基于时空耦合的玉米播种位置预测系统设计与试验

来源：农业机械学报杂志2025年第6期北京时间：

作者：贾麟，马飞扬，徐征鑫，张馨悦，徐子杨，王超，王庆杰，李洪文

单位：中国农业大学,中国农业大学,中国农业大学,中国农业大学,中国农业大学,中国农业大学,中国农业大学,中国农业大学,

摘要：针对玉米播种环节设计了一种基于时空耦合的玉米播种位置预测系统。该系统集成对射式红外光电传感器、GNSS-RTK高精度定位模块及数据传输单元，通过实时监测种子下落信号，结合播种机航向、速度与时空滞后补偿模型，预测种子落地空间位置，最终将数据上传云端。系统采用STM32F103单片机作为中枢控制器，构建分段式空间位置换算模型解决播种机主天线与红外传感器间的偏移问题；引入时空滞后补偿模型，测量得种子下落延时、定位信息传输延时及程序执行延时分别为107.7、50、39.5ms，最终修正播种机前进方向位移偏差；通过制定不同区间对经纬度偏差正负值的方向响应规则，明确耦合预测模型最终形态。田间试验结果表明，系统预测种子落地位置与实际位置平均偏差为36.86mm，标准差为3.57mm，变异系数为9.69%，验证了模型有效性。该系统能够实现播种位置数据实时记录与云端存储，为后续中耕、施肥等环节的精准协同管理提供参考。

关键词：玉米播种;空间位置;RTK定位;时空耦合;预测模型

基金资助：国家重点研发计划项目(2024YFD1500405)