CN109948951B - 一种播种作业后种子分布均匀性评价方法 - Google Patents
一种播种作业后种子分布均匀性评价方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109948951B CN109948951B CN201910258771.3A CN201910258771A CN109948951B CN 109948951 B CN109948951 B CN 109948951B CN 201910258771 A CN201910258771 A CN 201910258771A CN 109948951 B CN109948951 B CN 109948951B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sowing
- distribution
- seeds
- point
- longitudinal
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000009331 sowing Methods 0.000 title claims abstract description 68
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000002352 surface water Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 8
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 6
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical group [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 6
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Sowing (AREA)
Abstract
一种播种作业后种子分布均匀性评价方法属农业机械技术领域,本发明包括下列步骤:建立三维坐标系,X轴为播种行中心,Y轴与X轴垂直,Z轴为与地表水平面垂直的播种行中心;已知播种理论粒距△x,测量播种粒距ai‑1,种子与行中心距离偏差Yi,播种深度Zi;计算实际播种点纵向坐标xi;通过求理论播种点与实际播种点纵向距离平方和S最小值,得出纵向指标Xi;计算Xi、Yi和Zi的标准差;绘制种子水平面和垂直面分布散点图,并计算各面分布面积;绘制种子三维空间分布散点图,并计算分布体积;本发明通过对比各向指标的标准差、种子分布散点图、分布面积和体积,可为对比、优化和改进播种机或触土部件提供理论依据。
Description
技术领域
本发明属于农业机械技术领域,具体涉及一种播种作业后种子分布均匀性评价方法。
背景技术
播种质量的好坏直接关系作物生长和产量,机具作业性能等是影响播种质量的主要因素之一。对于播种机而言,其将种子播放在土壤中指定位置的能力是评估其性能的重要指标之一,影响种子在土壤中分布的因素有很多,种子的几何形态、排种管结构、触土部件(开沟器、覆土器、镇压器等)结构参数、种子质量和土壤环境等。传统评价方法对种子的纵向分布均匀性常采用播种粒距合格指数、播种粒距均值、标准差和变异系数,对种子侧向分布均匀性常采用种子与行中心距离偏差和标准差,对种子深度方向分布均匀性常采用播种深度均值、标准差和变异系数,对种子在垂直平面分布均匀性常采用播种深度指标(播种深度)和侧向指标(种子与行中心距离偏差)已得到广泛认可。但目前传统评价方法还局限于一维和垂直平面,鉴于传统方法在将种子的纵向分布与深度方向分布和侧向分布指标相结合对种子在水平平面和三维空间的分布进行系统评估中存在的不足,因而本发明提出了一种用于评价评价种子纵向分布均匀性的新指标,该指标可以与传统侧向和深度方向分布指标相结合,实现种子在一维、二维和三维分布均匀性的系统评价,所提出的种子分布均匀性评价方法可为对比、优化和改进播种机或触土部件提供理论依据,对提高播种作业质量和作物增产增收具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种播种作业后种子分布均匀性评价方法。
本发明的播种作业后种子分布均匀性评价方法,包括下列步骤:
1.一种播种作业后种子分布均匀性评价方法,其特征在于包括下列步骤:
1.1建立三维坐标系,X轴方向为播种行中心,且其正方向与机具前进方向一致;Y轴方向与X轴垂直,且正方向为机具前进方向的右侧;Z轴方向为与地表水平面垂直的播种行中心,且其正方向为沿地面向上;
1.2已知播种理论粒距△x,对播种作业后n(n≥1)个种子分布指标进行测量,包括播种粒距a1,a2,a3,……ai-1(2≤i≤n),种子与行中心距离偏差的侧向指标Yi,播种的深度指标Zi,且Yi和Zi以所建立的坐标系来区分正负值;
其中:ai-1为播种粒距,且2≤i≤n,单位为mm;n为实际测量种子个数;x1为第一个实际播种点在X轴上的投影坐标,单位为mm;
1.4设第一个理论播种点坐标位置为x0,建立理论播种点与实际播种点纵向距离平方和的公式S:
其中:x0为第一个理论播种点坐标,单位为mm;x0+(i-1)△x为第i个理论播种点纵向坐标,单位为mm;xi为实际播种点纵向坐标,单位为mm;△x为播种理论粒距,单位为mm;n为实际测量种子个数;
通过计算S的最小值以确定第一个理论播种点坐标位置x0;
由于xi、△x、n均为已知,上述公式转化为关于x0的二元一次方程,根据二元一次方程一般规律求得S为最小值时的x0,进而计算理论播种点x0+(i-1)△x与实际播种点xi纵向距离偏差----纵向指标Xi,即:Xi=x0+(i-1)Vx-xi;
其中:x0+(i-1)△x为第i个理论播种点纵向坐标,且1≤i≤n,单位为mm;xi为实际播种点纵向坐标,且1≤i≤n,单位为mm;n为实际测量种子个数;
1.5计算纵向指标Xi的标准差,记C;计算侧向指标Yi的标准差,记A;计算深度指标Zi的标准差,记B;
1.6种子水平面分布散点图坐标为(Yi,Xi),种子水平面分布面积AXOY为:AXOY=πAC;种子垂直面分布散点图坐标为(Yi,Zi),种子垂直面分布面积AYOZ为:AYOZ=πAB;
1.8种子分布均匀性评价标准如下:
纵向、侧向和深度指标对应的标准差C、A和B的值越小,则该方向种子分布均匀性越好;水平和垂直平面种子分布面积AXOY和AYOZ的值越小,对应平面的散点图离散度越小,则该平面种子分布均匀性越好;种子分布体积V越小,对应三维散点图离散度越小,则种子在三维空间分布均匀性越好。
本发明与现有技术相比具有以下优点和有益效果:
1.所以出的种子纵向分布均匀性评价指标Xi可以更准确的评估种子的纵向分布情况。
2.纵向指标Xi结合传统侧向指标Yi和深度指标Zi,可用于绘制种子在水平面、垂直面和三维空间分布散点图,并能计算出种子水平面分布面积、垂直面分布面积和三维空间分布体积,可以以一种更加直观的方式用于对比种子在2个平面及三维空间的分布均匀性好坏。
附图说明
图1为播种作业后种子分布均匀性评价方法的流程图
图2为种子纵向指标Xi、侧向指标Yi和深度指标Zi的示意图
图3为种子纵向指标Xi求解的示意图
图4为水平面种子分布面积及分布散点的示意图
图5为垂直面种子分布面积及分布散点的示意图
图6为种子三维空间分布体积及分布散点的示意图
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行描述。
如图1所示,本发明包括下列步骤:
1.1如图2所示,建立三维坐标系,X轴方向为播种行中心,且其正方向与机具前进方向一致;Y轴方向与X轴垂直,且正方向为机具前进方向的右侧;Z轴方向为与地表水平面垂直的播种行中心,且其正方向为沿地面向上;
1.2如图2所示,已知播种理论粒距△x,对播种作业后n(n≥1)个种子分布指标进行测量,包括播种粒距a1,a2,a3,……ai-1(2≤i≤n),种子与行中心距离偏差的侧向指标Yi,播种的深度指标Zi,且Yi和Zi以所建立的坐标系来区分正负值;
其中:ai-1为播种粒距,且2≤i≤n,单位为mm;n为实际测量种子个数;x1为第一个实际播种点在X轴上的投影坐标,单位为mm;
1.4如图3所示,设第一个理论播种点坐标位置为x0,建立理论播种点与实际播种点纵向距离平方和的公式S:
其中:x0为第一个理论播种点坐标,单位为mm;x0+(i-1)△x为第i个理论播种点纵向坐标,单位为mm;xi为实际播种点纵向坐标,单位为mm;△x为播种理论粒距,单位为mm;n为实际测量种子个数;
通过计算S的最小值以确定第一个理论播种点坐标位置x0;
由于xi、△x、n均为已知,上述公式转化为关于x0的二元一次方程,根据二元一次方程一般规律求得S为最小值时的x0,进而计算理论播种点x0+(i-1)△x与实际播种点xi纵向距离偏差----纵向指标Xi,即:Xi=x0+(i-1)Vx-xi;
其中:x0+(i-1)△x为第i个理论播种点纵向坐标,且1≤i≤n,单位为mm;xi为实际播种点纵向坐标,且1≤i≤n,单位为mm;n为实际测量种子个数;
1.5如图4和图5所示,计算纵向指标Xi的标准差,记C;计算侧向指标Yi的标准差,记A;计算深度指标Zi的标准差,记B;
1.6如图4和图5所示,种子水平面分布散点图坐标为(Yi,Xi),种子水平面分布面积AXOY为:AXOY=πAC;种子垂直面分布散点图坐标为(Yi,Zi),种子垂直面分布面积AYOZ为:AYOZ=πAB;
1.8如图1至图6所示,种子分布均匀性评价标准如下:
纵向、侧向和深度指标对应的标准差C、A和B的值越小,则该方向种子分布均匀性越好;水平和垂直平面种子分布面积AXOY和AYOZ的值越小,对应平面的散点图离散度越小,则该平面种子分布均匀性越好;种子分布体积V越小,对应三维散点图离散度越小,则种子在三维空间分布均匀性越好。
Claims (1)
1.一种播种作业后种子分布均匀性评价方法,其特征在于包括下列步骤:
1.1建立三维坐标系,X轴方向为播种行中心,且其正方向与机具前进方向一致;Y轴方向与X轴垂直,且正方向为机具前进方向的右侧;Z轴方向为与地表水平面垂直的播种行中心,且其正方向为沿地面向上;
1.2对播种作业后n≥1个种子分布指标进行测量,包括播种粒距a1,a2,a3,……ai-1,其中:2≤i≤n,种子与行中心距离偏差的侧向指标Yi,播种的深度指标Zi,且Yi和Zi以所建立的坐标系来区分正负值;
其中:ai-1为播种粒距,且2≤i≤n,单位为mm;n为实际测量种子个数;x1为第一个实际播种点在X轴上的投影坐标,单位为mm;
1.4建立理论播种点与实际播种点纵向距离平方和的公式S:
其中:x0为第一个理论播种点坐标,单位为mm;x0+(i-1)Δx为第i个理论播种点纵向坐标,单位为mm;Δx为播种理论粒距,单位为mm;
通过计算S的最小值以确定第一个理论播种点坐标位置x0;
由于xi、Δx、n均为已知,上述公式转化为关于x0的二元一次方程,根据二元一次方程一般规律求得S为最小值时的x0,进而计算理论播种点x0+(i-1)Δx与实际播种点xi纵向距离偏差,即:纵向指标Xi,Xi=x0+(i-1)Δx-xi;
其中:x0+(i-1)Δx为第i个理论播种点纵向坐标,且1≤i≤n,单位为mm;xi中:1≤i≤n,单位为mm;
1.5计算纵向指标Xi的标准差,记C;计算侧向指标Yi的标准差,记A;计算深度指标Zi的标准差,记B;
1.6种子水平面分布散点图坐标为(Yi,Xi),种子水平面分布面积AXOY为:AXOY=πAC;种子垂直面分布散点图坐标为(Yi,Zi),种子垂直面分布面积AYOZ为:AYOZ=πAB;
1.8种子分布均匀性评价标准如下:
纵向、侧向和深度指标对应的标准差C、A和B的值越小,则该方向种子分布均匀性越好;水平和垂直平面种子分布面积AXOY和AYOZ的值越小,对应平面的散点图离散度越小,则该平面种子分布均匀性越好;种子分布体积V越小,对应三维散点图离散度越小,则种子在三维空间分布均匀性越好。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910258771.3A CN109948951B (zh) | 2019-04-01 | 2019-04-01 | 一种播种作业后种子分布均匀性评价方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910258771.3A CN109948951B (zh) | 2019-04-01 | 2019-04-01 | 一种播种作业后种子分布均匀性评价方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109948951A CN109948951A (zh) | 2019-06-28 |
CN109948951B true CN109948951B (zh) | 2022-06-24 |
Family
ID=67013271
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910258771.3A Expired - Fee Related CN109948951B (zh) | 2019-04-01 | 2019-04-01 | 一种播种作业后种子分布均匀性评价方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109948951B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111426800B (zh) * | 2020-04-30 | 2022-06-10 | 鞍钢股份有限公司 | 一种混料均匀评价方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2515792A1 (en) * | 2003-02-21 | 2004-09-02 | Sabine Mai | Method of monitoring genomic instability using 3d microscopy and analysis |
CN101498624A (zh) * | 2008-01-29 | 2009-08-05 | 河北农业大学 | 精播机播种粒距均匀性在线检测装置 |
CN101739504A (zh) * | 2009-12-16 | 2010-06-16 | 合肥工业大学 | 一种大气偏振理论模型的二维表征方法 |
CN107910281A (zh) * | 2017-11-20 | 2018-04-13 | 上海华力微电子有限公司 | 一种实时监控刻蚀均匀性的方法 |
-
2019
- 2019-04-01 CN CN201910258771.3A patent/CN109948951B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2515792A1 (en) * | 2003-02-21 | 2004-09-02 | Sabine Mai | Method of monitoring genomic instability using 3d microscopy and analysis |
CN101498624A (zh) * | 2008-01-29 | 2009-08-05 | 河北农业大学 | 精播机播种粒距均匀性在线检测装置 |
CN101739504A (zh) * | 2009-12-16 | 2010-06-16 | 合肥工业大学 | 一种大气偏振理论模型的二维表征方法 |
CN107910281A (zh) * | 2017-11-20 | 2018-04-13 | 上海华力微电子有限公司 | 一种实时监控刻蚀均匀性的方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
2BDB-6(110)型大豆仿生智能耕播机设计与试验;贾洪雷 等;《农业机械学报》;20180301;第49卷(第4期);93-107 * |
Soil disturbance and draft force of selected seed openers;AiliHasimu,etal;《Soil and Tillage Research》;20140314;第140卷;48-54 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109948951A (zh) | 2019-06-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109948951B (zh) | 一种播种作业后种子分布均匀性评价方法 | |
CN106875439B (zh) | 基于三维点云模型的单晶硅棒外形尺寸测量方法 | |
CN104048605B (zh) | 激光扫描测量标靶平差方程式构建方法 | |
Vasiliev et al. | Method for controlling meliorative technologies on sloping cultivated lands using large scale profilometer | |
CN109220089B (zh) | 基于北斗卫星定位的小区播种路径对齐方法 | |
Jiang et al. | Design and optimization on rootstock cutting mechanism of grafting robot for cucurbit | |
Cui et al. | Design and experiment of collocated-copying and semi-low-height planting-unit for corn precision seeder | |
Rui et al. | Design of depth-control planting unit with single-side gauge wheel for no-till maize precision planter | |
Zhou et al. | Design and test of laser-controlled paddy field levelling-beater | |
CN203241005U (zh) | 土壤耕层深度测量尺 | |
Jinwu et al. | Virtual simulation analysis and verification of seed-filling mechanism for dipper hill-drop precision direct rice seeder | |
CN109165631A (zh) | 一种基于农机行驶轨迹的垄线识别及作业面积计算方法 | |
Yu et al. | Optimization and experiment of counter-rotating straw returning cultivator based on discrete element method | |
Dai et al. | Numerical simulation and analysis of mechanized suppression process of seedbed with whole plastic film mulching on double ridges | |
CN109948205B (zh) | 一种基于三维形态描述的节理面粗糙度计算方法 | |
Hang et al. | Optimization of the wing parameters for a winged subsoiler | |
CN111257895B (zh) | 非接触式农机具偏移误差自适应补偿方法、系统及拖拉机 | |
Wang et al. | Experiments and Performance Evaluation of a New Wheat Seed Shooting Device for the North China Plain | |
CN203274661U (zh) | 土壤耕整层表面不平度测量尺 | |
Lü et al. | Performance analysis and experiment of cup-belt type patato seed-metering device with flow deflector | |
Sudduth et al. | Site-specific compaction, soil physical property, and crop yield relationships for claypan soils | |
CN114897953B (zh) | 一种基于多靶标共线连接的水上水下点云一致性评估方法 | |
Chen et al. | Effect of soil surface roughness on emergence rate and yield of mechanized direct-seeded rapeseed based on 3D laser scanning | |
Wang et al. | Experiment and parameter optimization of an automatic row following system for the traction beet combine harvester | |
CN110253344A (zh) | 一种刀具刃口钝化去除量的表征方法 |
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 | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20220624 |