[发明专利]一种基于地表形貌特征信息的旋耕作业智能控制系统

说明书

本发明公开了一种基于地表形貌特征信息的旋耕作业智能控制系统，包括：检测单元安装在动力和动作执行装置上用于检测旋耕机旋耕作业参数、地表图像信号和地表点云数据；控制单元与检测单元连接用于接收检测单元发送的作业参数、地表图像信号和地表点云数据进行计算和分析，并向动力装置和动作执行装置发送调整指令；人机交互单元与所述控制单元连接用于接收用户的作业指令，并实时显示当前旋耕作业参数以及用于表征作业质量的控制单元计算和分析结果。该系统可在不停机的情况下可随时基于地表形貌特征信息反演机具作业质量结果，并根据作业质量及时调节旋耕机工作参数及位姿，提高了旋耕作业效率，有助于实现现代化高标准农田建设。

技术领域

本发明涉及农业机械管理技术领域，特别涉及一种基于地表形貌特征信息的旋耕作业智能控制系统。

背景技术

旋耕机是与拖拉机配套完成耕、耙作业的耕耘机械，具有碎土能力强、耕后地表平整等特点，同时可减少机组下田次数、恢复土壤耕层结构、切碎地表下的根茬、提高土壤蓄水保墒能力，因此得到了广泛的应用。据农业农村部统计资料，截至最新数据，长江中下游农业区旋耕机保有量295.39万台，占全国45.29％；机械化秸秆还田面积2.267亿亩，占全国27.82％。

目前旋耕机具作业质量多为人力测量评估，往往是采用样方法、取样法进行。随着农业机械现代化的发展与现代农业生产、经营方式相适应的基本农田建设的进行，上述传统测量方法面临着准确度差、效率低的问题。农田的耕地作业质量不是一项或多项参数能够表征的，而是众多性能参数的集合体。目前对于旋耕作业质量的自动化评估手段多停留在机具工作参数检测方法上，较少涉及作业后农田质量，且都是在作用后再下田进行测量，时效性低，不利于下田作业时有效地指导机具作业，制约了智慧农业的发展。

因此，急需要一种能应用于大田作业多参数测量的智能化作业质量评估与控制系统，解决旋耕作业质量严重依赖操纵人员经验的问题，促进高标准农田现代化建设。

发明内容

本发明针对传统旋耕作业质量测量准确度差、效率低制约高标准农田建设的情况，提供一种基于地表形貌特征信息的旋耕作业质量智能控制系统，以解决上述背景技术中提出的旋耕作业智能化水平较低的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明提供一种基于地表形貌特征信息的旋耕作业智能控制系统，包括：

检测单元，安装在动力和动作执行装置上，用于检测旋耕机旋耕作业参数、地表图像信号和地表点云数据；

控制单元，与所述检测单元连接，用于接收所述检测单元发送的作业参数、地表图像信号和地表点云数据进行计算和分析，并向所述动力装置和动作执行装置发送调整指令；

人机交互单元，与所述控制单元连接，用于接收用户的作业指令，并实时显示当前旋耕作业参数以及用于表征作业质量的所述控制单元计算和分析结果。

进一步地，所述检测单元包括：转速传感器和三向力传感器；

所述转速传感器和三向力传感器均安装在旋耕刀辊上，分别用于获取刀辊转速参数和刀辊作业三向力参数，且分别与所述控制单元连接。

进一步地，所述检测单元包括：分别与所述控制单元连接的速度传感器、加速度传感器、三维激光雷达和惯性测量单元；

其中，

所述速度传感器安装在旋耕机架或动力装置上，用于获取旋耕机前进速度参数；

所述加速度传感器安装在旋耕机架上，用于获取机架振动参数；

所述三维激光雷达安装在旋耕机架或动力装置上，用于获取旋耕机作业起伏参数；

所述惯性测量单元安装在旋耕机架上，用于确定旋耕机具的位姿参数。