[发明专利]一种基于调频连续波雷达的蔗垄高度检测系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于调频连续波雷达的蔗垄高度自动检测系统及方法，检测系统包括频率综合器、发射前端模块、接收前端模块、发射天线、接收天线和上位机，频率综合器的输出端与发射前端模块的输入端电连接，发射前端模块的输出端与发射天线的输入端电连接，发射天线的输出端与接收天线的输入端通信连接，接收天线与接收前端模块电连接，接收前端模块与上位机电连接。本发明提出一种基于调频连续波雷达的蔗垄高度自动检测系统及方法，这种系统检测过程比较方便，可实时检测甘蔗垄高数据；通过检测发射信号与接收信号混频滤波后的频率差，计算得到天线到蔗垄表面的距离，进而得到蔗垄的精准高度，实现了甘蔗收割机中刀盘随着蔗垄的起伏自动调节高度。

技术领域

本发明涉及蔗垄高度检测技术领域，具体涉及一种基于调频连续波雷达的蔗垄高度自动检测系统及方法。

背景技术

我国甘蔗种植主要集中在南方，其中广西的种植面积占60％，广西属典型的喀斯特地貌，大部分甘蔗地处在沟坡山丘，地势起伏高低不平，甘蔗垄高变化大。而现有的甘蔗收割机无法根据蔗垄高度的变化自动调节刀盘高度，其主要原因是甘蔗掉落茎叶与杂草的存在，以及甘蔗倒伏等情况给甘蔗垄高实时检测带来困难，难以实现刀盘切割高度根据蔗垄高度变化自动调节控制，刀盘位置过高或过低都会影响种植户的经济效益。

目前，现有的蔗垄高度检测过程比较繁琐，精度低，无法满足用户的生产需求。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提出一种基于调频连续波雷达的蔗垄高度自动检测方法，解决现有的蔗垄高度检测过程比较繁琐，精度低的问题。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样的：

设计一种基于调频连续波雷达的蔗垄高度自动检测系统，包括频率综合器、发射前端模块、接收前端模块、发射天线、接收天线和上位机，所述频率综合器的输出端与所述发射前端模块的输入端电连接，所述发射前端模块的输出端与所述发射天线电连接，所述发射天线与所述接收天线匹配，所述接收天线与所述接收前端模块的输入端电连接，所述发射前端模块的输出端还与所述接收前端模块的输入端电连接，所述接收前端模块的输出端与所述上位机电连接；

所述频率综合器，用于发出调频信号；

所述发射前端模块，用于对所述频率综合器发出的调频信号进行功率放大与信号频谱提纯，生成第一雷达信号和第二雷达信号；

所述发射天线，用于将所述发射前端模块生成的第一雷达信号发射至被甘蔗和杂草遮挡的蔗垄上；

所述接收天线，用于接收被蔗垄反射回来的目标信号；

所述接收前端模块，用于将所述接收天线接收到的目标信号和所述发射前端模块生成的第二雷达信号进行混频处理并滤波，得到差拍信号；

所述上位机，用于对所述接收前端模块得到的差拍信号进行采集并将采集得到的离散样本信号自动导入上位机进行信号处理，，得到蔗垄高度信息。

本发明的有益效果是：在这种基于植被覆盖的调频连续波雷达的蔗垄高度自动检测系统中，频率综合器发出调频连续波信号，并将调频连续波信号传递给发射前端模块，发射前端模块将信号分为两部分，一部分通过发射天线向甘蔗生长的环境中发射出，另一部分作为本振信号传递给接收前端模块，接收天线将环境中接收到的目标信号传递给接收前端模块，接收前端模块将传入的信号传递给上位机，上位机将目标信息进行提取，达到最终的检测值。这种检测系统检测过程比较方便，可以实时检测甘蔗垄高数据，具有传输速度快、测距时间短、响应时间间隔小的特点；通过检测发射信号与接收信号的频率差，得到蔗垄的精准高度，为实现生产作业中刀盘随着蔗垄的起伏自动调节高度提供数据支撑。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。