适用于倾斜地面的收获机油量检测方法、系统和存储介质与流程

所属的技术人员知道，本发明可以实现为方法、系统和存储介质。因此，本发明可以具体实现为以下形式，即：可以是完全的硬件、也可以是完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，还可以是硬件和软件结合的形式，本文一般称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，在一些实施例中，本发明还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

背景技术：

1、随着收获机械技术的不断发展，收获机能够适应的作业环境也更加广泛，其中包括一些地形复杂的丘陵等地区。目前收获机采用的油箱油量传感器，主要通过测量油箱内燃油的液位高度来近似计算剩余油量，包括厚膜电阻式、干簧管式、电容式等油位传感器。

2、然而，无论是厚膜电阻式、干簧管式还是电容式油位传感器，都只能测量油箱内油液表面某点处的液位高度值，当收获机在丘陵地区或斜坡上作业时，机体的倾斜会导致液面与油箱底面不平行，进而造成对油箱油量的显示不准确。此外，收获机油箱外壳形状在设计时往往考虑因素众多，本身就存在凹凸不平的外形，甚至会有上宽下窄或上窄下宽等情况出现，单独一个油箱液位高度变量无法反映真实的剩余油量。

3、因此，亟需提供一种技术方案解决上述问题。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种适用于倾斜地面的收获机油量检测方法、系统和存储介质。

2、本发明的适用于倾斜地面的收获机油量检测方法的技术方案如下：

3、s1、获取收获机的当前倾角值以及所述收获机的油箱中的预设位置处的当前液位高度测量值；

4、s2、基于所述当前倾角值和所述当前液位高度测量值，得到所述收获机的油箱的当前剩余油量值。

5、本发明的适用于倾斜地面的收获机油量检测方法的有益效果如下：

6、本发明的方法能够实现对于倾斜状态下的收获机的油箱的剩余油量的精准测量，以便于更加精准地对收获机工作状态进行监测，及时发现并排查故障。

7、在上述方案的基础上，本发明的适用于倾斜地面的收获机油量检测方法还可以做如下改进。

8、进一步，还包括：

9、构建所述油箱的三维模型，并以所述油箱的左下角顶点为原点、所述油箱的底面长度所在方向为x轴方向、所述油箱的底面宽度所在方向为y轴方向，所述油箱的高度方向为z轴方向，建立收获机体坐标系；

10、获取所述收获机的油箱中的预设位置处的当前液位高度测量值的步骤，包括：

11、利用设置在所述油箱中的所述预设位置处的电容式油位传感器，获取所述收获机的油箱中的所述预设位置处的所述当前液位高度测量值；其中，所述当前液位高度测量值所在直线与所述收获机体坐标系的z轴方向平行。

12、进一步，所述当前倾角值包括：当前俯仰角、当前横滚角和当前偏航角；获取所述收获机的当前倾角值的步骤，包括：

13、利用陀螺仪传感器，获取所述收获机的所述当前俯仰角、所述当前横滚角和所述当前偏航角。

14、进一步，步骤s2包括：

15、s21、基于所述当前俯仰角、所述当前横滚角和所述当前偏航角，确定所述收获机体坐标系下的所述油箱的燃油液面的目标法向量，并根据所述目标法向量和所述当前液位高度测量值对应的油位点坐标，构建所述收获机体坐标系下的所述燃油液面的液面平面方程；

16、s22、利用拉格朗日乘数法，并根据所述液面平面方程、所述油箱的内表面方程以及所述燃油液面与所述油箱的内表面之间的相贯线，确定所述收获机体坐标系下的液位高度最大值和液位高度最小值；

17、s23、对所述油箱进行切片分割，得到多个腔位，将所述液位高度最小值所在腔位以下的腔位确定为第一腔位，并将所述液位高度最大值所在腔位、所述液位高度最小值所在腔位、所述液位高度最大值所在腔位和所述液位高度最小值所在腔位之间的所有腔位确定为第二腔位；

18、s24、根据所述内表面方程以及每个第二腔位对应的切平面方程，构建每个第二腔位分别在所述收获机体坐标系下的上表面单值函数和下表面单值函数，并确定所述燃油液面分别与每个第二腔位的上表面单值函数和下表面单值函数的交线方程，并根据每个第二腔位的的上表面单值函数、下表面单值函数和交线方程确定每个第二腔位对应的油截面和空气截面；

19、s25、利用三重积分法，并根据每个第一腔位的最大体积和每个第二腔位的油截面、空气截面、上表面单值函数、下表面单值函数，得到所述收获机的油箱的当前剩余油量值。

20、进一步，步骤s21包括：

21、基于所述当前俯仰角、所述当前横滚角和所述当前偏航角，构建旋转矩阵，并获取所述燃油液面在地面坐标系下的第一法向量；

22、基于第一预设公式，并根据所述第一法向量和所述旋转矩阵，确定所述收获机体坐标系下的所述燃油液面的所述目标法向量；其中，所述第一预设公式为：

23、

24、其中，为所述目标法向量，rba为所述旋转矩阵，θ为所述当前俯仰角，为所述当前横滚角，ψ为所述当前偏航角；

25、利用平面点法式方法，并根据所述目标法向量和所述当前油位高度值对应的油位点坐标[x1，y1，h(t)]，构建所述收获机体坐标系下的所述燃油液面的液面平面方程；其中，所述液面平面方程为：h(t)为所述当前液位高度测量值，x1和y1为所述油位点的横纵坐标值。

26、进一步，步骤s25包括：

27、利用三重积分法，并将每个第一腔位的最大体积和每个第二腔位的油截面、空气截面、上表面单值函数、下表面单值函数输入至第二预设公式，得到所述当前剩余油量值；其中，所述第二预设公式为：voil为所述当前剩余油量值，vi为第i个第一腔位的最大体积，m为第一腔位的数量，r为第二腔体的数量，dm+j为第j个根据第二腔位的油截面积分得到的积分投影面，f(m+j)d(x，y)为第j个第二腔位的下表面单值函数，ψju(x，y)为根据所述液面平面方程与每个第二腔位的上表面单值函数组成的第j个上油液面函数。

28、进一步，还包括：

29、获取所述收获机的所述油箱在预设时间段内的多个时刻的剩余油量值；

30、根据所述预设时间段内的每个时刻的剩余油量值，生成剩余油量变化曲线，并计算所述油箱在所述预设时间段内的每个时刻的油耗速率；

31、将所述预设时间段内的所述剩余油量变化曲线和每个时刻的油耗速率进行输出显示。

32、本发明的适用于倾斜地面的收获机油量检测系统的技术方案如下：

33、包括：获取模块和检测模块；

34、所述获取模块用于：获取收获机的当前倾角值以及所述收获机的油箱中的预设位置处的当前液位高度测量值；

35、所述检测模块用于：基于所述当前倾角值和所述当前液位高度测量值，得到所述收获机的油箱的当前剩余油量值。

36、本发明的适用于倾斜地面的收获机油量检测系统的有益效果如下：

37、本发明的系统能够实现对于倾斜状态下的收获机的油箱的剩余油量的精准测量，以便于更加精准地对收获机工作状态进行监测，及时发现并排查故障。

38、在上述方案的基础上，本发明的适用于倾斜地面的收获机油量检测系统还可以做如下改进。

39、进一步，还包括：构建模块；所述构建模块用于：

40、构建所述油箱的三维模型，并以所述油箱的左下角顶点为原点、所述油箱的底面长度所在方向为x轴方向、所述油箱的底面宽度所在方向为y轴方向，所述油箱的高度方向为z轴方向，建立收获机体坐标系；

41、所述获取模块具体用于：

42、利用设置在所述油箱中的所述预设位置处的电容式油位传感器，获取所述收获机的油箱中的所述预设位置处的所述当前液位高度测量值；其中，所述当前液位高度测量值所在直线与所述收获机体坐标系的z轴方向平行。