精确校准的，或者具有可能随时间或在使用过程中改变的固有特征)在割台的宽度上聚合数据时，也可能导致不准确性。

技术实现思路

[0003]本文的实施方式提供了一种作物产量确定设备和确定作物产量的方法。
[0004]本文的实施方式还提供了一种在收获时基于作物进行校准的作物产量确定方法和设备。
[0005]本文的实施方式还提供了一种在收获时基于作物进行自动校准的作物产量确定方法和设备。
[0006]本文的实施方式还提供了一种在收获时基于作物自动且连续地进行校准的作物产量确定方法和设备。
[0007]本文的实施方式还提供了一种在收获时基于作物自动且连续地进行自校准的作物产量确定方法和设备。
[0008]本文的实施方式还提供了一种在收获作物时确定作物产量的棉花收获机。
[0009]本文的实施方式还提供了一种棉花收获机中的在收获时基于作物进行校准的作物产量确定设备。
[0010]本文的实施方式还提供了一种在收获时基于作物自动进行校准的棉花收获机中的作物产量确定设备。
[0011]本文的实施方式还提供了一种棉花收获机中的在收获时基于作物自动且连续地进行校准的作物产量确定设备。
[0012]本文的实施方式还提供了一种棉花收获机中的在收获时基于作物自动且连续地自校准的作物产量确定设备。
[0013]在一个方面，提供了一种棉花收获机，该棉花收获机包括由与底盘以可操作的方式联接的地面接合构件支撑以相对于棉花收获机下方的地面移动的底盘、与底盘以可操作的方式联接的摘棉头、与底盘以可操作的方式联接的作物容器、包括多个单独的空气管道的空气管道系统，以及用于确定所收获的棉花的产量的设备。摘棉头包括多个棉花采摘行单元，该棉花采摘行单元可操作以在棉花收获机通过地面接合构件相对于地面向前移动时从进入到摘棉头中的植株收获棉花。作物容器包括模块构造器，该模块构造器被构造成将
收获后的棉花形成为棉花模块。空气管道系统的每个单独的空气管道都与一个棉花采摘行单元相关联，以用于将从棉花采摘行单元收获的棉花传送到作物容器。用于确定所收获的棉花的产量的棉花收获机的设备包括：收获传感器，该收获传感器可操作以产生表示正在收获的棉花的生产率的生产信号；蓄集作物传感器，该蓄集作物传感器可操作以产生表示在选定时间段期间收获的棉花的所测得的参数的块状作物信号；以及作物感测控制系统。作物感测控制系统包括处理器、以可操作的方式与处理器联接的存储器装置、存储在存储器装置中并且表示棉花收获机的操作特性的操作数据、存储在存储器装置中并且表示基础校准因子的基准校准因子数据，以及存储在存储器装置中并且可由处理器执行以确定所收获的棉花的产量的控制逻辑系统。控制逻辑系统可由处理器执行以接收生产信号和块状作物信号，响应于将基础校准因子应用于生产信号来确定在第一时间段期间收获的棉花的估计的质量，响应于块状作物信号确定在第一时间段期间收获的棉花的测得的质量；响应于所述估计的质量与所述测得的质量之间的比率确定更新的校准因子候选；和通过响应于操作数据而选择性地将基础校准因子或更新的校准因子候选中的一个应用于在第一时间段之后的第二时间段期间由收获传感器产生的表示在该第二时间段期间收获的棉花的生产率的生产信号来确定在该第二时间段期间收获的棉花的产量。
[0014]根据另一方面，提供了一种用于在作物收获期间确定作物产量的方法。将操作数据存储在作物感测控制系统的存储器装置中，所述作物感测控制系统包括处理器和以可操作的方式与处理器联接的存储器装置，其中操作数据包括表示收获作物的相关收获机的操作特性的收获机数据。将基础校准因子数据和控制逻辑系统存储在存储器装置中，该基础校准因子数据表示基础校准因子。通过与作物感测控制系统以可操作的方式联接的收获传感器产生表示正在收获的作物的生产率的生产信号。通过与作物感测控制系统以可操作的方式联接的蓄集作物传感器产生表示在选定时间段期间收获的作物的测得的参数的块状作物信号。控制逻辑系统由处理器执行以：响应于将基础校准因子应用于生产信号而确定在第一时间段期间收获的作物的估计的质量；并且响应于块状作物信号而确定在第一时间段期间收获的作物的测得的质量；并且响应于估计的质量和测得的质量之间的比率而确定更新的校准因子候选；和通过响应于操作数据而选择性地将基础校准因子或更新的校准因子候选中的一个应用于在第一时间段之后的第二时间段期间由收获传感器产生的表示在第二时间段期间收获的作物的生产率的生产信号来确定在第二时间段期间的作物产量。
[0015]在另一方面，一种作物感测设备包括作物感测控制系统、与作物感测控制系统以可操作的方式联接的收获传感器、以及与作物感测控制系统以可操作的方式联接的蓄集作物传感器。作物感测控制系统包括处理器、与处理器以可操作的方式联接的存储器装置、存储在存储器装置中的操作数据、存储在存储器装置中的基础校准因子数据，以及控制逻辑系统。操作数据包括表示收获作物的相关收获机的操作特性的收获机数据，并且基础校准数据表示基础校准因子。控制逻辑系统可由处理器执行以确定作物产量。收获传感器可操作以生成表示在选定时间段期间收获的作物的生产率的生产信号，并且蓄集作物传感器可操作以生成表示在选定时间段期间收获的作物的测量参数的块状作物信号。控制逻辑系统可由处理器执行以基于生产信号确定在第一时间段期间收获的作物的估计的质量，并且基于块状作物信号确定在第一时间段期间收获的作物的测得的质量。控制逻辑系统还可由处理器执行以基于估计的质量与测得的质量之间的比率来确定更新的校准因子候选。控制逻
辑系统还可由处理器执行以通过基于操作数据选择性地将基础校准因子或更新的校准因子候选中的一个应用于在第一时间段之后的第二时间段期间由收获传感器系统产生的表示在第二时间段期间收获的作物的生产率的生产信号来确定在第二时间段期间的作物产量。
[0016]根据另一方面，提供了一种非瞬态计算机可读存储介质，其存储用于在作物收获期间确定作物产量的一组控制逻辑系统指令。控制逻辑系统指令在由一个或多个处理器执行时，使得包括处理器和以可操作的方式与处理器联接的存储器装置的作物感测控制系统执行以下步骤，该步骤包括：将操作数据存储在作物感测控制系统的存储器装置中，该操作数据包括表示收获作物的相关收获机的操作特性的收获机数据；将基础校准因子数据存储在存储器装置中，该基础校准数据表示基础校准因子；将控制逻辑系统存储在存储器装置中，其中控制逻辑系统可由处理器执行以确定作物产量；通过与作物感测控制系统以可操作的方式联接的收获本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种棉花收获机(15)，包括：底盘(20)，所述底盘由以可操作的方式与所述底盘(20)联接的地面接合构件(22)支撑以相对于所述棉花收获机(15)下方的地面移动；摘棉头(340)，所述摘棉头以可操作的方式与所述底盘(20)联接并且包括多个棉花采摘行单元(61
‑
66)，所述棉花采摘行单元(61
‑
66)能够操作成在所述棉花收获机(15)通过所述地面接合构件(22)相对于所述地面向前移动时从进入到所述摘棉头(340)中的植株收获棉花；作物容器(80)，所述作物容器以可操作的方式与所述底盘(20)联接，所述作物容器(80)包括模块构造器(85)，所述模块构造器被构造成将所收获的棉花形成为棉花模块；空气管道系统(70)，所述空气管道系统包括多个单独的空气管道(71
‑
76)，其中所述单独的空气管道(71
‑
76)中的每一个都与所述棉花采摘行单元(61
‑
66)中的一个相关联，以用于将从所述棉花采摘行单元(61
‑
66)收获的棉花传送到所述作物容器(80)；和用于确定所收获的棉花的产量的设备(300)，所述设备包括：收获传感器(320)，所述收获传感器能够操作以产生表示正在收获的棉花的生产率的生产信号；蓄集作物传感器(330)，所述蓄集作物传感器能够操作以产生表示在选定时间段期间收获的棉花的被测得的参数的块状作物信号；和作物感测控制系统(310)，所述作物感测控制系统包括：处理器(312)；存储器装置(314)，所述存储器装置以可操作的方式与所述处理器联接；存储在所述存储器装置中的操作数据(313)，所述操作数据包括表示所述棉花收获机(15)的操作特性的收获机数据；存储在所述存储器装置中的基础校准因子数据(315)，所述基础校准因子数据表示基础校准因子(CF
基础
)；和控制逻辑系统(316)，所述控制逻辑系统存储在所述存储器装置中并且能够由所述处理器执行以确定所收获的棉花的产量，其中所述控制逻辑系统(316)能够由所述处理器(312)执行以：接收所述生产信号；接收所述块状作物信号；响应于将所述基础校准因子(CF
基础
)应用于所述生产信号，确定在第一时间段(t1)期间收获的棉花的估计的质量(m
估计
)；响应于所述块状作物信号，确定在所述第一时间段(t1)期间收获的棉花的测得的质量(m
测得
)；响应于所述估计的质量(m
估计
)与所述测得的模块质量(m
测得
)之间的比率确定更新的校准因子候选(CF
新
)；以及通过响应于所述操作数据(313)而将基础校准因子(CF
基础
)或更新的校准因子候选(CF
新
)中的一个选择性地应用于在所述第一时间段(t1)之后的第二时间段(t2)期间由收获传感器(320)产生的表示在所述第二时间段(t2)期间收获的棉花的生产率的生产信号来确定在所述第二时间段(t2)期间收获的棉花的产量。
2.根据权利要求1所述的棉花收获机(15)，其中：所述蓄集作物传感器(330)包括模块质量反馈装置(112)，所述模块质量反馈装置能够操作以产生表示在所述第一时间段(t1)期间被收获并打捆成棉花模块的棉花的测得的质量的块状棉花模块质量信号；所述控制逻辑系统(316)能够由处理器(312)执行以响应于所述块状棉花模块质量信号来确定在所述第一时间段(t1)期间收获的棉花的块状棉花模块质量；所述操作数据(313)包括收获机数据，所述收获机数据包括表示所述棉花模块的所需质量范围的棉花捆所需质量数据；和所述控制逻辑系统(316)包括校准管理逻辑系统，所述校准管理逻辑系统能够由所述处理器(312)执行以通过以下方式确定在第二时间段(t2)期间收获的棉花的产量：响应于在所述第一时间段(t1)期间收获的棉花的被确定的块状棉花模块质量在所述棉花模块的所需质量范围内，将更新的校准因子候选(CF
新
)应用于在所述第二时间段(t2)期间由所述收获传感器(320)产生的生产信号，或响应于在所述第一时间段(t1)期间收获的棉花的被确定的块状棉花模块质量不在所述棉花模块的所需质量范围内，将基础校准因子(CF
基础
)应用于在所述第二时间段(t2)期间由所述收获传感器(320)产生的生产信号。3.根据权利要求1所述的棉花收获机(15)，其中：所述蓄集作物传感器(330)包括模块直径反馈装置(114)，所述模块直径反馈装置能够操作以产生棉花模块直径信号，所述棉花模块直径信号表示由所述模块构造器(85)使用在第一时间段(t1)期间被收获并打捆成所述棉花模块的棉花形成的棉花模块的测得的直径；所述控制逻辑系统(316)能够由所述处理器(312)执行以响应于所述棉花模块直径信号确定所述棉花模块的棉花模块直径；所述操作数据(313)包括收获机数据，所述收获机数据包括表示所述棉花模块的最小所需直径的棉花捆所需直径数据；和所述控制逻辑系统(316)包括校准管理逻辑系统，所述校准管理逻辑系统能够由所述处理器(312)执行以通过以下方式确定在所述第二时间段(t2)期间收获的棉花的产量：响应于所确定的棉花模块直径大于所述最小所需直径，将所述更新的校准因子候选(CF
新
)应用于在所述第二时间段(t2)期间由所述收获传感器(320)产生的生产信号，或响应于所确定的棉花模块直径小于所述最小所需直径，将所述基础校准因子(CF
基础
)应用于在所述第二时间段(t2)期间由所述收获传感器(320)产生的生产信号。4.根据权利要求1所述的棉花收获机(15)，其中：所述作物容器(80)包括以可操作的方式与所述底盘(20)联接并设置在所述空气管道系统(70)与所述模块构造器(85)之间的蓄集器(105)，所述蓄集器(105)能够操作以接收由所述摘棉头(340)收获的棉花并将接收到的棉花选择性地输送到所述模块构造器(85)；所述空气管道系统(70)的每个单独的空气管道(71
‑
76)将从所述棉花采摘行单元(61
‑
66)收获的棉花传输至所述蓄集器(105)；蓄集作物传感器(330)包括蓄集器程度反馈装置(116)，所述蓄集器程度反馈装置能够操作以产生蓄集器程度信号，所述蓄集器程度信号表示在所述第一时间段(t1)期间被收获并接收在所述蓄集器(105)中的棉花的测得的程度；
所述控制逻辑系统(316)能够由所述处理器(312)执行以响应于所述蓄集器程度信号来确定在所述第一时间段(t1)期间被收获并接收在所述蓄集器(105)中的棉花的棉花填充程度；所述操作数据(313)包括收获机数据，所述收获机数据包括蓄集器所需棉花填充程度数据，所述蓄集器所需棉花填充程度数据表示在所述第一时间段(t1)期间被收获并堆叠在所述蓄集器(105)中的棉花的最小所需堆高度；所述控制逻辑系统(316)包括校准管理逻辑系统，所述校准管理逻辑系统能够由所述处理器(312)执行以通过以下方式确定在所述第二时间段(t2)期间收获的棉花的产量：响应于在所述第一时间段(t1)期间被收获并且接收在所述蓄集器(105)中的棉花的被确定的棉花填充程度大于最小所需堆高度，将所述更新的校准因子候选(CF
新
)应用于在所述第二时间段(t2)期间由所述收获传感器(320)产生的生产信号，或响应于在所述第一时间段(t1)期间被收获并且接收在所述蓄集器(105)中的棉花的被确定的棉花填充程度小于最小所需堆高度，将所述基础校准因子(CF
基础
)应用于在所述第二时间段(t2)期间由所述收获传感器(320)产生的生产信号。5.根据权利要求1所述的棉花收获机(15)，其中：存储在所述存储器装置中的操作数据(313)包括收获机数据，所述收获机数据包括比率范围数据，所述比率范围数据表示在所述第一时间段(t1)期间收获的棉花的估计的质量(m
估计
)与在所述第一时间段(t1)期间收获的棉花的测得的质量(m
测得
)之间的比率的所需比率范围；并且所述控制逻辑系统(316)包括校准管理逻辑系统，所述校准管理逻辑系统能够由所述处理器(312)执行以通过以下方式确定在所述第二时间段(t2)期间的棉花的产量：响应于在所述第一时间段(t1)期间收获的棉花的估计的质量(m
估计
)与在所述第一时间段(t1)期间收获的棉花的测得的质量(m
测得
)之间的比率在所需比率范围内，将所述更新的校准因子候选(CF)应用于在所述第二时间段(t2)期间由所述收获传感器(320)产生的生产信号，或响应于在所述第一时间段(t1)期间收获的棉花的估计的质量(m
估计
)与在所述第一时间段(t1)期间收获的棉花的测得的质量(m
测得
)之间的比率不在所需比率范围内，将所述基础校准因子(CF
基础
)应用于在所述第二时间段(t2)期间由所述收获传感器(320)产生的生产信号。6.根据权利要求1所述的棉花收获机(15)，其中：所述存储器装置(314)能够操作以存储在所述第一时间段(t1)之前的多个时间段期间确定的估计的质量(m
估计
)与测得的质量(m
测得
)之间的多个历史比率；所述控制逻辑系统(316)包括统计控制逻辑系统，所述统计控制逻辑系统能够由所述处理器(312)执行以基于所存储的、在所述第一时间段(t1)之前的多个时间段期间确定的估计的质量(m
估计
)与测得的质量(m
测得
)之间的多个历史比率来确定比率标准偏差值；并且所述统计控制逻辑系统能够由所述处理器(312)执行以响应于所确定的比率标准偏差值来确定所需比率范围。7.根据权利要求1所述的棉花收获机(15)，其中：所述收获传感器(320)包括以可操作的方式与多个单独的空气管道(71
‑
76)联接的多
个质量流量传感器(171
′‑
176
′
)，其中所述质量流量传感器(171

【专利技术属性】
技术研发人员：布兰登，
申请(专利权)人：爱荷华州立大学研究基金会公司，
类型：发明
国别省市：