一种农机及农机作业面积测量装置和测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术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。本发明专利技术通过去除偏移点、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。

A measuring device and measuring method for agricultural machinery and agricultural machinery area

The present invention provides a device for measuring the operating area of agricultural machinery and agricultural machinery and a measuring method. Agricultural machinery operation area through real-time acquisition of latitude measurement device on the agricultural data record, agricultural machinery running track; remove the shift of the latitude and longitude information, determine the agricultural operation track; the contour of the graph to determine the trajectory of agricultural operations work area boundary line; based on multiple measurements of the reference point and work area boundary line calculation operation area. The invention accurately determines the boundary line of the operation area by removing the offset point and adding the blank point, and further calculates the area of the operation area through multiple measuring datum points, and has the advantages of fast measuring speed and high accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种农机及农机作业面积测量装置和测量方法
本专利技术涉及农业智能化
，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。
技术介绍
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。随着全球卫星定位系统(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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术的一个方面在于，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。本专利技术的另一个方面在于，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。本专利技术还提供一种农机，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。本专利技术提出农机、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为本专利技术所述农机作业区域面积测量方法的流程图；图2为本专利技术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为本专利技术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，对本专利技术作进一步具体描述，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，本专利技术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，本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕桂法，王克俭，范铁钢，苑迎春，张璠，姚竟发，任力生，李易航，高蒙蒙，宋宇婓，陈光亮，赵永凯，
申请(专利权)人：河北农业大学，
类型：发明
国别省市：河北,13