Способ распознавания растений на фоне почвы

 

«@тe T -: схн ч б- "."отека Мцв

ОПИС Е

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

1 (11) 5 4 II E5 ) ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено24.02,75 (21) 2107565, 15 с присоединением заявки М 2117306,, 15 (23) Приоритет (43) Опубликовано25.02.77. Бюллетень М 7 (45) Дата опубликования описания 23.04.77 (51) M Кн

А 01 В 41 06

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изаоретений и открытий (53) УДК 631 ° >16 4-(ОВБ. ) (72) Автор изобретения

Л. Г. Сакало (71) Заявитель Кировоградский институт сельскэхозяйственнэго машиностроения (54) СПОСОБ РАСПОЗНАВАНИЯ РАСТЕН!1Й HA ФОНЕ

ПОЧВЫ

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и предназначено для распознавания элементов растений, неоднородностей и почвы с целью механизации и автоматизации трудоемких процессов возделывания и уборки пропашчых культур, в частности междуряднсй обработки и уборки корчеклубнеплодов.

Известен способ распознавания растений путем помещения распознаваемых предметов 10 в электромагнитное поле датчиков, образованное связанными колебательными контурами автогенератора, согласно которому частоту электромагнитного поля устанавливают соответственно частоте связи контуров, обес-1 печиваюшей противоположное по знаку воздействие на полезный сигнал активного и реактивного сопротивлений, вносимых распознаваемыми предметами, а величину связи определяют в зависимости от максимальной разности между сигналами, Недостаток известного способа состоит в снижении надежности распознавания растений и элементов почвы при воздействии на схему дестабилизирующих факторов, например g5 загрязнения чувствительных элементов или их деформаций.

Известен также способ распознавания растений на фоне почвы путем возбуждения над ней высокочастотного электромагнитного поля, измерения активной и реактивной составляющих его энергий и последующего сравнения полученных сигналов.

Недостаток этого способа состоит в низкой надежности распознавания растений на фоне почвы из-за дестабилизируюшего воздействия ее изменяюп1ихся свойств и изменения параметров аппаратуры.

Целью изобретения является повышение надежности распознавания растений на фоне почвы.

Это достигается тем, что одновременно с возбуждением эснэвнэгэ электрэмагнитнэгэ поля вэзбуждают дэпэпнительнэе электромагнитное поле с эталонным соотношением активной и реактивной составляющих его энергий, измеряют их и сравнивают полученные сигналы, после чего выделяют на частоте дополнительного возбуждения составляющую выходного сигнала, в зависимости отвеличи547183 ны и знака которой регулируют соотношение между сравниваемыми сигналами основного и дополнительного полей, а по значению выходного сигнала обнаруживают растения.

Йля распознавания используют тот факт, что разница между проводимостями и диэлектрическими проницаемостями почвы и растений неодинакова. Поэтому неодинаковы обусловленные ими соотношения активной и реактивной составляюших энергий электромагнит->р ного поля.

Способ поясняется чертежом.

Лля реализации предлагаемого способа с чувствительным, например емкостным элементом 1 связывают комплексное сопротивление 2 через коммутатор Э, управпяемый тактовым генератором 4. Чувствительный контур 5, в который входит чувствительный элемент 1, связан через регулируемый элемент связи, например варикап 6, с зада-2е юшим контуром 7 автогенератора. С последним через фильтр-преобразователь 8 по частоте сигнала тактового генератора связан фазовый детектор 9, второй вход которого соединен с тактовым генератором 4. Задающий zs контур 7 автогенератора по частотному спектру сигналов, вносимых распознаваемыми предметами, связан с выходным формирователем 10 устройства.

Распознавание осушествляется следук шим образом.

Активную и реактивную составляюшие энергии измеряют отдельно, контролируя соответствуюшие им активные и реактивные 35 сопротивления чувствительных элементов 1.

Эти сопротивления измеряют, например, при помоши автоматических мостовых схем.

Полученные сигналы, характеризующие указанные активные и реактивные сопротивле- 40 ния чувствительного элемента, усиливают и сравнивают между собой, формируя выходной сигнал. Причем коэффициенты усиления устанавливают такими, чтобы сравниваемые сигналы компенсировали друг друга при воз- 45 буждении электромагнитного поля над почвой без распознаваемых растений В этоМ случае распознающее устройство нечувствительно к почве. При попадании в это поле, например, корнеклубнеплодов, сигнал, харак- 0 теризуюший реактивное сопротивление чувствительного элемента 1, преобладает над сигналом, обусловленным активным сопротивлением. При помоши образованного таким образом сигнала обнаруживают растение, Однако изменения параметров аппаратуры и особенно свойств почвы нарушает равновесие между обусловленными ею сравниваемыми сигналами, что вызывает появление сигнала помехи от почвы.

Поэтому, кроме основного электромагнитного поля, возбуждают дополнительное электромагнитное поле с эталонным соотношением активной и реактивной составляюших его энергий. Лля этого, например, к основному чувствительному элементу периодически подключают дополнительный эталонный чувствительный эх,мент 2, расположенный только над почвой либо с установленным в нем эталонным образцом почвы. Частоту этого подключения устанавливают на порядок выше полосы частот, обусловленных воздействием на электромагнитное поле распознаваемых растений, Сигналы, обусловленные подключением эталонного сопротивления 2, пропускают через все цепи, по которым проходит основной сигнал.

На частоте дополнительного возбуждения, при помоши фильтров выделяют соответствуюшую ему составляюшую выходного сигнала, Если эта составляюшая отсутствует, распознаюшее устройство нечувствительно к подключению эталонного чувствительного элемента, а, следовательно,и к почве. Наличие этого сигнала характеризует повышение чувствительности устройства к почве и снижение надежности распознавания.

Поэтому далее осушествляют фазовое д тектирование указанного сигнала при помоши опорного, которым создают дополнительное возбуждение. Знак полученного сигнала показывает преобладание на входе схемы сравнения сигналов, характеризуюших активную или реактивную ссставляюшие энергии, обусловленные воздействием эталона почвы.

При помоши этого сигнала регулируют соотношение между сравниваемыми сигналами основного и дополнительного электромагнитных полей, устанавливая режим, нечувствительный к почве.

Для этого, например, при помоши отрицательной обратной связи с помошью варикапа

6 регулируют один из коэффициентов усиления сигналов, характеризуюших активную или реактивную составляюшие поля, до наступления равновесия составляюших сигналов, обусловленных возбуждением дополнительного поля. Тем самым нечувствительный к почве режим поддерживают автоматически.

В случае распознавания поштучно пода.— ваемых корнеклубнеплодов, камней и комков почвы, например, двухконтурной распознаюшей резонансной системой, объекты пом шают в чувствительный элемент 1, входящий в чувствительный колебательный контур 5.

Последний связан через регулируемую емкость варикап 6) с задаюшим колебательным контуром 7 высокочастотного автогенератора.

Контуры настраивают в резонанс. Частоту автогенератора устанавливают соответствуюшей верхней частоте связи контуров 5 и 7.

547183

В этом случае увеличение активной высокочастотной энергии потерь при помещении в поле чувствительного элемента 1 объектов приводит к возрастанию энергии, отсасываемой от задающего колебательного контура7. 5

Вызванное помещением объекта увеличение реактивной энергии в поле чувствительного элемента 1 приводит к частотной расстройке чувствительного контура по отношению к частоте автогенератора и уменьшение отса- щ сываемой энергии, т. е. на задающем контуре 7 происходит сравнение вызванных объектом активной и реактивной энергий.

Выходной сигнал формируют, например, по изменению величины высокочастотного напряжения на задающем контуре 7.

В этом случае устанавливают режим, нечувствительный к корнеклубнеплодам. Причем его достигают, регулируя величину связи между контурами 5 и 7 изменением нап-2Ф ряжения на варикапе 6. Эту связь устанавливают такой величины, что при внесении корнеклубнеплодов в электромагнитное поле чувствительного элемента изменения активной и реактивной составляющих энергий компен- 25 сируют влияния друг друга. При попадании в электромагнитное поле комков почвы вызванное ими воздействие активной составляющей энергии преобладает над воздействием реактивной, за счет чего формируют полезный зО выходной сигнал, используемый для отделения комков почвы. Величину связи регулируют автоматически, как описано выше, устанавливая в дополнительное сопротивление 2 эталонные корнеклубнеплоды. 35

Периодически подключая к основному чувствительному элементу 1 эталонное комплексное сопротивление 2, автоматически получают заданное соотношение между сигналами от распознаваемых объектов, например, сигналы разных знаков.

Автоматической подстройкой режима, нечувствительного к почве, повышают надежность распознавания растений на ее фоне.

Предложенный способ применяют в высокочастотных устройствах, самонастраивающихся на изменяющиеся условия работы и предназначенных для распознавания элементов растений и неоднородностей на фоне почвы с целью автоматизации трудоемких процессов в растениеводстве.

Формула изобретения

Способ распознавания растений на фоне почвы путем возбуждения над ней высокочастотного электромагнитного попа, измерения активной и реактивной составляющих его энергий и последующего сравнения полученныхсигналов, от лич а ющий с я тем, что, с целью повышения надежности распознавания, одновременно с возбуждением основного электромагнитного поля возбуждают дополнительное электромагнитное поле с эталонным соотношением активной и реактивной составляющих его энергий, измеряют их и сравнивают полученные сигналы, после чего выделяют на частоте дополнительного возбуждения составляющую выходного сигнала, в зависимости от величины и знака которой регулируют соотношение между сравниваемыми сигналами основного и дополнительного полей, а по значению выходного сигнала обнаруживают растения.

4».с iyi ,4, 547 l83

Составитель Ю. Маравин

Редактор l1. Пинчук Техред М. Ликэвич Корректор С Шекмар

Заказ 92 2/82 Тираж 756 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4