[发明专利]一种基于指数关系估计的粮仓重量检测方法及装置

说明书

本发明涉及一种基于指数关系估计的粮仓重量检测方法及装置，属于粮食重量检测技术领域。本发明通过在粮仓底面上布置两组压力传感器，一组为内圈压力传感器，一组为外圈压力传感器；建立粮仓重量检测模型检测各传感器输出值，依据所建立的检测模型，实现对粮仓重量的检测。本发明所建立的检测模型是基于底面、侧面压强均值分别与内圈压力传感器、外圈压力传感器输出均值之间的近似指数关系得到，因此所建模型具有精度高，对传感器性能要求低、适应性和鲁棒性强、便于远程在线粮仓数量检测和粮仓状态监测等特点，本发明的检测方法适应于多种粮仓结构类型的储粮数量检测，具有巨大的应用价值，为保障国家粮食数量安全提供了新的技术手段。

技术领域

本发明涉及一种基于指数关系估计的粮仓重量检测方法及装置，属于粮食重量检测技术领域。

背景技术

粮食安全包括数量安全和质量安全。粮食数量在线检测技术与系统研究应用是国家粮食数量安全的重要保障技术，开展这方面的研究与应用事关国家粮食安全，具有重要的意义，并将产生巨大的社会经济效益。由于粮食在国家安全中的重要地位，要求粮堆数量在线检测准确、快速和可靠。同时由于粮食数量巨大，价格低，要求粮堆数量在线检测设备成本低、简单方便。因此检测的高精度与检测系统的低成本是粮仓数量在线检测方法开发必需解决的关键问题。

申请号为201410401693.5的专利申请，提供了一种基于结构自适应检测模型的粮仓储粮数量检测方法，该检测方法在粮仓底面上布置两圈压力传感器，检测各传感器的输出值，依据所建立的检测模型计算粮仓重量估计，所建立的检测模型为该检测模型通过将侧面压强、底面压强分别估计为关于外圈压力传感器、内圈压力传感器输出均值的多项式得到。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于指数关系估计的粮仓重量检测方法及装置，是一种新的粮仓重量检测方式。

本发明为实现上述目的提供了一种基于指数关系估计的粮仓重量检测方法，该检测方法包括以下步骤：

1)在粮仓底面上布置两组压力传感器，一组为内圈传感器，一组为外圈传感器，外圈传感器靠近侧面墙间隔布置，内圈传感器距离侧面墙设定距离且间隔布置；

2)依据步骤1)中传感器的布置方式，建立基于指数关系估计的粮仓重量检测模型：

其中A_B为粮堆底面面积，C_B为底面周长，K_B、K_F为参数，a_i为模型系数，i＝0,1,2,3，为内圈传感器输出均值，为外圈传感器输出均值，K_p为优化模型参数；

3)检测步骤1)中各传感器的输出值，依据步骤2)中的检测模型计算被检测粮仓重量的估计值

所述步骤2)粮仓重量检测模型中各参数的标定如下：

A.在多于6个粮仓中按照步骤1)的方式布置压力传感器，进粮至满仓，待压力传感器输出值稳定后，采集各仓的压力传感器输出值，形成样本集其中i为样本点号，i＝1,2,3,...,M，M为样本个数，分别为第i个样本点的和值；W_i为样本点i的实际进粮重量，为相应的粮仓面积；

B.将样本集S分为两个部分，优化与多元回归样本集S_M和测试样本S_T；

C.给定参数K_P、K_B和K_F，利用优化与多元回归样本集S_M通过多元回归方式计算参数a_i；

D.对K_P、K_B和K_F采用百分比误差模型进行优化计算，所采用的百分比误差模型为：