谷物质量测量的校准的制作方法_5

文档序号:9458094阅读:来源:国知局
俯仰和/或侧倾时,谷物 箱11中的谷物堆的形状可能会从其预期形状发生改变。正被收割的谷物所在地的地形的 坡度、谷物箱11的振动、谷物箱转弯的剧烈和快速程度、谷物箱经受快速的加速度和减速 度的程度、在谷物的收割期间收割机的地速和/或谷物箱11的地速,将对收集在谷物箱中 的谷物堆的形状造成影响。如果谷物箱中的谷物的形状与其使用在数学模型中的预期的形 状存在偏差,将影响在相关的时间段中数学模型确定蓄积的谷物的精度。在一个实施例中, 按照方框310,如果谷物箱11的俯仰和/或侧倾的量落在预定限定范围之外,则校准和/或 再校准程序被中止或被延迟。
[0076] 图9是方法350的流程图,即,方法300的另一示例性实施例。方法350与方法 300类似,除了方法350额外地确定通过操作数据的评估识别出的任何可能的不精确是否 可W被补偿从而允许连续地进行传感器112的校准。与方法300的步骤或方框相对应的方 法350的步骤或方框被类似地标记。
[0077] 如图9所示,与方法300相比,方法350额外地包括方框314和316。在判定方框 314中,流量估测器14确定流量估测器14是否可W补偿在方框308中识别到的可能的不精 确。如方框310所示,如果此类不精确不能被补偿,那么中止或延迟传感器112的校准。可 选地,如方框316所示,如果作为方框306中的操作数据的评估结果而被识别的可能的不精 确可W被补偿,则流量估测器14将一个或多个补偿因数或量应用到校准流量W解决识别 出的不精确。一旦补偿因数已经被添加到校准流量,那么如方框312所示,流量估测器14 对质量流量传感器112进行校准或调整。
[0078] 在方法350的一个实施例中,按照方框304,流量估测器14接收指示谷物箱11的 俯仰和/或侧倾的量的信号。按照方框306,流量估测器14评估此种操作数据W识别使用 方框302的结果而确定的校准流量的可能的不精确。根据方框312,流量估测器14确定在 谷物被收集在谷物箱11期间谷物箱11的俯仰和/或侧倾的量是否落在预定的限定值之 夕F,从而可能导致不精确。如方框314所示,流量估测器14确定俯仰和/或侧倾的效果是 否可W被补偿。如方框316所示,流量估测器14补偿被识别的不精确。在一个实施例中, 流量估测器14修正谷物箱11中的谷物堆的几何形状的数学模型W将俯仰和/或侧倾对谷 物堆的几何形状具有影响考虑在内。w此方式,即使俯仰和/或侧倾已经改变了谷物堆的 形状,数学模型也将提供精确的结果。
[0079] 在一个实施例中,通过选择性地调整谷物蓄积量传感器113的用于确定校准流量 的感测元件,流量估测器14对不精确(例如,由谷物箱11的俯仰或侧倾引起的不精确)进 行补偿。例如,在一个实施例中,谷物蓄积量传感器113包括由位于不同位置或者具有不同 感测特征的感测元件组成的阵列。流量估测器14选择和使用来自当前可用的感测元件的 子集中的传感元件的信号W在步骤302中确定校准流量。
[0080] 在一个实施例中,如果俯仰和/或侧倾已经恒定了,那么需要考虑使用数学模型 相对于重力W及作用在传感器126和/或传感器130和/或额外传感器(例如传感器134) 上的冲击而调整谷物堆的位置。在一个实施例中,基于位于谷物箱11上或者靠近谷物箱 11的传感器而确定谷物箱11的俯仰和/或侧倾,从而运些传感器提供对谷物箱11的俯仰 和侧倾的精确表示。例如,如果谷物箱11是整体的和/或具有与收割机20相同的俯仰和 /或侧倾,那么传感器可W被放置在收割机20上或者相对于收割机20放置,W探测和汇报 俯仰和/或侧倾。在一个实施例中,在谷物被收集在谷物箱11中的整个期间或者选定的多 个时间间隔内,俯仰和/或侧倾可W被评估并且被储存。可选地,如果超过了特定的预定阔 值,那么来自传感器的俯仰和/或侧倾数据只被传递到流量估测器14的处理器16。谷物箱 11的取向可W被确定,W评估来自传感器126、传感器130和额外的传感器14中的至少一 个传感器的数据,W补偿处于非中立取向的谷物箱,在一个实施例中,非中立取向指的是相 对于重力方向的谷物箱的设计取向。
[0081] 非农作物工业(engagement)可包括收割机离开农作物和再接触农作物之间的时 间段。在一个实施例中,随着收割机进入农作物和从农作物移出,例如,进入农作物的多个 行或多个区域之间不进行收割作业,可能出现农作物的作业或非作业。在一个实施例中,在 一段时间期间和/或在校准处理期间,上述的在对谷物质量的改变进行确定的过程中,需 要考虑所述时间段。在一个实施例中,收割机处于农作物之外的时间段在谷物正在被收割 的整个时间段内被考虑、被扣除或被减去。运消除了没有进行收割的时间段。收割谷物和 谷物堆积到谷物箱之间的时间延迟也被考虑为一个因素。如果谷物被连续地沉积到谷物箱 中,而收割机物理地位于农作物之外,同时收割机离开农田、转弯和再次进入农田,则应当 考虑上述时间延迟。收割被中断的时间段也可W被考虑并且进行适当地调整。另外,在一 定时间段内对重量流量进行确定和/或对蓄积的负载重量进行确定的过程中,也可W考虑 切割植物材料与谷物正被沉积在谷物箱之间的时间延迟。针对收割机处于农田之外和/或 没有谷物正被收割的时间段,时间正在被调整。
[0082] 在一个实施例中,操作数据包括正被收割的农作物的含水量。在谷物正被收割的 同时,农作物的含水量由靠近谷物箱的传感器确定,或者可选地,含水量因数可W经由用户 界面输入到流量估测器14中。
[0083] 在一个实施例中,当操作数据位于可接受的能够可在感兴趣的时间段内提供关于 谷物的质量流量的精确确定的限定值之外时,校准处理被中止。在一个实施例中,在操作数 据位于理想限定值之外但是位于可接收的限定值之内时,继续进行校准处理并且提供精确 的指示。该精确的指示增大了数学模型提供精确的结果的可能性。基于数学模型的结果是 否能够提供改进的质量流量传感器112的校准,操作人员然后可W评估是否校准质量流量 传感器。
[0084] 在其他实施例中,在确定数据是否足W计算蓄积的负载质量和/或质量流量之 前,先评估操作数据。在一个实施例中,品质度量(qualitymetric)被应用到所获得的各 个操作数据测量值。各个所获得的操作数据测量值的品质度量可W是二元值,或者所获得 的测量值将导致蓄积的谷物质量和/或质量流量的高品质计算或错误计算的概率。各个测 量值的品质度量和/或概率可W被组合在一起,W确定在一定时间段期间蓄积的谷物质量 和/或流量发生错误和/或有价值的蓄积概率。根据多个独立的测量值的品质W及多个独 立的测量值的集合使用,确定估测的蓄积质量的精度的品质的概率。在一个实施例中,操作 数据利用至少一个第一装置评估,并且可使用判定算法W确定谷物箱中的谷物质量的估测 值是精确的的可能性。
[0085] 本文说明的方法和设备可在收割机正在农田中、在农田之外和/或在运行时(on thego)应用。为了给出一个实施例,所述"在运行时"描述了收割机在农田中实际地运动、 收割谷物的阶段,使得谷物正被从农田中收割、在收割机中被处理并且被堆积在谷物箱中。 相比之下,术语"在农田中"描述了收割机位于农田中可能正在收割谷物也可能没有正在收 割谷物的特定的时间。而"在农田之外"描述了收割机不再位于在农田中和/或不再收割 谷物的情况。在一个实施例中,在运行时执行谷物蓄积质量的估测和质量流量传感器的校 准。也可W预期,可W在农田中和在农田之外进行谷物蓄积质量的估测和质量流量传感器 的校准。
[0086] 图10是示出谷物箱11中的S个不同传感器和总谷物重量之间的关系的视图。巧U 压元件或传感器的初始响应是相对线性的。在如图5所示的示例中,该响应的初始范围是 从大约0.ImV/V到0. 6mV/V。从该范围中可W得出一些信息,W提供流入到谷物箱11中的 谷物的流量的估测,并且给出该估测的精确的一些认识。该信息随后可被应用到回归公式 中,该回归公式提供了单位为kg-s1的所产生的估测的质量流量。
[0087] 测压元件设置和方程式对于给定的收割机设计而言是专用的。在一个实施例中, 对喷泉式螺旋推运器(fountainauger) 114的修改W及谷物被推进到谷物箱111中的方式 使用不同的回归方程W达到可接受的精确水平。期望从测压元件响应中提取相同的信息, 运些测压元件响应在该文件中还被描述为具有不同的硬件构造,运些硬件构造可针对特定 的校准范围进行了额外的修改。
[008引在一个实施例中,用于估测流入到谷物箱11中的谷物的流量的总回归公式
[0089]
[0090]其中:
[0091]LClslopel是在第一特定范围内的测压元件1的响应速率;
[0092]LClslopell是在第二特定范围内的测压元件1的响应速率;
[0093]LC3slope是在特定的校准范围内的测验元件3的响应速率;
[0094] AoRz是测压元件3和测压元件2之间的用于谷物的静态(repose)的估测角度;W 及
[009引SudoMassFlow是质量流量的代理估测值(Pro巧estimation),其基于测压元件1 响应、时间间隔、W及测压元件1与测压元件2之间的静态的估测角度。
[0096] 在一个实施例中,针对回归公式选择的参数通过测压元件响应的方程展开,W确 定最精确和可重复的方法,W估测谷物质量流量。在一个实施例中,基于它们对于降低质量 流量估测中的误差的统计学重要性选择参数。
[0097] 在多个传感器126、130、134被使用并且运些传感器位于谷物箱11中的不同位置 的一个实施例中,运些传感器中的一个传感器可能在其他两个传感器之后响应。运=个传 感器的响应的线性范围可能有些重合,但是都取决于谷物的静置的角度和谷物的密度。作 为来自传感器的信息,运在估测流量时引入一些变化性。可基于在谷物堆积达到每个传感 器的时间的不同而在与第=传感器具有不同流量的过程中提取出运些传感器两个传感器。
[0098] 在一个实施例中,传感器的改变率与流入到谷物箱中的谷物的质量流量有很高的 相关性,其对于正在增加的谷物流量具
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