[发明专利]一种多信息融合的稻麦播种机播种量估计方法及监测系统

权利要求书

1.一种多信息融合的稻麦播种机播种量估计方法，其特征在于，包括如下步骤：

将第k-1个采样周期的播种信息后验估计向量输入播种信息先验估计模块(11)，所述播种信息先验估计模块(11)输出第k个采样周期的播种信息先验估计向量具体为：

式中：

为第k个采样周期的播种信息先验估计向量，

为第k-1个采样周期的播种信息后验估计向量，当k＝1时，为平均排种流量；

为第k个采样周期排种流量先验估计值；

为第k-1个采样周期排种流量后验估计值；

为第k个采样周期播种量先验估计值；

为第k-1个采样周期播种量后验估计值；

A为状态转移矩阵；

若干排种流量传感器(3)用于测量稻麦播种机各个排种口的排种流量，所述排种流量传感器(3)将第k个采样周期内各排种口排种流量监测值之和输入播种信息观测模块(12)；

称重传感器(4)用于测量种箱内部剩余种子质量，所述称重传感器(4)将第k个采样周期累计播种量监测值传递至播种信息观测模块(12)，其中第k个采样周期累计播种量监测值为种箱内部初始种子质量M₀与第k个采样周期种箱内部剩余种子质量M_k’的差值；

所述播种信息观测模块(12)根据输入的第k个采样周期累计播种量监测值和第k个采样周期内各排种口排种流量监测值之和输出第k个采样周期的播种信息观测向量输送至测量估计模块(13)，第k个采样周期的播种信息观测向量Z_k具体表示为：

式中：

Z_k为第k个采样周期的播种信息观测向量；

为第k个采样周期累计播种量监测值；

为第k个采样周期内各排种口排种流量监测值之和；

k为当前采样次数，1≤k≤m，m为总采样次数；

所述测量估计模块(13)根据输入的第k个采样周期的播种信息观测向量Z_k得到第k个采样周期的播种信息观测估计向量具体为：

式中：

为第k个采样周期的播种信息观测估计向量；

Z_k为第k个采样周期的播种信息观测向量；

H为观测矩阵；

误差协方差更新模块(17)将第k-1个采样周期误差协方差矩阵P_k-1输入先验估计协方差求解模块(14)，所述先验估计协方差求解模块(14)根据输入的第k-1个采样周期误差协方差矩阵P_k-1、状态转移矩阵A和播种过程噪声协方差矩阵Q计算得出第k个采样周期播种信息先验估计协方差矩阵具体为：

式中：

为第k个采样周期播种信息先验估计协方差矩阵；

P_k-1为第k-1个采样周期误差协方差矩阵，其中P₀为

A为状态转移矩阵；

Q为播种过程噪声协方差矩阵；

融合系数求解模块(15)根据输入的第k个采样周期播种信息先验估计协方差矩阵观测矩阵H和播种测量噪声协方差矩阵R输出第k个采样周期播种信息预测值与观测值的融合系数矩阵K_k，具体为：

式中：

K_k为第k个采样周期播种信息预测值与观测值的融合系数矩阵，K_k∈[0,H^-1]；

为第k个采样周期播种信息先验估计协方差矩阵；

H为观测矩阵；

R为播种测量噪声协方差矩阵；

播种信息后验估计模块(16)根据输入的第k个采样周期的播种信息先验估计向量第k个采样周期播种信息预测值与观测值的融合系数矩阵K_k、第k个采样周期的播种信息观测估计向量和观测矩阵H输出第k个采样周期的播种信息后验估计向量具体为：

式中：

为第k个采样周期的播种信息后验估计向量，

为第k个采样周期的播种信息先验估计向量；

K_k为第k个采样周期播种信息预测值与观测值的融合系数矩阵，K_k∈[0,H^-1]；

为第k个采样周期的播种信息观测估计向量；

为第k个采样周期播种量后验估计值；

为第k个采样周期排种流量后验估计值；

H为所述观测矩阵；

定位信号接收器(2)获取地理位置信息，所述定位信号接收器(2)与播种量处方图模块(18)连接，所述播种量处方图模块(18)根据第k个采样周期的播种信息后验估计向量和第k个采样周期的地理位置信息，生成播种量处方图；

所述误差协方差更新模块(17)根据第k个采样周期播种信息先验估计协方差矩阵和第k个采样周期播种信息预测值与观测值的融合系数K_k得出第k个采样周期的误差协方差矩阵P_k，具体如下：

式中：

P_k为所述第k个采样周期的误差协方差矩阵；

为所述第k个采样周期播种信息先验估计协方差矩阵；

K_k为所述第k个采样周期播种信息预测值与观测值的融合系数矩阵，K_k∈[0,H^-1]；

H为所述观测矩阵；

若km时，则进入下一采样周期k＝k+1。