[發明專利]一種基于排序學習的農機深松作業質量評價方法

有效

• 申請號: 201710371669.5
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107122922B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 尹振東;安普強;吳芝路;馬波;楊柱天
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06K9/62
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 宋詩非

一種基于排序學習的農機深松作業質量評價方法，解決了現有對農機深松作業質量的評價未采用客觀的評價體系的問題。所述方法包括：采集多臺農機在一次深松作業中的作業數據的步驟：作業數據包括多個等間隔時間節點和農機的深耕犁在每個時間節點下的經度、緯度、三軸加速度、三軸角速度和耕地深度數據；對農機作業數據進行預處理的步驟；從預處理后的作業數據中提取作業特征值，并將特征值與其對應的標簽值作為訓練樣本集的步驟：特征值包括地塊軌跡規整度、農機單位里程內的不良作業行為數量和耕地深度穩定值；采用排序學習法對訓練樣本集進行訓練得到最優農機深松作業質量評價模型的步驟。采用該模型對農機的深松作業質量進行評價的步驟。

技術領域

本發明涉及一種農機深松作業質量評價方法，屬于農機深松作業質量評價領域。

背景技術

由于淺翻等傳統耕整地作業模式的大范圍推廣使用，我國的土壤耕層逐年變淺，并導致土壤耕層下出現堅硬的犁底層。犁底層的出現導致農作物的根系難以下扎，既降低了產量又易誘發水土流失問題。深松作業是解決這一系列問題的有效途徑。深松作業能夠疏松土壤，打破犁底層，改善耕層結構，增強土壤蓄水保墑和抗旱排澇的能力。開展深松整地作業有利于農作物生長，是提高農作物產量的重要手段之一，對于改善我國耕地情況，促進農業可持續發展有著重要意義。

國務院為大力推廣深松作業，實行根據深松作業面積和深松作業質量對深松作業進行補貼的政策。目前，可以根據來自農機管理平臺的農機深松作業數據來計算深松作業面積。然而，對于深松作業質量的評價，至今還沒有提出對其進行客觀評價的指標和體系。因此，無法有效地保證深松作業的質量，也影響了政策補貼的實際效果。

發明內容

本發明為解決現有對農機深松作業質量的評價并未采用客觀的評價體系的問題，提出了一種基于排序學習的農機深松作業質量評價方法。

本發明所述的基于排序學習的農機深松作業質量評價方法包括：

步驟一、采集多臺農機在一次深松作業中的作業數據；

一臺農機的作業數據包括多個時間節點以及該農機的深耕犁在每個時間節點下的經度、緯度、三軸加速度、三軸角速度以及耕地深度數據；

一臺農機的作業數據所包含的相鄰的兩個時間節點之間的時間間隔相同；

每臺農機的作業數據所包含的相鄰的兩個時間節點之間的時間間隔均相同；

所述三軸分別為X軸、Y軸和Z軸，深耕犁的前進方向為X軸方向，深耕犁的作業方向為Z軸方向，X軸、Y軸和Z軸構成三軸直角坐標系；

步驟二、對農機的作業數據進行預處理，所述預處理的具體內容為：

將每臺農機的深耕犁在大地坐標下的多個經緯坐標轉換為平面直角坐標系下的多個坐標，將所述多個坐標作為多個軌跡點，進而得到深耕犁在平面直角坐標系下的運動軌跡；

按照所對應的時間節點的先后順序對多個軌跡點進行排序，以第一軌跡點為起點，將所述運動軌跡分為多個地塊軌跡，相鄰的兩個地塊軌跡的起始點的間距大于L，L為預設的距離；

對三軸加速度和三軸角速度數據進行濾波和校正；

步驟三、對預處理后的農機作業數據進行特征提取，得到量化的農機作業特征值，通過對每臺農機的作業特征值進行打分得到農機的深松作業標簽值，將每臺農機的作業特征值與深松作業標簽值作為訓練樣本集；

所述農機作業特征值包括：

采用動態時間規整方法獲得的每臺農機的多個地塊軌跡的軌跡規整度；

根據預處理后的三軸加速度和三軸角速度數據，獲得的每臺農機單位里程內的不良作業行為數量；

耕地深度穩定值，該穩定值為耕地深度的標準差與均值的比值；