农机作业平整度的检测方法、装置和系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种农机作业平整度的检测方法、装置和系统，包括：获取农机在地块作业中多个采集时间的记录点数据，每个记录点数据中包括采集时间、农机的GNSS数据以及高程；建立与每个网格地块一一对应的第一数据列表，每个第一数据列表中包含处于对应的网格地块范围内的所有记录点数据；统计所有第一数据列表中采集时间最新的记录点数据，组成第二数据列表，计算所述第二数据列表中高程的标准偏差，作为农机作业平整度。本发明专利技术通过分析农机作业实时作业轨迹和作业高程数据，建立农机作业平整度实时计算模型，实现了农机作业平整度的自动、实时计算，为农机作业质量评估提供技术支撑。

【技术实现步骤摘要】
农机作业平整度的检测方法、装置和系统
本专利技术涉及农业信息化
，更具体地，涉及农机作业平整度的检测方法、装置和系统。
技术介绍
农机平地作业能够提高耕地平整度，提高灌溉质量，改善作物的生长环境，减少田间田埂，增加耕地面积和提高土地利用率。土地的平整度对农业机械播种、灌溉、排水等都有着至关重要的作用，并直接影响着作物产量以及土壤水分的利用效率。现代农业采用机械化施工来进行平整土地。利用传统平地机、铲运机和激光平地机等机械进行平地作业，目前，土地平整度的测量常用的有水准仪法、标杆法、数字摄像测量和GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem，全球卫星导航系统)测量等。水准仪法可直接得到各测点的地面相对高程，但是耗时费力，只适合很小范围内的土地平整作业评价；标杆法的原始高度数据由标杆上端和刻度尺比对获得，简单易行，但是需要人工读取，工作量大，效率较低，并且容易出错；数字摄像法具有相当高的精度，但是常规的数字摄影法仅能获取二维图像信息；GNSS与激光相结合的方法可快速获取采样点处的平面坐标和地面高程。然而，GNSS定位精度受卫星时钟、卫星轨道、地球大气层和GNSS接收机的影响，定位精度一般为10～15m，比较适宜较大范围的地面平整度的定性评估。农机作业平整度不但是农机平地作业质量评价的重要指标，也是旋耕、翻地等整地作业质量评价的一个重要指标。现有农机作业平整度的计算，都是在农机作业完成之后，利用高精度高程测量设备或者激光设备，对作业过的地块进行覆盖测量，获得高程数据，经过数据处理之后，才能进行农机作业平整度的评价，不能实现农机作业平整度的实时测量，特别是在农机平地作业过程中，无法确认平地作业是否达标，从而造成作业时间延长，并且在检测不合格之后又要重新进行平地作业，显著影响作业效率。
技术实现思路
本专利技术提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的农机作业平整度的检测方法、装置和系统。根据本专利技术的一个方面，提供一种农机作业平整度的检测方法，包括：获取农机在地块作业中多个采集时间的记录点数据，每个所述记录点数据中包括采集时间、农机的GNSS数据以及高程；建立与每个网格地块一一对应的第一数据列表，每个第一数据列表中包含处于对应的网格地块范围内的所有记录点数据；统计所有第一数据列表中采集时间最新的记录点数据，组成第二数据列表，根据所述第二数据列表中所有记录点数据中高程的平均值，计算所述第二数据列表中高程的标准偏差，作为农机作业平整度；其中，所述网格地块为对地块进行网格化处理后获得的子地块。优选地，所述建立与每个网格地块一一对应的第一数据列表的步骤，之前还包括：将地块的GNSS数据和每个记录点数据中的GNSS数据进行数据投影转换，统一至同一平面坐标系中，获得每个记录点数据中农机的坐标值和地块的坐标范围。优选地，所述记录点数据中还包括农机状态信息，所述农机状态信息分为作业状态和非作业状态；相应地，所述建立与每个网格地块一一对应的第一数据列表的布骤之后，组成第二数据列表的步骤之前，还包括：将每个第一数据列表中农机工作状态信息为非作业状态的工作点数据剔除。优选地，所述建立与每个网格地块一一对应的第一数据列表的步骤具体包括：对任意一个网格地块，根据该网格地块在地块中的行列数以及地块的坐标范围，获得该网格地块的坐标范围；创建一一对应每个网格地块的第一数据列表，将农机的坐标值处于网格地块的坐标范围内的记录点数据统计至该网络地块对应的第一数据列表中。优选地，所述根据所述第二数据列表中所有记录点数据中高程的平均值，计算所述第二数据列表中高程的标准偏差的步骤，具体包括：根据所述第二数据列表中所有记录点数据中高程的总和与网格地块总数相除，获得所述高程的平均值；根据以下公式获得第二数据列表中高程的标准偏差F：其中，m和n分别表示地块的总行数和总列数，h(i,j)表示第i行j列的网格地块中采集时间最新的记录点数据中的高程，h-表示所述高程的平均值。优选地，所述网格地块为正方形，正方形的边长为农机作业机具的幅宽。根据本专利技术的另一个方面，还提供一种农机作业平整度的检测装置，包括：记录点数据获取模块，用于获取农机在地块作业中多个采集时间的记录点数据，每个所述记录点数据中包括采集时间、农机的GNSS数据以及高程；匹配模块，用于建立与每个网格地块一一对应的第一数据列表，每个第一数据列表中包含处于对应的网格地块范围内的所有记录点数据；计算模块，用于统计所有第一数据列表中采集时间最新的记录点数据，组成第二数据列表，根据所述第二数据列表中所有记录点数据中高程的平均值，计算所述第二数据列表中高程的标准偏差，作为农机作业平整度；其中，所述网格地块为对地块进行网格化处理后获得的子地块。优选地，所述匹配模块还用于：在建立与每个网格地块一一对应的第一数据列表之前，将地块的GNSS数据和每个记录点数据中的GNSS数据进行数据投影转换，统一至同一平面坐标系中，获得每个记录点数据中农机的坐标值和地块的坐标范围。优选地，所述记录点数据中还包括农机状态信息，所述农机状态信息分为作业状态和非作业状态；相应地，所述计算模块还用于：在组成第二数据列表的步骤之前，将每个第一数据列表中农机工作状态信息为非作业状态的工作点数据剔除。根据本专利技术的另一个方面，还提供一种农机作业平整度的检测系统，包括：RTK-GNSS采集设备，用于采集地块的GNSS数据以及在多个采集时间采集农机在地块作业中的GNSS数据和高程；农机状态采集设备，设置在农机上，所述农机状态采集设备用于采集不同时间的农机状态信息，所述农机状态信息分为作业状态和非作业状态；如上所述的检测装置，所述检测装置与所述RTK-GNSS采集设备和所述农机状态采集设备连接。本专利技术提出的一种农机作业平整度的检测方法、装置和系统，通过分析农机作业实时作业轨迹和作业高程数据，建立农机作业平整度实时计算模型，实现了农机作业平整度的自动、实时计算，为农机作业质量评估提供技术支撑。附图说明图1为根据本专利技术实施例的农机作业平整度的检测方法的流程示意图；图2为根据本专利技术实施例的格网化处理的地块的平面示意图；图3为根据本专利技术实施例的农机作业平整度的检测装置的功能框图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。为了克服现有技术的上述问题，本专利技术实施例提供了一种农机作业平整度的检测方法，参见图1，该检测方法包括：101、获取农机在地块作业中多个采集时间的记录点数据，每个记录点数据中包括采集时间、农机的GNSS数据以及高程。需要说明的是，本专利技术实施例通过获取农机在地块作业时的多个采集时间的记录点数据，能够根据时间变化得到农机的作业轨迹和高程变化曲线。102、建立与每个网格地块一一对应的第一数据列表，每个第一数据列表中包含处于对应的网格地块范围内的所有记录点数据。需要说的是，农机作业时，特别是农机平地作业时，为了保证地块平整，农机会在地块中反复多次作业，因此，为了获取农机作业时的农田地块最新的农机作业过程的数据，首先将地块格网化，将地块分为多个子地块进行处理，通过记录每个子地块范围的记录点数据，将记录点数据归类至不同的子地块中，有利于更快地统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种农机作业平整度的检测方法，其特征在于，包括：获取农机在地块作业中多个采集时间的记录点数据，每个所述记录点数据中包括采集时间、农机的GNSS数据以及高程；建立与每个网格地块一一对应的第一数据列表，每个第一数据列表中包含处于对应的网格地块范围内的所有记录点数据；统计所有第一数据列表中采集时间最新的记录点数据，组成第二数据列表，根据所述第二数据列表中所有记录点数据中高程的平均值，计算所述第二数据列表中高程的标准偏差，作为农机作业平整度；其中，所述网格地块为对地块进行网格化处理后获得的子地块。

【技术特征摘要】
1.一种农机作业平整度的检测方法，其特征在于，包括：获取农机在地块作业中多个采集时间的记录点数据，每个所述记录点数据中包括采集时间、农机的GNSS数据以及高程；建立与每个网格地块一一对应的第一数据列表，每个第一数据列表中包含处于对应的网格地块范围内的所有记录点数据；统计所有第一数据列表中采集时间最新的记录点数据，组成第二数据列表，根据所述第二数据列表中所有记录点数据中高程的平均值，计算所述第二数据列表中高程的标准偏差，作为农机作业平整度；其中，所述网格地块为对地块进行网格化处理后获得的子地块。2.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述建立与每个网格地块一一对应的第一数据列表的步骤，之前还包括：将所述地块的GNSS数据和每个记录点数据中的GNSS数据进行数据投影转换，统一至同一平面坐标系中，获得每个记录点数据中农机的坐标值和地块的坐标范围。3.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述记录点数据中还包括农机状态信息，所述农机状态信息分为作业状态和非作业状态；相应地，所述建立与每个网格地块一一对应的第一数据列表的布骤之后，组成第二数据列表的步骤之前，还包括：将每个第一数据列表中农机工作状态信息为非作业状态的工作点数据剔除。4.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述建立与每个网格地块一一对应的第一数据列表的步骤具体包括：对任意一个网格地块，根据该网格地块在地块中的行列数以及地块的坐标范围，获得该网格地块的坐标范围；创建一一对应每个网格地块的第一数据列表，将农机的坐标值所处网格地块的坐标范围内的记录点数据统计至该网络地块对应的第一数据列表中。5.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述根据所述第二数据列表中所有记录点数据中高程的平均值，计算所述第二数据列表中高程的标准偏差的步骤，具体包括：根据所述第二数据列表中所有记录点数据中高程的总和与网格地块总数相除，获得所述高程的平均值；根据以下公式获得第二数据列表中高程的标准偏差F：其中，m和n分...

【专利技术属性】
技术研发人员：王培，陈竞平，李立伟，李文宁，杜经纬，
申请(专利权)人：北京农业信息技术研究中心，
类型：发明
国别省市：北京,11