La produzione di cereali è un'industria significativa nell'agricoltura cinese e il rilevamento della quantità di grano è uno degli aspetti più fondamentali e cruciali nella gestione del grano e nel controllo dell'inventario. Il rilevamento tradizionale della quantità di grano si basa principalmente su metodi di pesatura, che hanno carenze come bassa precisione, bassa efficienza di lavoro e un eccessivo intervento manuale. Con il continuo sviluppo della tecnologia, sono emersi nuovi metodi di rilevamento della quantità di grano, fornendo possibilità per migliorare l'accuratezza e l'efficienza del rilevamento del grano. Questo documento propone uno schema di rilevamento della quantità di cereali basato sul sensore di gamma laser per ottenere una misurazione rapida, accurata e automatizzata del volume della pila di grano e del calcolo della quantità.
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1. Schema di rilevamento della quantità di cereali basato sulla tecnologia che va da laser
① Principio technico
Il sensore di distanza laser è un metodo di misurazione basato sull'interazione tra radiazione luminosa e materia. Facendo affidamento sulla specificità della lunghezza d'onda laser e sulle caratteristiche di propagazione lineare dei raggi laser, può riflettere accuratamente le informazioni sulla distanza degli oggetti target. Pertanto, abbiamo scelto la tecnologia di gamma laser per la misurazione del volume delle pile di grano.
② Attrezzatura di misurazione
L'attrezzatura principale per il rilevamento della quantità di grano è il telemetro laser e la fotocamera. Il telemetro laser è responsabile della misurazione dell'altezza e della lunghezza della pila di grano, mentre la fotocamera viene utilizzata per catturare la forma tridimensionale della pila di grano per la successiva elaborazione algoritmica.
③ Processo di misurazione
Il processo di misurazione include tre passaggi: allineamento automatico del campo da campo e della fotocamera Laser, della scansione laser e della fotografia della fotocamera. Il processo specifico è il seguente:
(1) Laser Rangefinder esegue la scansione laser durante la registrazione di dati dall'area scansionata;
(2) la fotocamera cattura le immagini dell'area scansionata;
(3) I dati di misurazione ottenuti vengono elaborati attraverso algoritmi per determinare il volume della pila di grano.
Nelle operazioni di misurazione effettive, poiché vi sono molti fattori che influenzano l'accuratezza, dobbiamo controllare l'ambiente di misurazione per ridurre gli errori di misurazione. Le principali misure di controllo includono:
(1) garantire un ambiente di misurazione pulito e secco per evitare interferenze come i riflessi durante la scansione;
(2) evitare il più possibile interferenze dalla luce ambientale, che può essere raggiunta attraverso l'uso di schede di ombreggiatura, ecc.;
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④ Elaborazione di algoritmo
Dopo aver ottenuto i dati dalla scansione laser e dalla fotografia della fotocamera, dobbiamo eseguire l'elaborazione algoritmica per ottenere il valore del volume della pila di grano. Nell'esperimento, abbiamo usato un metodo di filtraggio mediano adattivo per rimuovere il rumore e calcolare il volume della pila di grano attraverso la ricostruzione dell'immagine tridimensionale.
2. Analisi dei risultati sperimentali
Per verificare l'accuratezza e l'efficienza dello schema di rilevamento della quantità di grano basato sul sensore laser, abbiamo condotto esperimenti. L'oggetto di misurazione era una pila di 20 tonnellate di mais. I risultati sperimentali hanno mostrato che lo schema aveva un'elevata precisione di calcolo, stabilità e affidabilità e poteva calcolare rapidamente e accuratamente il valore del volume della pila di grano. L'errore di precisione è stato inferiore al 2%.
3. Conclusione
Lo schema di rilevamento della quantità di grano basato sul modulo a distanza laser ha le caratteristiche di elevata precisione, alta efficienza e automazione, adatto per il rilevamento della quantità e la gestione dell'inventario dei grani di diversi tipi di pile di grano. Nelle future applicazioni pratiche, ottimizzeremo ulteriormente questo schema per adattarsi meglio alle esigenze di gestione dei cereali in vari ambienti complessi.
