Способ распознавания растений на фоне почвы

Союз Советских Социалнстицеских РеспубликИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1) Дополнительное к авт, свид(22) Заявлено 24.02,75с присоединением заявк 21) 2107565,15и2117306,15 2 А 01 В 41/О Государственный номит Совета Министров ССС по делам изаоретений и открытий(72) Автор изобретен Л, Г, Сака 1) Заявител ровоградский институт сельскохозяйственного машиностроения ПОЗНАВАНИЯ РАСТЕНИЙ НА ФОН ПОЧВЫ 4) СПОСО х деформации Известен т астений на ф акже способ распознаванияоне почвы путем возбуждения оне почвы из-зействия ее и а дестабилизируюшего возеняюп 1 ихся свойств и измереакт навае отивлений, ветами, а вели вного со по симых ми ину язи льнои 20 висимэсти сигналами определяют в з разности между Недостаток и кс звестного спос жности распозн почвы при воз зируюших факто ба состои вания ра енин над сниий и йств элемент о дестабили апример 25 х 1Изобретение 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 помешения распознаваемых предметов 10 в электромагнитное поле датчиков, образованное связанными колебательными контурами автогенератора, согласно которому частоту электромагнитного поля устанавливают соответственно частоте связи контуров, обес-т печиваюшей противоположное по знаку возиствие на полезный сигнал активного агрязнения чувствительных элементов или неи высокочастотного электромагнит го поля, измерения активной и реактивнойсоставляюших его энергий и последуюшегосравнения полученных сигналов. Недостаток этого способа состоит в низкой надежности распознавания растений на нения параметров аппаЦелью изобретенияе надежности распознаван р ф не почвы.Это достигается тем, что одновременно с возбуждением эснэвнэгэ электрэмагнитнэгэ пэля вэзбуждают дэпэпнительнэе электромагнитное поле с эталонным соотношением активной и реактивной сэставпяюшпх его эне гий, измеряют их и сравнивают полученные сигналы, после чего выделяют на частоте дополнительного возбуждения составляюшую выходного сигнала, в зависимости отвеличины и знака которой регулируют соотношениемежду сравниваемыми сигналами основногои 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 составляющих энергий электромагнитОного поля.Способ поясняется чертежом.Лля реализации предлагаемого способас чувствительным, например емкостным элементом 1 связывают комплексное сопротивление 2 через коммутатор Э, упраьпяемыйтактовым генератором 4, Чувствительныйконтур 5, в который входит чувствительныйэлемент 1, связан через регулируемыйэлемент связи, например варикап 6, с задаЕюшим контуром 7 автогенератора, С последним через фильтр-преобразователь 8 по частоте сигнала тактового генератора связанфазовый детектор 9, второй вход которогосоединен с тактовым генератором 4. Задающий 25контур 7 автогенератора по частотномуспектру сигналов, вносимых распознаваемымипредметами, связан с выходным формирователем 10 устройства,30Распознавание осуществляется следующим образом,Активную и реактивную составляющиеэнергии измеряют отдельно, контролируясоответствующие им активные и реактивные 35сопротивления чувствительных элементов 1.Эти сопротивления измеряют, например,при помощи автоматических мостовых схем.Полученные сигналы, характеризующие указанные активные и реактивные сопротивления чувствительного элемента, усиливаюти сравнивают между собой, формируя выходной сигнал, Причем коэффициенты усиленияустанавливают такими, чтобы сравниваемыесигналы компенсировали друг друга при возбуждении электромагнитного поля над почвой без распознаваемых растений В этомслучае распознающее устройство нечувствительно к почве, При попадании в это поле,например, корнеклубнеплодов, сигнал, характеризующий реактивное сопротивление чувствительного элемента 1, преобладает надсигналом, обусловленным активным сопротивлением. При помощи образованного такимобразом сигнала обнаруживают растение,Однако изменения параметров аппаратурыи особенно свойств почвы нарушает равновесие между обусловленными ею сравниваемыми сигналами, что вызывает появление сигнала помехи от почвы.60 Поэтому, кроме основного электромагнитного поля, возбуждают дополнительное электромагнитное поле с эталонным соотношениемактивной и реактивной составляющих его энергий, Для этого, например, к основному чувствительному элементу периодически подключают дополнительный эталонный чувствительный элемент 2, расположенный только надпочвой либо с установленным в нем этвлонным образцом почвы, Частоту этого подключения устанавливают на порядок выше полосычастот, обусловленных воздействием на электромагнитное поле распознаваемых растений,Сигналы, обусловленные подключением эталонного сопротивления 2, пропускают через всецепи, по которым проходит основной сигнал.На частоте дополнительного возбуждения, припомощи фильтров выделяют соответствующуюему составляющую выходного сигнала, Еслиэта составляющая отсутствует, распознающееустройство нечувствительно к подключениюэталонного чувствительного элемента, а,следовательно,и к почве. Наличие этого сигнала характеризует повышение чувствительности устройства к почве и снижение надежности распознавания,Поэтому далее осуществляют фазовое дтектирование указанного сигнала при помощи опорного, которым создают дополнительноевозбуждение. Знак полученного сигнала показывает преобладание на входе схемысравнения сигналов, характеризующих активную или реактивную составляющие энергии,обусловленные воздействием эталона почвы,При помощи этого сигнала регулируют соотношение между сравниваемыми сигналами основного и дополнительного электромагнитныхполей, устанавливая режим, нечувствительный к почве.Для этого, например, при помощи отрицательной обратной связи с помощью варикапа6 регулируют один из коэффициентов усиления сигналов, характеризующих активную илиреактивную составляющие поля, до наступления равновесия составляющих сигналов, обусловленных возбуждением дополнительногополя, Тем самым нечувствительный к почвережим поддерживают автоматически,В случае распознавания поштучно подаваемых корнеклубнеплодов, камней и комков почвы, например, двухконтурной распознающей резонансной системой, объекты помшают в чувствительный элемент 1, входящий в чувствительный колебательный контур 5.Последний связан через регулируемую емкостьварикап 6) с задающим колебательным контуром 7 высокочастотного автогенератора.Контуры настраивают в резонанс. Частотуавтогенератора устанавливают соответствующей верхней частоте связи контуров 5 и 7, 847183В этом случае увеличение активной высокочастотной энергии потерь при помещении вполе чувствительного элемента 1 объектовприводит к возрастанию энергии, отсасываемой от задающего колебательного контура 7. 5Вызванное помещением объекта увеличениереактивной энергии в поле чувствительногоэлемента 1 приводит к частотной расстройке чувствительного контура по отношению кчастоте автогенератора и уменьшение отса Осываемой энергии, т. е. на задающем контуре 7 происходит сравнение вызванныхобъектом активной и реактивной энергий.Выходной сигнал формируют, например,по изменению величины высокочастотногонапряжения на задающем контуре 7,В этом случае устанавливают режим,нечувствительный к корнеклубнеплодам. Причем его достигают, регулируя величину связи между контурами 5 и 7 изменением напфряжения на варикапе 6, Эту связь устанавливают такой величины, что при внесениикорнеклубнеплодов в электромагнитное полечувствительного элемента изменения активнойи реактивной составляющих энергий компенсируют влияния друг друга. При попаданиив электромагнитное поле комков почвы вызванное ими воздействие активной составлявшей энергии преобладает над воздействиемреактивной, за счет чего формируют полезный зОвыходной сигнал, используемый для отделения комков почвы. Величину связи регулируют автоматически, как описано выше, устанавливая в дополнительное сопротивление 2эталонные корнеклубнеплоды. 35Периодически подключая к основномучувствительному 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 изобретенияСпособ распознавания растений на фоне почвы путем возбуждения над ней высокочастотного электромагнитного поня, 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.Ф с547183Составитель Ю, Маравин Редактор Д. Пинчук Техред М. Ликович Корректор С. Шекмар Заказ 922/82 Тираж 756 Подписное БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4