CZ236898A3

CZ236898A3 - Způsob a zařízení pro měření výšky řezacího stolu

Info

Publication number: CZ236898A3
Application number: CZ982368A
Authority: CZ
Inventors: Carsten Langkjaer; Jens Arne Hald
Original assignee: Dronningborg Industries A/S
Priority date: 1996-01-30
Filing date: 1997-01-29
Publication date: 1998-11-11
Also published as: DE69700876D1; DK9896A; AU1590797A; WO1997028461A1; DE69700876T2; ATE187255T1; HUP9901592A3; EP0879427B1; CA2242520A1; EP0879427A1; US6173614B1; PL327832A1; HUP9901592A2; BR9707476A

Description

Oblast techníky

Vynález se týká způsobu měření výšky řezacího stolu strojů na zpracovaní země, jako jsou zemědělské stroje, vzhledem k povrchu země s úrodou pomocí akustického snímacího zařízení.

Dosavadní stav techniky

Německý patent č. 4,324.766 odkrývá měření výšky řezacího stolu např.

kombajnu pomocí ultrazvuku. Tento známý způsob měření je zatížen nevýhodou, že eventuální plodiny na zemském povrchu mohou zapůsobit nežádoucí reflexe a útlumy čí zeslabení, což ve značném rozsajiu činí * dané měření obtížným.

Podstata vynálezu

Cílem vynálezu je poskytnout způsob měření výšky řezacího stolu pomocí zvukového signálu, kde daný způsob není zatížen výše uvedenými :r:y.

působ uvedeného typu se podle vynálezu vyznačuje tím, ignál vydávaný snímacím zařízením mu zvláštní druh signálu a je tvořen pseudohlukovým signálem určené frekvenční pásmo, přičemž uvedený zvukový signálem tukovým způsobem, že zvukový • +· »- nebo představuje zvláštní pokrývajícím předem signál je porovnáván s odraženým signál jsou vzájemně optima, přičemž dané zemskému povrchu.

zpožďovány, dokud dané porovnávání nedosáhne opoždění představuj;

mereni , d á1e n ostí

Tat srovnávací technik;

O £· S 3. h U j t _i O Z fu S t: i j í S ± _r j i ca i. tu _ u v vr 11 j

Z e ID S K ti Z O p ϋ V i~ C Z Z , p _ 1 C £ ni Z o c: V y U Z 1 vá t O Z O _f Z G ignály pžedstzvuj i vzor či mcčlel totožný se vzorem i ní r o z p u z ob ť íii Lylc uszzázezo szíímií i slitých ů, oť již jsou tyto signály slatč relo nejsou srovnávány s j 11_; i' £ e r _t n č n í id i s i g n á 1 y .

j t j i c i. ul r a í př i j ímaně oc y z 11 ui z j o h. 3 l g z z. z . ± ± <1

ZMĚNĚNÝ US?

+* ·* • · · · • · * • · · • · · *· ···· ·» ·· ·· • * • · ·· • · • * ♦ ··· ·· ·· * · ·· • » « ·

Podle tohoto vynálezu je možné, je-li to matematickou filtraci pseudohlukového signálu.

žádoucí, provádět

Pseudohlukový signál může být kromě toho podle tohoto vynálezu vyvažován tak, aby bylo dosaženo jednotné energetické hustoty napříč žádané šířce pásma.

Podle zvlášť výhodného ztělesnění tohoto vynálezu použita řada volitelně fázově řízených měničů či výsledek je kromě toho možné využívat data zjištěná pro docíleni přesnějšího měření výšky, než je doposud je jako snímače převodníku. Jako v daných fázích známo.

Jako alternativa př i j í mače.

je možné používat řadu převodníků jako

Podle zvlášť výhodného ztělesnění daného vynálezu je prováděno srovnáváni podle korelačního koeficientu měřeného mezi porovnávanými signály, přičemž uvedené signály jsou vzájemně uvedený korelační koeficient nedosáhne svého maxima.

:požďovány, dokud

Iírcme toho je podle tohoto vynálezu možné provádět současné měření mezi snímačem a řadou přijímačů, přičemž uvedené měřicí signály jsou _r 'V-'· - ,· - , vyhodnocovány a spojovány ií C jT’ í iby

Tímto způsobem je možné t jeden něho více nevýznamných prvků jako jsou např. kameny

j. ča. x O KO ÍH překážející jedne nebo několika přenosovým drahám.

ťCur vynalezu.

střídání mezi p 3 e Li ixG u x KO V y ÍQ x S 1 íi d i / .

Vynález sv vztahuje rovněž k zařízení pru tOiiOtú Vyiiái2 22U ila. Iúfcrtřlli vySK)' i'e.

_2^r,· xi 3 λ *2 El ^:J pC-VkLx 3 . ...

x ... .. _· o L 1 o j o il 2. Π2 C G II č £r O Slil· Cil tx J r i-¹ u i · pr

- 7 -Ϊ ' '.4 <1 e 21 i 2 číiiřy }j O JpliJijbU

Li x; 6 í ύ 1 U Z e ííi t Q č i 5 k '3 Í10

U ϋ ΓΓί ϋ C 1 ák U 5 l i C k č 1} O /Πυ-χο v/iíCilezu zvukový vysílán i- j C. i i i K y lil Z 3 í i 2 t li 1 ITI p 2. ť ·.. 2 i gnal

Z k 3 V ‘i u Ί ♦ u r c ť η — Šímy ρ a o m a . vy s l e- u

Prthftd vífZZluZ “ PATEw e snadno odliší od nevýznamných signálů, gnái je : · ; h.hlukovým signálem předem měřicí zařízeni je zvlášť jednoduché.

/MĚNĚNÝ LIST’

* » e · · • · A · · · * * v

: /, i obr. 1 ilustruje měřicí systém pro měření operační výšky, jako je výška řezacího stolu zemědělského stroje, jako např. kombajn, pomocí akustického signálu, a;

A.

^fťí • *

obr. 2 ukazuje příklad signálu ve formě pseudohlukového signálu pokrývajícího předem určené frekvenční pásmo, cbr. 3 zobrazuje frekvenční pásmo pseudohlukového signálu, a obr. 4 ukazuje příklad snímacího zařízení obsahujícího řadu vysílacích převodníků a přijímací převodník či měnič.

Příklady provedení vynálezu

Měřicí systém ukázaný na obr. 1 pro měření operační výsky, jáko je výška řezacího stolu zařízení ke zpracování země nebo zemědělského stroje, vzhledem k povrchu země Mikroprocesor 6 komunikuje s číslicovým převodníkem s úrodou, obsahuje mikroprocesor 6. číslicově analogovým a analogově 14, který zase komunikuje s reproduktorem 2 a mikrofonem 4 umístěnými u řezacího stolu, které směřují vůči zemskému povrchu. Zvukový signál vysílaný reproduktorem 2 se odráží od zemského povrchu a je přijímán mikrofonem. Časové zpoždění mezi vysláním signálu a jeho příjmem pak představuje měření vzdálenosti k zemskému povrchu, přičemž uvedená vzdálenost k zemskému povrchu odpovídá polovině časového zpoždění násobené rychlostí vzduchu ve vzduchu.

Mikroprocesor 6 je tvořen DSP (procesorem číslicových signálů) se strukturou registru a sadou instrukcí hodících se pro tuto situaci. Mi kroprocesor 6 komun ikuje s řídicím počítačem komba jnu přes sběrnici či snímat programy do může být např. osobní ve formě RS-422. mikroprocesoru 6 počítač.

Jako výsledek je možné číst přes řídicí počítač, j i mz

Signály, jež jsou vysílány jako zvukové signály formě digitalizovaných signálů co paměti ve formě RAM. Zvukové signály musí požadavkům, které jsou možné časové zpoždění a musí

Lýt frekvence co možná poměrně rozporné tud í i jsou zaváděny ve spojené s mikroprocesorem 6 vyhovovat předem určeným ískáno nejlepší

Aby bylo nejlepší možné určení dané vzdáleností., nejvyšší. Současně však musí být možné ··· * přijímat zřetelnou (odlišnou) ozvěnu od zemského povrchu, který má daleko od toho, aby byl ideální rovinnou odraznou plochou, a tudíž frekvence nesmí být příliš vysoká. Kromě toho vedlejší reflexe od plodin na povrchu země nesmějí překážet měření.

Když je používán zvukový signál ve formě jednotkových impulsů, je energie v zásadě vysílána napříč celého frekvenčního pásma. Většina této energie se nalézá uvnitř citlivé oblasti mikrofonu 4. Energie se však ztrácí ve frekvenční oblasti, uvnitř níž je reproduktor 2 schopen vysílat. Energie odrážená směrem k mikrofonu 4 je tudíž silně zmenšena. Podle toho není jednoduché poskytnout vhodný signál.

podle tohoto vynálezu zvláštního modulovaným impulsním kódem a , jejž lze snadno rozpoznat.

Signál vysílaný reproduktorem je charakteru, jelikož může být např řídit se zvláštní předlohou či vzorem

Podle zvlášť výhodného ztělesnění je používán tzv. pseudohlukový signál (srv. obr. 2), přičemž tento signál je matematicky filtrován. Po této filtraci je signál vyvažován tak, aby byla získána jednotná energetická hustota napříč žádoucí šířce pásma, srv. obr. 3, něhož je vidět, že uvedená šířka má několik MHz. Na fázi stejně jako amplitudu musí být aplikována patřičná koincidence. Tento měřicí i 91 * j e zavaděn. v e formě digitalizovaného kódu do >oru ci 3} icovycz ignaiu (DSP) a používán během pro výpočet zpoždění přijímaného signálu. Ve vysílaném a paměti RAM jeho příjmu př i j í manám signálu je obsaženo 12S vzorkování. Měřicí signál je převáděn na analogovou formu v tzv. CODECu, např. typu AD-1849. Kromě provádění zhušťování dat může být tentí

CODEC používán rovněž ve spojeni lineárními analogově číslicovými a číslicově analogovými převodníky 14 .tu

Jeden těchto číslicově analogovými převodníky je používán pro vytváření analogového měřicího hladiny je L fc p Γ G i U K t u L d signálu. Po nastavení dané zesilovači 10 pro napájení k výstupnímu a k c z d r o 3 reproduktory přičemž u v -? d př í s i ušíiým i zdrojů, r.e.

: 'v u ku lze pou z í v a t ve formě klenutých né reprcdnktary js;

řadu reproduktorů, jako jsou dva výškových reproduktorů s houkačkou, u s př a ž e n y p o dv o u v řadě s jejich i. Je-li použita řada zvukových e volby fázově řízeny.

* * » · «« *· • · «·« · ·· · · ⁴* · · ’ ·· ** ··

Jako přijímač muže být používán např. elektretový mikrofon 4. Mikrofon 4 je umístěn v ohnisku parabolického reflektoru, aby byla získána nejvyšší možná směrovost a silný útlum či zeslabení přímé vazby z reproduktoru 2. Mikrofon 4 komunikuje s předzesi 1ovačem 12.

Předzesilovač musí představovat dobrý odstup signálu od šumu a může být např. typu PO213 se zesílením přibližně 100.

Analogově číslicový převod je prováděn rovněž v A/D-1849. Ve dvou kanálech je použito 16 bitů. Vzorkovací frekvence je zvolena tak, aby během doby, jež je k dispozici od vyslání zvukového signálu k příjmu být registrováno 256 vzorkování (procesoru číslicových signálů) zpoždění. Toto zpoždění může být měněno a přizpůsobováno nastavení výšky řezacího stolu např. kombajnu.

dané ozvěny, mohly zahájen pomocí DSP

Daný převod je 6 po příslušném

Ozvěna od zemského povrchu je filtrována pomocí matematické funkce závisející na přenosové funkci mikrofonu a okolí. Filtrovaný signál je pak křížně korelován s uchovaným signálem od doby jeho vyslání. Poloha maximální hodnoty této korelace Avšak toto zpoždění musí být před příjmem příslušných dat

VZCt ;ÍiCS'

C li me z poskytuje zpoždění zvukového signálu, doplněno původně nastaveným zpožděním pro ozvěnu. Tato suma je násobena vzduchu a představuje pak vyjádření měřicím systémem a zemským pov

Je-li měření vzdálenosti příliš nespolehlivé, např. při velmi vysoké hladině hluku, lze zlepšit odstup signálu od šumu použitím průměru několika následných měření.

Kromě toho lze přepínat mezi několika různými pse-udoh tukovým i signály.

ukazuje ztělesnění snímacího iJou vysílacích měničů ρ ř a v c d n í k u)

E1 β k l i o n i c κ y ivcdn íkein.

d i _ c n 1 o přijímacím měničem ci p:

G 1j V O U OdpOVlda V pGdstdíe ob VG Q U lik d 1 d li ě I2U li a O L17 . 1 . J O ukázán precese. číslicových signálů ÍDCP) 6, který komunikuje přes sběrnici 8 s řídicím počítačem daného kombajnu. DSP 6 komunikuje s un ci i o g c v a čističovým c r s u i c o v e ana1og c v ý m p z e c d n i k c m reproduktorů přes některé zpožďovací spoje čit, o.Zpoždění mohou být individuálně měněna. Je ukázán jen jeden přijímač.

• « • ·

Signál k uvedeným reproduktorům je vysílán procesorem číslicových signálů (DSP). Signály vysílané reproduktory a odrážené zemským povrchem jsou přijímány přijímačem 4. Avšak měnění je možné zaměřit na specifické vzdálenosti. Výsledná přednost je, že ize provádět příslušnou kontrolu pří specifické očekávané hloubce a tím potlačovat vedlejší hluk, jako např. hluk řezacího stolu, který je velmi hlučný.

Zobrazené ztělesnění obsahuje jen jeden přijímač. Nic vám však nebrání zahrnout více přijímačů.

Snímací zařízení s několika vysílacími převodníky jsou však preferována, jelikož je tím umožněno uvolňování nejvýše možného množství zvukové energie a tím získávání nejlepšího možného odstupu signálu od šumu.

Snímací uspořádání s několika vysílacími převodníky (měniči) a několika přijímacími převodníky je však rovněž možné. Příslušné vysílací snímače však musí být totožné a příslušné přijímací převodníky musí být rovněž totožné.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob měření výšky řezacího stolu zařízení na zpracování země nebo zemědělského stroje vzhledem k povrchu země s plodinami pomocí akustického snímacího zařízení vyznačující se tím, že zvukový signál vysílaný snímacím zařízením je zvláštního charakteru nebo představuje zvláštní druh signálu a je tvořen pseudoh1ukovým signálem pokrývajícím předem určené frekvenční pásmo, přičemž uvedený zvukový signál je porovnáván s odráženým signálem, kde dané signály j bvu vzájemné Zpožděny, uokud dané ρor o i. sávání nedosáhne svého optima, přičemž dané zpoždění představuje měření dané vzdáleností k povrchu země.

I

2. Způsob .-J 1 a 2 C nároku 1 v y z n a č u j í c í se t. í že ρ s e u d o h r u k o v ý sign či i je podroben lílčií, tř* iílci t i cké f i 1trac i. £ o. Způsob J 1 ·.. J u a 6 nároku 1 v y z načující s e t í m , že pseudohlukový s i g n ct 1 je vyvážen , aby se dosáhlo jednotné Giiterg etické hustoty napříč žádou cí šířky pás ma . 4 . L. p Ů 3 O Jj p ϋ G 1 ·2 i ϊ Δ i^- o κ u i v y z n G C l* J í C i Stť LI ;Il , Z e 4 1. „ j a,, μ snímače (vysí 1 3 C G f J L ~ 04 .L . da fázově řízených -. 1, r- ··>. J . tx l-J t i c k ý c h ρ I 6 V Oúi h d 5. Způsob p G G I ~ nároku 1 v •v / it 3 dající se t í j ·; _ e J a k o 3iiínit3.cé (vysil sc e ) J G p u U Σ I í d I d GI cikllSt. Ických převodníkú. f, *7 Λ 1-H — ^Ί- . δ. U ci o? .. J 1 £^{J l}-' ' *- Q nároku 1 V 1 Z ii «3. C U 3 3 C 1 Ξ tť t í m v iict Vil i j t_- 2 G v c o* ~ i.ρ o G — t; K G L C- X G C íi i ií G kúc f i C ΐ S Í1 í U Hic Γ C ixG no mez i ’ - • - - i > i'r: ·.'·.· Ϊ7Ϊ 2. u V G děné signály jsc _ a jemně -j 2,·- I u U / ai*^ / Lt \_.· kliď L* V íl G fi ý ÁO i ť . u t. lil G *“ 2- L.' 2 i Č i t; i i L il G ď G 5 ci i 1 i i L- S V •i- i x G I či Ά i Π1G . ^π ·. .. . 1 .. . £ <_ -J 1 _μ. L G roku 1 v .. z ... 7 ' „ 2 .v, i o e v. j íu , G t o. ě ř e n í j p r o v d d - . O u.' .2 b uč ,yZ i r a c e G ci radou ρ i i j i ni a c u li Z 2 měřicí Sl ··’. zy 1’ uáln“ i··' ředííz. než jsou vy li GďZ GC ·:. n y a — /x lil j-r i i, 'í .lil J O S. i\ , čt jj y t g p o 3 k yi i h h -,y *4 e C 11 ý vy □ i ed ey. mer en i . C . _j * - X- _r . -TI ^U·.: 2 jedzohz . 1. / ice ρ ředo haz cjí c i ¹ á roků v y .. a C G J i c i ;j ti L r 2 , čě lze přepí.iái tf _.. I I -i z n ý m i

.ZMĚNĚNÝ ÚST' • to ··· • « i to to i · <

• « · to to pseudohlukovými signály.

9, Zařízení pro provádění způsobu podle nároku 1 na měření výšky řezacího stolu zemědělského stroje vzhledem k zemskému povrchu pomocí akustického snímače nebo snímacího zařízení vyznačující se tím, Se zvukový signál vysílaný převodníkem či měničem (2) nebo převodníkovým zařízením představuje charakteristický druh, který je snadno odlišen od vedlejších signálu.