[发明专利]一种肥箱余量监测系统与监测方法

权利要求书

1.一种肥箱余量监测系统，其包括施肥机，所述施肥机包括肥箱、排肥机构以及驾驶室，所述排肥机构设置在所述肥箱侧壁的出肥口处；其特征在于，还包括：

电控系统和主控设备；

所述电控系统包括激光测距传感器阵列、开度检测传感器、转速检测传感器、5V供电电源以及控制器；

所述激光测距传感器阵列设置在肥箱顶部内侧，用于对肥箱内化肥距离肥箱顶部内侧的距离信息进行实时监测并发送到所述控制器；

所述开度检测传感器设置在所述排肥机构中，用于对所述排肥机构中排肥轴的开度进行检测，并发送到所述控制器；

所述转速检测传感器设置在所述排肥机构中，用于对所述排肥机构中排肥轴的转速进行检测并发送到所述控制器；

所述控制器和5V供电电源均设置在所述肥箱侧边上，且所述控制器用于对接收到的所有信息进行处理并发送到所述主控设备，所述5V供电电源用于为各传感器和控制器供电；

所述主控设备设置在驾驶室中，用于根据接收到的信息对肥箱余量进行监测，并根据肥箱余量以及施肥速率对施肥时长进行预测以及排空预警。

2.如权利要求1所述的一种肥箱余量监测系统，其特征在于：所述激光测距传感器阵列包括若干激光测距传感器，且各所述激光测距传感器通过设置在所述肥箱顶部内侧同一水平面上的若干固定导轨设置在所述肥箱顶部，构成传感器平面点阵。

3.如权利要求1所述的一种肥箱余量监测系统，其特征在于：所述控制器包括第一～第四子控制器，各所述第一～第四子控制器分别与所述激光测距传感器阵列中每一列中的激光测距传感器相连，用于接收各列中激光测距传感器采集的距离信息，经内置的A/D转换模块进行模数转换后，计算得到实时的距离信息；所述第二子控制器用于接收开度检测传感器采集的位移量变化信息，经内置的A/D转换模块进行模数转换后，得到实时的位移信息；所述第三子控制器用于接收转速传感器采集的转速信息，经内置的A/D转换模块进行模数转换后，得到实时的速度值。

4.如权利要求3所述的一种肥箱余量监测系统，其特征在于：所述第一～第四子控制器均采用Arduino控制器。

5.如权利要求1所述的一种肥箱余量监测系统，其特征在于：主控设备内设置有主控制器，该主控制器内设置有肥箱中化肥表面拟合模块、化肥体积计算模块、化肥余量转换模块、施肥时长预测模块和人机交互界面；

所述化肥中化肥表面拟合模块用于根据激光测距传感器阵列采集的深度信号，对肥箱中的化肥表面进行曲面重建；

所述化肥体积计算模块用于根据计算得到的化肥表面信息，计算得到肥箱内的剩余化肥的空间体积；

所述化肥余量装换模块用于根据计算得到的剩余化肥的空间体积，计算得到当前剩余化肥的质量；

所述施肥时长预测模块用于根据当前施肥速率和剩余化肥的质量，对施肥时长进行预测；

所述人机交互界面用于对肥箱中化肥余量及施肥时长进行显示。

6.如权利要求1所述的一种肥箱余量监测系统，其特征在于：所述主控设备与所述电控系统采用CAN通讯。

7.一种采用如权利要求1～6任一项所述系统的肥箱余量监测方法，其特征在于包括以下步骤：

1)对电控系统中的激光测距传感器阵列进行复位，并检查是否复位完成，若完成，则进入步骤2)，否则，持续复位；

2)主控设备对电控系统中控制器处理后的各传感器信息进行读取，使用RANSAC算法剔除误差，并使用三维重建技术实现化肥表面的拟合重建，得到肥箱内化肥余量；

3)根据提前标定的施肥速率控制表，判断肥箱余量是否充足，若充足，则通过人机界面对肥箱余量信息进行显示，否则，发出空箱警报。