【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及數據監測，是一種用于牽引式耕整地機具的耕深在線監測系統及方法。
技術介紹
1、耕整地機具是一種用于農業土地整理和耕作的機械設備，主要用于翻耕、平整和松土等作業。這些機具通常由拖拉機或其他動力源牽引，通過安裝在其上的耕刀刀片對土壤進行切割和翻轉，以改善土壤結構、增加土壤通氣性和水分滲透性，從而為作物的生長創造良好的土壤環境。耕整地機具在現代農業生產中扮演著至關重要的角色，能夠顯著提高耕作效率和土地利用率。耕深是指耕整地機具在作業過程中耕刀刀片切入土壤的深度。耕深監測的意義在于確保耕作質量的一致性和穩定性，適當的耕深可以保證土壤的充分翻轉和松動，有利于作物的根系生長和養分吸收。此外，耕深監測還可以幫助農民根據土壤類型和作物需求調整耕作深度，從而優化耕作效果，提高作物產量。
2、在傳統的耕作過程中，耕深通常依賴于操作人員的經驗和感覺，現有的耕地過程由于缺乏對耕深和土壤擾動的實時監測，導致耕深不均勻、土壤擾動不一致，進而影響土壤結構和肥力，最終導致作物生長和產量下降。此外，不精確的耕深控制還會造成能源浪費，增加耕作成本。因此，對牽引式耕整地機具進行耕深在線監測，不僅有助于提高耕作質量和作物產量，還能優化能源利用，是現代農業生產中不可或缺的技術手段。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題是針對現有技術中，由于缺乏對耕深和土壤擾動的實時監測，導致耕深不均勻、土壤擾動不一致，進而影響土壤結構和肥力，最終導致作物生長和產量下降的問題，提出了一種用于牽引式耕整地機
2、為了達到上述目的，本專利技術一種用于牽引式耕整地機具的耕深在線監測方法的技術方案包括如下步驟：
3、s1：在耕整地機具的各個耕刀刀片內嵌傳感器設備，同時在耕整地機具的支撐罩上配置激光掃描設備；
4、s2：通過傳感器網絡獲取耕整地機具在首輪翻轉耕地過程中，耕整地機具的實時運行狀態數據，同時通過激光掃描設備獲取耕整地機具在首輪翻轉耕地過程中，土壤表面的實時點云數據；
5、s3：將耕整地機具的實時運行狀態數據導入實時耕深均勻度評估策略中，計算獲取耕整地機具的實時機具耕深均勻值；
6、s4：根據土壤表面的實時點云數據建立土壤數字高程模型，并將土壤數字高程模型中各個數據采樣點采集到的數據導入實時土壤擾動均勻度評估策略中，計算獲取耕整地機具的實時土壤擾動均勻值；
7、s5：根據實時機具耕深均勻值以及實時土壤擾動均勻值，對牽引式耕整地機具的首輪耕作質量進行耦合評估，并根據首輪耕作質量系數對次輪翻轉耕地進行作業指導。
8、具體地，s2中，所述耕整地機具的實時運行狀態數據具體包括：耕整地機具上，各個耕刀刀片的翻轉轉速數據、耕刀刀片的刃口受到的土壤阻力數據以及各個耕刀刀片端部連接的液壓桿位移數據。
9、具體地，s3包括如下具體步驟：
10、s31：提取各個耕刀刀片的翻轉轉速數據以及耕刀刀片的刃口受到的土壤阻力數據；
11、s32：將各個耕刀刀片的翻轉轉速數據以及耕刀刀片的刃口受到的土壤阻力數據導入實時耕深偏差系數計算策略中，計算獲取實時耕深偏差系數，所述實時耕深偏差系數計算策略具體如下：；其中，牽引式耕整地機具包括m個耕刀刀片，所述耕刀刀片上包括個刃口；為首輪翻轉耕地的耕地時間點為t時，牽引式耕整地機具的實時耕深偏差系數；均為下標，分別表示第m個耕刀刀片以及第個刃口；分別表示首輪翻轉耕地的耕地時間點為t和t-1時，第m個耕刀刀片上第個刃口受到的土壤阻力；分別表示在首輪翻轉耕地中，截止耕地時間點為t時，第m個耕刀刀片上第個刃口受到的最大土壤阻力和最小土壤阻力；分別表示首輪翻轉耕地的耕地時間點為t和t-1時，第m個耕刀刀片的翻轉轉速；分別表示在首輪翻轉耕地中，截止耕地時間點為t時，第m個耕刀刀片的最大翻轉轉速和最小翻轉轉速。
12、具體地，s3還包括如下具體步驟：
13、s33：提取耕整地機具的實時運行狀態數據中的各個耕刀刀片端部連接的液壓桿位移數據，同步提取耕整地機具的實時耕深偏差系數；
14、s34：將所述液壓桿位移數據以及實時耕深偏差系數導入實時耕深均勻度評估策略中，計算獲取耕整地機具的實時機具耕深均勻值，所述實時耕深均勻度評估策略具體如下：；其中，為牽引式耕整地機具的實時耕深均勻值；為偏差比例系數；為首輪翻轉耕地的耕地時間點為t時，第m個耕刀刀片端部連接的液壓桿的實時離地高度數據；表示牽引式耕整地機具初始啟動狀態下，液壓桿離地高度的起始值；表示在首輪翻轉耕地中，截止耕地時間點為t時，第m個耕刀刀片部連接的液壓桿的離地高度平均值。
15、具體地，s4包括如下具體步驟：
16、s41：提取耕整地機具在首輪翻轉耕地過程中，土壤表面多個數據采樣點的實時點云數據，對所述實時點云數據進行預處理，所述預處理包括：去除噪聲、平滑處理和坐標轉換處理；其中，所述數據采樣點的實時點云數據包括：數據采樣點的點云坐標；
17、s42：利用點云處理軟件對預處理后的實時點云數據進行數據分析，并構建土壤數字高程模型。
18、具體地，s4還包括如下具體步驟：
19、s43：將土壤數字高程模型中各個數據采樣點的實時高程數據導入實時土壤擾動均勻度評估策略中，計算獲取耕整地機具的實時土壤擾動均勻值；；其中，為牽引式耕整地機具的實時土壤擾動均勻值；i為數據采樣點的總數，i為下標，表示第i個數據采樣點；分別表示第i個、第i-1個以及第i+1個數據采集點采集到的實時高程數據；表示i個數據采樣點的實時高程平均值。
20、具體地，s5包括如下具體步驟：
21、s51：提取實時機具耕深均勻值以及實時土壤擾動均勻值；
22、s52：根據s51，對牽引式耕整地機具的首輪耕作質量進行耦合評估，所述耦合評估具體如下：；其中，為首輪翻轉耕地的耕地時間點為t時，牽引式耕整地機具的首輪耕作質量系數；exp為指數運算。
23、具體地，s5還包括如下步驟：
24、s53：提取首輪翻轉耕地過程中，牽引式耕整地機具在各個耕地時間點的首輪耕作質量系數，構成首輪耕作質量系數集合；
25、s54：預設耕作質量評估閾值，在首輪耕作質量系數集合中篩選低于耕作質量評估閾值的首輪耕作質量系數，將篩選獲得的首輪耕作質量系數標記為不達標耕作質量系數；
26、s55：根據不達標耕作質量系數對應的耕地時間點，查找牽引式耕整地機具在上述耕地時間點內的耕作土壤區域，標記上述耕作土壤區域為不達標耕作土壤區域；
27、s56：將不達標耕作土壤區域以及各個不達標耕作土壤區域的首輪耕作質量系數可視化至牽引式耕整地機具的操作控制平臺，在次輪翻轉耕地過程中，當牽引式耕整地機具到達上述不達標耕作土壤區域時，在牽引式耕整地機具的操作控制平臺彈出延長耕整土地時長以及調整耕整土地深度的建議。
28、另外，本專利技術一種用于牽引式耕本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于牽引式耕整地機具的耕深在線監測方法，其特征在于：所述方法包括如下具體步驟：
2.根據權利要求1所述的一種用于牽引式耕整地機具的耕深在線監測方法，其特征在于，S2中，所述耕整地機具的實時運行狀態數據具體包括：耕整地機具上，各個耕刀刀片的翻轉轉速數據、耕刀刀片的刃口受到的土壤阻力數據以及各個耕刀刀片端部連接的液壓桿位移數據。
3.根據權利要求2所述的一種用于牽引式耕整地機具的耕深在線監測方法，其特征在于，S3包括如下具體步驟：
4.根據權利要求3所述的一種用于牽引式耕整地機具的耕深在線監測方法，其特征在于，S3還包括如下具體步驟：
5.根據權利要求4所述的一種用于牽引式耕整地機具的耕深在線監測方法，其特征在于，S4包括如下具體步驟：
6.根據權利要求5所述的一種用于牽引式耕整地機具的耕深在線監測方法，其特征在于，S4還包括如下具體步驟：
7.根據權利要求6所述的一種用于牽引式耕整地機具的耕深在線監測方法，其特征在于，S5包括如下具體步驟：
8.根據權利要求7所述的一種用于牽引式耕整地機具的
9.一種用于牽引式耕整地機具的耕深在線監測系統，用于實現如權利要求1-8任一項所述的一種用于牽引式耕整地機具的耕深在線監測方法，其特征在于，所述系統包括以下模塊：
...【技術特征摘要】
1.一種用于牽引式耕整地機具的耕深在線監測方法，其特征在于：所述方法包括如下具體步驟：
2.根據權利要求1所述的一種用于牽引式耕整地機具的耕深在線監測方法，其特征在于，s2中，所述耕整地機具的實時運行狀態數據具體包括：耕整地機具上，各個耕刀刀片的翻轉轉速數據、耕刀刀片的刃口受到的土壤阻力數據以及各個耕刀刀片端部連接的液壓桿位移數據。
3.根據權利要求2所述的一種用于牽引式耕整地機具的耕深在線監測方法，其特征在于，s3包括如下具體步驟：
4.根據權利要求3所述的一種用于牽引式耕整地機具的耕深在線監測方法，其特征在于，s3還包括如下具體步驟：
5.根據權利要求...
【專利技術屬性】
技術研發人員：周婧，鄒文龍，于合龍，姜博文，侯麗新，呂瑩瑩，王開，
申請(專利權)人：吉林農業大學，
類型：發明
國別省市：
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