Έρευνα για τις βασικές τεχνολογίες για ανίχνευση ποσότητας σιτηρών με βάση την τεχνολογία κυματοειδούς λέιζερ

Η παραγωγή σιτηρών είναι μια σημαντική βιομηχανία στη γεωργία της Κίνας και η ανίχνευση της ποσότητας των σιτηρών είναι μία από τις πιο θεμελιώδεις και κρίσιμες πτυχές στη διαχείριση των σιτηρών και τον έλεγχο των αποθεμάτων. Η παραδοσιακή ανίχνευση ποσότητας κόκκων βασίζεται κυρίως σε μεθόδους ζύγισης, οι οποίες έχουν ελλείψεις όπως χαμηλή ακρίβεια, χαμηλή αποτελεσματικότητα εργασίας και υπερβολική χειρωνακτική παρέμβαση. Με τη συνεχή ανάπτυξη της τεχνολογίας, εμφανίστηκαν νέες μέθοδοι ανίχνευσης ποσότητας κόκκων, παρέχοντας δυνατότητες βελτίωσης της ακρίβειας και της αποτελεσματικότητας της ανίχνευσης σιτηρών. Το παρόν έγγραφο προτείνει ένα σχήμα ανίχνευσης ποσότητας κόκκων που βασίζεται στον αισθητήρα κυματοειδούς λέιζερ για να επιτευχθεί ταχεία, ακριβής και αυτοματοποιημένη μέτρηση του όγκου του συστήματος και του υπολογισμού της ποσότητας.

0

1. Σχέδιο ανίχνευσης ποσοτήτων κόκκων με βάση την τεχνολογία που κυμαίνεται με λέιζερ

① Τεχνική αρχή

Ο αισθητήρας απόστασης λέιζερ είναι μια μέθοδος μέτρησης που βασίζεται στην αλληλεπίδραση μεταξύ της ακτινοβολίας φωτός και της ύλης. Στηριζόμενη στην εξειδίκευση του μήκους κύματος λέιζερ και των γραμμικών χαρακτηριστικών διάδοσης των δοκών λέιζερ, μπορεί να αντικατοπτρίζει με ακρίβεια τις πληροφορίες απόστασης των αντικειμένων στόχου. Ως εκ τούτου, επιλέξαμε την τεχνολογία με λέιζερ για τη μέτρηση όγκου των σωρών κόκκων.

Εξοπλισμός μέτρησης

Ο βασικός εξοπλισμός για την ανίχνευση της ποσότητας των κόκκων είναι ο εύρος λέιζερ και η κάμερα. Το εύκαμπτο λιμάνι λέιζερ είναι υπεύθυνο για τη μέτρηση του ύψους και του μήκους του σωρού κόκκων, ενώ η κάμερα χρησιμοποιείται για να συλλάβει το τρισδιάστατο σχήμα του σωρού κόκκων για επακόλουθη αλγοριθμική επεξεργασία.

Διαδικασία μέτρησης

Η διαδικασία μέτρησης περιλαμβάνει τρία βήματα: αυτόματη ευθυγράμμιση του εύκαμπτου πεδίου και της κάμερας λέιζερ, της σάρωσης με λέιζερ και της φωτογραφικής φωτογραφικής μηχανής. Η συγκεκριμένη διαδικασία έχει ως εξής:

(1) Το Laser Rangefinder εκτελεί σάρωση με λέιζερ κατά την καταγραφή δεδομένων από τη σαρωμένη περιοχή.
(2) η κάμερα καταγράφει εικόνες της σαρωμένης περιοχής.
(3) Τα δεδομένα μέτρησης που λαμβάνονται επεξεργάζονται μέσω αλγορίθμων για τον προσδιορισμό του όγκου του σωρού κόκκων.

Σε πραγματικές εργασίες μέτρησης, καθώς υπάρχουν πολλοί παράγοντες που επηρεάζουν την ακρίβεια, πρέπει να ελέγξουμε το περιβάλλον μέτρησης για να μειώσουμε τα σφάλματα μέτρησης. Τα κύρια μέτρα ελέγχου περιλαμβάνουν:

(1) εξασφαλίζοντας ένα καθαρό και ξηρό περιβάλλον μέτρησης για να αποφευχθούν παρεμβολές, όπως αντανακλάσεις κατά τη διάρκεια της σάρωσης ·
(2) αποφεύγοντας όσο το δυνατόν περισσότερο τις παρεμβολές από το φως του περιβάλλοντος, η οποία μπορεί να επιτευχθεί μέσω της χρήσης των σανίδων σκίασης κ.λπ.
(3) Χρησιμοποιώντας εδάφη και κάμερες υψηλής ακρίβειας για τη βελτίωση της ακρίβειας μέτρησης.

Επεξεργασία ④ Algorithm

Μετά την απόκτηση των δεδομένων από τη σάρωση με λέιζερ και τη φωτογραφία της κάμερας, πρέπει να εκτελέσουμε αλγοριθμική επεξεργασία για να αποκτήσουμε την τιμή έντασης όγκου του σωρού κόκκων. Στο πείραμα χρησιμοποιήσαμε μια προσαρμοστική μέθοδο διάμεσης φιλτραρίσματος για να αφαιρέσουμε τον θόρυβο και να υπολογίσουμε τον όγκο του σωρού κόκκων μέσω τρισδιάστατης ανακατασκευής εικόνας.

2. Ανάλυση πειραματικών αποτελεσμάτων

Για να επαληθεύσουμε την ακρίβεια και την αποτελεσματικότητα του σχήματος ανίχνευσης ποσότητας κόκκων με βάση τον αισθητήρα λέιζερ, πραγματοποιήσαμε πειράματα. Το αντικείμενο μέτρησης ήταν ένα σωρό 20 τόνων καλαμποκιού. Τα πειραματικά αποτελέσματα έδειξαν ότι το σχήμα είχε υψηλή ακρίβεια υπολογισμού, σταθερότητα και αξιοπιστία και θα μπορούσε γρήγορα και να υπολογίσει με ακρίβεια την τιμή όγκου του σωρού κόκκων. Το σφάλμα ακρίβειας ήταν μικρότερο από 2%.

3. συμπέρασμα

Το σχήμα ανίχνευσης ποσότητας κόκκων με βάση τη μονάδα απόστασης λέιζερ έχει τα χαρακτηριστικά της υψηλής ακρίβειας, της υψηλής απόδοσης και της αυτοματοποίησης, κατάλληλα για ανίχνευση ποσότητας και διαχείριση αποθεμάτων κόκκων διαφόρων τύπων σωληνώσεων. Σε μελλοντικές πρακτικές εφαρμογές, θα βελτιστοποιήσουμε περαιτέρω αυτό το σχήμα για να προσαρμοστούν καλύτερα στις ανάγκες διαχείρισης των σιτηρών υπό διάφορα σύνθετα περιβάλλοντα.