Способ формирования сигналов для распознавания растений и других неоднородностей

(23) ПриоритетГоеударстваеь 1 й кемнтет СССР ао делам нзебретеннй н открцтнйпубликовано 15.10.81. Б 1 оллетень М 316.45 088 икования описания 15.10.8 та П. Максимчук Л, Сакало, И. Н. Горевой, В. В Н. Г, Сакало и Л: Г. рей ало 172) Авторы изобретения Полтавский ордена Трудового Красного Знам сельскохозяйственный институт 71) Заявите 54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ ДЛ РАСТЕНИЙ И ДРУГИХ НЕОДНОРО АСПОЗНАВАН ОСТЕЙ друг от друга воэных полей, разпознантролируют отрезклезными сигналами тояниимагиалы ванном рас ряд злектлезные с времени междукоторымрактеризуюа по соотн этими формируют выходные сигналы, ха.щие скорость движения машины,ошению указанных отрезков времкоренне,ни - ее ла, характериИнформациюжения машиньпознаваемыхшим образом Изобретение относится к сельскому хозяиству и предназначено для контроля скоростии ускорения движения при испытании мобильных сельскохозяйственных машин относительнораспознаваемых элементов растений и неоднородностей почвы,Известен способ контроля скорости движения мобильных машин путем возбуждениянад почвой сверхвысокочастотного электромагнитного поля 1.Недостатки этого способа состоят в труднос 1 Оти его применения для получения достовернойинформации о скорости движения сельскохозяйственных машин относительно элементовпочвы из за непрямолннейности движения маши.ны, неровности рельефа и из-за малой вели 15чины этой скорости, при которой указанныйспособ имеет недостаточную точность.Цель изобретения - получение достовернойинформации о скорости и ускорении движенияМмашины относительно распознаваемых элементов растений и друтих неоднородностей почвы,Цель достигается тем, что вдоль рядка элементов растений, последовательно на фиксироНа 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 - зиюра сигиазующего ускорение машины,о скорости и ускорении двн 1 относительно элементов, расна фоне почвы, получают следую871751 Вдоль рядка элементов, распознаваемых на фоне почвы, например корней свеклы, рас. тений, маркерных меток, на заданной высоте относительно поверхности почвы располагают три высокочастотных автогенераторных датчи. ка 1 - 3. Зти датчики представляют резонаторы, на основании которых установлены вибраторы многоконтурных воспринимающих систем, свя. заниых с задающими контурами автогенерато ров, в цепи питания которых выключены ре. зисторы, 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 возбуждаютнад почвой соответственно три электромагнитных поля, Заданные элементы на фоне почвы рас.познают по их воздействию на эти поля, сопротивления воспринимающих систем и токи,потребляемые высокочастотными датчиками,за счет чего на выходных резисторах вьщеляютсигналы, показанные на фиг, 2,Эти сигналы усиливают в блоке усиленияи фильтрации 4, включающем апериодическиеусилители, собранные на интегральных операционных усилителях, полосы пропускания частоткоторых устанавливают в диапазонах, обусловленных воздействием на датчики 1-3 распознаваемых элементов. На выходах этих усилителейустанавливают амплитудные пороговые устройства, посредством чего заданные злемерты,например маркерные метки, расположенные поперек направления движения машины, распознают на фоне низкочастотных, высокочастотныхи мвюмощных помех и формируют от распознаваемых элементов полезные сигналы, показанные на фиг,3. Сигналы блока усиления ифильтрации 4 поступают на входы блока дифференциаторов-формирователей 5. Схемы дифференцирования этого блока 4, содержащегоемкости и резисторы, соединяют с формирователями, выполненными на мультивибраторах.В момент изменения знака производной, чтосоответствует вершине сигнала от распознавае.мого элемента (фиг.3), осуществляют переключение мультивибратора, на выходе которогоформируют соответствующий сигнал в видеимпульса эпюра которого показана на фиг.4,Цепь первого по ходу машины автогенера.торного датчика 1 через соответствующие уси.литель и фильтр блока 4, дифференциатор иформирователь блока 5 соединяют со входоминтегратора 6. Цепь второго по ходу движениядатчика 2 соединяют с реверсивным входоминтегратора 6 и входом блока 7 считываниясигнала, характеризующего скорость машины.Второй вход, включенный по схеме совпаде 20 25 ЗО 35 40 45 50 4ния И этого блока 7, соединяют с выходоминтегратора 6. Интегратор" 6 выполняют, например, на интегральном операционном усилителе,а блок 7 считывания на логической схеме И.Выход блока 7 считывания соединяют с блокомскорости 8, выполненным на интегральном опе.рационном усилителе,Сигналом от первого по ходу движенияэлектромагнитного поля ( датчика 1) включаютинтегратор 6, сигнал на выходе которого приэтом увеличивается с течением времени, какпоказано на фиг.5. Сигнал от второго по ходудвижения электромагнитного поля (датчика 2)включает блок 7 считывания сигнала скорости,после чего сигнал. характеризующий отрезоквремени между сигналами от датчиков 1 и 2,обратно пропорциональный средней скоростимашины на расстоянии между этими датчиками,передают в блок скорости 8 и на выход уст.ройства (фиг.б).Одновременно сигналом от датчика 2 включают интегрирование интегратора 6 с обратнымзнаком, отчего сигналы на его выходе уменьшаются с течением времени (фиг.5), Если скорость движения машины постоянна, отрезок вре.мени между сигналами от датчика 1 и датчика2 равен отрезку времени между сигналами отдатчика 2 и третьего по ходу движения электро.магнитного поля, т.е. датчика 3. В этом случаесигнал на выходе интегратора 6 к моменту прихода сигнала от датчика 3 становится равнымнулю, При увеличении скорости движения ма.шины отрезок времени между сигналами отдатчиков 2 и 3 меньше отрезка времени междусигналами от датчиков 1 и 2. Поэтому иа выходе интегратора 6 к моменту прихода сигналаот 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 считывания- сигнала, 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 ново. го 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 автоматичаско.го регулирования усиления тех контролируюши871751 5устройств, сигналы которых зависят от скорости, т,е, в цепи обработки сигналов радиоволновых устройств, контролирующих урожайностькорней свеклы в грядке и потери корней корнеуборочными машинами. Выходные сигналыэтих устройств зависят от объемов корней иот скорости машины,Сигналы с выходов блоков скорости 8 иускорения 10 используются также в схемах автоматического управления скоростью движениясельскохозяйственных машин,Предложенный способ используют также длярешения измерительных задач в устройствахавтоматического контроля качественных показателей плантаций пронашных культур, контроляраспределения растений в рядках, динамикиразвития растений. и свойств почвы, контроляурожайности и для контроля неравномерностидвижения 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 н ускорение движения машины, получают35 достоверную информацию о скорости и ускорении движения машин именно относительно этих распознаваемых элементов, а не различных установленных точек пространства как это имеет/ 6место при контроле скорости известными ме.тода ми,Таким образом, за счет получения достовер.ной информации о скорости и ускорении движения машин относительно распознаваемых злементов растений и других неоднородностейпочвы решают задачи контроля неравномерностидвижения машин, степени развития растенийи их распределения вдоль рядков, а также задачи автоматического управления скоростьюдвижения почвообрабатывающей и другой Мобильной техники,формула изобретения Способ формирования сигналов для рас.познавания растений и других неоднородностейпутем возбуждения над почвой сверхвысокочастотного электромагнитного поля, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью получениядостоверной информации о скорости й ускоре.нии движения машин относительно распознаваемых элементов растений и других неоднородностей почвы, вдоль рядка этих элементоврастений последовательно на фиксированномрасстоянии друг от друта возбуждают рядэлектромагнитных полей, распознают полезныесигналы, контролируют отрезки времени междуэтими полезными сигналами, по которым формируют выходные сигналы, характеризующиескорость движения машины, а по соотношениюуказанных отрезков времени - ее ускорение.Источники информации,принятые во внимание прн экспертизе1, Приборы н.системы для измерения вибрации, шума и удара. Справочник, Под редакци.а В. В, Клюева, М., "Машиностроение", кн. 2,1978, с. 439.871751 фиг оставитель,В. Ме ехред А.Бабинец овх Заказ 8 ное Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 ал Тираж 703 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035; Москва, Ж - 35, Раушская наб., д, Корректор Н. 111 выдкая