基于結構自適應檢測模型的糧倉儲糧數(shù)量檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及基于結構自適應檢測模型的糧倉儲糧數(shù)量檢測方法，在糧倉底面上布置兩圈壓力傳感器，檢測各傳感器的輸出值，依據(jù)檢測模型計算糧倉儲糧重量估計本發(fā)明所提出方法具有檢測精度高，適應多種糧倉結構類型的儲糧數(shù)量檢測的特點。
【專利說明】基于結構自適應檢測模型的糧倉儲糧數(shù)量檢測方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種糧倉儲糧數(shù)量檢測方法，特別涉及一種采用結構自適應檢測模型 的糧倉儲糧數(shù)量的方法。屬于傳感器網(wǎng)絡【技術領域】。

【背景技術】
[0002] 糧食安全包括數(shù)量安全和質量安全。糧食數(shù)量在線檢測技術與系統(tǒng)研究應用是國 家糧食數(shù)量安全的重要保障技術，開展這方面的研究與應用事關國家糧食安全，具有重要 的意義，并將產生巨大的社會經(jīng)濟效益。
[0003] 由于糧食在國家安全中的重要地位，要求糧堆數(shù)量在線檢測準確、快速和可靠。同 時由于糧食數(shù)量巨大，價格底，要求糧堆數(shù)量在線檢測設備成本低、簡單方便。因此檢測的 高精度與檢測系統(tǒng)的低成本是糧倉數(shù)量在線檢測系統(tǒng)開發(fā)必需解決的關鍵問題。
[0004] 與本發(fā)明相關專利包括：
[0005] (1)專利"基于壓力傳感器的糧庫儲糧數(shù)量檢測方法"（專利授權號：ZL201010240 167. 7)，該發(fā)明專利的核心技術包括基于糧倉底面、側面壓力傳感器輸出均值的糧倉儲糧 數(shù)量的計算模型與具體系統(tǒng)標定方法。其顯著特點是使用側面壓力傳感器，需要壓力傳感 器多，檢測系統(tǒng)成本較高。
[0006] (2)專利"平房倉淺圓倉儲糧數(shù)量檢測方法"（專利授權號：ZL201210148522)，該 發(fā)明專利的核心技術包括提出了基于底面壓力傳感器輸出均值平方的側面摩擦力影響的 補償、基于底面壓力傳感器輸出均值的糧堆重量預測模型、基于糧食重量誤差比的預測模 型建模、快速系統(tǒng)標定等新方法。該方法特點是模型簡單，僅利用底面壓力傳感器輸出均值 進行糧食重量檢測。由于該模型沒有充分考慮側面壓強與底面壓強的相互轉移問題，僅適 用于大型糧倉。


【發(fā)明內容】

[0007] 本發(fā)明的目的是提供一種基于結構自適應檢測模型的糧倉儲糧數(shù)量檢測方法，是 一種新的儲糧檢測思路。
[0008] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括：
[0009] 基于結構自適應檢測模型的糧倉儲糧數(shù)量檢測方法，步驟如下：
[0010] 1)在糧倉底面上布置兩組壓力傳感器，一組為內圈傳感器，另一組為外圈傳感器； 外圈傳感器靠近側面墻間隔布置，內圈傳感器均距離側面墻設定距離且間隔布置；內圈傳 感器距離側面墻距離為d，外圈傳感器與側面墻距離為D;
[0011] 2)檢測各傳感器的輸出值，依據(jù)檢測模型（8)

【權利要求】
1. 基于結構自適應檢測模型的糧倉儲糧數(shù)量檢測方法，其特征在于，步驟如下： 1) 在糧倉底面上布置兩組壓力傳感器，一組為內圈傳感器，另一組為外圈傳感器；夕卜 圈傳感器靠近側面墻間隔布置，內圈傳感器均距離側面墻設定距離且間隔布置；內圈傳感 器距離側面墻距離為d，外圈傳感器與側面墻距離為D ; 2) 檢測各傳感器的輸出值，依據(jù)檢測模型（8)
計算被檢測糧倉儲糧重量估計#, n。為最佳模型項個數(shù)；包(&_.)為外圈傳感器壓 強均值，為內圈傳感器壓強均值；Ab為被檢測糧倉底面面積屯為回歸系數(shù)，i = 0，1，? ? ?，H0〇
2. 根據(jù)權利要求1所述的糧倉儲糧數(shù)量檢測方法，其特征在于，式（8)由理論檢測模型 ⑴推出：
其中，Cb為底面周長，H為糧堆高度，fF(s)為糧堆側面與糧倉側面之間的平均摩擦系
> Qb(S)、Qf(S)分別為糧堆底面和側面中s點的壓 j 強。
3. 根據(jù)權利要求2所述的糧倉儲糧數(shù)量檢測方法，其特征在于，所述標定方法包括壓 力傳感器標定：壓力傳感器輸出值與壓強的關系為 Q = Vk1S(Q) (11) 其中，Q為所施壓強；s (Q)為傳感器輸出值；Ivk1為傳感器的標定系數(shù)。
4. 根據(jù)權利要求3所述的糧倉儲糧數(shù)量檢測方法，其特征在于，按上述步驟1)所述布 置方式，在多于6個糧倉中布置安裝已標定的傳感器，進糧至滿倉并攤平，壓力傳感器輸出 值穩(wěn)定后，采集各倉的壓力傳感器輸出值，并根據(jù)各壓力傳感器的標定系數(shù)IVk1，計算各傳 感器的壓強值；對于任意給定的糧倉儲糧數(shù)量Wm，被檢測糧倉底面面積為其相應項Vi的值為^ ,則相應的樣本可表示為-,對于糧倉多種重量，則可構成樣本
集…" m m , 其中M為樣本數(shù)；由 S = Kn ,W2 -.--.Wn Mn 1 aB , 7 確定最佳模型項個數(shù)IVbi, i = 0, 1，...，n。；其中，Wm為樣本點m的實際進糧重量，為樣 本點m的糧堆重量預測值，bi為回歸系數(shù)，i =0，1，...，n。，使式（7)所示的誤差E為最小 的項個數(shù)n。為最佳模型項個數(shù)。
5. 根據(jù)權利要求1所述的糧倉儲糧數(shù)量檢測方法，其特征在于，所述d > O且d < 1 米，D>2米。
6. 根據(jù)權利要求1所述的糧倉儲糧數(shù)量檢測方法，其特征在于，內圈傳感器之間的間 距不小于1米；外圈傳感器之間的間距不小于1米。
【文檔編號】G01G17/00GK104330138SQ201410401693
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年8月14日 優(yōu)先權日:2014年8月14日
【發(fā)明者】張德賢, 張苗, 張元 , 張慶輝, 鄧淼磊, 楊鐵軍, 肖樂, 王高平, 樊超, 李磊, 楊衛(wèi)東, 傅洪亮, 王洪群, 王貴財, 許偉濤, 金廣鋒, 王珂, 劉燦, 堵世良 申請人:河南工業(yè)大學