CN116097960B - 一种播种机排种的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种播种机排种的控制方法，属于农业播种技术领域，包括如下步骤：步骤A、设置播种的株距和定时器的计数频率；步骤B、根据播种机的移动速度确定定时器的脉冲计数值序列，然后步进电机根据计数频率和脉冲计数值序列控制排种器排种。本发明的有益效果是：（1）在不更换传动件，不增加任何成本的前提下，可随意设置株距及其他参数，都能保证精细播种的准确性。（2）针对单一模型滤波的缺陷，考虑了播种机在运动时的所有可能的运动状态，根据设置的判断条件，可有针对性的选取最适合当前运动的模型进行滤波，保证数据的准确性。（3）算法针对控制器计算能力有限的问题，充分考虑了实现时的简化性，工程可实施性强。

Description

一种播种机排种的控制方法

技术领域

本发明属于农业播种技术领域，具体涉及一种播种机排种的控制方法。

背景技术

播种机是以作物种子为播种对象的种植机械，通过播种机替代人力播种，可减轻播种时的劳动强度，提高播种速度和播种精度。

现有的播种机多采用行进单元与播种单元联动的方式，即通过一个驱动装置及配套使用的传动件同时驱动行进单元和播种单元，使得播种单元(排种器)可与播种机的行进速度呈一定的速率比例运转，即在播种机行进过程中，播种单元可通过转动持续将种子容器中的作物种子舀起并抛洒到目标种植区域。通过二者之间的传动连接，可保证播种机主要部件之间运转配合的稳定性，并实现对播种株距更精准的控制。

然而在实际播种作业过程中，需时常根据播种需求及播种机的实时状况对上述传动比作出调整，以调节播种速度及播种株距，其中涉及到拆装更换传动件(如链条、链轮等)等一系列操作，调整过程非常不便，严重降低播种作业的效率，且需要根据可能用到的传动比准备多套待更换传动件，将导致物料成本上升且不便于携带。

为解决上述技术问题，出现了采用步进电机驱动的排种器以实现株距的调节，其将传感器安装于行进单元的前轮以避免后轮滑移导致的漏播现象(如授权公告号为CN201243457Y所公开的技术方案)。

现有技术中至少存在以下技术问题：步进电机常伴有加减速算法来使速度曲线连续。步进电机转速的快慢是由脉冲频率的高低决定的，而脉冲频率的高低是由定时器的计算频率f_t和计数值C_n决定的，在计数频率f_t不变的情况下，脉冲周期只由脉冲计数值C_n决定，即在加速段/减速度的时候改变C_n的值提升/降低步进电机速度，而在匀速时，保持最高速度对应下的C_n值即可。C_n越小，脉冲周期越小，电机速度越快，反之则越慢，C_n不变，则转速恒定。

当应用到精细播种场景时，存在两个严重的问题：

(1)步进电机加减速模型是一个一次性的、从加速到减速的闭合过程模型，而实际情况中，播种机速度除了开始的起步加速和即将停止时的减速以外，中途会发生不断的变化，没有任何规律，现有的加减速模型显然不适合此场景。

(2)播种机上安装的定位和测速传感器，本身带有一定的误差，无法保证数据的准确性，错误的数据将会使种子的距离变得极其不均匀，进而无法实现精细播种。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种播种机排种的控制方法，保证排种器排种时株距的一致性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种播种机排种的控制方法，基于带有排种器的播种机，所述排种器由步进电机控制，包括如下步骤：

步骤A、设置播种机播种的株距D和步进电机配套定时器的计数频率f_t；

步骤B、根据播种机的移动速度确定定时器的脉冲计数值序列，然后步进电机根据计数频率f_t和脉冲计数值序列控制排种器排种；

步骤B中根据播种机的移动速度确定定时器的脉冲计数值序列包括以下步骤：

步骤1、采集播种机初始点P0的位置(x0,y0)和基准时刻t_base以及行进的第一个采集点P1的位置(x1,y1)、采样时刻t₁、速度v₁和加速度a₁；

步骤2、通过速度v₁计算排种器的转速ω₁以及从P0移动到P1时步进电机起步阶段的角度位移θ和所走步数n，然后通过步进电机的梯形加减速算法的加速段输出起步阶段的脉冲计数值序列{C_n}，当变速完成、转速达到ω₁且保持稳定后脉冲计数值持续保持固定值C_稳1，

其中，公式中，m为排种器中排种腔的数量；

公式中，Δt为变速时间；

公式中，α为步距角常量，值为/>

通过步进电机的梯形加减速算法的加速段输出的起步阶段的脉冲计数值序列{C_n}为：

其中，t_t为定时器计数周期，t_t和f_t互为倒数；为步进电机起步阶段转速加速度；

步骤3、采集播种机下一个采集点P2的位置(x2,y2)、采样时刻t₂和速度v₂和加速度a₂；

步骤4、判断是否|v₂|<ε且|a₂|<a_Th，如果是则执行步骤10，否则执行步骤5，其中，ε是播种机行驶速度阈值，a_Th为加速度阈值；

步骤5、通过(x0,y0)、(x1,y1)和(x2,y2)计算向量和/>之间的夹角β；

步骤6、判断是否β＞β_Th，若是则判定播种机在转弯并执行步骤6.1，否则执行步骤6.2，其中，β_Th是转弯阈值；

步骤6.1、应用运动状态模型中的转弯模型将由v₁推算出的下一时刻速度v₂′与v₂进行扩展卡尔曼滤波，得到精确估计值并由/>计算排种器转速ω₂，若|ω₁-ω₂|<ω_Th则执行步骤7，否则执行步骤8，其中，/>ω_Th是转速阈值；

步骤6.2、判断是否|a₂|＞a_Th，若是则判定播种机在加减速移动并执行6.2.1，否则判定播种机在匀速移动并执行6.2.2；

步骤6.2.1、应用运动状态模型中的加减速模型将由v₁推算出的下一时刻速度v₂′与v₂进行扩展卡尔曼滤波，得到精确估计值由/>计算排种器转速ω₂并执行步骤7，其中，/>

步骤6.2.2、应用运动状态模型中的匀速模型将由v₁推算出的下一时刻速度v₂′与v₂进行扩展卡尔曼滤波，得到精确估计值由/>计算排种器转速ω₂并进入步骤8，其中，

步骤7、应用变速模型得到脉冲计数值序列C_i，当变速完成、转速达到ω₂并保持稳定后，脉冲计数值持续保持固定值C_稳2并进入步骤9，

其中， 为从ω₁到ω₂的转速加速度，/>

步骤8、保持t₂时刻的上一时刻t₁得到的稳定计数值C_稳1；

步骤9、将P1置为P0，P2置为P1，置为v₁，重新执行步骤3；

步骤10、由v₂计算排种器转速ω₂以及从P1到P2步进电机停止阶段的所走步数n'和逆序脉冲计数值序列{C′_n}，其中,

逆序脉冲计数值序列{C′_n}为：通过和/>计算C′₀至C′_n计数值，然后将C′₀至C′_n的计数值倒序输出得到{C′_n}，其中，/>为步进电机停止阶段转速加速度。

进一步的，步骤B中运动状态模型包括：(1)、若β＞β_Th，则播种机发生了转弯，转弯模型如下：X_K+1＝F_KX_K+G_KW_K；

(2)、若β≤β_Th，且|a₂|＞a_Th，则播种机此时为加减速状态，加减速模型为：

(3)、若β≤β_Th，且|a₂|≤a_Th，则播种机此时为匀速状态，匀速模型为：

公式中，在转弯模型和匀速模型中，X_k为上一时刻播种机的位置、速度分别在水平和垂直方向的分量；在加减速模型中，X_k为上一时刻播种机的位置、速度以及加速度分别在水平和垂直方向的分量；W_k是过程噪声，取高斯白噪声；X_k+1是对应X_k推测出的当前时刻的估计值；T代表数据采样周期；ω是转弯角速度，

进一步的，步骤B中变速模型包括：

(1)、当ω₂-ω₁＞ω_Th时，播种机处于加速状态，则对应的脉冲计数值为：

稳定后保持C_稳2；

(2)、当|ω₁-ω₂|<ω_Th时，播种机处于匀速状态，脉冲计数值均为C_稳1；

(3)、当ω₁-ω₂＞ω_Th时，播种机处于减速状态，脉冲计数值为 稳定后保持C_稳2；

其中，ω₁为上一时刻t₁的转速，v₂为下一时刻t₂的速度，ω₂表示当前时刻的转速，ω_Th为转速阈值。

本发明的有益效果是：(1)在不更换传动件，不增加任何成本的前提下，设计了播种机在任意速度变化状态下的自适应控制策略，可随意设置株距及其他参数，都能保证精细播种的准确性。(2)针对单一模型滤波的缺陷，考虑了播种机在运动时的所有可能的运动状态，根据设置的判断条件，可有针对性的选取最适合当前运动的模型进行滤波，保证数据的准确性。(3)算法针对控制器计算能力有限的问题，充分考虑了实现时的简化性，工程可实施性强。

具体实施方式

本发明提供了一种播种机排种的控制方法，基于带有排种器的播种机，排种器由步进电机控制。本发明的方法包括如下步骤。

步骤A、设置播种机播种的株距D和步进电机配套定时器的计数频率f_t。

本实施例中，株距D设为0.2m，即行驶一米均匀播撒5颗种子，还可以增加株距为0.15m、0.3m等情况；定时器的计数频率f_t设为200Hz。

步骤B、根据播种机的移动速度确定定时器的脉冲计数值序列，然后步进电机根据计数频率f_t和脉冲计数值序列控制排种器转动而进行排种。

本步骤中根据播种机的移动速度确定定时器的脉冲计数值序列包括以下步骤。

步骤1、采集播种机初始点P0的位置(x0,y0)和基准时刻t_base以及采集播种机行进过程中的第一个采集点P1的位置(x1,y1)、采样时刻t₁、速度v₁和加速度a₁。

播种机上安装有定位传感器和加速度传感器，定位传感器采集位置、速度两个变量数据，加速度传感器采集加速度数据。位置、速度和加速度数据均由各自在直角坐标系中的水平方向分量和竖直方向分量组成，如P1的位置为(x1,y1)，速度v₁＝(v₁₁,v₁₂)和加速度a₁＝(a₁₁,a₁₂)，用|.|表示矢量的模，则v₁和a₁的数值大小分别用|v₁|和|a₁|表示。初始位置是播种机即将出发时的位置，此时处于静止状态，记录基准时刻t_base，后面在此时刻基础上以采样周期T＝2s采集各位置点。采集到P1时，即t₁-t_base＝T。

步骤2、通过速度v₁计算排种器的转速ω₁以及从P0移动到P1时步进电机起步阶段的角度位移θ和所走步数n，然后通过步进电机的梯形加减速算法的加速段输出起步阶段的脉冲计数值序列{C_n}，当变速完成、转速达到ω₁且保持稳定后脉冲计数值持续保持固定值C_稳1，

其中，公式中，m为排种器中排种腔的数量；

公式中，Δt为变速时间；

公式中，α为步距角常量，值为/>

通过步进电机的梯形加减速算法的加速段输出的起步阶段的脉冲计数值序列{C_n}为：

其中，t_t为定时器计数周期，t_t和f_t互为倒数；为步进电机起步阶段转速加速度。

播种机行驶速度和排种器转速的关系如下：以排种器上均匀分布六个排种腔为例，即每个排种腔间隔60°角，因为播种机行驶一个株距的时间和排种器中转轮转过60°的时间相同，所以有其中m＝6，可得到：/>即ω和|v|总是呈现线性关系。另外，由于采集到下一时刻速度值时已经处于延时状态，需要快速完成变速过程，因此变速时间Δt一般远小于采样周期时间T，但同时考虑到电机性能问题，变速时间过小会导致电机堵转，此处可取/>即每次采样后，只用0.2s完成变速，变速后保持ω₁不变，以最大程度减少延迟带来的精度偏差。此时由于转速不变，因此脉冲计数值也就是一个持续稳定输出的值，/>

步骤3、采集播种机下一个采集点P2的位置(x2,y2)、采样时刻t₂和速度v₂和加速度a₂。

排种器完成起步阶段加速后，下一时刻播种机可能加速、减速或者匀速，甚至进行转弯，或者即将停车，需要采集位置、速度、加速度等信息用以辅助判断播种机可能的运动状态和速度变化状态，以使排种器适配相应情形的运动状态模型和变速模型。

步骤4、判断是否|v₂|<ε且|a₂|<a_Th，如果是则执行步骤10，否则执行步骤5，其中，ε是播种机行驶速度阈值，a_Th为加速度阈值。

当|v₂|<ε且|a₂|<a_Th时，则表示播种机在这个时间段内大幅减速并即将停止，此时执行最后一步停止阶段的变速控制。这里，ε是接近0的数，此处取0.01m/s，a_Th为加速度阈值。当播种机静止或者匀速运动时，加速度为9.8m/s²，此处取a_Th＝11m/s²，即当|v₂|<0.01且|a₂|<11时表示播种机接近停车或者已经停车，不再继续采集数据以及计算脉冲计数值。

步骤5、通过(x0,y0)、(x1,y1)和(x2,y2)计算向量和/>之间的夹角β。

对于播种机匀速、加/减速以及转弯三种运动状态的判定，可通过位置点和加速度实现：采集当前的加速度a₂，记录当前位置点P1、上一位置点P0和下一位置点P2。由P0和P1组成向量由P1和P2组成向量/>计算向量/>和/>之间的夹角β以及各自的线段长度/>和/>可有如下结论：

(1)、若β＞β_Th，则播种机发生了转弯，转弯模型如下：X_K+1＝F_KX_K+G_KW_K；

(2)、若β≤β_Th，且|a₂|＞a_Th，则播种机此时为加减速状态，加减速模型为：

(3)、若β≤β_Th，且|a₂|≤a_Th，则播种机此时为匀速状态，匀速模型为：

上述公式中，在转弯模型和匀速模型中，X_k为上一时刻播种机的位置、速度分别在水平和垂直方向的分量，在加减速模型中，X_k为上一时刻播种机的位置、速度以及加速度分别在水平和垂直方向的分量；W_k是过程噪声，取高斯白噪声；X_k+1是对应X_k推测出的当前时刻的估计值；T代表数据采样周期；ω是转弯角速度，

以上运动状态模型中，T＝2s是前文提到的数据采样周期，a_Th＝11m/s²，β_Th是转弯阈值，超过此值即认定播种机发生了转弯运动，此处取即超过30°就认为发生了转弯。每次采样后，可根据判定条件来确定播种机的运动状态，使用对应的模型，再运用扩展卡尔曼滤波EKF来对速度值进行滤波处理，得到更为准确的速度数据，以此数据作为步骤B中采集的速度值，作为精细播种的自动变速控制条件，得到最终所需的准确的脉冲计数值。下面的步骤6为根据角度β和加速度a₂共同判断运动状态的具体过程。

步骤6、判断是否β＞β_Th，若是则判定播种机在转弯并执行步骤6.1，否则执行步骤6.2，其中，β_Th是转弯阈值。

步骤6.1、应用运动状态模型中的转弯模型将由v₁推算出的下一时刻速度v′₂与v₂进行扩展卡尔曼滤波，得到精确估计值并由/>计算排种器转速ω₂，若|ω₁-ω₂|<ω_Th则执行步骤7，否则执行步骤8，其中，/>ω_Th是转速阈值。

步骤6.2、判断是否|a₂|＞a_Th，若是则判定播种机在加减速移动并执行6.2.1，否则判定播种机在匀速移动并执行6.2.2。

步骤6.2.1、应用运动状态模型中的加减速模型将由v₁推算出的下一时刻速度v₂′与v₂进行扩展卡尔曼滤波，得到精确估计值由/>计算排种器转速ω₂并执行步骤7，其中，

步骤6.2.2、应用运动状态模型中的匀速模型将由v₁推算出的下一时刻速度v₂′与v₂进行扩展卡尔曼滤波，得到精确估计值由/>计算排种器转速ω₂并进入步骤8，其中，

在步骤6中，对于转弯、加减速、匀速三种运动方式，采用二分支的方式，将加减速和匀速合并为直线运动，优先判断是否转弯，不是则继续判断是直线运动的哪种状态。当处于转弯运动时，还需要继续判断是匀速转弯或是变速转弯，具体操作时用滤波速度换算后的转速ω₂与上一采样时刻的转速ω₁做比较，若相等则是匀速运动，若不相等则是变速运动；当处于直线运动时，采用同样的方法判断匀速或是变速。此时无论哪种状态，经过步骤6以后都完成了速度的滤波处理，下一步则是根据当前确定的运动状态和用滤波速度换算后的转速ω₂，依靠变速模型确定最新的脉冲计数值C。以下是变速运动模型的推导过程。

(1)、当ω₂-ω₁＞ω_Th时，播种机处于加速状态，因为有了初速度ω₁，故不能直接用梯形加减算法的结果，需要推导，即行驶时间t＝t₂-t₁，转速加速度加速段位移或者/>步进电机所走的步数/>达到ω₂后保持匀速，/>

以下是关于本组C值的推导：在任一个脉冲时刻T_i时转过的位移为：

整理成以T_i为未知数的一元二次方程为：由一元二次方程的求解公式/>可得T_i的表达式：

则对应的脉冲计数值

从上面的公式可知，脉冲计数值需要连续两次计算开方根才能得出结果，需要面对的现实问题是：一般控制器的计算能力是有限的，连续两次计算开方根在实时运动的过程中比较费时，因此这里还可做一些处理，帮控制器“减负”，方法如下：

有关近似开平方根的公式，有Z＝x²+y，且x≥y，则将和/>套用这个公式，再求C_i即可，得出：

(2)、当|ω₁-ω₂|<ω_Th时，播种机处于匀速状态，计数值维持上一时刻状态，均为

(3)、当ω₁-ω₂＞ω_Th时，播种机处于减速状态，脉冲计数值为 稳定后保持/>

其中，ω₁为排种器上一时刻t₁的转速，v₂为下一时刻t₂的速度，ω₂表示排种器当前时刻的转速，ω_Th为转速阈值，是一个接近0的值，此处取ω_Th＝0.05rad/s。因考虑传感器或编码器自身性能所带来的误差，以及算法在工程实现方面的问题，当ω₁和ω₂绝对值之差在ω_Th内时，则认为二者相等，绝对值之差大于ω_Th即认为不相等，否则会出现即使转速没变但ω₁和ω₂不相等的情况，原本保持上一时刻结果即可，变成了不断执行加减速操作重新计算脉冲计数值序列，不仅影响真实结果，同时也给控制器计算增加很多不必要的负担。

下面的步骤7和步骤8同样是两个分支，当播种机处于加减速时，执行步骤7；当播种机处于匀速状态时，执行步骤8。

步骤7、应用变速模型得到脉冲计数值序列C_i，当变速完成、转速达到ω₂并保持稳定后，脉冲计数值持续保持固定值C_稳2并进入步骤9。其中， 为从ω₁到ω₂的转速加速度，/>在播种机加减速时，步进电机根据计数频率f_t和上述的脉冲计数值序列控制排种器排种。

步骤8、保持t₂时刻的上一时刻t₁得到的稳定计数值C_稳1。在播种机匀速移动时，步进电机根据计数频率f_t和上述由C_稳1生成的脉冲计数值序列控制排种器排种。

完成步骤7或步骤8后，已实现了本次的变速过程，并计算出了相应的脉冲计数值序列，步骤9将继续采集下一时刻的数据并重新进行上述判断与计算。

步骤9、将P1置为P0，P2置为P1，置为v₁，重新执行步骤3。

步骤10、由v₂计算排种器转速ω₂以及从P1到P2步进电机停止阶段的所走步数n'和逆序脉冲计数值序列{C′_n}。其中，

逆序脉冲计数值序列{C′_n}为：通过和/>计算C′₀至C′_n计数值，然后将C′₀至C′_n的计数值倒序输出得到{C′_n}，其中，/>为步进电机停止阶段转速加速度。

步骤10为停止阶段，停止阶段是指采集到电机速度v₂接近0或者为0时的阶段，此时可直接使用梯形加减速算法的减速段的推导结果得出最后一组的脉冲计数值{C′_n}。由于减速段和加速度段呈现的是反过程，因此可理解为从终点加速到转速为ω₂的过程，以同样的方式计算脉冲序列，其倒序就是停止阶段的序列值。至此，整个播种的精细控制过程完毕。

本方法在实施时，分别设置三种株距0.15m、0.2m、0.3m，定时器的计数频率f_t设为200Hz，行进过程中播种机的速度在1m/s到5m/s之间各做了7次无规律的加减速变化，且中途包含了转弯操作。结果表明：种子能够按照设定的株距和不同的行进速度播撒到指定位置，且变速过程无卡顿现象。经测量，种子之间的间距平均值与理论值相差0.012m，实现了播种机的精细控制。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (1)

1.一种播种机排种的控制方法，基于带有排种器的播种机，所述排种器由步进电机控制，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A、设置播种机播种的株距D和步进电机配套定时器的计数频率；

步骤B、根据播种机的移动速度确定定时器的脉冲计数值序列，然后步进电机根据计数频率和脉冲计数值序列控制排种器排种；

步骤B中根据播种机的移动速度确定定时器的脉冲计数值序列包括以下步骤：

步骤1、采集播种机初始点P0的位置（x0,y0）和基准时刻以及行进的第一个采集点P1的位置（x1,y1）、采样时刻/>、速度/>和加速度/>；

步骤2、通过速度计算排种器的转速/>以及从P0移动到P1时步进电机起步阶段的角度位移/>和所走步数n，然后通过步进电机的梯形加减速算法的加速段输出起步阶段的脉冲计数值序列/>，当变速完成、转速达到/>且保持稳定后脉冲计数值持续保持固定值，

其中，，公式中，m为排种器中排种腔的数量；

，公式中，/>为变速时间；

，公式中，/>为步距角常量，值为/>；

；

通过步进电机的梯形加减速算法的加速段输出的起步阶段的脉冲计数值序列为：， />，/>，

其中，为定时器计数周期，/>和/>互为倒数；/>=/>，为步进电机起步阶段转速加速度；

步骤3、采集播种机下一个采集点P2的位置（x2,y2）、采样时刻和速度/>和加速度/>；

步骤4、判断是否<ɛ且/></>，如果是则执行步骤10，否则执行步骤5，其中，ɛ是播种机行驶速度阈值，/>为加速度阈值；

步骤5、通过（x0,y0）、（x1,y1）和（x2,y2）计算向量和/>之间的夹角β；

步骤6、判断是否，若是则判定播种机在转弯并执行步骤6.1，否则执行步骤6.2，其中，/>是转弯阈值；

步骤6.1、应用运动状态模型中的转弯模型将由推算出的下一时刻速度/>与/>进行扩展卡尔曼滤波，得到精确估计值/>并由/>计算排种器转速/>，若/></>则执行步骤7，否则执行步骤8，其中，/>；/>是转速阈值；

步骤6.2、判断是否，若是则判定播种机在加减速移动并执行6.2.1，否则判定播种机在匀速移动并执行6.2.2；

步骤6.2.1、应用运动状态模型中的加减速模型将由推算出的下一时刻速度/>与/>进行扩展卡尔曼滤波，得到精确估计值/>，由/>计算排种器转速/>并执行步骤7，其中，；

步骤6.2.2、应用运动状态模型中的匀速模型将由推算出的下一时刻速度/>与/>进行扩展卡尔曼滤波，得到精确估计值/>，由/>计算排种器转速/>并进入步骤8，其中，；

步骤7、应用变速模型得到脉冲计数值序列，当变速完成、转速达到/>并保持稳定后，脉冲计数值持续保持固定值/>并进入步骤9，

其中，，/>；/>；/>为从/>到/>的转速加速度，/>；

步骤8、保持时刻的上一时刻/>得到的稳定计数值/>；

步骤9、将P1置为P0，P2置为P1，置为/>，重新执行步骤3；

步骤10、由计算排种器转速/>以及从P1到P2步进电机停止阶段的所走步数n'和逆序脉冲计数值序列/>，其中,

；

n'=；

逆序脉冲计数值序列为：通过/>和/>，/>计算至/>计数值，然后将/>至/>的计数值倒序输出得到/>，其中，/>=/>，为步进电机停止阶段转速加速度；

步骤B中运动状态模型包括：

（1）、若，则播种机发生了转弯，转弯模型如下：X_K+1=F_KX_K+G_KW_K；

（2）、若，且/>，则播种机此时为加减速状态，加减速模型为：；

（3）、若，且/>，则播种机此时为匀速状态，匀速模型为：

；

公式中，在转弯模型和匀速模型中，为上一时刻播种机的位置、速度分别在水平和垂直方向的分量；在加减速模型中，/>为上一时刻播种机的位置、速度以及加速度分别在水平和垂直方向的分量；/>是过程噪声，取高斯白噪声；/>是对应/>推测出的当前时刻的估计值；T代表数据采样周期；/>是转弯角速度，/>；

；/>；

步骤B中变速模型包括：

（1）、当时，播种机处于加速状态，则对应的脉冲计数值为：

，/>，稳定后保持/>；

（2）、当</>时，播种机处于匀速状态，脉冲计数值均为/>；

（3）、当时，播种机处于减速状态，脉冲计数值为，/>，稳定后保持/>；

其中，为上一时刻/>的转速，/>为下一时刻/>的速度，/>表示当前时刻的转速，，/>为转速阈值。