Metoda badania w trójwymiarze trajektorii cząstek gleby w procesie powierzchniowej uprawy

• Autorzy: Łukawski R.

Warianty tytułu

EN

Three-dimensional investigation method of soil particle trajectories in the process of superficial soil tillage

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono nową metodę badawczą pracy narzędzi talerzowych na głębokościach zbliżonych do głębokości siewu. Znane metody badawcze z zakresu uprawy gleby nie umożliwiają precyzyjnego wyznaczenia torów cząstek gleby w przekroju odkładanej skiby ani toru masy gleby zalegającej na powierzchni. Dlatego opracowano nową metodę identyfikacji torów cząstek gleby odkrawanej narzędziem talerzowym w zależności od kształtu i kąta ustawienia talerza oraz prędkości postępowej. Ta metoda polega na rejestracji i analizie współrzędnych pojedynczych cząstek gleby odkrawanych talerzami w warunkach rzeczywistych. W metodzie zastosowano cyfrową technikę zapisu wizyjnego 3D oraz aplikację umożliwiającą digitalizację obiektów przestrzennych. Do rejestracji obrazu zastosowano zestaw dwóch kamer do zdjęć szybkich oraz specjalnie zaprojektowany komputer. Rozwiązano problem pomiaru rzeczywistej pozycji punktów na płaszczyźnie pomiarowej w widoku z nieprostopadłego ustawienia osi kamer. W tym celu opracowano aplikację kompatybilną z programem, rejestrującą szybkie sekwencje obrazowe jednocześnie z obu kamer. Tak uzyskano metodę pomiarową umożliwiającą zapis i analizę trójwymiarową szybkozmiennych obiektów. Metoda zapewnia rejestrację obrazów z płynną regulacją prędkości do 200 kadrów na sekundę. Wyniki pomiarów otrzymane na kanale glebowym i w warunkach polowych świadczą, że opracowana metoda jest przydatna w precyzyjnym badaniu zależności wpływających na stopień intensyfikacji mieszania gleby w celu uzyskania równomiernego rozmieszczenia ścierniska i resztek słomiastych lub nawozów mineralnych.

EN

Paper presented new method to investigate the work of disc tillage implements on soil depth close to the depth of sowing. Known research methods dealing with the soil tillage do not enable precisely determinate the soil particle trajectories within the section of furrow slice, nor the trajectory of soil mass covering the surface. For such a reason a new method was elaborated to identify the particle trajectories of soil cut off by a disc implement, depending on the shape and inclination angle of disc and advance velocity. The method consists in recording and analysis of co-ordinates for individual soil particles cut off by the discs, under real conditions. Digital technique of 3D visional recording and an application enabling digitalization of spatial objects, were applied in this method. Set of two multi-speed cameras and the computer with special software, were used to image recording. The problem of measuring true position of points on the measuring plane, in view from non-perpendicular position of camera’s axes, was solved. For this reason an application was elaborated, compatible with the programme, recording high-speed image sequences simultaneously from both cameras. The measurement method was obtained, enabling the records and three-dimensional analysis of quick-changing objects. Method ensures recording the images with a fluent velocity regulation, up to 200 frames per second. Measurement results obtained in experimental soil bin and under field conditions, proved the usefulness of elaborated method to precise investigation of the relatioships affecting a degree of soil mixing intensification, in order to attain an uniform distribution of the stubble and straw residues or the mineral fertilizers.

Słowa kluczowe

PL

kamera do zdjęć szybkich; kanał glebowy; przemieszczanie cząstek gleby; stanowisko badawcze

EN

multi-speed camera; soil bin; displacement of soil particles; test stand

• Wydawca: Wydawnictwo ITP
• Czasopismo: Problemy Inżynierii Rolniczej
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 20, nr 4
• Strony: 95--108
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Łukawski R.

• Instytut Technologiczno-Przyrodniczy, Mazowiecki Ośrodek Badawczy w Kłudzienku, Pracownia Filmu Naukowego, 05-825 Kłudzienko, tel. [phone] w. 107

Bibliografia

• FRĄCZEK J. 2003. Wykorzystanie elementów komputerowej analizy obrazu w modelowaniu kształtu nasion. Inżynieria Rolnicza. Nr 11 s. 65-69.
• FRĄCZEK J., WRÓBEL M. 2009. Zastosowanie grafiki komputerowej w rekonstrukcji 3D nasion. Inżynieria Rolnicza. Nr 6 s. 87-94.
• KAMIŃSKI S., KAMIŃSKA D., TRZCIŃSKI J. 2008. Automatyczna analiza wielkości i kształtu ziaren 3D z zastosowaniem analizatorów optyczno-elektronicznych. W: 11th Balic Sea Geotechnical Conference 2008. Materiały Międzynarodowej Konferencji Naukowej. Gdańsk, 15-18 września 2008 r. s. 6.
• KORMANEK M., WALCZYK J. 2005. Zastosowanie metod wideokomputerowych do uzyskania trójwymiarowego odwzorowania powierzchni kontaktu opony z podłożem odkształcalnym w warunkach laboratoryjnych. Inżynieria Rolnicza. Nr 10 s. 199-208.
• ŁUKAWSKI R., GOLKA W. 2011. Identyfikacja efektu mieszania gleby w procesie powierzchniowej uprawy z wykorzystaniem dynamicznej analizy obrazu 3D. Problemy Inżynierii Rolniczej. Nr 2 s. 55-64.
• MISZCZAK M., KUCZEWSKI J. 2001. Bezstykowa metoda pomiarów obiektów przestrzennych za pomocą fotografii cyfrowej i obróbki komputerowej. Problemy Inżynierii Rolniczej. Nr 1 s. 83-90.
• PIOTROWSKA E. 2003. Badania filmowe bryły glebowej odkształcanej przez wąskie narzędzie uprawowe. Inżynieria Rolnicza. Nr 11 s. 173-178.
• PTASZYŃSKI S. 2008. Opracowanie rozwiązań technicznych i organizacyjno-ekonomicznych dla rolnictwa ekologicznego. Sprawozdanie. Maszynopis. Warszawa. IBMER ss. 19.