精量排种器的漏播实时检测方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103988615 A (43)申请公布日 2014.08.20 CN 103988615 A (21)申请号 201410191540.2 (22)申请日 2014.05.08 A01C 7/20(2006.01) (71)申请人华中农业大学地址 430070 湖北省武汉市洪山区狮子山街 1 号 (72)发明人丁幼春王雪玲廖庆喜张闻宇李明黄海东 (74)专利代理机构武汉开元知识产权代理有限公司 42104 代理人樊戎 (54) 发明名称精量排种器的漏播实时检测方法 (57) 摘要本发明属于自动化检测技术领域，具体涉及一种精量排种器的漏播。

2、实时检测方法。该方法采用排种盘转速与排种脉冲同步检测和排种频率与排种时间间隔双重阀值约束实现不同漏播的检测。通过霍尔传感器与光纤传感器感应排种盘标准排种脉冲和投种口的种子流，调理后接入单片机的中断接口，由排种盘标准排种脉冲信号确定的时间窗口内获得排种序列的排种频率与排种时间间隔统计参数，包括大于 3 倍标准时间的最大时间总和，窗口时间以及排种频率平滑，结合设定的漏播系数判断出 “稀疏缺苗” 和 “断条” 两种漏播状态，并将检测结果实时传送给LCD显示屏和LED 指示灯。本发明与气力式油菜精量直播机配套使用，适应 6 路同时检测，且具有较强的实时性与抗干扰。

3、性。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页说明书 6 页附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书2页说明书6页附图3页 (10)申请公布号 CN 103988615 A CN 103988615 A 1/2 页 2 1. 一种精量排种器的漏播实时检测方法，其特征在于：该方法采用排种盘转速与排种脉冲同步检测和排种频率与排种时间间隔双重阀值约束实现几种不同漏播状态的检测，它包括如下步骤： (1) 通过霍尔传感器 100 或光纤传感器感应标准排种圆盘 300 上的磁钢或者光孔 310 感应种子流获得排种盘的标准排种脉冲序列 Ai。

4、，光纤传感器 200 感应精量排种器 400 的投种口 410 的种子获得排种种子流序列 Bi，利用单片机 510 外部中断与时间捕捉中断将标准排种脉冲序列 A、种子流序列 B 进行采集、存储； (2) 该标准排种圆盘 300 转 1 周或者数周所获得的脉冲总数作为标准排种频率 fi，所经历的时间作为一个检测时间窗口wi；对当前时间窗口wi的标准排种频率fi进行平滑滤波处理以减少检测误差，最终得到的加权和作为当前时间窗口 wi的标准排种频率 fi；由时间窗口 wi所获得的时间系数及最终标准排种频率 fi计算获得当前时间窗口 wi的标准排种时间间隔参数 pi wi/。

5、fi； (3) 利用单片机 510 的时间捕捉中断，在一个检测时间窗口 wi内通过安装在精量排种器 400 的投种口 410 处的光纤传感器 200 感应种子流信号获得排种种子流序列 Bi，并将其转化为时间间隔序列Ti与一个检测时间窗口内的排种总数即排种频率Fi；对当前时间窗口 wi的排种频率 Fi进行平滑滤波处理，最终得到的加权和作为当前时间窗口 wi的排种频率 Fi； (4) 以一个检测时间窗口作为时间单元，在同一个检测时间窗口内，在已知标准排种时间间隔 pi的前提下对种子流时间间隔序列 ti进行统计运算，在种子流时间间隔序列 ti中搜索大于 3 倍标准排种时间间隔的。

6、序列并进行加运算得到其总和 tmaxi，由此总和 tmaxi除以当前时间窗口获得的系数 wi作为断条系数 a tmaxi/wi；当前时间窗口 wi的排种频率 Fi除以当前时间窗口的标准排种频率 fi得到比例系数 k Fi/fi，用 1 减该系数 k 所得结果作为稀疏缺苗系数 b 1-k。 (5) 结合设定的漏播系数 X，与断条系数 a 以及稀疏缺苗系数 b 进行比较，判定出不同的漏播状态，同时将检测结果和漏播状态实时传送给液晶显示屏 600 和不同颜色的 LED 指示灯 700 以示报警。 2. 精量排种器根据权利要求 1 所述的精量排种器的漏播实时检测方法，其特征在于。

7、：所述步骤(2)中对当前时间窗口wi的标准排种频率fi进行平滑滤波处理，具体是利用其相邻的前1次或者前2次时间窗口内的标准排种频率进行加权处理：与前1次作加权处理时，当前 fi取 0.6，前 1 次 fi-1取 0.4，则当前标准排种频率 fi 0.6fi+0.4fi-1， fi均为每次平滑滤波处理后的值；与前 2 次作加权处理时，当前 fi取 0.5，前一次 fi-1取 0.3，前 2 次 fi-2 取 0.2，则当前标准排种频率 fi 0.5fi+0.3fi-1+0.2fi-2，最终得到的加权和作为当前时间窗口 wi的标准排种频率 fi。 3.根据权利要。

8、求1所述的精量排种器的漏播实时检测方法，其特征在于：所述步骤(3) 中对当前时间窗口wi的排种频率Fi进行平滑滤波处理，具体是利用其相邻的前1次或者前 2 次时间窗口内的排种频率进行加权处理：与前 1 次作加权处理时，当前 Fi取 0.6，前 1 次 Fi-1取0.4，则当前标准排种频率Fi0.6Fi+0.4Fi-1， Fi均为每次平滑滤波处理后的值；与前 2 次作加权处理时，当前 Fi取 0.5，前一次 Fi-1取 0.3，前 2 次 Fi-2取 0.2，则当前标准排种频率 Fi 0.5Fi+0.3Fi-1+0.2Fi-2，最终得到的加权和作为当前时间窗口。

9、wi的排种频率 Fi。权利要求书 CN 103988615 A 2 2/2 页 3 4. 根据权利要求 1 至 3 中任一所述的精量排种器的漏播实时检测方法，其特征在于：所述步骤 (5) 中漏播状态分为四种，分别是没有发生漏播、“稀疏缺苗” 漏播、“断条” 漏播和严重的漏播；其判断准则为：当断条系数 a 以及稀疏缺苗系数 b 均小于设定的漏播系数时，即 a X,b X，当前的时间窗口内没有发生漏播；当断条系数小于设定的漏播系数，而稀疏缺苗系数大于或等于漏播系数时，即 a X,b X，当前的时间窗口内发生了 “稀疏缺苗” 漏播；当稀疏缺苗系数小于。

10、设定的漏播系数，而断条系数大于或等于漏播系数时，即 a X,b X，当前的时间窗口内发生了 “断条” 漏播；当断条系数以及稀疏缺苗系数均大于或等于设定的漏播系数时，即 a X,b X，当前的时间窗口内发生了严重的漏播。权利要求书 CN 103988615 A 3 1/6 页 4 精量排种器的漏播实时检测方法技术领域 0001 本发明涉及自动化检测技术领域，具体的是指一种精量排种器的漏播实时检测方法。背景技术 0002 气力式油菜精量联合直播机具有省时省种、高效作业、操作简单等优点，精量排种器是播种机的核心部件。其在播种作业过程处于全封闭状态，当种箱缺。

11、种、输种管堵塞、排种传动出现故障等原因时不可避免地出现漏播现象，严重影响农作物产量。田间复杂的播种工况如土壤阻力变化、启停前后过渡期间都会影响排种盘转速变化，过大的转速变化误差导致转速检测滞后，继而影响漏播检测的滞后，这给补种带来难度。当前漏播检测方法研究集中在通过测量排种盘转速获得参考标准，采用单独的时间间隔法或者排种频率法进行判定。这些方法针对小粒径种子精量排种器精量排种器，如气力式油菜籽精量排种器，其排种频率一般在 30 50Hz，属于高速排种，漏播检测的实时性、变速状态下检测的准确性难以保证，且难以获得漏播的具体类别，如是属于 “稀疏缺苗。

12、” 还是 “断条” 等。发明内容 0003 本发明的目的是提供一种精量排种器的漏播实时检测方法，以解决漏播检测的滞后问题以及准确判断 “稀疏缺苗” 、“断条” 两种漏播状态的问题。 0004 为实现上述目的，本发明提供的一种用于精量排种器的漏播实时检测方法，其特征在于：该方法采用排种盘转速与排种脉冲同步检测和排种频率与排种时间间隔双重阀值约束实现几种不同漏播状态的检测，它包括如下步骤： 0005 (1) 通过霍尔传感器 100 或光纤传感器感应标准排种圆盘 300 上的磁钢或者光孔 310 感应种子流获得排种盘的标准排种脉冲序列 Ai，光纤传感器 200( 根据种子粒径。

13、大小，可选用不同规格的颗粒感应传感器 ) 感应精量排种器 400 的投种口 410 的种子获得排种种子流序列Bi，利用单片机510外部中断与时间捕捉中断将标准排种脉冲序列Ai、种子流序列 Bi进行采集、存储； 0006 (2)该标准排种圆盘300转1周或者数周所获得的脉冲总数作为标准排种频率fi，所经历的时间作为一个检测时间窗口wi；对当前时间窗口wi的标准排种频率fi进行平滑滤波处理以减少检测误差，最终得到的加权和作为当前时间窗口 wi的标准排种频率 fi；由时间窗口 wi所获得的时间系数及最终标准排种频率 fi计算获得当前时间窗口 wi的标准排种时间间隔参数 pi。

14、 wi/fi； 0007 (3) 利用单片机 510 的时间捕捉中断，在一个检测时间窗口 wi内通过安装在精量排种器 400 的投种口 410 处的光纤传感器 200 感应种子流信号获得排种种子流序列 Bi，并将其转化为时间间隔序列Ti与一个检测时间窗口内的排种总数即排种频率Fi；对当前时间窗口 wi的排种频率 Fi进行平滑滤波处理，最终得到的加权和作为当前时间窗口 wi的排种频率 Fi；说明书 CN 103988615 A 4 2/6 页 5 0008 (4) 以一个检测时间窗口作为时间单元，在同一个检测时间窗口内，在已知标准排种时间间隔pi的前提下对种子流时间间。

15、隔序列ti进行统计运算，在种子流时间间隔序列ti 中搜索大于 3 倍标准排种时间间隔的序列并进行加运算得到其总和 tmaxi，由此总和 tmaxi除以当前时间窗口获得的系数 wi作为断条系数 a tmaxi/wi；当前时间窗口 wi的排种频率 Fi 除以当前时间窗口的标准排种频率 fi得到比例系数 k Fi/fi，用 1 减该系数 k 所得结果作为稀疏缺苗系数 b 1-k。 0009 (5) 结合设定的漏播系数 X，与断条系数 a 以及稀疏缺苗系数 b 进行比较，判定出不同的漏播状态，同时将检测结果和漏播状态实时传送给液晶显示屏 600 和不同颜色的 LED 指示灯 700。

16、以示报警。 0010 作为又一种优选方案，所述步骤(2)中对当前时间窗口wi的标准排种频率fi进行平滑滤波处理，具体是利用其相邻的前 1 次或者前 2 次时间窗口内的标准排种频率进行加权处理：与前 1 次作加权处理时，当前 fi取 0.6，前 1 次 fi-1取 0.4，则当前标准排种频率 fi 0.6fi+0.4fi-1， fi均为每次平滑滤波处理后的值；与前2次作加权处理时，当前fi取0.5，前一次 fi-1取 0.3，前 2 次 fi-2取 0.2，则当前标准排种频率 fi 0.5fi+0.3fi-1+0.2fi-2，最终得到的加权和作为当前时间窗口。

17、wi的标准排种频率 fi。 0011 作为又一种优选方案，所述步骤 (3) 中对当前时间窗口 wi的排种频率 Fi进行平滑滤波处理，具体是利用其相邻的前 1 次或者前 2 次时间窗口内的排种频率进行加权处理：与前 1 次作加权处理时，当前 Fi取 0.6，前 1 次 Fi-1取 0.4，则当前标准排种频率 Fi 0.6Fi+0.4Fi-1， Fi均为每次平滑滤波处理后的值；与前 2 次作加权处理时，当前 Fi取 0.5，前一次 Fi-1取 0.3，前 2 次 Fi-2取 0.2，则当前标准排种频率 Fi 0.5Fi+0.3Fi-1+0.2Fi-2，最终得到的。

18、加权和作为当前时间窗口 wi的排种频率 Fi。 0012 进一步地，所述步骤 (5) 中漏播状态分为四种，分别是没有发生漏播、“稀疏缺苗” 漏播、“断条” 漏播和严重的漏播； 0013 其判断准则为：当断条系数 a 以及稀疏缺苗系数 b 均小于设定的漏播系数时，即 a X,b X，当前的时间窗口内没有发生漏播；当断条系数小于设定的漏播系数，而稀疏缺苗系数大于或等于漏播系数时，即 a X,b X，当前的时间窗口内发生了 “稀疏缺苗” 漏播；当稀疏缺苗系数小于设定的漏播系数，而断条系数大于或等于漏播系数时，即 a X,b X，当前的时间窗口内发生了 “断条” 。

19、漏播；当断条系数以及稀疏缺苗系数均大于或等于设定的漏播系数时，即 a X,b X，当前的时间窗口内发生了严重的漏播。 0014 本发明的有益效果在于： 0015 其一，采用排种盘转速与排种脉冲同步检测和排种频率与排种时间间隔双重阀值约束有效实现对 “稀疏缺苗” 和 “断条” 两种不同漏播状态进行实时检测。 0016 其二，本发明可变的检测时间窗口，对漏播检测具有实时性、准确性和可靠性。 0017 其三，本发明在扩展光纤传感器 ( 或颗粒感应传感器 ) 后可以同时对 6 路精量排种器进行漏播检测，充分利用现有硬件资源，降低硬件成本。附图说明 0018 图 1 是本。

20、发明方法的总体技术方案示意图。 0019 图 2 是实现本发明方法的单片机软件总流程图。说明书 CN 103988615 A 5 3/6 页 6 0020 图 3 是本发明方法的结构框图。 0021 图 4 是本发明用于精量排种器漏播实时检测装置的结构示意图。 0022 图中：霍尔传感器 100，光纤传感器 200，标准排种圆盘 300，磁钢或者光孔 310，精量排种器 400，投种口 410，漏播实时检测装置 500，单片机 510，键盘 520，外设备箱 530，航空插头 540，液晶显示屏 600， LED 指示灯 700。具体实施方式 0023 下。

21、面通过结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。 0024 本发明的精量排种器精量排种器的漏播实时检测方法，该方法采用排种盘转速与排种脉冲同步检测和排种频率与排种时间间隔双重阀值约束实现几种不同漏播状态的检测。具体方法为：利用单片机 510 外部中断与时间捕捉中断，通过霍尔传感器 100( 也可采用光纤传感器 200 替换 ) 感应标准排种圆盘 300 上的磁钢或者光孔 310 流获得排种盘的标准排种脉冲序列 A，光纤传感器 200( 根据种子粒径大小，可选用不同规格的颗粒感应传感器 ) 感应精量排种器 400 的投种口 410 的种子获得排种种子流序列 B ；由。

22、排种盘标准排种脉冲确定的检测时间窗口内获得排种时间间隔和排种频率的统计指标，包括大于 3 倍标准时间的时间总和，窗口时间以及平滑滤波后的排种频率，由这些统计指标，结合人为设定的漏播系数可判定出 “稀疏缺苗” 和 “断条” 两种不同的漏播状态，同时将检测结果和漏播状态实时传送给液晶显示屏 600 和 LED 指示灯 700 以示报警。 0025 上述霍尔传感器 100( 也可采用光纤传感器替换 ) 感应标准排种圆盘 300 上的磁钢或者光孔310流获得排种盘的标准排种脉冲序列A，该圆盘转1周或者数周(根据实际需要确定，如对实时性要求高的场合，可选 1 周或更少，否则。

23、可选数周 ) 所获得的脉冲总数作为标准排种频率 fi，所经历的时间作为一个检测时间窗口 wi。为了减小由于播种机前进速度瞬变导致排种瞬变而引起的检测误差，对当前时间窗口wi的标准排种频率fi进行平滑滤波处理，具体就是利用其相邻的前 1 次或者前 2 次时间窗口内的标准排种频率进行加权处理(如与前1次作加权处理时，当前fi取0.6，前1次fi-1取0.4，则当前标准排种频率fi 0.6fi+0.4fi-1(fi均为每次平滑滤波处理后的值) ；若与前2次作加权处理时，当前fi取0.5，前一次 fi-1取 0.3，前 2 次 fi-2取 0.2，则当前标准排种频率 fi。

24、 0.5fi+0.3fi-1+0.2fi-2)，最终得到的加权和作为当前时间窗口 wi的标准排种频率 fi。由时间窗口 wi所获得的时间系数及最终标准排种频率 fi计算获得当前时间窗口 wi的标准排种时间间隔参数 pi wi/fi。 0026 利用单片机 510 的时间捕捉中断，在一个检测时间窗口 wi内通过安装在精量排种器 400 的投种口 410 处的光纤传感器 200 感应种子流信号获得排种种子流序列 B 并将其转化为时间间隔序列Ti与排种频率Fi(即一个检测时间窗口内的排种总数)。为了消除排种频率的随机误差 ( 如尘土的干扰 ) 以及时间窗口截断误差，对当前时间窗口。

25、wi的排种频率 Fi 进行平滑滤波处理，具体就是利用其相邻的前 1 次或者前 2 次时间窗口内的排种频率进行加权处理(如与前1次作加权处理时，当前Fi取0.6，前1次Fi-1取0.4，则当前标准排种频率 Fi0.6Fi+0.4Fi-1(Fi均为每次平滑滤波处理后的值) ；若与前2次作加权处理时，当前Fi取 0.5，前一次Fi-1取0.3，前2次Fi-2取0.2，则当前标准排种频率Fi0.5Fi+0.3Fi-1+0.2Fi-2)，最终得到的加权和作为当前时间窗口 wi的排种频率 Fi。 0027 以一个检测时间窗口作为时间单元，在同一个检测时间窗口内，在已知标准排种说。

26、明书 CN 103988615 A 6 4/6 页 7 时间间隔 pi的前提下对种子流时间间隔序列 ti进行统计运算，具体统计方法为：种子流时间间隔序列 t1、 t2tn中搜索大于 3 倍 ( 根据判定漏播的苛刻程度需要，也可以搜索大于 2 倍以上 ) 标准排种时间间隔的序列并进行加运算得到其总和 tmaxi，由此总和 tmaxi除以当前时间窗口获得的系数 wi称为断条系数 a tmaxi/wi。对种子排种频率进行比例运算，具体为：当前时间窗口 wi的排种频率 Fi除以当前时间窗口的标准排种频率 fi得到一个比例系数 k Fi/fi，用 1 减该系数 k 所得结果。

27、称为稀疏缺苗系数 b 1-k。 0028 运用人为设定的漏播系数 X( 值越大，漏播越严重 )，与断条系数 a 以及稀疏缺苗系数 b 进行比较，当断条系数 a 以及稀疏缺苗系数 b 均小于设定的漏播系数时，即 a X,b X，当前的时间窗口内没有发生漏播；当断条系数小于设定的漏播系数，而稀疏缺苗系数大于或等于漏播系数时，即 a X,b X，当前的时间窗口内发生了 “稀疏缺苗” 漏播；当稀疏缺苗系数小于设定的漏播系数，而断条系数大于或等于漏播系数时，即aX,bX，当前的时间窗口内发生了 “断条” 漏播；当断条系数以及稀疏缺苗系数均大于或等于设定的漏播系。

28、数时，即aX,bX，当前的时间窗口内发生了严重的漏播，并将漏播状态采用LCD显示屏 600 以及不同颜色的 LED 灯 700 以示报警。 0029 实施例一： 0030 本发明使用的精量排种器 400 是一种正负气压组合式油菜籽精量排种器 ( 专利号： 200620172781.3，专利公开号： CN201001269)。本实施例的试验是在精量排种器试验台上进行的。 0031 将精量排种器正负气压调制最佳状态，启动漏播实时检测装置 500，系统程序初始化。通过键盘 520 设定排种盘标准齿数 G 40，漏播系数 X 0.2。 0032 标准排种圆盘 300 安装在。

29、精量排种器 400 转动轴上实现同轴转动排种，霍尔传感器 100 的输出端与外设备箱 530 的航空插头 540 连接，霍尔传感器 100( 也可采用光纤传感器替换 ) 感应标准排种圆盘 300 上的磁钢或者光孔 310 流获得排种盘的标准排种脉冲序列 Ai。光纤传感器 200 的输出端与外设备箱 530 的航空插头 540 连接，光纤传感器安装在精量排种器 400 的投种口 410 处感应种子流获得排种序列 Bi，利用单片机 510 外部中断与时间捕捉中断将标准排种脉冲序列 Ai、种子流序列 B 进行采集、存储。 0033 设排种盘转速为 20r/min，标准排种圆盘转。

30、 1 周为一个时间检测周期，每周标准排种频率为40，圆盘转1周为一个检测时间窗口wi，其所经历的时间wi3s。霍尔传感器100 感应标准排种圆盘 300 上的磁钢或光孔 310 获得标准排种脉冲序列 Ai，该圆盘转 1 周所获得的排种脉冲总数为标准排种频率，其所经历的时间为一个检测时间窗口 wi。为减少检测误差，对当前时间窗口 wi的标准排种频率 fi进行平滑滤波处理，以前 2 次时间窗口内的标准排种频率 fi-1、 fi-2进行加权计算，当前取值 0.5，前 1 次取值 0.3，前 2 次取值 0.2，则当前的标准排种频率为 fi 0.5fi+0.3fi-1。

31、+0.2fi-2 40 40，最终的加权和为当前时间窗口 wi 的标准排种频率fi，并由此时间窗口wi和标准排种频率fi计算得到标准排种时间间隔参数 pi wi/fi 0.075s。 0034 光纤传感器 200 感应精量排种器 400 投种口 410 的种子流获得的排种种子流序列 Bi，经单片机 510 的时间捕捉中断将种子流信号转化为时间间隔序列 t1、 t2tn与排种频率 Fi( 即一个检测时间窗口内的排种总数 )，对当前时间窗口 wi的排种频率 Fi进行平滑滤波处理，即对前 2 次时间窗口内的排种频率进行加权处理如当前取值 0.5，前 1 次取值 0.3，说明书。

32、CN 103988615 A 7 5/6 页 8 前 2 次取值 0.2。设前 1 次时间窗口排种频率为 Fi-1，前 2 次时间窗口排种频率为 Fi-2，最终得到的加权和 Fi 0.5Fi+0.3Fi-1+0.2Fi-2) 作为当前时间窗口的排种频率。 0035 在同一检测时间窗口 wi内，由已得到的标准排种时间间隔参数 pi对种子流时间间隔序列 t1、 t2tn进行统计运算，在种子流时间间隔序列 ti中搜索大于 3 倍 ( 即 ti0.225s) 标准排种时间间隔的序列 tmax1、 tmax2并进行加运算得到其总和 tmaxi tmax1+tmax2+，此总和tmaxi除以。

33、当前时间窗口获得的系数wi得到断条系数atmaxi/wi。当前时间窗口 wi的排种频率 Fi除以当前时间窗口的标准排种频率 fi得到一个比例系数 k Fi/fi，稀疏缺苗系数 b 1-k。 0036 由上述统计的断条系数a、稀疏缺苗系数b，结合人为设定的漏播系数X判定出 “稀疏缺苗” 和 “断条” 两种不同的漏播状态。判断准则为：当断条系数以及稀疏缺苗系数均小于设定的漏播系数时，即 a X,b X，当前的时间窗口内没有发生漏播；当断条系数小于设定的漏播系数，而稀疏缺苗系数大于或等于漏播系数时，即aX,bX，当前的时间窗口内发生了 “稀疏缺苗” 漏播；当稀。

34、疏缺苗系数小于设定的漏播系数，而断条系数大于或等于漏播系数时，即 a X,b X，当前的时间窗口内发生了 “断条” 漏播；当断条系数以及稀疏缺苗系数均大于或等于设定的漏播系数时，即 a X,b X，当前的时间窗口内发生了严重的漏播。同时将实时检测结果如最大排种时间间隔 tmax、断条系数 a 和稀疏缺苗系数 b 传送给 LCD 显示屏 600 显示， LED 灯 700 对不同的漏播状态进行闪烁报警。 0037 本实施例试验结果表明，该方法用于精量排种器试验台上实时检测排种漏播，对于可变的检测时间窗口，具有实时性、稳定性、及准确性。 0038 实施例二：。

35、0039 本实施例在实施例1的基础上对精量排种器400的排种盘进行不同型孔堵塞的情况下用排种盘光孔代替油菜种子进行排种仿真验证试验。 0040 将精量排种器排种盘人为连续堵塞型孔数为 5，间隙堵塞型孔数为 3( 呈均匀分布 )，精量排种器正负气压调制最佳状态，启动漏播实时检测装置 500，系统程序初始化。通过键盘 520 设定排种盘标准齿数 G 40，漏播系数 X 0.15。 0041 试验结果理论分析过程如下：设标准排种圆盘转 1 周为一个时间检测周期，每周标准排种频率为 40，圆盘转 1 周为一个检测时间窗口 wi。排种盘以 15r/min 转动 5 周后 (保证。

36、排种盘转动工作稳定)，随即改变转速为16r/min转动1周，接着再改变转速20r/min 让排种盘转动 1 周后停止。霍尔传感器 100 感应标准排种圆盘 300 上的磁钢 310 获得标准排种脉冲序列 Ai，该圆盘转 1 周所获得的排种脉冲总数为标准排种频率 fi，，其所经历的时间为一个检测时间窗口 wi。为减少转速变化引起的检测误差，对当前时间窗口 wi( 即转速为 20r/min 时转 1 周此时时间窗口，其所经历时间为 wi 3s) 的标准排种频率进行平滑滤波处理，则以前 1 次时间窗口内的标准排种频率 fi-1f1进行加权计算，当前排种频率 fi取值 0.6。

37、，前 1 次排种频率 fi-1取值 0.4，则当前标准排种频率为 fi 0.6fi+0.4fi-1 40，标准排种时间间隔 pi wi/fi 0.075s。 0042 颗粒感应传感器 200 感应精量排种器 400 的光孔获得的排种种子流序列 Bi，经单片机510的时间捕捉中断将种子流信号转化为时间间隔序列t1、 t2tn与排种频率Fi(即一个检测时间窗口内的排种总数)，对当前时间窗口wi的排种频率Fi进行平滑滤波处理，即对前 1 次时间窗口内的排种频率进行加权处理如当前 Fi取值 0.6，前 1 次 Fi-1取值 0.4。当说明书 CN 103988615 A 8。

38、 6/6 页 9 前时间窗口的排种频率 Fi 32，前 1 次时间窗口的排种频率 Fi-1 32，当前时间窗口 wi的排种频率 Fi进行平滑滤波处理 Fi 0.6Fi+0.4Fi-1 32。在当前时间窗口内，在种子流时间间隔序列 ti中搜索大于 3 倍 ( 即 ti0.225s) 标准排种时间间隔的序列 tmax1、 tmax2，并进行加运算得到其总和 tmaxi 0.375s，则当前时间窗口的断条系数 a tmaxi/wi 0.125，比例系数 k Fi/fi 0.8，疏缺苗系数 b 0.2。则 a X,b X，由漏播状态判定准则可判断在当期时间窗口内发生了 “断条”。

39、漏播状态，最大排种时间间隔为 tmax 0.375。 0043 在试验过程中，漏播检测装置 500LCD 显示屏 600 上所显示的最大排种时间间隔 tmax、断条系数a、稀疏缺苗系数b及判断漏播状态后由LED灯700指示报警与上述理论计算的结果完全一致。 0044 本实施例试验结果表明，该方法用于精量排种器的实时漏播检测可以根据种子种类大小选用不同颗粒感应传感器感应排种序列，仿真验证该方法理论上具有可行性、可操作性和准确性。 0045 实施例三： 0046 如附图 3 所示，本实施例在实施例 1 的基础上用一种多路精量排种器排种性能检测系统 ( 申请号 20122。

40、0229032.5) 代替漏播实时检测装置 500。把该方法实现的软件程序下载到多路精量排种器排种性能检测系统中，该装置在扩展多路光纤传感器检测排种种子流序列，应用实施例 1 的检测方法，可以同时实现 3 6 路多路精量排种器的漏播实时检测。 0047 光纤传感器感应标准排种圆盘获得标准排种脉冲序列 Ai，在多路精量排种器拓展 3 6 通道进行排种，每一通道上用光纤传感器感应排种种子流获得排种序列 Bi。应用实施例 1 中所述方法对各通道的排种种子流进行检测。其中不同点就是，将传感器所检测的标准排种序列和排种脉冲序列经过信号调理电路后传送给单片机系统，经串口数据传输把。

41、所检测的结果如最大排种时间间隔、断条系数和稀疏缺苗系数在计算机系统界面上显示出来。 0048 本实施例试验结果表明，该方法在通用硬件的基础上，在不同转速、不同人为设定的漏播系数，不同的传感器应用对于多路精量排种器的漏播状态检测，准确度达 99.5，具有较高的可靠性，该方法的检测精度完全能够满足农业生产应用检测的需要。 0049 综合上述三个实施 . 例可知，本发明所描述的精量排种器漏播实时检测方法不仅在通用硬件使用的基础上，根据种子种类大小选用不同的颗粒感应传感器，对可变的检测时间窗口，应用排种盘转速与排种脉冲同步检测，解决了排种检测滞后问题。此外，扩展光纤传感器 ( 或颗粒感应传感器 ) 后可以同时对 3 6 路精量排种器进行漏播检测，具有实时性、准确性和可靠性。说明书 CN 103988615 A 9 1/3 页 10 图 1 说明书附图 CN 103988615 A 10 2/3 页 11 图 2 说明书附图 CN 103988615 A 11 3/3 页 12 图 3 图 4 说明书附图 CN 103988615 A 12 。

摘要
申请专利号：	CN201410191540.2	申请日：	2014.05.08
公开号：	CN103988615A	公开日：	2014.08.20
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):A01C 7/20申请日:20140508\|\|\|公开
IPC分类号：	A01C7/20	主分类号：	A01C7/20
申请人：	华中农业大学
发明人：	丁幼春; 王雪玲; 廖庆喜; 张闻宇; 李明; 黄海东
地址：	430070 湖北省武汉市洪山区狮子山街1号
优先权：
专利代理机构：	武汉开元知识产权代理有限公司 42104	代理人：	樊戎
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内容摘要

本发明属于自动化检测技术领域，具体涉及一种精量排种器的漏播实时检测方法。该方法采用排种盘转速与排种脉冲同步检测和排种频率与排种时间间隔双重阀值约束实现不同漏播的检测。通过霍尔传感器与光纤传感器感应排种盘标准排种脉冲和投种口的种子流，调理后接入单片机的中断接口，由排种盘标准排种脉冲信号确定的时间窗口内获得排种序列的排种频率与排种时间间隔统计参数，包括大于3倍标准时间的最大时间总和，窗口时间以及排种频率平滑，结合设定的漏播系数判断出“稀疏缺苗”和“断条”两种漏播状态，并将检测结果实时传送给LCD显示屏和LED指示灯。本发明与气力式油菜精量直播机配套使用，适应6路同时检测，且具有较强的实时性与抗干扰性。

权利要求书

权利要求书
1.  一种精量排种器的漏播实时检测方法，其特征在于：该方法采用排种盘转速与排种脉冲同步检测和排种频率与排种时间间隔双重阀值约束实现几种不同漏播状态的检测，它包括如下步骤：
(1)通过霍尔传感器100或光纤传感器感应标准排种圆盘300上的磁钢或者光孔310感应种子流获得排种盘的标准排种脉冲序列Ai，光纤传感器200感应精量排种器400的投种口410的种子获得排种种子流序列Bi，利用单片机510外部中断与时间捕捉中断将标准排种脉冲序列A、种子流序列B进行采集、存储；
(2)该标准排种圆盘300转1周或者数周所获得的脉冲总数作为标准排种频率fi，所经历的时间作为一个检测时间窗口wi；对当前时间窗口wi的标准排种频率fi进行平滑滤波处理以减少检测误差，最终得到的加权和作为当前时间窗口wi的标准排种频率fi；由时间窗口wi所获得的时间系数及最终标准排种频率fi计算获得当前时间窗口wi的标准排种时间间隔参数pi＝wi/fi；
(3)利用单片机510的时间捕捉中断，在一个检测时间窗口wi内通过安装在精量排种器400的投种口410处的光纤传感器200感应种子流信号获得排种种子流序列Bi，并将其转化为时间间隔序列Ti与一个检测时间窗口内的排种总数即排种频率Fi；对当前时间窗口wi的排种频率Fi进行平滑滤波处理，最终得到的加权和作为当前时间窗口wi的排种频率Fi；
(4)以一个检测时间窗口作为时间单元，在同一个检测时间窗口内，在已知标准排种时间间隔pi的前提下对种子流时间间隔序列ti进行统计运算，在种子流时间间隔序列ti中搜索大于3倍标准排种时间间隔的序列并进行加运算得到其总和tmaxi，由此总和tmaxi除以当前时间窗口获得的系数wi作为断条系数a＝tmaxi/wi；当前时间窗口wi的排种频率Fi除以当前时间窗口的标准排种频率fi得到比例系数k＝Fi/fi，用1减该系数k所得结果作为稀疏缺苗系数b＝1-k。
(5)结合设定的漏播系数X，与断条系数a以及稀疏缺苗系数 b进行比较，判定出不同的漏播状态，同时将检测结果和漏播状态实时传送给液晶显示屏600和不同颜色的LED指示灯700以示报警。

2.  精量排种器根据权利要求1所述的精量排种器的漏播实时检测方法，其特征在于：所述步骤(2)中对当前时间窗口wi的标准排种频率fi进行平滑滤波处理，具体是利用其相邻的前1次或者前2次时间窗口内的标准排种频率进行加权处理：与前1次作加权处理时，当前fi取0.6，前1次fi-1取0.4，则当前标准排种频率fi＝0.6fi+0.4fi-1，fi均为每次平滑滤波处理后的值；与前2次作加权处理时，当前fi取0.5，前一次fi-1取0.3，前2次fi-2取0.2，则当前标准排种频率fi＝0.5fi+0.3fi-1+0.2fi-2，最终得到的加权和作为当前时间窗口wi的标准排种频率fi。

3.  根据权利要求1所述的精量排种器的漏播实时检测方法，其特征在于：所述步骤(3)中对当前时间窗口wi的排种频率Fi进行平滑滤波处理，具体是利用其相邻的前1次或者前2次时间窗口内的排种频率进行加权处理：与前1次作加权处理时，当前Fi取0.6，前1次Fi-1取0.4，则当前标准排种频率Fi＝0.6Fi+0.4Fi-1，Fi均为每次平滑滤波处理后的值；与前2次作加权处理时，当前Fi取0.5，前一次Fi-1取0.3，前2次Fi-2取0.2，则当前标准排种频率Fi＝0.5Fi+0.3Fi-1+0.2Fi-2，最终得到的加权和作为当前时间窗口wi的排种频率Fi。

4.  根据权利要求1至3中任一所述的精量排种器的漏播实时检测方法，其特征在于：所述步骤(5)中漏播状态分为四种，分别是没有发生漏播、“稀疏缺苗”漏播、“断条”漏播和严重的漏播；
其判断准则为：当断条系数a以及稀疏缺苗系数b均小于设定的漏播系数时，即a＜X,b＜X，当前的时间窗口内没有发生漏播；当断条系数小于设定的漏播系数，而稀疏缺苗系数大于或等于漏播系数时，即a＜X,b≥X，当前的时间窗口内发生了“稀疏缺苗”漏播；当稀疏缺苗系数小于设定的漏播系数，而断条系数大于或等于漏播系数时，即a≥X,b＜X，当前的时间窗口内发生了“断条”漏播；当断条系数以及稀疏缺苗系数均大于或等于设定的漏播系数时，即a≥X,b≥X，当前的时间窗口内发生了严重的漏播。

说明书

说明书精量排种器的漏播实时检测方法
技术领域
本发明涉及自动化检测技术领域，具体的是指一种精量排种器的漏播实时检测方法。
背景技术
气力式油菜精量联合直播机具有省时省种、高效作业、操作简单等优点，精量排种器是播种机的核心部件。其在播种作业过程处于全封闭状态，当种箱缺种、输种管堵塞、排种传动出现故障等原因时不可避免地出现漏播现象，严重影响农作物产量。田间复杂的播种工况如土壤阻力变化、启停前后过渡期间都会影响排种盘转速变化，过大的转速变化误差导致转速检测滞后，继而影响漏播检测的滞后，这给补种带来难度。当前漏播检测方法研究集中在通过测量排种盘转速获得参考标准，采用单独的时间间隔法或者排种频率法进行判定。这些方法针对小粒径种子精量排种器精量排种器，如气力式油菜籽精量排种器，其排种频率一般在30～50Hz，属于高速排种，漏播检测的实时性、变速状态下检测的准确性难以保证，且难以获得漏播的具体类别，如是属于“稀疏缺苗”还是“断条”等。
发明内容
本发明的目的是提供一种精量排种器的漏播实时检测方法，以解决漏播检测的滞后问题以及准确判断“稀疏缺苗”、“断条”两种漏播状态的问题。
为实现上述目的，本发明提供的一种用于精量排种器的漏播实时检测方法，其特征在于：该方法采用排种盘转速与排种脉冲同步检测和排种频率与排种时间间隔双重阀值约束实现几种不同漏播状态的检测，它包括如下步骤：
(1)通过霍尔传感器100或光纤传感器感应标准排种圆盘300 上的磁钢或者光孔310感应种子流获得排种盘的标准排种脉冲序列Ai，光纤传感器200(根据种子粒径大小，可选用不同规格的颗粒感应传感器)感应精量排种器400的投种口410的种子获得排种种子流序列Bi，利用单片机510外部中断与时间捕捉中断将标准排种脉冲序列Ai、种子流序列Bi进行采集、存储；
(2)该标准排种圆盘300转1周或者数周所获得的脉冲总数作为标准排种频率fi，所经历的时间作为一个检测时间窗口wi；对当前时间窗口wi的标准排种频率fi进行平滑滤波处理以减少检测误差，最终得到的加权和作为当前时间窗口wi的标准排种频率fi；由时间窗口wi所获得的时间系数及最终标准排种频率fi计算获得当前时间窗口wi的标准排种时间间隔参数pi＝wi/fi；
(3)利用单片机510的时间捕捉中断，在一个检测时间窗口wi内通过安装在精量排种器400的投种口410处的光纤传感器200感应种子流信号获得排种种子流序列Bi，并将其转化为时间间隔序列Ti与一个检测时间窗口内的排种总数即排种频率Fi；对当前时间窗口wi的排种频率Fi进行平滑滤波处理，最终得到的加权和作为当前时间窗口wi的排种频率Fi；
(4)以一个检测时间窗口作为时间单元，在同一个检测时间窗口内，在已知标准排种时间间隔pi的前提下对种子流时间间隔序列ti进行统计运算，在种子流时间间隔序列ti中搜索大于3倍标准排种时间间隔的序列并进行加运算得到其总和tmaxi，由此总和tmaxi除以当前时间窗口获得的系数wi作为断条系数a＝tmaxi/wi；当前时间窗口wi的排种频率Fi除以当前时间窗口的标准排种频率fi得到比例系数k＝Fi/fi，用1减该系数k所得结果作为稀疏缺苗系数b＝1-k。
(5)结合设定的漏播系数X，与断条系数a以及稀疏缺苗系数b进行比较，判定出不同的漏播状态，同时将检测结果和漏播状态实时传送给液晶显示屏600和不同颜色的LED指示灯700以示报警。
作为又一种优选方案，所述步骤(2)中对当前时间窗口wi的标准排种频率fi进行平滑滤波处理，具体是利用其相邻的前1次或者前 2次时间窗口内的标准排种频率进行加权处理：与前1次作加权处理时，当前fi取0.6，前1次fi-1取0.4，则当前标准排种频率fi＝0.6fi+0.4fi-1，fi均为每次平滑滤波处理后的值；与前2次作加权处理时，当前fi取0.5，前一次fi-1取0.3，前2次fi-2取0.2，则当前标准排种频率fi＝0.5fi+0.3fi-1+0.2fi-2，最终得到的加权和作为当前时间窗口wi的标准排种频率fi。
作为又一种优选方案，所述步骤(3)中对当前时间窗口wi的排种频率Fi进行平滑滤波处理，具体是利用其相邻的前1次或者前2次时间窗口内的排种频率进行加权处理：与前1次作加权处理时，当前Fi取0.6，前1次Fi-1取0.4，则当前标准排种频率Fi＝0.6Fi+0.4Fi-1，Fi均为每次平滑滤波处理后的值；与前2次作加权处理时，当前Fi取0.5，前一次Fi-1取0.3，前2次Fi-2取0.2，则当前标准排种频率Fi＝0.5Fi+0.3Fi-1+0.2Fi-2，最终得到的加权和作为当前时间窗口wi的排种频率Fi。
进一步地，所述步骤(5)中漏播状态分为四种，分别是没有发生漏播、“稀疏缺苗”漏播、“断条”漏播和严重的漏播；
其判断准则为：当断条系数a以及稀疏缺苗系数b均小于设定的漏播系数时，即a＜X,b＜X，当前的时间窗口内没有发生漏播；当断条系数小于设定的漏播系数，而稀疏缺苗系数大于或等于漏播系数时，即a＜X,b≥X，当前的时间窗口内发生了“稀疏缺苗”漏播；当稀疏缺苗系数小于设定的漏播系数，而断条系数大于或等于漏播系数时，即a≥X,b＜X，当前的时间窗口内发生了“断条”漏播；当断条系数以及稀疏缺苗系数均大于或等于设定的漏播系数时，即a≥X,b≥X，当前的时间窗口内发生了严重的漏播。
本发明的有益效果在于：
其一，采用排种盘转速与排种脉冲同步检测和排种频率与排种时间间隔双重阀值约束有效实现对“稀疏缺苗”和“断条”两种不同漏播状态进行实时检测。
其二，本发明可变的检测时间窗口，对漏播检测具有实时性、准确性和可靠性。
其三，本发明在扩展光纤传感器(或颗粒感应传感器)后可以同时对6路精量排种器进行漏播检测，充分利用现有硬件资源，降低硬件成本。
附图说明
图1是本发明方法的总体技术方案示意图。
图2是实现本发明方法的单片机软件总流程图。
图3是本发明方法的结构框图。
图4是本发明用于精量排种器漏播实时检测装置的结构示意图。
图中：霍尔传感器100，光纤传感器200，标准排种圆盘300，磁钢或者光孔310，精量排种器400，投种口410，漏播实时检测装置500，单片机510，键盘520，外设备箱530，航空插头540，液晶显示屏600，LED指示灯700。
具体实施方式
下面通过结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明的精量排种器精量排种器的漏播实时检测方法，该方法采用排种盘转速与排种脉冲同步检测和排种频率与排种时间间隔双重阀值约束实现几种不同漏播状态的检测。具体方法为：利用单片机510外部中断与时间捕捉中断，通过霍尔传感器100(也可采用光纤传感器200替换)感应标准排种圆盘300上的磁钢或者光孔310流获得排种盘的标准排种脉冲序列A，光纤传感器200(根据种子粒径大小，可选用不同规格的颗粒感应传感器)感应精量排种器400的投种口410的种子获得排种种子流序列B；由排种盘标准排种脉冲确定的检测时间窗口内获得排种时间间隔和排种频率的统计指标，包括大于3倍标准时间的时间总和，窗口时间以及平滑滤波后的排种频率，由这些统计指标，结合人为设定的漏播系数可判定出“稀疏缺苗”和“断条”两种不同的漏播状态，同时将检测结果和漏播状态实时传送给液晶显示屏600和LED指示灯700以示报警。
上述霍尔传感器100(也可采用光纤传感器替换)感应标准排种圆盘300上的磁钢或者光孔310流获得排种盘的标准排种脉冲序列A，该圆盘转1周或者数周(根据实际需要确定，如对实时性要求高的场合，可选1周或更少，否则可选数周)所获得的脉冲总数作为标准排种频率fi，所经历的时间作为一个检测时间窗口wi。为了减小由于播种机前进速度瞬变导致排种瞬变而引起的检测误差，对当前时间窗口wi的标准排种频率fi进行平滑滤波处理，具体就是利用其相邻的前1次或者前2次时间窗口内的标准排种频率进行加权处理(如与前1次作加权处理时，当前fi取0.6，前1次fi-1取0.4，则当前标准排种频率fi＝0.6fi+0.4fi-1(fi均为每次平滑滤波处理后的值)；若与前2次作加权处理时，当前fi取0.5，前一次fi-1取0.3，前2次fi-2取0.2，则当前标准排种频率fi＝0.5fi+0.3fi-1+0.2fi-2)，最终得到的加权和作为当前时间窗口wi的标准排种频率fi。由时间窗口wi所获得的时间系数及最终标准排种频率fi计算获得当前时间窗口wi的标准排种时间间隔参数pi＝wi/fi。
利用单片机510的时间捕捉中断，在一个检测时间窗口wi内通过安装在精量排种器400的投种口410处的光纤传感器200感应种子流信号获得排种种子流序列B并将其转化为时间间隔序列Ti与排种频率Fi(即一个检测时间窗口内的排种总数)。为了消除排种频率的随机误差(如尘土的干扰)以及时间窗口截断误差，对当前时间窗口wi的排种频率Fi进行平滑滤波处理，具体就是利用其相邻的前1次或者前2次时间窗口内的排种频率进行加权处理(如与前1次作加权处理时，当前Fi取0.6，前1次Fi-1取0.4，则当前标准排种频率Fi＝0.6Fi+0.4Fi-1(Fi均为每次平滑滤波处理后的值)；若与前2次作加权处理时，当前Fi取0.5，前一次Fi-1取0.3，前2次Fi-2取0.2，则当前标准排种频率Fi＝0.5Fi+0.3Fi-1+0.2Fi-2)，最终得到的加权和作为当前时间窗口wi的排种频率Fi。
以一个检测时间窗口作为时间单元，在同一个检测时间窗口内，在已知标准排种时间间隔pi的前提下对种子流时间间隔序列ti进行统计运算，具体统计方法为：种子流时间间隔序列t1、t2……tn中搜索大于3倍(根据判定漏播的苛刻程度需要，也可以搜索大于2倍以上)标准排种时间间隔的序列并进行加运算得到其总和tmaxi，由此总和tmaxi除以当前时间窗口获得的系数wi称为断条系数a＝tmaxi/wi。对种子排种频率进行比例运算，具体为：当前时间窗口wi的排种频率Fi除以当前时间窗口的标准排种频率fi得到一个比例系数k＝Fi/fi，用1减该系数k所得结果称为稀疏缺苗系数b＝1-k。
运用人为设定的漏播系数X(值越大，漏播越严重)，与断条系数a以及稀疏缺苗系数b进行比较，当断条系数a以及稀疏缺苗系数b均小于设定的漏播系数时，即a＜X,b＜X，当前的时间窗口内没有发生漏播；当断条系数小于设定的漏播系数，而稀疏缺苗系数大于或等于漏播系数时，即a＜X,b≥X，当前的时间窗口内发生了“稀疏缺苗”漏播；当稀疏缺苗系数小于设定的漏播系数，而断条系数大于或等于漏播系数时，即a≥X,b＜X，当前的时间窗口内发生了“断条”漏播；当断条系数以及稀疏缺苗系数均大于或等于设定的漏播系数时，即a≥X,b≥X，当前的时间窗口内发生了严重的漏播，并将漏播状态采用LCD显示屏600以及不同颜色的LED灯700以示报警。
实施例一：
本发明使用的精量排种器400是一种正负气压组合式油菜籽精量排种器(专利号：200620172781.3，专利公开号：CN201001269)。本实施例的试验是在精量排种器试验台上进行的。
将精量排种器正负气压调制最佳状态，启动漏播实时检测装置500，系统程序初始化。通过键盘520设定排种盘标准齿数G＝40，漏播系数X＝0.2。
标准排种圆盘300安装在精量排种器400转动轴上实现同轴转动排种，霍尔传感器100的输出端与外设备箱530的航空插头540连接，霍尔传感器100(也可采用光纤传感器替换)感应标准排种圆盘300上的磁钢或者光孔310流获得排种盘的标准排种脉冲序列Ai。光纤传感器200的输出端与外设备箱530的航空插头540连接，光纤传感器安装在精量排种器400的投种口410处感应种子流获得排种序列Bi，利用单片机510外部中断与时间捕捉中断将标准排种脉冲序列Ai、种子流序列B进行采集、存储。
设排种盘转速为20r/min，标准排种圆盘转1周为一个时间检测周期，每周标准排种频率为40，圆盘转1周为一个检测时间窗口wi，其所经历的时间wi＝3s。霍尔传感器100感应标准排种圆盘300上的磁钢或光孔310获得标准排种脉冲序列Ai，该圆盘转1周所获得的排种脉冲总数为标准排种频率，其所经历的时间为一个检测时间窗口wi。为减少检测误差，对当前时间窗口wi的标准排种频率fi进行平滑滤波处理，以前2次时间窗口内的标准排种频率fi-1、fi-2进行加权计算，当前取值0.5，前1次取值0.3，前2次取值0.2，则当前的标准排种频率为fi＝0.5fi+0.3fi-1+0.2fi-2＝40＝40，最终的加权和为当前时间窗口wi的标准排种频率fi，并由此时间窗口wi和标准排种频率fi计算得到标准排种时间间隔参数pi＝wi/fi＝0.075s。
光纤传感器200感应精量排种器400投种口410的种子流获得的排种种子流序列Bi，经单片机510的时间捕捉中断将种子流信号转化为时间间隔序列t1、t2……tn与排种频率Fi(即一个检测时间窗口内的排种总数)，对当前时间窗口wi的排种频率Fi进行平滑滤波处理，即对前2次时间窗口内的排种频率进行加权处理如当前取值0.5，前1次取值0.3，前2次取值0.2。设前1次时间窗口排种频率为Fi-1，前2次时间窗口排种频率为Fi-2，最终得到的加权和Fi＝0.5Fi+0.3Fi-1+0.2Fi-2)作为当前时间窗口的排种频率。
在同一检测时间窗口wi内，由已得到的标准排种时间间隔参数pi对种子流时间间隔序列t1、t2……tn进行统计运算，在种子流时间间隔序列ti中搜索大于3倍(即ti>0.225s)标准排种时间间隔的序列 tmax1、tmax2……并进行加运算得到其总和tmaxi＝tmax1+tmax2+……，此总和tmaxi除以当前时间窗口获得的系数wi得到断条系数a＝tmaxi/wi。当前时间窗口wi的排种频率Fi除以当前时间窗口的标准排种频率fi得到一个比例系数k＝Fi/fi，稀疏缺苗系数b＝1-k。
由上述统计的断条系数a、稀疏缺苗系数b，结合人为设定的漏播系数X判定出“稀疏缺苗”和“断条”两种不同的漏播状态。判断准则为：当断条系数以及稀疏缺苗系数均小于设定的漏播系数时，即a＜X,b＜X，当前的时间窗口内没有发生漏播；当断条系数小于设定的漏播系数，而稀疏缺苗系数大于或等于漏播系数时，即a＜X,b≥X，当前的时间窗口内发生了“稀疏缺苗”漏播；当稀疏缺苗系数小于设定的漏播系数，而断条系数大于或等于漏播系数时，即a≥X,b＜X，当前的时间窗口内发生了“断条”漏播；当断条系数以及稀疏缺苗系数均大于或等于设定的漏播系数时，即a≥X,b≥X，当前的时间窗口内发生了严重的漏播。同时将实时检测结果如最大排种时间间隔tmax、断条系数a和稀疏缺苗系数b传送给LCD显示屏600显示，LED灯700对不同的漏播状态进行闪烁报警。
本实施例试验结果表明，该方法用于精量排种器试验台上实时检测排种漏播，对于可变的检测时间窗口，具有实时性、稳定性、及准确性。
实施例二：
本实施例在实施例1的基础上对精量排种器400的排种盘进行不同型孔堵塞的情况下用排种盘光孔代替油菜种子进行排种仿真验证试验。
将精量排种器排种盘人为连续堵塞型孔数为5，间隙堵塞型孔数为3(呈均匀分布)，精量排种器正负气压调制最佳状态，启动漏播实时检测装置500，系统程序初始化。通过键盘520设定排种盘标准齿数G＝40，漏播系数X＝0.15。
试验结果理论分析过程如下：设标准排种圆盘转1周为一个时间检测周期，每周标准排种频率为40，圆盘转1周为一个检测时间窗口wi。排种盘以15r/min转动5周后(保证排种盘转动工作稳定)，随即改变转速为16r/min转动1周，接着再改变转速20r/min让排种盘转动1周后停止。霍尔传感器100感应标准排种圆盘300上的磁钢310获得标准排种脉冲序列Ai，该圆盘转1周所获得的排种脉冲总数为标准排种频率fi，，其所经历的时间为一个检测时间窗口wi。为减少转速变化引起的检测误差，对当前时间窗口wi(即转速为20r/min时转1周此时时间窗口，其所经历时间为wi＝3s)的标准排种频率进行平滑滤波处理，则以前1次时间窗口内的标准排种频率fi-1f1进行加权计算，当前排种频率fi取值0.6，前1次排种频率fi-1取值0.4，则当前标准排种频率为fi＝0.6fi+0.4fi-1＝40，标准排种时间间隔pi＝wi/fi＝0.075s。
颗粒感应传感器200感应精量排种器400的光孔获得的排种种子流序列Bi，经单片机510的时间捕捉中断将种子流信号转化为时间间隔序列t1、t2……tn与排种频率Fi(即一个检测时间窗口内的排种总数)，对当前时间窗口wi的排种频率Fi进行平滑滤波处理，即对前1次时间窗口内的排种频率进行加权处理如当前Fi取值0.6，前1次Fi-1取值0.4。当前时间窗口的排种频率Fi＝32，前1次时间窗口的排种频率Fi-1＝32，当前时间窗口wi的排种频率Fi进行平滑滤波处理Fi＝0.6Fi+0.4Fi-1＝32。在当前时间窗口内，在种子流时间间隔序列ti中搜索大于3倍(即ti>0.225s)标准排种时间间隔的序列tmax1、tmax2……，并进行加运算得到其总和tmaxi＝0.375s，则当前时间窗口的断条系数a＝tmaxi/wi＝0.125，比例系数k＝Fi/fi＝0.8，疏缺苗系数b＝0.2。则a＞X,b＜X，由漏播状态判定准则可判断在当期时间窗口内发生了“断条”漏播状态，最大排种时间间隔为tmax＝0.375。
在试验过程中，漏播检测装置500LCD显示屏600上所显示的最大排种时间间隔tmax、断条系数a、稀疏缺苗系数b及判断漏播状态后由LED灯700指示报警与上述理论计算的结果完全一致。
本实施例试验结果表明，该方法用于精量排种器的实时漏播检测可以根据种子种类大小选用不同颗粒感应传感器感应排种序列，仿真验证该方法理论上具有可行性、可操作性和准确性。
实施例三：
如附图3所示，本实施例在实施例1的基础上用一种多路精量排种器排种性能检测系统(申请号201220229032.5)代替漏播实时检测装置500。把该方法实现的软件程序下载到多路精量排种器排种性能检测系统中，该装置在扩展多路光纤传感器检测排种种子流序列，应用实施例1的检测方法，可以同时实现3～6路多路精量排种器的漏播实时检测。
光纤传感器感应标准排种圆盘获得标准排种脉冲序列Ai，在多路精量排种器拓展3～6通道进行排种，每一通道上用光纤传感器感应排种种子流获得排种序列Bi。应用实施例1中所述方法对各通道的排种种子流进行检测。其中不同点就是，将传感器所检测的标准排种序列和排种脉冲序列经过信号调理电路后传送给单片机系统，经串口数据传输把所检测的结果如最大排种时间间隔、断条系数和稀疏缺苗系数在计算机系统界面上显示出来。
本实施例试验结果表明，该方法在通用硬件的基础上，在不同转速、不同人为设定的漏播系数，不同的传感器应用对于多路精量排种器的漏播状态检测，准确度达99.5％，具有较高的可靠性，该方法的检测精度完全能够满足农业生产应用检测的需要。
综合上述三个实施.例可知，本发明所描述的精量排种器漏播实时检测方法不仅在通用硬件使用的基础上，根据种子种类大小选用不同的颗粒感应传感器，对可变的检测时间窗口，应用排种盘转速与排种脉冲同步检测，解决了排种检测滞后问题。此外，扩展光纤传感器(或颗粒感应传感器)后可以同时对3～6路精量排种器进行漏播检测，具有实时性、准确性和可靠性。