一种基于正态分布的播种监测产品测试方法

技术领域

本发明涉及播种监测技术领域，更具体为一种基于正态分布的播种监测产品测试方法。

背景技术

中国是一个农业大国，农业机械的现代化越来越重要，其中精密播种机越来越得到了重视。精播优于条播，其使用种子少，节约田间工时。目前播种机的主要部件-排种器大部分是封闭的，看不到播种过程，因此，在播种过程中出现了堵塞或漏播，驾驶员是看不见的，这势必导致漏播、断条，不能保证高质量播种。为此，越来越多的监控系统出现在播种机上，以保证播种过程中出现漏播时报警，完成漏播补偿，并辅助统计计算播种的各项参数。

播种监测系统，能通过监视传感器对上述的漏播情况进行监控，并以不同的方式发出声光报警，此系统可定时计算重播率、漏播率及合格率，并送至显示器显示，也可根据需要将这些参数打印下来，确保精密播种的质量。该系统能实现智能化检测，一旦机器出现故障，可进行双向报警，及时通知驾驶员故障的位置和性质，便于停车检查，最大限度地避免了漏播现象的发生，大大提高了播种机的工作质量、播种质量和智能化水平。

播种监测系统最重要的一项指标就是监测精度，种子通过播种器后穿过播种监测系统的传感器，传感器感应到种子穿过时计数。由于播种器可能会同时落2颗或更多的种子，同时落下的几颗种子若部分重叠或相连时，传感器会将这几颗种子计成一颗，从而影响精度。

当前对于播种监测系统计数精度的测试，多数采用人工统计的方法，将播种监测系统连接至播种器，工作一段时间后，人工数种子的个数，将其与播种监测系统上的计数进行比较，不仅耗时耗力，同时也会引入人为误差，导致测试结果不准确，并且无法进行大量落种计数。因此，需要提供一种新的技术方案给予解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于正态分布的播种监测产品测试方法，解决了现有技术当前对于播种监测系统计数精度的测试，多数采用人工统计的方法，将播种监测系统连接至播种器，工作一段时间后，人工数种子的个数，将其与播种监测系统上的计数进行比较，不仅耗时耗力，同时也会引入人为误差，导致测试结果不准确，并且无法进行大量落种计数的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于正态分布的播种监测产品测试方法，包括：播种监测装置，所述播种监测装置由入料斗、落料板、碰撞钉、出料口、落料管、红外发生器和红外接收器组成，所述入料斗位于位于落料板的顶部且入料斗的出口处与落料板内部相连通，所述落料板的外表面设有若干组碰撞钉且碰撞钉与落料板之间固定连接，所述落料板的下部设有出料口且出料口的下部设有落料管，所述落料管的左侧设有红外发生器且落料管的右侧设有与红外发生器相匹配的红外接收器。

作为本发明的一种优选实施方式，若干组所述碰撞钉呈竖向均匀排布，且相邻三列所述碰撞钉之间形成菱形结构。

作为本发明的一种优选实施方式，每一列同一菱形内两个所述碰撞钉的一侧统一调高且另一侧统一调低，在种子经过第一级碰撞钉时，就分别进入左侧和右侧区域进行随机碰撞。

作为本发明的一种优选实施方式，所述红外发生器与红外接收器均与外部控制器之间相连接，所述外部控制器的内部设有机器学习软件。

作为本发明的一种优选实施方式，所述外部控制器的内部设有滤波处理装置且滤波处理装置消除外界光照、灰尘、电路的影响，从而得到种子的准确计数。

作为本发明的一种优选实施方式，所述测试方法包括如下步骤：

步骤1：设计并制造落料板，落料板的设计需要基于正态分布原理，即随机下落的种子在随机碰撞后会呈正态分布，但是为了将同时下落的种子分开，需要将每一列同一菱形内的两个碰撞钉稍作调整，一侧统一调高且另一侧的统一调低，这样在种子经过第一级落料板时，就分别进入左侧和右侧区域进行随机碰撞，此时就已经有了一定的距离，经过多级碰撞，种子的下落时间差累积更大，从而分开同时下落种子；

步骤2：红外发生器的红外光通过管道射到红外接收器上，种子经过后，引起电平变化，种子的大小会对电平变化的阈值产生影响，在软件中进行机器学习，采用聚合算法根据统计量及实际下落种子数进行大量学习后，得到电平阈值的经验值；

步骤3：软件中做滤波处理消除外界光照、灰尘、电路的影响，从而把影响因素排除，得到种子的准确计数。滤波中的参数过大会把小种子漏记，参数过小会把杂物计入，在软件中加入机器学习，采用三次3次曲线拟合，大量学习后，确定滤波参数，得到参数经验值。

作为本发明的一种优选实施方式，所述拟合曲线的值为Y[n]＝A*x[n]^3+B*x[n]^2+C*x[n]+D。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明解决了同时多粒种子落下无法准确计数的问题，解决了人工计数引入的误差，同时提升了计数的准确度以及效率，采用基于正态分布原理设计钉板，使同时下落的重叠种子通过该装置后会先后落下，采用光电传感器采集种子下落信息，上位机软件中进行滤波处理后，对种子进行计数，从而提高测试装置的计数精度。

附图说明

图1为本发明种子落料检测装置结构示意图；

图2为本发明检测系统流程图示意图。

图中：1、入料斗；2、落料板；3、碰撞钉；4、出料口；5、落料管；6、红外发生器；7、红外接收器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种基于正态分布的播种监测产品测试方法，包括：播种监测装置，所述播种监测装置由入料斗1、落料板2、碰撞钉3、出料口4、落料管5、红外发生器6和红外接收器7组成，所述入料斗1位于位于落料板2的顶部且入料斗1的出口处与落料板2内部相连通，所述落料板2的外表面设有若干组碰撞钉3且碰撞钉3与落料板2之间固定连接，所述落料板2的下部设有出料口4且出料口4的下部设有落料管5，所述落料管5的左侧设有红外发生器6且落料管5的右侧设有与红外发生器6相匹配的红外接收器7，种子由入料斗1落入落料板2内部，碰撞钉3之间形成的碰撞空间使种子可以在其内部所及碰撞，从而产生距离，使种子的下落时间差累积更大，从而分开同时下落的种子，种子经过红外发生器6，挡住红外光，红外接收器7的接收端的高低电平产生变化，外部控制器内的软件捕捉到电平变化，通过滤波算法后，获得落种信息，进行计数。

进一步改进的，如图1所示：若干组所述碰撞钉3呈竖向均匀排布，且相邻三列所述碰撞钉3之间形成菱形结构，碰撞钉3之间竖向均匀分布，其三列相邻的碰撞钉3形成的菱形结构，使种子之间有足够的碰撞空间。

进一步改进的，如图1所示：每一列同一菱形内两个所述碰撞钉3的一侧统一调高且另一侧统一调低，在种子经过第一级碰撞钉3时，就分别进入左侧和右侧区域进行随机碰撞，将每一列同一菱形内的两个碰撞钉3稍作调整，一侧统一调高，另一侧统一调低，这样在种子经过第一级碰撞钉3时，就分别进入左侧和右侧区域进行随机碰撞，此时就已经有了一定的距离，经过多级碰撞，种子的下落时间差累积更大，从而分开同时下落种子。

进一步改进的，如图2所示：所述红外发生器6与红外接收器7均与外部控制器之间相连接，所述外部控制器的内部设有机器学习软件，种子经过红外发生器6，挡住红外光，红外接收器7的接收端的高低电平产生变化，外部控制器内的软件捕捉到电平变化，通过滤波算法后，获得落种信息，进行计数，电平阈值的判断通过机器学习得到合适阈值。

进一步改进的，如图2所示：所述外部控制器的内部设有滤波处理装置且滤波处理装置消除外界光照、灰尘、电路的影响，从而得到种子的准确计数，滤波算法中的阈值等参数也通过机器学习获得。

进一步改进的，如图2所示：所述测试方法包括如下步骤：

步骤1：设计并制造落料板，落料板的设计需要基于正态分布原理，即随机下落的种子在随机碰撞后会呈正态分布，但是为了将同时下落的种子分开，需要将每一列同一菱形内的两个碰撞钉稍作调整，一侧统一调高且另一侧的统一调低，这样在种子经过第一级落料板时，就分别进入左侧和右侧区域进行随机碰撞，此时就已经有了一定的距离，经过多级碰撞，种子的下落时间差累积更大，从而分开同时下落种子；

步骤2：红外发生器的红外光通过管道射到红外接收器上，种子经过后，引起电平变化，种子的大小会对电平变化的阈值产生影响，在软件中进行机器学习，采用聚合算法根据统计量及实际下落种子数进行大量学习后，得到电平阈值的经验值；

步骤3：软件中做滤波处理消除外界光照、灰尘、电路的影响，从而把影响因素排除，得到种子的准确计数。滤波中的参数过大会把小种子漏记，参数过小会把杂物计入，在软件中加入机器学习，采用三次3次曲线拟合，大量学习后，确定滤波参数，得到参数经验值。

进一步改进的，所述拟合曲线的值为Y[n]＝A*x[n]^3+B*x[n]^2+C*x[n]+D。

本发明解决了同时多粒种子落下无法准确计数的问题，解决了人工计数引入的误差，同时提升了计数的准确度以及效率，采用基于正态分布原理设计钉板，使同时下落的重叠种子通过该装置后会先后落下，采用光电传感器采集种子下落信息，上位机软件中进行滤波处理后，对种子进行计数，从而提高测试装置的计数精度。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。