一种红外光强自适应调节的播种检测方法和系统与流程

本技术涉及农业领域，更具体地，涉及一种红外光强自适应调节的播种检测方法和系统。

背景技术：

1、随着农业的自动化程度原来越高，耕、种、管、收的智能化也是日新月异，“种”作为其中关键的一环，智能化也尤为重要，人工撒种转换到播种机机械播种。在播种机中，播种检测功能是现代农业技术的一个重要组成部分，需要对作业过程中的种子数量进行统计，才能够进一步精确地控制和调整后续播种过程中种子的数量，确保作物种植的均匀性和高效性，达到科学播种的目的。

2、目前常规的播种检测方案中，一般通过红外对射技术对落种进行检测。但由于田间特殊的作业环境，存在风沙、泥土飞溅等问题，造成在作业过程中红外对射的发射端或接收端的靶面被污染，从而被迫检测终端或者对检测造成较大误差，影响检测精度，从而影响落种间距以及后续植株的生长。

3、鉴于此，如何提供一种在农业作业环境下，依旧具有较高准确度的播种检测方法，是一项亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本技术提供一种红外光强自适应调节的播种检测方法和系统，在农业作业环境下，发射端可以根据接收端的靶面干净程度自适应对发射光强进行调节，从而保证测量过程中的精度，减少测量误差，确保落种间距的准确定和稳定性。

2、第一方面，提供了一种红外光强自适应调节的播种检测方法。该方法应用于播种检测装置，该播种检测装置用于检测播种过程中播种机的落种数量。播种检测装置包括发射端和接收端，发射端用于发射红外检测光束，接收端用于接收红外检测光束，并将所接收的红外检测光束的光强信号转换为电压信号。该检测方法包括获取接收端在第一时刻输出的第一电压值，第一时刻为搭载播种机的农机行驶到播种区域边缘掉头的时刻。该检测方法还包括响应于第一电压值小于第一阈值范围的最小值，将发射端的驱动电流调节为第一电流值。第一电流值大于第二电流值，第二电流值为第一时刻发射端的驱动电流的值。获取接收端在第二时刻输出的第二电压值，第二电压值属于第一阈值范围。发射端在第二时刻的驱动电流的值为第一电流值。第二时刻与第一时刻间隔第一时长，第一时长小于农机掉头所需的时长。

3、基于本技术方案，农机在行驶到播种区域边缘掉头进行下一列播种前，会对播种机的播种检测装置进行光强校准。若在掉头时刻检测到接收端输出的电压信号低于阈值范围，会对发射端的电流进行调节，使接收端输出的电压信号处于阈值范围内。本技术通过对播种检测装置发射端的出射光强进行自适应调节，使接收端的光强处于标定的阈值范围内，避免播种检测装置因为接收端接收到的光强信号太弱造成检测的不准确的情况。特别是在作业过程中，田间特殊的地理环境，会导致土地土壤松软，发射端和接收端的靶面容易落上浮尘，对接收端接收到的光强信号造成干扰。在靶面污染程度较轻时，相比于对靶面进行清洁，对发射端的出射光强进行调节更为快速，并且不需要人工额外操作。进一步的，本技术在农机掉头过程中对播种检测装置进行检测和调整，因为此时没有播种，所以不影响当前播种且有利于后续播种的准确性。通过在播种装置暂停播种的间隙进行自适应调节，不耽误整体播种进度，提高播种的效率。

4、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该方法还包括获取接收端在第三时刻输出的第三电压值，和在第四时刻输出的第四电压值。第三时刻和第四时刻为播种机正在播种作业的时刻，第三时刻和第四时刻为相邻的时刻。响应于第三电压值和第四电压值均小于第一阈值范围的最小值，发送第一指示信息。第一指示信息用于指示发射端和/或接收端的靶面需要清洁。间隔第二时长，获取接收端在第五时刻输出的第五电压值，第五电压值属于第一阈值范围。第二时长大于清洁靶面需要的时长。第五时刻与第四时刻间隔第二时长。

5、基于本技术方案，除了在农机行驶到播种边缘时，发射端的光强会进行自动校准。在播种过程中，如果遇到大量泥土飞溅，或者下雨天气，使播种检测装置接收端和/或发射端的靶面在播种作业过程中出现靶面严重污染的情况，会触发清洁装置对靶面进行清洁，并且在清洁后再次校准光强。播种装置在持续播种作业过程中，若接收端接收到的光强信号持续低于标准范围，即接收端的输出光强持续低于阈值范围时，即认为靶面污染严重。向清洁装置发送指示信息，用于指示靶面需要清洁。在清洁完成后，对发射端的光强再次进行校准。本技术除了在每列播种结束后自动进行光强自适应校准，在播种过程中若靶面造成严重污染，也会对靶面进行清洁，进一步确保了播种过程中对落种检测的准确性。

6、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该方法还包括，在第一时刻，向发射端发送第一脉冲宽度调制pwm信号。在第二时刻，向发射端发送第二pwm信号。第一pwm信号的占空比小于第二pwm信号的占空比。

7、基于本技术方案，通过控制向检测装置的发射端发送的pwm信号的占空比，实现对发射端驱动电流的调整，从而实现出射光强的调整。通过对占空比的调节，可以实现对出射光强更加精细化的调节，从而抵消靶面被尘土污染造成的影响。

8、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第一时长和/或第二时长大于第三时长。第三时长包括发射端接收第二pwm信号后，发射端的电流再次达到稳定所需要的时长。

9、基于本技术方案，通过调节pwm信号的占空比调节发射端的驱动电流时，对驱动电流的调节不是瞬时的。在实际测试种，在改变发射端的pwm信号的占空比后，发射端的驱动电流发生变化，基本上在4ms时趋于平稳。在本技术提供的播种检测装置中，测试的第三时长为4ms。出射光强稳定的时间间隔较短，从而可以使校准调节的过程更加灵敏、迅速，缩短了自适应校准所需要的时间。

10、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第三时刻和第四时刻之间的时长间隔，与农机的行驶速度负相关。

11、基于本技术方案，在农机行驶播种过程中，连续时刻测量的接收端电压持续低于标准阈值范围，则认为播种检测装置的靶面污染严重，需要进行清洁。这两个连续时刻之间的时间间隔，和农机的行驶速度负相关。即，农机行驶的速度越快，则这两个连续时刻之间的时间间隔要约短；农机行驶的速度越慢，则这两个连续时刻之间的时间间隔要约长。根据车速对连续时刻之间的时间间隔进行设置，可以使农机在行驶过程中，更加准确的对靶面的污染情况进行监测。

12、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，响应于播种机上升并停止播种时，获取第一电压值。

13、基于本技术方案，当农机行驶到播种区域边缘，停止播种时，会将农具抬起，此时播种机暂停播种，自动触发播种检测装置进行光强自适应校准。本技术根据农机播种时的作业流程，设计了自动触发调整的机制，使作业人员不需要额外操作完成了播种检测装置的光强自适应调节，进一步确保了播种的准确性和稳定性。

14、第二方面，提供了一种播种检测装置。该播种检测装置用于检测播种过程中播种机的落种数量。检测装置包括发射端、接收端和控制装置。其中，发射端用于发射红外检测光束，接收端用于接收红外检测光束，并将所接收的红外检测光束的光强信号转换为电压信号。控制装置用于向发射端发送调制信号，控制装置还用于接收来自接收端的电压信号。控制装置还用于执行上述第一方面中任意实现方式的播种检测方法。

15、结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，播种检测装置还包括清洁装置。清洁装置用于接收第一指示信息，并清洁发射端和/或接收端的靶面。

16、结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，清洁装置包括喷洒装置、转动电机和橡胶刮条。喷洒装置用于向发射端和/或接收端的靶面喷洒清洁液，转动电机用于驱动橡胶刮条清洁靶面。

17、第三方面，提供了一种播种机。该播种机包括种箱、导准管道和上述第二方面中任意实现方式的播种检测装置。其中，种箱用于容纳种子。导准管连接于种箱的出种口，且导准管的出口朝向地面。导准管用于将种子播种至土壤中。播种检测装置用于执行上述第一方面中任意实现方式的播种检测方法。播种检测装置用于检测经由导准管播种的种子的数量。

18、第四方面，提供了一种控制装置。该控制装置包括处理器。处理器用于通过执行计算机程序或指令，或者，通过逻辑电路，使得控制装置执行上述第一方面中任意实现方式的播种检测方法。

19、第五方面，提供了一种芯片系统。芯片系统包括处理器、存储器和输入/输出端口。存储器用于存储计算机程序；处理器用于执行存储器中存储的计算机程序，以使得处理器执行上述第一方面中任意实现方式的播种检测方法。

20、应理解，上述第二方面至第五方面的有益效果可以参考上述第一方面及其任一种可能的实现方式，在此不赘述。