CN107462208A - 一种农机及农机作业面积测量装置和测量方法 - Google Patents
一种农机及农机作业面积测量装置和测量方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107462208A CN107462208A CN201710699017.4A CN201710699017A CN107462208A CN 107462208 A CN107462208 A CN 107462208A CN 201710699017 A CN201710699017 A CN 201710699017A CN 107462208 A CN107462208 A CN 107462208A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- area
- agricultural machinery
- operating area
- longitude
- module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 13
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 11
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 7
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 claims description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 2
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 description 2
- DMBHHRLKUKUOEG-UHFFFAOYSA-N diphenylamine Chemical compound C=1C=CC=CC=1NC1=CC=CC=C1 DMBHHRLKUKUOEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 238000012567 pattern recognition method Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 241000894007 species Species 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 1
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000002405 diagnostic procedure Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000016507 interphase Effects 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
- G01B21/28—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring areas
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
本发明提供一种农机及农机作业面积测量装置和测量方法。农机通过农机上的作业面积测量装置实时采集经纬度数据，记录农机运行轨迹；移除发生偏移的经纬度信息点,确定农机作业轨迹；将所述农机作业轨迹图形的轮廓线确定为作业区域边界线；基于多个测量基准点与作业区域边界线计算作业区域面积。本发明通过去除偏移点、补充空白点的方式准确确定出作业区域边界线，进一步通过多测量基准点计算作业区域面积，具有测量速度快精度高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及农业智能化技术领域，尤其涉及一种智能化农机、农机作业面积测量装置及农机作业面积测量方法。
背景技术
随着农业机械化、现代化、智能化的发展，智能农机技术广受关注。在农机跨区进行耕种管收作业时，作业面积作为关键数据至关重要。在精细农业中，作业面积也是一个很重要的指标，不仅决定了种子、农药、化肥等资源的投入量，还用于确定最终作业工作量和最终收费。但是农机作业地形具有极大的复杂性，很多地块面积无法准确测量统计，导致农民的相关利益受损，政府部门也无法准确统计地块面积进而影响到决策和管理。
传统的作业面积测量方法属于静态测量方法，一种是小面积的矩形状作业区域，可以采用钢尺或凭经验进行作业面积测量，简单实用；另一种是对于大面积和不规则图形地块的测量，需要借助于罗盘仪、经纬仪、全站仪等测绘仪器，但过程繁琐，需要耗费大量人力和时间，并且易出差错。
针对大面积和不规则地块，有学者研究基于农机运行轨迹的动态作业测量方法，如车轮转数法、距离测量法和超声波法等。但是当农机作业地面不平整、地表条件恶劣或作业重叠显著时,这些方法的测量精度受到很大影响，不能满足要求。
随着全球卫星定位***(比如北斗卫星定位、GPS卫星定位)的日趋成熟，相关厂商或研究机构也提出了许多基于卫星定位技术的农田边界测量的面积估算方法，根据提供的经度、纬度、高程等导航和定位信息对面积进行测量。各种农机的作业轨迹通常为Z字形循环作业，或回字形环绕作业。当前已有的基于GPS轨迹的农机作业面积测量方法虽然实现了对农机的作业面积进行动态实时测量，但是仍然存在着无法处理作业重叠现象或者对不规则地块效果不理想、作业类型单一等不足，易造成计算混淆或重复计算，导致测量面积与实际面积存在较大误差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种农机及农机作业面积测量装置和测量方法，解决农机作业面积测量过程中存在的实时性差、准确度低的问题。
本发明的一个方面在于，提供一种农机作业面积测量方法，包括如下步骤：
S101，实时采集经纬度数据，记录农机运行轨迹；
S102，移除所述农机运行轨迹中发生偏移的经纬度信息点,确定农机作业轨迹；
S103，对所述农机作业轨迹进行图形识别，将所述农机作业轨迹图形的轮廓线确定为作业区域边界线；
S104，确定一个或多个测量基准点，基于所述测量基准点与作业区域边界线计算作业区域面积。
进一步地，其中，所述步骤S102中发生偏移的经纬度信息点是速度值超过速度均值的位置点和/或轨迹重叠的位置点。
其中，所述步骤S103中进一步包括：将所述作业区域边界线按照边界误差值进行外推或内缩确定校正后的作业区域边界线。
其中，所述步骤S104中基于所述测量基准点与作业区域边界线计算作业区域面积的步骤，是采用多点全域多次计算取平均的方式，或者采用多点多子域求和计算的方式。
其中，所述步骤S104中还进一步包括：
根据作业价格及作业区域面积计算作业费用，将所述作业区域面积信息和/或作业费用信息发送给农户和/或农业管理平台和/或农业管理部门。
本发明的另一个方面在于，还可提供一种农机作业面积测量装置，所述农机作业面积测量装置包括：位置信息接收模块、位置信息存储模块、位置信息处理模块、用户交互模块，其中：
所述位置信息接收模块，用于从卫星或基站实时接收并采集经纬度数据，将所述经纬度数据发送给位置信息处理模块及位置信息存储模块；
所述位置信息处理模块，用于根据所述经纬度数据确定农机运行轨迹并在移除发生偏移的经纬度信息点后，得到农机作业轨迹；用于对所述农机作业轨迹进行图形识别，将所述农机作业轨迹图形的轮廓线确定为作业区域边界线，根据选定的一个或多个测量基准点与作业区域边界线计算作业区域面积；
位置信息存储模块，用于存储下述信息中的一种或它们的组合：所述经纬度数据、农机移动轨迹、农机作业轨迹、作业区域边界线、作业区域面积；
用户交互模块，用于接收用户输入数据或指令，并将所述数据或指令发送给位置信息处理模块，接收位置信息处理模块返回的结果呈现给用户。
其中，所述位置信息接收模块包括下述芯片之一或它们的组合：全球卫星定位GPS芯片、北斗导航定位芯片、移动通信基站定位芯片。
其中，所述农机作业面积测量装置，进一步还包括：
通信模块，用于将所述作业区域面积信息发送给农户侧终端和/或集中管理服务器。
其中，所述位置信息处理模块包括如下单元：
作业区域边界识别单元，用于从根据实时采集的经纬度数据生成的农机运行轨迹中移除发生偏移的经纬度信息点,确定农机作业轨迹；用于对所述农机作业轨迹进行图形识别，将所述农机作业轨迹图形的轮廓线确定为作业区域边界线；
作业面积计算单元，用于确定一个或多个测量基准点，基于所述测量基准点与从作业区域边界识别单元获得的作业区域边界线计算作业区域面积；
误差处理单元，用于对作业面积计算单元根据各个测量基准点计算得到的作业区域面积进行误差处理，得到最终的作业区域面积；
计价单元，用于根据计价单位及误差处理单元校准后的作业区域面积得到作业费用；
信息收发单元，用于对包括作业区域面积、作业费用的信息与通信模块进行通信。
本发明还提供一种农机，包括农机作业面积测量装置，所述农机作业面积测量装置进一步包括：位置信息接收模块、位置信息存储模块、位置信息处理模块、用户交互模块，其中：
所述位置信息接收模块，用于从卫星或基站实时接收并采集经纬度数据，将所述经纬度数据发送给位置信息处理模块及位置信息存储模块；
所述位置信息处理模块，用于根据所述经纬度数据确定农机运行轨迹并在移除发生偏移的经纬度信息点后，得到农机作业轨迹；用于对所述农机作业轨迹进行图形识别，将所述农机作业轨迹图形的轮廓线确定为作业区域边界线，根据选定的一个或多个测量基准点与作业区域边界线计算作业区域面积；
位置信息存储模块，用于存储下述信息中的一种或它们的组合：所述经纬度数据、农机移动轨迹、农机作业轨迹、作业区域边界线、作业区域面积；
用户交互模块，用于接收用户输入数据或指令，并将所述数据或指令发送给位置信息处理模块，接收位置信息处理模块返回的结果呈现给用户。
本发明提出农机、农机作业面积测量装置及测量方法，通过去除偏移点、补充空白点的方式准确确定出作业区域边界线，进一步通过多测量基准点计算作业区域面积，可以有效克服复杂形状地块的影响，缓解了农机运行轨迹中异常点造成的误差；同时，在以每个测量基准点为中心按照一定的角度(可以选取从1度到6度范围内的角)划分作业子区域，形成多个小三角形，计算快速简单方便；进一步地，通过面积结果的误差控制可以进一步确保作业区域面积测量的准确性。
附图说明
图1为本发明所述农机作业区域面积测量方法的流程图；
图2为本发明所述农机作业区域面积测量装置示意图；
图3为图2中所示的位置信息处理模块的结构示意图；
图4为本发明的农机作业区域面积测量方法的一个具体是实施例的流程图。
具体实施方式
以下结合实施例，对本发明作进一步具体描述，但不局限于此。
在复杂农机作业环境条件下，快速准确测量作业面积等关键数据至关重要，是实现农机智能化管理及农业精细化的重要基础。
为实现快速准确的农机作业面积测量，本发明基于卫星定位技术实时获取农机运行的经纬度信息，得到农机运行轨迹；从所述农机运行轨迹中移除非作业时记录得到的经纬度位置点，从而得到农机作业轨迹；由于农机作业轨迹通常为折返的Z形轨迹或者环绕的回字形轨迹，并不一定形成封闭的轨迹，所以还需要针对农机作业轨迹形成的轨迹图形进行图形识别获得作业区域的轮廓线，对农机作业轨迹中未记录的位置点进行补全，从而得到作业区域边界线。所述作业区域边界线上的每一个位置点对应着一对经纬度信息点。
进一步地，针对具有封闭边界线的作业区域，采用选取一个或多个测量基准点的方式，计算获得作业区域面积。为解决计算误差的问题，在进行作业区域面积计算时，可以采用多点全域多次计算取平均的方式，也可以采用多点多子域求和计算的方式。
例如，可以在作业区域边界线上和/或作业区域边界线所包含的区域内，取2-10个经纬度位置点作为测量基准点，优选的可以选择5个测量基准点。以每个测量基准点为中心，按照一定的角度间隔(取值范围为1度到6度)划分多个作业子区域，该测量基准点与作业区域边界线上的两个位置点按照设定角度间隔构成一个三角形，从而获得多个小三角形，分别计算每个小三角形的面积，通过累加这些小三角形面积，得到基于该测量基准点的作业区域面积。也就是说，确定多少个测量基准点，就可计算得到同等数目的作业区域面积值。最后，比较不同测量基准点情况下计算的作业区域面积值，设定误差阈值，如果所有作业区域面积值都在误差范围内，则将均值面积作为最终的作业区域面积；如果某个测量基准点对应的面积无法满足误差要求，则舍去这个区域面积，将符合误差要求的所有区域面积的均值面积作为作业区域面积。
例如，还可以在作业区域边界线所包含的区域，划分为2-10个作业子块，优选的可以选择5个作业子块，在每个作业子块内，确定一个或多个测量基准点，以及作业子块的边界线。以每个测量基准点为中心，按照一定的角度间隔(取值范围为1度到6度)划分多个作业子区域，该测量基准点与作业子块边界线上的两个位置点按照设定角度间隔构成一个三角形，从而获得多个小三角形，分别计算每个小三角形的面积，通过累加这些小三角形面积，得到基于该测量基准点的作业区域面积。也就是说，确定多少个测量基准点，就可计算得到同等数目的作业子块面积值。最后，比较不同测量基准点情况下计算的作业子块面积值，设定误差阈值，如果所有作业子块面积值都在误差范围内，则将均值面积作为作业子块面积；如果某个测量基准点对应的面积无法满足误差要求，则舍去这个面积，将符合误差要求的计算结果的均值面积作为作业子块面积。在确定各个作业子块面积后，将各个作业子块面积进行累加即可获得准确的作业区域面积。
在确定上述的测量基准点时，可以采用对最大经度间隔和最大纬度间隔进行均分交叉的方式确定，将各个经纬均分的交叉点作为测量基准点。
在农机作业实际过程中，农机作业宽度通常较宽，卫星定位装置通常较小，其安装位置可以居中、居左、居右，从而导致农机作业轨迹并不一定与地块边缘一致，两者存在一定误差。进一步地，为了进一步减小测量误差，可以对作业区域边界线进行优化，可以预先设置或者通过人机交互界面输入等方式确定边界误差，可以根据实际作业情况，将所述作业区域边界线按照所述边界误差值进行外推从而扩大所述作业区域，或者按照所述边界误差值进行内缩从而缩小所述作业区域。
在精确测量得到作业区域面积之后，结合作业价格就可以精准确定作业费用，可以公平合理快速的进行农机手与农户之间的结算。同时，一方面可以将所述作业区域面积信息和作业费用信息发送给农户，做到公平透明；另一方面也可以将所述作业区域的地理信息、面积信息、作业类型、作物种类、作业费用、作业时间等相关信息上报给农业管理平台或者农业管理部门。
基于上述技术方案的思路，本发明在具体实施时，可以采用一种农机作业面积测量方法，如图1所示，包括如下步骤：
S101，实时采集经纬度数据，记录农机运行轨迹；
其中，采集经纬度数据可以采用GPS全球定位技术或者北斗定位技术或者移动通信基站定位技术。
S102，移除所述农机运行轨迹中发生偏移的经纬度信息点,确定农机作业轨迹；
其中，所述发生偏移的经纬度信息点通常是指非作业期间发生移动的位置点，例如农机需要在地块两端调整位置，或者作业期间需要重新装填种子或农药而离开作业区，或者收割作物时需要卸载收获物等。对于发生偏移的经纬度信息点，可以采用速度判别法，农机在作业时和非作业时通常行驶速度会不同，通过农机运行轨迹上不同点的速度值，可将速度值超过速度均值的位置点作为发生偏移的经纬度信息点进行去除。同时，作业时的农机通常不会出现重复轨迹，因此，位置重叠的位置点也可以作为发生偏移的经纬度信息点进行去除。
S103，对所述农机作业轨迹进行图形识别，将所述农机作业轨迹图形的轮廓线确定为作业区域边界线；
其中，农机作业轨迹通常为来回折返的Z形轨迹或者环绕的回字形轨迹，无法形成封闭的轨迹，因而进一步还需要对农机作业轨迹形成的图形进行图形识别。对于比较规则的矩形地块可以简单的根据经纬度的边界值简单确定出矩形地块的四个拐点位置，进而可以连线确定矩形地块的边界线。但实际农田环境复杂多变，并不存在理想的规则边界，因而采用图形识别方法，确定出农机作业轨迹所形成的图形的轮廓线，可以适用于各种复杂地块的面积计算，一方面可以精确确定作业区域边界，另一方面，也可以补全作业轨迹中所缺失的地块边界点的经纬度信息，是后续精确面积计算的基础。
进一步地，还可包括对作业区域边界线进行优化的步骤，可以预先设置或者通过人机交互界面输入等方式确定边界误差，根据实际作业情况，将所述作业区域边界线按照所述边界误差值进行外推从而扩大所述作业区域，或者按照所述边界误差值进行内缩从而缩小所述作业区域。
S104，确定一个或多个测量基准点，基于所述测量基准点与作业区域边界线计算作业区域面积。
其中，进行作业区域面积计算时，基于测量基准点和作业区域边界线，可以采用多点全域多次计算取平均的方式，也可以采用多点多子域求和计算的方式，该两种面积计算方式可以参见前述方法。所述测量基准点是在作业区域边界线上的位置点，或者所述作业区域内的位置点。优选的，所述测量基准点是所述作业区域内的经度范围均分与纬度范围均分交叉的位置点。
基于上述农机作业面积测量方法，本发明在具体实施时还可通过农机作业面积测量装置来实现。该农机作业面积测量装置安装在农机上，可以安装在农机内部或外部，也可以居左或居右或居中安装。优选的安装在GPS模块在农机外部，其他模块在农机内部居中位置。
如图2所示，该农机作业面积测量装置，包括：位置信息接收模块、位置信息存储模块、位置信息处理模块、用户交互模块，其中：
所述位置信息接收模块，用于从卫星或基站实时接收并采集经纬度数据，将所述经纬度数据发送给位置信息处理模块及位置信息存储模块；
所述位置信息处理模块，用于根据所述经纬度数据确定农机运行轨迹并在移除发生偏移的经纬度信息点后，得到农机作业轨迹；用于对所述农机作业轨迹进行图形识别，将所述农机作业轨迹图形的轮廓线确定为作业区域边界线，根据选定的一个或多个测量基准点与作业区域边界线计算作业区域面积；
位置信息存储模块，用于存储下述信息中的一种或它们的组合：所述经纬度数据、农机移动轨迹、农机作业轨迹、作业区域边界线、作业区域面积；
用户交互模块，用于接收用户输入数据或指令，并将所述数据或指令发送给位置信息处理模块，接收位置信息处理模块返回的结果呈现给用户。具体而言，例如可以接收用户的测量开始和结束指令，边界误差参数等。
其中，所述位置信息接收模块包括下述芯片之一或它们的组合：全球卫星定位GPS芯片、北斗导航定位芯片、移动通信基站定位芯片。
所述农机作业面积测量装置，进一步还可包括：
通信模块，用于一方面将所述作业区域面积信息和费用信息发送给农户侧终端(例如手机)，另一方面也可以将所述作业区域的地理信息、面积信息、作业类型、作物种类、作业费用、作业时间中的一种信息或多种信息的组合上报给农业管理平台或者农业管理部门的集中管理服务器。
如图3所示，所述位置信息处理模块包括如下单元：
作业区域边界识别单元，用于从根据实时采集的经纬度数据生成的农机运行轨迹中移除发生偏移的经纬度信息点,确定农机作业轨迹；用于对所述农机作业轨迹进行图形识别，将所述农机作业轨迹图形的轮廓线确定为作业区域边界线；
作业面积计算单元，用于确定一个或多个测量基准点，基于所述测量基准点与从作业区域边界识别单元获得的作业区域边界线计算作业区域面积；
误差处理单元，用于对作业面积计算单元根据各个测量基准点计算得到的作业区域面积进行误差处理，得到最终的作业区域面积；
计价单元，用于根据计价单位及误差处理单元校准后的作业区域面积得到作业费用；
信息收发单元，用于对包括作业区域面积、作业费用的信息与通信模块进行通信。
其中，所述作业面积计算单元进行作业区域面积计算时，基于测量基准点和作业区域边界线，可以采用多点全域多次计算取平均的方式，也可以采用多点多子域求和计算的方式。所述测量基准点是在作业区域边界线上的位置点，或者所述作业区域内的位置点。优选的，所述测量基准点是所述作业区域内的经度范围均分与纬度范围均分交叉的位置点。
其中，所述作业区域边界识别单元，还可计算农机移动速度，可以采用速度判别法，将速度值超过速度均值的位置点作为发生偏移的经纬度信息点进行去除。所述作业区域边界识别单元，还可用于将位置重叠的位置点也作为发生偏移的经纬度信息点进行去除。
其中，所述作业区域边界识别单元，用于对所述农机作业轨迹进行图形识别，将所述农机作业轨迹图形的轮廓线确定为作业区域边界线；农机作业轨迹通常为来回折返的Z形轨迹或者环绕的回字形轨迹，无法形成封闭的轨迹，因而采用图形识别方法，确定出农机作业轨迹所形成的图形的轮廓线，一方面可以精确确定作业区域边界，另一方面，也可以补全作业轨迹中所缺失的地块边界点的经纬度信息，是后续精确面积计算的基础。
进一步地，所述作业区域边界识别单元，还可用于对作业区域边界线进行优化，可以预先设置或者通过用户交互模块的交互界面输入等方式确定边界误差，根据实际作业情况，将所述作业区域边界线按照所述边界误差值进行外推从而扩大所述作业区域，或者按照所述边界误差值进行内缩从而缩小所述作业区域。
上述农机作业面积测量方法及装置中所提及的农机，可以是收割机、播种机、施肥机、农药喷洒机、农业无人机。
基于农机作业运行轨迹点,基于多个测量基准点的实时作业面积测量方法，可以提高农机作业面积测量精度和效率。如图4所示，给出了一种收割机作业时的作业区域测量流程。
使用的GPS为UBLOX-GPS终端，所采集的信息点是连续的周期性采集的数据点，按照通信协议，GPS经纬度数据的更新时间周期为1赫兹。发送的经纬度单位为小数点后六位，即十万分之一度，单位约为1米，GPS定位精度为1米左右，考虑到农机作业时地块的一般跨度不会太大(<10Km),误差可以作为统一的***误差忽略，或使用统一的***调整系数消除。
基于多基准点的农机作业面积度量方法，对于地块面积和形状没有限制，计算方便，精度较高。具体实施方案如下：
(1)在作业的农机上安装全球定位***GPS，以便农机作业时实时采集经纬度数据，并且上传至服务器。
(2)确定农机作业地块，采集经纬度数据，农机作业结束后，去除偏移点，补全空白位置点，确定作业区域边界线，这些边界线的经纬度信息点形成了作业区域；
(3)确定区域基准点，在区域内部均匀选取5个点作为基准点，以每个基准点为中心按照一定的角度(可以选取从1度到6度范围内的角)划分作业区域，形成多个小三角形，这些三角形构成了作业地块多边形，分别计算各个小三角形的面积；
(4)对这些小三角形面积累加，得到以某个基准点划分的作业区域的面积。
(5)比较各个基准点为中心计算的作业地块的面积值，设定误差，如果这些面积都在误差范围内，地块面积等于平均面积，如果某一种情况大于或小于误差，舍去这个面积，地块面积等于剩余面积的均值。
本发明的农机作业区域面积测量的技术方案，提出基于多基准点计算作业面积的方法和去除偏移点的方法，克服了不同形状地块的影响，缓解了异常点造成的误差；同时，以每个基准点为中心按照一定的角度(可以选取从1度到6度范围内的角)划分作业区域，形成多个小三角形，计算简单方便。
对河北省2016、2017年，包括小麦收割机、玉米收割机、土地深松等100多台农机作业进行测试，结果表明50％以上的作业面积测量精度达到100％，没有误差；受天气条件影响大约5％的测量精度误差较大，但最大误差没超过5％；综合所有的地块，作业面积测量值精度达到了98％以上。作业面积的计算在作业结束后即时得到。以上结果表明基于多个基准点的农机作业面积计算方法，精度和效率都很高，达到了农民的要求，同时还可通过信息上报为政府集中管理科学决策提供了可靠依据。
Claims (10)
1.一种农机作业面积测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
S101，实时采集经纬度数据，记录农机运行轨迹；
S102，移除所述农机运行轨迹中发生偏移的经纬度信息点,确定农机作业轨迹；
S103，对所述农机作业轨迹进行图形识别，将所述农机作业轨迹图形的轮廓线确定为作业区域边界线；
S104，确定一个或多个测量基准点，基于所述测量基准点与作业区域边界线计算作业区域面积。
2.如权利要求1所述的农机作业面积测量方法，其特征在于，
所述步骤S102中发生偏移的经纬度信息点是速度值超过速度均值的位置点和/或轨迹重叠的位置点。
3.如权利要求1所述的农机作业面积测量方法，其特征在于，
所述步骤S103中进一步包括：将所述作业区域边界线按照边界误差值进行外推或内缩确定校正后的作业区域边界线。
4.如权利要求1所述的农机作业面积测量方法，其特征在于，
所述步骤S104中基于所述测量基准点与作业区域边界线计算作业区域面积的步骤，是采用多点全域多次计算取平均的方式，或者采用多点多子域求和计算的方式。
5.如权利要求1或4所述的农机作业面积测量方法，其特征在于，所述步骤S104中还进一步包括：
根据作业价格及作业区域面积计算作业费用，将所述作业区域面积信息和/或作业费用信息发送给农户和/或农业管理平台和/或农业管理部门。
6.一种农机作业面积测量装置，其特征在于，该农机作业面积测量装置包括：位置信息接收模块、位置信息存储模块、位置信息处理模块、用户交互模块，其中：
所述位置信息接收模块，用于从卫星或基站实时接收并采集经纬度数据，将所述经纬度数据发送给位置信息处理模块及位置信息存储模块；
所述位置信息处理模块，用于根据所述经纬度数据确定农机运行轨迹并在移除发生偏移的经纬度信息点后，得到农机作业轨迹；用于对所述农机作业轨迹进行图形识别，将所述农机作业轨迹图形的轮廓线确定为作业区域边界线，根据选定的一个或多个测量基准点与作业区域边界线计算作业区域面积；
位置信息存储模块，用于存储下述信息中的一种或它们的组合：所述经纬度数据、农机移动轨迹、农机作业轨迹、作业区域边界线、作业区域面积；
用户交互模块，用于接收用户输入数据或指令，并将所述数据或指令发送给位置信息处理模块，接收位置信息处理模块返回的结果呈现给用户。
7.如权利要求6所述的农机作业面积测量装置，其特征在于，所述位置信息接收模块包括下述芯片之一或它们的组合：全球卫星定位GPS芯片、北斗导航定位芯片、移动通信基站定位芯片。
8.如权利要求6所述的农机作业面积测量装置，其特征在于，所述农机作业面积测量装置，进一步还包括：
通信模块，用于将所述作业区域面积信息发送给农户侧终端和/或集中管理服务器。
9.如权利要求8所述的农机作业面积测量装置，其特征在于，所述位置信息处理模块包括如下单元：
作业区域边界识别单元，用于从根据实时采集的经纬度数据生成的农机运行轨迹中移除发生偏移的经纬度信息点,确定农机作业轨迹；用于对所述农机作业轨迹进行图形识别，将所述农机作业轨迹图形的轮廓线确定为作业区域边界线；
作业面积计算单元，用于确定一个或多个测量基准点，基于所述测量基准点与从作业区域边界识别单元获得的作业区域边界线计算作业区域面积；
误差处理单元，用于对作业面积计算单元根据各个测量基准点计算得到的作业区域面积进行误差处理，得到最终的作业区域面积；
计价单元，用于根据计价单位及误差处理单元校准后的作业区域面积得到作业费用；
信息收发单元，用于对包括作业区域面积、作业费用的信息与通信模块进行通信。
10.一种农机，其特征在于，包括农机作业面积测量装置，所述农机作业面积测量装置进一步包括：位置信息接收模块、位置信息存储模块、位置信息处理模块、用户交互模块，其中：
所述位置信息接收模块，用于从卫星或基站实时接收并采集经纬度数据，将所述经纬度数据发送给位置信息处理模块及位置信息存储模块；
所述位置信息处理模块，用于根据所述经纬度数据确定农机运行轨迹并在移除发生偏移的经纬度信息点后，得到农机作业轨迹；用于对所述农机作业轨迹进行图形识别，将所述农机作业轨迹图形的轮廓线确定为作业区域边界线，根据选定的一个或多个测量基准点与作业区域边界线计算作业区域面积；
位置信息存储模块，用于存储下述信息中的一种或它们的组合：所述经纬度数据、农机移动轨迹、农机作业轨迹、作业区域边界线、作业区域面积；
用户交互模块，用于接收用户输入数据或指令，并将所述数据或指令发送给位置信息处理模块，接收位置信息处理模块返回的结果呈现给用户。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710699017.4A CN107462208A (zh) | 2017-08-15 | 2017-08-15 | 一种农机及农机作业面积测量装置和测量方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710699017.4A CN107462208A (zh) | 2017-08-15 | 2017-08-15 | 一种农机及农机作业面积测量装置和测量方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107462208A true CN107462208A (zh) | 2017-12-12 |
Family
ID=60549729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710699017.4A Pending CN107462208A (zh) | 2017-08-15 | 2017-08-15 | 一种农机及农机作业面积测量装置和测量方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107462208A (zh) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109215096A (zh) * | 2018-10-30 | 2019-01-15 | 中国农业大学 | 一种快速的播种机已播区生成和判断方法 |
| WO2019119239A1 (zh) * | 2017-12-18 | 2019-06-27 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 喷洒面积的测量方法和设备 |
| CN110083667A (zh) * | 2019-03-13 | 2019-08-02 | 中国平安财产保险股份有限公司 | 地块测量方法、装置、计算机设备及存储介质 |
| CN110850460A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-02-28 | 农业农村部南京农业机械化研究所 | 一种收割机作业进度动态监测***及其方法 |
| CN111340055A (zh) * | 2018-12-18 | 2020-06-26 | 江苏北斗卫星应用产业研究院有限公司 | 一种农业机械车停车识别的方法 |
| CN111698318A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-09-22 | 南京朗禾智能控制研究院有限公司 | 应用于智慧农业的农业机器精准控制方法 |
| CN112082472A (zh) * | 2020-10-27 | 2020-12-15 | 南京朗禾智能控制研究院有限公司 | 车载精确测量面积的装置 |
| CN112229362A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-01-15 | 南京朗禾智能控制研究院有限公司 | 车载实时精确测量面积的装置 |
| CN112268535A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-01-26 | 中国农业科学院农业信息研究所 | 一种农作物种植面积测量方法及*** |
| CN112330031A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-02-05 | 深圳市华信天线技术有限公司 | 一种农机作业区域的确定方法、装置、设备及可读介质 |
| CN112833773A (zh) * | 2021-01-13 | 2021-05-25 | 无锡卡尔曼导航技术有限公司 | 一种高精度的作业实时计亩方法 |
| CN113409240A (zh) * | 2020-09-01 | 2021-09-17 | 山东省计算中心（国家超级计算济南中心） | 一种基于北斗定位数据的农机行为分析与作业面积统计方法 |
| CN113405519A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-09-17 | 丰疆智能(深圳)有限公司 | 农机的作业亩数计算方法和农机的作业亩数计算*** |
| CN113436248A (zh) * | 2021-06-18 | 2021-09-24 | 黑龙江惠达科技发展有限公司 | 计算农机作业面积的方法和装置 |
| WO2022077533A1 (zh) * | 2020-10-18 | 2022-04-21 | 南京朗禾数据有限公司 | 一种农机作业面积计算***的控制方法 |
| CN114608439A (zh) * | 2022-03-15 | 2022-06-10 | 牧星智能工业科技(上海)有限公司 | 一种多传感器融合的农机作业面积精确测量*** |
| CN115265458A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-11-01 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于轨迹点扩充及二维量化的自适应农机作业面积测算方法 |
| WO2023231286A1 (zh) * | 2022-06-02 | 2023-12-07 | 丰疆智能(深圳)有限公司 | 地块面积获取方法、***、终端及计算机可读存储介质 |
Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101182997A (zh) * | 2007-11-29 | 2008-05-21 | 上海龙鲁自动化科技有限公司 | 一种自动测量面积的激光测距仪 |
| CN101672639A (zh) * | 2009-10-13 | 2010-03-17 | 江苏大学 | 基于gps农田作业面积测量***及测量方法 |
| CN201463854U (zh) * | 2009-06-23 | 2010-05-12 | 北京市农林科学院 | 一种手持农田作业面积测量计费仪 |
| CN201561750U (zh) * | 2009-10-13 | 2010-08-25 | 江苏大学 | 基于gps农田作业面积测量*** |
| CN103673970A (zh) * | 2013-12-20 | 2014-03-26 | 遵义师范学院 | 跨区作业机械的作业区域自动识别与面积测量***及方法 |
| CN103999113A (zh) * | 2011-12-15 | 2014-08-20 | 富士通株式会社 | 计算方法、计算程序以及计算装置 |
| CN104102841A (zh) * | 2014-07-17 | 2014-10-15 | 天泽信息产业股份有限公司 | 一种高精度实时计亩仪算法 |
| CN104634309A (zh) * | 2015-02-17 | 2015-05-20 | 安阳工学院 | 智能机载测亩仪 |
| CN105718751A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-06-29 | 西北农林科技大学 | 一种基于面积格点覆盖的深松作业面积计算方法 |
| CN106017400A (zh) * | 2016-07-13 | 2016-10-12 | 哈尔滨工业大学 | 基于耕作轨迹等效矩形累加的农机作业面积测量方法 |
| CN106202931A (zh) * | 2016-07-08 | 2016-12-07 | 浙江联辉智能科技有限公司 | 一种农机作业面积算法 |
| CN106247926A (zh) * | 2016-07-13 | 2016-12-21 | 哈尔滨工业大学 | 基于单元格扫描和gps轨迹插值的农机耕作面积测算方法 |
| CN106546164A (zh) * | 2016-09-28 | 2017-03-29 | 广州地铁集团有限公司 | 一种地铁安全保护区违规项目面积快速测量方法 |
| CN106568412A (zh) * | 2016-11-09 | 2017-04-19 | 无锡汉和航空技术有限公司 | 一种不规则形状地块的面积测量方法 |
| CN106910219A (zh) * | 2017-04-11 | 2017-06-30 | 南京嘉谷初成通信科技有限公司 | 一种基于几何方式统计农机工作面积的方法 |
| CN107036572A (zh) * | 2017-04-12 | 2017-08-11 | 中国农业大学 | 一种农机作业面积获取方法及装置 |
-
2017
- 2017-08-15 CN CN201710699017.4A patent/CN107462208A/zh active Pending
Patent Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101182997A (zh) * | 2007-11-29 | 2008-05-21 | 上海龙鲁自动化科技有限公司 | 一种自动测量面积的激光测距仪 |
| CN201463854U (zh) * | 2009-06-23 | 2010-05-12 | 北京市农林科学院 | 一种手持农田作业面积测量计费仪 |
| CN101672639A (zh) * | 2009-10-13 | 2010-03-17 | 江苏大学 | 基于gps农田作业面积测量***及测量方法 |
| CN201561750U (zh) * | 2009-10-13 | 2010-08-25 | 江苏大学 | 基于gps农田作业面积测量*** |
| CN103999113A (zh) * | 2011-12-15 | 2014-08-20 | 富士通株式会社 | 计算方法、计算程序以及计算装置 |
| CN103673970A (zh) * | 2013-12-20 | 2014-03-26 | 遵义师范学院 | 跨区作业机械的作业区域自动识别与面积测量***及方法 |
| CN104102841A (zh) * | 2014-07-17 | 2014-10-15 | 天泽信息产业股份有限公司 | 一种高精度实时计亩仪算法 |
| CN104634309A (zh) * | 2015-02-17 | 2015-05-20 | 安阳工学院 | 智能机载测亩仪 |
| CN105718751A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-06-29 | 西北农林科技大学 | 一种基于面积格点覆盖的深松作业面积计算方法 |
| CN106202931A (zh) * | 2016-07-08 | 2016-12-07 | 浙江联辉智能科技有限公司 | 一种农机作业面积算法 |
| CN106017400A (zh) * | 2016-07-13 | 2016-10-12 | 哈尔滨工业大学 | 基于耕作轨迹等效矩形累加的农机作业面积测量方法 |
| CN106247926A (zh) * | 2016-07-13 | 2016-12-21 | 哈尔滨工业大学 | 基于单元格扫描和gps轨迹插值的农机耕作面积测算方法 |
| CN106546164A (zh) * | 2016-09-28 | 2017-03-29 | 广州地铁集团有限公司 | 一种地铁安全保护区违规项目面积快速测量方法 |
| CN106568412A (zh) * | 2016-11-09 | 2017-04-19 | 无锡汉和航空技术有限公司 | 一种不规则形状地块的面积测量方法 |
| CN106910219A (zh) * | 2017-04-11 | 2017-06-30 | 南京嘉谷初成通信科技有限公司 | 一种基于几何方式统计农机工作面积的方法 |
| CN107036572A (zh) * | 2017-04-12 | 2017-08-11 | 中国农业大学 | 一种农机作业面积获取方法及装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 鲁植雄等: "基于拖拉机作业轨迹的农田面积测量", 《农业工程学报》 * |
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019119239A1 (zh) * | 2017-12-18 | 2019-06-27 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 喷洒面积的测量方法和设备 |
| CN109215096A (zh) * | 2018-10-30 | 2019-01-15 | 中国农业大学 | 一种快速的播种机已播区生成和判断方法 |
| CN109215096B (zh) * | 2018-10-30 | 2022-09-30 | 中国农业大学 | 一种快速的播种机已播区生成和判断方法 |
| CN111340055A (zh) * | 2018-12-18 | 2020-06-26 | 江苏北斗卫星应用产业研究院有限公司 | 一种农业机械车停车识别的方法 |
| CN111340055B (zh) * | 2018-12-18 | 2023-06-27 | 江苏北斗卫星应用产业研究院有限公司 | 一种农业机械车停车识别的方法 |
| CN110083667A (zh) * | 2019-03-13 | 2019-08-02 | 中国平安财产保险股份有限公司 | 地块测量方法、装置、计算机设备及存储介质 |
| CN110850460A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-02-28 | 农业农村部南京农业机械化研究所 | 一种收割机作业进度动态监测***及其方法 |
| CN111698318A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-09-22 | 南京朗禾智能控制研究院有限公司 | 应用于智慧农业的农业机器精准控制方法 |
| CN113409240B (zh) * | 2020-09-01 | 2022-09-09 | 山东省计算中心（国家超级计算济南中心） | 一种基于北斗定位数据的农机行为分析与作业面积统计方法 |
| CN113409240A (zh) * | 2020-09-01 | 2021-09-17 | 山东省计算中心（国家超级计算济南中心） | 一种基于北斗定位数据的农机行为分析与作业面积统计方法 |
| WO2022077533A1 (zh) * | 2020-10-18 | 2022-04-21 | 南京朗禾数据有限公司 | 一种农机作业面积计算***的控制方法 |
| CN112268535A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-01-26 | 中国农业科学院农业信息研究所 | 一种农作物种植面积测量方法及*** |
| CN112229362A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-01-15 | 南京朗禾智能控制研究院有限公司 | 车载实时精确测量面积的装置 |
| CN112082472A (zh) * | 2020-10-27 | 2020-12-15 | 南京朗禾智能控制研究院有限公司 | 车载精确测量面积的装置 |
| CN112330031A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-02-05 | 深圳市华信天线技术有限公司 | 一种农机作业区域的确定方法、装置、设备及可读介质 |
| CN112833773A (zh) * | 2021-01-13 | 2021-05-25 | 无锡卡尔曼导航技术有限公司 | 一种高精度的作业实时计亩方法 |
| CN113405519A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-09-17 | 丰疆智能(深圳)有限公司 | 农机的作业亩数计算方法和农机的作业亩数计算*** |
| CN113436248A (zh) * | 2021-06-18 | 2021-09-24 | 黑龙江惠达科技发展有限公司 | 计算农机作业面积的方法和装置 |
| CN114608439A (zh) * | 2022-03-15 | 2022-06-10 | 牧星智能工业科技(上海)有限公司 | 一种多传感器融合的农机作业面积精确测量*** |
| CN114608439B (zh) * | 2022-03-15 | 2024-05-31 | 牧星智能工业科技(上海)有限公司 | 一种多传感器融合的农机作业面积精确测量*** |
| WO2023231286A1 (zh) * | 2022-06-02 | 2023-12-07 | 丰疆智能(深圳)有限公司 | 地块面积获取方法、***、终端及计算机可读存储介质 |
| CN115265458A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-11-01 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于轨迹点扩充及二维量化的自适应农机作业面积测算方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107462208A (zh) | 一种农机及农机作业面积测量装置和测量方法 | |
| US9972058B2 (en) | Method for correcting the time delay in measuring agricultural yield | |
| CN111868566B (zh) | 一种基于定位漂移测算模型的农机作业面积测算方法 | |
| CN107238360B (zh) | 一种农机作业行距获取方法及装置 | |
| CN102004856B (zh) | 高频观测资料实时数据的快速集合卡曼滤波同化方法 | |
| CN110132239B (zh) | 基于cors平台的无人机测绘方法 | |
| CN103673937A (zh) | 一种双重算法模式农机田作业面积的计算***及其方法 | |
| CN108334476B (zh) | 农机作业平整度的检测方法、装置和*** | |
| US10648820B2 (en) | Methods and apparatus for assessing coordinate data | |
| CN103530361A (zh) | 基于北斗与gis的农务地块图形构建与精细管理中间件 | |
| CN106292698A (zh) | 植保无人机的精准作业方法和*** | |
| CN110619649A (zh) | 作业面积确定方法及装置、终端 | |
| CN107437250A (zh) | 一种基于无人机作业的作业记录生成方法及装置 | |
| Shamshiri et al. | Exploring gps data for operational analysis of farm machinery | |
| CN106443724A (zh) | 导航接收机伪距差分定位精度测试方法与*** | |
| CN105651311B (zh) | 农机作业卫星导航自动驾驶精度的测试方法 | |
| CN103548461A (zh) | 一种基于虚拟gps的精准农业自动/手动变量施肥机 | |
| CN110927667A (zh) | 一种南方小区域水田作业定位***和方法 | |
| CN114493333A (zh) | 一种土地测绘作业数据实时采集处理方法 | |
| CN106910219B (zh) | 一种基于几何方式统计农机工作面积的方法 | |
| CN205121343U (zh) | 基于无人飞行器的植被数据采集装置及无人飞行器 | |
| CN201681156U (zh) | 多任务模式的湿地数据采集*** | |
| CN108132040A (zh) | 一种拖拉机耕地面积自动测量装置及测量方法 | |
| CN208075825U (zh) | 一种拖拉机耕地面积自动测量装置 | |
| CN106886007A (zh) | 无人机定位方法和*** |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20171212 |