[发明专利]一种用于单行农作物植株株顶轨迹自动跟踪控制方法

摘要

本发明涉及农业装备电子控制技术，尤其涉及玉米去雄机和棉花去顶机的田间单行植株株顶轨迹自动跟踪控制方法。其特征在于：通过光电识别延时手段搜索植株株顶位置目标，经信息处理及放大模块对采集到的目标轨迹信息与期望雄顶轨迹对比放大后向电磁液压阀块发出指令，电磁液压阀块根据位置偏移指令控制跟踪机构油缸的伸缩方向和延时时间，跟踪机构带动连接其下的执行机构、调速支架机构和安装在支架前端的株顶位置监测器同步运动。变化后的株顶位置监测器继续在当前位置搜索当前的株顶目标，再将信息发送到信息处理模块。采取适时调整预描距离和平行四杆机构倾斜运动综合措施，补偿跟踪滞后产生的仿形偏移，可有效降低漏除率。

主权项

1.一种用于单行农作物植株株顶轨迹自动跟踪控制方法，其特征在于，该方法具有如下步骤：步骤1：将单行各个农作物植株株顶位置点描述为以株距间隔为水平坐标、以株高差异为垂直坐标的若干折线所构成的连续多段折线，所述连续多段折线就是单行去顶部件工作点的期望跟踪轨迹；步骤2：所述单行去顶部件工作点的期望跟踪轨迹是运动轨迹，参数包括：植株株顶位置点P、单行去顶部件工作点坐标Xo、期望跟踪轨迹的垂直速度v、期望跟踪轨迹的水平速度u，所述植株株顶位置点P是相对去顶部件工作点Xo且在期望跟踪轨迹上的坐标为XP、YP的位置点，所述期望跟踪轨迹的垂直速度v是平行四杆跟踪机构的垂直分速度，所述期望跟踪轨迹的水平速度u是机车的行驶速度U；步骤3：采用上下光电传感器作为识别植株株顶位置点P的感应元件，设上光电传感器未发现目标时无信号输出，发现目标时有信号输出并延时时间t；下光电传感器发现目标时无信号输出并延时时间t，未发现目标时有信号输出；步骤4：在去顶部件工作点X0当前位置的前进方向一侧设定上、下光电传感器识别区间Yab，所述识别区间Yab包含YP及上下相邻合理区间，YP与去顶部件工作点X0处于同一水平线上，上光电传感器坐标Ya是反映上临界点的坐标、下光电传感器坐标Yb是反映下临界点的坐标；Yab＝V上t+V下t＝2vt其中V上——垂直上升速度是平行四杆跟踪机构的垂直上升分速度V下——垂直下降速度是平行四杆跟踪机构的垂直下降分速度识别区间Yab就是在去顶部件工作点X0当前位置时上、下光电传感器当前可识别的区间；合理区间Y合理就是跟踪机构带动上、下光电传感器识别区间Yab对当前位置空间进行搜索识别，能够上下搜索到的范围；植株株顶位置点P的坐标值Yp高于合理区间上临界点Ya时称为Ymax，植株株顶位置点P的坐标值Yp低于合理区间下临界点Yb时称为Ymin；步骤5：所述的株顶轨迹自动跟踪还包括光电传感器识别区间Yab距去顶部件工作点X0向前方伸出距离L，L称为预瞄距离合理机车行驶速度u下的预瞄距离区间式中，u是当前行车速度，uminumax分别是决定预瞄距离上限和下限的最低车速和最高车速，Lmin、Lmax分别是预瞄的上限距离和下限距离umin、umax、Lmin、Lmax可通过实验确定；步骤6：把相关信息存储到信息处理模块和速度控制器中；步骤7：去顶机开始工作，去顶部件与连接一体的光电传感器一起向前运动，光电传感器在识别区内搜索植株株顶位置点P，实时采集植株株顶当前位置信息，把当前信息发送到信息处理模块和速度控制器中，信息处理模块和速度控制器将当前信息与预置存储信息进行比较后向平行四杆跟踪机构发出工作指令，当光电传感器搜索到的P位于期望区间时，信息处理模块指令平行四杆跟踪机构静止不动并延时时间t；在当前位置或上个延时时间t内，光电传感器搜索到的植株株顶位置点P超出期望区间上临界点Ya时，信息处理模块指令平行四杆跟踪机构向上运动并延时时间t；在当前位置或上个延时时间t内，光电传感器搜索到的植株株顶位置点P超出期望区间下临界点Yb时，信息处理模块指令平行四杆跟踪机构向下运动并延时时间t。