導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇自動(dòng)測(cè)量，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【關(guān)鍵詞】井下測(cè)量接頭；自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)；應(yīng)用

在信息化時(shí)代的今天，不管是何種行業(yè)都會(huì)引進(jìn)一些相應(yīng)的技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用。就井下測(cè)量接頭來(lái)說(shuō)，研制了一款井下測(cè)量接頭自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)。這種自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)可以對(duì)井下鉆進(jìn)時(shí)的受力等情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，這種系統(tǒng)可以自動(dòng)采集數(shù)據(jù)然后傳輸?shù)降孛?，?dāng)把數(shù)據(jù)輸入到電腦中就可以進(jìn)行細(xì)致的分析。以下為對(duì)井下測(cè)量接頭自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成、測(cè)量系統(tǒng)的功能及測(cè)量系統(tǒng)在實(shí)際工作中的應(yīng)用進(jìn)行了細(xì)致的分析。

一、測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成

井下測(cè)量接頭自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要由2個(gè)部分組成，分別為：一個(gè)是測(cè)力應(yīng)變片，另一個(gè)是電子儀器倉(cāng)。測(cè)力應(yīng)變片可以通過(guò)測(cè)力筒和引線等進(jìn)行檢測(cè)，其中的測(cè)力筒和引線都需要采取一定的保護(hù)措施，例如密封等。井下測(cè)量接頭自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的的硬件分為6個(gè)部分，分別為：傳感器、井下計(jì)算機(jī)、信號(hào)放大調(diào)整電路、地面回放接口板、存儲(chǔ)器、電池及控制電路，如圖1所示。其中對(duì)于存儲(chǔ)器和井下計(jì)算機(jī)的要求特別高。原因是由于數(shù)據(jù)暫放于井下，對(duì)于存儲(chǔ)量和速度等要求過(guò)高，所以在選取存儲(chǔ)器時(shí)要選擇存儲(chǔ)量大、不易丟失、速度快的高質(zhì)量存儲(chǔ)器。當(dāng)需要存儲(chǔ)的空間超負(fù)荷時(shí)，只要換一個(gè)存儲(chǔ)量大的芯片就可以了，這樣給井下工作者的工作帶來(lái)了便利條件。在選用計(jì)算機(jī)時(shí)要注意選擇體積小、操作方便、功能強(qiáng)的計(jì)算機(jī)。井下測(cè)量接頭自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的的軟件分為幾個(gè)部分，有數(shù)字處理子程序、存儲(chǔ)子程序和通訊程序等。如圖2所示。電池及控制電路，就是將可充電電池轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)內(nèi)部需要的電壓。這樣的好處是，可以在延長(zhǎng)工作時(shí)間時(shí)保證持續(xù)供電，還可以節(jié)省電量。

電子儀器倉(cāng)內(nèi)幾乎存在全部的元器件（測(cè)力應(yīng)變片除外），例如壓力傳感器、溫度傳感器、電路板、電池等。像放大器、單片機(jī)、存儲(chǔ)器、阻容元件這些電子元件，一般情況下都焊在同一電路板上（電路板需要密封、防水、防振、耐壓）。

二、測(cè)量系統(tǒng)的主要功能

井下測(cè)量接頭自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的主要功能有以下幾點(diǎn)：1、數(shù)據(jù)采集功能。測(cè)量系統(tǒng)可以循環(huán)采集數(shù)據(jù)，在采集時(shí)還可以進(jìn)行一些數(shù)據(jù)處理。需要采集的數(shù)據(jù)，有振動(dòng)、受力參數(shù)、溫度參數(shù)、加速度等參數(shù)。這種功能的有點(diǎn)是：節(jié)省人力、準(zhǔn)確性高、操作簡(jiǎn)單、可靠性高；2、數(shù)據(jù)回放功能。井下的計(jì)算機(jī)與地面上的微機(jī)，這兩臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)通訊回路將數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，以方便對(duì)數(shù)據(jù)舉行分析；這種功能的有點(diǎn)是：直觀方便、便于觀察、節(jié)省時(shí)間；3、自動(dòng)存儲(chǔ)功能。由于現(xiàn)今還無(wú)法直接的向井口傳遞數(shù)據(jù)，所以采集后的數(shù)據(jù)只能放在井下，以存儲(chǔ)器為介質(zhì)來(lái)保存數(shù)據(jù)，到地面后在把數(shù)據(jù)輸入到電腦內(nèi)，最后進(jìn)行各項(xiàng)分析。這種功能的有點(diǎn)是：操作方便、易于保存和攜帶；4、接受地面信號(hào)功能。地面與井下通過(guò)泥漿泵的方式傳輸控制信號(hào)，井下通過(guò)測(cè)量接頭的壓力傳感器接受信號(hào)，在識(shí)別后數(shù)據(jù)采集子程序就開(kāi)始了正常工作。這種功能的有點(diǎn)是：誤差小、方便快捷；5、自計(jì)時(shí)功能。系統(tǒng)在開(kāi)啟后就會(huì)自動(dòng)進(jìn)行計(jì)時(shí)功能，而地面上的與井下的計(jì)時(shí)是相同的。當(dāng)接收到特定的信號(hào)后井下測(cè)量系統(tǒng)將會(huì)啟動(dòng)倒計(jì)時(shí)功能，計(jì)時(shí)停止后系統(tǒng)也會(huì)隨之停止等待下一次的信號(hào)。這種功能的有點(diǎn)是：精確性高、節(jié)省時(shí)間；6、抗干擾功能。當(dāng)有一些外界的條件干擾系統(tǒng)功能時(shí)，井下測(cè)量接頭自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)可以進(jìn)行自動(dòng)恢復(fù)功能的正常工作狀態(tài)。這種功能的有點(diǎn)是：安全性高等。

三、井下測(cè)量接頭自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用

在進(jìn)行井下測(cè)量接頭自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)前需要對(duì)整個(gè)電路和傳感器分別開(kāi)來(lái)，以確保數(shù)據(jù)對(duì)比度的精確性。在選取傳感器時(shí)要用體積小、耐高溫的傳感器，原因是在運(yùn)用時(shí)受到結(jié)構(gòu)空間、壓力等限制，所以傳感器的選擇至關(guān)重要。在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)可以采用壓力試驗(yàn)臺(tái)打壓的方式檢測(cè)壓力傳感器和相關(guān)電路。如圖3所示。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)為確保各個(gè)參數(shù)的準(zhǔn)確性和客觀性，需要進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。例如勝利油田側(cè)平59井和側(cè)平1井進(jìn)行了井下試驗(yàn)，取得了較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

四、結(jié)論

井下測(cè)量接頭自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)在行業(yè)中占據(jù)著重要作用，同時(shí)此它可以推動(dòng)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。隨著科技的不斷進(jìn)步，在井下測(cè)量中井下測(cè)量接頭自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)也在不斷的完善當(dāng)中。相信，井下測(cè)量接頭自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的發(fā)展回越來(lái)越好。

參考文獻(xiàn)

[1] 王向周，南順成，鄭戍華，王渝；MB90F540/545單片機(jī)應(yīng)用系列介紹――基于MB90F549單片機(jī)的頻率測(cè)量?jī)x[J]；電測(cè)與儀表；2012年04期.

[2] 耿艷峰；楊錦舟；閆振來(lái)；華陳全；劉寶；；基于電阻式應(yīng)變片的近鉆頭工程參數(shù)測(cè)量技術(shù)研究[J]；傳感技術(shù)學(xué)報(bào)；2013年06期.

篇2

關(guān)鍵詞：盾構(gòu);人工測(cè)量;自動(dòng)測(cè)量

Abstract: This paper introduces a coastal city subway φ 6.34m earth pressure balance shield in the process of 2.1km development, to ensure smooth traffic tunnel, shield design guidance along the axis advance, manual measurement and automatic measuring method and principle of the

Key words: shield; artificial measurement; automatic measurement

中圖分類號(hào)：TU761

1 工程概況

本段區(qū)間較長(zhǎng)，里程范圍為SK+411.527~SK5+080.520，長(zhǎng)度為1668.993。上行線有五段曲線，曲線半徑依次為370m、1200m、650m、1000m、1000m。線路縱斷面最小坡度2‰，最大坡度25‰。隧道覆土最小為10.0m，最大為22.2m。本區(qū)間為雙線單圓盾構(gòu)區(qū)間，在最低點(diǎn)設(shè)置旁通道（兼排水泵站）1座。

2 盾構(gòu)掘進(jìn)測(cè)量

對(duì)于長(zhǎng)隧道及曲線隧道施工來(lái)講，確保掘進(jìn)機(jī)(盾構(gòu))能正確地沿著設(shè)計(jì)軸線進(jìn)行推進(jìn)和貫通是最關(guān)鍵的問(wèn)題。這一方面取決于地面控制測(cè)量的精度，另一方面更重要的是地下隧道測(cè)量、以及施工測(cè)量的精度和測(cè)量采用的技術(shù)手段。本工程采用人工測(cè)量和自動(dòng)測(cè)量相結(jié)合的技術(shù)進(jìn)行隧道施工測(cè)量。兩套測(cè)量系統(tǒng)、相互校核，不斷修正，主要相互驗(yàn)證測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算的準(zhǔn)確性和測(cè)量?jī)x器的誤差。

2.1 人工測(cè)量

2.1.1 盾構(gòu)測(cè)量標(biāo)志的安裝及測(cè)定

測(cè)量標(biāo)志由前靶、后靶、橫向坡度、縱向坡度組成，具體實(shí)物為前后測(cè)量徠卡反射貼片和坡度板（縱向和橫向坡度都可測(cè)），進(jìn)行安裝時(shí)，先測(cè)量出盾構(gòu)的軸線，并把貼片和坡度板固定在盾構(gòu)中心線上，前標(biāo)后標(biāo)應(yīng)具有足夠的長(zhǎng)度，前靶距切口越近越好。測(cè)量出前靶、后靶到盾構(gòu)中心線的距離以及前靶到切口的距離、后靶到盾尾距離，以確定前

后靶與切口盾尾坐標(biāo)歸算的幾何關(guān)系。

為確保整個(gè)施工期間不被破壞，設(shè)置保護(hù)記號(hào)，此項(xiàng)工作應(yīng)有原始記錄和校核記錄，以免盾構(gòu)標(biāo)志數(shù)據(jù)中存在系統(tǒng)誤差。

初次測(cè)量時(shí)，用儀器照準(zhǔn)前、后占牌各測(cè)量一個(gè)測(cè)回，再根據(jù)坡度板的數(shù)值確定盾構(gòu)的初始姿態(tài)，方便盾構(gòu)始發(fā)及時(shí)糾正。

如圖1為人工測(cè)量前后靶測(cè)設(shè)示意圖,單位（mm）：

圖1 人工測(cè)量前后靶測(cè)設(shè)示意圖

2.1.2 人工測(cè)量的相關(guān)計(jì)算

確定好前后靶與切口盾尾坐標(biāo)歸算的幾何關(guān)系后，編制相關(guān)計(jì)算器程序，人工測(cè)量主要測(cè)設(shè)前標(biāo)水平角，后標(biāo)水平角，前標(biāo)垂直角，后標(biāo)垂直角，坡度和轉(zhuǎn)角。人工測(cè)量?jī)x器為經(jīng)緯儀和坡度板。測(cè)設(shè)完相關(guān)數(shù)據(jù)后進(jìn)行計(jì)算。

（1）盾構(gòu)計(jì)算：

坡度W和轉(zhuǎn)角U在坡度板上直接讀出；

設(shè)W=2.546m為前標(biāo)至盾構(gòu)中心軸線的距離，Z=2.391為后標(biāo)至盾構(gòu)中心軸線的距離；

G、H為經(jīng)緯儀所在測(cè)站X、Y坐標(biāo)，L為測(cè)站到后標(biāo)方位角，R為經(jīng)緯儀棱鏡高程；

:I為經(jīng)緯儀所在測(cè)站到前標(biāo)的平距，T為當(dāng)前環(huán)號(hào)，根據(jù)所測(cè)當(dāng)前環(huán)號(hào)，反算得x，等于x是測(cè)站

到第一環(huán)的距離。每次轉(zhuǎn)站都要更新。

：N為經(jīng)緯儀所在測(cè)站到后標(biāo)的平距，原理同上；

：K為切口里程，5.308是前標(biāo)到切口的距離。測(cè)站的里程，是從第一個(gè)測(cè)站開(kāi)始累加起來(lái)，每次加上新測(cè)站到上一測(cè)站的平距；

：

X為后標(biāo)水平角，E為修正過(guò)的測(cè)站到后標(biāo)的水平方位角；

：Y為前標(biāo)水平角，F(xiàn)為修正過(guò)的測(cè)站到前標(biāo)的水平角；

；

Q為前標(biāo)垂直角；

得出三維坐標(biāo)與設(shè)計(jì)軸線比較即可得出偏差。

（2）管片姿態(tài)測(cè)量

管片姿態(tài)＝盾構(gòu)軸線上管片拼裝位置的偏離值計(jì)算+管片偏離盾構(gòu)軸線計(jì)算的疊加。

B、C、D分別為管片拼裝完成后上右下左與盾殼之間間隙；

E、O為切口平偏和高偏，G、Q為盾尾平偏和高偏；

；K為管片里程，6.73為切口至當(dāng)前環(huán)拼裝好的管片的距離；

；為水平直徑

；為垂直直徑

L為盾構(gòu)長(zhǎng)度，S為管片前端至盾尾的距離。

2.2 自動(dòng)測(cè)量

為了做到對(duì)盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)的實(shí)時(shí)控制，盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)中采用盾構(gòu)姿態(tài)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)是盾構(gòu)機(jī)自動(dòng)導(dǎo)向測(cè)量系統(tǒng)，采用ROBOTEC隧道導(dǎo)向系統(tǒng)，具有國(guó)際先進(jìn)水平，適用于隧道工程施工控制的自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)。采用該系統(tǒng)能夠確保實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地控制隧道掘進(jìn)，保證貫通的精度。

2.2.1 自動(dòng)測(cè)量導(dǎo)向系統(tǒng)

本自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)安裝了三個(gè)棱鏡，前靶一個(gè)，后靶兩個(gè)（只用一個(gè)，一個(gè)備用），安裝測(cè)定與人工測(cè)量相同。在盾構(gòu)始發(fā)前，對(duì)整條隧道每一米的三維坐標(biāo)計(jì)算出來(lái)，輸入自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，方便實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與其對(duì)比計(jì)算偏差。

如圖2為自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)硬件構(gòu)成：

圖2 自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)硬件構(gòu)成

如圖3是ROBOTEC測(cè)量系統(tǒng)界面

由此畫(huà)面進(jìn)行測(cè)量指令的發(fā)送及設(shè)定和信息反饋等。

圖3ROBOTEC測(cè)量系統(tǒng)界面

2.2.2 自動(dòng)測(cè)量盾構(gòu)姿態(tài)計(jì)算原理

盾構(gòu)機(jī)作為一個(gè)近似的圓柱體，在開(kāi)挖掘進(jìn)過(guò)程中我們不能直接測(cè)量其刀盤(pán)及盾尾的中心坐標(biāo)，只能用間接法來(lái)推算出中心的坐標(biāo)。

如圖3，A點(diǎn)是盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)中心，E點(diǎn)是盾構(gòu)機(jī)盾尾斷面中心點(diǎn)，即AE連線為盾構(gòu)機(jī)的中心軸線，布置三個(gè)自動(dòng)棱鏡B、C、D。由A、B、C、D、四點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)四面體，在盾構(gòu)始發(fā)前測(cè)量出B、C、D 三個(gè)角點(diǎn)的三維坐標(biāo)（xi, yi, zi）和刀盤(pán)盾尾中心的三維坐標(biāo),建立幾何關(guān)系。根據(jù)三個(gè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)（xi, yi, zi）分別計(jì)算出LAB, LAC, LAD, LBC, LBD, LCD, 四面體中的六條邊長(zhǎng)，作為以后計(jì)算的初始值，在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過(guò)程中Li是不變的常量，通過(guò)對(duì)B、C、D三點(diǎn)的三維坐標(biāo)測(cè)量來(lái)計(jì)算出A點(diǎn)的三維坐標(biāo)。同理，B、C、D、E四點(diǎn)也構(gòu)成一個(gè)四面體，相應(yīng)地求得E 點(diǎn)的三維坐標(biāo)。由A、E兩點(diǎn)的三維坐標(biāo)就能計(jì)算出盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)中心的水平偏航，垂直偏航，由B、C、D三點(diǎn)的三維坐標(biāo)就能確定盾構(gòu)機(jī)的仰俯角和滾動(dòng)角，從而達(dá)到檢測(cè)盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)的目的。

圖4 盾構(gòu)姿態(tài)計(jì)算原理圖

3兩套測(cè)量控制技術(shù)的比較

兩套測(cè)量系統(tǒng)、相互校核，不斷修正，主要相互驗(yàn)證測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算的準(zhǔn)確性和測(cè)量?jī)x器的誤差。通過(guò)比較兩者最大相差在兩厘米左右，在規(guī)定的容許范圍之內(nèi)。依據(jù)自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行推進(jìn)，管片脫出盾尾后對(duì)管環(huán)進(jìn)行復(fù)測(cè)，可發(fā)現(xiàn)偏差基本都在5cm之內(nèi)，所以本工程大部分?jǐn)?shù)據(jù)依據(jù)自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，節(jié)省大量勞動(dòng)力。

4結(jié)語(yǔ)

施工區(qū)間為1668.993m。是一般隧道的2倍左右，且曲線多、部分曲線急且長(zhǎng)，導(dǎo)致導(dǎo)線邊數(shù)多且部分導(dǎo)線長(zhǎng)度較短，而這些導(dǎo)線又不能閉合，直接導(dǎo)致盾構(gòu)貫通誤差的增大。在半徑為350m的小曲線推進(jìn)時(shí)，由于隧道曲率大，前方可視距離短，導(dǎo)致自動(dòng)與人工測(cè)量移站頻繁。在本工程中，在R=350m的圓曲線隧道上，平均要20環(huán)（24米）換站一次。每次換站完成后，進(jìn)行一次測(cè)量復(fù)核，調(diào)整自動(dòng)與人工測(cè)量的相關(guān)數(shù)據(jù)。由于測(cè)量距離短，測(cè)量站安裝在尚未完全穩(wěn)定的管片上，所以每次換站完成后，高程數(shù)據(jù)總有一定的變化。為了保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，每天進(jìn)行一次復(fù)核，及時(shí)調(diào)整相關(guān)數(shù)據(jù)。這些因素給本區(qū)間的盾構(gòu)推進(jìn)導(dǎo)向測(cè)量工作增加了很大的難度，為了本區(qū)間盾構(gòu)的順利推進(jìn)和準(zhǔn)確進(jìn)洞貫通，就必須制訂周密的導(dǎo)向測(cè)量方案，并且在導(dǎo)向測(cè)量技術(shù)應(yīng)用中采取合理有效的措施。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳饋,洪開(kāi)榮,吳學(xué)松.盾構(gòu)施工技術(shù)[M].北京：人民交通出版社,2009.

[2] 王靖雅，李健，董晶.地鐵盾構(gòu)法施工技術(shù)淺析[J].城市建設(shè)理論研究,2012,(21):35-39.

篇3

關(guān)鍵詞：地形測(cè)量測(cè)繪技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

地形測(cè)量學(xué)是研究測(cè)繪地形圖及與其有關(guān)測(cè)繪工作的理論、方法的應(yīng)用技術(shù)學(xué)科。[1]地形測(cè)量是為城市、礦區(qū)以及各種工程提供不同比例尺的地形圖，以滿足城鎮(zhèn)規(guī)劃、礦山開(kāi)采設(shè)計(jì)以及各種經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要。

地形測(cè)繪是研究地球局部表面形狀和大小，并將其測(cè)繪成地形團(tuán)的理論和技術(shù)。通過(guò)測(cè)定小范圍地表高低起伏形態(tài)和地物(如建筑物、道路、耕地等)的特征點(diǎn)的平面位置和高程，經(jīng)相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理、采用一定的測(cè)量符號(hào)按一定的比例縮繪在圖紙上。從而獲得與相應(yīng)地面幾何圖形相似的地形圖，為國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供設(shè)計(jì)與施工的圖紙資料。[2]

傳統(tǒng)的測(cè)繪包括控制測(cè)量、地形測(cè)量、施工測(cè)量、竣工測(cè)量和變形監(jiān)測(cè)5個(gè)部分?，F(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)自動(dòng)化技術(shù)具有自動(dòng)化程度高、測(cè)圖精度高、圖形屬性信息豐富和圖形編輯方便等優(yōu)點(diǎn)。[3]

1目前地形測(cè)量的測(cè)繪自動(dòng)化技術(shù)

測(cè)繪自動(dòng)化是集數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸、顯示于一體。隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及測(cè)量?jī)x器的智能化，測(cè)繪技術(shù)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)生了重大變革，3S技術(shù)(GPS全球定位系統(tǒng)、GIS地理信息系統(tǒng)、RS遙感)及其集成技術(shù)成為測(cè)繪技術(shù)自動(dòng)化技術(shù)的核心。

1.1GPS技術(shù)GPS(GlobalPositioningSystem)稱為全球定位系統(tǒng)，是美國(guó)20世紀(jì)70年代開(kāi)始研制的，它歷時(shí)20年，于1994年3月全面建成的利用導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行測(cè)時(shí)和測(cè)距，具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)，是一種高精度、全天候、高效率、多功能的測(cè)繪工具。[4]

GPS定位技術(shù)與常規(guī)地面測(cè)量定位相比，具有抗干擾性能好、保密性強(qiáng)，功能多、應(yīng)用廣，觀測(cè)時(shí)間短，執(zhí)行操作簡(jiǎn)便，全球、全覆蓋、全天候、高精度的特點(diǎn)。特別是RTK的定位精度可達(dá)厘米級(jí)，在水上定位得到了廣泛的應(yīng)用。

GPSRTK(RealTimeKinematic)技術(shù)開(kāi)始于90年代初，是一種全天候、全方位的新型測(cè)量系統(tǒng)，稱載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分技術(shù)，是目前適時(shí)、準(zhǔn)確地確定待測(cè)點(diǎn)的位置的最佳方式，是基于載波相位觀測(cè)值基礎(chǔ)上的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)。

GPSRTK具有定位精度高且精度分布均勻，速度快、效率高，觀測(cè)時(shí)間短，方便靈活，測(cè)程不受限制，不受通視條件影響等優(yōu)點(diǎn)。

1.2GIS技術(shù)地理信息系統(tǒng)（GeographicalInformationSystem-GIS）是利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)圖形和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)來(lái)處理地理空間及其相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是融地理學(xué)、測(cè)量學(xué)、幾何學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和應(yīng)用對(duì)象為一體的綜合性高新技術(shù)。其最大的特點(diǎn)就在于：它能把地球表面空間事物的地理位置及其特征有機(jī)地結(jié)合在一起，并通過(guò)計(jì)算機(jī)屏幕形象、直觀地顯示出來(lái)。[5]

GIS具有以下的基本特點(diǎn)：一是公共的地理定位基礎(chǔ)；二是多維結(jié)構(gòu)；三是標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)字化；四是具有豐富的信息。

地理信息系統(tǒng)對(duì)空間地理信息進(jìn)行處理，準(zhǔn)確采集有關(guān)的數(shù)據(jù)，并對(duì)地理空間數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行處理、管理、更新和分析，是采用數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體等最新技術(shù)的技術(shù)系統(tǒng)，對(duì)現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)自動(dòng)化技術(shù)的起重要支撐作用。

目前GIS地理信息將向著數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化(InteroperableGIS)、數(shù)據(jù)多維化(3D&4DGIS)、系統(tǒng)集成化(ComponentGIS)、系統(tǒng)智能化(CyberGIS)、平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化(WebGIS)和應(yīng)用社會(huì)化(數(shù)字地球)的方向發(fā)展。

1.3RS技術(shù)遙感RS（RemoteSensing）起源于20世紀(jì)60年代，不直接接觸被研究的目標(biāo)，感測(cè)目標(biāo)的特征信息(一般是電磁波的反射、輻射和發(fā)射輻射)，經(jīng)過(guò)傳輸、處理，從中提取人們感興趣的信息。遙感包括攝影、陸地、衛(wèi)星、航空、航天攝影測(cè)量等技術(shù)。[6]遙感技術(shù)依其波譜性質(zhì)，可分為電磁波遙感技術(shù)、聲學(xué)遙感技術(shù)、物理場(chǎng)遙感技術(shù)。

遙感信息技術(shù)已從可見(jiàn)光發(fā)展到紅外、微波；從單波段發(fā)展到多波段、多角度、多時(shí)相、多極化；從空間維擴(kuò)展到時(shí)空維；從靜態(tài)分析發(fā)展到動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

RS為GIS提供信息源，GIS為RS提供空間數(shù)據(jù)管理和分析的技術(shù)手段(圖像處理)，GPS作為GIS有力的補(bǔ)測(cè)、補(bǔ)繪手段，實(shí)現(xiàn)了GIS原始地圖數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新。3S的綜合應(yīng)用是一種充分利用各自的技術(shù)特點(diǎn)，快速準(zhǔn)確而又經(jīng)濟(jì)地為人們提供所需的有關(guān)信息的新技術(shù)，三者的緊密結(jié)合，為地形測(cè)量提供了精確的圖形和數(shù)據(jù)。[6]

2測(cè)繪技術(shù)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及測(cè)量?jī)x器的系統(tǒng)、智能化，測(cè)繪技術(shù)自動(dòng)化技術(shù)向著3G技術(shù)及集成技術(shù)自動(dòng)化、實(shí)時(shí)化、數(shù)字化，數(shù)據(jù)庫(kù)和應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，三維可視化技術(shù)以及人工智能化發(fā)展。使測(cè)繪技術(shù)自動(dòng)化技術(shù)能全方位的應(yīng)用于地形測(cè)量中，提高了地形測(cè)量的效率和準(zhǔn)確性。

2.13G技術(shù)及集成技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展積極普及3G技術(shù)的應(yīng)用，改進(jìn)3G技術(shù)中存在問(wèn)題，更新3G及其集成技術(shù)測(cè)量的方法和手段，加強(qiáng)測(cè)量精度和準(zhǔn)確性，使3G技術(shù)能在地形測(cè)量測(cè)繪技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)一步擴(kuò)展。

全球數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)在GPS、GIS、RS和3S集成技術(shù)中的應(yīng)用，對(duì)數(shù)碼攝影測(cè)量和地形測(cè)量更加普及和深化，使測(cè)繪技術(shù)向電子化、自動(dòng)化、數(shù)字化方向發(fā)展。

2.2測(cè)繪軟件及數(shù)據(jù)庫(kù)的開(kāi)發(fā)與更新加強(qiáng)地形測(cè)量數(shù)字化測(cè)繪軟件的研發(fā)，使測(cè)繪軟件系統(tǒng)更加高效、靈活和功能齊全，使測(cè)繪軟件技術(shù)在地形測(cè)量中起到了相當(dāng)重要的作用。

更新完善信息數(shù)據(jù)庫(kù)，將采集的測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換直接進(jìn)入信息數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)管理查詢方便，數(shù)據(jù)共享，實(shí)現(xiàn)全球數(shù)據(jù)更新和擴(kuò)展空間基礎(chǔ)信息系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)管理，實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的管理科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化，實(shí)現(xiàn)測(cè)繪數(shù)據(jù)的傳輸網(wǎng)絡(luò)化、多樣化、社會(huì)化，使測(cè)繪技術(shù)走向自動(dòng)化，實(shí)時(shí)化，數(shù)字化。

2.3人工智能和專家系統(tǒng)在測(cè)繪技術(shù)中的應(yīng)用隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和測(cè)繪技術(shù)與相關(guān)學(xué)科的交叉、綜合，人工智能和專家系統(tǒng)在測(cè)繪技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用前景。計(jì)算機(jī)利用專家知識(shí)模擬人腦思維進(jìn)行推理，從事智能化的數(shù)據(jù)、圖形處理和信息管理工作，極大地提高工作效率，使測(cè)繪技術(shù)向自動(dòng)化、智能化發(fā)展。

全球定位系統(tǒng)(GPS)、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)(DPS)、遙感技術(shù)(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)和專家系統(tǒng)(ES)這5S技術(shù)的發(fā)展和相互結(jié)合，專家系統(tǒng)在其中發(fā)揮著重要的作用，專家系統(tǒng)對(duì)整個(gè)測(cè)量流程進(jìn)行控制，并執(zhí)行相應(yīng)的推理、分析和處理工作，并可實(shí)現(xiàn)信息資源共享，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)診斷，提高效率和質(zhì)量，是測(cè)繪技術(shù)通向?qū)崟r(shí)、自動(dòng)、智能測(cè)量系統(tǒng)的關(guān)鍵。

3結(jié)論

隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及測(cè)量?jī)x器的智能化，測(cè)繪技術(shù)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)生了重大變革，從傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)（例如電子測(cè)距儀、經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀和平板儀）向3G技術(shù)、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)以及人工智能化發(fā)展，推動(dòng)了測(cè)繪技術(shù)自動(dòng)化技術(shù)的活躍和革新，測(cè)繪技術(shù)朝著自動(dòng)化、實(shí)時(shí)化、網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化方向發(fā)展，使地形測(cè)量更快速、簡(jiǎn)單、精確。

參考文獻(xiàn)：

[1]王運(yùn)昌.地形測(cè)量學(xué)[M].冶金工業(yè)出版社.1993.p2.

[2]吳貴才.地形測(cè)量出版社[M].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社.2005.p2.

[3]李淑燕.淺談數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)和地質(zhì)工程測(cè)量的發(fā)展應(yīng)用[J].科技信息.2009.25:p37.

[4]張德軍，皺順平.淺談土地測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展[J].山西建筑.2009.35(29):p355-356.

篇4

關(guān)鍵詞：自動(dòng)站　人工觀測(cè)　降水量　誤差

德興氣象站地處江西省東北部，28°57′N,117°35′E，海拔88.5米，屬中亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候，四季分明、雨量充沛。2007年升為國(guó)家基本氣象站，按中國(guó)氣象局要求，實(shí)行自動(dòng)站后，仍保留人工觀測(cè)雨量器，并以人工觀測(cè)值作為氣候資料整編的依據(jù)。本站使用的自動(dòng)站雨量傳感器為SL2-1型單翻斗雨量傳感器，測(cè)量分辨力為0.1mm，具有測(cè)量準(zhǔn)確度高，測(cè)量數(shù)據(jù)可靠等特點(diǎn)。

一、SL2-1傳感器工作原理

降水通過(guò)一個(gè)表面積為200cm2的漏斗接收器，進(jìn)過(guò)過(guò)濾流入翻斗內(nèi)，當(dāng)翻斗流入一定量的降水后，開(kāi)始翻轉(zhuǎn)，倒空斗內(nèi)的降水，翻斗的另一邊又開(kāi)始接水，每次翻轉(zhuǎn)輸出一個(gè)脈沖信號(hào)（1脈沖=0.1mm降水量），通過(guò)電纜傳輸?shù)讲杉?，通過(guò)必要的處理后得到相應(yīng)的降水量數(shù)據(jù)。

二、資料應(yīng)用

資料選取2007、2008兩年全部降水時(shí)段，人工觀測(cè)為08、20時(shí)兩次定時(shí)觀測(cè)與虹吸雨量計(jì)數(shù)據(jù)，以日為單位進(jìn)行降水統(tǒng)計(jì)（除掉了降雪、人工降水為微量降水、自動(dòng)站數(shù)據(jù)缺測(cè)日數(shù)），考慮到正點(diǎn)降水觀測(cè)時(shí)間的差異，對(duì)人工觀測(cè)降水時(shí)間段進(jìn)行了一定的處理，若20時(shí)延續(xù)降水，并且前后兩日的降水量分別統(tǒng)計(jì)存在明顯的差異則將前后兩日合并作為一次降水過(guò)程。按中國(guó)氣象局《地面氣象觀測(cè)規(guī)范》對(duì)自動(dòng)站儀器的要求，按≤10.0mm：差值=自動(dòng)站雨量-人工站雨量、>10.0mm：差值=(自動(dòng)站雨量-人工站雨量)/人工站雨量×100%兩種情況分別統(tǒng)計(jì)。

三、數(shù)據(jù)對(duì)比與分析

通過(guò)全年數(shù)據(jù)對(duì)比得出上表：在≤10.0mm區(qū)間，差值>0.4mm共出現(xiàn)7次，參照虹吸雨量自記紙，可以判斷有三次與虹吸雨量讀數(shù)、自動(dòng)站相差較大，其他為自動(dòng)站誤差過(guò)大。在>10.0mm區(qū)間，差值>4%的共出現(xiàn)21次，其中差值最大的為9%。有19次的降水過(guò)程是大于40mm以上，并通過(guò)值班日志上維護(hù)記錄得出，對(duì)于≤10.0mm的降水誤差有4點(diǎn)，第一，儀器處于較長(zhǎng)時(shí)間無(wú)降水，翻斗內(nèi)有塵埃而未在雨前及時(shí)清理造成；第二，出現(xiàn)強(qiáng)降水之后，儀器經(jīng)過(guò)激烈的擺動(dòng)翻斗位置發(fā)生變化而未及時(shí)校準(zhǔn)；第三，降水量較小的日子，由于高溫、大風(fēng)等導(dǎo)致的蒸發(fā)影響；對(duì)于>10.0mm降水，第一，SL2-1雨量傳感器測(cè)量降水誤差基本隨降水量、雨強(qiáng)增大而增大；第二，雨前進(jìn)行維護(hù)能夠明顯減小數(shù)據(jù)誤差。

通過(guò)2007年與2008年各月數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)SL2-1傳感器測(cè)量的降水量比人工測(cè)量的明顯偏大，對(duì)于2007年比2008年的數(shù)據(jù)差偏大與 SL2-1傳感器的維護(hù)次數(shù)（特別是雨前的維護(hù)）有關(guān)。

四、結(jié)論

1.不按要求維護(hù)SL2-1傳感器是造成測(cè)量降水的主要誤差，要長(zhǎng)時(shí)間保持儀器的精度，主要應(yīng)加強(qiáng)對(duì)儀器的校準(zhǔn)和日常維護(hù)，特別是雨前的維護(hù)。

2. SL2-1雨量傳感器性能較穩(wěn)定，測(cè)量誤差符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于降水強(qiáng)度與降水的連續(xù)性能很好的反應(yīng)出來(lái)，但觀測(cè)值要比人工觀測(cè)值偏大，特別出現(xiàn)強(qiáng)降水時(shí)，觀測(cè)的數(shù)據(jù)誤差較大，代表性不強(qiáng)，所以保留人工降水觀測(cè)方式很有必要。

3.盡量不要在強(qiáng)降水時(shí)進(jìn)行人工觀測(cè)，減小因觀測(cè)造成不必要的。

參考文獻(xiàn)

[1]自動(dòng)氣象站測(cè)量原理和方法/胡玉峰主編.—北京：氣象出版社，2004.

[2]《氣象儀器和觀測(cè)方法指南》第六版/世界氣象組織，1996.

[3]李黃，自動(dòng)氣象站實(shí)用手冊(cè)[M]氣象出版社，2007.

[4]地面氣象規(guī)范觀測(cè)/中國(guó)氣象局編.—北京：氣象出版社，2003.11.

篇5

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)化儀表測(cè)量；光電傳輸系統(tǒng)；光電技術(shù)；原理

1.前言

高科技技術(shù)以飛速度發(fā)展，越來(lái)越高的工業(yè)自動(dòng)化水平，使得自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域在逐步的擴(kuò)大。伴隨著微電子技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，測(cè)量?jī)x器和技術(shù)也得到了最大水平的發(fā)展，先后研制出了很多的高科技、高智能的測(cè)量?jī)x器。任何一臺(tái)儀器都離不開(kāi)計(jì)算機(jī)的硬件以及軟件的支持，充分利用了其優(yōu)勢(shì)，使儀器的測(cè)量功能大大增多，技術(shù)性能也得到了大幅度的提高。對(duì)于一些電參數(shù)的測(cè)量，包括電壓、電流、相位、功率等，因?yàn)橛泻芏嗄M指針式儀表的存在，例如電壓表、電流表、相位表、功率表等等，雖然很多儀器有了較高的智能化，可是這些智能儀器只能以計(jì)算機(jī)為媒介實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)基本的打印和處理工作，未能實(shí)現(xiàn)真正意義上的自動(dòng)化測(cè)試，工作人員的工作量還是很大，很多工作都是通過(guò)人工完成，譬如測(cè)試點(diǎn)必須通過(guò)人眼進(jìn)行瞄準(zhǔn)定位，手動(dòng)完成儀器的操作，這樣的工作方式不但使工作效率低，而且使工作人員的工作強(qiáng)度較大，并且引入了大量的人為誤差。為了減小測(cè)量工作的工作周期，降低工作人員的工作量以及提高工作效率，實(shí)現(xiàn)儀表測(cè)量的自動(dòng)化是迫切需要解決的問(wèn)題。

2.光電傳輸系統(tǒng)的組成原理

一般情況下，光電傳輸系統(tǒng)是由包括光源在內(nèi)的發(fā)射電路、光纖和包括光檢測(cè)器的接收電路組成。結(jié)構(gòu)如圖1所示。發(fā)射電路常常由信號(hào)處理、調(diào)制以及E/O即電光轉(zhuǎn)化構(gòu)成，發(fā)射電路的作用主要是使先將測(cè)量信號(hào)轉(zhuǎn)化為便于調(diào)制的信號(hào)，再通過(guò)被調(diào)制好的信號(hào)使發(fā)光二極管工作，使電信號(hào)向光信號(hào)轉(zhuǎn)化。通過(guò)光纖，光信號(hào)傳至接收電路；通常情況下，接收電路由光電轉(zhuǎn)換、信號(hào)的解調(diào)以及處理三部分組成，接收電路的主要功能是將通過(guò)光纖傳進(jìn)來(lái)的光信號(hào)通過(guò)光電轉(zhuǎn)換裝置還原為電信號(hào)，再由信號(hào)解調(diào)以及處理裝置恢復(fù)成最初要被測(cè)量的電信號(hào)。光電傳輸系統(tǒng)通常使用由光電二極管以及發(fā)光二極管組合成的電光及光電轉(zhuǎn)化裝置，進(jìn)行傳輸?shù)墓饫w多采用多模光纖。

根據(jù)信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)方式的不同，將光電傳輸系統(tǒng)分為三大類：模數(shù)轉(zhuǎn)換方式、壓頻轉(zhuǎn)換方式、調(diào)幅方式。詳見(jiàn)以上結(jié)構(gòu)圖。

模數(shù)轉(zhuǎn)換方式也被稱為脈沖編碼調(diào)制方式，就是信號(hào)將通過(guò)ADC即模數(shù)轉(zhuǎn)換器來(lái)使光源工作，此時(shí)的信號(hào)為數(shù)字信號(hào)，低壓側(cè)兩端將使數(shù)字信號(hào)通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào).脈沖編碼調(diào)制方式的應(yīng)用大大提高了光電傳輸系統(tǒng)的傳輸精度。對(duì)于不必將信號(hào)還原為模擬信號(hào)的電路其接收端的電路相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，不必對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，直接將信號(hào)和計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接。因?yàn)槊}沖編碼調(diào)制方式對(duì)時(shí)序控制電路有要求，所以對(duì)應(yīng)的電路系統(tǒng)比較復(fù)雜，并且導(dǎo)致傳輸?shù)乃俣容^低?？墒沁@種調(diào)制方式易與數(shù)字式的儀表連接，所以在電力控制系統(tǒng)以及繼電保護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用的較為廣泛。

壓頻轉(zhuǎn)換方式也被稱為脈沖頻率調(diào)制方式，就是通過(guò)對(duì)基帶信號(hào)的模擬進(jìn)行對(duì)載沖脈波調(diào)頻，脈沖頻率的變化規(guī)律通過(guò)基帶信號(hào)的幅值變化規(guī)律進(jìn)行觀察，進(jìn)而光源的光強(qiáng)通過(guò)脈沖調(diào)頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。在低壓側(cè)一端，通過(guò)頻壓轉(zhuǎn)換器解調(diào)脈沖信號(hào)。通過(guò)壓頻轉(zhuǎn)換方式，存在于下文將要介紹的調(diào)幅方式中的溫度穩(wěn)定性以及非線性的問(wèn)題能夠有效的得到解決。并且不需要編碼，較為方便的進(jìn)行解調(diào)與調(diào)制，不管環(huán)境多么復(fù)雜都可以應(yīng)用該系統(tǒng)。在中短途的傳輸中比較適合。此外，對(duì)于光電轉(zhuǎn)換模塊的輸出，可以直接將數(shù)字信號(hào)進(jìn)行輸出，不必解調(diào)。處理之后的信號(hào)在微機(jī)單元里面進(jìn)行應(yīng)用。

一般情況下，調(diào)幅方式即是將要進(jìn)行測(cè)量的信號(hào)可以不通過(guò)調(diào)制而直接作為光源的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，通過(guò)觀察光信號(hào)的強(qiáng)弱來(lái)判斷被測(cè)信號(hào)的大小，光越強(qiáng)，被測(cè)信號(hào)越大，反之就會(huì)越小，而且在與之對(duì)應(yīng)的低壓側(cè)的接收電路，也是不需要解調(diào)電路的。此種方式的光電電路具有比較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)電路，但是通過(guò)光纖的信號(hào)是模擬信號(hào)，一些外界因素例如噪音溫度等將會(huì)對(duì)信號(hào)產(chǎn)生較大的影響，線性度比較低，穩(wěn)定性相對(duì)來(lái)說(shuō)較差，所以在實(shí)際應(yīng)用時(shí)具有一定的難度。其適用在外界溫度變化較小的環(huán)境里，且僅適合較短距離的傳輸。

3.光電技術(shù)在自動(dòng)化儀表中實(shí)現(xiàn)方法及原理

要想實(shí)現(xiàn)測(cè)量電參數(shù)的自動(dòng)化，首先要研制出可以實(shí)現(xiàn)人眼功能的儀器來(lái)代替人眼的測(cè)量，而且該儀器的性能和瞄準(zhǔn)度一定要高，當(dāng)前大多數(shù)使用的標(biāo)準(zhǔn)儀器例如標(biāo)準(zhǔn)源、標(biāo)準(zhǔn)表等都自帶和上位機(jī)向連接的端口，在硬件方面，要想實(shí)現(xiàn)測(cè)量系統(tǒng)的自動(dòng)化還是比較簡(jiǎn)單的，若將質(zhì)量在不斷提高的CCD器件看作是一個(gè)人眼仿真技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，是完全能夠?qū)崿F(xiàn)電參數(shù)測(cè)量的自動(dòng)化的。具體的結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

3.1 利用光原理的成像系統(tǒng)以及分辨率較高的CCD

圖3所示的為光學(xué)成像原理圖，其體現(xiàn)的主要是通過(guò)遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)，使被測(cè)量的儀表指針以及表盤(pán)映射到CCD器件的表面，通過(guò)驅(qū)動(dòng)器的作用，CCD器件把指針以及表盤(pán)的相關(guān)信號(hào)傳送給模數(shù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。傳輸?shù)臄?shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中以矩陣的形式進(jìn)行存儲(chǔ)，便于計(jì)算機(jī)識(shí)別成像數(shù)據(jù)。通常情況下敏單元的尺寸為10m×10m的。而1024×1024為面陣CCD的尺寸。此種照明方式為同軸照明，通過(guò)光源亮度的自動(dòng)調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。使用16位的模數(shù)數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行模數(shù)信號(hào)的采集，這種采集方式可以將非線性誤差控制在0.006FSR以內(nèi)，進(jìn)行轉(zhuǎn)換的時(shí)間不大于17微秒。

3.2 微機(jī)控制技術(shù)

當(dāng)前的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)可以被分為兩部分內(nèi)容，一部分是將VC語(yǔ)言作為計(jì)算機(jī)的操作平臺(tái)，與數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)相結(jié)合共同構(gòu)成了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的軟件，控制方式如下：通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)需要檢測(cè)的指針表的測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置，譬如對(duì)于5安培的表，可以將五個(gè)點(diǎn)設(shè)置在20%、40%、60%、80%、100%處，分別對(duì)應(yīng)著1到5安培五個(gè)點(diǎn)，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)給標(biāo)準(zhǔn)源發(fā)出信號(hào)令電流進(jìn)行平滑的上升，當(dāng)指針與表盤(pán)的20%刻度向吻合的時(shí)候計(jì)算機(jī)將向標(biāo)準(zhǔn)源再次發(fā)出信號(hào)，令計(jì)算機(jī)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)源上的數(shù)值進(jìn)行讀數(shù)，隨之與1安培進(jìn)行比較，得出誤差，對(duì)測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行儲(chǔ)存。當(dāng)五個(gè)點(diǎn)都測(cè)試完以后進(jìn)行測(cè)試證書(shū)的打印。

另一部分則是對(duì)數(shù)字圖像的處理軟件。首先計(jì)算機(jī)先對(duì)指針信號(hào)以及表盤(pán)刻度信號(hào)進(jìn)行處理，通過(guò)中值濾波以及高斯濾波進(jìn)行噪聲信號(hào)的處理；利用CANNY算子對(duì)提取圖像的邊緣，可以對(duì)噪聲的干擾進(jìn)行抵抗，使得提取數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，采用灰度矩法的亞像素細(xì)分定位可以提高細(xì)分精度；為了達(dá)到更高精度的擬合度，可以將最小二乘法應(yīng)用在圖像擬合工序里面。經(jīng)過(guò)了上面的數(shù)字圖像化處理，可以使計(jì)算機(jī)的識(shí)別精度比人眼對(duì)刻線以及指針的識(shí)別精度高出五倍左右。

3.3 標(biāo)準(zhǔn)的三相交流源

這種交流源通常分成三個(gè)部分：（1）由精度較高的數(shù)字所合成的三相信號(hào)源。波形存儲(chǔ)器以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器組成的精度非常高的三相信號(hào)源。通過(guò)脈沖調(diào)寬技術(shù)對(duì)信號(hào)源的調(diào)幅進(jìn)行直流基準(zhǔn)源的設(shè)計(jì)，對(duì)于信號(hào)源的相頻的調(diào)制可以通過(guò)頻率綜合器、鎖相環(huán)技術(shù)以及脈沖移相技術(shù)的設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。將信號(hào)源作為標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)源的交流基準(zhǔn)可以在較短的時(shí)間里使其穩(wěn)定時(shí)間保持在20×10-6/3min；（2）電流及電壓放大器內(nèi)帶有前饋控制：放大器的作用是將信號(hào)在幅值和功率方面進(jìn)行放大，以便可以使自身能夠帶動(dòng)功率為20瓦的負(fù)載，之所以將前饋控制技術(shù)引進(jìn)來(lái)是因?yàn)榇隧?xiàng)技術(shù)為無(wú)差調(diào)節(jié)的技術(shù)，它對(duì)基準(zhǔn)信號(hào)的準(zhǔn)確跟蹤不受任何負(fù)載變化的影響，始終保持放大器輸入與輸出信號(hào)的一致性；（3）矢量的采樣：這是一種對(duì)全部信息進(jìn)行采樣的技術(shù)，不僅包括了信號(hào)中的相位信息，還包括了幅值以及諧波信息，這些都可以在采樣完成后通過(guò)反饋控制送至控制回路。此種方案對(duì)標(biāo)準(zhǔn)源的研制結(jié)果在控制相位精度、時(shí)間響應(yīng)和采用了計(jì)算式反饋以及有效值反饋所研制出的結(jié)果進(jìn)行比較更符合自動(dòng)化測(cè)量的要求。

4.尚未解決的問(wèn)題

4.1 發(fā)射電路的供電問(wèn)題

應(yīng)用在較多領(lǐng)域中的光電傳輸系統(tǒng)均屬于有源系統(tǒng)，高壓側(cè)的供電電源是否穩(wěn)定影響到了整個(gè)傳輸系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，當(dāng)前所了解到的有源的給高壓側(cè)的供電形式主要有三種：（1）通過(guò)高壓母線進(jìn)行供電；（2）把低壓側(cè)的電能轉(zhuǎn)化為光能，然后由光纖輸送至高壓端，再轉(zhuǎn)為電能為系統(tǒng)供電；（3）通過(guò)電池進(jìn)行供電。方法一存在的缺點(diǎn)是一旦流經(jīng)母線的電流過(guò)小的時(shí)候電路就無(wú)法得到正常的供電，但是當(dāng)流經(jīng)母線的電流過(guò)大的時(shí)候又會(huì)使系統(tǒng)受到較大的沖擊，此時(shí)電路極易受到損壞；方法二的性能雖然比較穩(wěn)定，卻受到激光輸出功率的約束，尤其是受到光電轉(zhuǎn)換效率的影響，所以提出了微功耗的要求。方法三存在的問(wèn)題是因?yàn)殡姵厮峁┑哪芰坑邢?，要求?duì)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)必須要考慮到供電控制，除此以外就是更換電池的工作比較麻煩。另外，其它的供電方式譬如說(shuō)風(fēng)能供電、太陽(yáng)能受外界環(huán)境的影響比較嚴(yán)重，所以穩(wěn)定性比較差。

4.2 傳輸過(guò)程中的抑制干擾問(wèn)題

雖然與傳統(tǒng)的傳輸系統(tǒng)相比較，光電傳輸系統(tǒng)具有較高的抗電磁干擾的能力，可是由于光電傳輸系統(tǒng)由發(fā)射和接收電路以及光纖三部分組成，為了保證系統(tǒng)的整體抑制干擾的能力均衡，要對(duì)電路進(jìn)行加強(qiáng)，特別要注意高壓側(cè)的電路對(duì)電磁干擾的抑制能力。為了保證發(fā)射電路不受電磁的干擾，必須要做好發(fā)射電路的屏蔽工作，除此以外，還要對(duì)發(fā)射電路的電源以及與其相連接的導(dǎo)線的屏蔽給予高度重視。

4.3 運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定問(wèn)題

系統(tǒng)的穩(wěn)定性對(duì)處在環(huán)境較復(fù)雜的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)尤為重要，所以，長(zhǎng)期運(yùn)行的光電傳輸系統(tǒng)中的各個(gè)電子元器件的穩(wěn)定性及可靠性亟待解決。

4.4 精度問(wèn)題

要想使光電技術(shù)逐步的替代傳統(tǒng)的傳輸技術(shù)，傳輸?shù)木仁鞘滓鉀Q的問(wèn)題，所以對(duì)于光功率波動(dòng)的消除以及溫度的變化等問(wèn)題都要及時(shí)采取措施解決。

4.5 工藝加工問(wèn)題

光纖、發(fā)光二極管以及光電檢測(cè)器件都屬于光電傳輸系統(tǒng)內(nèi)的器件，這里面存在著較大的光纖與光源的耦合問(wèn)題，所以，光電傳輸?shù)墓に囈蟊葌鹘y(tǒng)的要求更高，除此以外，對(duì)工作中不可避免振動(dòng)的抑制以及消除的要求也使得光電傳輸?shù)墓に囈筇嵘艘粋€(gè)水平。

5.結(jié)束語(yǔ)

光電技術(shù)應(yīng)用在測(cè)量領(lǐng)域中已經(jīng)有較長(zhǎng)時(shí)間，伴隨著光電技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)化儀表中以點(diǎn)測(cè)量為主的自動(dòng)化儀表也在慢慢地發(fā)生著變化，較高水平的功能技術(shù)使自動(dòng)化儀表測(cè)量技術(shù)得到了更加寬廣的發(fā)展領(lǐng)域，并且也促進(jìn)了電參數(shù)測(cè)量方式的不斷發(fā)展。雖然完全的自動(dòng)化測(cè)量功能并沒(méi)有在電能表測(cè)量中得到實(shí)現(xiàn)。但是當(dāng)前的電子信息技術(shù)以及光電技術(shù)正在高速的發(fā)展著，自動(dòng)化儀表測(cè)量的發(fā)展前景將會(huì)更加光明，并且逐步實(shí)現(xiàn)儀表測(cè)量的全自動(dòng)化。所以，有必要在測(cè)量系統(tǒng)領(lǐng)域中給出更深入的探究，使自動(dòng)化儀表測(cè)量得到發(fā)展，發(fā)揮光電技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1]張旭忠.自動(dòng)化儀表測(cè)量系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與煤堆體積測(cè)量應(yīng)用分析[J].總裁，2009（2）.

[2]王茂盛.自控溫電伴熱材料在儀表測(cè)量管線上的應(yīng)用[J].石油化工應(yīng)用，2007（5）.

[3]肖太民.自動(dòng)化儀表的故障分析及維修方法[J].中國(guó)科技縱橫，2012（1）.

篇6

[關(guān)鍵詞]顱面形態(tài);三維測(cè)量;激光掃描

[中圖分類號(hào)]R783 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1008-6455(2010)03-0404-04

A study on the reliability of three-dimensional craniofacial measuring system

SONG Jian-wei1,HOU Yu-xia1,ZHANG Yan-ning2,SHI Jian-yu2,ZHAI Pei-fang2,LI Jiang-bo1,ZHOU Hong1

(1.Department of Orthodontics,Stomatological Hospital,Xi'an Jiaotong University,Xi'an 710004,Shaanxi,China; 2.School of Computer Science,Northwestern Polytechnical University)

Abstract:ObjectiveThe study aimed to develop the three-dimensional auto measuring system of craniofacial soft tissue, and to analyze the reliability of the system.MethodsThe measuring software of craniofacial soft tissue was developed based on the laser scanner. 30 volunteers were selected to study the reliability of the system, which were analyses by comparing with the direct measurement.Results52 landmarks, 129 measurement items of craniofacial soft tissue can be done in this system. Compared with the direct measurement,the system has a better reliability. The different less than 1mm accounted to 50 percent in line measurement,and less than 2mm accounted to 35.3 percent. ConclusionThe characters of the 3D auto measuring system included: measuring item was full,the visualization was better, measuring precision was accurate relatively. The system was a useful, precise and rapid way to research the craniofacial soft tissue morphometry, especially for the large sample craniofacial soft tissue morphometry.

Key words:craniofacial mophometry;three-dimensional measurement;laser scanner

顱面形態(tài)三維重建和測(cè)量在口腔正畸學(xué)、正頜外科、法醫(yī)學(xué)、人類學(xué)及美學(xué)等領(lǐng)域有重要的意義。在20世紀(jì)80年代,激光掃描首次被應(yīng)用于面部軟組織三維測(cè)量[1]。激光三維掃描具有非介入性、被測(cè)物體無(wú)形變、測(cè)量重復(fù)性好、測(cè)量精度最高的特點(diǎn),是目前獲取面部軟組織數(shù)據(jù)最先進(jìn)的技術(shù)。本研究基于三維激光掃描建立精確、高效的面部軟組織三維重建和自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)。

1材料和方法

1.1計(jì)算機(jī)軟硬件支持:計(jì)算機(jī):CPU Celeron3.2,內(nèi)存 512M,硬盤(pán) 160G,顯卡 Geforce 7300GS,操作系統(tǒng) Windows XP 三維激光掃描儀:Minolta VIVID910三維激光掃描儀(日本美能達(dá)公司)。開(kāi)發(fā)環(huán)境:Microsoft Visual C++,VTK可視化類庫(kù)。

1.2顱面部標(biāo)志點(diǎn)和測(cè)量項(xiàng)目:參照Farkas顱面部表面直接測(cè)量法[2],選取面部標(biāo)志點(diǎn)52個(gè),正中矢狀面12個(gè)點(diǎn),左右對(duì)稱的點(diǎn)有20對(duì)(如圖1～2);129項(xiàng)測(cè)量項(xiàng)目,包括60項(xiàng)線距、17項(xiàng)弧長(zhǎng)、4項(xiàng)角度和48項(xiàng)比例指數(shù);其中絕對(duì)值測(cè)量項(xiàng)目頭面部24項(xiàng),眶部23項(xiàng),鼻部12項(xiàng),口唇部18項(xiàng);比例指數(shù)包括水平向17項(xiàng),垂直向20項(xiàng),水平與垂直相比11項(xiàng)。

1.3測(cè)量系統(tǒng)的建立

1.3.1采集面部圖像:受試者自然姿勢(shì)位,眶耳平面與地面平行,睜眼,面部放松,雙眼平視前方;分別進(jìn)行正面、左45°、右45°位面部激光掃描;用RapidForm2004軟件對(duì)獲得的面部正側(cè)位圖像進(jìn)行拼接、匹配、整合為完整的三維人面圖像,處理后保存為vrnl 2.0格式。

1.3.2三維自動(dòng)可視化測(cè)量軟件:采用Visual C++編寫(xiě)軟件,OpenGL圖形平臺(tái),自主研發(fā)顱面部軟組織三維自動(dòng)測(cè)量軟件,使用vrml格式數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)面部圖像的顯示和三維測(cè)量功能,全部操作過(guò)程采用人機(jī)對(duì)話和菜單選擇方式完成。按順序進(jìn)行52個(gè)定點(diǎn),選擇全面測(cè)量可以進(jìn)行129項(xiàng)自動(dòng)測(cè)量,測(cè)量結(jié)果直接輸出文檔,結(jié)果數(shù)據(jù)可復(fù)制到Excel表格進(jìn)行處理。

1.3.3三維自動(dòng)測(cè)量精度:選擇西安地區(qū)正常面型青年志愿者30例(男12例,女18例),年齡18～25歲;軟組織直面型,左右對(duì)稱,面部形態(tài)正常,無(wú)正頜、正畸及外傷史;2°≤ANB≤4°。對(duì)每位研究對(duì)象進(jìn)行面部激光掃描自動(dòng)測(cè)量和Farkas面部軟組織直接測(cè)量。測(cè)量結(jié)果采用SPSS12.0處理,每個(gè)測(cè)量項(xiàng)目進(jìn)行配對(duì)t檢驗(yàn),分析自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量精度。

2結(jié)果

2.1顱面軟組織三維自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng):本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)激光掃描重建三維圖像的重現(xiàn),可以將人面圖像顯示為三角片模式、散點(diǎn)模式以及充填模式,操作常采用充填模式(如圖3);并可對(duì)圖像任意縮放、旋轉(zhuǎn)、移動(dòng),便于精確定點(diǎn)(如圖4～6)。實(shí)現(xiàn)面部軟組織三維測(cè)量,包括52個(gè)標(biāo)志點(diǎn),129項(xiàng)測(cè)量項(xiàng)目,測(cè)量結(jié)束時(shí)直接輸出結(jié)果文檔。

2.2三維自動(dòng)測(cè)量精度的比較研究

2.2.1正常面型顱面軟組織77項(xiàng)絕對(duì)值測(cè)量中,有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的占25項(xiàng),包括16項(xiàng)線距,9項(xiàng)弧長(zhǎng);且主要為涉及下頜角點(diǎn)(gonion go)、耳屏上界切跡點(diǎn)(tragion t)的項(xiàng)目。角度測(cè)量均與直接測(cè)量法無(wú)顯著差異(見(jiàn)表1)。

2.2.2正常面型顱面軟組織48項(xiàng)比例指數(shù)差值中,有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的項(xiàng)目有14項(xiàng),水平比例指數(shù)8項(xiàng),垂直比例指數(shù)4項(xiàng),水平與垂直比例指數(shù)2項(xiàng),主要涉及t點(diǎn)、go點(diǎn)絕對(duì)值測(cè)量值與直接測(cè)量法有顯著差異項(xiàng)的比例指數(shù),以及與弧長(zhǎng)有關(guān)的比例指數(shù)項(xiàng)(見(jiàn)表2)。

2.2.3測(cè)量結(jié)果差值分布表,在60項(xiàng)線距測(cè)量項(xiàng)目中,測(cè)量差值小于1mm的有30項(xiàng)(占50%),小于2mm的有41項(xiàng)(占68.3%);在17項(xiàng)弧長(zhǎng)測(cè)量中,差值小于2mm的有6項(xiàng),占35.3%(見(jiàn)表3)。

3討論

3.1自動(dòng)測(cè)量:本系統(tǒng)通過(guò)激光掃描獲取面部軟組織三維信息重構(gòu)面部三維模型,實(shí)現(xiàn)面部52個(gè)標(biāo)志點(diǎn)的129項(xiàng)測(cè)量項(xiàng)目的自動(dòng)測(cè)量,測(cè)量省時(shí)省力,適于大樣本研究面部軟組織三維形態(tài)。任意定點(diǎn)后也可以選擇即時(shí)測(cè)量進(jìn)行任意兩或三點(diǎn)間線距、角度、弧長(zhǎng)的測(cè)量,所有測(cè)量結(jié)果均自動(dòng)生成數(shù)據(jù)文檔,利于后期數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

3.2測(cè)量項(xiàng)目全面:本課題組前期的研究初步實(shí)現(xiàn)面部軟組織激光掃描三維重建及43個(gè)標(biāo)志點(diǎn)的56項(xiàng)點(diǎn)距測(cè)量[3]。本系統(tǒng)是前期軟件的優(yōu)化,具有測(cè)量項(xiàng)目較多較全的特點(diǎn),包括52個(gè)標(biāo)志點(diǎn)和129項(xiàng)測(cè)量。Aung[4]等人的激光三維測(cè)量系統(tǒng)包括41個(gè)標(biāo)志點(diǎn)83個(gè)測(cè)量項(xiàng)目,其中表面測(cè)量17項(xiàng)。許天民等人[5]開(kāi)發(fā)激光測(cè)量系統(tǒng)可進(jìn)行13個(gè)定點(diǎn),3項(xiàng)線距,2個(gè)角度測(cè)量。白玉興[6-7]等人利用數(shù)字化面部軟組織三維重建和測(cè)量系統(tǒng)可進(jìn)行14項(xiàng)角度、13項(xiàng)線距、5項(xiàng)比率測(cè)量。另外,面部的平衡和協(xié)調(diào),并不僅在于測(cè)量的角度、線距的絕對(duì)值,而是由于相互之間的比例關(guān)系所引起的,面部的比例更為重要[2]。本系統(tǒng)的測(cè)量項(xiàng)目包括比例指數(shù)48項(xiàng),其中水平比例17項(xiàng),垂直比例20項(xiàng),水平與垂直比例11項(xiàng)。對(duì)于面部比例指數(shù)的測(cè)量,可以對(duì)面部形態(tài)進(jìn)行更全面的測(cè)量分析研究。

3.3可視化效果好:本測(cè)量系統(tǒng)可視化效果較好,測(cè)量時(shí)可以對(duì)人面模型進(jìn)行任意方向的旋轉(zhuǎn),利于精確定點(diǎn),如頦下點(diǎn)(gnathion gn)定點(diǎn)時(shí)可以將人面向上向后旋轉(zhuǎn)成仰視暴露頦下方而準(zhǔn)確定gn點(diǎn);可以對(duì)圖像進(jìn)行任意放大和縮小,對(duì)于標(biāo)志點(diǎn)比較密集的部位,可以對(duì)模型進(jìn)行放大以保證視圖清晰、定點(diǎn)準(zhǔn)確。定點(diǎn)數(shù)字提示順序,出現(xiàn)錯(cuò)誤可及時(shí)糾正;所有操作采用菜單提示,人機(jī)交互使用,用戶使用方便。

3.4測(cè)量精度較高:激光三維掃描測(cè)量具有精度高,可重復(fù)性好的特點(diǎn),Kau[8]的研究表明,首次面部的三維激光掃描與3s后掃描的形態(tài)差值為0.3mm,與3天后掃描的差值為0.4mm。Lynnerup[9]對(duì)激光掃描精度的研究表明,干頭顱的5個(gè)激光掃描測(cè)量項(xiàng)目與手工直接測(cè)量的差值均在1mm左右。Aung等[4]研發(fā)的激光掃描系統(tǒng)能以0.5mm的精度重建面部軟組織圖像,并進(jìn)行41個(gè)標(biāo)志點(diǎn),83個(gè)項(xiàng)目的三維測(cè)量,30名志愿者的激光掃描測(cè)量和直接測(cè)量比較表明,有12項(xiàng)差值小于1.0mm(14.0%),16項(xiàng)差值小于1.5mm(19.0%)。Kovacs[10]等人在嚴(yán)格控制掃描條件下,發(fā)現(xiàn)有50%的線距測(cè)量項(xiàng)誤差小于2mm。本研究通過(guò)對(duì)30位志愿者激光三維測(cè)量和直接測(cè)量的對(duì)比表明,在60項(xiàng)線距測(cè)量中,差值小于1mm的有30項(xiàng)(占50%),小于2mm的有41項(xiàng)(占68.3%)。與國(guó)外學(xué)者Aung 和Kovacs研究相比,本系統(tǒng)具有更高的精確性。人體測(cè)量手冊(cè)要求人體測(cè)量誤差不超過(guò)2～3mm,本系統(tǒng)的三維測(cè)量精度,基本達(dá)到臨床要求。

本研究結(jié)果中仍有19項(xiàng)點(diǎn)距差值大于2mm(占31.7%),17項(xiàng)弧長(zhǎng)測(cè)量項(xiàng)目中差值小于2mm的僅有6項(xiàng)(占35.3%)?；￠L(zhǎng)的測(cè)量誤差與測(cè)量算法有關(guān),有待在今后研究中進(jìn)一步優(yōu)化。點(diǎn)距誤差的產(chǎn)生與go、t點(diǎn)定點(diǎn)困難有關(guān),go點(diǎn)需要觸摸方可在面部準(zhǔn)確定點(diǎn),在直接測(cè)量時(shí)能準(zhǔn)確定位,而激光三維圖像只能通過(guò)視圖估計(jì),因此定點(diǎn)誤差較大;在激光掃描三維重建圖像中,耳屏前區(qū)因頭發(fā)阻擋影響該處的重建可能會(huì)影響t點(diǎn)定點(diǎn)以及其相關(guān)項(xiàng)目的測(cè)量。今后的研究中可以進(jìn)行g(shù)o點(diǎn)掃描前貼反光材料和帶頭帽等處理降低定點(diǎn)誤差。

[參考文獻(xiàn)]

[1]Moss JP,Linney AD,Grindrod SR,et al.Three-dimensional visualization of the face and skull using computerized tomography and laser scanning techniques[J].Eur J Orthod,1987,9(1):247-253.

[2]Farkas LG,Munro IR.Anthropometrc facial proportions in medicine[C].Springfield,Iillinois Charles C Thomas Publisher,1987:278-310.

[3]龍麗華,周 洪,潘俊君,等.面部軟組織激光掃描三維自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的初步研究[J].中國(guó)美容醫(yī)學(xué),2008,17(5):701-704.

[4]Aung SC, Ngim R C K, Lee S T. Evalution of the laser as a surface measuring tool and its accuracy compared with direct facial anthropometric measurements[J].British Journal of Plastic Surgery,1995,4(8):551-558.

[5]劉 林,許天民,張 益,等.激光掃描在面部畸形三維重建及測(cè)量中的初步應(yīng)用[J].口腔醫(yī)學(xué),2005,12(6):345-347.

[6]白玉興,郭宏銘,劉鳳德,等.面部軟組織三維重建及測(cè)量系統(tǒng)的研制與應(yīng)用[J].中華口腔醫(yī)學(xué)雜志,2001,36(4):298-300.

[7]郭宏銘,白玉興,周立新,等.面部軟組織不對(duì)稱性的三維測(cè)量研究[J].口腔正畸學(xué),2004,1(1):32-34.

[8]Kau C,Richmond S, Zhurov A, et al.Reliability of measuring facial morphology with a 3-dimensional laser scanning system[J].American J OrthodDentofacOrthop, 2005,128(4):424-430.

[9]Niels Lynnerup,Maja-Lisa Clausen,Agnethe May Kristoffersen,et al.Facial recognition and laser surface scan: a pilot study[J].Forensic Science,Medicine,and Pathology,2009,5(3):167-173.

篇7

關(guān)鍵詞: 煤礦井下測(cè)量導(dǎo)線計(jì)算自動(dòng)化Excel

中圖分類號(hào)：TP317 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2012）03-0000-00

在礦山測(cè)量中，幾乎每天都要進(jìn)行7″級(jí)控制導(dǎo)線測(cè)量，而內(nèi)業(yè)計(jì)算一般采用手工計(jì)算器對(duì)算，此方法雖然能滿足生產(chǎn)的需要。但只要出現(xiàn)錯(cuò)誤，檢查起來(lái)比較麻煩，特別是輸入計(jì)算器的數(shù)據(jù)，一般不可檢查，必須重新輸入一遍，浪費(fèi)了時(shí)間，降低了勞動(dòng)效率。

隨著計(jì)算機(jī)在礦山測(cè)量中的廣泛應(yīng)用，引進(jìn)Excel軟件，該軟件具有地測(cè)專業(yè)的編程功能，可以輕松地將繁瑣的計(jì)算轉(zhuǎn)化為可視的簡(jiǎn)單易操作的自動(dòng)計(jì)算，對(duì)測(cè)量各類計(jì)算十分實(shí)用，現(xiàn)將應(yīng)用情況作一介紹。

Excel編程在控制導(dǎo)線測(cè)量中應(yīng)用:

1、表格設(shè)計(jì)

我按照平常使用的設(shè)計(jì)表格（如表1所示），它包括已經(jīng)導(dǎo)線起點(diǎn)坐標(biāo)、高程、起始方位角。標(biāo)定儀器站、前后測(cè)點(diǎn)名稱。實(shí)測(cè)傾斜邊長(zhǎng)、傾斜角、儀器高上高、覘標(biāo)上下高、水平角。資料在記錄本上的位置，日期，方便檢查資料。自動(dòng)計(jì)算出方位角、坐標(biāo)、高程、巷道全高。

表中利用的函數(shù)有:

IF:判斷一個(gè)條件是否滿足，如果滿足返回一個(gè)值，如果不滿足則返回另一個(gè)值；

INT:將數(shù)值向下取整為最接近的整數(shù)；

MOD:返回兩數(shù)相除的余數(shù)。

2、數(shù)學(xué)公式

2.1在7″級(jí)采區(qū)控制導(dǎo)線中用到的公式有：

①高程公式：H2＝H1+i-v-L斜×sinV垂直；

②平距公式：L平＝L斜×cosV垂直；

③X2＝X1+L平×cosα方位；

④坐標(biāo)公式：Y2＝Y(jié)1+L平×sinα方位；

⑤度~弧度轉(zhuǎn)換公式：A°＝A×π/180弧度；

⑥弧度~度分秒轉(zhuǎn)換公式： A弧度＝A×180/π度＝int[A×180/π]+int[（A×180/π-int[A×180/π]）×60]+int｛｛（A×180/π-int[A×180/π]）×60｝-int[（A×180/π-int[A×180/π]）×60]｝×60｝。

注：⑤、⑥式是由于Excel的格式默認(rèn)的是弧度而不承認(rèn)度分秒所引用。

2.2算法

2.2.1水平邊長(zhǎng)及方位角計(jì)算

以表1的數(shù)據(jù)為例，水平邊長(zhǎng)L平＝L斜×cos（傾角），由于Excel格式里只默認(rèn)弧度，因此，根據(jù)公式⑤可以計(jì)算。

2.2.2巷道全高、高差、頂板高計(jì)算

在計(jì)算高差時(shí)必須用到傾角的正負(fù)，所以我們引用了SIGN（）函數(shù)，就是說(shuō)當(dāng)傾角小于0時(shí)，該函數(shù)返回值為-1；當(dāng)傾角大于0時(shí)，該函數(shù)返回值為1；我們?cè)倮么撕瘮?shù)乘以弧度值就可以得到有正負(fù)的弧度，進(jìn)行高差計(jì)算了。如：高差ⅠH10－11＝-1.157+24.610×sin（-1.5939）-（-1.211）＝-0.803

2.2.3坐標(biāo)計(jì)算

Xn＝Xn-1+L平×cosα＝3868365.07

Yn=Yn-1+L平 ×sinα=39503500.412

Hn=Hn-1+Hn-1-n=-215.514

各項(xiàng)起算及原始數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入。

篇8

關(guān)鍵詞：監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；傳感器；光照強(qiáng)度；光合作用

目前，信息技術(shù)及自動(dòng)控制技術(shù)發(fā)展迅速，并應(yīng)用在了各個(gè)行業(yè)及部門(mén)。我國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，地域廣闊，溫室大棚保有量較大，其生產(chǎn)的現(xiàn)代化水平直接關(guān)系到人民的生活質(zhì)量?？v觀國(guó)內(nèi)各農(nóng)作物產(chǎn)區(qū)，其農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件不一，旱澇災(zāi)害常發(fā)，使得農(nóng)作物產(chǎn)量不高，質(zhì)量不好，溫室大棚的作用更為突出。目前，國(guó)外溫室的控制系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)或正在向完全自動(dòng)化及無(wú)人化的方向發(fā)展，盡管我國(guó)已對(duì)溫室控制系統(tǒng)中的氣溫濕度、土壤溫濕度、光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度等因素進(jìn)行了研究，但其實(shí)用效果并不理想，與國(guó)外還有很多差距，很多方面仍需要改進(jìn)。因此，研發(fā)低成本、低功耗的經(jīng)濟(jì)型、實(shí)用型溫室智能控制系統(tǒng)前景廣闊。溫室環(huán)境控制技術(shù)是溫室智能控制技術(shù)的重要組成部分，其中主要包括溫濕度控制、二氧化碳濃度控制、土壤情況控制、光照強(qiáng)度控制等技術(shù)，其中的關(guān)鍵技術(shù)之一是光照強(qiáng)度控制。因光照是植物光合作用的首要因素，影響著植物的產(chǎn)量和質(zhì)量，所以通過(guò)研究光照強(qiáng)度的控制運(yùn)用于農(nóng)業(yè)具有重要意義。

1光對(duì)作物的影響

植物的生長(zhǎng)離不開(kāi)光合作用，在這一過(guò)程中，光對(duì)植物的影響是最關(guān)鍵的因素之一。光照不足或過(guò)強(qiáng)，都會(huì)使光合作用減弱，植物生長(zhǎng)緩慢，植物只有在適合的光照強(qiáng)度下才能良好生長(zhǎng)，開(kāi)花結(jié)果。實(shí)驗(yàn)表明，植物的生長(zhǎng)速度與光照強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)成正相關(guān)的關(guān)系。傳統(tǒng)意義的光指陽(yáng)光，在溫室中，采用人造光源也可以達(dá)到相同的光合作用效果。控制光照的強(qiáng)度，照射的時(shí)間、分布情況等，都會(huì)影響作物的生長(zhǎng)。

2光的控制

溫室光的控制主要有兩個(gè)方面，一個(gè)是光的種類，另外是光的強(qiáng)度或時(shí)間，光強(qiáng)度高，作用時(shí)間長(zhǎng)，則相應(yīng)的光合作用產(chǎn)生的能量也高。不同的作物對(duì)光的波長(zhǎng)有不同的需求，同一種作物在不同階段對(duì)的需求也不相同。因此，需要對(duì)不同作物，在不同階段進(jìn)不同的光照控制，以達(dá)到促進(jìn)作物生長(zhǎng)、提高產(chǎn)量的目的。如使用黃色薄膜，可使黃瓜生長(zhǎng)加速，使豆類更加茁壯等。當(dāng)光照強(qiáng)度不足時(shí)，需要對(duì)作物進(jìn)行補(bǔ)光處理，如陰雨天、冬春季等時(shí)節(jié)。補(bǔ)光控制主要有兩種方法，一是人工光源進(jìn)行補(bǔ)充，另外是控制溫室草苫的揭蓋時(shí)間，增加或減少光照。需要注意的是，補(bǔ)光要注意結(jié)合控制溫室內(nèi)的溫度高低。光照對(duì)于溫室而言，光合作用為蔬菜生長(zhǎng)提供能量，同時(shí)光合作用釋放的能量也為溫室的環(huán)境提供了溫度保障。當(dāng)然，光照強(qiáng)度達(dá)到一定值時(shí)，作物光合作用與呼吸作用平衡，再增加光照，光合產(chǎn)物也不再增加。因此，光照的時(shí)間及強(qiáng)度并不是越大越好，必須合理控制。如在夏天，光照強(qiáng)度大，如中午以后，光照強(qiáng)度達(dá)到最大，高強(qiáng)度的光照會(huì)灼傷作物，同時(shí)作物氣孔關(guān)閉，光合作用停止。此時(shí)，必須進(jìn)行遮光處理，才利于作物生長(zhǎng)。一般溫室采用遮陽(yáng)網(wǎng)對(duì)光照時(shí)間進(jìn)行控制。系統(tǒng)控制時(shí)，主要是光敏元件接受信號(hào)，轉(zhuǎn)換后啟動(dòng)遮光網(wǎng)控制器件。需要注意遮陽(yáng)網(wǎng)的啟停也要考慮溫室溫度的高低，溫室內(nèi)溫度偏低時(shí)，也應(yīng)控制設(shè)備打開(kāi)遮陽(yáng)網(wǎng)以利于溫度上升。檢查光照強(qiáng)度低于光照下限時(shí)，遮陽(yáng)網(wǎng)應(yīng)關(guān)閉。

3光照元件及電路

傳感器是控制系統(tǒng)不可缺少的元件，光電傳感器則是將測(cè)量的光照量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)強(qiáng)弱的元件，主要由光源、光學(xué)通路光電元件組成。目前的各類光電傳感器中，首選價(jià)格低、推廣容易的光敏電阻傳感器。本研究選用PCF8591作為A/D轉(zhuǎn)換芯片，該芯片包括1個(gè)串行數(shù)據(jù)接口線，1路模擬輸出和4路模擬輸入。工作時(shí)，待機(jī)電能耗小，8位逐次逼近型，模擬電壓范圍為VSS（電路供電壓）到VDD（芯片工作電壓）。對(duì)于光強(qiáng)度的測(cè)量，使用美國(guó)TAOS公司的TSL2561芯片，具有速度快，能耗低，測(cè)量范圍寬、可編程靈活等優(yōu)點(diǎn)。

4控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

整個(gè)溫室系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可分為三個(gè)部分：第一是控制策略，對(duì)光照的補(bǔ)充、溫度的高低控制、通風(fēng)、灌溉等；其次是溫室內(nèi)部環(huán)境的控制，光照強(qiáng)度、溫濕度、土壤濕度、作物等；三是外部環(huán)境條件，太陽(yáng)輻射、降水等。在此基礎(chǔ)上，對(duì)光照控制進(jìn)行研究。其設(shè)計(jì)思路如下：對(duì)溫室的光照強(qiáng)弱進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，經(jīng)元件轉(zhuǎn)換為模擬值進(jìn)行傳輸；傳輸來(lái)的量值進(jìn)行指令控制，調(diào)整光照強(qiáng)度的量；對(duì)調(diào)節(jié)指令進(jìn)行對(duì)應(yīng)控制器的控制，通過(guò)改變光源，達(dá)到光照調(diào)節(jié)的目的；完成初步調(diào)節(jié)后，再次進(jìn)行光照強(qiáng)度的采集，對(duì)比系統(tǒng)設(shè)定值，以實(shí)現(xiàn)合理的光照。通過(guò)使用上述系統(tǒng)，對(duì)某蔬菜溫室大棚進(jìn)行光照控制實(shí)驗(yàn)，作物生長(zhǎng)良好，與人工控制相比，生長(zhǎng)期縮短，產(chǎn)量提高，基本達(dá)到了控制目的。

5結(jié)語(yǔ)

溫室大棚光照系統(tǒng)的實(shí)施，是溫室自動(dòng)控制的一部分，通過(guò)采用光敏元件對(duì)光照信號(hào)的接受，單片機(jī)進(jìn)行模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換，通過(guò)電路設(shè)計(jì)，實(shí)施控制策略，對(duì)溫室光進(jìn)行了有效的控制。對(duì)比系統(tǒng)使用前后，使自動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)施，是本文通過(guò)光敏傳感器接收光照信號(hào)，單片機(jī)轉(zhuǎn)換模擬信號(hào)，實(shí)施調(diào)節(jié)方案實(shí)現(xiàn)光照控制的補(bǔ)光控制和遮光控制。有效的控制光照，使溫室內(nèi)蔬菜產(chǎn)量增加、質(zhì)量提高，達(dá)到了控制目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]于海業(yè),發(fā)達(dá)國(guó)家溫室設(shè)施自動(dòng)化研究的現(xiàn)狀[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),1997,13:3-5.

[2]董文國(guó),蔬菜溫室大棚智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D].曲阜師范大學(xué),2012:112-115.

篇9

關(guān)鍵詞:隧道施工；盾構(gòu)機(jī)；地鐵；組成；功能；原理；適用性

1．Φ6.24m土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)的改造背景

20世紀(jì)70年代以來(lái)，盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)施工技術(shù)有了新的飛躍。伴隨著激光、計(jì)算機(jī)以及自動(dòng)控制等技術(shù)的發(fā)展成熟，自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)在盾構(gòu)機(jī)中逐漸得到成功運(yùn)用、發(fā)展和完善。天津城建隧道股份有限公司給一臺(tái)Φ6.24m土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)加裝了一套自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，用于進(jìn)行沈陽(yáng)地鐵1號(hào)線滂江街―小什字街區(qū)間隧道施工。全面理解自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的原理，有助于工程技術(shù)人員在地鐵的盾構(gòu)施工中及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，保證隧道的正確掘進(jìn)和最后貫通。

2.盾構(gòu)機(jī)自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的組成

2.1自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的組成

掘進(jìn)管理計(jì)算機(jī)、全站儀計(jì)算機(jī)、不中斷電路裝置、坑內(nèi)監(jiān)視器、數(shù)據(jù)控制盤(pán)、控制器、個(gè)人電腦轉(zhuǎn)換器、集線器（8端口）、調(diào)制解調(diào)器、全站儀、全站儀電源箱、標(biāo)靶、水準(zhǔn)臺(tái)、轉(zhuǎn)彎基本、遠(yuǎn)隔監(jiān)視器、遠(yuǎn)隔計(jì)算機(jī)、打印機(jī)等。

2.2自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)和盾構(gòu)機(jī)控制測(cè)量在盾構(gòu)施工中的地位和作用

配置土壓力和推進(jìn)參數(shù)自動(dòng)測(cè)量，數(shù)據(jù)采集處理和遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)辦公室的掘進(jìn)工況信息管理；配備自動(dòng)測(cè)量導(dǎo)向系統(tǒng)，可以適時(shí)測(cè)控盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)和管片拼裝精度。

3 自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)原理和工作過(guò)程

3.1描述盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)的要素

描述盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)的參數(shù)有：刀頭坐標(biāo)（xF'，yF，zF）：水平角A；傾角α；旋轉(zhuǎn)角κ。

由盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)及設(shè)計(jì)隧道中線，可推算如下數(shù)據(jù)：刀頭里程：刀頭、盾尾三維偏差；平面偏角（Yaw）：盾構(gòu)機(jī)中心軸線和設(shè)計(jì)隧道中線在水平投影面的夾角；傾角（Pitch）：盾構(gòu)機(jī)中心軸線和設(shè)計(jì)隧道中線在縱向（線路前進(jìn)方向）豎直投影面的夾角；旋角（Roll）：盾構(gòu)機(jī)繞自身中心軸線相對(duì)于水平位置旋轉(zhuǎn)的角度。

在掘進(jìn)過(guò)程中，自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)按如下流程工作：首先，人工測(cè)量確定盾構(gòu)機(jī)自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)后視標(biāo)靶、全站儀和盾構(gòu)機(jī)的初始姿態(tài)數(shù)據(jù)。將上述數(shù)據(jù)資料和隧道的理論軸線位置三維坐標(biāo)輸入系統(tǒng)。盾構(gòu)機(jī)開(kāi)始掘進(jìn)后，系統(tǒng)全站儀自動(dòng)測(cè)量可以確定盾構(gòu)機(jī)位置的標(biāo)靶的坐標(biāo)數(shù)據(jù)并根據(jù)后視點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行換算，得出盾構(gòu)機(jī)當(dāng)時(shí)的位置狀況。根據(jù)位置狀況數(shù)據(jù)，操作人員進(jìn)行糾偏、調(diào)整管片拼裝等操作。如此往復(fù)循環(huán)工作。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行曲線掘進(jìn)，全站儀與主機(jī)不能實(shí)現(xiàn)通視時(shí)，需重新定位全站儀，即可進(jìn)行上述測(cè)量步驟。由系統(tǒng)控制全站儀實(shí)時(shí)測(cè)定盾構(gòu)機(jī)標(biāo)靶的相對(duì)坐標(biāo)并由系統(tǒng)對(duì)照后識(shí)點(diǎn)標(biāo)靶的位置；同時(shí)自動(dòng)照準(zhǔn)標(biāo)靶，并自動(dòng)記錄激光水平方位角；標(biāo)靶內(nèi)部光柵捕獲入射角，間接得到盾構(gòu)機(jī)縱軸水平方位角；利用安裝在標(biāo)靶中相互垂直兩立面內(nèi)的兩把測(cè)角儀測(cè)得盾構(gòu)機(jī)傾角和旋轉(zhuǎn)角。利用以上參數(shù)及前體、盾尾、棱鏡中心三者的幾何關(guān)系，通過(guò)空間坐標(biāo)變換解算前體、盾尾中心坐標(biāo)，結(jié)合設(shè)計(jì)隧道中線參數(shù)計(jì)算盾構(gòu)機(jī)與隧道中線的相對(duì)偏差。如此反復(fù)，指導(dǎo)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)。

3.2功能特點(diǎn)

使盾構(gòu)機(jī)按照設(shè)計(jì)線路正確推進(jìn)，其前提是及時(shí)測(cè)量，得到準(zhǔn)確的空間位置和姿態(tài)方向，并以此為依據(jù)來(lái)控制盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)，及時(shí)指導(dǎo)操作人員進(jìn)行糾偏，系統(tǒng)的功能特點(diǎn)主要表現(xiàn)在:

（1）本系統(tǒng)采用同步跟進(jìn)測(cè)量方式， 較好地克服了隨著掘進(jìn)面的推進(jìn)測(cè)點(diǎn)越來(lái)越遠(yuǎn)而造成的觀測(cè)困難和不便。

（2）免除輔助傳感器設(shè)備，六要素一次給出(六自由度)。

（3）三維向量計(jì)算和利用全站儀直接測(cè)量點(diǎn)的三維，坐標(biāo)(x,y,z)采用新算方法 “空間向量”進(jìn)行嚴(yán)密的姿態(tài)要素求解.

（4）運(yùn)行穩(wěn)定精度高，能充分滿足隧道工程施工對(duì)精度控制和運(yùn)行穩(wěn)定性的要求.

（5）適用耐高低溫，濕度高，有震動(dòng)的施工環(huán)境中的正常運(yùn)行。系統(tǒng)連續(xù)跟蹤測(cè)定當(dāng)前盾構(gòu)機(jī)的三維空間位置、姿態(tài)與設(shè)計(jì)軸線進(jìn)行比較獲得偏差信息。

3.3 測(cè)量精度

本系統(tǒng)由兩臺(tái)儀器聯(lián)測(cè)時(shí)，每次測(cè)量都從隧道基準(zhǔn)導(dǎo)線點(diǎn)開(kāi)始測(cè)量運(yùn)行過(guò)程中每點(diǎn)和每條邊在檢驗(yàn)通過(guò)之后才進(jìn)行下步。得到的姿態(tài)結(jié)果均相互獨(dú)立，無(wú)累積計(jì)算,故系統(tǒng)求解計(jì)算中無(wú)累計(jì)性誤差存在。因此，每次結(jié)果之間可以相互起到檢核作用，從而避免產(chǎn)生人為的或系統(tǒng)數(shù)據(jù)的運(yùn)行錯(cuò)誤。

3.4自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的工作過(guò)程

盾構(gòu)機(jī)體作為剛體3個(gè)不共線的點(diǎn)是確定其空間位置與姿態(tài)的點(diǎn)。由3測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)坐標(biāo)值、 按向量歸算方法，解算得出盾構(gòu)機(jī)特征點(diǎn)坐標(biāo)與姿態(tài)角度精確值。 即通過(guò)三維向量歸算直接求得盾構(gòu)機(jī)切口和盾尾特征部位中心點(diǎn)當(dāng)前的三維坐標(biāo)和同時(shí)根據(jù)里程得到設(shè)計(jì)所對(duì)應(yīng)的理論，兩者比較得出偏差量。

自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)在隧道內(nèi)，一共有4個(gè)靶標(biāo)，而全站儀位于4個(gè)靶標(biāo)中間（如下圖），全站儀首先定位1，2靶標(biāo)，通過(guò)這兩個(gè)標(biāo)靶的位置，全站儀自動(dòng)設(shè)置3，4標(biāo)靶，完成這一系列任務(wù)之后，自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)即可開(kāi)始工作，檢測(cè)盾構(gòu)機(jī)在隧道內(nèi)的姿態(tài)。

4結(jié)論

通過(guò)使用該自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，可以達(dá)到以下使用效果：

（1）、對(duì)程序的回歸測(cè)試更方便。這可能是自動(dòng)化測(cè)試最主要的任務(wù)，特別是在程序修改比較頻繁時(shí)，效果是非常明顯的。由于回歸測(cè)試的動(dòng)作和用例是完全設(shè)計(jì)好的，測(cè)試期望的結(jié)果也是完全可以預(yù)料的，將回歸測(cè)試自動(dòng)運(yùn)行，可以極大提高測(cè)試效率，縮短回歸測(cè)試時(shí)間。

（2）、可以運(yùn)行更多更繁瑣的測(cè)試。自動(dòng)化的一個(gè)明顯的好處是可以在較少的時(shí)間內(nèi)運(yùn)行更多的測(cè)試。可以大大減輕人工測(cè)量的工作量。

（3）、可以執(zhí)行一些手工測(cè)試?yán)щy或不可能進(jìn)行的測(cè)試。比如，對(duì)于大量用戶的測(cè)試，不可能同時(shí)讓足夠多的測(cè)試人員同時(shí)進(jìn)行測(cè)試，但是卻可以通過(guò)自動(dòng)化測(cè)試模擬同時(shí)有許多用戶，從而達(dá)到測(cè)試的目的。

篇10

關(guān)鍵詞：插秧機(jī)；作業(yè)面積測(cè)量系統(tǒng)；電路設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2015）14-3517-05

DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2015.14.048

Hardware Circuit Design of Rice Transplanter Automatic Measurement

System of Working Area

XIONG Zhong-gang，HE Juan， QU Xiang-jun，CHEN Lian-gui，YE Zhen-huan， AO Bang-qian

（College of Engineering， Zunyi Normal University， Zunyi 563002， Guizhou， China）

Abstract： Aiming to achieve operation area and boundary recognition， operation area real-time automatic measurement and data collection on rice transplanter， an automatic measurement system of working area used in rice transplanter had been designed.The system was composed of the central processing module， the sensors detecting module， the GPS positioning module， the wireless data transmission module， the U disk data storage module， the power supply module and the upper-computer controlling module.The central processing module， using MCU STC12C5A60S2， collected and processed data from GPS positioning module and sensor detecting module，and completed automatic calculation of transplanter working area by analyzing the GPS positioning information. The wireless data transmission module was used for communication with the upper-computer controlling module， which was connected to the host computer via GPRS network technology.And it can realize remote controlling start and stop action on rice transplanter. The result of the experiment showed that the automatic measurement of rice transplanter working area and start and stop action could be remote completed and remote drived by the system.

Key words：rice transplanter； operation area measurement system； hardware circuit design

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展，插秧機(jī)、聯(lián)合收割機(jī)及旋耕機(jī)等農(nóng)業(yè)機(jī)械已逐步成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的工具。特別是聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制的實(shí)行，農(nóng)戶購(gòu)買(mǎi)大型農(nóng)業(yè)機(jī)械的可能性越來(lái)越小，農(nóng)業(yè)機(jī)械跨區(qū)作業(yè)將成為必然[1，2]。農(nóng)業(yè)機(jī)械跨區(qū)作業(yè)中，作業(yè)面積是一個(gè)很關(guān)鍵的數(shù)據(jù)，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)由于難以準(zhǔn)確測(cè)量作業(yè)面積而引起糾紛，是農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行跨區(qū)田間作業(yè)計(jì)算工時(shí)和收費(fèi)的主要依據(jù)。同時(shí)田塊的大小直接決定了種子、化肥、農(nóng)藥等生產(chǎn)資料的投入量[3-5]。傳統(tǒng)的農(nóng)田面積大多使用皮尺、憑借經(jīng)驗(yàn)或采用產(chǎn)量計(jì)費(fèi)的方式，簡(jiǎn)單實(shí)用，但只適合于小面積的規(guī)則矩形田塊[6，7]。為解決傳統(tǒng)測(cè)量農(nóng)田作業(yè)面積存在的問(wèn)題，增強(qiáng)測(cè)量方式的普遍適應(yīng)性，本研究設(shè)計(jì)了一套插秧機(jī)作業(yè)面積自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的硬件電路，能夠?qū)崿F(xiàn)任意形狀插秧機(jī)作業(yè)面積的自動(dòng)測(cè)量工作，并應(yīng)用Visual Basic 6.0開(kāi)發(fā)環(huán)境對(duì)插秧機(jī)遠(yuǎn)程上位機(jī)監(jiān)控模塊進(jìn)行了開(kāi)發(fā)[8]，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程參數(shù)的采集和控制機(jī)械的啟停動(dòng)作。

1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主要由中央處理模塊、傳感器檢測(cè)模塊、GPS定位模塊、GPRS無(wú)線數(shù)傳模塊、U盤(pán)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、電源模塊以及上位機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊等部分組成，其總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。傳感器檢測(cè)模塊主要由發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油溫度檢測(cè)單元、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力檢測(cè)單元、燃油油位檢測(cè)單元、液壓油油溫檢測(cè)單元和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)單元等組成，主要用于采集插秧機(jī)工作時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工況相關(guān)數(shù)據(jù)；中央處理模塊以STC12C5A60S2為控制核心，主要對(duì)傳感器檢測(cè)模塊和GPS定位模塊采集來(lái)的信息進(jìn)行分析處理后，通過(guò)GPRS無(wú)線數(shù)傳模塊將相關(guān)信息傳到上位機(jī)，并將有效信息存儲(chǔ)到U盤(pán)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；遠(yuǎn)程監(jiān)控管理者通過(guò)自主開(kāi)發(fā)的上位機(jī)操作界面觀察插秧機(jī)的作業(yè)面積、運(yùn)行參數(shù)和作業(yè)位置等實(shí)時(shí)信息，并針對(duì)緊急情況下的需求發(fā)送機(jī)械啟停命令。

2 下位機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)

下位機(jī)硬件電路主要包括中央控制核心模塊、傳感器檢測(cè)模塊、GPS定位模塊、GPRS無(wú)線通信模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火/熄火模塊、CAN總線模塊以及電源模塊。傳感器檢測(cè)模塊主要完成插秧機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)工況數(shù)據(jù)采集，GPS定位模塊主要完成車體的運(yùn)動(dòng)軌跡定位工作，中央控制模塊負(fù)責(zé)進(jìn)行信息處理與分析，并完成機(jī)械作業(yè)區(qū)域的識(shí)別和面積計(jì)算工作，同時(shí)兼顧實(shí)現(xiàn)有效數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳工作。

2.1 核心?？刂茐K電路設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)主控電路如圖2所示，包括中央控制單元、GPRS無(wú)線數(shù)傳單元、GPS定位單元。該系統(tǒng)采用的是STC12C5A60S2單片機(jī)，是由宏晶科技（深圳）有限公司生產(chǎn)的一款增強(qiáng)型8051 CPU，1T單時(shí)鐘/機(jī)器周期，工作頻率是0～35 MHz，相當(dāng)于普通8051單片機(jī)的0～420 MHz，即比普通單片機(jī)處理速度快8～12倍；單片機(jī)上集成了1 280字節(jié)RAM，60 kb的FLASH程序存儲(chǔ)器空間，4個(gè)十六位定時(shí)器，2路十六位PCA和PWM，共有8路10位精度的ADC，轉(zhuǎn)換速度高達(dá)50萬(wàn)次/s。系統(tǒng)由STC12C5A60S2單片機(jī)與各個(gè)硬件模塊連接，控制各自工作，傳感器模塊將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)信息經(jīng)由CAN總線傳送到中央控制單元，與此同時(shí)，與GPS定位模塊采用RS485進(jìn)行通信，讀取相關(guān)定位信息，然后經(jīng)過(guò)相應(yīng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和處理后，完成相關(guān)區(qū)域識(shí)別和面積計(jì)算工作，并將定位信息、作業(yè)面積和傳感器檢測(cè)信息經(jīng)由GPRS無(wú)線通信模塊遠(yuǎn)程傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，同時(shí)通過(guò)單片機(jī)U盤(pán)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊完成有效信息的存儲(chǔ)和讀取工作。

2.2 傳感器檢測(cè)模塊電路設(shè)計(jì)

傳感器檢測(cè)模塊主要用來(lái)采集插秧機(jī)工作時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的相關(guān)工況參數(shù)。傳感器檢測(cè)模塊采集的數(shù)據(jù)主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力、燃油油位、液壓油油溫和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等參數(shù)。中央主控芯片STC12C5A60S2通過(guò)下發(fā)采集命令采集各個(gè)傳感器通過(guò)CAN總線上傳的數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)中分別選用的是ZS-6-01-10L霍爾傳感器、半導(dǎo)體集成的兩端式機(jī)油溫度傳感器AD590、應(yīng)變式機(jī)油壓力傳感器BP800。

為得到更加準(zhǔn)確的插秧機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器輸出脈沖信號(hào)A0，首先使電路中信號(hào)A0經(jīng)過(guò)限流電阻R9和電容C1組成的低通濾波電路后，經(jīng)由LM339比較電路整形出需要的標(biāo)準(zhǔn)矩形脈沖，R11上拉電阻有效保證了高電平時(shí)的電壓，整形電路輸出的矩形脈沖經(jīng)由光耦作用將其輸入通道前端的現(xiàn)場(chǎng)的干擾信號(hào)和單片機(jī)隔離開(kāi)，同時(shí)將信號(hào)轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可以識(shí)別的高低電平后送入I/O口，即圖中的AD1端的網(wǎng)絡(luò)接點(diǎn)（圖3）。AD590溫度傳感器先將溫度變化轉(zhuǎn)換成電流變化，之后轉(zhuǎn)換成單片機(jī)容易處理的0～5 V電壓信號(hào)，具體電路如圖4所示。

機(jī)油壓力的檢測(cè)采用應(yīng)變式壓力傳感器BP800，通常是輸出標(biāo)準(zhǔn)的電流信號(hào)，其電流信號(hào)范圍為4～20 mA[9]。這種標(biāo)準(zhǔn)的接口，一般可以采取精密電阻轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，然后直接送入中央處理單元的A/D轉(zhuǎn)換端口，I/V轉(zhuǎn)換電路如圖5所示。

2.3 CAN總線模塊電路設(shè)計(jì)

插秧機(jī)車載終端根據(jù)需求，需要具有與車載各發(fā)動(dòng)機(jī)工況檢測(cè)傳感器進(jìn)行可靠通信的功能，故通過(guò)擴(kuò)展CAN總線接口實(shí)現(xiàn)該功能要求，從而達(dá)到雙方數(shù)據(jù)和控制指令的傳輸。其接口的硬件電路主要由CAN總線控制器SJA1000T和CAN總線收發(fā)器PCA82C250組成，考慮到插秧機(jī)作業(yè)環(huán)境的復(fù)雜多變，為進(jìn)一步增強(qiáng)總線的抗干擾能力，并沒(méi)有直接將CAN總線控制器的TX0和RX0與CAN收發(fā)器的TXD1和RXD1相連，而是通過(guò)在其中間增加一個(gè)高速光耦合器6N137，轉(zhuǎn)換速率高達(dá)10 Mbit/s，具體硬件電路如圖6所示。

2.4 GPS定位模塊電路設(shè)計(jì)

GPS定位模塊即GPS接收機(jī)，通過(guò)它來(lái)實(shí)現(xiàn)插秧機(jī)的定位功能，其電路設(shè)計(jì)如圖7所示。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)中選用的是瑞士Ublox公司生產(chǎn)的NEO-6M-0-001的GPS接收機(jī)。該模塊能支持AssistNow Online和AssistNow Offline等A-GPS服務(wù)，供電電壓范圍為2.7～3.6 V，當(dāng)電壓3.0 V時(shí)功耗小于120 mW，具有1個(gè)USB V2.0，全速12 Mbit/s，1個(gè)UART接口、1個(gè)DDC接口、1個(gè)SPI接口，跟蹤靈敏度為-147 dBm。如圖7中所示的引腳23是GPS定位模塊的電源輸入腳，與主控板中產(chǎn)生3.3 V電壓接口連接，引腳22接了一個(gè)備用電池，在系統(tǒng)啟動(dòng)定位工作時(shí)，會(huì)立即給電池充電；為了增強(qiáng)GPS定位信號(hào)，外接了配套天線，當(dāng)GPS接收到數(shù)據(jù)后通過(guò)解碼經(jīng)由引腳20 TXD_GPS_TTL通過(guò)RS485通信送到STC12C5A60S 2的串口上。

2.5 發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火/熄火模塊電路設(shè)計(jì)

當(dāng)檢測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油溫度和機(jī)油壓力對(duì)比正常預(yù)設(shè)值出現(xiàn)較大異常時(shí)，為及時(shí)保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)，可以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行熄火控制。本研究中插秧機(jī)采用的是電啟動(dòng)風(fēng)冷4沖程2氣缸OHV汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)的啟停電路如圖8所示。

該模塊的整個(gè)電路主要包括STC單片機(jī)處理器、達(dá)林頓管陣列芯片ULN2003、74LS05集電極開(kāi)路輸出的非門(mén)陣列、兩個(gè)繼電器、MAX485和MAX232通信芯片。采用RS485通信方式與下位機(jī)中央控制器進(jìn)行連接，當(dāng)在緊急情況下接收到來(lái)自上位機(jī)的點(diǎn)火/熄火命令后則完成相應(yīng)動(dòng)作。電路為提高單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力，采用非門(mén)電路以高電平的方式配合驅(qū)動(dòng)ULN2003達(dá)林頓管陣列，這樣ULN2003的驅(qū)動(dòng)能力可以達(dá)到500 mA，從而可以大大提高單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力[4-7]。

2.6 GPRS無(wú)線通信模塊

該系統(tǒng)主要通過(guò)GPRS無(wú)線通信模塊，接入GPRS無(wú)線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)，將日期、機(jī)械作業(yè)時(shí)間、作業(yè)位置、作業(yè)面積以及產(chǎn)量等信息傳送到上位PC機(jī)完成數(shù)據(jù)通信。本研究選擇SIMCOM公司生產(chǎn)的 SIM300作為無(wú)線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信模塊，該無(wú)線通信模塊支持GSM和GPRS雙模式通信，內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議棧，能夠在PCS1900、DCS1800和EGSM900 3個(gè)不同頻段下工作。具體工作狀態(tài)指示燈和通信硬件電路如圖9所示。

SIM300要接入GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行工作，就必須使用到SIM卡，與其操作相關(guān)的信號(hào)被直接引出到SIM300的SIM卡接口上，其中SIM_DATA作為與SIM卡的串行數(shù)據(jù)線，用于數(shù)據(jù)的輸入輸出，SIM_CLK為SIM卡提供操作時(shí)鐘，SIM_RST引腳則用來(lái)輸出SIM卡的復(fù)位信號(hào)，整個(gè)SIM卡部分的電路如圖10所示。

2.7 電源模塊

電源在整個(gè)電路設(shè)計(jì)中扮演著一個(gè)重要角色，使用穩(wěn)定電源能使電路性能更加穩(wěn)定可靠，整個(gè)系統(tǒng)采用5 V供電，對(duì)于該重要部分設(shè)計(jì)必須考慮到硬件系統(tǒng)對(duì)電源具有穩(wěn)壓和紋波小等要求，當(dāng)然在有效保證電路電壓穩(wěn)定輸入的前提下，低功耗也是現(xiàn)今設(shè)計(jì)非常關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)話題。因而針對(duì)系統(tǒng)要求，系統(tǒng)得到5 V電源部分采用的是ZA3020芯片實(shí)現(xiàn)的。為了使電路中5 V輸出電源的紋波較小，因而在經(jīng)過(guò)ZA3020轉(zhuǎn)換后的電壓輸出端采用了一個(gè)22 μF和0.1 μF的電容，另外芯片的電源輸入端也放置了一個(gè)10 μF和0.1 μF的濾波電容，從而有效減小輸入端受到的干擾，使信號(hào)穩(wěn)定可靠的輸入。具體系統(tǒng)輸入電源電壓處理電路如圖11所示。

GPS定位模塊的工作電壓是3.3 V，為有效保證車載電源斷電后仍能正常工作，該設(shè)計(jì)中增加了一個(gè)備用充電電池，該備用電池充電所需電壓是3.3 V，所以先將車體上12 V電源電壓通過(guò)輸入電壓處理電路轉(zhuǎn)換為5 V，然后通過(guò)REG1117-3.3降壓芯片的處理，得到3.3 V電壓，具體硬件電路如圖12所示。

然而該系統(tǒng)設(shè)計(jì)中GPRS無(wú)線通信模塊工作所需要的電壓是4.2 V，選用的壓降芯片是MIC29302BU，其可以通過(guò)使能引腳端和反饋電阻進(jìn)行輸出電壓的控制，本設(shè)計(jì)中通過(guò)將使能端置高，設(shè)置反饋端R16和R17兩個(gè)電阻比值來(lái)確定輸出電壓，具體硬件電路如圖13所示。

當(dāng)芯片1腳使能端置高，芯片導(dǎo)通開(kāi)始工作，經(jīng)由公式可以計(jì)算出輸出端電壓約等于4.2 V，該電壓值即供給GPRS無(wú)線通信模塊工作。

3 上位機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊電路設(shè)計(jì)

上位機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊的控制單元是上位機(jī)和下位機(jī)連接的橋梁，此處上位機(jī)是采用Visual Basic 6.0開(kāi)發(fā)的PC機(jī)監(jiān)控平臺(tái)，另外主要應(yīng)用單片機(jī)連接外設(shè)了U盤(pán)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，主要通過(guò)GPRS無(wú)線組網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和相應(yīng)的控制命令，并通過(guò)AT指令發(fā)送相關(guān)控制和數(shù)據(jù)采集命令。相應(yīng)的U盤(pán)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊電路設(shè)計(jì)原理圖如圖14所示。

信息的存儲(chǔ)是面積測(cè)量系統(tǒng)的重要組成部分，主要包括對(duì)日期、機(jī)械作業(yè)時(shí)間、作業(yè)位置、作業(yè)面積以及產(chǎn)量等信息進(jìn)行記錄存儲(chǔ)。有效存儲(chǔ)這一系列信息可作為化肥、種子、農(nóng)藥等生產(chǎn)資料投入量的依據(jù)及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理的參考依據(jù)。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，由于需要的有效數(shù)據(jù)量比較大，故為方便定位作業(yè)區(qū)域及邊界等大量定位數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，系統(tǒng)采用了單片機(jī)U盤(pán)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊電路。模塊采用CH375單片機(jī)U盤(pán)讀寫(xiě)芯片完成U盤(pán)到單片機(jī)的銜接，通過(guò)大容量RAM完成大容量數(shù)據(jù)緩存和傳輸，減少設(shè)備數(shù)據(jù)讀寫(xiě)總時(shí)間，延長(zhǎng)U盤(pán)壽命。

存儲(chǔ)電路中采用5 V電壓工作，為了內(nèi)部電源節(jié)點(diǎn)進(jìn)行有效退耦，改善USB傳輸過(guò)程中的電磁干擾，故在V3引腳外接0.01 μF電容，將CH375的TXD引腳直接接地可使CH375實(shí)行并口方式工作。設(shè)計(jì)中在RSTI引腳與VCC之間跨接了一個(gè)0.47 μF的電容，是為了在電源上電時(shí)，系統(tǒng)電路能夠完成可靠復(fù)位并且有效減少外部產(chǎn)生的干擾。在U盤(pán)插入過(guò)程中，為了避免CMOS電路CH375出現(xiàn)大電流閂鎖效應(yīng)而損壞芯片，故在USB插座的電源上并聯(lián)了儲(chǔ)能電容C31緩解瞬時(shí)壓降。

4 小結(jié)

整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為了具備強(qiáng)干擾性和可移植性，均采用模塊化設(shè)計(jì)。為對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可行性和穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)證，進(jìn)行了相關(guān)硬件測(cè)試工作，同時(shí)完成了基于Visual Basic 6.0開(kāi)發(fā)的上位機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件，并結(jié)合硬件和軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了實(shí)地試驗(yàn)。插秧機(jī)在水泥地上模擬田間的作業(yè)軌跡，驗(yàn)證前面系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可行性。試驗(yàn)結(jié)果表明，通過(guò)將系統(tǒng)顯示的自動(dòng)測(cè)量面積值與人工實(shí)際測(cè)量面積值進(jìn)行對(duì)比分析，系統(tǒng)能夠很好地完成作業(yè)區(qū)域自動(dòng)識(shí)別和面積測(cè)量工作，并能遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)采集插秧機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)工況參數(shù)和控制發(fā)動(dòng)機(jī)的啟停。

參考文獻(xiàn)：

[1] 熊中剛，蔣 O，胡文武，等.基于STC單片機(jī)的智能遠(yuǎn)程水塔集群監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，52（14）：3415-3419.

[2] 成躍樂(lè)，宋德平，霍仲芳.農(nóng)機(jī)作業(yè)面積測(cè)量?jī)x的研制[J].山東農(nóng)機(jī)，2003（2）：9-10.

[3] ZHANG N Q，WANG M H，WANG N. Precision agriculture-a worldwide overview[J]. Computers and Electronics in Agriculture，2002，36（2/3）：113-132.

[4] ZHAO C J，HUANG W Q，CHEN L P，et al.A harvest area measurement system based on ultrasonic sensors and DGPS for yield map correction[J]. Precision Agriculture，2010，11（2）：163-180.

[5] RAYMOND J G M F，ROELF L V，JOOST B. Spatial dimensions of precision agriculture：A spatial econometric analysis of millet yield on Sahelian coversands[J]. Agricultural Economics，2002， 27（3）：425-443.

[6] 孫宇瑞，汪懋華，馬道坤，等.沖量法谷物流量測(cè)量系統(tǒng)的試驗(yàn)研究[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2001，32（4）：48-50.

[7] 胡均萬(wàn)，羅錫文，阮 歡，等.雙板差分沖量式谷物流量傳感器設(shè)計(jì)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2009，40（4）：69-72.

[8] 熊中剛，賀 娟，羅素蓮.高速插秧機(jī)自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)[J].農(nóng)機(jī)化研究，2014，36（8）：82-86.