[發明專利]多層掃描時序空間軌跡面積的獲取方法

有效

• 申請號: 201710942119.4
• 申請日: 2017-10-11
• 公開（公告）號: CN107843228B
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 馮大春;黃家懌;孟祥寶;謝秋波
• 申請（專利權）人: 廣州市健坤網絡科技發展有限公司;廣東省現代農業裝備研究所
• 主分類號: G01B21/28
• 分類號: G01B21/28
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙) 11411
• 代理人: 張清彥

1.一種多層掃描時序空間軌跡面積的獲取方法，其特征在于，包括如下步驟：

A)對連續運行的農機作業軌跡上所有的運行軌跡點在高斯平面直角坐標系進行高斯-克呂格投影，得到每個所述運行軌跡點在所述高斯平面直角坐標系下的坐標；

B)獲取所述運行軌跡點在所述高斯平面直角坐標系下的坐標的第一外接矩形，并得到所述第一外接矩形的最左下角坐標G_o(x_o,y_o)和最右上角坐標G_e(x_e,y_e)；x_o為所述第一外接矩形的最左下角的橫坐標，y_o為所述第一外接矩形的最左下角的縱坐標，x_e為所述第一外接矩形的最右上角的橫坐標，y_e為所述第一外接矩形的最右上角的縱坐標；

C)針對所述農機作業軌跡中在時序上每相鄰的兩個運行軌跡點的坐標，分別生成對應的線緩沖區；

D)掃描每個所述線緩沖區對其進行柵格化，計算每個所述線緩沖區所覆蓋的柵格的面積之和，得到農機的第一作業面積；

E)再次掃描每個所述線緩沖區，對每個所述線緩沖區中未完全覆蓋的柵格重新進行柵格化，縮小其柵格大小，重新計算每個所述線緩沖區所覆蓋的柵格的面積之和，得到所述農機的第二作業面積；

F)判斷所述農機的第二作業面積與所述農機的第一作業面積的差值的絕對值是否小于設定誤差閾值，如是，將所述農機的第二作業面積作為所述農機的實際作業面積；否則，返回步驟E)；

所述步驟A)進一步包括：

A1)設連續運行的農機作業軌跡包含n個運行軌跡點P1，P2，......，Pn，所述運行軌跡點Pi的經緯度坐標為Pi(L，B)，其中，L表示經度，B表示緯度，i＝1,2,...,n，n為大于0的整數；

A2)將所有的所述運行軌跡點在所述高斯平面直角坐標系中進行高斯-克呂格投影，得到所述運行軌跡點在所述高斯平面直角坐標系下的坐標P′_i(x,y)，其中，x為高斯平面直角坐標橫坐標，y為高斯平面直角坐標縱坐標，i＝1,2,...,n；

所述步驟C)進一步包括：

C1)按照時間順序依次將相鄰的兩個所述運行軌跡點分別連接生成多個線段L_i，其中，i＝1,2,...,n-1；

C2)分別對每個所述線段L_i采用折線凸角圓弧生成法生成對應的線緩沖區B_i，所述線緩沖區B_i的起點采用平頭擬合，終止點采用半圓擬合，所述線緩沖區B_i的半徑為農機的作業寬度W的1/2；

C3)將所述線緩沖區B_i的四個頂點連接起來形成封閉緩沖區域l_vi1-vi2l_vi2-vi3a_vi3-vi4l_vi4-vi1，其中，v_i1、v_i2、v_i3和v_i4為分別線緩沖區B_i的第一頂點、第二頂點、第三頂點和第四頂點，l_vi1-vi2表示第一頂點v_i1至第二頂點v_i2的直線段，l_vi2-vi3表示第二頂點v_i2至第三頂點v_i3的直線段，a_vi3-vi4表示第三頂點v_i3至第四頂點v_i4的弧段，l_vi4-vi1表示第四頂點v_i4至第一頂點v_i1的弧段；

所述步驟D)進一步包括：

D1)獲取所述第一外接矩形的長度與寬度，初始化二維數組Array[row,col]＝0，所述二維數組Array[row,col]中的每個數組單元對應運行軌跡點所覆蓋區域的柵格，其中，row＝|x_e-x_o|*c/W+1，col＝|y_e-y_o|*c/W+1，row為行，col為列，c為農機作業寬度所覆蓋的柵格數，W為農機的作業寬度，x_o為所述第一外接矩形的最左下角的橫坐標，y_o為所述第一外接矩形的最左下角的縱坐標，x_e為所述第一外接矩形的最右上角的橫坐標，y_e為所述第一外接矩形的最右上角的縱坐標；

D2)獲取所述線緩沖區B_i的第二外接矩形，得到所述第二外接矩形的最左下角坐標G_io(x_io,y_io)和最右上角坐標G_ie(x_ie,y_ie)；x_io為所述第二外接矩形的最左下角的橫坐標，y_io為所述第二外接矩形的最左下角的縱坐標，x_ie為所述第二外接矩形的最右下角的橫坐標，y_ie為所述第二外接矩形的最右下角的縱坐標；

D3)確定所述線緩沖區B_i所覆蓋的柵格，即子數組其中，0≤r_io≤k≤r_ie≤row，x_io為所述第二外接矩形的最左下角的橫坐標，y_io為所述第二外接矩形的最左下角的縱坐標，x_ie為所述第二外接矩形的最右下角的橫坐標，y_ie為所述第二外接矩形的最右下角的縱坐標；

D4)對所述線緩沖區B_i所覆蓋的柵格，即子數組Array[k,j]對應的柵格，采用射線法依次判斷所述子數組Array[k,j]對應的每個柵格的四個頂點是否在所述線緩沖區B_i的內部，如果所述子數組Array[k,j]對應的當前柵格Cell_kj的四個頂點都在所述線緩沖區B_i的內部，則令所述子數組Array[k,j]中對應所述當前柵格Cell_kj的數組元素值為1；如果所述子數組Array[k,j]對應的當前柵格Cell_kj的四個頂點都不在所述線緩沖區B_i的內部，令所述子數組Array[k,j]中對應所述當前柵格Cell_kj的數組元素值為0；如果所述子數組Array[k,j]對應的當前柵格Cell_kj的四個頂點中有一個、兩個或三個在所述線緩沖區B_i的內部，令所述子數組Array[k,j]中對應所述當前柵格Cell_kj的數組元素值為0.5；

D5)計算所有運行軌跡點所對應柵格的面積之和，即所述農機的第一作業面積其中，A_inc為所述農機的第一作業面積，inc為掃描次數，inc＝0。