Устройство для оценки состояния сельскохозяйственных культур и пастбищ

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для дистанционного определения состояния сельскохозяйственных культур . Устройство для оценки состояния сельскохозяйственных культур и пастбищ содержит фотоприемный блок и блок обработки сигналов, при этом фотоприемный блок содержит п идентич- , ных каналов с различными неперекрывающимися оптическими фильтрами, число которых определяется точностью воспроизведения гладкой кривой, характеризующей отражательную способность определенного объекта, а блок обработки сигналов содержит п х m компараторов , т-1 инверторов, т-1 схем совпадения уровня сигнала п-го канала , I схем совпадения образа, t счетчиков об.раза, генератор импульсов, вентилей запуска счетчиков импульсов причем выход каждого канала фотоприемного блока соединен с соответствующим входом блока обработки сигналов,к каждому из входов подсоединеноm компараторов так, что выход компаратора с низкой амплитудойдискриминации подсоединен к первому входу схемы совпадения уровня сигнала, а на второй ее вход через инвертор поступает сигнале выхода компаратора с более высоким уровнем дискриминации, выход каждой схемы совпадения уровня сигнала подсоединен к одному из входов каждой из t схем совпадения образа, выходы которых соединены со счетчиком данного образа и с одним из входов каждого t вентилей з апуска счетчика импуль - сов, второй его вход подключен к генератору импульсов, а выход каждого вентиля соединен со счетчиком импульт сов. 1 ил. (О СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1232953 (51) 4 С 01 3 1/44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3711063/24-25 (22) 11.03.84 (46) 23.05.86. Бюл. № 19 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт сельскохозяйственной метеорологии (72) А.Ф.Конов (53) 535. 242(088.8)> (56) Авторское свидетельство СССР № 1017218, кл. А 01 G 7/00, 1982. .Авторское свидетельство СССР:

¹ .1143991, кл. G 01 J 1/44, 06.04.83. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР И ПАСТБИЩ (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для дистанционного определения состояния сельскохозяйственных культур. Устройство для оценки состояния сельскохозяйственных культур и пастбищ содержит фотоприемный блок и блок обработки скгналов, при этом фотоприемный блок содержит п идентич-, ных каналов с различными неперекрывающимися оптическими фильтрами, число которых определяется точностью воспроизведения гладкой кривой, характеризующей отражательную способность определенного объекта, а блок обра— ботки сигналов содержит 11 x m компараторов, m-1 инверторов, m-! схем совпадения уровня сигнала п-го канала, Г схем совпадения образа, f счетчиков образа, генератор импульсов,Г вентилей запуска счетчиков импульсов причем выход каждого канала фотоприемного блока соединен с соответствующим входом блока обработки сигналов, к каждому из входов подсоединено ш компараторов так,что выход компаратора с низкой амплитудойдискриминации подсоединен к первому входу схемы совпадения уровня сигнала, а на второй ее вход че— рез инвертор поступает сигнал с выхода компаратора с более высоким уровнем (искриминации, выход каждой схемы совпадения уровня сигнала подсоединен к одному иэ входов каждой из схем совпадения образа, вйходы которых соединены со счетчиком данного образа и с одним иэ входов каждого вентилей запуска счетчика импуль— сов, второй его вход иодключен к ге- нератору импульсов, а выход каждого вентиля соединен со счетчиком импуль сов. 1 ил.

1232953

Изобретение относится к области спектрофотометрии и может найти применение в сельском хозяйстве, агрометеорологии при дистанционном определении состояния сельскохозяйствен- 5 ных культур и пастбищ как при наземных, так и при авиационных обследованиях.

Целью изобретения является повышение достоверности и оперативности оценки состояния сельскохозяйственных культур..

На чертеже представлена блок-схема устройства для определения состояния сельскохозяйственных культур 15 и пастбищ.

Устройство состоит из фотоприемного блока 1 и блока 2 обработки сигналов.

Фотоприемный блок 1 содержит п 20 идентичных каналов с различными неперекрывающимися оптическими фильтрами, каждый из каналов имеет свое окно и состоит из двух бленд 3 и 4 с фильтрами 5, фотодиода 6, фотосопро — 25 тивления 7, предварительного усилителя 8 и масштабного усилителя 9.

Выход каждого канала. фотоприемного блока соединен с соответствующим входом блока обработки сигналов. . щ

Блок обработки имеет также п входов, к каждому из которых подключается m компараторов 10, выходы которых соединяются с входами каждого из m-1 инверторов 11 и m-1 схем 12 совпаде35 ния уровня сигнала п-го канала, причем выходы компараторов с низким уровнем эталонных напряжений соединены с первыми входами схемы 12 совпадения уровня сигнала, вторые входы которых через соответствующие инверторы 11 соединены с выходами компараторов 13 с более высоким уровнем эталонных напряжений, выход каждой схемы 12 совпадения уровня

45 сигналов соединен с первыми входами каждой из 1 схем 14 совпадения образа, выходы которых соединены с соответствующими счетчиками 15 образов н с одним из входов каждого из . 1 вентилей . 16 запуска счетчика импульсов, вторые входы которых подключены к генератору 17 импульсов, выходы каждого из вентилей 16 соединены с соответствующим счетчиком i8 импульсов.

Устройство работает следующим образом. Световой поток, отраженный от исследуемого объекта и сформированный блендой 4, поступает .через светофильтр 5 на фотодиод 6, а световой поток с эталонного отражателя, сформированный блендой 3, через идентичный фильтр 5 поступает на фотосопротивление 7, Выходное напряжение на выходе усилителя 9 пропорционально спектральному коэффициенту яркости (СКЯ) объекта:

r = — - - К (1) р ,rr где г — СКЯ объекта; сР оК, световои поток, отраженный от объекта;

<Р„ — световой поток, отраженный от

> ттт эталонной поверхности; К вЂ” СКЯ эталона.

Величина К>, вводится следующим образом.

При ориентировании на эталон обоих входов канала <Р и <Р в форму—

oS

Эттт ле (1) равны. При этом с помощью масштабного усилителя 9 устанавливается величина. К1, например 2,56, если

Кл — 257. При ориентировании измерительного канала на объект после установки величины К 1, вид формулы (1) не изменится и схема преобразования светового потока в напряжение автоматически будет учитывать изменение естественной освещенности и зиачение выражения (1) будет зависеть только от состояния объекта.

Фотосигналы, преобразованные в амплитуду напряжения, поступают на соответствующую группу компараторов

10 блока. 2 обработки сигналов. При этом сигнал с любой амплитудой вызовет срабатывание только одной схемы

12 совпадения уровня, а именно той, входы которой объединяют те два компаратора 10, между уровнями дискрими,нации которых находится амплитуда сиг нала.

Разность уровней дискриминации двух соседних компараторов 10 или область дойустимого изменения сигнала выбирается из,требований точности определения образа. При ориентировании фотоприемного блока на исследуемый объект на каждый вход блока обработки сигналов поступает напряжение, пропорциональное СКЯ объекта, при этом на каждой группе ком 10 будет открыта только одна схема 12 совпадения уровня, сигналы с которых составят комбинацию из и СКЯ, харак-. теризующую спектральный образ данно1232953

25

ro объекта. Указанную комбинацию выделяет схема 14 совпадения образа.

Данный образ классифицируют, присваивая ему определенное название, например, "озимая пшеница в фазу

5 колошения с оценкой состояния 5 баллов или продуктивность пустынных пастбищ — 10 баллов", Таким образом, устройство может распознавать образ только в том слу. чае, если этот образ совпадает с тем образом, который заложен в устройство.

Для выбранного масштаба на один процент изменения СКЯ приходится

100 mU, а чувствительность промьппленных компараторов достигает О, 1 пУ, что позволяет ограничить разность между уровнями дискриминации двух соседних компараторов или область изменения СКЯ до тысячных долей процента, что позволяет, в свою очередь, выделять незначительные изменения данного класса °

Таким образом, каждая схема 14 совпадения может представлять собой область возможного изменения образа или одно из состояний этого обра= 30 за. Каждое срабатывание любой из схем 14 совпадения подсчитывается счетчиком 15. Если необходимо учесть площадь культуры в определенном состоянии, тогда при равномерном 35 движении устройства над полем сигнал со схемы 14 открывает вентиль

16, который запускает счетчик 18 им-. пульсов от генератора 17 импульсов.

По количеству зафиксированных импуль- 40 сов и скорости движения определяется площадь объекта с данным состоянием.

Формула изобретения

Устройство для оценки состояния сельскохояйственных культур и пастбищ, содержащее фотоприемный блок и блок обработки. сигналов, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности и оперативности оценки, фотоприемный блок содержит и идентичных каналов, каждый из которых включает по крайней мере два неперекрывающихся оптических фильтра, а блок обработки сигналов содержит и х m компараторов, блок эталонных напряжений, m-1 инверторов, m-1 схем совпадения уровня сигнала п- го канала, 1 схем совпадения образа, 1 . счетчиков образа, генератор импульсов, вентилей запуска счетчиков импульсов и 1 счетчиков импульсов, при этом выход каждого из п каналов фотоприемного блока соединен с первыми входами н компара.оров, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами блока эталонных напряжений, причем выходы компараторов с низким уровнем эталонных напряжений соединены с первыми входами схем сов адения уровня сигнала, вторые входы которых через соответствующие инверторы соединены с выходами компараторов с более высоким уровнем эталон,ных напряжений, выход каждой из схем совпадения уровня сигналов соединен с первыми входами схем совпадения образа, выходы которых соединены с co,îòâåòñòâóþùèìè ñ÷åò÷HêàMH образов и с одним из входов каждого из вентилей запуска счетчиков импульсов, вторые входы которых подключены к генератору .импульсов, а выходы каждого иэ вентилей соединены с соот,ветствующим счетчиком импульсов.

1232953

Составитель E.Ìàêîëêèí

Техред О.Гортвай,. Корректор A.Ôåðåíö

Редактор Н.Егорова

Заказ 2758/41 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4