本技术涉及密植小麦播种机，具体地，涉及一种用于密植小麦播种机排种作业的智能监控系统及方法。
背景技术：
1、密植小麦播种机在现代农业生产中扮演着重要角色，其排种作业的可靠性直接影响着播种效果和产量。目前，密植小麦播种机在排种作业过程中常常会面临排种管堵塞等问题，导致播种效率低下和播种质量下降。
2、传统的排种作业监控方式通常依赖人工巡检来不断地观察播种机的工作状态，这不仅效率低下，而且容易受到人为疲劳、疏忽等因素和主观性的干扰，导致出现误判或漏判的情况，从而影响密植小麦播种机的正常工作。
3、现有一些利用机械式传感器或简单的电子传感器的方式来监测排种作业的状态，从而判断是否存在异常情况，但是，这种传感器易受到环境灰层的影响，同时也无法精确地检测到排种作业状态的微小变化和异常，容易造成误判或遗漏。此外，传统的排种作业监控方式对于排种作业异常的检测反应速度较慢，在播种机发生故障，如排种管堵塞时，传统监控方式往往不能及时检测到问题并采取措施，导致播种机在出现异常情况时仍然继续工作，影响播种效果和产量，甚至造成安全事故。
4、因此，期望一种用于密植小麦播种机排种作业的智能监控系统。
技术实现思路
1、提供该
技术实现要素：
部分以便以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。该发明内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。
2、第一方面，本技术提供了一种用于密植小麦播种机排种作业的智能监控系统，所述智能监控系统包括：
3、排种管状态输出电压信号采集模块，用于通过部署于被监测密植小麦播种机排种管的光电传感器采集的排种管状态输出电压信号；
4、电压信号对比度增强模块，用于对所述排种管状态输出电压信号进行分段线性变换处理以得到对比度增强排种管状态输出电压信号；
5、排种管状态电压波形语义特征提取模块，用于对所述对比度增强排种管状态输出电压信号进行基于金字塔结构的排种管状态电压波形语义特征捕获和跨层级信息传递增强处理以得到排种管状态电压波形语义特征图；
6、排种管状态重要性语义特征增强模块，用于将所述排种管状态电压波形语义特征图通过基于全局特征感知的排种管状态相关语义增强模块以得到排种管状态关键电压波形语义强化表征特征图；
7、排种管状态异常检测模块，用于基于所述排种管状态关键电压波形语义强化表征特征图对排种管状态进行检测以得到检测结果，所述检测结果用于表示被监测密植小麦播种机排种管是否存在异常。
8、可选地，所述排种管状态电压波形语义特征提取模块，用于：将所述对比度增强排种管状态输出电压信号通过基于金字塔结构的跨层级排种管状态电压波形语义信息传递模块以得到所述排种管状态电压波形语义特征图。
9、可选地，所述排种管状态电压波形语义特征提取模块，包括： 第一卷积单元，用于将所述对比度增强排种管状态输出电压信号通过卷积核为3×3的卷积层以得到排种管状态输出电压信号浅层特征图；浅层残差融合增强单元，用于将所述排种管状态输出电压信号浅层特征图通过输出电压波形浅层残差信息融合增强模块以得到排种管状态输出电压信号浅层残差融合特征图；第二卷积单元，用于将所述排种管状态输出电压信号浅层残差融合特征图通过卷积核为3×3的卷积层以得到排种管状态输出电压信号深层特征图；深层残差融合增强单元，用于将所述排种管状态输出电压信号深层特征图通过输出电压波形深层残差信息融合增强模块以得到排种管状态输出电压信号深层残差融合特征图；尺度调制单元，用于将所述排种管状态输出电压信号深层残差融合特征图输入基于sppf层的尺度调制模块以得到排种管状态输出电压信号深层调制特征图；上采样单元，用于将所述排种管状态输出电压信号深层调制特征图进行上采样以得到上采样排种管状态输出电压信号深层调制特征图；融合单元，用于将所述上采样排种管状态输出电压信号深层调制特征图与所述排种管状态输出电压信号浅层残差融合特征图进行融合以得到排种管状态输出电压信号多尺度特征图；多尺度残差信息融合单元，用于将所述排种管状态输出电压信号多尺度特征图通过输出电压波形多尺度残差信息融合增强模块以得到所述排种管状态电压波形语义特征图。
10、可选地，所述浅层残差融合增强单元，包括：通道降维调制子单元，用于将所述排种管状态输出电压信号浅层特征图通过点卷积层进行通道降维调制以得到通道降维调制排种管状态输出电压信号浅层特征图；特征提取子单元，用于将所述通道降维调制排种管状态输出电压信号浅层特征图通过卷积核为3×3的卷积层进行特征提取以得到排种管状态输出电压信号浅层隐含信息特征图；通道升维调制子单元，用于将所述排种管状态输出电压信号浅层隐含信息特征图通过点卷积层进行通道升维调制以得到通道调制后排种管状态输出电压信号浅层特征图；特征图融合子单元，用于将所述通道调制后排种管状态输出电压信号浅层特征图和所述通道降维调制排种管状态输出电压信号浅层特征图进行融合以得到所述排种管状态输出电压信号浅层残差融合特征图。
11、可选地，所述尺度调制单元，包括：尺度调制子单元，用于将所述排种管状态输出电压信号深层残差融合特征图通过基于点卷积层的尺度调制模块以得到尺度调整排种管状态输出电压信号深层残差融合特征图；最大值池化处理子单元，用于将所述尺度调整排种管状态输出电压信号深层残差融合特征图中沿通道维度的各个特征矩阵进行最大值池化处理以得到排种管状态输出电压信号深层残差融合特征向量；通道加权强化子单元，用于基于所述排种管状态输出电压信号深层残差融合特征向量对所述尺度调整排种管状态输出电压信号深层残差融合特征图进行通道加权强化以得到所述排种管状态输出电压信号深层调制特征图。
12、可选地，所述排种管状态重要性语义特征增强模块，包括：线性变换单元，用于对所述排种管状态电压波形语义特征图进行线性变换以得到排种管状态电压波形语义线性变换矩阵；软最大值归一化处理单元，用于将所述排种管状态电压波形语义线性变换矩阵通过函数中进行软最大值归一化处理以得到排种管状态电压波形语义线性变换权重矩阵；按位置相乘计算单元，用于将所述排种管状态电压波形语义特征图中沿通道维度的各个特征矩阵与所述排种管状态电压波形语义线性变换权重矩阵进行按位置相乘以得到排种管状态电压波形语义全局通道特征图；激活处理单元，用于将所述排种管状态电压波形语义全局通道特征图通过激活函数中进行激活处理后与可训练缩放因子进行相乘，并与所述排种管状态电压波形语义特征图进行按位置相加以得到所述排种管状态关键电压波形语义强化表征特征图。
13、可选地，所述线性变换单元，包括：卷积层进行处理子单元，用于将所述排种管状态电压波形语义特征图通过卷积层进行处理以得到排种管状态电压波形语义特征矩阵；按位置加和子单元，用于将所述排种管状态电压波形语义特征矩阵与权重矩阵进行相乘后，将得到的权重调制排种管状态电压波形语义特征矩阵和偏置矩阵进行按位置加和以得到所述排种管状态电压波形语义线性变换矩阵。
14、可选地，所述排种管状态异常检测模块，用于：将所述排种管状态关键电压波形语义强化表征特征图通过基于分类器的排种管异常检测器以得到所述检测结果，所述检测结果用于表示被监测密植小麦播种机排种管是否存在异常。
15、可选地，还包括用于对所述基于金字塔结构的跨层级排种管状态电压波形语义信息传递模块、所述基于全局特征感知的排种管状态相关语义增强模块和所述基于分类器的排种管异常检测器进行训练的训练模块；其中，所述训练模块，包括：训练排种管状态输出电压信号采集单元，用于通过所述部署于被监测密植小麦播种机排种管的光电传感器采集的训练排种管状态输出电压信号，以及，被监测密植小麦播种机排种管是否存在异常的真实值；训练电压信号对比度增强单元，用于对所述训练排种管状态输出电压信号进行分段线性变换处理以得到训练对比度增强排种管状态输出电压信号；训练排种管状态电压波形语义特征提取单元，用于对所述训练对比度增强排种管状态输出电压信号进行基于所述金字塔结构的排种管状态电压波形语义特征捕获和跨层级信息传递增强处理以得到训练排种管状态电压波形语义特征图；训练排种管状态重要性语义特征增强单元，用于将所述训练排种管状态电压波形语义特征图通过所述基于全局特征感知的排种管状态相关语义增强模块以得到训练排种管状态关键电压波形语义强化表征特征图；训练分类单元，用于将所述训练排种管状态关键电压波形语义强化表征特征图通过所述基于分类器的排种管异常检测器以得到检测结果；损失函数值计算单元，用于计算所述检测结果与所述真实值之间的交叉熵损失函数值以得到分类损失函数值；训练单元，用于基于所述分类损失函数值对所述基于金字塔结构的跨层级排种管状态电压波形语义信息传递模块、所述基于全局特征感知的排种管状态相关语义增强模块和所述基于分类器的排种管异常检测器进行训练。
16、第二方面，本技术提供了一种用于密植小麦播种机排种作业的智能监控方法，所述方法包括：
17、通过部署于被监测密植小麦播种机排种管的光电传感器采集的排种管状态输出电压信号；
18、对所述排种管状态输出电压信号进行分段线性变换处理以得到对比度增强排种管状态输出电压信号；
19、对所述对比度增强排种管状态输出电压信号进行基于金字塔结构的排种管状态电压波形语义特征捕获和跨层级信息传递增强处理以得到排种管状态电压波形语义特征图；
20、将所述排种管状态电压波形语义特征图通过基于全局特征感知的排种管状态相关语义增强模块以得到排种管状态关键电压波形语义强化表征特征图；
21、基于所述排种管状态关键电压波形语义强化表征特征图对排种管状态进行检测以得到检测结果，所述检测结果用于表示被监测密植小麦播种机排种管是否存在异常。
22、采用上述技术方案，通过将部署于密植小麦播种机排种管的光电传感器采集的排种管状态输出电压信号输入后端处理器中，利用基于人工智能和深度学习的数据处理和分析算法来对于该排种管状态输出电压信号进行分析，以此来学习和捕获到密植小麦播种机在排种作业过程中的电压时序模式和波形语义，有助于识别出偏离正常工作模式的异常电压变化或趋势，从而能够对于密植小麦播种机的排种管异常状态进行细致和有效地检测，以便在发现异常状态时及时采取相应措施来确保播种机的正常工作。这样，能够实现更为智能化的密植小麦播种机排种作业监控，从而提高密植小麦播种机的排种作业可靠性。
23、本技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
1.一种用于密植小麦播种机排种作业的智能监控系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于密植小麦播种机排种作业的智能监控系统，其特征在于，所述排种管状态电压波形语义特征提取模块，用于：将所述对比度增强排种管状态输出电压信号通过基于金字塔结构的跨层级排种管状态电压波形语义信息传递模块以得到所述排种管状态电压波形语义特征图。
3.根据权利要求2所述的用于密植小麦播种机排种作业的智能监控系统，其特征在于，所述排种管状态电压波形语义特征提取模块，包括：
4.根据权利要求3所述的用于密植小麦播种机排种作业的智能监控系统，其特征在于，所述浅层残差融合增强单元，包括：
5.根据权利要求4所述的用于密植小麦播种机排种作业的智能监控系统，其特征在于，所述尺度调制单元，包括：
6.根据权利要求5所述的用于密植小麦播种机排种作业的智能监控系统，其特征在于，所述排种管状态重要性语义特征增强模块，包括：
7.根据权利要求6所述的用于密植小麦播种机排种作业的智能监控系统，其特征在于，所述线性变换单元，包括：
8.根据权利要求7所述的用于密植小麦播种机排种作业的智能监控系统，其特征在于，所述排种管状态异常检测模块，用于：将所述排种管状态关键电压波形语义强化表征特征图通过基于分类器的排种管异常检测器以得到所述检测结果，所述检测结果用于表示被监测密植小麦播种机排种管是否存在异常。
9.根据权利要求8所述的用于密植小麦播种机排种作业的智能监控系统，其特征在于，还包括用于对所述基于金字塔结构的跨层级排种管状态电压波形语义信息传递模块、所述基于全局特征感知的排种管状态相关语义增强模块和所述基于分类器的排种管异常检测器进行训练的训练模块；
10.一种用于密植小麦播种机排种作业的智能监控方法，其特征在于，包括：
