示例性的實(shí)施例涉及一種用于監(jiān)控種子的系統(tǒng)和監(jiān)控種子的方法。這種方法和系統(tǒng)可被用在例如農(nóng)業(yè)播種機(jī)和播種機(jī)中。

背景技術(shù)：

農(nóng)業(yè)播種機(jī)械的發(fā)展已經(jīng)使得播種機(jī)械的每一次行駛通過(guò)農(nóng)田都能播種大片的農(nóng)田。氣吸式播種機(jī)(airseeder)典型地包括用于保持種子材料的干燥的保持器以及軟管，所述軟管具有用于將種子材料施加到溝壟中或吹落到預(yù)備好的土地表面上的施加器?，F(xiàn)代的播種機(jī)可進(jìn)一步包括允許操作者對(duì)機(jī)械進(jìn)行配置的控制器。進(jìn)一步地，播種機(jī)可以允許對(duì)種子、肥料以及其它任何在保證快速發(fā)芽和健康生長(zhǎng)周期方面有益的材料的同時(shí)施加。

光學(xué)監(jiān)控系統(tǒng)可針對(duì)種植機(jī)的每一行或整個(gè)種植機(jī)對(duì)由播種機(jī)施撒或種植的種子的數(shù)目，或種子的種植密度進(jìn)行檢測(cè)和計(jì)數(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

光學(xué)監(jiān)控系統(tǒng)暴露于污染物和環(huán)境，污染物例如灰塵、污垢、碎片和來(lái)自種子的有機(jī)材料，會(huì)降低系統(tǒng)的性能。在田地操作中，一層灰塵積聚在某些現(xiàn)有的感測(cè)系統(tǒng)的光學(xué)窗口上，使得來(lái)自發(fā)射器的光沿不可預(yù)知的方向折射，使得種子的計(jì)數(shù)被重復(fù)或未被檢測(cè)到。

至少一些示例性實(shí)施例公開(kāi)了一種種子計(jì)數(shù)系統(tǒng)，其包括多個(gè)光接收器。所述光接收器被設(shè)置成：如果光接收器中的一個(gè)的性能被灰塵或碎片削弱，那么至少一個(gè)其它光接收器給予補(bǔ)償以避免在種子計(jì)數(shù)或種子密度中的不精確。

至少一些示例性實(shí)施例公開(kāi)了一種種子計(jì)數(shù)系統(tǒng)，其包括三個(gè)平行的信號(hào)調(diào)節(jié)信道。每一個(gè)信道具有與種子類型相關(guān)聯(lián)的選定的增益和帶寬。

至少一些示例性實(shí)施例公開(kāi)了一種種子計(jì)數(shù)系統(tǒng)，其包括：被配置成沿著種子管道的內(nèi)部的平面發(fā)射光的光源；光接收器，所述光接收器中被配置成接收光并且產(chǎn)生與所接收的光相應(yīng)的感測(cè)信號(hào)，所述接收器與在種子管道的內(nèi)部的平面上的光源相對(duì)；處理系統(tǒng)，所述處理系統(tǒng)包括多個(gè)調(diào)節(jié)信道，所述處理系統(tǒng)被配置成使用多個(gè)調(diào)節(jié)信道中選出的至少一個(gè)信道來(lái)處理所述感測(cè)信號(hào)以產(chǎn)生第一經(jīng)調(diào)節(jié)信號(hào)；以及被配置成基于第一經(jīng)調(diào)節(jié)信號(hào)生成種子計(jì)數(shù)值的控制器。

至少另一個(gè)示例性實(shí)施例公開(kāi)了一種種子計(jì)數(shù)系統(tǒng)，其包括：被配置成沿著種子管道的內(nèi)部的平面發(fā)射光的光源；圍繞種子管道的內(nèi)部的表面的多個(gè)光接收器，所述多個(gè)光接收器中的每一個(gè)被配置成接收在一平面的多個(gè)部分中的至少兩個(gè)部分中的光并且產(chǎn)生與所接收的光相應(yīng)的感測(cè)信號(hào)；處理系統(tǒng)，所述處理系統(tǒng)包括多個(gè)調(diào)節(jié)信道，所述處理系統(tǒng)被配置成處理所述感測(cè)信號(hào)以產(chǎn)生經(jīng)調(diào)節(jié)的信號(hào)；以及控制器，所述控制器被配置成基于所產(chǎn)生的經(jīng)調(diào)節(jié)的信號(hào)產(chǎn)生種子計(jì)數(shù)值。

至少另一個(gè)示例性實(shí)施例公開(kāi)了一種監(jiān)控種子的方法，該方法包括：通過(guò)光源沿著種子管道的內(nèi)部的平面發(fā)射光；通過(guò)多個(gè)光接收器接收在種子管道的內(nèi)部的一平面的多個(gè)部分中的至少兩個(gè)部分中的光，并且生成與所接收的光相應(yīng)的感測(cè)信號(hào)；處理所述感測(cè)信號(hào)以生成經(jīng)調(diào)節(jié)的信號(hào)；以及基于生成的經(jīng)調(diào)節(jié)的信號(hào)生成種子計(jì)數(shù)值。

附圖說(shuō)明

通過(guò)下面結(jié)合附圖的詳細(xì)的描述，示例性的實(shí)施例將被更清晰地理解。圖1-6、7a-7c、8-9和10a-10b表示如本文所描述的非限制性的示例性的實(shí)施例。

圖1示出包括根據(jù)一個(gè)示例性的實(shí)施例的種子監(jiān)控系統(tǒng)的氣吸式播種機(jī)的側(cè)視圖；

圖2示出根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的種子監(jiān)控系統(tǒng)；

圖3示出輸種管的剖視圖，其中示出了根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的種子監(jiān)控系統(tǒng)的光發(fā)射器和光接收器；

圖4示出了根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的、在圖2中中示出的種子監(jiān)控系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)電路；

圖5示出根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的種子監(jiān)控系統(tǒng)；

圖6示出輸種管的剖視圖，其中示出了根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的種子監(jiān)控系統(tǒng)的光發(fā)射器和多個(gè)光接收器；

圖7a-7c示出根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的、在圖6中示出的多個(gè)光接收器的覆蓋范圍；

圖8示出根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的、在圖5中示出的種子監(jiān)控系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)電路；

圖9示出根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的確定種子計(jì)數(shù)值的方法；以及

圖10a-10b示出根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的確定種子計(jì)數(shù)值的方法。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將結(jié)合示出了一些示例性的實(shí)施例的附圖對(duì)各種示例性的實(shí)施例進(jìn)行更充分的說(shuō)明。

因此，盡管能夠?qū)κ纠詫?shí)施例進(jìn)行各種修改并且形成可替換形式，但是附圖通過(guò)示例的方法示出所述實(shí)施例并且本文將詳細(xì)描述所述實(shí)施例。然而，應(yīng)該理解，不旨在將示例性實(shí)施例限制到公開(kāi)的具體形式，而是相反，示例性實(shí)施例將覆蓋落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有的修改例、等同例和供選例。在對(duì)附圖的所有描述中，相同的數(shù)字指示相同的元件。

將理解，雖然在本文中術(shù)語(yǔ)第一、第二等可以用于描述各種元件，但是這些術(shù)語(yǔ)不應(yīng)該限制這些元件。這些術(shù)語(yǔ)僅用于區(qū)別一個(gè)元件與另一元件。例如，第一元件可以被稱為第二元件，并且，類似地，第二元件可以被稱為第一元件，這沒(méi)有脫離示例性實(shí)施例的范圍。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的列出項(xiàng)目的任意結(jié)合和所有結(jié)合。

將理解，當(dāng)元件被稱為“連接”或“耦接”到另一元件時(shí)，其可以直接連接或耦接到可能存在的其他元件或中間元件。相反，當(dāng)元件被稱為“直接連接”或“直接耦接”到另一元件時(shí)，其中不存在中間元件。應(yīng)該以相同方式理解用于描述元件之間的關(guān)系的其它措辭。

用在本文中的術(shù)語(yǔ)只是為了描述特定實(shí)施例，并不試圖限定本公開(kāi)。如在本文中所使用的，“一”、“一個(gè)”和“所述/該”也意圖包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文明確其他規(guī)定。此外還應(yīng)當(dāng)理解：說(shuō)明書(shū)中使用術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”、“具有”規(guī)定了存在所列出的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件，但是不排除出現(xiàn)或添加其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件中的一個(gè)或多個(gè)，和/或它們的組合。

還應(yīng)該注意，說(shuō)明的功能/作用可以以一些可替換的實(shí)現(xiàn)方式不按照?qǐng)D中圖示的次序出現(xiàn)。例如，實(shí)際上可以大致同時(shí)執(zhí)行或有時(shí)可以以相反次序執(zhí)行連續(xù)示出的兩個(gè)圖，這取決于涉及的功能/作用。

除非另有規(guī)定，否則本文中使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))具有的意義與示例性實(shí)施例所屬技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員通常理解的意義相同。將進(jìn)一步理解，例如限定在通常使用的字典中的那些術(shù)語(yǔ)應(yīng)該理解成具有的意義與其在相關(guān)技術(shù)的內(nèi)容中的意義一致，而不應(yīng)理解成理想化的意義或過(guò)度正式的意義，除非本文中明確地如此限定。

示例性實(shí)施例和對(duì)應(yīng)的詳細(xì)描述的部分明確地呈現(xiàn)被具體地程控以執(zhí)行軟件的處理器，或關(guān)于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)位的操作的算法和符號(hào)表示。這些描述和表示是本領(lǐng)域的技術(shù)人員向本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員有效表達(dá)其工作的實(shí)質(zhì)的方式。算法，作為本文使用的術(shù)語(yǔ)，并且如其被通常使用的那樣，被認(rèn)為是通向結(jié)果的一序列有條理的步驟。該步驟對(duì)物理量進(jìn)行要求的物理操縱。通常，雖然不一定，這些物理量采取能夠被存儲(chǔ)、傳送、組合、比較、和以其他方式操縱的光信號(hào)、電信號(hào)、或磁信號(hào)的形式。主要由于普遍使用的原因，有時(shí)方便地將這些信號(hào)稱為位、值、要素、符號(hào)、字符、術(shù)語(yǔ)、數(shù)字等。

在以下描述中，將參照可以執(zhí)行為實(shí)現(xiàn)具體任務(wù)或采用具體的抽象數(shù)據(jù)類型的、包括例行程序、程序、目標(biāo)、成分、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等的程序模塊或功能性過(guò)程并且可以使用現(xiàn)有的硬件執(zhí)行的操作(例如，以流程圖的形式)的作用和符號(hào)表示來(lái)描述說(shuō)明性實(shí)施例。該現(xiàn)有硬件可以包括一個(gè)或多個(gè)中央處理器(cpu)、數(shù)字信號(hào)處理器(dsp)、專用集成電路、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列計(jì)算機(jī)(fpga)等。

然而，應(yīng)該明白，所有的這些術(shù)語(yǔ)和類似的術(shù)語(yǔ)將與適當(dāng)?shù)奈锢砹肯嚓P(guān)并且僅是應(yīng)用于這些物理量的方便的符號(hào)。除非以其他方式具體地規(guī)定，或如從討論所顯而易見(jiàn)的，諸如“處理”或“計(jì)算”或“計(jì)算”或“確定”或“顯示”等術(shù)語(yǔ)指操作被表示為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的寄存器和存儲(chǔ)器中的物理電子量的數(shù)據(jù)并且將其轉(zhuǎn)換成類似地表示為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)存儲(chǔ)器或寄存器或其它的這種信息存儲(chǔ)、傳送或顯示裝置中的物理量的其它數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或類似的電子計(jì)算裝置的作用和過(guò)程。

還注意到執(zhí)行示例性實(shí)施例的方面的軟件通常被編碼在一些形式的實(shí)體存儲(chǔ)介質(zhì)上或通過(guò)一些類型的傳送介質(zhì)來(lái)執(zhí)行。有形存儲(chǔ)介質(zhì)可以是磁性的(例如軟盤(pán)或硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器)或光學(xué)的(例如光盤(pán)只讀存儲(chǔ)器，或“cdrom”)，以及可以為只讀或隨即存取。

圖1示出包括根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的種子監(jiān)控系統(tǒng)的氣吸式播種機(jī)的側(cè)視圖；

說(shuō)明及其描述僅為了解釋并且不意圖限定示例性實(shí)施例的范圍。實(shí)施者將會(huì)理解，所公開(kāi)的監(jiān)控系統(tǒng)可作為任一類型的播種機(jī)的部件應(yīng)用，其中種子產(chǎn)品被播撒在生長(zhǎng)介質(zhì)上或生長(zhǎng)介質(zhì)中。在一個(gè)實(shí)施例中，可使用所公開(kāi)的種子監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)已存在的播種機(jī)進(jìn)行翻新改造。在另一個(gè)實(shí)施例中，用于所公開(kāi)的種子監(jiān)控系統(tǒng)的硬件部件在制造過(guò)程中被應(yīng)用在播種機(jī)中。

如圖1所示，播種器組件110包括保持器115，保持器115保持將由氣吸式播種機(jī)105分配的各種量的種子材料。更具體地，保持器115保持種子以及其它任何適合于本文描述的目的的應(yīng)用，諸如化肥和除草劑。相對(duì)于種子監(jiān)控系統(tǒng)的描述，將相對(duì)于分配任何類型的種子120的功能來(lái)描述氣吸式播種機(jī)100。

在一個(gè)實(shí)施例中，來(lái)自保持器115的種子120的流被旋轉(zhuǎn)分配器125控制。來(lái)自旋轉(zhuǎn)分配器125的被控制的種子120的流將種子120經(jīng)由適當(dāng)?shù)墓艿?32分配到主岐管130。多個(gè)主種子管道134被連接到主岐管130以接收來(lái)自保持器115的種子120的流。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，主種子管道134的數(shù)目與播種機(jī)100的被配置成同時(shí)播種的行的數(shù)目直接相關(guān)。

鼓風(fēng)機(jī)136通過(guò)軟管138連接到主岐管130。鼓風(fēng)機(jī)136提供空氣壓力到主岐管130，以使得種子120在空氣壓力下移動(dòng)通過(guò)主岐管130并且進(jìn)入到主種子管道134。每個(gè)主種子管道134被連接到單獨(dú)的第二岐管140。多個(gè)第二種子管道142被連接到第二岐管140的每一個(gè)上。在該實(shí)施例中，多個(gè)第二種子管道142連接到每個(gè)第二岐管140上。在各種構(gòu)造中，每個(gè)第二種子管道142可連接到可配置的刀片狀的裝置，該裝置在泥土中開(kāi)口，使得種子120被以適當(dāng)?shù)纳疃确峙涞侥嗤林小?/p>

在一個(gè)示例性的實(shí)施例中，監(jiān)控系統(tǒng)148被定位在每一個(gè)第二種子管道142上，以監(jiān)控通過(guò)第二種子管道142的種子流。術(shù)語(yǔ)管道和管可被可互換地使用并且不限定用于傳遞種子的管殼(enclosure)的特定形狀。

如下面將詳細(xì)的描述的那樣，種子監(jiān)控系統(tǒng)148包括各種光學(xué)發(fā)射器和接收器，這些光學(xué)發(fā)射器和接收器被配置為使監(jiān)控系統(tǒng)能夠在種子通過(guò)第二種子管道142時(shí)精確地對(duì)種子進(jìn)行計(jì)數(shù)。盡管在本文中種子監(jiān)控系統(tǒng)通常被描述為定位在第二種子管道142上，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，根據(jù)示例性實(shí)施例的所公開(kāi)的種子監(jiān)控系統(tǒng)也可被定位在種子從保持器115到種子施加器144所穿過(guò)任何管道、軟管等內(nèi)。此外，種子監(jiān)控系統(tǒng)可被構(gòu)造成在播種機(jī)100內(nèi)的多個(gè)位置同時(shí)起作用，從而多個(gè)種子監(jiān)控系統(tǒng)可例如提供更精確的種子計(jì)數(shù)。

圖2示出種子監(jiān)控系統(tǒng)的示例性的實(shí)施例。

種子監(jiān)控系統(tǒng)200包括光源210、光接收器220、調(diào)節(jié)電路230和控制器250?？刂破靼ㄝ斎?輸出端(例如，模擬輸入)255、微處理器260和存儲(chǔ)器265。微處理器260可通過(guò)使用數(shù)據(jù)總線270而與輸入/輸出端(i/o)255和存儲(chǔ)器265交換數(shù)據(jù)。微處理器260可執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器265中的指令以執(zhí)行下面所描述的功能。術(shù)語(yǔ)“存儲(chǔ)器”、“存儲(chǔ)介質(zhì)”或“計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”可代表用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的一個(gè)或更多裝置，包括只讀存儲(chǔ)器(rom)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram)、磁性ram、磁芯存儲(chǔ)器、磁盤(pán)存儲(chǔ)介質(zhì)、光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)、閃速存儲(chǔ)裝置和/或其他用于存儲(chǔ)信息的有形的機(jī)器可讀介質(zhì)。術(shù)語(yǔ)“存儲(chǔ)器”、“存儲(chǔ)介質(zhì)”或“計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”可包括但是不限于便攜式或固定式存儲(chǔ)裝置、光學(xué)存儲(chǔ)裝置和能夠存儲(chǔ)、包含或承載指令或多個(gè)指令和/或數(shù)據(jù)的各種其他介質(zhì)。

光源210沿種子管道142的內(nèi)部的平面發(fā)射光。光源210可包括發(fā)光二極管(led)的陣列。

光接收器220接收光并且根據(jù)光接收器220接收的光量產(chǎn)生傳感信號(hào)isens。光接收器220可以是單個(gè)光電二極管。然而，示例性的實(shí)施例不限于此。

圖3示出種子管道的剖視圖，其中示出根據(jù)示例性實(shí)施例的種子監(jiān)控系統(tǒng)200的光源210和光接收器220。

光源210沿著種子管道142的內(nèi)周305的一側(cè)定位，使得發(fā)射器窗口315照亮在x-y平面(即，種子管道142的橫截面)內(nèi)的整個(gè)內(nèi)部區(qū)域310。內(nèi)部區(qū)域310由內(nèi)周305限定。光源210包括固定在發(fā)射器殼體320內(nèi)的發(fā)射器窗口主體315。發(fā)射器殼體320包括發(fā)光二極管(led)陣列325或類似部件，其被構(gòu)造成產(chǎn)生具有特定波長(zhǎng)的持續(xù)光照。例如，為了避免不利地影響接收器220的輸入值，led可產(chǎn)生在紅外(ir)光譜范圍內(nèi)的光，以區(qū)別于來(lái)自可見(jiàn)光源的光污染。leds325可安裝到pc板上，pc板上具有與安裝在其上的leds325形成電連接的導(dǎo)電片。

光接收器220被定位在內(nèi)周305的與光源210相反的一側(cè)處。光接收器220可包括固定在接收器殼體340內(nèi)的窗口本體335。接收器殼體340包括光接收器345，例如光電二極管、光電晶體管以及其它半導(dǎo)體類型的單元。

在圖3示出的示例性實(shí)施例中，種子監(jiān)控系統(tǒng)包括被配置成用于照亮光接收器220的光源210。光源210和光接收器220的定位形成平面的傳感區(qū)域，尤其在光源210產(chǎn)生寬束光(wide-beamlight)時(shí)。

如同本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的那樣，光源210可包括容納在外殼內(nèi)的照明光源。由于led芯片提供360度平面照明，殼體320被構(gòu)造成在x-y平面內(nèi)將照明角度限制到180度。窗口315被定位在殼體320的開(kāi)口側(cè)并且可由透明的塑料、玻璃或礦物制成。發(fā)射器窗口315可在制造過(guò)程中增加紋理或附加結(jié)構(gòu)物以使來(lái)自led的光漫射。

取決于光接收器220的構(gòu)造，光源210可被構(gòu)造成提供持續(xù)的或間斷的照明。進(jìn)一步地，光源210的亮度可經(jīng)由用于白熾類型燈泡的電壓調(diào)節(jié)而控制，或經(jīng)由用于leds的電流調(diào)節(jié)而控制。在期望或使用光源210的性能修正的實(shí)施例中，leds可由驅(qū)動(dòng)電路和/或控制器電路諸如控制器250控制。

與光源210類似，光接收器220可包括密封殼體340。接收器殼體340包括允許光穿過(guò)所述密封殼體到光接收器345的窗口。在各種示例性實(shí)施例中，窗口也可進(jìn)一步構(gòu)造成過(guò)濾光的特定波長(zhǎng)。例如，窗口可過(guò)濾光而使得落到波長(zhǎng)范圍之外的光被阻擋。這通常是通過(guò)對(duì)窗口315進(jìn)行著色或遮光處理而實(shí)現(xiàn)的，使得特定波長(zhǎng)的光被反射，由此使得不合要求的光從內(nèi)部表面反射而不是穿過(guò)內(nèi)部表面。目前存在用于測(cè)量光和/或光的性能的各種技術(shù)，并且可基于所公開(kāi)的監(jiān)控系統(tǒng)的特定應(yīng)用來(lái)對(duì)傳感器類型進(jìn)行選擇。

當(dāng)種子340穿過(guò)種子管道142在光源210和光接收器220之間下落時(shí)，在光接收器345上將會(huì)有入射光照的變化。換句話說(shuō)，種子340將會(huì)暫時(shí)地阻擋一部分穿過(guò)種子管道142的光照。光接收器345上的入射光照的變化表示種子已經(jīng)經(jīng)過(guò)。

返回參照?qǐng)D2，光接收器220基于由光接收器345感測(cè)的光產(chǎn)生傳感信號(hào)isens。傳感信號(hào)isens表示由光接收器345感測(cè)的光的量。

返回參照?qǐng)D2，光接收器220向調(diào)節(jié)電路230發(fā)送傳感信號(hào)isens。調(diào)節(jié)電路230包括多個(gè)平行布置的多個(gè)調(diào)節(jié)信道。每個(gè)調(diào)節(jié)信道包括濾波器(例如，放大濾波器或有源濾波器)，該濾波器具有與種子(種子類型)和種子傳送系統(tǒng)的屬性/性能相關(guān)聯(lián)的帶寬和增益。

重力給料和氣動(dòng)給料為兩種類型的種子傳送系統(tǒng)。對(duì)于與氣動(dòng)給料相對(duì)的重力給料，相應(yīng)的濾波器的帶寬的調(diào)整方式不同。

在重力給料系統(tǒng)中，例如，用于確定帶寬的參數(shù)包括種子尺寸(例如小麥、大豆和油菜籽的尺寸)、種子速度和種子重疊的概率。

因此，用于大豆的調(diào)節(jié)信道也可用于其它諸如玉米的相對(duì)大的種子，而用于油菜籽的調(diào)節(jié)信道可被用于其它相對(duì)小的種子。

每一調(diào)節(jié)信道的增益和帶寬被選擇以對(duì)于特定的種子尺寸產(chǎn)生期望的(例如最佳的)信噪比以及產(chǎn)生期望的(例如最佳的)輸出信號(hào)vst1-vst3，控制器250可使用該輸出信號(hào)vst1-vst3用于確定對(duì)于該種子類型的種子計(jì)數(shù)值。計(jì)算調(diào)節(jié)信道的增益和所使用的帶寬以用于具體的種子類型和期望的種子速度。

圖4示出調(diào)節(jié)電路230的示例性實(shí)施例。調(diào)節(jié)電路230包括前置放大器電路410和第一、第二和第三調(diào)節(jié)信道420a-420c。

前置放大器電路410包括晶體管q1、運(yùn)算放大器u1、電阻r1-r3、電阻r15-r17和電容c1、c9和c10。前置放大器電路410接收傳感信號(hào)isens和電源電壓vpower(例如，12v)。跨過(guò)晶體管q1的壓降為將被前置放大和調(diào)節(jié)的電壓。

感測(cè)信號(hào)isens被輸出到前置放大器電路410的節(jié)點(diǎn)n1。晶體管q1可以是n-p-n型晶體管并且可作為二極管作用。晶體管q1的集電極和晶體管q1的基極也被連接到節(jié)點(diǎn)n1。晶體管q1輸出的信號(hào)與由光接收器220上的入射光照的變化所產(chǎn)生的光調(diào)制成比例。

電阻r1被連接于節(jié)點(diǎn)n1與前置放大器u1的正輸入端之間。

電阻r15和電容c9形成電源低通濾波器，其抑制在到放大器u1、u2、u3和u4的電壓供電線上的高頻噪聲。電阻r15的第一端連接到電源電壓vpower。電阻r15的第二端分別連接到電容c9和電阻r16的第一端。此外，電阻r15的第二端連接到放大器u1、u2、u3和u4正電壓輸入端上。

電阻r15的第二端連接到電容c10和電阻r17的第一端上。電容c10和電阻r17在電阻r16的第二端和節(jié)點(diǎn)n6之間并聯(lián)連接。電阻r16-r17以及電容c10形成分壓器和低通濾波器以得到用于接收器220的電源電壓(例如5v)。例如，由電阻r16-r17和電容c10產(chǎn)生的電源電壓可被提供到光電二極管的陰極。

節(jié)點(diǎn)n6接地并且連接到電阻r2的第一端。電阻r2的第二端分別連接到放大器u1的負(fù)輸入和電阻r3和電容c1的第一端。電阻r3和電容c1的第二端分別地連接到第二節(jié)點(diǎn)n2。電阻r3/r2的電阻比決定前置放大器電路410的增益，電容c1限制前置放大器電路410的帶寬。

前置放大器u1通過(guò)將節(jié)點(diǎn)n1處的電壓(例如.5-.6v)放大到在節(jié)點(diǎn)n2處的電壓(例如2-2.4v)而起作用。

每一個(gè)調(diào)節(jié)信道420a、420b和420c連接到第二節(jié)點(diǎn)n2。電阻r6-r7和電容c4形成分壓器以及低通濾波器，以得到分別用于調(diào)節(jié)信道420a、420b和420c的放大器u2-u4的偏置電壓(例如0.8v)。電容c4和電阻r7并聯(lián)地連接在地和電容r6的第二端之間，電容r6的第二端分別連接到電阻r8、r14和r10的第二端。

當(dāng)檢測(cè)種子時(shí)，較大的種子將會(huì)比較小的種子產(chǎn)生更大的/更長(zhǎng)的覆蓋光接收器345的陰影。因此，如果每種類型的種子均使用相同的調(diào)節(jié)信道，將會(huì)檢測(cè)到不同的信號(hào)強(qiáng)度。更具體地，大的陰影將產(chǎn)生大的信號(hào)而小的陰影將產(chǎn)生低的信號(hào)。因此，較小的種子可能檢測(cè)不到。

如果調(diào)節(jié)電路的增益不是理想的(例如，不是最佳的)，較大的種子將會(huì)使得放大器飽和并且信號(hào)的頻率組成將會(huì)失真。這將會(huì)降低多種子檢測(cè)的精度。小種子的信號(hào)可能處于檢測(cè)閾值之下或它們的頻率組成對(duì)于多種子檢測(cè)而言將是不足。

因此，調(diào)節(jié)信道420a、420b和420c中的每一個(gè)具有與相關(guān)聯(lián)的種子類型(例如，種子尺寸)對(duì)應(yīng)的選定的帶寬和選擇的增益。因此，較小的種子將由與該較小的種子相關(guān)聯(lián)的調(diào)節(jié)信道檢測(cè)。

第一調(diào)節(jié)信道420a包括電容c2-c3、電阻r4-r5和r8以及放大器u2。電容c2的第一電極連接到第二節(jié)點(diǎn)n2并且電容c2的第二電極連接到電阻r4的第一端。電阻r4的第二端連接到作為放大器u2的負(fù)輸入端的第三節(jié)點(diǎn)n3。放大器u2的正輸入端連接到電阻r8的第一端。電阻r8的第二端連接到電阻r6。放大器u2的輸出端輸出與第一種子類型相應(yīng)的調(diào)節(jié)的信號(hào)vst1。電阻r5和電容c3并聯(lián)地連接在放大器u2的輸出端與節(jié)點(diǎn)n3之間。

第一調(diào)節(jié)信道420a具有與第一種子類型(例如，小麥)相關(guān)聯(lián)的選擇的增益和選擇的帶寬。每一調(diào)節(jié)信道的增益和帶寬被計(jì)算，以用于特定范圍的種子尺寸和期望的種子速度。因此，電容c2-c3的電容值和電阻r4-r5的電阻值被選擇，使得第一調(diào)節(jié)信道420a具有選擇的增益和選擇的帶寬。

第二調(diào)節(jié)信道420b具有電容c7-c8、電阻r12-r14和放大器u4。電容c7的第一電極連接到第二節(jié)點(diǎn)n2并且電容c7的第二電極連接到電阻r12的第一端。電阻r12的第二端連接到作為放大器u4的負(fù)輸入端的第四節(jié)點(diǎn)n4。放大器u4的正輸入端連接到電阻r14的第一端。電阻r14的第二端連接到電阻r6。放大器u4的輸出端輸出與第二種子類型相應(yīng)的調(diào)節(jié)的信號(hào)vst2。電阻r13和電容c8并聯(lián)連接在放大器u4和節(jié)點(diǎn)n4之間。

第二調(diào)節(jié)信道420b具有與第二種子類型(例如，大豆)相關(guān)聯(lián)的選擇的增益和選擇的帶寬。因此，電容c7-c8的電容值和電阻r12-r13的電阻值被選擇，從而第二調(diào)節(jié)信道420b具有選擇的增益和選擇的帶寬。

第三調(diào)節(jié)信道420c具有電容c5-c6、電阻r9-r11和放大器u3。電容c5的第一電極連接到第二節(jié)點(diǎn)n2并且電容c5的第二電極連接到電阻r9的第一端。電阻r12的第二端連接到作為放大器u3的負(fù)輸入端的第五節(jié)點(diǎn)n5。放大器u3的正輸入端連接到電阻r10的第一端。電阻r10的第二端連接到電阻r6。放大器u3的輸出端輸出與第三種子類型相對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)的信號(hào)vst3。電阻r11和電容c6并聯(lián)地連接在放大器u3和節(jié)點(diǎn)n5之間。

第三調(diào)節(jié)信道420c具有與的第三種子類型(流入，油菜籽)相關(guān)聯(lián)的選擇的增益和選擇的帶寬。因此，電容c5-c6的電容值和電阻r9和r11的電阻值被選擇，使得第三調(diào)節(jié)信道420c具有選擇的增益和選擇的帶寬。

如圖4所示，對(duì)于每一種子類型示出了單獨(dú)的有源帶通濾波器電路，其中，放大器輸出端與運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端之間的電阻-電容反饋(例如，并聯(lián)的r-c電路或?qū)?c3，r5；c8，r13；c6，r11))和負(fù)輸入端處的一系列電阻-電容電路(例如：c2、r4)控制濾波器的頻率響應(yīng)。運(yùn)算放大器的增益可由電阻的比值(例如r5/r4、r11/r9和r13/r12)控制。

返回參照?qǐng)D2，調(diào)節(jié)電路230發(fā)射每一調(diào)節(jié)信道的輸出vst1-vst3到控制器250的模擬輸入端。

處理器260從調(diào)節(jié)信道的輸出vst1-vst3中選出具有最大非飽和幅值的輸出。處理器260隨后基于選擇的調(diào)節(jié)信號(hào)vst1-vst3確定種子計(jì)數(shù)值。處理器260可使用已知的/傳統(tǒng)的方法來(lái)分析選擇的調(diào)節(jié)信號(hào)vst1-vst3以確定種子計(jì)數(shù)值。

此外，使用者可選擇被播種的種子類型。然而，如果被選擇的信道飽和或輸出小的幅值(即，使用者選擇了錯(cuò)誤的種子類型)，那么控制器250發(fā)出警告?？刂破?50可基于滿足被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器265中的期望值的調(diào)節(jié)信號(hào)vst1-vst3來(lái)選擇種子類型。

在圖2中，種子監(jiān)控系統(tǒng)包括：被配置成沿著種子管道的內(nèi)部的平面發(fā)射光的光源；被配置成接收所述光并產(chǎn)生與所接收的光對(duì)應(yīng)的傳感信號(hào)的光接收器，所述接收器在種子管道的內(nèi)部的平面上與光源相對(duì)；包括多個(gè)調(diào)節(jié)信道的處理系統(tǒng)，所述處理系統(tǒng)被配置成使用多個(gè)調(diào)節(jié)信道中至少所選擇的一個(gè)信道來(lái)處理所述傳感信號(hào)，以產(chǎn)生第一調(diào)節(jié)信號(hào)；和控制器，所述控制器被配置成基于所述第一調(diào)節(jié)信號(hào)產(chǎn)生種子計(jì)數(shù)值。

在一個(gè)示例性的實(shí)施例中，多個(gè)調(diào)節(jié)信道被連接到共同的輸入端并且分別具有多個(gè)輸出，所述輸出被連接到控制器。

在一個(gè)示例性的實(shí)施例中，處理系統(tǒng)進(jìn)一步包括前置放大器，所述前置放大器被配置成放大所述傳感信號(hào)并且將放大后的傳感信號(hào)輸出到所述共同的輸入端。

在一個(gè)示例性的實(shí)施例中，所述多個(gè)調(diào)節(jié)信道分別與種子尺寸范圍相關(guān)聯(lián)。

在一個(gè)示例性的實(shí)施例中，多個(gè)調(diào)節(jié)信道中的每一個(gè)具有與相關(guān)聯(lián)的種子尺寸范圍相對(duì)應(yīng)的選擇的帶寬和選擇的增益。

在一個(gè)示例性的實(shí)施例中，種子尺寸范圍不同。

在一個(gè)示例性的實(shí)施例中，光接收器為單個(gè)光電二極管。

圖5示出根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例的種子監(jiān)控系統(tǒng)。

種子監(jiān)控系統(tǒng)500包括光源510、多個(gè)光接收器520a、520b和520c、調(diào)節(jié)電路530a、530b、530c和控制器550?？刂破靼ㄝ斎攵?輸出端(i/o)(例如模擬輸入端)555、處理器560和存儲(chǔ)器565。存儲(chǔ)器可將基于扇區(qū)的求值程序567和光電二極管警報(bào)模塊569作為程序(即指令)存儲(chǔ)。處理器560可通過(guò)使用數(shù)據(jù)總線570與i/o555以及與存儲(chǔ)器565交換數(shù)據(jù)。處理器560可執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器565中的指令以執(zhí)行下面描述的功能。

光源510沿種子管道142的內(nèi)部的平面發(fā)射光。光源510可包括發(fā)光二極管(leds)陣列。

光接收器520a-520c接收光并且從根據(jù)光接收器520a-520c接收的光的量產(chǎn)生傳感信號(hào)vsens_al-vsens_an，vsens_bl-vsens_bn，vsens_cl-vsens_cn。

圖6示出種子管道的剖視圖，示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的種子監(jiān)控系統(tǒng)500的光源510和光接收器520a-520c。

光源510沿著種子管道142的內(nèi)周的一側(cè)605a定位，使得發(fā)射器窗口615沿著x-y軸線(即種子管道142的橫截面)照亮整個(gè)內(nèi)部區(qū)域610(平面的傳感區(qū)域)。平面的傳感區(qū)域610由內(nèi)周的側(cè)面605a、605b、605c和605d限定。光源510包括固定在發(fā)射器殼體620內(nèi)的發(fā)射器窗口本體615。發(fā)射器殼體620包括發(fā)光二極管(led)陣列或類似物625，發(fā)光二極管(led)陣列或類似物625被配置成產(chǎn)生具有特定波長(zhǎng)的持續(xù)光照。例如，為了避免危害光接收器520a-520c的輸入值，led可產(chǎn)生在紅外(ir)光譜范圍內(nèi)的光，以區(qū)別于來(lái)自可見(jiàn)光源的光污染。led625可安裝到pc板上，pc板上具有與安裝在其上的led625形成電連接的導(dǎo)電片。

由于所公開(kāi)的種子監(jiān)控系統(tǒng)的傳感器被定位在用于將種子和其它材料從儲(chǔ)存器運(yùn)送到土地的管道142上，其必然將暴露于大量的灰塵和其他顆粒。因此，光源510、光接收器520a-520c和任何其它本文描述的電子元件可被封閉并且密封。然而，為了發(fā)射和檢測(cè)光，光源510和光接收器520a-520c使用窗口以允許光穿過(guò)阻擋的污染物。傳感器組件被保護(hù)，但是窗口被定期地暴露于管道142內(nèi)的顆粒中，引起接收器220信號(hào)的逐漸衰減。

與光源510類似，光接收器520a-520c中的每一個(gè)可包括被封閉到密封的殼體240中的一個(gè)或更多光傳感器。每個(gè)接收器殼體540包括窗口635以允許光通過(guò)密封的殼體到達(dá)傳感器。如可理解的那樣，光傳感器可包括多種不同類型的光傳感器中的一種。目前存在用于測(cè)量光和/或光的性能的各種技術(shù)，并且可基于所公開(kāi)的監(jiān)控系統(tǒng)的特定應(yīng)用對(duì)傳感器類型進(jìn)行選擇。

沿著管道142的內(nèi)周605定位在各種其他位置的光接收器520a-520c中的每一個(gè)都包括固定在接收器殼體640內(nèi)的接收器窗口本體635。

光接收器520a-520c中的每一個(gè)都被分成多個(gè)光傳感部段630。光傳感部段630中的每一個(gè)對(duì)應(yīng)一個(gè)單獨(dú)的光傳感器(例如光電二極管、光電晶體管、其他半導(dǎo)體類型的單元、或光傳感器的一部分或部段)，并且因此具有單獨(dú)的輸出信號(hào)。光傳感部段位于同一基片上，并且部段間具有最小間距。例如，光傳感接收器520a的輸出為isens_al-isens_an，，其中每一個(gè)光傳感部段輸出光傳感信號(hào)isens_al-isens_an中的一個(gè)信號(hào)。

在光感測(cè)系統(tǒng)上的灰塵或其它污染物將光散射并且改變其方向。在現(xiàn)有的感測(cè)系統(tǒng)中，發(fā)射器窗口的污染物將光漫射，這改變了靈敏度圖案(sensitivitypattern)并且導(dǎo)致錯(cuò)誤的種子檢測(cè)。

光源510被構(gòu)造成照亮光接收器520a-520c。光源510使用寬束led625。因此，光源510和光接收器520a-520c形成平面的感測(cè)區(qū)域。區(qū)域610可與平面的感測(cè)區(qū)域?qū)?yīng)。

如圖7a所示，光接收器520a-520c中的每一個(gè)被定位成接收通過(guò)平面的感測(cè)區(qū)域610內(nèi)的至少一個(gè)扇區(qū)的照明光。

圖7a示出了被分割成扇區(qū)610a、610b、610c和610d的平面感測(cè)區(qū)域610。由于光接收器520a-520c的配置，光接收器520a檢測(cè)在扇區(qū)610a和610b中的種子，光接收器520b檢測(cè)在扇區(qū)610a、610b、610c和610d中的種子，光接收器520c檢測(cè)在扇區(qū)610a和610d中的種子。

如同本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解的那樣，光源510可包括容納在外殼620內(nèi)的照明光源。由于led芯片提供360度平面照明，殼體620被構(gòu)造成將照明角度限制到180度。窗口615被定位在殼體620的開(kāi)放側(cè)并且可由透明的塑料、玻璃或礦物制成。發(fā)射器窗口615可在制造中包括紋理或添加物以將來(lái)自led的光漫射。

根據(jù)光接收器520a-520c的構(gòu)造，光源510可被構(gòu)造成提供持續(xù)的或間斷的照明。進(jìn)一步地，光源510的亮度可經(jīng)由用于白熾類型燈泡的電壓調(diào)節(jié)而控制，或通過(guò)改變用于led的電流而控制。在期望或使用光源210的性能修正的實(shí)施例中，leds可由驅(qū)動(dòng)電路控制。

盡管管道142的具有光源510的一側(cè)不包括光接收器，但由于照明扇區(qū)610a-610d的覆蓋區(qū)域的重疊，光源510前方的區(qū)域也能夠被監(jiān)控。該重疊有效地產(chǎn)生向前的“虛擬的(virtual)”扇區(qū)，其用來(lái)在平面區(qū)域610中形成方形。平面區(qū)域610通過(guò)在605a側(cè)具有光源510以及沿著其余三側(cè)605b、605c和605d定位光接收器520a-520c中的每一個(gè)而被限定。

圖7b示出了用于光感測(cè)接收器520a和520c中的部段530的光感測(cè)區(qū)域。如圖7b所示，部段530為用于光接收器520a的部段7011-701n、用于光接收器520b的部段7031-703n以及于光接收器520c的部段7051-705n。在圖7b中，n等于四，但是示例性的實(shí)施例不限于此。

對(duì)于光接收器520a，部段7011的感測(cè)區(qū)域由線715和光源510限定。部段7012的感測(cè)區(qū)域由線720和750限定。部段7013的感測(cè)區(qū)域由線725和755限定。部段701n的感測(cè)區(qū)域由線730和765限定。

對(duì)于光接收器520c，部段7051的感測(cè)區(qū)域由線710和光源510限定。部段7052的感測(cè)區(qū)域由線745和線780限定。部段7053的感測(cè)區(qū)域由線740和線775限定。部段705n的感測(cè)區(qū)域由線735和線770限定。

因此，光感測(cè)接收器520a和520c的感測(cè)區(qū)域重疊。

如圖7b所示，部段7011-701n和7051-705n的感測(cè)區(qū)域?yàn)樘菪蔚摹?/p>

部段7011-701n分別產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)isens_al-isens_an。感測(cè)信號(hào)isens_al-isens_an與相應(yīng)的部段感測(cè)到的光對(duì)應(yīng)。

部段7051-705n分別產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)isens_cl-isens_cn。感測(cè)信號(hào)isens_cl-isens_cn與相應(yīng)的部段感測(cè)到的光對(duì)應(yīng)。

圖7c示出了用于光感測(cè)接收器520b中的部段7031-703n的光感測(cè)區(qū)域。

部段7031的感測(cè)區(qū)域由線786和形成區(qū)域610的邊界的光接收元件520a的表面限定。部段7032的感測(cè)區(qū)域由線784和788限定。部段7033的感測(cè)區(qū)域由線782和790限定。部段703n的感測(cè)區(qū)域由線780和形成區(qū)域610的邊界的光接收元件520c的表面限定。部段7031-703n分別產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)isens_bl-isens_bn。感測(cè)信號(hào)isens_bl-isens_bn與相應(yīng)的部段感測(cè)到的光對(duì)應(yīng)。

如圖7c所示，部段7031-703n的感測(cè)區(qū)域?yàn)樗倪呅巍?/p>

如圖5-7b所示，監(jiān)控系統(tǒng)500包括三個(gè)光接收器。根據(jù)示例性的實(shí)施例，三個(gè)光接收器能夠監(jiān)控在管道內(nèi)的平面空間610并且根據(jù)平面空間610中的種子位置產(chǎn)生不同的信號(hào)。部段中的重疊保證整個(gè)空間610被充分地覆蓋并且經(jīng)過(guò)的種子群能被精確地檢測(cè)和計(jì)數(shù)。

在圖5-7b中示出的裝置并不限于本文所討論的。例如，在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，每一個(gè)光接收器520a、520b和520c不被分成部段。

在示例性實(shí)施例中，每個(gè)部段7011-701n、7031-703n和7051-705n包括諸如光電二極管的單獨(dú)的光傳感器。更具體地，為了提高用于多個(gè)種子的檢測(cè)和計(jì)數(shù)的可靠性，每個(gè)光接收器520a-520c被分別分為四個(gè)部段7011-701n，7031-703nand7051-705n。每個(gè)光接收器獨(dú)立地獲得光。每個(gè)部段7011-701n，7031-703nand7051-705n檢測(cè)穿過(guò)感測(cè)區(qū)域的子部分的光源510的輸出并且顯著地增加部段的感測(cè)區(qū)域中的重疊。在與光源510的豎直中心幾乎對(duì)準(zhǔn)的區(qū)域中穿過(guò)的種子可在光接收器520a-520c中的每一個(gè)上投下陰影并且在所有的接收器中的同步信號(hào)指示在該區(qū)域中的該種子。因此，在接受部段或信道中的一些中的同步信號(hào)的模式被用于多種子檢測(cè)和定位。

在另一實(shí)施例中，多個(gè)經(jīng)過(guò)的種子的檢測(cè)通過(guò)光調(diào)制的暫時(shí)性的分析(temporalanalysis)來(lái)促進(jìn)。例如，一組穿過(guò)感測(cè)平面的種子將光散射，由此產(chǎn)生與種子的數(shù)目以及與第一和隨后經(jīng)過(guò)的種子之間的時(shí)間延遲成比例的調(diào)制。調(diào)制信號(hào)的差分揭露信號(hào)的微小特征并且允許對(duì)重疊的種子的更精確的檢測(cè)。

返回參照?qǐng)D5，光接收器520a-520c將來(lái)自部段7011-701n、7031-703n和7051-705n的感測(cè)信號(hào)isens_al-isens_an、isens_bl-isens_bn和isens_cl-isens_cn分別提供到調(diào)節(jié)電路530a-530c。調(diào)節(jié)電路530a-530c分別與光接收器520a-520c關(guān)聯(lián)。因此，調(diào)節(jié)電路530a接收感測(cè)信號(hào)isens_al-isens_an。調(diào)節(jié)電路530b接收感測(cè)信號(hào)isens_bl-isens_bn。調(diào)節(jié)電路530c接收感測(cè)信號(hào)isens_cl-isens_cn。

圖8示出了調(diào)節(jié)電路530a的示例性的實(shí)施例。調(diào)節(jié)電路530a為具有信道805、810、815和820的四部段放大器。信道805、810、815和820相同。因此，為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，僅信道805被詳細(xì)地描述。

信道805包括晶體管u80、電阻r80-r88、電容c80-c83和放大器u80-u81。調(diào)節(jié)電路530a在節(jié)點(diǎn)n80處接收感測(cè)信號(hào)isens_al。晶體管u80的基極和集電極連接到節(jié)點(diǎn)n80。電阻r80的第一端連接到節(jié)點(diǎn)n80并且電阻r80的第二端連接到放大器u80的正輸入端。電阻r81的第一端連接到晶體管u80的發(fā)射極并且電阻r81的第二端連接到節(jié)點(diǎn)n81。放大器u80的負(fù)輸入端、電阻r82的第一端和電容c80的第一端連接到節(jié)點(diǎn)n81。放大器u80的輸出端、電阻r82的第二端和電容c80的第二端連接到節(jié)點(diǎn)n83。電容c83的第一端連接到放大器u80的輸出端并且電容c83的第二端連接到電阻r83的第一端。電阻r83的第二端連接到節(jié)點(diǎn)n84，節(jié)點(diǎn)n84連接到放大器u81的負(fù)輸入端。電阻r86和電容c81在節(jié)點(diǎn)n84和節(jié)點(diǎn)n85之間并聯(lián)。節(jié)點(diǎn)n85連接到放大器u81的輸出端。放大器u81的正輸入端連接到電阻r85的第一端。電阻r85的第二端連接到節(jié)點(diǎn)n86。電阻r84在第一端連接到電壓電源vpower并且在第二端連接到節(jié)點(diǎn)n86。電容c83和電阻r87在節(jié)點(diǎn)n86和地之間并聯(lián)。電阻r88連接到節(jié)點(diǎn)n85。信道在電阻r88的第二端輸出調(diào)節(jié)信號(hào)vst_al。

調(diào)節(jié)電路530b和530c與調(diào)節(jié)電路530a相同。為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，調(diào)節(jié)電路530band530c不再進(jìn)一步詳細(xì)地描述。

參照?qǐng)D5，調(diào)節(jié)電路530a-530c發(fā)送調(diào)節(jié)信號(hào)vst_al-vst_an、vst_bl-vst_bn和vst_cl-vst_cn到控制器550的模擬輸入端。

處理器560可執(zhí)行基于扇區(qū)的求值程序567以將調(diào)節(jié)信號(hào)vst_al-vst_an、vst_bl-vst_bn和vst_cl-vst_cn的同時(shí)幅值(simultaneousamplitude)的圖案用于多種子檢測(cè)和定位。例如，對(duì)于單個(gè)種子的同時(shí)幅值圖案(靈敏度分布圖)由控制器550使用光線光學(xué)原理產(chǎn)生。最簡(jiǎn)單的圖案由落入管道的角部的種子產(chǎn)生。例如，如果種子落入右下角(圖7b中)，其只在部段7031和701n處產(chǎn)生信號(hào)。落入管道中間的種子不能在部段7011、7012、7051和7052中產(chǎn)生信號(hào)。在部段7011、7012、7051和7052中有同時(shí)信號(hào)、而在接收器703n和705n中沒(méi)有信號(hào)表示兩個(gè)種子正落入相反的角部中。

在另一示例性實(shí)施例中，處理器560可使用光調(diào)制的暫時(shí)性分析來(lái)檢測(cè)多種子。更具體地，種子群穿過(guò)感測(cè)表面610并且將光散射，產(chǎn)生與種子的數(shù)目和在第一以及隨后的種子之間的時(shí)間延遲成比例的調(diào)制?？刂破?50可執(zhí)行調(diào)節(jié)信號(hào)vst_al-vst_an、vst_bl-vst_bn和vst_cl-vst_cn的差分以檢測(cè)重疊的種子。

此外，處理器560執(zhí)行基于扇區(qū)的求值程序567(存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器565中)，以確定調(diào)節(jié)信號(hào)vst_al-vst_an、vst_bl-vst_bn和vst_cl-vst_cn250中的任一個(gè)是否飽和或輸出小的幅值。如果調(diào)節(jié)信號(hào)vst_al-vst_an、vst_bl-vst_bn和vst_cl-vst_cn250中的任一個(gè)飽和或輸出小的幅值，處理器560使用光電二極管警報(bào)模塊569(存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器565中)以發(fā)出警報(bào)，指示所選擇的信道飽和或是輸出小的幅值。

圖9示出根據(jù)一示例性的實(shí)施例的確定種子計(jì)數(shù)值和排種速率(applicationrate)的方法。圖9的方法可由系統(tǒng)500執(zhí)行。圖9的方法以由系統(tǒng)500執(zhí)行的方式描述。

在步驟s900中，處理器560選擇調(diào)節(jié)信道vst_al-vst_an、vst_bl-vst_bn和vst_cl-vst_cn，調(diào)節(jié)信道與用于數(shù)據(jù)分析的種子類型和排種速率對(duì)應(yīng)。更具體地，處理器560監(jiān)控所選擇的調(diào)節(jié)信道并檢測(cè)(高于閾值的)有效信號(hào)同時(shí)出現(xiàn)的時(shí)間段。這些信號(hào)應(yīng)當(dāng)重疊。

在步驟s905中，處理器560確定所選擇的調(diào)節(jié)信道的有效同時(shí)信號(hào)的信號(hào)圖案。處理器560在步驟s905產(chǎn)生同時(shí)幅值的圖案。

在s910中，處理器560將確定的圖案與保存在存儲(chǔ)器565中的傳感器的靈敏度分布圖相關(guān)聯(lián)。靈敏度分布圖為基于包括種子數(shù)目和種子位置的各種情形的、用于調(diào)節(jié)信號(hào)vst_al-vst_an、vst_bl-vst_bn和vst_cl-vst_cn的期望值的多個(gè)組合。

處理器560比較被選擇的調(diào)節(jié)信號(hào)vst_al-vst_an、vst_bl-vst_bn和vst_cl-vst_cn的峰值以確定種子的位置。被選擇的調(diào)節(jié)信號(hào)vst_al-vst_an、vst_bl-vst_bn和vst_cl-vst_cn中的至少一個(gè)的同時(shí)峰值表示種子出現(xiàn)。由于部段7011-705n中的每一個(gè)被定位在圍繞平面的感測(cè)區(qū)域610的不同位置，種子的位置將會(huì)影響由部段7011-705n中的一些部段接收的光的量。在所選擇的調(diào)節(jié)信號(hào)的至少一個(gè)具有由微處理器560檢測(cè)的峰值的時(shí)間點(diǎn)，微處理器比較在該峰值時(shí)間點(diǎn)上的所選擇的調(diào)節(jié)信號(hào)的值。通過(guò)比較峰值時(shí)間點(diǎn)上的所選擇的調(diào)節(jié)信號(hào)的值，微處理器560確定種子的位置。例如，微處理器確定所選擇的調(diào)節(jié)信號(hào)的同時(shí)值相對(duì)于彼此的比例。該比例表示種子的位置。

種子在平面的感測(cè)區(qū)域610中的不同位置的所選擇的調(diào)節(jié)信號(hào)vst_al-vst_an、vst_bl-vst_bn和vst_cl-vst_cn的期望的比例(信號(hào)圖案)被保存在存儲(chǔ)器565中。

如果在其中一個(gè)信道中的幅值一直低于保存在存儲(chǔ)器565中的期望的閾值，則處理器560確定該信道被認(rèn)為是錯(cuò)誤的并且執(zhí)行pd警報(bào)模塊569以向操作者發(fā)送警報(bào)。

在步驟s915中，處理器560確定種子排種速率以及種子計(jì)數(shù)值915。將關(guān)于附圖10a-10b對(duì)s915進(jìn)行更詳細(xì)的描述。

圖10a-10b示出根據(jù)示例性的實(shí)施例的確定種子計(jì)數(shù)值的方法。

在s1000中，處理器560初始化變量channum、seedevent、lastseedevent、numpeaks、peaknum、referencetime、peakbuffercount和signaturecount。

在s1005中，處理器560對(duì)所有的調(diào)節(jié)信號(hào)vst_al-vst_an、vst_bl-vst_bn和vst_cl-vst_cn采樣，設(shè)置信道數(shù)目channum為1并且設(shè)置種子事件變量seedevent為“否”。

在s1010中，處理器560確定信道的數(shù)目channum是否大于調(diào)節(jié)信號(hào)的數(shù)目(例如，十二)。如果信道的數(shù)目channum小于十二，則處理器560在s1015中確定該信道數(shù)目的樣本的電壓是否大于閾值電壓。閾值電壓可基于經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定。

如果信道數(shù)目的樣本的電壓大于閾值電壓，則在s1020中處理器560確定所述信道數(shù)目的最后的樣本是否低于閾值。如果最后的樣本低于所述閾值，則在s1025中，處理器560確定樣本與用于信道數(shù)目的事件開(kāi)始時(shí)間相對(duì)應(yīng)。隨后，在s1030中，處理器560設(shè)置種子事件變量seedevent為“是”并且將樣本復(fù)制到事件緩存中。事件緩存可在存儲(chǔ)器565中。

如果最后的樣本不低于閾值，處理器560也前進(jìn)到s1030。

在s1035中，處理器將信道數(shù)目channum加1。

如果信道數(shù)目的樣本的電壓不大于在s1015中的閾值電壓，處理器560確定信道數(shù)目的最后的樣本是否在s1040中的閾值之上。如果最后的樣本不大于閾值電壓，則處理器在s1035中將信道數(shù)目增加1。如果最后的樣本在閾值之上，處理器560確定樣本與用于信道數(shù)目的事件停止時(shí)間相關(guān)，并且在s1045中將種子事件變量seedevent設(shè)置為“否”。

在s1050中，處理器560在用于信道的事件緩沖區(qū)上執(zhí)行峰值檢測(cè)。處理器560監(jiān)控信道中的連續(xù)樣本的值，并且，如果在值的上升序列之后，處理器560看到成下降序列的多個(gè)值(例如，兩個(gè)或三個(gè))，則處理器560記錄信道的峰值以及峰值的時(shí)間。

處理器560將峰值的時(shí)間和相關(guān)的信道存儲(chǔ)在峰值緩沖中。

在s1055中，所有的信道已被處理器560分析。因此，信道的圖案被建立。一旦信道數(shù)目channum超出信道的數(shù)量，在s1055中處理器560確定seedevent是否為“否”(沒(méi)有種子被檢測(cè)到)并且lastseedevent是否為“是”。如果在s1055中該條件為“是”，則處理器560在s1060中處理峰值緩沖區(qū)并且確定在種子事件中種子的數(shù)目(peakbuffercount)。在s1065中，處理器560通過(guò)返回到s1000而更新totalseedcount(總種子計(jì)數(shù))并且開(kāi)始新的周期。

圖10b示出對(duì)峰值緩沖進(jìn)行處理的示例。

在s1100中，處理器560根據(jù)峰值的時(shí)間對(duì)峰值緩沖進(jìn)行整理、將變量numpeaks設(shè)置為峰值緩沖中峰值的數(shù)目，將peaknum設(shè)置為1、將referencetime設(shè)置為在整理后的緩沖中的第一個(gè)時(shí)間，并且將peakbuffercount設(shè)置為0。

在81105中，處理器560確定目前的峰值數(shù)目peaknum是否大于峰值的數(shù)量numpeaks。如果目前的峰值數(shù)目peaknum不大于峰值的數(shù)量numpeaks，則處理器560確定目前的峰值數(shù)目peaknum的時(shí)間減去referencetime是否大于s1110的群閾值(clusterthreshold)。所述群閾值確定多種子事件的最大持續(xù)時(shí)間。

如果目前的峰值數(shù)目peaknum的時(shí)間與referencetime之間的差值小于或等于群閾值，則處理器560將相關(guān)聯(lián)的信道添加到信道列表并且通過(guò)將peaknum增加1而改變目前的峰值數(shù)目。

如果對(duì)于目前的峰值數(shù)目peaknum的時(shí)間與referencetime之間的差值大于群閾值，則在s1120中處理器560將referencetime更新為用于目前的峰值數(shù)目peaknum的時(shí)間并且分析信道列表的識(shí)別標(biāo)志(signature)以及將新的峰值緩沖計(jì)數(shù)(種子的數(shù)量)設(shè)定為當(dāng)前的peakbuffercount加上signaturecount。識(shí)別標(biāo)志為在不同的信道中的同時(shí)信號(hào)的圖案，其代表種子事件。圖案由用于單種子事件和多種子事件的靈敏度分布圖形成。signaturecount代表種子事件中種子的數(shù)目，并且信道列表包括在種子事件中被分析以確定識(shí)別標(biāo)志的所有信道。一旦處理器560已經(jīng)執(zhí)行完步驟s1120，多種子事件已經(jīng)結(jié)束并且peakbuffercount轉(zhuǎn)向s1065。

如果所選擇的峰值數(shù)目peaknum比峰值的數(shù)量numpeaks大，則在s1125中處理器560分析所述識(shí)別標(biāo)志并且確定事件中的種子數(shù)目。更具體地，處理器將新的峰值緩沖計(jì)數(shù)(種子的數(shù)目)設(shè)置為目前的peakbuffercount加上signaturecount。方法返回到s1065。

返回參照?qǐng)D10a，在峰值緩沖被處理器560處理之后，在s1065中，處理器560將總種子計(jì)數(shù)值totalseedcount增加peakbuffercount并且將lastseedevent設(shè)置為等于seedevent。如果在s1055中條件為“否”，則處理器560向前到s1065。

根據(jù)一個(gè)示例性的實(shí)施例，種子監(jiān)控系統(tǒng)包括：被構(gòu)造成沿著在種子管道的內(nèi)部的平面發(fā)射光的光源；圍繞種子管道內(nèi)部的平面的多個(gè)光接收器，所述多個(gè)光接收器中的每一個(gè)被構(gòu)造成在平面的多個(gè)部分的至少兩個(gè)部分中接收光并且產(chǎn)生與所接收的光相應(yīng)的感測(cè)信號(hào)；處理系統(tǒng)，所述處理系統(tǒng)包括多個(gè)調(diào)節(jié)信道，所述處理系統(tǒng)被配置成處理所述感測(cè)信號(hào)以產(chǎn)生經(jīng)調(diào)節(jié)的信號(hào)；以及控制器，所述控制器被配置成基于所產(chǎn)生的經(jīng)調(diào)節(jié)的信號(hào)產(chǎn)生種子計(jì)數(shù)值。

在一個(gè)示例性的實(shí)施例中，控制器被配置成基于產(chǎn)生的經(jīng)調(diào)節(jié)的信號(hào)確定種子管道中的種子的位置。

在一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述種子管道包括第一壁、第二壁、第三壁和第四壁，第二壁在第一壁和第三壁之間，并且第四壁在第三壁和第一壁之間，所述光源位于第一壁上，并且所述多個(gè)光接收器分別位于第二壁、第三壁和第四壁上。

在一個(gè)示例性實(shí)施例中，多個(gè)光接收器中的每一個(gè)都包括多個(gè)光感測(cè)元件，其中每一個(gè)光感測(cè)元件被設(shè)置成用于接收在與光接收器相關(guān)的至少兩個(gè)部分中的光的至少一部分。

在一個(gè)示例性實(shí)施例中，光源和多個(gè)接收器限定整個(gè)平面并且所述多個(gè)部分覆蓋所述整個(gè)平面。

在一個(gè)示例性實(shí)施例中，控制器被配置成檢測(cè)多個(gè)光接收器中的至少一個(gè)光接收器中的異常并且基于來(lái)自其他多個(gè)光接收器的所生成的經(jīng)調(diào)節(jié)的信號(hào)生成種子計(jì)數(shù)值。

因此描述了示例性的實(shí)施例，顯而易見(jiàn)的是，示例性實(shí)施例可以多種方式變化。例如，在確定種子計(jì)數(shù)值時(shí)，系統(tǒng)200也可將種子類型考慮在內(nèi)。這種改變不認(rèn)為脫離了示例性實(shí)施例的精神和范圍，并且所有的這種對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的變更都將被包括在權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。