【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及农业，特别是一种涉及水稻钵苗育秧精量播种装置、控制方法及其应用。
技术介绍
1、水稻是我国主要的粮食作物之一，提高水稻产量和质量对于保障粮食安全具有重要意义。相比于常规水稻毯苗插秧，钵苗移栽具有不伤苗、无缓苗期、分蘖早生快发、群体茎蘖消减平缓、结实率和千粒重高以及穗粒数和群体颖花量显著增加等优点，可有效提高水稻产量。
2、杂交稻强调少本稀植栽培、利用强大的分蘖能力提高产量，育秧播种技术需要采用低播量的精密播种技术，对提高复种指数、实现水稻生产的规模化种植具有重要意义。在杂交水稻钵苗育秧过程中，精量播种成为重要环节，通常每穴需播种2 - 3颗种子。目前，播种装置大多采用吸嘴进行播种，吸种时吸种箱通过风机提供负压，使吸嘴吸附种子，播种时则通过风机提供正压，实现种子的播种。然而，杂交稻种子存在稻芒较多的特点，这导致在播种过程中，吸嘴容易被稻芒堵塞，严重影响种子的吸附和播种效率。具体表现为，稻芒堵塞吸嘴后，会减少吸嘴吸附种子的数量，导致每穴播种的种子数量不足或不均匀，从而影响水稻的生长和产量。同时，稻芒容易被吸入吸种箱内且不便排出，这不仅会影响吸种箱的正常工作，还可能导致种子在吸种箱内堆积，进一步影响播种的连续性和稳定性。
3、目前，解决这些问题的常见方法主要是定期清理吸嘴和吸种箱，但这种方法不仅费时费力，而且效果不理想，无法从根本上解决稻芒堵塞的问题。此外，一些播种装置采用了简单的过滤装置来防止稻芒吸入吸种箱，但这些过滤装置往往容易被稻芒堵塞，需要频繁更换，增加了生产成本。
4、为了解
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供了一种水稻钵苗育秧精量播种装置、控制方法及其应用，针对目前技术存在的杂交稻种子稻芒多，导致播种装置的吸嘴容易堵塞，稻芒容易被吸入吸种箱内且不便排出，从而影响播种效率和装置的正常使用等问题。
2、本专利技术核心技术主要是通过播种装置、吸种装置、清孔装置以及控制器的协同工作，结合稻芒检测算法和自适应控制算法，实现水稻钵苗的精量播种，并有效解决稻芒堵塞问题，提高播种效率和质量。
3、第一方面，本专利技术提供了一种水稻钵苗育秧精量播种装置，包括：
4、安装板；
5、播种装置，包括型孔滚筒驱动电机、型孔滚筒传动齿轮、型孔滚筒固定轴、型孔滚筒、型孔内筒、密封块；型孔滚筒驱动电机固定在安装板上，通过型孔滚筒传动齿轮传动，实现型孔滚筒的转动；型孔滚筒外壁上的型孔与型孔内筒配合形成孔洞用于存放种子，在转动过程中，型孔将负压滚筒上吸附的种子刮入型孔内，种子在滚筒下方掉落实现播种；密封块能够挡住存有种子的型孔，防止种子掉落；
6、吸种装置，包括负压滚筒驱动电机、负压滚筒传动齿轮、负压滚筒固定轴、负压滚筒、吹种装置、种箱、振动器、导向板以及拨片电机；负压滚筒驱动电机固定在安装板上，负压滚筒固定轴通过轴承连接于安装板且内部中空，表面有孔洞用于流通气体；负压滚筒传动齿轮带动负压滚筒转动，负压滚筒表面的气嘴组与型孔位置对应，每个气嘴组含多个气嘴，通过负压吸附种子，吹种装置可将多余种子和稻芒吹落；种箱内的拨片电机和振动器配合使种子均匀分布，导向板使吸孔上的种子落入对应型孔内；
7、清孔装置，包括隔板、正压清孔装置、密封条、正压密封气嘴、正压清孔气嘴、负压清孔装置、负压清孔气嘴；隔板固定在负压滚筒固定轴下方，正压清孔装置固定在隔板下方，密封条位于正压清孔装置下方凹槽内；正压密封气嘴固定在隔板气孔上，与气泵连接的气管通过负压滚筒固定轴内部穿出与正压密封气嘴进气口连接，产生正压吹力使密封条紧贴负压滚筒内壁，隔绝正压清孔装置的吹力，利于吸种效果；负压清孔装置位于负压滚筒侧后方，负压清孔气嘴固定在其气孔上，与风机相连产生负压吸力；
8、控制器，分别与播种装置、吸种装置以及清孔装置电连接。
9、进一步地，负压滚筒上设有与控制器电连接的摄像头，用于采集种子被吸附和滚动的过程，通过将采集到的图像预处理和特征提取后，并利用机器学习模型进行训练，得到稻芒检测模型，通过该稻芒检测模型判断图像中是否存在稻芒并输出稻芒的位置和数量信息，以通过控制器调整正压清孔装置或负压清孔装置的工作参数，以清除稻芒。
10、进一步地，还包括用于测量负压滚筒的吸附压力的压力传感器、用于检测正压清孔装置和负压清孔装置的气流强度的气流传感器以及用于获取稻芒检测模型输出结果的稻芒检测传感器。
11、第二方面，本专利技术提供了一种水稻钵苗育秧精量播种装置的控制方法，包括以下步骤：
12、s00、构建自适应算法模型，该模型的输入包括压力传感器、气流传感器以及稻芒检测传感器采集的参数和稻芒检测模型的输出结果；
13、s10、通过收集不同播种条件下的数据，包括不同种子品种、稻芒数量、播种环境以及对应的最优工作参数组合，通过该数据对自适应算法模型进行训练，使模型能够学习到不同情况下的最优工作参数组合；
14、s20、在播种过程中，实时采集数据并输入到训练好的自适应算法模型中，通过该自适应算法模型输出推荐的工作参数组合；
15、s30、对自适应算法模型输出的多个工作参数组合进行评估，根据预设的目标函数或性能指标来衡量每个组合的优劣；
16、s40、根据评估结果，选择最优的工作参数组合作为决策输出，这个组合将被发送到播种装置的控制器，用于调整各个装置的工作参数；
17、s50、随着播种过程的进行，实时监测播种效果和参数变化，如果发现实际效果与预期不符，自适应算法模型再次进行预测和决策，动态调整工作参数组合，以确保始终保持最优的播种状态。
18、进一步地，s00步骤中，采用神经网络、强化学习或模糊逻辑来建立自适应算法模型。
19、进一步地，s00步骤中，通过时间序列分析或递归神经网络处理播种过程中与时间相关的数据。
20、进一步地，时间序列分析的具体步骤为：
21、收集播种过程中随时间变化的相关参数数据，包括种子流量、稻芒数量、负压滚筒吸附压力，形成时间序列数据；
22、对时间序列数据进行特征提取，以捕捉数据的动态特征；
23、选择自回归移动平均模型或差分整合移动平均自回归模型，使用历史时间序列数据对选择的模型进行训练，调整模型的参数以优化模型的性能；
24、利用训练好的模型对未来的参数变化进行预测，根据预测结果决策出相应的工作参数调整策略。
25、进一步地，递归神经网络的具体步骤为：
26、收集播种过程中随时间变化的相关参数数据，包括种子流量、稻芒数量、负压滚筒吸附压力，形成时间序列数据，并将其整理成适合rnn输入的格式；
27、构建rnn模型，使用历史时间序列数据对rnn进行训练，通过反向传播算法更新模型的权重参数；
28本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.水稻钵苗育秧精量播种装置，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的水稻钵苗育秧精量播种装置，其特征在于，所述负压滚筒上设有与所述控制器电连接的摄像头，用于采集种子被吸附和滚动的过程，通过将采集到的图像预处理和特征提取后，并利用机器学习模型进行训练，得到道芒检测模型，通过该稻芒检测模型判断图像中是否存在稻芒并输出稻芒的位置和数量信息，以通过控制器调整正压清孔装置或负压清孔装置的工作参数，以清除稻芒。
3.如权利要求2所述的水稻钵苗育秧精量播种装置，其特征在于，还包括用于测量负压滚筒的吸附压力的压力传感器、用于检测正压清孔装置和负压清孔装置的气流强度的气流传感器以及用于获取所述稻芒检测模型输出结果的稻芒检测传感器。
4.用于权利要求3所述的水稻钵苗育秧精量播种装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的水稻钵苗育秧精量播种装置的控制方法，其特征在于，S00步骤中，采用神经网络、强化学习或模糊逻辑来建立自适应算法模型。
6.如权利要求5所述的水稻钵苗育秧精量播种装置的控制方法，其特征在于，S00步骤
7.如权利要求6所述的水稻钵苗育秧精量播种装置的控制方法，其特征在于，所述时间序列分析的具体步骤为：
8.如权利要求6所述的水稻钵苗育秧精量播种装置的控制方法，其特征在于，所述递归神经网络的具体步骤为：
9.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行权利要求4至8任一项所述的水稻钵苗育秧精量播种装置的控制方法。
10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序包括用于控制过程以执行过程的程序代码，所述过程包括根据权利要求4至8任一项所述的水稻钵苗育秧精量播种装置的控制方法。
...【技术特征摘要】
1.水稻钵苗育秧精量播种装置，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的水稻钵苗育秧精量播种装置，其特征在于，所述负压滚筒上设有与所述控制器电连接的摄像头，用于采集种子被吸附和滚动的过程，通过将采集到的图像预处理和特征提取后，并利用机器学习模型进行训练，得到道芒检测模型，通过该稻芒检测模型判断图像中是否存在稻芒并输出稻芒的位置和数量信息，以通过控制器调整正压清孔装置或负压清孔装置的工作参数，以清除稻芒。
3.如权利要求2所述的水稻钵苗育秧精量播种装置，其特征在于，还包括用于测量负压滚筒的吸附压力的压力传感器、用于检测正压清孔装置和负压清孔装置的气流强度的气流传感器以及用于获取所述稻芒检测模型输出结果的稻芒检测传感器。
4.用于权利要求3所述的水稻钵苗育秧精量播种装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的水稻钵苗育秧精量播种装置的控制方法，其特征在于，s00步骤中，采用神...
【专利技术属性】
技术研发人员：俞国红，薛向磊，任宁，郑航，叶云翔，沈帅，
申请(专利权)人：浙江省农业科学院，
类型：发明
国别省市：
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