金诚谦 蔡泽宇 杨腾祥 刘 政 印 祥 达飞鹏

(1.农业农村部南京农业机械化研究所， 南京 210014; 2.山东理工大学农业工程与食品科学学院， 淄博 255000；3.东南大学自动化学院， 南京 210096)

0 引言

精准农业(Precision agriculture, PA)，通过对耕种、植保、收获等环节的掌握和管理，达到形成良性农业生产系统的目的[1]。收获环节中作物产量分布数据是评价农业生产效果的重要指标，依赖于不同载体的产量监测方式很多，包括无人机图像[2-3]、无人机高光谱[4-5]、遥感[6-7]、联合收获机产量监测[8-10]等。其中无人机图像、无人机高光谱与遥感都是利用较强的特征对应关系建立特征值与产量的相关模型，方法受构建的模型和采集的数据质量影响较大。而联合收获机是谷物收获环节的直接参与者，通过对联合收获机作业过程的瞬时产量监测，可以准确获得大田中作物产量分布的实时信息。

图1 基于占空比测量的谷物联合收获机产量监测系统结构图与原理图Fig.1 Principle of grain combine yield monitoring system based on duty cycle measurement1.割台 2.升运器 3.刮板 4.底盘 5.脱粒清选装置 6.谷物 7.粮仓 8.GPS定位传感器 9.对射式光电传感器 10.驾驶室 11.数据处理单元 12.数据存储单元 13.数据传输单元 14.显示终端 15.齿轮 16.链条

联合收获机产量监测系统关键技术包括：产量测量技术[11]、收获损失测量技术[12-13]、谷物含水率测量技术[14-15]、产量图构建技术[16-17]、产量图解读与应用技术[18]。其中产量测量技术是产量监测系统的核心技术之一，20世纪80年代以来，欧美等国对产量测量技术进行了大量的研究，分别提出了质量流量式产量监测系统和体积流量式产量监测系统，使用的传感器包括压力式传感器、扭矩传感器、应力测量传感器、γ射线或X射线传感器、超声波传感器、电容式传感器、相机、激光传感器等。……