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原文传递散装粮车待扦样范围自动识别装置及其坐标建立方法

专利名称：	散装粮车待扦样范围自动识别装置及其坐标建立方法
摘要：	一种散装粮车待扦样范围自动识别装置，涉及农业机械设备领域，包括：支撑主臂，垂直设置在地面上，下部侧面固定有数据处理控制箱；支撑副臂，垂直于所述支撑主臂，端头处与支撑主臂转动连接；滑台，滑动安装在支撑副臂上；所述支撑副臂与支撑主臂连接一端固定有距离测量传感器接收装置与旋转角度测量传感器，所述滑台上安装有距离测量传感器发射装置和边缘点检测传感器，所述距离测量传感器接收装置、旋转角度测量传感器、边缘点检测传感器分别电性连接数据处理控制箱。本发明扦样过程中无需人工定点，大大提高扦样效率，降低劳动强度、节省劳动力，提高企业仓储经济效益，降低人工对粮食存储质量的干扰。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	安徽;34
申请人：	安徽农业大学
发明人：	周平;茆玮;曹成茂;廖娟;刘烨;陈超
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-25T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-31T00:00:00+0800
申请号：	CN201910073766.5
公开号：	CN109827797A
代理机构：	合肥中博知信知识产权代理有限公司
代理人：	张加宽
分类号：	G01N1/04(2006.01);G;G01;G01N;G01N1
申请人地址：	230036 安徽省合肥市长江西路130号
主权项：	1.一种散装粮车待扦样范围自动识别装置，其特征在于；包括：支撑主臂(1)，垂直设置在地面上，下部侧面固定有数据处理控制箱(2)；支撑副臂(3)，垂直于所述支撑主臂(1)，端头处与支撑主臂(1)转动连接；滑台(4)，滑动安装在支撑副臂(1)上；所述支撑副臂(3)与支撑主臂(1)连接一端固定有距离测量传感器接收装置(12)与旋转角度测量传感器(13)，所述滑台(4)上安装有距离测量传感器发射装置(14)和边缘点检测传感器(15)，所述距离测量传感器接收装置(12)、旋转角度测量传感器(13)、边缘点检测传感器(15)分别电性连接数据处理控制箱(2)。 2.根据权利要求1所述的一种散装粮车待扦样范围自动识别装置，其特征在于；所述距离测量传感器接收装置(12)、旋转角度测量传感器(13)位于支撑主臂(1)正上方。 3.根据权利要求1所述的一种散装粮车待扦样范围自动识别装置，其特征在于；所述滑台(4)上固定有扦样杆升降装置(21)，所述边缘点检测传感器(15)与距离测量传感器发射装置(14)设置在扦样杆升降装置(21)侧面。 4.一种散装粮车待扦样范围自动识别装置坐标建立方法，其特征在于；确定扦样范围： (1)极坐标建立，O点为扦样机主臂投影所在位置，设为极坐标的原点，以竖直向上为极坐标的参考正方向； (2)支撑副臂从检测初始位置旋转一个角度α；支撑副臂上滑台从O点处匀速沿副臂轨道向外逐步滑出；边缘点检测传感器检测出滑行过程中遇到的边缘点A和B，并通过测距传感器发射装置和测距传感器接收装置分别测量出A和B到O点的距离，依次记为la和lb，这样在极坐系中边缘点A和B的极坐标分别为A(la,αa)和B(lb,αa)；变换角度，可以分别检测出边缘点C、D、E、F、G、H、J和K至O点的距离，计算出其极依次记录为C(lc,αc)、D(ld,αc)、E(le,αe)、F(lf,αe)、G(lg,αg)、H(lh,αg)、J(lj,αj)和K(lk,αj)；确定待扦样范围宽度W：选取F、H两点极坐标F(lf,αe)和H(lh,αg)，建立经过点F和点H的极坐标方程，将极坐标方程转化为直线坐标方程为： (y-lfsinαe)＝[(lhsinαg-lfsinαe)/(lhcosαg-lfcosαe)](x-lfcosαe) 将极坐标A(la,αa)化为直角坐标为A(x,y)＝(lacosαa,lasinαa)；利用直角坐标点到距离公式求解点A(lacosαa,lasinαa)到点F、H所在直线的距离W； W＝\|(lasinαa-lfsinαe)-[(lhsinαg-lfsinαe)/(lhcosαg-lfcosαe)](lacosαa-lfcosαe)\|/sqrt(1+[(lhsinαg-lfsinαe)/(lhcosαg-lfcosαe)]2) 此距离即为待扦样范围宽度W的一次测量值；确定待扦样范围长度L：同理利用B、D两点极坐标B(lb,αa)和D(ld,αc)，建立经过点B和点D的极坐标方程，将极坐标方程转化为直角坐标方程为： (y–lbsinαa)＝[(ldsinαc-lbsinαa)/(ldcosαc-lbcosαa)](x-lbcosαa) 将极坐标K(lk,αj)化为直角坐标为K(x,y)＝(lkcosαj,lksinαj)利用直角坐标点到距离公式求解点K(lkcosαj,lksinαj)到B、D所在直线的距离L； L＝\|(lksinαj–lbsinαa)-[(ldsinαc-lbsinαa)/(ldcosαc-lbcosαa)](lkcosαj–lbcosαa)\|/sqrt(1+[(ldsinαc-lbsinαa)/(ldcosαc-lbcosαa)]2) 此距离即为待扦样范围长度L的一次测量值；确定待扦样范围关键点： (1)求解顶点M，利用直线BD和直线FH方程，求出其交点坐标，即为粮箱的一个顶点M；此处设M点的直角坐标为(xm,ym)对应的极坐标为(lm,αm)； (2)建立相对直角坐标系X’O’Y’；选择M点为相对坐标系原点O’，选定X’轴和Y’轴正方向；设X轴平行于极轴，且方向一致，则直线FH与X轴夹角β的正切即为该直线的斜率；即β＝arctg((lhsinαg-lfsinαe)/(lhcosαg-lfcosαe)) 相对坐标系X’轴与极坐标系对应的直角坐标X轴之间的夹角γ＝π－β； (3)各顶点的相对坐标和绝对坐标；待扦样范围位于相对直角坐标系X’O’Y’的第三象限，各顶点的相对坐标依次为M(0，0)、N(-L，0)、P(-L，-W)和R(0，-W)；各顶点相对坐标转换成绝对坐标，主要就是以M点为原点，各自围绕M点顺时针旋转γ角度后的坐标值；绝对坐标系下，各顶点的绝对直角坐标依次为M(xm,ym)、N(xm-Lcosγ,ym+Lsinγ)、P(xm-sqrt(L2+W2)cos(arctg(W/L)-γ),ym-sqrt(L2+W2)sin(arctg(W/L)-γ))和R(xm-Wsinγ,ym-Wcosγ)；待扦样范围内任意待扦样点的绝对坐标确定：设待扦样点T在相对坐标系中的坐标为(xt’,yt’)，则其在极坐标对应的直角坐标系中的坐标为(xt,yt)； xt＝xm-sqrt(xt’2+yt’2)cos(arctg(yt’/xt’)-γ) yt＝ym-sqrt(xt’2+yt’2)sin(arctg(yt’/xt’)-γ) 再把设待扦样点T直角坐标系中的坐标(xt,yt)转换为极坐标T(lt,αt)； lt＝sqrt(xt2+yt2) αt＝arctg(yt/xt)(第一象限) αt＝π+arctg(yt/xt)(第二象限) 到此为止，支撑副臂根据(lt,αt)信息，就可以精准控制执行机构运动到T点正上方，进行精准扦样。 5.根据权利要求4所述的一种散装粮车待扦样范围自动识别装置，其特征在于；确定待扦样范围宽度W以及确定待扦样范围长度L时，均采用采用多次测量取平均值的方式。
所属类别：	发明专利