基于结构自适应检测模型的粮仓储粮数量检测方法
【专利摘要】本发明涉及基于结构自适应检测模型的粮仓储粮数量检测方法，在粮仓底面上布置两圈压力传感器，检测各传感器的输出值，依据检测模型计算粮仓储粮重量估计本发明所提出方法具有检测精度高，适应多种粮仓结构类型的储粮数量检测的特点。
【专利说明】基于结构自适应检测模型的粮仓储粮数量检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种粮仓储粮数量检测方法，特别涉及一种采用结构自适应检测模型 的粮仓储粮数量的方法。属于传感器网络【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 粮食安全包括数量安全和质量安全。粮食数量在线检测技术与系统研究应用是国 家粮食数量安全的重要保障技术，开展这方面的研究与应用事关国家粮食安全，具有重要 的意义，并将产生巨大的社会经济效益。
[0003] 由于粮食在国家安全中的重要地位，要求粮堆数量在线检测准确、快速和可靠。同 时由于粮食数量巨大，价格底，要求粮堆数量在线检测设备成本低、简单方便。因此检测的 高精度与检测系统的低成本是粮仓数量在线检测系统开发必需解决的关键问题。
[0004] 与本发明相关专利包括：
[0005] (1)专利"基于压力传感器的粮库储粮数量检测方法"（专利授权号：ZL201010240 167. 7)，该发明专利的核心技术包括基于粮仓底面、侧面压力传感器输出均值的粮仓储粮 数量的计算模型与具体系统标定方法。其显著特点是使用侧面压力传感器，需要压力传感 器多，检测系统成本较高。
[0006] (2)专利"平房仓浅圆仓储粮数量检测方法"（专利授权号：ZL201210148522)，该 发明专利的核心技术包括提出了基于底面压力传感器输出均值平方的侧面摩擦力影响的 补偿、基于底面压力传感器输出均值的粮堆重量预测模型、基于粮食重量误差比的预测模 型建模、快速系统标定等新方法。该方法特点是模型简单，仅利用底面压力传感器输出均值 进行粮食重量检测。由于该模型没有充分考虑侧面压强与底面压强的相互转移问题，仅适 用于大型粮仓。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种基于结构自适应检测模型的粮仓储粮数量检测方法，是 一种新的储粮检测思路。
[0008] 为实现上述目的，本发明的方案包括：
[0009] 基于结构自适应检测模型的粮仓储粮数量检测方法，步骤如下：
[0010] 1)在粮仓底面上布置两组压力传感器，一组为内圈传感器，另一组为外圈传感器； 外圈传感器靠近侧面墙间隔布置，内圈传感器均距离侧面墙设定距离且间隔布置；内圈传 感器距离侧面墙距离为d，外圈传感器与侧面墙距离为D;
[0011] 2)检测各传感器的输出值，依据检测模型（8)
【权利要求】
1. 基于结构自适应检测模型的粮仓储粮数量检测方法，其特征在于，步骤如下： 1) 在粮仓底面上布置两组压力传感器，一组为内圈传感器，另一组为外圈传感器；夕卜 圈传感器靠近侧面墙间隔布置，内圈传感器均距离侧面墙设定距离且间隔布置；内圈传感 器距离侧面墙距离为d，外圈传感器与侧面墙距离为D ; 2) 检测各传感器的输出值，依据检测模型（8)
计算被检测粮仓储粮重量估计#, n。为最佳模型项个数；包(&_.)为外圈传感器压 强均值，为内圈传感器压强均值；Ab为被检测粮仓底面面积屯为回归系数，i = 0，1，? ? ?，H0〇
2. 根据权利要求1所述的粮仓储粮数量检测方法，其特征在于，式（8)由理论检测模型 ⑴推出：
其中，Cb为底面周长，H为粮堆高度，fF(s)为粮堆侧面与粮仓侧面之间的平均摩擦系
> Qb(S)、Qf(S)分别为粮堆底面和侧面中s点的压 j 强。
3. 根据权利要求2所述的粮仓储粮数量检测方法，其特征在于，所述标定方法包括压 力传感器标定：压力传感器输出值与压强的关系为 Q = Vk1S(Q) (11) 其中，Q为所施压强；s (Q)为传感器输出值；Ivk1为传感器的标定系数。
4. 根据权利要求3所述的粮仓储粮数量检测方法，其特征在于，按上述步骤1)所述布 置方式，在多于6个粮仓中布置安装已标定的传感器，进粮至满仓并摊平，压力传感器输出 值稳定后，采集各仓的压力传感器输出值，并根据各压力传感器的标定系数IVk1，计算各传 感器的压强值；对于任意给定的粮仓储粮数量Wm，被检测粮仓底面面积为其相应项Vi的值为^ ,则相应的样本可表示为-,对于粮仓多种重量，则可构成样本
集…" m m , 其中M为样本数；由 S = Kn ,W2 -.--.Wn Mn 1 aB , 7 确定最佳模型项个数IVbi, i = 0, 1，...，n。；其中，Wm为样本点m的实际进粮重量，为样 本点m的粮堆重量预测值，bi为回归系数，i =0，1，...，n。，使式（7)所示的误差E为最小 的项个数n。为最佳模型项个数。
5. 根据权利要求1所述的粮仓储粮数量检测方法，其特征在于，所述d > O且d < 1 米，D>2米。
6. 根据权利要求1所述的粮仓储粮数量检测方法，其特征在于，内圈传感器之间的间 距不小于1米；外圈传感器之间的间距不小于1米。
【文档编号】G01G17/00GK104330138SQ201410401693
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年8月14日 优先权日:2014年8月14日
【发明者】张德贤, 张苗, 张元 , 张庆辉, 邓淼磊, 杨铁军, 肖乐, 王高平, 樊超, 李磊, 杨卫东, 傅洪亮, 王洪群, 王贵财, 许伟涛, 金广锋, 王珂, 刘灿, 堵世良 申请人:河南工业大学