CN111742658A - 颗粒物的播撒检测方法及相关装置 - Google Patents

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CN111742658A CN202010167176.1A CN202010167176A CN111742658A CN 111742658 A CN111742658 A CN 111742658A CN 202010167176 A CN202010167176 A CN 202010167176A CN 111742658 A CN111742658 A CN 111742658A
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Abstract

本申请的实施例提供了一种颗粒物的播撒检测方法及相关装置，涉及控制检测领域。该方法应用于包括播撒单元以及雷达传感器的播撒设备，雷达传感器设置在播撒单元的播撒出口周围，该方法包括：控制雷达传感器检测从播撒出口喷出的颗粒物的距离数据以及方位数据；距离数据表征颗粒物与雷达传感器之间的距离；根据距离数据以及方位数据确定颗粒物的空间位置数据；根据空间位置数据确定播撒单元的播撒流量数据。由于通过雷达传感器播撒设备能够准确地检测出颗粒物的空间位置数据，以及由于雷达传感器本身不怕灰尘遮挡，进而本申请能够准确、稳定地检测出播撒单元所播撒出去的颗粒物的流量数据。

Description

颗粒物的播撒检测方法及相关装置
技术领域
本申请涉及控制检测领域，具体而言，涉及一种颗粒物的播撒检测方法及相关装置。
背景技术
随着科技的发展与社会的进步，各个行业的自动化程度越来越高，例如在植保作业领域，目前的播撒作业任务越来越多的由无人机、无人车等作业设备来完成。
目前，作业设备在进行播撒作业任务时，通常是将存储在容器单元的颗粒物通过播撒单元进行播撒，进而完成播撒作业任务。然而，现有的作业设备在进行播撒时，其实际仅能检测到播撒单元的播撒出口是否有颗粒物落下，也即是说，其不能检测出播撒单元所播撒出去的颗粒物的流量数据。并且，现有的作业设备的传感器常常被灰尘覆盖，无法正常工作。
发明内容
本申请的目的包括，例如，提供了一种颗粒物的播撒检测方法及相关装置，其能够准确、稳定地检测出播撒单元所播撒出去的颗粒物的流量数据。
本申请的实施例可以这样实现：
第一方面，实施例提供一种颗粒物的播撒检测方法，应用于播撒设备，所述播撒设备包括播撒单元以及雷达传感器，所述雷达传感器设置在所述播撒单元的播撒出口周围，所述方法包括：控制所述雷达传感器检测从所述播撒出口喷出的颗粒物的距离数据以及方位数据；所述距离数据表征所述颗粒物与所述雷达传感器之间的距离；根据所述距离数据以及所述方位数据确定所述颗粒物的空间位置数据；根据所述空间位置数据确定所述播撒单元的播撒流量数据。
在可选的实施方式中，在获取到预设时间段内从所述播撒出口喷出的所有颗粒物的空间位置数据集后，所述根据所述空间位置数据确定所述播撒单元的播撒流量数据的步骤包括：根据所述空间位置数据集确定预设时间段内从所述播撒出口喷出的颗粒物的喷出数量；获取所述颗粒物的平均质量，并根据所述喷出数量和所述平均质量确定所述播撒单元的播撒流量数据。
在可选的实施方式中，所述方法还包括：控制所述雷达传感器检测从所述播撒出口喷出的颗粒物的速度数据。
在可选的实施方式中，在获取到预设时间段内从所述播撒出口喷出的所有颗粒物的速度数据集后，所述控制所述雷达传感器检测从所述播撒出口喷出的颗粒物的速度数据的步骤之后，所述方法还包括：根据所述速度数据集确定预设时间段内从所述播撒出口喷出的所有颗粒物的平均速度；将所述平均速度确定为所述播撒单元的播撒流速数据。
在可选的实施方式中，所述方法还包括：控制所述雷达传感器检测从所述播撒出口喷出的颗粒物的大小数据。
在可选的实施方式中，所述雷达传感器为多发多收毫米波雷达，所述控制所述雷达传感器检测从所述播撒出口喷出的颗粒物的距离数据以及方位数据的步骤包括：控制所述多发多收毫米波雷达发射和接收毫米波；根据发射和接收的毫米波确定出从所述播撒出口喷出的颗粒物的距离数据以及方位数据。
第二方面，实施例提供一种颗粒物的播撒检测方法，应用于播撒设备，所述播撒设备包括播撒单元以及雷达传感器，所述雷达传感器设置在所述播撒单元的播撒出口周围，所述播撒单元的播撒出口包括多个子播撒口，所述方法包括：控制所述雷达传感器检测从所述播撒出口喷出的颗粒物的距离数据以及方位数据；所述距离数据表征所述颗粒物与所述雷达传感器之间的距离；根据所述距离数据以及所述方位数据确定所述颗粒物的空间位置数据；根据所述空间位置数据确定所述颗粒物对应的子播撒口，从而确定各个子播撒口的播撒流量数据。
第三方面，实施例提供一种颗粒物的播撒检测装置，应用于播撒设备，所述播撒设备包括播撒单元以及雷达传感器，所述雷达传感器设置在所述播撒单元的播撒出口周围，所述装置包括：检测模块，用于控制所述雷达传感器检测从所述播撒出口喷出的颗粒物的距离数据以及方位数据；所述距离数据表征所述颗粒物与所述雷达传感器之间的距离；所述检测模块，还用于根据所述距离数据以及所述方位数据确定所述颗粒物的空间位置数据；计算模块，用于根据所述空间位置数据确定所述播撒单元的播撒流量数据。
在可选的实施方式中，在获取到预设时间段内从所述播撒出口喷出的所有颗粒物的空间位置数据集后，所述计算模块用于根据所述空间位置数据集确定预设时间段内从所述播撒出口喷出的颗粒物的喷出数量；所述计算模块还用于获取所述颗粒物的平均质量，并根据所述喷出数量和所述平均质量确定所述播撒单元的播撒流量数据。
在可选的实施方式中，所述检测模块还用于控制所述雷达传感器检测从所述播撒出口喷出的颗粒物的速度数据。
在可选的实施方式中，在获取到预设时间段内从所述播撒出口喷出的所有颗粒物的速度数据集后，所述计算模块用于根据所述速度数据集确定预设时间段内从所述播撒出口喷出的所有颗粒物的平均速度；所述计算模块还用于将所述平均速度确定为所述播撒单元的播撒流速数据。
在可选的实施方式中，所述检测模块还用于控制所述雷达传感器检测从所述播撒出口喷出的颗粒物的大小数据。
在可选的实施方式中，所述雷达传感器为多发多收毫米波雷达，所述检测模块用于控制所述多发多收毫米波雷达发射和接收毫米波；所述检测模块还用于根据发射和接收的毫米波确定出从所述播撒出口喷出的颗粒物的距离数据以及方位数据。
第四方面，实施例提供一种颗粒物的播撒检测装置，应用于播撒设备，所述播撒设备包括播撒单元以及雷达传感器，所述雷达传感器设置在所述播撒单元的播撒出口周围，所述播撒单元的播撒出口包括多个子播撒口，所述装置包括：检测模块，用于控制所述雷达传感器检测从所述播撒出口喷出的颗粒物的距离数据以及方位数据；所述距离数据表征所述颗粒物与所述雷达传感器之间的距离；所述检测模块，还用于根据所述距离数据以及所述方位数据确定所述颗粒物的空间位置数据；计算模块，用于根据所述空间位置数据确定所述颗粒物对应的子播撒口，从而确定各个子播撒口的播撒流量数据。
第五方面，实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述实施方式中任一项所述的颗粒物的播撒检测方法。
第六方面，实施例提供一种播撒设备控制单元，包括处理器和存储器，所述存储器存储有机器可读指令，所述处理器用于执行所述机器可读指令，以实现如前述实施方式中任一项所述的颗粒物的播撒检测方法。
第七方面，实施例提供一种播撒设备，包括：播撒单元；雷达传感器，所述雷达传感器设置在所述播撒单元的播撒出口周围；以及播撒设备控制单元，所述播撒设备控制单元包括处理器和存储器，所述存储器存储有机器可读指令，所述处理器用于执行所述机器可读指令，以实现如前述实施方式中任一项所述的颗粒物的播撒检测方法。
第八方面，实施例提供一种作业设备，包括：机体；动力设备，安装在所述机体，用于为所述作业设备提供动力；以及播撒设备，所述播撒设备包括播撒单元、雷达传感器以及播撒设备控制单元；所述雷达传感器设置在所述播撒单元的播撒出口周围；所述播撒设备控制单元包括处理器和存储器，所述存储器存储有机器可读指令，所述处理器用于执行所述机器可读指令，以实现如前述实施方式中任一项所述的颗粒物的播撒检测方法。
本申请实施例的有益效果包括，例如：由于雷达传感器能够根据发射波和返回波之间的时间差准确确定出被探测物体的空间位置数据，因此通过雷达传感器，播撒设备能够准确地检测出从播撒出口喷出的颗粒物的空间位置数据，然后根据该空间位置数据确定播撒单元的播撒流量数据。又由于雷达传感器本身不怕灰尘遮挡，进而播撒设备还能够稳定地检测出播撒单元所播撒出去的颗粒物的流量数据。故本申请能够准确、稳定地检测出播撒单元所播撒出去的颗粒物的流量数据。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例所提供的播撒设备的一种结构框图；
图2为本申请实施例所提供的播撒设备的另一种结构框图；
图3为本申请实施例所提供的播撒设备控制单元的一种结构框图；
图4为本申请实施例所提供的作业设备的结构框图；
图5为本申请实施例所提供的无人机的结构框图；
图6为本申请实施例所提供的颗粒物的播撒检测方法的一种流程图；
图7为本申请实施例所提供的S100的一种流程图；
图8为本申请实施例所提供的颗粒物的播撒检测方法的另一种流程图；
图9为本申请实施例所提供的颗粒物的播撒检测方法的另一种流程图；
图10为本申请实施例所提供的颗粒物的播撒检测方法的另一种流程图；
图11为本申请实施例所提供的颗粒物的播撒检测装置的一种功能模块图。
图标：100-播撒设备；110-播撒单元；111-料箱；112-阀门；113-加速器；114-播撒管道；120-雷达传感器；130-播撒设备控制单元；131-存储器；132-处理器；133-总线；134-通信接口；200-作业设备；210-机体；220-动力设备；300-无人机；400-颗粒物的播撒检测装置；410-检测模块；420-计算模块。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互结合。
在实现本申请实施例的技术方案的过程中，本申请发明人发现：
现有的播撒设备在播撒颗粒物时通常通过红外传感器、激光传感器、电容传感器等对颗粒物的播撒状态进行检测，这些传感器均被镶嵌在播撒设备的播撒单元的播撒管道内部。
以现有播撒设备在播撒颗粒物时通过红外传感器对颗粒物的播撒状态进行检测为例，红外传感器包括有红外发射器和红外接收器，红外发射器和红外接收器均被安装在播撒管道内部，当现有的播撒设备在播撒颗粒物时，颗粒物会不断地通过播撒管道被播撒出去，通过播撒管道的颗粒物会遮挡红外发射器所发出的信号，因此通过红外传感器即可检测出播撒管道内是否有颗粒物通过，然而，对于颗粒物的速度、加速度、方向以及一段时间内通过播撒管道的颗粒物数量等数据，现有的播撒设备均无法进行检测。换句话说，现有的播撒设备在进行播撒时实际仅能检测到播撒单元的播撒出口是否有颗粒物落下，不能检测出播撒单元所播撒出去的颗粒物的流量数据。
并且，由于上述的传感器均被镶嵌在播撒设备的播撒单元的播撒管道内部，当现有的播撒设备在播撒颗粒物时通常会引起大量的灰尘，这些灰尘会覆盖在传感器的表面，这会导致传感器无法正常工作，即，现有的播撒设备在进行播撒时还可能无法正常检测出播撒的状态。
因此，为了改善上述缺陷，本申请实施例提出一种颗粒物的播撒检测方法及相关装置，其能够准确、稳定地检测出播撒单元所播撒出去的颗粒物的流量数据。需要说明的是，以上现有技术中的方案所存在的缺陷，均是发明人在经过实践并仔细研究后得出的结果，因此，上述问题的发现过程以及下文中本申请实施例针对上述问题所提出的解决方案，都应该是发明人在本申请过程中对本申请做出的贡献。
请参照图1，为本申请实施例所提供的播撒设备100的一种结构框图。该播撒设备100可以包括播撒单元110、雷达传感器120以及播撒设备控制单元130，雷达传感器120可以设置在播撒单元110的播撒出口周围，播撒设备控制单元130分别与播撒单元110、雷达传感器120电连接。播撒单元110可以用于播撒颗粒物(例如小麦种子、水稻种子、肥料等)，雷达传感器120可以用于检测播撒单元110播撒出的颗粒物的空间位置数据等信息。播撒设备控制单元130可以控制雷达传感器120检测从播撒单元110的播撒出口喷出的颗粒物的空间位置数据，并根据上述数据进行颗粒物的播撒检测，能够准确、稳定地检测出播撒单元所播撒出去的颗粒物的流量数据，实现本申请提供的颗粒物的播撒检测方法。
在一些可能的实施例中，如图2所示，雷达传感器120可以设置在播撒单元110的播撒出口周围，播撒单元110可以包括料箱111、阀门112、加速器113以及播撒管道114，料箱111用于盛放颗粒物(例如上述的小麦种子、水稻种子、肥料等)，阀门112用于控制颗粒物的播撒速度，加速器113用于加快颗粒物的播撒速度，播撒管道114用于控制播撒的区域和方向。
需要说明的是，现有的播撒设备通常将红外传感器、激光传感器、电容传感器镶嵌在播撒设备的播撒单元的播撒管道114内部对颗粒物的播撒状态进行检测，存在着不能检测出播撒单元所播撒出去的颗粒物的流量数据以及无法正常工作的问题。而如图2中所示，本申请创造性的将雷达传感器120与播撒单元110分开设置，并将雷达传感器120设置在播撒单元110的播撒出口周围，只需要该雷达传感器120的检测区域大于播撒单元110的播撒区域即可准确测量到从播撒出口喷出的颗粒物的空间位置数据，进而解决了现有技术的问题的同时还实现了准确、稳定地检测出播撒单元所播撒出去的颗粒物的流量数据的目的。
此外应理解，图2所示的播撒设备100的结构只是为了便于阐述而给出的示意图，本申请所提供的播撒设备100装置不只局限于图2所示的播撒设备100。例如，该播撒设备100的播撒单元的播撒管道114也可以是单通道管道或是多通道管道，该播撒设备100的播撒单元的播撒管道114的安装形式可以是多通道垂直安装、单通道垂直安装、多通道水平安装、多通道水平安装等安装形式。并且，雷达传感器120的安装位置可以是播撒管道114之下的任意方向和任意位置，例如，雷达传感器120的安装位置可以是满足“雷达传感器120的雷达波发射方向与播撒单元的播撒管道114的出料方向横截面的面积最大的方向”条件的任一位置。另，当播撒管道114为多通道管道时(即播撒单元的播撒出口包括多个子播撒口)，该雷达传感器120可同时测量播撒管道114的多个通道(即多个子播撒口)喷出的颗粒物的空间位置数据。
在一些可能的实施例中，请参照图3，播撒设备控制单元130可以包括：存储器131、处理器132、总线133和通信接口134，该存储器131、处理器132和通信接口134相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条总线133或信号线实现电性连接。处理器132可以处理与颗粒物的播撒检测有关的信息和/或数据，以执行本申请中描述的一个或多个功能。例如，处理器132可以控制雷达传感器120检测从播撒单元110的播撒出口喷出的颗粒物的空间位置数据，并根据上述数据进行颗粒物的播撒检测，能够准确、稳定地检测出播撒单元所播撒出去的颗粒物的流量数据，实现本申请提供的颗粒物的播撒检测方法。
其中，存储器131可以是但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。
处理器132可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。该处理器132可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
进一步的，在实际应用中，还可以将上述播撒设备100安装在作业设备上，进而实现在不同的应用场景下使用作业设备进行颗粒物的播撒。例如，可以将上述播撒设备100安装在无人机或无人船上，实现在湖泊或者海洋区域该无人机或无人船进行饵料的播撒；或，可以将上述播撒设备100安装在无人机或无人车上，实现在平原上使用该无人机或无人车进行种子的播撒；或，可以将上述播撒设备100安装在无人机或无人车上，实现在果园林地使用该无人机或无人车进行农药的播撒等。
因此，本申请实施例还提供一种作业设备，请参照图4，为本申请实施例所提供的作业设备200的结构框图，该作业设备200可以包括机体210、动力设备220以及上述的播撒设备100。
其中，动力设备220安装在上述的机体210，用于为作业设备200提供动力。播撒设备100可以包括播撒单元110、雷达传感器120以及播撒设备控制单元130，雷达传感器120可以设置在播撒单元110的播撒出口周围，播撒单元110可以用于播撒颗粒物(例如小麦种子、水稻种子、肥料等)，雷达传感器120可以用于检测播撒单元110播撒出的颗粒物的空间位置数据等信息，播撒设备控制单元130可以控制雷达传感器120检测从播撒单元110的播撒出口喷出的颗粒物的空间位置数据，并根据上述数据进行颗粒物的播撒检测，能够准确、稳定地检测出播撒单元所播撒出去的颗粒物的流量数据，实现本申请提供的颗粒物的播撒检测方法。
应理解，本申请提供的作业设备200可以根据作业需求采用不同的构造，例如，本申请所提供的作业设备200的可以是无人机、无人车、无人船等。也即是说，图4所示的结构仅为示意，该作业设备200还可包括比图4中所示更多或者更少的组件，或者具有与图4所示不同的配置。图4中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
以本申请所提供的作业设备200为无人机为例，如图5所示，为本申请实施例所提供的无人机300的结构框图。无人机300可以包括：机体210、动力设备220以及上述的播撒设备100。
其中，动力设备220安装在上述的机体210，用于为无人机300提供动力，动力设备220可以包括电动机、电源以及螺旋桨等组件中的至少一种。如图1和图2所示，播撒设备100可以包括播撒单元110、雷达传感器120以及播撒设备控制单元130，雷达传感器120可以设置在播撒单元110的播撒出口周围。
在一些可能的实施例中，播撒设备控制单元130可以与播撒单元110、雷达传感器120以及动力设备220通信连接，用于控制无人机300的飞行和颗粒物的播撒，换句话说，播撒设备控制单元130可以是无人机300的飞行控制器。
在另一些可能的实施例中，播撒设备控制单元130可以与播撒单元110、雷达传感器120以及无人机300的飞行控制器通信连接，无人机300的飞行控制器与用于控制无人机300的飞行以及向播撒设备控制单元130发送颗粒物的播撒控制指令，播撒设备控制单元130可以根据该播撒控制指令控制播撒单元进行颗粒物的播撒。即，播撒设备控制单元130可以控制雷达传感器120检测从播撒单元110的播撒出口喷出的颗粒物的空间位置数据，并根据上述数据进行颗粒物的播撒检测，能够准确、稳定地检测出播撒单元所播撒出去的颗粒物的流量数据，实现本申请提供的颗粒物的播撒检测方法。
此外，还需要说明的是，在一些可能的实施例中，上述的雷达传感器120可以是毫米波雷达。
下面，为了便于理解，本申请以下实施例将以图1和图2所示的播撒设备100为例，结合附图，对本申请实施例提供的颗粒物的播撒检测方法进行具体阐述。
请参照图6，图6示出了本申请实施例提供的颗粒物的播撒检测方法的一种流程图。该颗粒物的播撒检测方法可以应用于上述的播撒设备100，该颗粒物的播撒检测方法可以包括以下步骤：
S100，控制雷达传感器检测从播撒出口喷出的颗粒物的距离数据以及方位数据；
其中，距离数据表征颗粒物与雷达传感器之间的距离。
在本实施例中，雷达传感器可以发射一组电磁波，这组电磁波中的部分在遇到障碍物后会被反射，而由于电磁波的绕射和透射特性，其余部分电磁波会绕开或穿透障碍物继续前行，并且，这些绕开或穿透障碍物的电磁波在再次遇到障碍物后仍会出现部分电磁波被反射的情况。雷达传感器可以接收这些被返回回来的电磁波，然后根据发射这组电磁波的时间和接收电磁波的时间等数据即可确定出颗粒物的距离数据以及方位数据。换句话说，雷达传感器可以根据发射波和返回波之间的时间差准确地确定出被探测物体的距离数据以及方位数据，因此，相对于现有的播撒设备仅能检测出有无颗粒物被播撒出去，本申请的方法实施例能够通过雷达传感器120检测出颗粒物的距离数据以及方位数据等信息。即，通过雷达传感器，播撒设备100能够准确地检测出从播撒出口喷出的颗粒物的距离数据以及方位数据。
其中，雷达传感器120可以检测出颗粒物在三维空间中的位置(可以以x，y，z坐标表示)，以及可以检测出颗粒物在三维空间中的速度(可以以vx，vy，vz矢量表示)，还可以检测出颗粒物在三维空间中的加速度(可以以ax，ay，az矢量表示)，也就是说雷达传感器120可以检测到每一颗颗粒物的位置、速度、加速度等空间状态属性。
还可以理解的是，本申请实施例中的雷达传感器可以是多发多收(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)毫米波雷达(也可称为二维雷达)，并且当上述的雷达传感器120为多发多收毫米波雷达时，对于如何“控制雷达传感器检测从播撒出口喷出的颗粒物的距离数据以及方位数据”，S100可以包括如下步骤：控制多发多收毫米波雷达发射和接收毫米波；根据发射和接收的毫米波确定出从播撒出口喷出的颗粒物的距离数据以及方位数据。
例如，假设雷达传感器120为多发多收毫米波雷达，其在水平方向有M个发射通道和N个接收通道(雷达传感器120在垂直方向上的发射通道和接收通道的配置可以与水平方向相同或不同，在此仅以水平方向为例)。则“控制多发多收毫米波雷达发射和接收毫米波；根据发射和接收的毫米波确定出从播撒出口喷出的颗粒物的距离数据以及方位数据”的步骤过程可以参考图7：
步骤1、控制雷达传感器120发射信号(即电磁波)；
步骤2、控制雷达传感器120接收反射的信号；
由于雷达传感器120在水平方向有M个发射通道和N个接收通道，此时的M个发射通道和N个接收通道的雷达传感器120可以等效为1发R收的雷达传感器(其中，M×N＝R)，则雷达传感器120可以接收到R维数据，每一维数据可以通过ADC(模数转换器，Analog-to-Digital Converter)采集Q个数据。当每一帧播撒设备100控制雷达传感器120发射K次信号时，则在每一帧中雷达传感器120的每个接收通道可以通过ADC采集到K×Q个数据，进而在每一帧中雷达传感器120接收反射的信号的数据总量是K×Q×R个数据(称为原始数据)。
步骤3、在获取到反射的信号后，对反射的信息的数据进行第一次快速傅里叶变换(FFT，fast Fourier transform)，得到距离FFT数据；
在获取到原始数据(即一帧中的K×Q×R个数据)后，可以以每个接收通道对应的数据为行向量，对每个接收通道对应的行向量做K1点的行快速傅里叶变换，得到距离FFT数据。
步骤4、对距离FFT数据进行第二次快速傅里叶变换，得到多普勒FFT数据，并根据多普勒FFT数据确定出从播撒出口喷出的颗粒物的距离数据以及速度数据；
在每个接收通道对应的行向量都完成第一次快速傅里叶变换后，可以对每个接收通道对应的列向量做K2点快速傅里叶变换(即多普勒FFT)，得到多普勒FFT数据，最终每个接收通道都得到一个对应的K1*K2的距离多普勒矩阵。将这R个距离多普勒矩阵相加，求平均，即可得到多普勒距离矩阵。在得到多普勒距离矩阵后，通过雷达目标检测算法(例如恒虚警(Constant False-Alarm Rate，CFAR)、固定阈值法等)即可确定出从播撒出口喷出的颗粒物的距离数据以及速度数据。
步骤5、对多普勒FFT数据进行第三次快速傅里叶变换，得到角度FFT数据，并根据角度FFT数据确定出从播撒出口喷出的颗粒物的方位数据(此方法在雷达领域已为成熟技术，在此不再赘述)。
此外，还可以根据DBF(digtal beam forming，数字波束形成)或MUSIC(多信号分类算法，Multiple Signal classification)算法等确定出从播撒出口喷出的颗粒物的方位数据。
应理解，现有技术中虽然可以利用雷达来检测物体的距离数据以及方位数据，但是现有技术中的利用雷达来检测物体的距离数据以及方位数据的效果实际仅仅只是检测出物体的空间位置。而本申请通过使用多发多收毫米波雷达来检测从播撒出口喷出的颗粒物的距离数据以及方位数据，进而确定出播撒单元的播撒流量数据，达到了“能够准确、稳定地检测出播撒单元所播撒出去的颗粒物的流量数据”这一意料不到的技术效果。这是本领域技术人员不容易想到的。
另外，还应理解，在一些可能的实施例中，在执行上述的S100之前，本申请所提供的方法还可以包括：判断播撒单元是否处于播撒颗粒物的状态。当播撒单元110处于播撒颗粒物的状态时，可以继续执行S100；当播撒单元不处于播撒颗粒物的状态时，则可以返回再次执行“判断播撒单元是否处于播撒颗粒物的状态”步骤。其中，播撒设备100判断播撒单元110是否处于播撒颗粒物的状态的方式可以是：播撒设备100通过判断播撒单元110的阀门是否开启以确定播撒单元110是否处于播撒颗粒物的状态，或者通过判断是否已经向播撒单元发送播撒指令以确定播撒单元110是否处于播撒颗粒物的状态。应理解，当播撒单元110有颗粒物被播撒出来时，则说明播撒单元110处于播撒颗粒物的状态，本申请对于播撒设备100判断播撒单元110是否处于播撒颗粒物的状态的方式不做限定。
S110，根据距离数据以及方位数据确定颗粒物的空间位置数据。
例如，在确定出从播撒出口喷出的颗粒物的距离数据以及方位数据后，播撒设备100可以先根据距离数据以及方位数据确定出以播撒设备100为参考位置的颗粒物的相对位置数据，然后根据播撒设备100的位置数据以及该相对位置数据确定出颗粒物的空间位置数据。
S120，根据空间位置数据确定播撒单元的播撒流量数据。
以确定出一段时间内从播撒出口喷出的所有颗粒物的空间位置数据为例，播撒设备100可以根据该所有颗粒物的空间位置数据确定出这段时间内播撒单元110所播撒出的颗粒物的总数，然后根据播撒单元110所播撒出的颗粒物的总数以及这段时间的长度即可确定出播撒单元110的播撒流量数据。
换句话说，当播撒单元处于播撒颗粒物的状态时，播撒单元110可以控制雷达传感器120检测出预设时间段内从播撒出口喷出的所有颗粒物的空间位置数据，然后根据所述所有颗粒物的空间位置数据以及预设时间段的时间长度确定出播撒单元110在该预设时间段内的播撒流量数据。
应理解，由于雷达传感器能够根据发射波和返回波之间的时间差准确确定出被探测物体的空间位置数据，因此通过雷达传感器，播撒设备能够准确地检测出从播撒出口喷出的颗粒物的空间位置数据，然后根据该空间位置数据确定播撒单元的播撒流量数据。又由于雷达传感器本身不怕灰尘遮挡，进而播撒设备还能够稳定地检测出播撒单元所播撒出去的颗粒物的流量数据。故本申请能够准确、稳定地检测出播撒单元所播撒出去的颗粒物的流量数据。
在一些可能的实施例中，在获取到预设时间段内从播撒出口喷出的所有颗粒物的空间位置数据集后，对于如何根据空间位置数据确定播撒单元的播撒流量数据，在图6的基础上，请参照图8，S120可以包括：
S120A，根据空间位置数据集确定预设时间段内从播撒出口喷出的颗粒物的喷出数量。
在实际应用中，播撒设备100可以通过雷达传感器120实时连续地检测出从播撒单元110的播撒出口喷出的颗粒物的空间位置数据，进而为了获取到预设时间段内播撒单元的播撒流量，播撒设备100可以记录预设时间段内从播撒单元110的播撒出口喷出的所有颗粒物的空间位置数据(即空间位置数据集)，然后根据该空间位置数据集即可确定出预设时间段内从播撒出口喷出的颗粒物的喷出数量。
例如，以图1和图2所示的播撒设备为例，雷达传感器120可以检测到其发射方向与播撒单元的出料方向相交的交界空间处的所有颗粒物的空间位置数据，假设预设时间段为19：10：10至19：10：11，则在19：10：10至19：10：11之间，播撒设备100可以通过雷达传感器120实时连续地检测出经过交界空间处的所有颗粒物的空间位置数据，进而可以累计出19：10：10至19：10：11之间从播撒出口喷出的颗粒物的喷出数量。
S120B，获取颗粒物的平均质量，并根据喷出数量和平均质量确定播撒单元的播撒流量数据。
在获取到预设时间段内从播撒出口喷出的颗粒物的喷出数量后，假设颗粒物的平均质量为10g，喷出数量为1000颗，则播撒设备100还可以计算出播撒流量数据为1000颗×10g＝10000(颗·g)。
进一步的，当播撒单元处于播撒颗粒物的状态时，为了更加全面地检测出播撒单元的播撒状态，在图6的基础上，请参照图9，本申请所提供的方法还可以包括：
S130，控制雷达传感器检测从播撒出口喷出的颗粒物的速度数据(此步骤可以参考上述的S100，在此不再赘述)。
在获取到预设时间段内从播撒出口喷出的所有颗粒物的速度数据集后，在一些可能的实施例中，请继续参照图9，本申请所提供的方法还包括：
S140，根据速度数据集确定预设时间段内从播撒出口喷出的所有颗粒物的平均速度。
例如，可以将速度数据集的平均值作为预设时间段内从播撒出口喷出的所有颗粒物的平均速度。
S150，将平均速度确定为播撒单元的播撒流速数据。
进一步的，当播撒单元处于播撒颗粒物的状态时，为了进一步检测出播撒单元所播撒出的颗粒物的大小形状，请继续参照图9，本申请所提供的方法还包括：
此外应理解，在确定出播撒单元的播撒流量数据后，还可以根据该播撒单元的播撒流量数据直接确定出播撒单元的播撒流速数据。
S160，当播撒单元处于播撒颗粒物的状态时，控制雷达传感器检测从播撒出口喷出的颗粒物的大小数据。
例如，可以采用雷达散射截面(RCS，Radar Cross section)算法确定出颗粒物的大小数据。
此外，还应理解，本申请所提供的颗粒物的播撒检测方法还可以包括：控制雷达传感器检测播撒出口是否有颗粒物喷出。也即是说，基于本申请提供的颗粒物的播撒检测方法还可以实现检测播撒单元的出口有无颗粒物落下的目的。
应理解，上述的S100、S130、S160之间并无执行的先后顺序。
由于播撒管道114可以为多通道管道(即播撒单元的播撒出口包括多个子播撒口)，为了使得本申请所提供的颗粒物的播撒检测方法能够准确、稳定地测量出播撒管道114的各个子播撒口的播撒流量数据，本申请还提供了一种颗粒物的播撒检测方法，请参照图10，该方法可以应用于上述的播撒设备100，该播撒设备100包括播撒单元110以及雷达传感器120，雷达传感器120设置在播撒单元110的播撒出口周围，播撒单元110的播撒出口包括多个子播撒口(即播撒单元110的播撒管道114包括有多个子播撒口)。该方法可以包括如下步骤：
S200，控制雷达传感器检测从播撒出口喷出的颗粒物的距离数据以及方位数据；距离数据表征颗粒物与雷达传感器之间的距离；
S210，根据距离数据以及方位数据确定颗粒物的空间位置数据；
S220，根据空间位置数据确定颗粒物对应的子播撒口，从而确定各个子播撒口的播撒流量数据。
其中上述的S200与S210可以分别参照S100、S110，在此不再赘述。而对于S220，在可能的实施例中，以确定出一段时间内各个子播撒口的播撒流量数据为例，播撒设备100可以根据各个颗粒物的空间位置数据确定出播撒各个颗粒物的子播撒口，进而确定出各个颗粒物所对应的子播撒口(即确定出了每个颗粒物与各个播撒出口之间的对应关系)。在确定出各个颗粒物所对应的子播撒口后，即可根据每个颗粒物与各个播撒出口之间的对应关系确定出各个子播撒口在一段时间内所播撒出的颗粒物的总数，然后根据各个子播撒口所播撒出的颗粒物的总数以及这段时间的长度即可确定出各个子播撒口的播撒流量数据。
换句话说，当播撒单元处于播撒颗粒物的状态时，播撒单元110可以控制雷达传感器120检测出预设时间段内从各个子播撒口喷出的所有颗粒物的空间位置数据，然后根据各个子播撒口所喷出的颗粒物的空间位置数据以及预设时间段的时间长度确定出播撒单元110的各个子播撒口在该预设时间段内的播撒流量数据。
为了执行上述实施例及各个可能的方式中的相应步骤，下面给出一种颗粒物的播撒检测装置的实现方式，请参阅图11，图11示出了本申请实施例提供的颗粒物的播撒检测装置的一种功能模块图。需要说明的是，本实施例所提供的颗粒物的播撒检测装置400，其基本原理及产生的技术效果和上述实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。该颗粒物的播撒检测装置400包括：检测模块410、计算模块420。
可选地，上述模块可以软件或固件(Firmware)的形式存储于存储器中或固化于本申请提供的播撒设备100的操作系统(Operating System，OS)中，并可由播撒设备100中的处理器执行。同时，执行上述模块所需的数据、程序的代码等可以存储在存储器中。
检测模块410可以用于控制所述雷达传感器检测从所述播撒出口喷出的颗粒物的距离数据以及方位数据；所述距离数据表征所述颗粒物与所述雷达传感器之间的距离。
可以理解的是，检测模块410可以用于支持播撒设备100执行上述S100等，和/或用于本文所描述的技术的其他过程。
检测模块410还可以用于根据所述距离数据以及所述方位数据确定所述颗粒物的空间位置数据。
可以理解的是，检测模块410可以用于支持播撒设备100执行上述S110等，和/或用于本文所描述的技术的其他过程。
计算模块420可以用于根据所述空间位置数据确定所述播撒单元的播撒流量数据。
可以理解的是，计算模块420可以用于支持播撒设备100执行上述S120等，和/或用于本文所描述的技术的其他过程。
在一些可能的实施例中，在获取到预设时间段内从播撒出口喷出的所有颗粒物的空间位置数据集后，对于如何根据空间位置数据确定播撒单元的播撒流量数据，计算模块420可以用于根据空间位置数据集确定预设时间段内从播撒出口喷出的颗粒物的喷出数量，以及用于获取颗粒物的平均质量，并根据喷出数量和平均质量确定播撒单元的播撒流量数据。
可以理解的是，计算模块420可以用于支持播撒设备100执行上述S120A、S120B等，和/或用于本文所描述的技术的其他过程。
进一步的，当播撒单元处于播撒颗粒物的状态时，为了更加全面地检测出播撒单元的播撒状态，检测模块410还可以用于控制雷达传感器检测从播撒出口喷出的颗粒物的速度数据；用于根据速度数据集确定预设时间段内从播撒出口喷出的所有颗粒物的平均速度；以及用于将平均速度确定为播撒单元的播撒流速数据。
可以理解的是，检测模块410可以用于支持播撒设备100执行上述S130、S140、S150等，和/或用于本文所描述的技术的其他过程。
进一步的，当播撒单元处于播撒颗粒物的状态时，为了进一步检测出播撒单元所播撒出的颗粒物的大小形状，检测模块410还可以用于当播撒单元处于播撒颗粒物的状态时，控制雷达传感器检测从播撒出口喷出的颗粒物的大小数据。
可以理解的是，检测模块410可以用于支持播撒设备100执行上述S160等，和/或用于本文所描述的技术的其他过程。
还应理解，本申请所提供的颗粒物的播撒检测装置400还可以执行上述实施例及各个可能的方式中的S200-S220步骤。
其中，检测模块410可以用于控制雷达传感器检测从播撒出口喷出的颗粒物的距离数据以及方位数据；距离数据表征颗粒物与雷达传感器之间的距离。
可以理解的是，检测模块410可以用于支持播撒设备100执行上述S200等，和/或用于本文所描述的技术的其他过程。
检测模块410还可以用于根据距离数据以及方位数据确定颗粒物的空间位置数据。
可以理解的是，检测模块410可以用于支持播撒设备100执行上述S210等，和/或用于本文所描述的技术的其他过程。
计算模块420可以用于根据所述空间位置数据确定所述颗粒物对应的子播撒口，从而确定各个子播撒口的播撒流量数据。
可以理解的是，计算模块420可以用于支持播撒设备100执行上述S220等，和/或用于本文所描述的技术的其他过程。
基于上述方法实施例，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述颗粒物的播撒检测方法的步骤。
具体地，该存储介质可以为通用的存储介质，如移动磁盘、硬盘等，该存储介质上的计算机程序被运行时，能够执行上述颗粒物的播撒检测方法，从而解决现有技术不能检测出播撒单元所播撒出去的颗粒物的流量数据以及无法正常工作的问题，实现准确、稳定地检测出播撒单元所播撒出去的颗粒物的流量数据的目的。
综上，本申请实施例提供了一种颗粒物的播撒检测方法及相关装置，该方法应用于播撒设备，播撒设备包括播撒单元以及雷达传感器，雷达传感器设置在播撒单元的播撒出口周围，该方法包括：控制雷达传感器检测从播撒出口喷出的颗粒物的距离数据以及方位数据；距离数据表征颗粒物与雷达传感器之间的距离；根据距离数据以及方位数据确定颗粒物的空间位置数据；根据空间位置数据确定播撒单元的播撒流量数据。由于雷达传感器能够根据发射波和返回波之间的时间差准确确定出被探测物体的空间位置数据，因此通过雷达传感器，播撒设备能够准确地检测出从播撒出口喷出的颗粒物的空间位置数据，然后根据该空间位置数据确定播撒单元的播撒流量数据。又由于雷达传感器本身不怕灰尘遮挡，进而播撒设备还能够稳定地检测出播撒单元所播撒出去的颗粒物的流量数据。故本申请能够准确、稳定地检测出播撒单元所播撒出去的颗粒物的流量数据。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (18)

1.一种颗粒物的播撒检测方法，其特征在于，应用于播撒设备，所述播撒设备包括播撒单元以及雷达传感器，所述雷达传感器设置在所述播撒单元的播撒出口周围，所述方法包括：
控制所述雷达传感器检测从所述播撒出口喷出的颗粒物的距离数据以及方位数据；所述距离数据表征所述颗粒物与所述雷达传感器之间的距离；
根据所述距离数据以及所述方位数据确定所述颗粒物的空间位置数据；
根据所述空间位置数据确定所述播撒单元的播撒流量数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取到预设时间段内从所述播撒出口喷出的所有颗粒物的空间位置数据集后，所述根据所述空间位置数据确定所述播撒单元的播撒流量数据的步骤包括：
根据所述空间位置数据集确定预设时间段内从所述播撒出口喷出的颗粒物的喷出数量；
获取所述颗粒物的平均质量，并根据所述喷出数量和所述平均质量确定所述播撒单元的播撒流量数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述播撒单元处于播撒颗粒物的状态时，控制所述雷达传感器检测从所述播撒出口喷出的颗粒物的速度数据。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在获取到预设时间段内从所述播撒出口喷出的所有颗粒物的速度数据集后，所述控制所述雷达传感器检测从所述播撒出口喷出的颗粒物的速度数据的步骤之后，所述方法还包括：
根据所述速度数据集确定预设时间段内从所述播撒出口喷出的所有颗粒物的平均速度；
将所述平均速度确定为所述播撒单元的播撒流速数据。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述播撒单元处于播撒颗粒物的状态时，控制所述雷达传感器检测从所述播撒出口喷出的颗粒物的大小数据。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述雷达传感器为多发多收毫米波雷达，所述控制所述雷达传感器检测从所述播撒出口喷出的颗粒物的距离数据以及方位数据的步骤包括：
控制所述多发多收毫米波雷达发射和接收毫米波；
根据发射和接收的毫米波确定出从所述播撒出口喷出的颗粒物的距离数据以及方位数据。
7.一种颗粒物的播撒检测方法，其特征在于，应用于播撒设备，所述播撒设备包括播撒单元以及雷达传感器，所述雷达传感器设置在所述播撒单元的播撒出口周围，所述播撒单元的播撒出口包括多个子播撒口，所述方法包括：
控制所述雷达传感器检测从所述播撒出口喷出的颗粒物的距离数据以及方位数据；所述距离数据表征所述颗粒物与所述雷达传感器之间的距离；
根据所述距离数据以及所述方位数据确定所述颗粒物的空间位置数据；
根据所述空间位置数据确定所述颗粒物对应的子播撒口，从而确定各个子播撒口的播撒流量数据。
8.一种颗粒物的播撒检测装置，其特征在于，应用于播撒设备，所述播撒设备包括播撒单元以及雷达传感器，所述雷达传感器设置在所述播撒单元的播撒出口周围，所述装置包括：
检测模块，用于控制所述雷达传感器检测从所述播撒出口喷出的颗粒物的距离数据以及方位数据；所述距离数据表征所述颗粒物与所述雷达传感器之间的距离；
所述检测模块，还用于根据所述距离数据以及所述方位数据确定所述颗粒物的空间位置数据；
计算模块，用于根据所述空间位置数据确定所述播撒单元的播撒流量数据。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，在获取到预设时间段内从所述播撒出口喷出的所有颗粒物的空间位置数据集后，所述计算模块用于根据所述空间位置数据集确定预设时间段内从所述播撒出口喷出的颗粒物的喷出数量；
所述计算模块还用于获取所述颗粒物的平均质量，并根据所述喷出数量和所述平均质量确定所述播撒单元的播撒流量数据。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述检测模块还用于控制所述雷达传感器检测从所述播撒出口喷出的颗粒物的速度数据。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，在获取到预设时间段内从所述播撒出口喷出的所有颗粒物的速度数据集后，所述计算模块用于根据所述速度数据集确定预设时间段内从所述播撒出口喷出的所有颗粒物的平均速度；
所述计算模块还用于将所述平均速度确定为所述播撒单元的播撒流速数据。
12.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述检测模块还用于控制所述雷达传感器检测从所述播撒出口喷出的颗粒物的大小数据。
13.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述雷达传感器为多发多收毫米波雷达，所述检测模块用于控制所述多发多收毫米波雷达发射和接收毫米波；
所述检测模块还用于根据发射和接收的毫米波确定出从所述播撒出口喷出的颗粒物的距离数据以及方位数据。
14.一种颗粒物的播撒检测装置，其特征在于，应用于播撒设备，所述播撒设备包括播撒单元以及雷达传感器，所述雷达传感器设置在所述播撒单元的播撒出口周围，所述播撒单元的播撒出口包括多个子播撒口，所述装置包括：
检测模块，用于控制所述雷达传感器检测从所述播撒出口喷出的颗粒物的距离数据以及方位数据；所述距离数据表征所述颗粒物与所述雷达传感器之间的距离；
所述检测模块，还用于根据所述距离数据以及所述方位数据确定所述颗粒物的空间位置数据；
计算模块，用于根据所述空间位置数据确定所述颗粒物对应的子播撒口，从而确定各个子播撒口的播撒流量数据。
15.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的颗粒物的播撒检测方法。
16.一种播撒设备控制单元，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有机器可读指令，所述处理器用于执行所述机器可读指令，以实现如权利要求1-7中任一项所述的颗粒物的播撒检测方法。
17.一种播撒设备，其特征在于，包括：
播撒单元；
雷达传感器，所述雷达传感器设置在所述播撒单元的播撒出口周围；
以及播撒设备控制单元，所述播撒设备控制单元包括处理器和存储器，所述存储器存储有机器可读指令，所述处理器用于执行所述机器可读指令，以实现如权利要求1-7中任一项所述的颗粒物的播撒检测方法。
18.一种作业设备，其特征在于，包括：
机体；
动力设备，安装在所述机体，用于为所述作业设备提供动力；
以及播撒设备，所述播撒设备包括播撒单元、雷达传感器以及播撒设备控制单元；所述雷达传感器设置在所述播撒单元的播撒出口周围；
所述播撒设备控制单元包括处理器和存储器，所述存储器存储有机器可读指令，所述处理器用于执行所述机器可读指令，以实现如权利要求1-7中任一项所述的颗粒物的播撒检测方法。
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