本發(fā)明涉及耕整地機具耕深檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種牽引式耕整地機具耕深檢測系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

耕整地中的深松作業(yè)是保護性耕作的重要技術(shù)，能夠改善耕層結(jié)構(gòu)，促進作物生長，提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟效益。

牽引式深松機作業(yè)過程中，耕深一般是由駕駛員憑經(jīng)驗調(diào)節(jié)的，由于缺少智能化檢測方法及檢測工具，拖拉機駕駛員很難實時掌握耕作深度，并對耕深進行精確控制，耕深過淺或過度深松的情況時有發(fā)生。為提高深松作業(yè)質(zhì)量和效率，降低拖拉機駕駛員勞動強度，有必要采用現(xiàn)代化技術(shù)手段對深松作業(yè)耕深進行實時監(jiān)測。

目前，針對牽引式深松機耕深監(jiān)測的相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品比較少，雖然懸掛式深松監(jiān)測相關(guān)技術(shù)已經(jīng)產(chǎn)品化，但是由于牽引式深松機和懸掛式深松機結(jié)構(gòu)的不同，使一些能夠較好解決懸掛式深松機耕深監(jiān)測的技術(shù)產(chǎn)品不能在牽引式深松機上得到應(yīng)用。

例如，在某些文件中記載了，一種牽引式農(nóng)具耕深在線檢測方法及裝置，其采用超聲波傳感器檢測油缸伸縮量，再通過一定運算推算出耕深，此方法需要在油缸上同時安裝超聲波測距傳感器的發(fā)射頭和反射板，有一定的安裝難度，在計算時耕深時需要同時知道油缸拉伸長度、完全收縮長度、油缸缸桿與固定旋轉(zhuǎn)軸的連接桿長度等數(shù)據(jù)，由于不同型號深松機這些參數(shù)均不一致，在實施方面帶來了一定的不便。還有文獻中記載了，一種帶u盤存儲功能的深松整地聯(lián)合做業(yè)機監(jiān)控系統(tǒng)，其通過在仿形輪上安裝角度傳感器來進行耕深檢測，此種檢測方法遇到地面凸凹不平，或者地面上有農(nóng)作物殘茬時耕深檢測精度不能保證。論文《基于傾角傳感器的拖拉機懸掛機組耕深自動測量方法》(農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2013,29(4))通過檢測拖拉機后懸掛提升臂水平傾角的變化，結(jié)合懸掛機構(gòu)的幾何尺寸關(guān)系推算出更深，具有檢測精度高、封裝小、集成度高、安裝維護方便、標定易操作等特點，然而從提升臂到懸掛機組之間有多個連接桿件，實際作業(yè)中，機手常常會調(diào)節(jié)提升桿和上拉桿長度，每調(diào)動一次，傳感器參數(shù)都需要重新標定，在應(yīng)用上較為復(fù)雜。論文《旋耕機松土深度檢測系統(tǒng)設(shè)計》(農(nóng)機化研究，2013,5)采用超聲波測距方式檢測旋耕機作業(yè)耕深，因超聲波傳感器在大田環(huán)境中受地面平整度、土塊、農(nóng)作物殘茬和雜草影響較大，甚至機具本身都可能對超聲波造成干擾，影響其檢測精度，因此不適合在復(fù)雜農(nóng)田環(huán)境下作為耕深檢測工具。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明提供一種牽引式耕整地機具耕深檢測系統(tǒng)及方法以解決現(xiàn)有檢測方式容易受超聲干擾或者地面平整度、土塊、農(nóng)作物殘茬等影響而測量不準確問題。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種牽引式耕整地機具耕深檢測系統(tǒng)，所述牽引式耕整地機具包括耕整地機具本體以及通過支撐輪臂連接在所述耕整地機具本體上的支撐輪，所述系統(tǒng)包括耕深測量組件、智能終端以及遠程數(shù)據(jù)中心組件；

所述耕深測量組件包括設(shè)置在所述耕整地機具本體的水平面上的第一耕深傳感器以及設(shè)置在所述支撐輪臂上的第二耕深傳感器，所述第一耕深傳感器或所述第二耕深傳感器上設(shè)置有定位組件，所述第一耕深傳感器能夠檢測耕整地機具本體相對于水平面的俯仰角度，所述第二耕深傳感器能夠檢測所述支撐輪臂的俯仰角度，所述定位組件能夠?qū)崟r獲取所述牽引式耕整地機具的位置信息和作業(yè)速度并傳輸給所述智能終端；

所述智能終端與耕深測量組件以及遠程數(shù)據(jù)中心組件分別連接，所述智能終端能夠向耕深測量組件發(fā)送標定數(shù)據(jù)，且能夠接收所述定位組件采集的信息并發(fā)送給所述遠程數(shù)據(jù)中心組件；

所述遠程數(shù)據(jù)中心組件能夠接收所述智能終端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并能夠存儲記錄所述耕深測量組件的信息以及所述定位組件通過所述智能終端發(fā)送的采集信息。

進一步地，所述第二耕深傳感器與所述第一耕深傳感器通過數(shù)據(jù)線連接。

進一步地，所述第一耕深傳感器包括第一姿態(tài)角度傳感組件、第一數(shù)據(jù)采集模塊、第一通訊模塊、第一數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊以及無線傳輸模塊，所述第二耕深傳感器包括第二姿態(tài)角度傳感組件、第二數(shù)據(jù)采集模塊、第二數(shù)據(jù)處理模塊以及第二通訊模塊，

所述第二姿態(tài)角度傳感組件檢測所述支撐輪臂的俯仰角度，所述第二數(shù)據(jù)采集模塊采集所述支撐輪臂的俯仰角度的數(shù)值，所述第二數(shù)據(jù)處理模塊對所述第二數(shù)據(jù)采集模塊采集的支撐輪臂的俯仰角度的數(shù)值進行融合和濾波并將處理后的數(shù)據(jù)通過所述第二通訊模塊、所述第一通訊模塊傳輸給所述第一數(shù)據(jù)處理模塊；

所述第一姿態(tài)角度傳感組件檢測所述耕整地機具本體的俯仰角度，所述第一數(shù)據(jù)采集模塊采集所述耕整地機具本體的俯仰角度的數(shù)值并傳輸給所述第一數(shù)據(jù)處理模塊，所述第一數(shù)據(jù)處理模塊對第一數(shù)據(jù)采集模塊采集的所述耕整地機具本體的俯仰角度的數(shù)值進行融合和濾波并根據(jù)耕整地機具本體的俯仰角度以及所述支撐輪臂的俯仰角度計算耕深深度，所述無線傳輸模塊用于與智能終端建立無線連接并將作業(yè)數(shù)據(jù)傳輸給所述智能終端。

進一步地，所述無線傳輸模塊能夠創(chuàng)建wi-fi訪問熱點，所述智能終端是含有wi-fi接入功能及2g/3g/4g網(wǎng)絡(luò)傳輸功能的智能手機、平板電腦或便攜式計算機。

進一步地，所述第一耕深傳感器緊密貼合在所述耕整地機具機本體的水平面上，所述第二耕深傳感器緊密貼合在所述支撐輪臂上。

為解決上述問題，本發(fā)明還提供了一種牽引式耕整地機具耕深檢測方法，具體步驟如下：

s1將第一耕深傳感器安裝固定在耕整地機具本體的水平表面上，第二耕深傳感器安裝固定在支撐輪臂上，并將所述第一耕深傳感器與所述第二耕深傳感器通過數(shù)據(jù)線首尾連接；

s2標定計算耕深的計算公式：

s2-1將智能終端分別與第一耕深傳感器、第二耕深傳感器的通訊模塊連接，

s2-2將牽引式耕整地機具設(shè)置在未作業(yè)的原始狀態(tài)，記h0為0，利用智能終端向所述第一耕深傳感器、第二耕深傳感器發(fā)送第一次標定指令，且將h0發(fā)送給所述第一耕深傳感器的數(shù)據(jù)存儲模塊，所述第二耕深傳感器自動檢測所述支撐輪臂俯仰角度β0并發(fā)送給所述第一耕深傳感器的數(shù)據(jù)存儲模塊，所述第一耕深傳感器自動檢測耕整地機具本體的俯仰角度α0，所述第一耕深傳感器將α0、β0、h0存儲在第一耕深傳感器的數(shù)據(jù)存儲模塊中，其中h0是參數(shù)表示，不具有實際意義，

s2-3將牽引式耕整地機具支撐輪輪胎抬起任一高度，用米尺測量輪胎底部距離地面高度h1，利用智能終端向所述第一耕深傳感器、第二耕深傳感器發(fā)送第二次標定指令，且將h1發(fā)送給所述第一耕深傳感器的數(shù)據(jù)存儲模塊，所述第二耕深傳感器自動檢測所述支撐輪臂的俯仰角度β1并發(fā)送給所述第一耕深傳感器的數(shù)據(jù)存儲模塊，所述第一耕深傳感器自動檢測檢測耕整地機具本體的俯仰角度α1，所述第一耕深傳感器將α1、β1、h1存儲在第一耕深傳感器的數(shù)據(jù)存儲模塊中，

s2-4重復(fù)步驟s2-3，并進行i次，其中，i不小于2，第i次標定的輪胎底部距離地面高度為hi、耕整地機具本體的俯仰角度為αi、支撐輪臂的俯仰角度為βi，

s2-5利用測量參數(shù)hi、αi、βi標定第一耕深傳感器的數(shù)據(jù)處理模塊的計算公式；

s3第一耕深傳感器的數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)步驟s2中獲得的數(shù)據(jù)處理模塊的計算公式及實際應(yīng)用過程中耕整地機具本體的俯仰角度、支撐輪臂的俯仰角度計算實際耕深深度。

進一步地，所述利用測量參數(shù)hi、αi、βi標定第一耕深傳感器的數(shù)據(jù)處理模塊的計算公式的具體方法為，

記γi＝αi-βi，hi＝hi，則

γ＝[α0-β0,α1-β1,...,αi-βi]

h＝[h0,h1,...,hi]

i≥2

耕深深度計算公式為hi＝kγi+b

其中，αi為第i次標定時耕整地機具本體的俯仰角度，βi為第i次標定時支撐輪臂的俯仰角度，hi為第i次標定的耕深深度，γi為第i次標定的耕整地機具本體的俯仰角度αi與支撐輪臂的俯仰角度βi的角度差，k為斜率參數(shù)，b為截距參數(shù)；

利用各次測量的已知數(shù)據(jù)hi、αi、βi組成方程組求解斜率參數(shù)k和截距參數(shù)b。

進一步地，所述耕深深度計算公式中還包括修正系數(shù)c，具體修正耕深深度計算公式為hi＝kγi+b+c。

進一步地，所述修正系數(shù)c的確定方法是：耕整地機具本體恢復(fù)至初始狀態(tài)，查看第一耕深傳感器根據(jù)耕深深度計算公式hi＝kγi+b計算輸出的耕深值hx，則c＝-hx。

進一步地，所述第一耕深傳感器的數(shù)據(jù)處理模塊完成對斜率參數(shù)k、截距參數(shù)b及修正系數(shù)c的計算，所述第一耕深傳感器的數(shù)據(jù)存儲模塊將斜率參數(shù)k、截距參數(shù)b、修正系數(shù)c及修正耕深深度計算公式hi＝kγi+b+c保存。

(三)有益效果

本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點：本發(fā)明牽引式耕整地機具耕深檢測系統(tǒng)及方法是基于牽引式耕整地機具運動姿態(tài)測量的耕深檢測方法，該方法檢測精度高，抗干擾能力強，安裝標定方便，且不易受地面平整度、土塊、農(nóng)作物殘茬等影響，比較適合大田作業(yè)環(huán)境下對牽引式整地作業(yè)耕深的實時監(jiān)測。

除了上面所描述的本發(fā)明解決的技術(shù)問題、構(gòu)成的技術(shù)方案的技術(shù)特征以及有這些技術(shù)方案的技術(shù)特征所帶來的優(yōu)點之外，本發(fā)明的其他技術(shù)特征及這些技術(shù)特征帶來的優(yōu)點，將結(jié)合附圖作出進一步說明。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例1牽引式耕整地機具耕深檢測系統(tǒng)的示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例1牽引式耕整地機具耕深檢測系統(tǒng)的牽引式耕整地機具示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例1牽引式耕整地機具耕深檢測系統(tǒng)的牽引式耕整地機具的角度示意圖；

圖4本發(fā)明實施例2牽引式耕整地機具耕深檢測方法的耕深深度計算公式的標定流程圖。

圖中：1：耕整地機具犁齒；2：耕整地機具機體本體；3：支撐輪臂；4：第二耕深傳感器；5：第一耕深傳感器；6：支撐輪；7：智能終端；8：遠程數(shù)據(jù)中心組件。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”、“多根”、“多組”的含義是兩個或兩個以上，“若干個”、“若干根”、“若干組”的含義是一個或一個以上。

實施例1

如圖2所示，牽引式耕整地機具包括耕整地機具本體2、設(shè)置耕整地機具本體下方的耕整地機具犁齒1以及通過支撐輪臂3連接在所述耕整地機具本體上的支撐輪6。

如圖1所示，本實施例牽引式耕整地機具耕深檢測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括耕深測量組件、智能終端7以及遠程數(shù)據(jù)中心組件8。

所述耕深測量組件包括設(shè)置在所述耕整地機具本體2的水平面上的第一耕深傳感器5以及設(shè)置在所述支撐輪臂3上的第二耕深傳感器4，其中，在所述第一耕深傳感器5上設(shè)置有定位組件。所述第一耕深傳感器5能夠檢測耕整地機具本體相對于水平面的俯仰角度α，所述第二耕深傳感器4能夠檢測所述支撐輪臂的俯仰角度β，所述定位組件能夠?qū)崟r獲取所述牽引式耕整地機具的位置信息和作業(yè)速度并傳輸給所述智能終端。

所述智能終端7與耕深測量組件以及遠程數(shù)據(jù)中心組件8分別連接，所述智能終端7能夠向耕深測量組件發(fā)送標定數(shù)據(jù)，且能夠接收所述定位組件采集的信息并發(fā)送給所述遠程數(shù)據(jù)中心組件8。

所述遠程數(shù)據(jù)中心組件8能夠接收所述智能終端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并能夠存儲記錄所述耕深測量組件的信息以及所述定位組件通過所述智能終端發(fā)送的采集信息。

需要說明的是，所述耕整地機具本體2的水平面上設(shè)置有第一耕深傳感器5，指的是耕整地機具本體2放置在水平位置時，其耕整地機具本體2的所處的平面；所述耕整地機具本體2相對于水平面的俯仰角度α，也即耕整地機具本體2在實際過程中相對于原始安裝平面的仰俯角度β；支撐輪臂3相對水平面的俯仰角度也即支撐輪臂3在耕整地機具本體2提放過程中與原始安裝平面所呈的角度。定位組件能夠?qū)崟r獲取所述牽引式耕整地機具的位置信息和作業(yè)速度，兼容北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和gps。

具體而言，所述第一耕深傳感器5包括第一姿態(tài)角度傳感組件、第一數(shù)據(jù)采集模塊、第一通訊模塊、第一數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊以及無線傳輸模塊；所述第二耕深傳感器4包括第二姿態(tài)角度傳感組件、第二數(shù)據(jù)采集模塊、第二數(shù)據(jù)處理模塊以及第二通訊模塊。

所述第二姿態(tài)角度傳感組件檢測所述支撐輪臂的俯仰角度，第二數(shù)據(jù)采集模塊采集所述支撐輪臂的俯仰角度的數(shù)值，所述第二數(shù)據(jù)處理模塊對所述第二數(shù)據(jù)采集模塊采集的支撐輪臂的俯仰角度的數(shù)值進行融合和濾波并將處理后的數(shù)據(jù)通過所述第二通訊模塊、所述第一通訊模塊傳輸給所述第一數(shù)據(jù)處理模塊。

所述第一姿態(tài)角度傳感組件檢測所述耕整地機具本體的俯仰角度，第一數(shù)據(jù)采集模塊采集所述耕整地機具本體的俯仰角度的數(shù)值并傳輸給所述第一數(shù)據(jù)處理模塊，所述第一數(shù)據(jù)處理模塊對第一數(shù)據(jù)采集模塊采集的所述耕整地機具本體的俯仰角度的數(shù)值進行融合和濾波并根據(jù)耕整地機具本體的俯仰角度以及所述支撐輪臂的俯仰角度計算耕深深度，所述無線傳輸模塊用于與智能終端建立無線連接并將作業(yè)數(shù)據(jù)傳輸給所述智能終端。

需要說明的是，本實施例牽引式耕整地機具耕深檢測系統(tǒng)還包括第一電源組件和第二電源組件，所述第一電源組件與所述第一耕深傳感器連接并為所述第一耕深傳感器供電，所述第二電源組件與所述第二耕深傳感器連接并為所述第二耕深傳感器供電。根據(jù)第一耕深傳感器和第二耕深傳感器的供電需要，一般需要所述第一電源組件、所述第二電源組件能夠穩(wěn)定地輸出5v的電壓。

作為一種優(yōu)選的實施方案，所述無線傳輸模塊用于與所述智能終端建立無線連接并將作業(yè)數(shù)據(jù)傳輸給所述智能終端，其可以能夠創(chuàng)建wi-fi訪問熱點。

相應(yīng)的智能終端可以是含有wi-fi接入功能及2g/3g/4g網(wǎng)絡(luò)傳輸功能的智能手機、平板電腦、便攜式計算機中的一種或多種，其中，智能終端上具有客戶端標定應(yīng)用軟件(標定應(yīng)用軟件是為了使智能終端與耕深測量組件連接而設(shè)計的一款特定軟件)。智能終端開機后，先搜索附近耕深測量組件創(chuàng)建的無線網(wǎng)絡(luò)，然后發(fā)出加入網(wǎng)絡(luò)請求，輸入正確無線密碼即可加入該局域網(wǎng)路與耕深測量組件建立鏈接。智能終端通過無線與耕深測量組件進行數(shù)據(jù)交互。

智能終端上的客戶端標定軟件有注冊賬戶、系統(tǒng)認證、耕深測量組件信息配置、作業(yè)參數(shù)顯示、數(shù)據(jù)遠程傳輸、數(shù)據(jù)查詢等功能。用戶首次使用需利用智能終端軟件注冊賬戶，并將賬戶與耕深測量組件唯一識別號進行綁定，綁定成功后，耕深測量組件僅允許登錄該賬戶的智能終端與其進行數(shù)據(jù)交互，每個賬戶可綁定多個耕深測量組件。用戶非首次使用時，打開智能終端軟件進行登錄，輸入賬戶信息后與耕深測量組件進行系統(tǒng)認證，認證成功后，該智能終端軟件即可與耕深測量組件進行數(shù)據(jù)交互。智能終端上的客戶端標定軟件可對耕深測量組件進行信息配置，包括牽引式耕整地機組信息、傳感器配置信息、無線信息和用戶信息。智能終端上的客戶端標定軟件接收到耕深測量組件作業(yè)數(shù)據(jù)后可實時顯示牽引式耕整地機組作業(yè)信息，包括耕深、速度、作業(yè)里程、作業(yè)面積、累計作業(yè)時長等。智能終端軟件可通過2g/3g/4g無線網(wǎng)絡(luò)將牽引式耕整地機組作業(yè)數(shù)據(jù)傳送到遠程數(shù)據(jù)中心組件進行遠程監(jiān)控及數(shù)據(jù)備份。智能終端上的客戶端標定軟件支持從遠程數(shù)據(jù)中心查詢某賬戶的歷史作業(yè)數(shù)據(jù)信息，也可以向耕深測量組件發(fā)出查詢請求，獲取該耕整地機組的作業(yè)數(shù)據(jù)。

需要說明的是，本實施例的定位組件也可以設(shè)置在第二耕深傳感器上，其具體的設(shè)置以設(shè)備間不相互影響、緊湊即可，所述定位組件的數(shù)據(jù)傳輸可以通過與其連接的耕深傳感器的數(shù)據(jù)傳輸模塊向智能終端傳輸。智能終端上的客戶端標定軟件可以用于協(xié)助校準數(shù)據(jù)處理模塊計算耕深深度的公式參數(shù)。

遠程數(shù)據(jù)中心組件相應(yīng)的包括用戶賬戶管理模塊、數(shù)據(jù)庫、作業(yè)實時監(jiān)控模塊、遠程數(shù)據(jù)交互模塊。

用戶賬戶管理模塊用于管理用戶的賬戶信息，支持按賬戶進行數(shù)據(jù)添加或存儲，賬戶信息包含用戶名、密碼、耕深測量組件唯一識別號、拖拉機型號及車牌號、拖拉機機主信息、耕整地作業(yè)機具型號及參數(shù)等信息。

作業(yè)實時監(jiān)控模塊監(jiān)控每一臺在線智能終端，接收來自不同智能終端獲得的耕整地機組作業(yè)信息，并在地圖中進行實時顯示。

數(shù)據(jù)庫用于存儲賬戶信息和牽引式耕整地機組作業(yè)數(shù)據(jù)。

遠程數(shù)據(jù)交互模塊用于遠程數(shù)據(jù)中心與智能終端之間的數(shù)據(jù)交互。

作為一種優(yōu)選實施方式，所述第一耕深傳感器5緊密貼合在所述耕整地機具機本體2的水平面上，所述第二耕深傳感器4緊密貼合安裝在所述支撐輪臂3上。

具體的在本實施例中，所述第二耕深傳感器4與所述第一耕深傳感器5通過數(shù)據(jù)線連接。

本實施例牽引式耕整地機具耕深檢測系統(tǒng)是基于牽引式耕整地機具運動姿態(tài)測量的耕深檢測方法，該系統(tǒng)檢測精度高，抗干擾能力強，安裝標定方便，且不易受地面平整度、土塊、農(nóng)作物殘茬等影響，比較適合大田作業(yè)環(huán)境下對牽引式整地作業(yè)耕深的實時監(jiān)測。

實施例2

本實施例牽引式耕整地機具耕深檢測方法是采用實施例1牽引式耕整地機具耕深檢測系統(tǒng)進行的。

具體步驟如下：

s1將第一耕深傳感器安裝固定在所述耕整地機具本體的水平表面上，所述第二耕深傳感器安裝固定在所述支撐輪臂上，并將所述第一耕深傳感器與所述第二耕深傳感器通過數(shù)據(jù)線首尾連接。

s2標定計算耕深深度的計算公式。

s3第一耕深傳感器的數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)步驟s2中獲得的數(shù)據(jù)處理模塊的計算公式以及實際應(yīng)用過程中耕整地機具本體的俯仰角度、支撐輪臂的俯仰角計算實際耕深深度。

其中，步驟s2的具體實現(xiàn)步驟如下：

s2-1將智能終端分別與第一耕深傳感器、第二耕深傳感器的通訊模塊連接。

s2-2將牽引式耕整地機具設(shè)置在未作業(yè)的原始狀態(tài)，記h0為0，利用智能終端向所述第一耕深傳感器、第二耕深傳感器發(fā)送第一次標定指令，且將h0發(fā)送給所述第一耕深傳感器的數(shù)據(jù)存儲模塊，所述第二耕深傳感器自動檢測所述支撐輪臂俯仰角度β0并發(fā)送給所述第一耕深傳感器的數(shù)據(jù)存儲模塊，所述第一耕深傳感器自動檢測耕整地機具本體的俯仰角度α0，所述第一耕深傳感器將α0、β0、h0存儲在第一耕深傳感器的數(shù)據(jù)存儲模塊中。

需要說明的是，h0代表數(shù)值0不具備實際意義，其為了好描述以及為了智能終端上的客戶端標定軟件的輸入而引進的輸入?yún)?shù)；牽引式耕整地機具處于原始狀態(tài)的操作具體為：可以選任一符合功率要求的拖拉機掛接上所述牽引式耕整地機具并開到任意平坦地面上，操縱拖拉機控制手柄，使耕整地機具組處于初始狀態(tài)，即牽引式耕整地機具的支撐輪輪胎與耕整地部件的最低處均與地面接觸；所述智能終端可以選任一安裝有與第一深耕傳感組件和第二深耕傳感組件匹配的標定軟件的便攜式計算機，在耕整地作業(yè)機組處于初始狀態(tài)時，打開所述便攜式計算機中的標定軟件與第一耕深傳感器、第二耕深傳感器的通訊模塊連接。

s2-3牽引式耕整地機具支撐輪輪胎抬起任一高度，用米尺測量輪胎底部距離地面高度h1，利用智能終端向所述第一耕深傳感器、第二耕深傳感器發(fā)送第二次標定指令，且將h1發(fā)送給所述第一耕深傳感器的數(shù)據(jù)存儲模塊，所述第二耕深傳感器自動檢測所述支撐輪臂的俯仰角度β1并發(fā)送給所述第一耕深傳感器的數(shù)據(jù)存儲模塊，所述第一耕深傳感器自動檢測檢測耕整地機具本體的俯仰角度α1，所述第一耕深傳感器將α1、β1、h1存儲在第一耕深傳感器的數(shù)據(jù)存儲模塊中。

其中，所述牽引式耕整地機具支撐輪輪胎抬起任一高度的具體操作，可以是操縱拖拉機控制手柄，使所述耕整地機具支撐輪輪胎抬起任一高度后停止，再用米尺測量輪胎底部距離地面高度h1。

s2-4重復(fù)步驟s2-3，并進行i次，其中，i不小于2，其經(jīng)驗值為3；第i次標定的輪胎底部距離地面高度為hi、第i次標定的耕整地機具本體的俯仰角度αi、第i次標定的支撐輪臂的俯仰角度βi。

s2-5利用參數(shù)hi、αi、βi標定第一耕深傳感器的數(shù)據(jù)處理模塊的計算公式：

記h0的高度為初始值0，γi＝αi-βi，hi＝hi，則

γ＝[α0-β0,α1-β1,...,αi-βi]

h＝[h0,h1,...,hi]

i≥2

根據(jù)牽引式耕整地作業(yè)機組的結(jié)構(gòu)特點及運動規(guī)律可知，γ與h具有近似線性關(guān)系，將上述標定數(shù)據(jù)按最小二乘法進行線性回歸，可得耕深深度計算公式為hi＝kγi+b

其中，αi為第i次標定時耕整地機具本體的俯仰角度，βi為第i次標定時支撐輪臂的俯仰角度，hi為第i次標定的耕深深度，γi為第i次標定的耕整地機具本體的俯仰角度αi與支撐輪臂的俯仰角度βi的角度差，k為斜率參數(shù)，b為截距參數(shù)；

利用各次測量的已知數(shù)據(jù)hi、αi、βi組成方程組求解斜率參數(shù)k和截距參數(shù)b。

為了平衡誤差增加耕深深度計算公式的準確率可以引入修正系數(shù)c，則有修正耕深深度計算公式：

hi＝kγi+b+c。

其中，修正系數(shù)c的確定方法是：操作拖拉機控制手柄將耕整地機組恢復(fù)至初始狀態(tài)，查看第一耕深傳感器根據(jù)耕深深度計算公式hi＝kγi+b計算輸出的耕深值hx，則c＝-hx。

其中本實施例所述第一耕深傳感器的數(shù)據(jù)處理模塊完成對斜率參數(shù)k、截距參數(shù)b以及修正系數(shù)c的計算，所述第一耕深傳感器的數(shù)據(jù)存儲模塊將斜率參數(shù)k、截距參數(shù)b、修正系數(shù)c以及修正耕深深度計算公式hi＝kγi+b+c保存。也即，上述標定過程中涉及的所有計算均為第一耕深傳感器自動完成，最后得到系數(shù)k、b、c，并自動存儲在傳感器內(nèi)部存儲模塊中，存儲模塊所存儲數(shù)據(jù)斷電不丟失。

經(jīng)過上述步驟s2-1到s2-5后，上述牽引式耕整地機具耕深檢測方法，其中修正耕深深度計算公式如下：

γ＝α-β

h＝kγ+b+c

其中，α為耕整地機具本體的俯仰角，β為支撐輪臂的俯仰角度，系數(shù)k、b、c在標定過程中自動計算得出。

這樣所述第一耕深傳感器的數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)上述公式自動實時計算出牽引式耕整地機具耕深，并通過通訊模塊輸出。

本實施例牽引式耕整地機具耕深檢測方法的優(yōu)點在于：

1、克服了因地面不平整導(dǎo)致拖拉機機身、深松機體傾斜而產(chǎn)生的檢測誤差，可以實現(xiàn)坡地深松作業(yè)時耕深檢測；

2、克服了因雜草、農(nóng)作物殘茬等對傳感器干擾而導(dǎo)致的檢測誤差，提高了耕深檢測精度和抗環(huán)境干擾能力。

3、極大簡化了標定過程，不需要測量牽引式耕整地作業(yè)機具結(jié)構(gòu)參數(shù)即可完成標定，計算過程也不需要上述參數(shù)，極大提高了檢測精度。

最后應(yīng)說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。