[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

本發明公開了一種多層掃描時序空間軌跡面積的獲取方法，包括：對農機作業軌跡上運行軌跡點進行高斯?克呂格投影；獲取運行軌跡點坐標的第一外接矩形；針對每相鄰的兩個運行軌跡點的坐標，分別生成線緩沖區；掃描每個線緩沖區并柵格化，計算每個線緩沖區所覆蓋的柵格面積之和，得到第一作業面積；再次掃描每個線緩沖區，對每個線緩沖區中未完全覆蓋的柵格重新柵格化，計算每個線緩沖區所覆蓋的柵格的面積之和，得到第二作業面積；第二作業面積與第一作業面積的差值的絕對值小于設定誤差閾值時，將第二作業面積作為農機的實際作業面積。本發明具有算法實現簡單、時間復雜度和空間復雜度較低、能滿足不同計算精度的需求、適應于在線并發計算需求。

技術領域

本發明涉及農機作業領域，特別涉及一種多層掃描時序空間軌跡面積的獲取方法。

背景技術

隨著“互聯網+”帶動傳統農業升級，在智能硬件驅動下，為傳統農業機械配備基于GPS/北斗的集定位、作業統計、作業監控為主要功能的智能硬件終端，以提升農業機械化領域智能化、信息化已成為大勢所趨。而其中，以農機空間作業軌跡為基礎，計算農機作業面積又為核心功能需求。當前，基于空間作業軌跡的算法主要有距離法、矢量緩沖區算法和柵格緩沖區算法等。距離法采用距離測量算法，即已知農機的作業幅寬為M，計算農機行走的軌跡長度乘以作業幅寬即得到實際作業面積，算法較為簡單，計算效率高，內存占用少，但不適用農機有重疊作業的計算。矢量緩沖區算法主要采用基于線實體的緩沖區方法，其借鑒GIS中的緩沖區分析功能，對農機作業時的軌跡進行動態地緩沖區生成，并計算其實時面積。矢量方法計算精度較高，內存占用少，但原理復雜，不易實現，特別隨著作業軌跡點的增多，運算量急劇增長，這樣將會降低計算效率，難以滿足實時并發計算需求。綜上所述，無論哪種方法，在使用上都有一定的局限性。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種具有算法實現簡單、時間復雜度和空間復雜度較低、能滿足不同計算精度的需求、適應于在線并發計算需求的多層掃描時序空間軌跡面積的獲取方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種多層掃描時序空間軌跡面積的獲取方法，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)。

在本發明所述的多層掃描時序空間軌跡面積的獲取方法中，所述步驟A)進一步包括：