CN107270840A - 车载设备、农机作业面积的计量系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车载设备、农机作业面积的计量系统及方法，属于农作业监控技术领域。车载设备包括：数据采集模块及近距离通讯模块；数据采集模块，用于获取农机运行时的原始观测数据；近距离通讯模块，用于将原始观测数据发送至移动终端，由移动终端将原始观测数据转发至服务器，以使得服务器计算农机对应的作业面积。由于可基于获取到的原始观测数据来计算农机对应的作业面积，从而可准确地确定农机的实时地理位置，进而可准确得出农机的作业面积。另外，由于作业面积的计量可通过车载设备与服务器之间的交互自动完成，从而在计量农机的作业面积时，计量效率较高。

Description

车载设备、农机作业面积的计量系统及方法

技术领域

本发明涉及农作业监控技术领域，更具体地，涉及一种农业作业面积的计量系统及方法。

背景技术

随着精准农业的快速发展，目前对农业机械信息化、智能化的要求日益强烈。其中，收获面积、耕地面积的计量问题成了农机驾驶员所密切关心的问题，而且农机作业面积的统计对农作物生产而言也是一个非常重要的参数。它在掌握作业地块的农作物产量统计、农忙季节减少农机驾驶员和农户之间的矛盾、节约农机驾驶员的宝贵时间等方面显得十分重要。对农机作业面积的实时而精确的统计也成为农机主和农户的迫切需求。

相关技术中提供了一种农机作业面积的计量系统，包括：多个农业机械子系统和远程监控子系统。农业机械子系统安装于一个农机上；远程监控子系统安装于远程监控室。农业机械子系统中的摄像机采集农机作业的环境图像信息后进行无线发送，远程监控子系统接收环境图像信息并进行显示，将管理调度人员根据环境信息进行测绘分析，从而根据测绘分析结果计量农机的作业面积。

在实现本发明的过程中，发现相关技术至少存在以下问题：

由于远程监控室中的管理调度人员，无法根据摄像机拍摄的环境图像信息，确定出该农业机械子系统所属农机的实时地理位置，从而无法准确得出农机的作业面积。另外，由于作业面积的计量过程主要通过人工实现，从而计量效率较低。

发明内容

由于相关技术中监控人员根据环境图像信息，无法确定农机的实时地理位置，从而无法准确得出农机的作业面积。另外，由于作业面积的计量过程主要通过人工实现，从而计量效率较低。为了解决上述问题，本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的车载设备、农机作业面积的计量系统及方法。

根据本发明的第一方面，提供了一种车载设备，该设备包括：

数据采集模块及近距离通讯模块；

数据采集模块，用于获取农机运行时的原始观测数据；

近距离通讯模块，用于将原始观测数据发送至移动终端，由移动终端将原始观测数据转发至服务器，以使得服务器计算农机对应的作业面积。

本发明提供的车载设备，通过数据采集模块获取原始观测数据，数据模块将获取到的原始观测数据发送至近距离通讯模块，在由近距离通信模块将原始观测数据发送至移动终端，并由移动终端转发至服务器，以使得服务器根据原始观测数据计算农机对应的作业面积。由于可基于获取到的原始观测数据来计算农机对应的作业面积，从而可准确地确定农机的实时地理位置，进而可准确得出农机的作业面积。另外，由于作业面积的计量可通过车载设备与服务器之间的交互自动完成，从而在计量农机的作业面积时，计量效率较高。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，所述设备还包括状态感知模块；

所述状态感知模块，用于获取所述农机的状态感知数据；

所述近距离通讯模块，用于将所述状态感知数据发送至所述移动终端，由所述移动终端将所述状态感知数据转发至所述服务器，以使得所述服务器确定所述农机对应的运行状态。

结合第一方面的第一种或第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述近距离通讯模块为蓝牙模块。

根据本发明的第二方面，提供了一种农机作业面积的计量系统，该系统包括：

车载设备、移动终端及服务器；

车载设备，用于获取农机运行时的原始观测数据，将原始观测数据发送至移动终端；移动终端，用于接收原始观测数据，将原始观测数据转发至服务器；服务器，用于接收原始观测数据，根据原始观测数据，计算农机对应的作业面积。

根据本发明的第三方面，提供了一种农机作业面积的计量方法，该方法包括：

获取农机运行时的原始观测数据；

将所述原始观测数据发送至移动终端，由所述移动终端将所述原始观测数据发送至服务器，以使得所述服务器根据所述原始观测数据计算所述农机对应的作业面积。

结合第三方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述方法还包括：

获取所述农机的状态感知数据；

将所述状态感知数据发送至移动终端，由所述移动终端将所述状态感知数据发送至服务器，以使得所述服务器根据所述状态感知数据确定所述农机对应的运行状态。

根据本发明的第四方面，提供了一种农机作业面积的计量方法，该方法包括：

接收移动终端发送的原始观测数据，所述原始观测数据由车载设备发送至移动终端；

根据所述原始观测数据，计算农机对应的作业面积。

结合第四方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，

所述根据所述原始观测数据，计算农机对应的作业面积之前，还包括：对于所述车载设备获取所述原始观测数据的时间段内，获取所述时间段内所述农机的运行状态；

所述根据所述原始观测数据，计算农机对应的作业面积，包括：

当所述时间段内所述农机的运行状态为正常工作状态时，根据所述原始观测数据，计算农机对应的作业面积。

结合第四方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述获取所述时间段内所述农机的运行状态，包括：

接收移动终端发送的状态感知数据；

根据所述状态感知数据，确定所述时间段内所述农机的运行状态。

结合第四方面的第一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述原始观测数据为农机的空间运行轨迹点，所述根据所述原始观测数据，计算农机对应的作业面积，包括：

确定所述农机的空间运行轨迹点中的有效边界点；

基于相邻有效边界点之间所形成线段的线段端点及线段方向，确定农机作业的轨迹缓冲区；

基于所述轨迹缓冲区，计算所述农机对应的作业面积。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

图1为本发明实施例的一种车载设备的框图；

图2为本发明实施例的一种车载设备的框图；

图3为本发明实施例的一种农机作业面积的计量系统的框图；

图4为本发明实施例的一种农机作业面积的计量方法的流程示意图；

图5为本发明实施例的一种农机作业面积的计量方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明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发明，但不用来限制本发明的范围。

随着精准农业的快速发展，目前对农业机械信息化、智能化的要求日益强烈。其中，收获面积、耕地面积的计量问题成了农机驾驶员所密切关心的问题，而且农机作业面积的统计对农作物生产而言也是一个非常重要的参数。它在掌握作业地块的农作物产量统计、农忙季节减少农机驾驶员和农户之间的矛盾、节约农机驾驶员的宝贵时间等方面显得十分重要。对农机作业面积的实时而精确的统计也成为农机主和农户的迫切需求。

相关技术中提供了一种农机作业面积的计量系统，包括：多个农业机械子系统和远程监控子系统。农业机械子系统安装于一个农机上；远程监控子系统安装于远程监控室。农业机械子系统中的摄像机采集农机作业的环境图像信息后进行无线发送，远程监控子系统接收环境图像信息并进行显示，将管理调度人员根据环境信息进行测绘分析，从而根据测绘分析结果计量农机的作业面积。由于远程监控室中的管理调度人员，无法根据摄像机拍摄的环境图像信息，确定出该农业机械子系统所属农机的实时地理位置，从而无法准确得出农机的作业面积。另外，由于作业面积的计量过程主要通过人工实现，从而计量效率较低。

针对相关技术中的问题，本发明实施例提供了一种车载设备。本发明实施例提供的车载设备，可以安装在任意一种农机上，如大小型拖拉机、平整土地机器等，本发明实施例不对车载设备所适用的农机类型作具体限定。参见图1，本发明实施例提供的车载设备包括：数据采集模块101及近距离通讯模块102；

数据采集模块101，用于获取农机运行时的原始观测数据；

近距离通讯模块102，用于将原始观测数据发送至移动终端，由移动终端将原始观测数据转发至服务器，以使得服务器计算农机对应的作业面积。

其中，数据采集模块101可以通过接收心跳包的方式，从卫星侧获取农机相应的原始观测数据，本发明实施例对此不作具体限定。数据采集模块101可以为GPS模块或北斗模块，原始观测数据可以为农机的空间运行轨迹点，本发明实施例对此不作具体限定。另外，由于后续车载设备需要通过近距离通讯模块102向移动终端发送原始观测数据，为了尽可能节省发送数据时所占用的网络资源，从而车载设备在向移动终端发送原始观测数据之前，还可以对原始观测数据进行压缩。相应地，后续在发送数据时，车载设备可向移动终端发送压缩后的原始观测数据以节省网络资源。其中，数据采集模块101可集成数据压缩功能，关于数据压缩过程具体使用的压缩算法，可以根据原始观测数据的数据量大小相应选择，本发明实施例对此不作具体限定。

本发明实施例提供的车载设备，通过数据采集模块获取原始观测数据，数据模块将获取到的原始观测数据发送至近距离通讯模块，在由近距离通信模块将原始观测数据发送至移动终端，并由移动终端转发至服务器，以使得服务器根据原始观测数据计算农机对应的作业面积。由于可基于获取到的原始观测数据来计算农机对应的作业面积，从而可准确地确定农机的实时地理位置，进而可准确得出农机的作业面积。另外，由于作业面积的计量可通过车载设备与服务器之间的交互自动完成，从而在计量农机的作业面积时，计量效率较高。

另外，由于车载设备中仅集成了卫星定位数据获取功能及近距离数据传输功能，即仅由数据采集模块101和近距离通讯模块102这两个模块组成，从而可尽可能简化车载设备中的构件组成，降低了车载设备后期相应的购买成本以及维护成本。因此，更加适用于农机作业面积测量的应用环境。

目前在农机作业的应用环境下，农机驾驶员通常根据农机作业面积来进行计费。现有的计费过程通常开始由农机驾驶员打开作业开关来触发，即只要农机驾驶员打开了作业开关，则视为农机驾驶员已经开始工作，后续农机运行过程都会算入作业面积的计量过程。然而，实际应用环境中，农机驾驶员可能会存在作假行为。例如，驾驶员可能会将农机驾驶至非目标工作区域，并打开作业开关。此时，农机若围绕非目标工作区域一圈，也会被视为农机在正常工作。对于上述虚假作业行为，目前相关技术中的计量过程还是会视为正常工作，并会计量对应的作业面积。

为了能够检测出上述虚假作业行为，作为一种可选实施例，参见图2，设备还包括状态感知模块103；

状态感知模块103，用于获取农机的状态感知数据；

近距离通讯模块102，用于将状态感知数据发送至移动终端，由移动终端将状态感知数据转发至服务器，以使得服务器确定农机对应的运行状态。

其中，状态感知数据的类型可与农机作业类型相对应，本发明实施例对此不作具体限定。例如，若农机作业类型为收割小麦，则状态感知数据具体可以为电机转速、行驶距离、割台工作频率等。

为了实现状态感知模块103获取状态感知数据，农机上可预先在不同位置上安装传感器，从而由传感器采集传感数据，并将传感器和数据发送至状态感知模块103。状态感知模块103在接收到传感数据后，可生成对应的状态感知数据。例如，可预先在农机的割台电机上安装传感器，以获取割台电机的工作转速。传感器将工作转速发送至状态感知模块103，状态感知模块103可根据工作转速确定对应的割台工作频率。

服务器在接收到状态感知数据后，可先根据状态感知数据，确定农机对应的工作状态。例如，以状态感知数据为割台工作频率为例，若农机在收割小麦时常规的割台工作频率为800～1000HZ，而服务器接收的割台工作频率为1200HZ，则可确定当前农机并没有正常运行，有可能是驾驶员在实施虚假作业行为。相应地，可确定农机当前的运行状态为非正常工作状态。

当农机对应的运行状态为非正常工作状态时，服务器可确定驾驶员未能正常实施农作业。反之，可确定农机驾驶员在正常实施农作业。服务器在确定驾驶员正常实施农作业后，可进行作业面积的计量过程。反之，则可不进行计量过程并向相关系统或监管人员发送告警提示。

由于考虑到近距离通讯模块102主要进行数据传输过程，从而作为一种可选实施例，近距离通讯模块102可以为蓝牙模块。当然，除了蓝牙模块，近距离通讯模块102还可以为其它具有数据传输功能的通讯模块，本发明实施例对此不作具体限定。

上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本发明的可选实施例，在此不再一一赘述。

基于上述图1或图2对应实施例所提供的车载设备，本发明实施例提供了一种农机作业面积的计量系统。参见图3，该系统包括：车载设备301、移动终端302及服务器303；

车载设备301，用于获取农机运行时的原始观测数据，将原始观测数据发送至移动终端302；移动终端302，用于接收原始观测数据，将原始观测数据转发至服务器303；服务器303，用于接收原始观测数据，根据原始观测数据，计算农机对应的作业面积。

其中，车载设备301的结构以及相关功能可参考上述图1或图2对应实施例的内容，此处不再赘述。移动终端302可以为手机、平板、智能手表等，本发明实施例不对移动终端302的类型作具体限定。

本发明实施例提供的系统，通过由车载设备将原始观测数据发送至移动终端，并由移动终端转发至服务器，以使得服务器根据原始观测数据计算农机对应的作业面积。由于可基于获取到的原始观测数据来计算农机对应的作业面积，从而可准确地确定农机的实时地理位置，进而可准确得出农机的作业面积。另外，由于作业面积的计量可通过车载设备与服务器之间的交互自动完成，从而在计量农机的作业面积时，计量效率较高。

另外，由于车载设备中仅集成了卫星定位数据获取功能及近距离数据传输功能，即仅由数据采集模块和近距离通讯模块这两个模块组成，从而可尽可能简化车载设备中的构件组成，降低了车载设备后期相应的购买成本以及维护成本。因此，更加适用于农机作业面积测量的应用环境。

需要说明的是，由于农机的使用周期通常较短，如春季播种机一般在春季使用，从而为装载在农机上的车载设备其使用时间也短，大部分处于闲置状态。因此，若为每一农机单独配置一台功能复杂的车载设备则会比较浪费。基于上述说明，本发明实施例通过对车载设备的功能进行解耦，即仅集成数据采集功能以及近距离数据传输功能，将其它功能移植到服务器上，或者移植到目前人人普及的移动终端上，从而尽可能地简化了车载设备的组成。由于车载设备所集成的构件较少，从而降低了车载设备的购买及维护成本。另外，由于实现了功能上的解耦，从而移动终端可作为独立出来的功能拓展或者增值服务平台。例如，可通过移动终端上的APP来关联不同的农机，从而可实现农机作业记录的查询等不同的拓展功能，本发明实施例对此不作具体限定。

基于上述实施例的内容，本发明实施例提供了一种农机作业面积的计量方法。该方法应用于车载设备，参见图4，该方法包括：401、获取农机运行时的原始观测数据；402、将原始观测数据发送至移动终端，由移动终端将原始观测数据发送至服务器，以使得服务器根据原始观测数据计算农机对应的作业面积。

本发明实施例提供的方法，车载设备通过将获取到的原始观测数据发送至移动终端，并由移动终端转发至服务器，以使得服务器根据原始观测数据计算农机对应的作业面积。由于可基于获取到的原始观测数据来计算农机对应的作业面积，从而可准确地确定农机的实时地理位置，进而可准确得出农机的作业面积。另外，由于作业面积的计量可通过车载设备与服务器之间的交互自动完成，从而在计量农机的作业面积时，计量效率较高。另外，由于车载设备中仅集成了卫星定位数据获取功能及近距离数据传输功能，即仅由数据采集模块和近距离通讯模块这两个模块组成，从而可尽可能简化车载设备中的构件组成，降低了车载设备后期相应的购买成本以及维护成本。因此，更加适用于农机作业面积测量的应用环境。

需要说明的是，为了验证驾驶员的身份，车载设备可向移动终端发送验证指令，由移动终端将验证指令转发至服务器。其中，验证指令可以携带农机的标识，移动终端可以存储有驾驶员的标识。移动终端在向服务器转发验证指令时，可在验证指令中携带驾驶员的标识。服务器在接收到验证指令后，可将驾驶员的标识与农机的标识进行匹配。当两者匹配时，则说明该驾驶员为该农机的合法驾驶员。相应地，服务器可向移动终端返回确认指令，再由移动终端转发至农机，从而农机可以相应启动。当两者不匹配时，则说明该驾驶员不为该农机的合法驾驶员，从而农机不会为该驾驶员而启动。

另外，考虑到即使是合法驾驶员，也可能存在虚假作业行为，从而作为一种可选实施例，该方法还包括：

获取农机的状态感知数据；

将状态感知数据发送至移动终端，由移动终端将状态感知数据发送至服务器，以使得服务器根据状态感知数据确定农机对应的运行状态。

具体地，上述获取状态感知数据的获取过程可由车载设备的状态感知模块来执行，具体过程可参考上述图3对应实施例的内容，此处不再赘述。需要说明的是，上述获取状态感知数据的过程可以与获取原始观测数据的过程同时执行，本发明实施例不对获取状态感知数据过程的执行时序作具体限定。另外，车载设备后续将状态感知数据发送至移动终端时，可将状态感知数据与原始观测数据同时发送至移动终端，本发明实施例也不对发送状态感知数据过程的执行时序作具体限定。

上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本发明的可选实施例，在此不再一一赘述。

基于上述实施例的内容，本发明实施例提供了一种农机作业面积的计量方法。该方法应用于服务器，参见图5，该方法包括：501、接收移动终端发送的原始观测数据，原始观测数据由车载设备发送至移动终端；502、根据原始观测数据，计算农机对应的作业面积。

本发明实施例提供的方法，车载设备通过将获取到的原始观测数据发送至移动终端，并由移动终端转发至服务器，以使得服务器根据原始观测数据计算农机对应的作业面积。由于可基于获取到的原始观测数据来计算农机对应的作业面积，从而可准确地确定农机的实时地理位置，进而可准确得出农机的作业面积。另外，由于作业面积的计量可通过车载设备与服务器之间的交互自动完成，从而在计量农机的作业面积时，计量效率较高。

另外，由于车载设备中仅集成了卫星定位数据获取功能及近距离数据传输功能，即仅由数据采集模块和近距离通讯模块这两个模块组成，从而可尽可能简化车载设备中的构件组成，降低了车载设备后期相应的购买成本以及维护成本。因此，更加适用于农机作业面积测量的应用环境。

作为一种可选实施例，根据原始观测数据，计算农机对应的作业面积之前，还包括：

对于车载设备获取原始观测数据的时间段内，获取时间段内农机的运行状态；

根据原始观测数据，计算农机对应的作业面积，包括：

当时间段内农机的运行状态为正常工作状态时，根据原始观测数据，计算农机对应的作业面积。

具体地，当该时间段内农机处于正常工作状态时，则执行作业面积的计算过程。当该时间段内农机处于非正常工作状态时，则不执行作业面积的计算过程，并可向相关系统以及监管人员发送告警提示信息，本发明实施例对此不作具体限定。其中，农机运行状态的判断过程可参考上述图3对应实施例的内容，此处不再赘述。

作为一种可选实施例，获取时间段内农机的运行状态，包括：

接收移动终端发送的状态感知数据；

根据状态感知数据，确定时间段内农机的运行状态。

作为一种可选实施例，原始观测数据为农机的空间运行轨迹点，根据原始观测数据，计算农机对应的作业面积，包括：

确定农机的空间运行轨迹点中的有效边界点；

基于相邻有效边界点之间所形成线段的线段端点及线段方向，确定农机作业的轨迹缓冲区；

基于轨迹缓冲区，计算所述农机对应的作业面积。

上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本发明的可选实施例，在此不再一一赘述。

最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车载设备，其特征在于，包括：数据采集模块及近距离通讯模块；

所述数据采集模块，用于获取农机运行时的原始观测数据；

所述近距离通讯模块，用于将所述原始观测数据发送至所述移动终端，由所述移动终端将所述原始观测数据转发至服务器，以使得所述服务器计算所述农机对应的作业面积。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括状态感知模块；

所述状态感知模块，用于获取所述农机的状态感知数据；

所述近距离通讯模块，用于将所述状态感知数据发送至所述移动终端，由所述移动终端将所述状态感知数据转发至所述服务器，以使得所述服务器确定所述农机对应的运行状态。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述近距离通讯模块为蓝牙模块。

4.一种农机作业面积的计量系统，其特征在于，包括：车载设备、移动终端及服务器；

所述车载设备，用于获取农机运行时的原始观测数据，将所述原始观测数据发送至所述移动终端；所述移动终端，用于接收所述原始观测数据，将所述原始观测数据转发至所述服务器；所述服务器，用于接收所述原始观测数据，根据所述原始观测数据，计算所述农机对应的作业面积。

5.一种农机作业面积的计量方法，其特征在于，包括：

获取农机运行时的原始观测数据；

将所述原始观测数据发送至移动终端，由所述移动终端将所述原始观测数据发送至服务器，以使得所述服务器根据所述原始观测数据计算所述农机对应的作业面积。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述农机的状态感知数据；

将所述状态感知数据发送至移动终端，由所述移动终端将所述状态感知数据发送至服务器，以使得所述服务器根据所述状态感知数据确定所述农机对应的运行状态。

7.一种农机作业面积的计量方法，其特征在于，包括：

接收移动终端发送的原始观测数据，所述原始观测数据由车载设备发送至移动终端；

根据所述原始观测数据，计算农机对应的作业面积。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述原始观测数据，计算农机对应的作业面积之前，还包括：

对于所述车载设备获取所述原始观测数据的时间段内，获取所述时间段内所述农机的运行状态；

所述根据所述原始观测数据，计算农机对应的作业面积，包括：

当所述时间段内所述农机的运行状态为正常工作状态时，根据所述原始观测数据，计算农机对应的作业面积。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述获取所述时间段内所述农机的运行状态，包括：

接收移动终端发送的状态感知数据；

根据所述状态感知数据，确定所述时间段内所述农机的运行状态。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述原始观测数据为农机的空间运行轨迹点，所述根据所述原始观测数据，计算农机对应的作业面积，包括：

确定所述农机的空间运行轨迹点中的有效边界点；

基于相邻有效边界点之间所形成线段的线段端点及线段方向，确定农机作业的轨迹缓冲区；

基于所述轨迹缓冲区，计算所述农机对应的作业面积。