CN114568077B - 一种基于动态处方图的变量播种控制系统及方法 - Google Patents
一种基于动态处方图的变量播种控制系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114568077B CN114568077B CN202210218883.8A CN202210218883A CN114568077B CN 114568077 B CN114568077 B CN 114568077B CN 202210218883 A CN202210218883 A CN 202210218883A CN 114568077 B CN114568077 B CN 114568077B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sowing
- seeding
- soil nutrient
- data
- variable
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 title claims abstract description 94
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000009331 sowing Methods 0.000 claims abstract description 125
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 78
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims abstract description 70
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 67
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 23
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 15
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001520881 Sporobolus Species 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012272 crop production Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 1
- -1 light Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004016 soil organic matter Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01C—PLANTING; SOWING; FERTILISING
- A01C7/00—Sowing
- A01C7/18—Machines for depositing quantities of seed at intervals
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01C—PLANTING; SOWING; FERTILISING
- A01C7/00—Sowing
- A01C7/20—Parts of seeders for conducting and depositing seed
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Sowing (AREA)
- Guiding Agricultural Machines (AREA)
Abstract
本发明公开了属于农业机械控制技术领域的一种基于动态处方图的变量播种控制系统及方法。该方法包括1、检测待播区的土壤养分，并传输至通讯控制器；2、测量拖拉机的作业速度、经纬度和航向角，并传输至通讯控制器；3、将土壤养分数据及坐标信息传输至播量决策控制器；4、将测得的单点数据转化为面数据，生成实时播种量处方图，将播种量信息返回通讯控制器；5、将播种量转化为无刷直流电机的转速数据，并传输至各行无刷直流电机驱动器；6、无刷直流电机达到目标转速，带动电驱式精量排种器旋转。本发明可确定传感器的安装位置，减少播量调控误差；解决了由于单点数据误差较大所造成的变量播种精度下降的问题。
Description
技术领域
本发明涉及农业机械控制技术领域，尤其涉及一种基于动态处方图的变量播种控制系统及方法。
背景技术
播种是作物生产过程中的关键环节，播种质量的好坏直接影响作物的最终产量。目前生产中常用的精量播种技术是按照同一播种量将种子均匀地分布在田间，但这种“一视同仁”的播种方式忽略了作物生长环境的差异性，难以深挖土壤的增产潜力，导致资源利用不充分。因此，为进一步提高作物产量，实现资源优化配置，应根据作物生长环境信息，同时结合作物生长发育规律来“因地制宜”地投入种子量，即变量播种。变量播种技术是一种依据土壤、光照、水分等环境因素的空间异质性来调整作物播种量，从而实现作物生长环境与播种量合理精准匹配的精细农业技术。
变量播种技术按照实现形式的不同可以分为处方图式变量播种和传感器式变量播种。处方图式变量播种需要在播种作业之前对待播区的土壤有机质、氮磷钾等土壤肥力指标进行采集、分析，并根据决策规则制作成播种处方图，然后利用带有播种量信息和位置信息的播种处方图进行变量播种作业。此种形式的变量播种技术需要在播种作业之前采集大量的数据，延长了作业周期，增加了劳动强度和作业成本，并且采集时间与播种作业时间不一致导致部分土壤属性信息无法反映作业时的真实情况。传感器式变量播种技术依据能够实时检测土壤养分的传感器动态采集数据，并依据相应的决策模型实时得到播种量进行变量播种作业。传感器式变量播种实现了土壤信息检测与变量播种作业的同步进行，与处方图式变量播种技术相比，缩短了作业周期，提高了作业效率，降低了作业成本，是较为理想的变量播种作业形式，但目前有关传感器式变量播种方法和控制系统架构的具体研究鲜有报道。专利CN109213050公开了一种变量播种控制系统及其控制方法，其中提出的传感器式变量播种控制系统的实施方式是在采集到土壤点数据后立即进行播种量的决策和调控，由于土壤养分的空间异质性及农田环境的复杂性，这种依靠采集单个样本点进行变量播种作业的实施方式极易将异常值作为决策的原始数据，极大地降低了播种量决策的准确性；同时，这种根据单点信息立即进行播种量调控的实施方式会导致排种器驱动电机频繁加减速，造成局部播种株距不均匀从而影响最终产量。因此，设计一种成本较低、实施方式合理可靠、适用于传感器式变量播种控制系统及方法十分必要。
发明内容
本发明的目的是提出一种基于动态处方图的变量播种控制系统及方法。
一种基于动态处方图的变量播种控制系统，其特征在于，所述系统包括GPS接收机、通讯控制器、播量决策控制器、Zigbee无线通讯模块、土壤养分传感器和播种单体驱动单元；所述播种单体驱动单元包括无刷直流电机驱动器、无刷直流电机和电驱式精量排种器；
其中，GPS接收机通过RS232通讯线与通讯控制器相连；通讯控制器通过USB通讯线与播量决策控制器相连；土壤养分传感器与Zigbee无线通讯模块相连；通讯控制器通过CAN总线与无刷直流电机驱动器相连；无刷直流电机通过信号线和电源线与无刷直流电机驱动器相连，电驱式精量排种器通过螺栓与无刷直流电机相连。
一种基于动态处方图的变量播种控制系统的变量播种控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：土壤养分传感器检测待播区的土壤养分，并将土壤养分数据通过Zigbee无线通讯模块传输至通讯控制器；
步骤2：GPS接收机按照固定的频率测量拖拉机的作业速度、经纬度和航向角，并将作业速度、经纬度和航向角数据通过RS232通讯线传输至通讯控制器；
步骤3：通讯控制器根据落种点定位模型和检测点定位模型得到各落种点和检测点的坐标，并将土壤养分数据及坐标信息通过USB通讯线传输至播量决策控制器；
步骤4：播量决策控制器对接收到的土壤养分数据进行异常值过滤并利用克里金插值法预测未检测区域的养分值，将测得的单点数据转化为面数据，根据播量决策规则推理得到各养分等级下的播种量，生成实时播种量处方图，查询当前作业位置下的各播种单体的播种量，并将播种量信息通过USB通讯线返回至通讯控制器；
步骤5：通讯控制器根据播量-转速模型将播种量转化为各行播种单体的无刷直流电机的转速数据，并通过CAN总线传输至各行无刷直流电机驱动器；
步骤6：无刷直流电机驱动器控制无刷直流电机达到目标转速，带动电驱式精量排种器旋转，实现播种量的调整。
确定土壤养分传感器安装位置的方法如下：
步骤A1：播种作业前对完成一个变量播种作业所需的时间t进行测量，包括软件程序执行时间t1、GPS接收机定位时间t2、排种器从初始速度达到目标转速所需时间t3以及种子从排种口下落到达种沟所需时间t4；
步骤A2：根据本次作业设定的最大作业速度v，通过以下公式得到土壤养分传感器的最小安装距离D；
步骤A3：根据步骤2中得到的最小安装距离D，从播种单体落种口处向前量出D米作为土壤养分传感器的安装位置。
所述软件程序执行时间t1包括土壤养分数据无线传输时间、播量决策时间、通讯控制器程序执行时间和CAN通讯时间。
所述步骤3中落种点的坐标获取方法具体如下：
步骤B1：将拖拉机的经纬度信息转化为平面直角坐标(x，y)；
步骤B2：利用GPS接收机到播种单体落种点连线的距离OC、第一个播种单体落种点到播种机中心线的距离AC以及航向角θ求解构造的直角三角形ABC和直角三角形OCD，得到第一个播种单体落种点的坐标(x1，y1)；其中，
l为GPS接收机到播种单体落种点连线的距离OC，r为播种行距，n为播种单体的个数；
步骤B3：利用第一个播种单体落种点的坐标(x1，y1)、播种行距r和航向角θ得到第i个播种单体落种点的坐标(xi，yi)，1<i≤n；其中，
所述步骤4中生成实时播种量处方图的方法具体如下：
步骤C1：播量决策控制器将通讯控制器传输来的土壤养分数据和检测点坐标保存至数据库内；
步骤C2：判断数据库中的土壤养分数据的数量是否满足生成处方图的要求；若是，处方图生成软件将数据库中的数据取出并保存至数组，再转到步骤C3；若否，则转到步骤C1；
步骤C3：采用滑动滤波算法对数组中的数据进行滤波，然后采用克里金插值法对未测点的土壤养分值进行估测得到局域土壤养分分布图，再转到步骤C4；
步骤C4：根据专家经验得到的播种量决策规则将土壤养分数据映射为播种量，得到局域播种处方图，并将完成标志位置1，再转到步骤C5；
步骤C5：判断完成标志位是否为1；若是，则转到步骤C2；若否，则转到步骤C4。
本发明的有益效果在于：
1、通过确定土壤养分传感器安装位置的方法可确定传感器的适宜安装位置，减少由于传感器安装不当所带来的播量调控误差；
2、通过播种单体落种点的获取方法可根据单一GPS信号确定各个播种单体及传感器的坐标；
3、通过生成实时播种量处方图的方法能够生成准确表达检测位置土壤养分情况和较高实时性的动态处方图，解决了由于单点数据误差较大所造成的变量播种精度下降的问题，同时满足了传感器式动态检测的要求；
4、本发明的成本较低，实施方式合理可靠。
附图说明
图1为基于动态处方图的变量播种控制系统整体组成图；
图2为播种单体驱动单元组成部件图；
图3为基于动态处方图的变量播种程序执行流程图；
图4为播种单体落种点定位模型示意图；
图5为动态处方图生成算法流程图；
图6为点数据转化为面数据示意图；
图7为动态处方图显示效果图。
具体实施方式
本发明提出一种基于动态处方图的变量播种控制系统及方法，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
如图1所示，本发明的硬件结构包括GPS接收机1、通讯控制器2、播量决策控制器3、Zigbee无线通讯模块4、土壤养分传感器5以及播种单体驱动单元6组成。其中，播量决策控制器3采用可安装Android程序和Window程序的工业平板电脑。土壤养分传感器5通过线连接与Zigbee无线通讯模块4相连，将土壤养分数据无线传输至通讯控制器2；GPS接收机1通过RS232通讯线与通讯控制器2相连，用于将作业位置、作业速度等信息传输至通讯控制器2；通讯控制器2通过USB通讯线与播量决策控制器3相连，用于将土壤养分及作业位置数据发送至播量决策控制器3，播量决策控制器3将播种量信息返回至通讯控制器2；通讯控制器2通过CAN总线与各播种单体驱动单元6中的无刷直流电机驱动器601相连，用于将播种量信息传递。
如图2所示，本发明的播种单体驱动单元6由无刷直流电机驱动器601、无刷直流电机602、电驱式精量排种器603组成。其中，无刷直流电机驱动器601通过CAN总线与通讯控制器2相连，无刷直流电机602通过信号线和电源线与无刷直流电机驱动器601相连，电驱式精量排种器603通过螺栓与无刷直流电机602相连。
如图3所示，本发明的程序执行流程如下：
1、土壤养分传感器检测待播区的土壤养分，并将土壤养分数据通过Zigbee无线通讯模块传输至通讯控制器；2、GPS接收机按照固定的频率测量拖拉机的作业速度、经纬度、航向角等信息，通过RS232通讯将数据传输至通讯控制器；3、通讯控制器接收养分、作业速度、经纬度、航向角等信息根据落种点定位模型和检测点定位模型得到各落种点和检测点的坐标，并将养分及坐标信息通过USB通讯传输至播量决策控制器；4、播量决策控制器接收养分、坐标信息，并利用动态处方图生成算法实时生成动态播种量处方图，查询当前作业位置下的各播种单体的播种量信息，通过USB通讯返回至通讯控制器；5、通讯控制器接收平板电脑返回的各播种单体的播种量信息，根据播量-转速模型将播种量转化为各行播种单体的无刷直流电机转速，通过CAN通讯传输至各行无刷直流电机驱动器；播种单体驱动单元中的无刷直流电机驱动器接收转速指令，控制无刷直流电机达到目标转速，带动排种器旋转，实现播种量的调整。
本发明实施例中GPS接收机安装于拖拉机顶部，通讯控制器与播量决策控制器安装于驾驶室内，土壤养分传感器和播种单体均由拖拉机牵引作业，土壤养分传感器安装于播种单体落种点前方，在播种之前对待播区域的土壤养分情况进行检测。其中，土壤养分传感器的安装涉及一种传感器安装位置确定算法。播种作业前对完成一个变量播种作业所需的时间t进行测量，主要测量软件程序执行时间t1，GPS接收机定位时间t2，排种器从初始速度达到目标转速所需时间t3以及种子从排种口下落到达种沟所需时间t4。其中软件程序执行时间又包括土壤养分数据无线传输时间、播量决策时间、通讯控制器程序执行时间、CAN通讯时间。利用公式1得到的安装距离D，从播种单体落种口处向前量出D m，即为传感器的适宜安装位置。
式中：v为播种机的最大作业速度，km/h；t为完成变量播种作业所需的时间，s；D为传感器的最小安装距离，m。
上述程序流程中的播种单体落种点定位模型和传感器检测点定位模型涉及一种定位方法，以播种单体落种点定位为例进行阐述。如图4所示，拖拉机牵引土壤养分传感器及播种机作业，土壤养分传感器和播种单体分别均匀分布在承载横梁、播种机上，两播种单体间的距离相等，为播种行距。GPS接收机安装在拖拉机的中心线上，拖拉机中心线与播种机中心线、承载横梁中心线在地面的投影重合，拖拉机悬挂装置所在直线与播种机、承载横梁所在直线垂直，播种单体中心线与播种机本身所在直线垂直。各播种单体落种点的坐标可以通过如下方法得到：
(1)利用GPS接收机得到接收机所在位置的经纬度、拖拉机的航向角θ，将经纬度信息转化为平面直角坐标系(x，y)；
(2)利用GPS接收机到播种单体落种点连线的距离OC、第一个播种单体落种点到播种机中心线的距离AC以及航向角θ求解构造的直角三角形ABC和直角三角形OCD得到第一个播种单体的坐标；
(3)利用第一个播种单体的坐标以及播种行距r和航向角θ得到各播种单体的坐标。
设所得到的的GPS接收机转化后的平面坐标为(x，y)，GPS接收机到播种单体落种点连线的距离OC为l，需在作业之前进行测量得到，两播种单体间的距离即播种行距为r，设第一个播种单体的坐标为(x1，y1)，第i个播种单体的坐标为(xi，yi)，则步骤2中的第一个播种单体的坐标可用下式计算得到：
步骤3中各播种单体的坐标可通过下式计算得到，其中1<i≤n：
上述流程中涉及一种动态处方图生成算法，其程序流程图如图5所示。首先，播量决策控制器将通讯控制器传输来的土壤养分数据、传感器检测点坐标保存至数据库内；判断数据库中的土壤养分数据的数量是否满足生成处方图的要求，如果不满足要求，继续接收数据，如果满足要求，处方图生成软件将数据库中的数据取出，保存至数组，数据库继续接收数据；采用滑动滤波算法对对数组中的数据进行滤波处理，然后采用克里金插值法对未测点的土壤养分值进行估测得到局域土壤养分分布图；根据由专家经验得到的播种量决策规则将土壤养分转化为对应的适宜播种量得到局域播种处方图，将完成标志位置1；判断完成标志位是否为1，如果为1再次从数据库中取出满足数量要求的数据进行第二段处方图的生成，如果不为1则继续等待当前处方图生成。作业过程中，循环执行上述算法，不断生成局域动态处方图，为变量播种作业提供播种量信息。
图6为点数据通过动态处方图生成算法转化为面数据的示意图。图7为播量决策控制器显示的动态处方图界面，可实时显示作业过程中形成的处方图信息以及作业速度、作业位置信息。
综上所述，本发明实施例的工作过程如下：
作业前，对软件程序执行时间、GPS接收机定位时间、排种器达到目标转速时间和种子从排种口落至种沟所需时间进行测量，按照传感器安装距离确定方法将传感器安装在合适位置；将GPS接收机安装于拖拉机顶部的中心线上，并根据上述控制系统的连接要求将各硬件进行连接；测量GPS接收机到播种单体落种点连线的距离，并将其写入通讯控制器的程序中；开启Zigbee无线通讯模块、通讯控制器及播量决策控制器的开关，进入待工作状态。工作时，拖拉机牵引土壤养分传感器及播种机作业，土壤养分传感器检测土壤养分信息并通过无线通讯传输至通讯控制器；GPS接收机实时测量作业速度、作业位置信息通过RS232传输至通讯控制器；通讯控制器接收养分、位置信息，通过USB通讯将养分、位置信息传输至播量决策控制器，并且根据播种单体落种点定位模型和传感器检测点定位模型得到落种点和检测点坐标；播量决策控制器利用处方图生成算法实时生成动态播种量处方图，查询并返回当前作业位置下的播量信息；通讯控制器接收播量信息，根据播量-转速模型得到各行播种单体的电机转速，通过CAN通讯的方式传输至播种单体驱动单元中的无刷直流电机驱动器；无刷直流电机驱动器接收转速指令并控制无刷直流电机控制无刷直流电机达到目标转速，带动排种器旋转，实现播种量的调整，完成变量播种作业。本实施例可确定传感器的适宜安装位置，减少由于传感器安装不当所带来的播量调控误差，成本较低，实施方式合理可靠。
此实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种基于动态处方图的变量播种控制系统的变量播种控制方法，其特征在于，所述系统包括GPS接收机(1)、通讯控制器(2)、播量决策控制器(3)、Zigbee无线通讯模块(4)、土壤养分传感器(5)和播种单体驱动单元(6)；所述播种单体驱动单元(6)包括无刷直流电机驱动器(601)、无刷直流电机(602)和电驱式精量排种器(603)；
其中，GPS接收机(1)通过RS232通讯线与通讯控制器(2)相连；通讯控制器(2)通过USB通讯线与播量决策控制器(3)相连；土壤养分传感器(5)与Zigbee无线通讯模块(4)相连；通讯控制器(2)通过CAN总线与无刷直流电机驱动器(601)相连；无刷直流电机(602)通过信号线和电源线与无刷直流电机驱动器(601)相连，电驱式精量排种器(603)通过螺栓与无刷直流电机(602)相连；
所述变量播种控制方法包括以下步骤：
步骤1：土壤养分传感器(5)检测待播区的土壤养分，并将土壤养分数据通过Zigbee无线通讯模块(4)传输至通讯控制器(2)；
步骤2：GPS接收机(1)按照固定的频率测量拖拉机的作业速度、经纬度和航向角，并将作业速度、经纬度和航向角数据通过RS232通讯线传输至通讯控制器(2)；
步骤3：通讯控制器(2)根据落种点定位模型和检测点定位模型得到各落种点和检测点的坐标，并将土壤养分数据及坐标信息通过USB通讯线传输至播量决策控制器(3)；
步骤4：播量决策控制器(3)对接收到的土壤养分数据进行异常值过滤并利用克里金插值法预测未检测区域的养分值，将测得的单点数据转化为面数据，根据播量决策规则推理得到各养分等级下的播种量，生成实时播种量处方图，查询当前作业位置下的各播种单体的播种量，并将播种量信息通过USB通讯线返回至通讯控制器(2)；
步骤5：通讯控制器(2)根据播量-转速模型将播种量转化为各行播种单体的无刷直流电机(602)的转速数据，并通过CAN总线传输至各行无刷直流电机驱动器(601)；
步骤6：无刷直流电机驱动器(601)控制无刷直流电机(602)达到目标转速，带动电驱式精量排种器(603)旋转，实现播种量的调整。
2.根据权利要求1所述基于动态处方图的变量播种控制系统的变量播种控制方法，其特征在于，确定土壤养分传感器安装位置的方法如下：
步骤A1：播种作业前对完成一个变量播种作业所需的时间t进行测量，包括软件程序执行时间t1、GPS接收机定位时间t2、排种器从初始速度达到目标转速所需时间ts以及种子从排种口下落到达种沟所需时间t4；所述软件程序执行时间t1包括土壤养分数据无线传输时间、播量决策时间、通讯控制器程序执行时间和CAN通讯时间；
步骤A2：根据本次作业设定的最大作业速度v，通过以下公式得到土壤养分传感器的最小安装距离D；
步骤A3：根据步骤2中得到的最小安装距离D，从播种单体落种口处向前量出D米作为土壤养分传感器的安装位置。
3.根据权利要求1所述基于动态处方图的变量播种控制系统的变量播种控制方法，其特征在于，所述步骤3中落种点的坐标获取方法具体如下：
步骤B1：将拖拉机的经纬度信息转化为平面直角坐标(x，y)；
步骤B2：利用GPS接收机到播种单体落种点连线的距离OC、第一个播种单体落种点到播种机中心线的距离AC以及航向角θ求解构造的直角三角形ABC和直角三角形OCD，得到第一个播种单体落种点的坐标(x1，y1)；其中，
l为GPS接收机到播种单体落种点连线的距离OC，r为播种行距，n为播种单体的个数；
步骤B3：利用第一个播种单体落种点的坐标(x1，y1)、播种行距r和航向角θ得到第i个播种单体落种点的坐标(xi，yi)，1<i≤n；其中，
4.根据权利要求1所述基于动态处方图的变量播种控制系统的变量播种控制方法，其特征在于，所述步骤4中生成实时播种量处方图的方法具体如下：
步骤C1：播量决策控制器将通讯控制器传输来的土壤养分数据和检测点坐标保存至数据库内；
步骤C2：判断数据库中的土壤养分数据的数量是否满足生成处方图的要求；若是，处方图生成软件将数据库中的数据取出并保存至数组，再转到步骤C3；若否，则转到步骤C1；
步骤C3：采用滑动滤波算法对数组中的数据进行滤波，然后采用克里金插值法对未测点的土壤养分值进行估测得到局域土壤养分分布图，再转到步骤C4；
步骤C4：根据专家经验得到的播种量决策规则将土壤养分数据映射为播种量，得到局域播种处方图，并将完成标志位设置为1，再转到步骤C5；
步骤C5：判断完成标志位是否为1；若是，则转到步骤C2；若否，则转到步骤C4。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210218883.8A CN114568077B (zh) | 2022-02-28 | 2022-02-28 | 一种基于动态处方图的变量播种控制系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210218883.8A CN114568077B (zh) | 2022-02-28 | 2022-02-28 | 一种基于动态处方图的变量播种控制系统及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114568077A CN114568077A (zh) | 2022-06-03 |
| CN114568077B true CN114568077B (zh) | 2022-12-16 |
Family
ID=81778836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210218883.8A Active CN114568077B (zh) | 2022-02-28 | 2022-02-28 | 一种基于动态处方图的变量播种控制系统及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114568077B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117075516B (zh) * | 2023-09-07 | 2025-11-04 | 中国农业大学 | 一种基于边缘计算的农业变量作业控制系统及方法 |
| CN118739922B (zh) * | 2024-09-04 | 2024-11-15 | 黑龙江德沃科技开发有限公司 | 播种电机控制方法、装置、电机控制设备和可读存储介质 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2120205C1 (ru) * | 1996-03-28 | 1998-10-20 | Орловская государственная сельскохозяйственная академия | Способ посева семян |
| CN1717973A (zh) * | 2005-08-11 | 2006-01-11 | 上海交通大学 | 开口转速双调节精确变量播种施肥机 |
| CN106211874A (zh) * | 2016-09-20 | 2016-12-14 | 山东省农业机械科学研究院 | 智能变量播种施肥机、补种方法及变量播种施肥方法 |
| CN109142679A (zh) * | 2018-08-13 | 2019-01-04 | 中国科学院东北地理与农业生态研究所 | 基于人工神经网络克里金插值的森林土壤养分的空间预测方法 |
| CN109213050A (zh) * | 2018-10-30 | 2019-01-15 | 中国农业大学 | 一种变量播种控制系统及其控制方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150206255A1 (en) * | 2011-05-13 | 2015-07-23 | HydroBio, Inc | Method and system to prescribe variable seeding density across a cultivated field using remotely sensed data |
| US10123474B2 (en) * | 2014-08-27 | 2018-11-13 | Premier Crop Systems, LLC | System and method for controlling machinery for randomizing and replicating predetermined agronomic input levels |
| US10037630B2 (en) * | 2016-01-04 | 2018-07-31 | Deere & Company | Agricultural machine performance improvement system |
-
2022
- 2022-02-28 CN CN202210218883.8A patent/CN114568077B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2120205C1 (ru) * | 1996-03-28 | 1998-10-20 | Орловская государственная сельскохозяйственная академия | Способ посева семян |
| CN1717973A (zh) * | 2005-08-11 | 2006-01-11 | 上海交通大学 | 开口转速双调节精确变量播种施肥机 |
| CN106211874A (zh) * | 2016-09-20 | 2016-12-14 | 山东省农业机械科学研究院 | 智能变量播种施肥机、补种方法及变量播种施肥方法 |
| CN109142679A (zh) * | 2018-08-13 | 2019-01-04 | 中国科学院东北地理与农业生态研究所 | 基于人工神经网络克里金插值的森林土壤养分的空间预测方法 |
| CN109213050A (zh) * | 2018-10-30 | 2019-01-15 | 中国农业大学 | 一种变量播种控制系统及其控制方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 处方图式变量播种控制系统研究与试验;和贤桃;《中国博士学位论文全文数据库》;20220215;63-65 * |
| 玉米精密播种技术研究进展;杨丽等;《农业机械学报》;20161130;38-48 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114568077A (zh) | 2022-06-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102385318B (zh) | 一种免耕播种机播种量的控制方法及装置 | |
| CN102726273B (zh) | 一种作物根区土壤水分监测与智能灌溉决策方法 | |
| CN101916075B (zh) | 开度转速双变量播种施肥机的排肥量误差补偿控制系统 | |
| CN202340435U (zh) | 基于作业路径的玉米产量实时测量系统 | |
| CN114568077B (zh) | 一种基于动态处方图的变量播种控制系统及方法 | |
| CN102630407B (zh) | 一种播种机工作状态实时监控系统和方法 | |
| CN113016286B (zh) | 一种变量播种施肥方法和施肥系统及装置 | |
| CN103270837B (zh) | 一种基于压力传感器的变量排种控制系统及方法 | |
| CN105718751B (zh) | 一种基于面积格点覆盖的深松作业面积计算方法 | |
| CN106489327A (zh) | 一种玉米免耕深松施肥播种机监控系统和方法 | |
| CN105340443B (zh) | 一种果园对靶施肥机及其变量控制方法 | |
| WO2019080545A1 (zh) | 一种播种机监控系统和监控方法 | |
| CN111373908A (zh) | 利用北斗导航实现精密播种施肥的控制系统及其方法 | |
| CN106982563A (zh) | 一种牵引式耕整地机具耕深检测系统及方法 | |
| CN212116163U (zh) | 利用北斗导航实现精密播种施肥的控制系统 | |
| CN206371059U (zh) | 一种玉米免耕深松施肥播种机监控系统 | |
| CN111813032A (zh) | 一种精量播种机电驱播种控制系统 | |
| CN120215382A (zh) | 一种少耕玉米播种智能化监测控制方法 | |
| CN202024728U (zh) | 一种农田作业面积测量系统 | |
| CN107101842A (zh) | 移栽机的移栽性能测试方法和系统 | |
| Ding et al. | Development and performance evaluation of an automatic section control system for corn precision planters | |
| CN109213050B (zh) | 一种变量播种控制系统及其控制方法 | |
| CN112461899A (zh) | 一种变量施肥系统及其控制方法 | |
| CN208796078U (zh) | 一种变量播种控制系统及播种系统 | |
| CN107247442A (zh) | 一种施肥设备用的速度与肥量同步控制系统及其控制方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |