[发明专利]一种小麦籽粒颗粒通用建模方法

说明书

本发明公开一种小麦籽粒颗粒通用建模方法，包括：步骤一、选取待建模品种的多个小麦籽粒，分别测量每个小麦籽粒的三轴尺寸；步骤二、以双椭球模型作为小麦籽粒通用模型，并且根据所述小麦籽粒的三轴尺寸确定所述双椭球模型的尺寸参数；步骤三、在空间坐标系中建立单椭球模型，并在所述单椭球模型中进行球填充，得到单椭球组合模型；对所述单椭球组合模型进行空间坐标变换，得到小麦籽粒的双椭球组合模型；其中，所述单椭球模型为所述双椭球模型中的两个椭球之一；以及按照小麦籽粒的三轴尺寸分布区间，生成对应尺寸的所述小麦籽粒的双椭球组合模型，得到小麦籽粒颗粒模型群体。

技术领域

本发明涉及小麦籽粒建模分析领域，尤其涉及一种小麦籽粒颗粒通用建模方法。

背景技术

小麦作为世界上主要的粮食作物，其在国内大部分地区广泛机械化种植，在其播种、收获、分级、仓储等作业过程中，始终存在着颗粒与颗粒、颗粒与机械部件的相互作用。为研究小麦种子颗粒与机械部件之间的相互作用、优化机械部件的结构与工作参数，准确建立小麦种子颗粒模型是十分必要的。小麦种子颗粒建模方法主要有组合球法、多面体法和超椭球法等。组合球建模方法是指利用多个球体充填来实现对小麦种子的建模，但是对于小麦种子如何填充球，填充球的尺寸、数量及位置均需深入研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种小麦籽粒颗粒通用建模方法，其能够建立通用精确的小麦种子颗粒模型。

本发明提供的技术方案为：

一种小麦籽粒颗粒通用建模方法，包括如下步骤：

步骤一、选取待建模品种的多个小麦籽粒，分别测量每个小麦籽粒的三轴尺寸；

步骤二、以双椭球模型作为小麦籽粒通用模型，并且根据所述小麦籽粒的三轴尺寸确定所述双椭球模型的尺寸参数；

步骤三、在空间坐标系中建立单椭球模型，并在所述单椭球模型中进行球填充，得到单椭球组合模型；对所述单椭球组合模型进行空间坐标变换，得到小麦籽粒的双椭球组合模型；

其中，所述单椭球模型为所述双椭球模型中的两个椭球之一；

以及按照小麦籽粒的三轴尺寸分布区间，生成对应尺寸的所述小麦籽粒的双椭球组合模型，得到小麦籽粒颗粒模型群体。

优选的是，在所述步骤二中，所述双椭球模型的尺寸参数为：

a＝0.5L，

其中，a为双椭球模型中单椭球的长半轴，b为双椭球模型中单椭球的中半轴，c为双椭球模型中单椭球的短半轴，θ为双椭球夹角；L为小麦籽粒的长度，W为小麦籽粒的宽度，T为小麦籽粒的厚度。

优选的是，所述双椭球组合模型为13球组合模型、17球组合模型、25球组合模型或33球组合模型。

优选的是，所述13球组合模型的建模方法为：

在笛卡尔坐标系中，以坐标原点为单椭球的中心，建立单椭球模型；在所述单椭球模型中填充第一球至第七球后，进行空间坐标变换得到所述13球组合模型；

其中，坐标系的X轴为单椭球的长轴方向，单椭球的长轴为2a；坐标系的Y轴为单椭球的短轴方向，单椭球的短轴为2c；坐标系的Z轴为单椭球的中轴方向，单椭球的中轴为2b；

所述第一球的坐标为：(0,0,0)，所述第一球的半径为：c；

第二球的坐标为：(0，0，(b²-c²)/b)，所述第二球的半径为：c²/b；