基于体积测量的甘蔗收割机质量流量估算

收割机上的产量监测仪是精准农业的关键组成部分。质量流量估算是需测量的关键因素，拥有该数据可进行田间生产力分析、调整机器效率，并通过确保卡车装载最大化且不超重来实现成本最小化。谷物收割机上使用的几种常见技术（包括冲击板传感器）在联合收割机上足够准确而有价值，但存在漂移等问题。甘蔗由蔗段和杂叶混合物组成，这是一种非常分散的材料，一致性远不如谷物。在本研究中，采用三维点云方法估算体积，并由此导出校准因子[密度]以转换为质量。该系统在受控环境中使用竹子进行了概念验证，在根据体积修正堆密度变化后，将每次测试的平均体积流量与平均质量流量拟合，获得了97.4%的R2。该系统还在田间数据上进行了测试，数据来自美国南部和巴西三个季节近1700车装载的绿蔗和火烧蔗。结果表明该概念非常稳健且准确性良好，密度值的季节性变异系数(CV)范围为6.9%至16.2%。该相机概念对环境条件相对稳健。相同方法可用于甜菜、马铃薯或其他具有高度可变材料特性、传统质量流量传感器无法工作的稀疏/非流动作物。