1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
精细农业通过获取农田内作物产量和影响作物生长的环境因素的空间差异性信息,可对农田内各小区域因地制宜、按需实施定位变量农作,以提高农业投入的有效利用率,是大田农业的重要发展方向[1]。
谷物流量传感器是实践精细农业的核心内容之一。
目前的主要测产方式有射线式[2]、光电容积式[3]、称重式[4]和冲量式[5]等。
2. 研究的基本内容和问题
本次研究的难点在于对谷物流量原始数据的降噪过程上。
若使用积分抑噪电路以消除测产传感器输出信号中的高频振动噪声,实际测产的相对误差比较大[15]。
而使用自适应陷波滤波器来消除传感器工作环境中存在的非稳定低频振动干扰,则田间测产误差为10[16-18]。
3. 研究的方法与方案
本次设计重点在于对谷物传感器的降噪方法进行改良。
如果利用统计学原理来改良双横梁式结构的降噪方法,其结果的精确度也因为缺乏对照,不便于进行对比与参考。
若在双梁结构上进行调整,只使用双梁中的一个梁来进行数据的测量,通过改进算法对其测得的数据进行降噪,理论上能够达到和双梁式结构大致相同的效果。
4. 研究创新点
通过对降噪方法进行改进,利用仿真软件对采样数据进行处理与测试,使得通过单梁冲量式谷物流量传感器采集到的谷物流量数据的精度与通过双梁结构/双板差分法采集到的谷物流量数据的精度相差不大,误差控制在较小范围内。
从而能够达到算法改良的目的,基本验证降噪改进算法的流量信号去噪可行性和准确性,为降噪方法的改良提供一种新的可行性思路,为研究农业机械复杂作业环境下原始信息去噪与有效信息重构提供参考数据。
5. 研究计划与进展
2018.01--2018.02:对已有降噪方法进行深入学习,了解其适用范围与理论效果,并对其各自的优劣性进行比较,确定适用于单梁式结构的降噪方法,进而研究多种降噪方法的组合效果。
2018.03--2018.04:对降噪改进算法进行理论测试与实际编码,并用仿真软件对各数据进行仿真测试得出结果,与由双梁传感器测得的精确数据进行对比,判断改进算法的实际可行性。
2018.05:对降噪方法进行最后测试并完善算法与代码的健壮性、撰写设计报告与展示ppt,准备毕业设计答辩。
