利索能及
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专利号: 2022112642259
申请人: 南通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-11-13
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于激光雷达的半喂入联合收割机穗头喂入深度控制方法,其特征在于,包括:以脱粒滚筒中轴线建立直角坐标系O(X、Y、Z),基于激光雷达自身极坐标系建立直角坐标系O′(X′、Y′、Z′);

通过所述激光雷达以相同采样间隔扫描脱粒滚筒前喂入链上的谷物层,并获取所述谷物层及其背景物上反射点在所述激光雷达自身极坐标系中的点云数据;

采用直通滤波保留设定观测区域内的点云数据,并将所述设定观测区域内反射点的点云数据转换为所述直角坐标系O′中的坐标值,然后将所述直角坐标系O′中的坐标转换为所述直角坐标系O中的坐标值;

设定判定阈值,通过所述判定阈值从所述设定观测区域中提取出穗头部位的点云数据,将所述穗头部位的点云数据投影到所述直角坐标系O的XOZ平面内,利用最小二乘法回归获得穗头平均位置在所述XOZ平面的拟合直线;

将所述拟合直线与所述脱粒滚筒中轴线进行对比,获得喂入链条在所述脱粒滚筒径向的调整量,根据所述调整量调整所述喂入链条的位置。

2.根据权利要求1所述的基于激光雷达的半喂入联合收割机穗头喂入深度控制方法,其特征在于,所述激光雷达通过激光雷达底座安装在半喂入联合收割机的顶面,并调整所述激光雷达底座倾角。

3.根据权利要求2所述的基于激光雷达的半喂入联合收割机穗头喂入深度控制方法,其特征在于,以所述激光雷达自身极坐标系建立直角坐标系O′(X′、Y′、Z′),包括:以激光雷达自身极坐标系原点为坐标原点,沿所述激光雷达底座倾角的方向建立直角坐标系O′(X′、Y′、Z′),其中,所述直角坐标系O′中X′轴与所述直角坐标系O中X轴同向,Y′轴、Z′轴与Y轴、Z轴各呈夹角θ。

4.根据权利要求1所述的基于激光雷达的半喂入联合收割机穗头喂入深度控制方法,其特征在于,所述点云数据包括各反射点在所述激光雷达自身极坐标系中的径向距离radius、俯仰角elevation、方位角azimuth以及反射强度intensity。

5.根据权利要求4所述的基于激光雷达的半喂入联合收割机穗头喂入深度控制方法,其特征在于,将所述设定区域内反射点的点云数据转换为所述直角坐标系O′中的坐标值的方法如下式:其中,X′、Y′、Z′分别为直角坐标系O′中的三个坐标轴。

6.根据权利要求5所述的基于激光雷达的半喂入联合收割机穗头喂入深度控制方法,其特征在于,将所述直角坐标系O′中的坐标转换为所述直角坐标系O中的坐标值的方法如下式:其中,Δy、Δz分别为坐标系O′的原点O′在坐标系O中的坐标值,θ为底座的倾角。

7.根据权利要求1所述的基于激光雷达的半喂入联合收割机穗头喂入深度控制方法,其特征在于,设定所述判定阈值包括:根据穗头与秸秆对激光反射强度的差异,设定所述判定阈值,基于所述判定阈值对所述穗头与所述秸秆进行区分,提取所述穗头部位的点云数据。

8.根据权利要求1所述的基于激光雷达的半喂入联合收割机穗头喂入深度控制方法,其特征在于,获得所述穗头平均位置在所述XOZ平面的拟合直线,包括:利用最小二乘法,将穗头点云的X、Z坐标在所述XOZ平面内线性回归,获得所述穗头平均位置在所述XOZ平面的拟合直线。

9.根据权利要求1所述的基于激光雷达的半喂入联合收割机穗头喂入深度控制方法,其特征在于,调整所述喂入链条的位置,包括:将所述拟合直线与所述脱粒滚筒中轴线进行对比,得到对比差值,基于所述对比差值,获得所述喂入链条在脱粒滚筒径向的调整量,根据所述调整量以及调整装置,调整喂入链条的位置。