[發(fā)明專利]一種基于農(nóng)機(jī)作業(yè)軌跡確定農(nóng)田和道路的方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110228489.8
• 申請(qǐng)日: 2021-03-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112905576B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳瑛;吳才聰;張曉強(qiáng);李光遠(yuǎn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F18/232
• 分類號(hào): G06F18/232;G06F18/15;G06F16/215;G06F16/2458;G06F16/29;G06Q50/02
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

1.一種基于農(nóng)機(jī)作業(yè)軌跡確定農(nóng)田和道路的方法，包括：

步驟1：GPS數(shù)據(jù)采集，利用安裝在農(nóng)機(jī)上的GPS數(shù)據(jù)采集模塊采集農(nóng)機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)；

步驟2：數(shù)據(jù)清理，對(duì)采集數(shù)據(jù)中的重采樣、靜止軌跡、靜態(tài)漂移、經(jīng)緯度異常的數(shù)據(jù)進(jìn)行清理；

步驟3：DBSCAN密度聚類方法分割，對(duì)步驟2清理后的數(shù)據(jù)，利用DBSCAN聚類方法對(duì)農(nóng)機(jī)作業(yè)軌跡進(jìn)行聚類分析，對(duì)農(nóng)田和道路進(jìn)行初步分割；

步驟4：小簇消除修正，在步驟3聚類分析的基礎(chǔ)上，利用小簇消除方法，根據(jù)正確和錯(cuò)誤識(shí)別的農(nóng)田中農(nóng)機(jī)軌跡方向分布不同的特征對(duì)農(nóng)田和道路進(jìn)行區(qū)分，將農(nóng)機(jī)軌跡點(diǎn)密度過(guò)高而被錯(cuò)誤分類為農(nóng)田的區(qū)域修正為道路；

步驟5：田路交界處修正，在所述步驟3的基礎(chǔ)上，根據(jù)道路和農(nóng)田交界處點(diǎn)的方向值與其鄰近的農(nóng)田中數(shù)量分布最多的兩個(gè)方向的相似度高低，將該交界處點(diǎn)進(jìn)行修正；并以該交界處點(diǎn)作為中間點(diǎn)，依次向兩側(cè)進(jìn)行判斷，對(duì)農(nóng)田和道路的交界處區(qū)域進(jìn)行修正；

步驟6：田路田模式修正，在所述步驟3至步驟5修正的分類結(jié)果基礎(chǔ)上，以時(shí)間順序?qū)⒄麠l軌跡劃分多個(gè)軌跡段，對(duì)相鄰軌跡段出現(xiàn)田路田模式中的路軌跡段，根據(jù)比較所述路軌跡段與其相鄰的前后農(nóng)田軌跡段的速度和方向分布，對(duì)所述路軌跡段進(jìn)行分類結(jié)果的修正；

步驟7：路路路模式修正，在所述步驟3至步驟5修正的分類結(jié)果基礎(chǔ)上，以時(shí)間順序?qū)⒄麠l軌跡劃分多個(gè)軌跡段，對(duì)于相鄰三個(gè)軌跡段出現(xiàn)路路路模式中的三個(gè)路軌跡段，比較三個(gè)所述路軌跡段的平均速度和平均方向分布，將所述三個(gè)軌跡段進(jìn)行修正。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于農(nóng)機(jī)作業(yè)軌跡確定農(nóng)田和道路的方法，其特征在于，所述步驟4的具體方法為：將所述步驟3密度聚類結(jié)果的每一個(gè)簇的方向按照每10°作為一個(gè)區(qū)間進(jìn)行劃分，統(tǒng)計(jì)每個(gè)簇上有數(shù)據(jù)分布的方向數(shù)量和每個(gè)方向上的點(diǎn)的數(shù)量，若一個(gè)簇中某兩個(gè)方向上點(diǎn)數(shù)較多且與其他方向上點(diǎn)數(shù)差距較大，則認(rèn)為該簇為真正的農(nóng)田；若一個(gè)簇中每個(gè)方向上的點(diǎn)數(shù)分布均勻且數(shù)量都小于閾值，則認(rèn)為該簇是識(shí)別錯(cuò)誤的農(nóng)田，并將所述識(shí)別錯(cuò)誤的農(nóng)田修正為道路。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于農(nóng)機(jī)作業(yè)軌跡確定農(nóng)田和道路的方法，其特征在于，所述步驟5的具體方法為：借助步驟3的密度聚類結(jié)果的標(biāo)簽找到農(nóng)田和道路的交界處點(diǎn)，統(tǒng)計(jì)該交界處點(diǎn)鄰近的農(nóng)田中數(shù)量分布最多的兩個(gè)方向，用交界處點(diǎn)的方向值與這兩個(gè)方向的值進(jìn)行比較，如果所述交界處點(diǎn)與農(nóng)田中的方向相似度高，則該交界處點(diǎn)被修正為農(nóng)田。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于農(nóng)機(jī)作業(yè)軌跡確定農(nóng)田和道路的方法，其特征在于，所述步驟6的具體方法為：在所述步驟3至步驟5修正的基礎(chǔ)上，以時(shí)間順序?qū)⒄麠l軌跡劃分成田、路、田…模式的多個(gè)軌跡段，求取連續(xù)三個(gè)軌跡段符合田、路、田模式中的每一軌跡段的方向分布和速度特征，若連續(xù)三個(gè)軌跡段符合田、路、田模式的路軌跡段的速度與其前后的田軌跡段平均速度差小于其閾值，且路軌跡段的方向與其前后田軌跡段的平均方向差小于其閾值，則將路軌跡段修正為農(nóng)田。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于農(nóng)機(jī)作業(yè)軌跡確定農(nóng)田和道路的方法，其特征在于，所述步驟7的具體方法為：在所述步驟3至步驟5修正的基礎(chǔ)上，以時(shí)間順序?qū)⒄麠l軌跡劃分成田、路、田…模式的多個(gè)軌跡段，求取連續(xù)三個(gè)軌跡段為路、路、路模式中的每個(gè)軌跡段的平均速度和平均方向，若三個(gè)路軌跡段的平均速度差小于其閾值且平均方向相同，則將三個(gè)路軌跡段都修正為農(nóng)田。