耕作土壤沟形测量系统设计与试验

作     者：王韦韦 李俊 王晴晴 李兆东 武尧尧 陈黎卿 WANG Weiwei;LI Jun;WANG Qingqing;LI Zhaodong;WU Yaoyao;CHEN Liqing

作者机构：安徽农业大学工学院合肥230036 安徽省智能农机装备工程实验室合肥230036 

出 版 物：《农业机械学报》 (Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery)

年 卷 期：2019年第50卷第7期

页      面：93-99页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0828[工学-农业工程] 082801[工学-农业机械化工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2017YFD0301303) 安徽省自然科学基金项目(1808085QE170) 

主　　题：土壤 耕作 沟形特征 激光三角法 测量系统 

摘      要：针对耕作部件作业后土壤表面沟形特征参数测量困难,以及传统测量方法存在测量效率、误差难以兼顾的问题,设计了一种基于激光三角法的耕作土壤沟形测量系统。该系统包括便携式硬件结构和交互式软件系统,硬件结构主要由X/Y轴电动导轨、激光测距传感器、旋转编码器、便携式计算机、水平仪和型材支架组成;基于LabView构建的交互式软件可根据运动控制器和旋转编码器信号对X/Y轴电动导轨实现高精度扫描定位,交互式界面实时显示沟宽、沟深及沟形断面轮廓曲线,获取的点云数据通过空间插值和曲面拟合算法得到沟形三维数字化模型。精度测量试验和田间应用试验结果表明:直径方向测量的平均绝对误差为0.59mm,厚度方向测量的平均绝对误差为0.02mm;与图像检测法对比,系统测量误差最大降低2.1%,同时随着沟形断面采样次数增加测量值趋于稳定,测量误差呈指数函数下降;与田间人工测量相比,该系统测量相对误差最大为5.86%,平均相对误差为3.37%,能够满足农田土壤耕后沟形自动化测量的需要。