Способ формирования сигналов для распознавания растений и других неоднородностей

 

Союз Советских

Социапистическмх

Республик

О П И С А Н И Е (871751

И306РЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) ЗаЯвлено 26.03.80 (21) 2901748/30 — 15 с присоединением заявки М (23) Приоритет(51) М. Кл.

А 01 В 69/04

Гопударствапвй квинтет по делам нзейретеннй н открытнй

Опубликовано 15.10.81. Бюллетень М 38

Дата опубликования описания 15.10.81 (.53) УДК631.316.45 (088.8) С. Л. Сакало, И. Н. Горевой, В. В. Брей, В. П. Максимчук, Н. Г. Сакало и Л: Г. Сакапо

172) Авторы изобретения

Полтавский ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственный институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ФОРМЙРОВАНИЯ СИГНАЛОВ ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ

РАСТЕНИЙ И ДРУГИХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ

Изобретение относится к сельскому хозяйству и предназначено для контроля скорости и ускорения движения при испытании мобильных сельскохозяйс1венных машин относительно распознаваемых элементов растений и неоднородностей почвы.

Известен способ контроля скорости движения мобильных машин путем возбуждения иад почвой сверхвысокочастотного электромагнитного поля (1).

Недостатки этого способа состоят в труднос10 ти его применения для получения достоверной информации о скорости движения сельскохозяйственных машин относительно элементов почвы из за непрямолинейности движения машины, неровности рельефа и из-за малой вели15 чины этой скорости, при которой указанный способ имеет недостаточную точность.

Цель изобретения — получение достоверной информации о скорости и ускорении движения

20 машины относительно распознаваемых элементов растений и друтих неоднородностей почвы.

Цель достигается тем, что вдоль рядка элементов растений, последовательно на фиксированном расстоянии друг от друга воэоуждают ряд электромагнитных полей, раэпоэнают полезные сигналы, контролируют отрезки времени между этими полезными сигналами, по которым формируют выходные сигналы, характеризующие скорость движения машины, а по соотношению указанных отрезков времени — ее ускорение.

На фнг. 1 изображена блок-схема примера для осуществления способа; на фиг. 2 — эпюры сигналов, поступающих от датчиков, распознающих элементы на фоне почвы; на фнг. 3 — зпюры отфильтрованных сигналов; на фиг. 4 — эпюры сигналов после дифференцирования и формирования; на фиг. 5— нюры сигнала интегрирования; на фиг. 6— эпюра сигнала, обратно пропорционального скорости машины; на фиг. 7 — энюра сипила, характеризующего ускорение машины, Информацию о скорости и ускорении движения машины относительно элементов, распознаваемых на фоне почвы, получают следуюшим образом.

871751

Вдоль рядка элементов, распознаваемых на фоне почвы, например корней свеклы, растений, маркерных меток, на заданной высоте относительно поверхности почвы располагают три высокочастотных автогенераторных датчика 1 — 3. Зти датчики представляют резонаторы, на основании которых установлены вибраторы многокоитурных воспринимающих систем, связанных с задающими контурами автогенерато. ров, в цепи питания которых выключены резисторы, образующие выходные цепи автогенераторных датчиков и включенные во входные цепи блока усилении и фильтрации 4.

Автогенераторные датчики 1-3 связью между контурами воспринимающих систем настраивают в режим пониженной чувствительности к свойствам почвы. Этими датчиками 1 — 3 возбуждают над почвой соответственно три электромагнитных поля. Заданные элементы на фоне почвы распознают по их воздействию на зти поля, сопротивления воспринимающих систем и токи, потребляемые высокочастотными датчиками, за счет чего на выходных резисторах вьщеляют сигналы, показанные на фиг, 2.

Эти сигналы усиливают в блоке усиления и фильтрации 4, включающем апериодические усилители, собранные на интегральных операционных усилителях, полосы пропускания частот которых устанавливают в диапазонах, обусловленных воздействием на датчики 1 — 3 распознаваемых элементов. На выходах этих усилителей устанавливают амплитудные пороговые устройства, посредством чего заданные злемерты, например маркерные метки, расположенные поперек направления движения машины, распознают на фоне низкочастотных, высокочастотных и маломощных помех и формируют от распознаваемых элементов полезные сигналы, показанные на фиг,3. Сигналы блока усиления и фильтрации 4 поступают на входы блока диф. ференциаторов-формирователей 5. Схемы дифференцирования этого блока 4, содержащего емкости и резисторы, соединяют с формирователями, выполненными на мультивибраторах.

В момент изменения знака производной, что

° соответствует вершине сигнала от распознаваемого элемента (фиг.3), осуществляют переклю чение мультивибратора, на выходе которого формируют соответствующий сигнал в виде импульса эпюра которого показана на фиг.4.

Цепь первого по ходу машины автогенераторного датчика 1 через соответствующие уси.литель и фильтр блока 4, дифференциатор и формирователь блока 5 соединяют со входом интегратора 6. Цепь второго по ходу движения датчика 2 соединяют с реверсивным входом интегратора 6 и входом блока 7 считывания сигнала, характеризующего скорость машины.

Второй вход, включенный по схеме совпаде20

4 ния И этого блока 7, соединяют с выходом интегратора 6. Интегратор" 6 выполняют, например, на интегральном операционном усилителе, а блок 7 считывания на логической схеме И.

Выход блока 7 считывания соединяют с блоком скорости 8, выполненным на интегральном операционном усилителе.

Сигналом от первого по ходу движения электромагнитного поля (датчика 1) включают интегратор 6, сигнал на выходе которого при этом увеличивается с течением времени, как показано на фиг.5. Сигнал от второго по ходу движения электромагнитного поля (датчнка 2) включает блок 7 считывания сигнала скорости, после чего сигнал. характеризующий отрезок времени между сигналами от датчиков 1 и 2, обратно пропорциональный средней скорости машины на расстоянии между этими датчиками, передают в блок скорости 8 и на выход устройства (фиг.6).

Одновременно сигналом от датчика 2 включают интегрирование интегратора 6 с обратным знаком, отчего сигналы на его выходе уменьшаются с течением времени (фиг5), Если скорость движения машины постоянна, отрезок времени между сигналами от датчика 1 и датчика

2 равен отрезку времени между сигналами от датчика 2 и третьего по ходу движения электромагнитного поля, т.е. датчика 3. В этом случае сигнал на выходе интегратора 6 к моменту прихода сигнала от датчика 3 становится равным нулю, При увеличении скорости движения машины отрезок времени между сигналами от датчиков 2 и 3 меньше отрезка времени между сигналами от датчиков 1 и 2. Поэтому иа выходе интегратора 6 к моменту прихода сигнала от датчика 3 существует сигнал, характеризующий ускорение машины фиг.5.

Цепь датчика 3 соединяют со входом блока считывания ускорения 9,второй вход которого соединяют с выходом интегратора 6, а выход со входом интегрального операционного усилителя блока ускорения 10, Блок 9 считываниясигнала, характеризующего ускорение движения машины, выполняют по схеме И. Выход блока 9 соединяют со входом блока включения измерений 11. Выход этого блока 11 соединяют с блокирующими входами блоков 4 н 5, за счет чего осуществляют перевод их и интегратора 6 в исходное состояние, готовое для нового цикла измерения после попадания в электромагнитное поле датчика 1 распознаваемого элемента почвы, При этом на вход блока 10 подают сигнал, характеризующий ускорение машины {фиг. 7).

Сигналы с выхода блока скорости 8 посла усиления используют в качестве корректирующих, для чего их подают в цепи автоматического регулирования усиления тех контролируняци>

871751

5 устройств, сигналы которых зависят от скорости, т.е. в цепи обработки сигналов радиоволновых устройств, контролирующих урожайность корней свеклы в грядке и потери корней корнеуборочными машинами. Выходные сигналы этих устройств зависят от объемов корней и от скорости машины.

Сигналы с выходов блоков скорости 8 и ускорения 10 используются также в схемах автоматического управления скоростью движения сельскохозяйственных машин.

Предложенный способ используют также для решения измерительных задач в устройствах автоматического контроля качественных показателей плантаций пронашных культур, контроля распределения растений в рядках, динамики развития растений. и свойств почвы, контроля урожайности и для контроля неравномерности движения испытуемых мобильных сельскохозяйственных машин. го

При решении измерительных задач в качестве интегратора 6 (фиг. 1) применяют реверсивный счетчик, управляемый блоком 5. При этом отрезки времени между полезными сигналами от датчиков 1 — 3 заполняют последовательностью импульсов, поступающих от стабильного генератора импульсов. В этом случае сигналы на выходе блока 7 представляют в виде числа, удобного для дальнейшей обработки информации вычислительной техникой. За счет отрезков времени между сигналами от одного и того же распознаваемого элемента почвы и формирования по ним сигналов, характеризующих скорость и ускорение движения машины, получают

35 достоверную информацию о скорости и ускорении движения машин именно относительно этих распознаваемых элементов, а не различных установленных точек пространства как это имеет

6 место при контроле скорости известными методами.

Таким образом, за счет получения достоверной информации о скорости и ускорении движения машин относительно распознаваемых эле. ментов растений и других неоднородностей почвы решают задачи контроля неравномерности движения машин, степени развития растений и их распределения вдоль рядков, а также задачи автоматического управления скоростью движения почвообрабатывающей и другой Мо. бильной техники. формула изобретения

Способ формирования сигналов для распознавания растений и других неоднородностей путем возбуждения над почвой сверхвысокочастотного электромагнитного поля, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью получения достоверной информации о скорости и ускоре- нии движения машин относительно распознаваемых элементов растений и других неоднородностей почвы, вдоль рядка этих элементов растений последовательно на фиксированном расстоянии друг от друга возбуждают ряд электромагнитных полей, распознают полезные сигналы, контролируют отрезки времени между этими полезными сигналами, по которым формируют выходные сигналы, характеризующие скорость движения машины, а по соотношению указанных отрезков времени — ее ускорение.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Приборы н -системы для измерения вибрации, шума и удара. Справочник. Под редакцией В. В. Клюева, М., "Машиностроение", кн. 2, 1978, с. 439.

871751

Составитель,В. Мещерский

Техред А.Бабннец Корректор Н. Швыдкая

Редактор Л. Повхан

Заказ 8852/1

Тираж 703 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035; Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4