一种用于收获农作物的筛选控制系统的制作方法

本发明涉及农作物筛选，尤其涉及一种用于收获农作物的筛选控制系统。

背景技术：

1、随着农业现代化的发展，农业生产过程中对农作物的收获效率和质量要求越来越高。传统的农作物收获方式主要依靠人工进行，劳动强度大，效率低，且难以满足现代农业生产的需求。因此，开发一种能够提高农作物收获效率和质量的筛选控制系统显得尤为重要。

2、中国专利公开号：cn110575973a公开了一种农作物种子品质检测与筛选系统，包括：支架，其包括两个横杆和一个组成的倒u型支架；承料传送带，其固定在支架的底部横杆上，承料传送带的尽头设有装料盘；漏斗，其固定在支架的顶部横杆上，且通过固定在顶部横杆的漏料控制电机控制漏斗的漏料速度，漏斗的出料口置于承料传送带的上部；机械抓手，其固定在支架的竖杆上，受计算机控制对承料传送带上的种子进行摆放和优选工作；图像采集组件，采集承料传送带上的种子图像；计算机，其根据基于卷积神经网络构建的种子识别模型对接收的种子图像进行种子识别和分类，并输出控制信号至漏料控制电机和机械抓手；由此可见，该方案在对农作物进行筛选时，仅通过图像进行分析，存在农作物的筛选效率低的问题。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种用于收获农作物的筛选控制系统，用以克服现有技术中农作物的筛选效率低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种用于收获农作物的筛选控制系统，所述系统包括，

3、信息获取模块，用以获取农作物信息、环境信息和作业区域信息；

4、高度分析模块，用以根据获取的农作物的倒伏面积与农作物的平均株高对收割机的切割高度进行分析；

5、农作物分析模块，用以根据获取的农作物的平均体积与农作物的平均密度对农作物的品质进行分析；

6、调整模块，用以根据获取的农作物的湿度对农作物品质的分析过程进行一次调整，还用以根据获取的农作物的千粒重对农作物品质的分析过程进行二次调整；

7、控制模块，用以根据收割机切割高度的分析结果与农作物品质的分析结果对风选机的风速与筛分速度进行控制；

8、优化模块，用以根据获取的海拔高度对风选机风速的控制过程进行一次优化，还用以根据获取的环境湿度对风选机风速的控制过程进行二次优化；

9、反馈模块，用以根据管理周期内农作物的杂质含量对风选机筛分速度的控制过程进行校正。

10、进一步地，所述高度分析模块设有第一分析单元，所述第一分析单元用以将农作物的倒伏面积s1与作业区域面积s2进行比值计算，并将计算结果与预设比例b0进行比对，根据比对结果对农作物倒伏面积的异常性进行分析，其中：

11、当s1/s2≤b0时，所述第一分析单元判定农作物的倒伏面积正常；

12、当s1/s2＞b0时，所述第一分析单元判定农作物的倒伏面积异常；其中，s1＝x0×y0。

13、进一步地，所述高度分析模块还设有第二分析单元，所述第二分析单元用以将农作物的平均株高a0与各预设株高进行比对，并根据比对结果与倒伏面积异常性的分析结果对收割机的切割高度进行分析，其中：

14、当农作物的倒伏面积正常时，若a0≤a1，所述第二分析单元判定农作物的平均株高低，并将切割机的切割高度设为h1，设定h1＝h0×[1-(a1-a0)/(a1+a0)]；若a1＜a0＜a2，所述第二分析单元判定农作物的平均株高正常，并将切割机的切割高度设为h2，设定h2＝h0；若a0≥a2，所述第二分析单元判定农作物的平均株高高，并将切割机的切割高度设为h3，设定h1＝h0×[1+(a0-a2)/(a2+a0)]；

15、当农作物的倒伏面积异常时，若a0≤a1，所述第二分析单元判定农作物的平均株高低，并将切割机的切割高度设为h4，设定h4＝h1×{1+sin[(s1/s2-b0)×(π/2)/(s1/s2+b0)]}；若a1＜a0＜a2，所述第二分析单元判定农作物的平均株高正常，并将切割机的切割高度设为h5，设定h5＝h0×{1+sin[(s1/s2-b0)×(π/2)/(s1/s2+b0)]}；若a0≥a2，所述第二分析单元判定农作物的平均株高高，并将切割机的切割高度设为h6，设定h6＝h3×{1+sin[(s1/s2-b0)×(π/2)/(s1/s2+b0)]}；

16、所述第二分析单元将切割高度的分析结果hh向用户输出；

17、其中，h0为预设高度，a1为预设最低株高，a2为预设最高株高；h＝1,2,3,4,5,6。

18、进一步地，所述农作物分析模块设有体积分析单元，所述体积分析单元用以将获取的农作物的平均体积c0与预设体积c1进行比对，并根据比对结果对农作物体积的异常性进行分析，其中：

19、当c0≤c1时，所述体积分析单元判定农作物的体积异常；

20、当c0＞c1时，所述体积分析单元判定农作物的体积正常；

21、所述农作物分析模块还设有品质分析单元，所述品质分析单元用以根据农作物的平均密度m0与农作物体积异常性的分析结果对农作物的品质进行分析，其中：

22、当农作物的体积正常时，若m0≤m1，所述品质分析单元判定农作物的品质异常；若m0＞m1时，所述品质分析单元判定农作物的品质正常；

23、当农作物的体积异常时，若m0≤m1×[1+0.23×(c1-c0)/(c1+c0)],所述品质分析单元判定农作物的品质异常；若m0＞m1×[1+0.23×(c1-c0)/(c1+c0)]，所述品质分析单元判定农作物的品质正常；

24、其中，m1为预设密度。

25、进一步地，所述调整模块设有第一调整单元，所述第一调整单元用以将获取的农作物的湿度d0与预设湿度d1进行比对，并根据比对结果对农作物品质的分析过程进行一次调整，其中：

26、当d0≤d1时，所述第一调整单元判定农作物的湿度正常，不进行调整；

27、当d0＞d1时，所述第一调整单元判定农作物的湿度异常，并对农作物品质的分析过程进行一次调整，将调整后的预设重量设为m1’，设定m1’＝m1×{1+arctan[(d0-d1)/(d0+d1)×(π/4)]}。

28、进一步地，所述调整模块还设有第二调整单元，所述第二调整单元用以将获取的农作物的千粒重n0与预设千粒重n1进行比对，并根据比对结果对农作物品质的分析过程进行二次调整，其中：

29、当n0≤n1时，所述第二调整单元判定农作物的千粒重异常，并对农作物品质的分析过程进行二次调整，将调整后的预设湿度设为d1’，设定d1’＝d1×[1-0.36×(n1-n0)/(n1+n0)]；

30、当n0＞n1时，所述第二调整单元判定农作物的千粒重正常，不进行调整。

31、进一步地，所述控制模块根据收割机切割高度的分析结果与农作物品质的分析结果对风选机的风速与筛分速度进行控制，其中：

32、当农作物的品质正常时，若hh≤h0，所述控制模块判定收割机的切割高度异常，并控制风选机的风速为v1，设定v1＝v0×[1+0.23×(h0-hh)/(h0+hh)],控制风选机的筛分速度为r1，设定r1＝r0×{1-in[1+(h0-hh)/(h0+hh)]/in2}；若hh＞h0，所述控制模块判定收割机的切割高度正常，并控制风选机的风速为v2，设定v2＝v0,控制风选机的筛分速度为r2，设定r2＝r0；

33、当农作物的品质异常时，若hh≤h0，所述控制模块判定收割机的切割高度异常，并控制风选机的风速为v3，设定v3＝v1×[1+0.23×(h0-hh)/(h0+hh)],控制风选机的筛分速度为r3，设定r3＝r1×{1-in[1+(h0-hh)/(h0+hh)]/in2}；若hh＞h0，所述控制模块判定收割机的切割高度正常，并控制风选机的风速为v4，设定v4＝v1,控制风选机的筛分速度为r4，设定r4＝r1；

34、其中，v0为第一预设风速，v1为第二预设风速，v0＞v1；r0为第一预设筛分速度，r1为第二预设筛分速度，r0＜r1。

35、进一步地，所述优化模块设有第一优化单元，所述第一优化单元用以将获取的海拔高度q0与预设海拔高度q1进行比对，并根据比对结果对风选机风速的控制过程进行一次优化，其中：

36、当q0≤q1时，所述第一优化单元判定海拔高度正常，不进行优化；

37、当q0＞q1时，所述第一优化单元判定海拔高度异常，并对风选机风速的控制过程进行一次优化，将优化后的预设风速设为vα’，设定vα’＝vα×(1+e3(q0-q1)-3)；

38、其中，α＝0,1。

39、进一步地，所述优化模块设有第二优化单元，所述第二优化单元用以将获取的环境湿度e0与预设环境湿度e1进行比对，并根据比对结果对风选机风速的控制过程进行二次优化，其中：

40、当e0≤e1时，所述第二优化单元判定环境湿度正常，不进行优化；

41、当e0＞e1时，所述第二优化单元判定环境湿度异常，并对风选机风速的控制过程进行二次优化，将优化后的预设海拔高度设为q1’，设定q1’＝q1×[1-0.8×(e0-e1)/(e0+e1)]。

42、进一步地，所述反馈模块将管理周期内农作物的杂质含量u0与预设含量u1进行比对，并根据比对结果对下一管理周期风选机筛分速度的控制过程进行校正，其中：

43、当u0≤u1时，所述反馈模块判定农作物的杂质含量正常，不进行校正；

44、当u0＞u1时，所述反馈模块判定农作物的杂质含量异常，并对风选机筛分速度的控制过程进行校正，将校正后的风选机的筛分速度设为rβ’，设定rβ’＝rβ×[1-0.56×(u0-u1)/(u0+u1)]；

45、其中，β＝0,1。

46、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，所述第一分析单元通过设置预设比例以提高农作物倒伏面积异常性分析的准确性，进而收割机切割高度分析的准确性，从而提高风选机风速与筛分速度控制的准确性，最终提高了农作物的筛选效率，所述第二分析单元通过设置预设株高以提高收割机切割高度分析的准确性，从而提高风选机风速与筛分速度控制的准确性，最终提高了农作物的筛选效率，所述体积分析单元通过设置预设体积以提高农作物体积异常性的分析结果，进而提高农作物品质的分析结果的准确性，从而提高风选机风速与筛分速度控制的准确性，最终提高了农作物的筛选效率，所述品质分析单元通过设置预设密度以提高农作物品质的分析结果的准确性，从而提高风选机风速与筛分速度控制的准确性，最终提高了农作物的筛选效率，所述第一调整单元通过设置预设湿度以提高农作物品质分析的准确性，以减少农作物湿度过高导致农作物品质分析不准确的不良影响，进而提高农作物品质的分析结果的准确性，从而提高风选机风速与筛分速度控制的准确性，最终提高了农作物的筛选效率而言，所述第二调整单元通过设置预设千粒重以提高农作物品质分析的准确性，以减少农作物千粒重低导致农作物品质分析不准确的不良影响，进而提高农作物品质的分析结果的准确性，从而提高风选机风速与筛分速度控制的准确性，最终提高了农作物的筛选效率，所述控制模块通过设置预设切割高度以提高风选机风速与筛分速度控制的准确性，最终提高了农作物的筛选效率，所述第一优化单元通过设置预设海拔高度以提高风选机风速与筛分速度控制的准确性，以减少因海拔过高导致空气密度变小，风选机的性能下降的不良影响，最终提高了农作物的筛选效率，所述第二优化单元通过设置预设环境湿度以提高风选机风速与筛分速度控制的准确性，以减少因湿度过高导致风选机的性能下降的不良影响，最终提高了农作物的筛选效率，所述反馈模块通过设置预设含量以提高下一管理周期风选机筛分速度的控制过程分析的准确性，进而提高风选机风速与筛分速度控制的准确性，最终提高了农作物的筛选效率。