一种排种流量检测系统及检测方法技术方案

本发明专利技术提供了一种排种流量检测系统及检测方法，包括种流重构结构、信号处理模块和光电传感器；所述种流重构结构位于播种器出料口，用于使种子按规则落料；所述光电传感器用于测量种子是否从所述种流重构结构出口落料，所述信号处理模块用于将采样到的所述光电传感器的输入信号转化为落种粒数。所述种流重构结构包括离散板和检测通道；所述种流重构结构出口设有若干检测通道，所述种流重构结构内部设有离散板，使种子均匀分散进入任一所述检测通道内；每个所述检测通道内均安装光电传感器。本发明专利技术可以将连续、密集状态的种子流分散为种子单体，并均匀地落入各检测子通道中，降低因种子重叠导致的检测误差。

【技术实现步骤摘要】
一种排种流量检测系统及检测方法
本专利技术涉及农业机械领域或者农业电气化与信息化
，特别涉及一种排种流量检测系统及检测方法。
技术介绍
传统播种机由地轮通过链传动驱动排种轴，实际工况下，由于土壤泥泞，残茬覆盖率高等原因，伴随有地轮滑移现象，造成重播、漏播。针对上述问题，一些农业机械领域的研究者提出了播量智能调控的方法，基于实时反馈的排种流量，控制实际播量不断接近预设值，消除重播、漏播，降低单位距离内播量变异系数。其保证反馈精度的关键在于研发出适应种子颗粒检测的高精度传感器。此外，排种流量传感器还可结合地理位置信息系统，生成播量处方图，辅助后续灌溉、追肥、收获等农艺作业决策。当前，用于排种流量检测的传感器主要包含以下三种：压电式、电容式及光电式。压电式传感器抗尘性好，但种子与压电薄膜撞击后可能造成回弹，导致同一种子多次检测；电容式传感器对种子粒数敏感，可有效判别种子的重播与漏播，然而其初始值会随着温度而变化，造成监测误差。光电传感器因其反应灵敏，成本低廉，而得到了广泛应用；当光束被种子阻隔，传感器输出信号发生变化。针对播种方式为单粒精播的大籽粒作物，如：玉米、蚕豆等，检测准确率较高；而对于小麦、水稻等条播谷物，其动力学形态为连续、密集颗粒流，在检测位置常发生重叠现象，对精确检测造成困难，常规监测传感器只可用于种流断条报警，少数带有流量检测功能的传感器存在无法监测重叠种子等缺陷，无法适用于对反馈精度要求严格的智能播种监控系统。
技术实现思路
针对现有技术中存在不足，本专利技术提供了种排种流量检测系统及检测方法，可以解决排种流量精准检测的问题。本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。一种排种流量检测系统，包括种流重构结构、信号处理模块和光电传感器；所述种流重构结构位于播种器出料口，用于使种子按规则落料；所述光电传感器用于测量种子是否从所述种流重构结构出口落料，所述信号处理模块用于将采样到的所述光电传感器的输入信号转化为落种粒数。进一步，所述种流重构结构包括离散板和检测通道；所述种流重构结构出口设有若干检测通道，所述种流重构结构内部设有离散板，使种子均匀分散进入任一所述检测通道内；每个所述检测通道内均安装光电传感器。进一步，所述离散板包括前离散板和后离散板，所述种流重构结构内部按照种子的流向依次设有前离散板和后离散板；所述前离散板与后离散板表面均为圆弧状。进一步，所述前离散板的圆弧半径为60-75mm，所述前离散板的圆弧轴线与水平面的锐角夹角为45-70度。进一步，所述后离散板的圆弧半径为75-100mm，所述后离散板的圆弧轴线与水平面的锐角夹角45-75度。进一步，所述信号处理模块包括信号扫描模块、粒数识别模块、粒数累加模块和通讯模块；所述信号扫描模块依次扫描若干所述检测通道内的光电传感器，并且统计若干检测通道内的光电传感器的输出信号次数；所述粒数识别模块根据若干所述检测通道内的光电传感器的输出信号次数和若干所述检测通道内的光电传感器是否输出信号，逻辑判断和计算若干检测通道内的颗粒累计值；通过粒数累加模块计算若干检测通道内的颗粒累计值求和，通过通讯模块将颗粒累计值求和值输送到显示装置。一种排种流量检测方法，包括如下步骤：在第s次扫描中，所述信号扫描模块依次扫描若干所述检测通道内的光电传感器是否输出信号，并且统计第i检测通道内的光电传感器的输出信号次数；所述粒数识别模块根据第s次扫描中第i检测通道内的光电传感器的输出信号次数和第s次扫描中第i检测通道内的光电传感器是否输出信号，逻辑判断和计算第s次扫描中第i检测通道内的颗粒累计值；当扫描完成后，通过粒数累加模块将第s次扫描中第i检测通道内的颗粒累计值求和。进一步，统计第i检测通道内的光电传感器的输出信号次数，具体为：在第s次扫描中，所述信号扫描模块依次扫描若干所述检测通道内的光电传感器的输出端，当第i检测通道有种子阻挡光线传输，则第i检测通道内的光电传感器的输出信号，对应通道的遮挡次数Tis加1；当第i检测通道无种子遮挡光线，则第i检测通道内的光电传感器的无信号输出，对应通道的遮挡次数Tis保持不变，即：式中：OPis为第s次扫描中，第i检测通道的输出状态，low为无信号，high为有信号；Tis为第s次扫描中，第i检测通道的遮挡次数。进一步，所述粒数识别模块根据第s次扫描中第i检测通道内的遮挡次数Tis和第s次扫描中第i检测通道内的光电传感器是否输出信号，逻辑判断和计算第s次扫描中第i检测通道内的颗粒累计值，具体如下：式中：Tis为第s次扫描中，第i检测通道的遮挡次数；为第s次扫描中，第i检测通道的颗粒累计值；为第s-1次扫描中，第i检测通道的颗粒累计值；Ts为颗粒计数阈值。进一步，通过粒数累加模块将第s次扫描中第i检测通道内的颗粒累计值求和，具体为：式中：为第s次扫描中各通道颗粒累加值；为第s次扫描中，第i检测通道的颗粒累计值；N为检测通道序号最大值。本专利技术的有益效果在于：1.本专利技术所述的排种流量检测系统，通过布置的前离散板、后离散板结构可以将连续、密集状态的种子流分散为种子单体，并均匀地落入各检测子通道中，降低因种子重叠导致的检测误差。2.本专利技术所述的排种流量检测方法，通过遮挡时间判断下落种子的个数，减少由于多粒种子无间隔下落只累加一次而出现的漏测现象，提升在大流量排种条件下的检测精度。附图说明图1为本专利技术所述的排种流量检测系统安装示意图。图2为本专利技术所述的前离散板、后离散板结构示意图。图3为本专利技术所述的播种机排种流量检测方法控制原理图。图4为本专利技术所述的播种机排种流量检测方法流程图。图中：1-种流重构结构；11-入种上口；12-前离散板；13-后离散板；14-检测通道；15-信号处理模块；151-信号扫描模块；152-粒数识别模块；153-粒数累加模块；154-通讯模块；16-光电传感器接收端；17-光电传感器发射端；18-排种口；2-排种器；3-种子；4-光线；5-排种管。具体实施方式下面结合附图以及具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。如图1所示，本专利技术所述的排种流量检测系统，包括种流重构结构1、信号处理模块15和光电传感器；所述种流重构结构1位于排种器2出料口，用于使种子按规则落料；所述光电传感器用于测量种子是否从所述种流重构结构出口落料，所述信号处理模块15用于将采样到的所述光电传感器的输入信号转化为落种粒数。所述种流重构结构1包括离散板和检测通道14；所述种流重构结构出口设有若干检测通道14，所述种流重构结构内部设有离散板，使种子均匀分散进入任一所述检测通道内；每个所述检测通道14内均安装光电传感器接收端16和光电传感器发射端17。所述离散板包括前离散板12和后离散板13，所述种流重构结构1内部按照种子的流向依次设有前离散板12和后离散板13，由于种子的流向依次碰撞前离散板12和后离散板13，因此前离散板12和后离散板13一般交错分布；所述前离散板12与后离散板13表面均为圆弧状，可将种子3均匀分散至宽度相等的检测通道14。入种上口11为种流重构结构1的进口，种子3由入种上口11进入所述种流重构结构1；光电传感器发射端17射出光线4，如果没有种子3阻挡光线4，则光电传感器接收端16接收到光线，其输出为低电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种排种流量检测系统，其特征在于，包括种流重构结构(1)、信号处理模块(15)和光电传感器；所述种流重构结构(1)位于排种器(2)出料口，用于使种子按规则落料；所述光电传感器用于测量种子是否从所述种流重构结构出口落料，所述信号处理模块(15)用于将采样到的所述光电传感器的输入信号转化为落种粒数。

【技术特征摘要】
1.一种排种流量检测系统，其特征在于，包括种流重构结构(1)、信号处理模块(15)和光电传感器；所述种流重构结构(1)位于排种器(2)出料口，用于使种子按规则落料；所述光电传感器用于测量种子是否从所述种流重构结构出口落料，所述信号处理模块(15)用于将采样到的所述光电传感器的输入信号转化为落种粒数。2.根据权利要求1所述的排种流量检测系统，其特征在于，所述种流重构结构包括离散板和检测通道(14)；所述种流重构结构出口设有若干检测通道(14)，所述种流重构结构内部设有离散板，使种子均匀分散进入任一所述检测通道内；每个所述检测通道(14)内均安装光电传感器。3.根据权利要求2所述的排种流量检测系统，其特征在于，所述离散板包括前离散板(12)和后离散板(13)，所述种流重构结构内部按照种子的流向依次设有前离散板(12)和后离散板(13)；所述前离散板(12)与后离散板(13)表面均为圆弧状。4.根据权利要求3所述的排种流量检测系统，其特征在于，所述前离散板(12)的圆弧半径为60-75mm，所述前离散板(12)的圆弧轴线与水平面的锐角夹角为45-70度。5.根据权利要求3所述的排种流量检测系统，其特征在于，所述后离散板(13)的圆弧半径为75-100mm，所述后离散板(13)的圆弧轴线与水平面的锐角夹角45-75度。6.根据权利要求2所述的排种流量检测系统，其特征在于，所述信号处理模块(15)包括信号扫描模块(151)、粒数识别模块(152)、粒数累加模块(153)和通讯模块(154)；所述信号扫描模块(151)依次扫描若干所述检测通道(14)内的光电传感器，并且统计若干检测通道(14)内的光电传感器的输出信号次数；所述粒数识别模块(152)根据若干所述检测通道(14)内的光电传感器的输出信号次数和若干所述检测通道(14)内的光电传感器是否输出信号，逻辑判断和计算若干检测通道(14)内的颗粒累计值；通过粒数累加模块(153)计算若干检测通道(14)内的颗粒累计值求和，通过通讯模块(154)将颗粒累计值求和值输送到显示装置。7.一种根据权利要求1-6任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡建平，刘伟，赵星升，王伟，潘浩然，骆佳明，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32