CN112068175A - 农用机械测速模式切换方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种农用机械测速模式切换方法及装置,该方法包括:获取定位测速值的变异系数,或者获取地轮测速值的变异系数;若满足第一切换条件,则将测速模式由地轮测速切换为定位测速,若满足第二切换条件,则将测速模式由定位测速切换为地轮测速;所述第一切换条件包括,定位测速值变异系数小于预设的变异系数阈值,或者地轮测速值变异系数大于预设的变异系数阈值;所述第二切换条件包括,定位测速值变异系数大于预设的变异系数阈值,或者地轮测速值变异系数小于预设的变异系数阈值。该方法充分考虑了定位测速及地轮测速自身的特性,在对应的条件下分别选取更准确的测速方式,从而可以提高测速的精度。
Description
技术领域
本发明涉及农业信息技术领域,尤其涉及一种农用机械测速模式切换方法及装置。
背景技术
精准农业智能作业系统在变量作业时,都需要实时采集准确的速度数据作为控制系统的输入量,以此调整种子、肥料和农药等物料的排放率。目前农业中常用的实时测速方法有传感器测速法和单点GPS测速法。单点GPS具有在低速时测速不稳定,在加减速时容易产生丢速或者延时的自身特性。而传感器测速法通过编码器或光电传感器感应地轮转速的方式,在机具运行速度较高时存在滑移现象,测速精度降低。
目前有结合地轮测速与GPS测速各自测速特性,提出对加减速过程、匀速过程的双测速模式优化方法,提高控制的准确性和稳定性。
目前的方法,将GPS与地轮测速的方式相结合,对农业车辆或者农业机械的速度测定是一种提高,但是如何准确的进行测速模式选择,尚无有效的双测速模式切换决策方法。
发明内容
本发明实施例提供一种农用机械测速模式切换方法即装置,用以解决现有技术中无法有效的实现双测速模式切换的缺陷。
本发明实施例提供一种农用机械测速模式切换方法,包括:获取定位测速值的变异系数,或者获取地轮测速值的变异系数;若满足第一切换条件,则将测速模式由地轮测速切换为定位测速,若满足第二切换条件,则将测速模式由定位测速切换为地轮测速;相应地,所述第一切换条件包括,定位测速值变异系数小于预设的变异系数阈值,或者地轮测速值变异系数大于预设的变异系数阈值;所述第二切换条件包括,定位测速值变异系数大于预设的变异系数阈值,或者地轮测速值变异系数小于预设的变异系数阈值。
根据本发明一个实施例的农用机械测速模式切换方法,所述第一切换条件还包括,当前速度大于预设的速度阈值;所述第二切换条件还包括,当前速度小于预设的速度阈值。
根据本发明一个实施例的农用机械测速模式切换方法,所述变异系数阈值,根据定位测速变异系数和地轮测速变异系数相等时刻的变异系数值确定。
根据本发明一个实施例的农用机械测速模式切换方法,所述速度阈值,根据定位测速变异系数和地轮测速变异系数相等时刻的速度值确定。
本发明另一实施例还提供一种农用机械测速模式切换方法,包括:获取定位测速值的变异系数,以及地轮测速值的变异系数;若满足第一切换条件,则将测速模式由地轮测速切换为定位测速,若满足第二切换条件,则将测速模式由定位测速切换为地轮测速;所述第一切换条件包括,定位测速值变异系数小于或等于地轮测速值变异系数;所述第二切换条件包括,定位测速值变异系数大于或等于地轮测速值变异系数。
根据本发明另一实施例的农用机械测速模式切换方法,所述第一切换条件还包括,当前速度大于预设的速度阈值;所述第二切换条件还包括,当前速度小于预设的速度阈值。
本发明实施例还提供一种农用机械测速模式切换装置,包括:获取模块,用于获取定位测速值的变异系数,或者获取地轮测速值的变异系数;处理模块,用于若满足第一切换条件,则将测速模式由地轮测速切换为定位测速,若满足第二切换条件,则将测速模式由定位测速切换为地轮测速;相应地,所述第一切换条件包括,定位测速值变异系数小于预设的变异系数阈值,或者地轮测速值变异系数大于预设的变异系数阈值;所述第二切换条件包括,定位测速值变异系数大于预设的变异系数阈值,或者地轮测速值变异系数小于预设的变异系数阈值。
本发明另一实施例还提供一种农用机械测速模式切换装置,包括:获取模块,用于获取定位测速值的变异系数,以及地轮测速值的变异系数;处理模块,用于若满足第一切换条件,则将测速模式由地轮测速切换为定位测速,若满足第二切换条件,则将测速模式由定位测速切换为地轮测速;所述第一切换条件包括,定位测速值变异系数小于或等于地轮测速值变异系数;所述第二切换条件包括,定位测速值变异系数大于或等于地轮测速值变异系数。
本发明实施例还提供一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述农用机械测速模式切换方法的步骤。
本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述农用机械测速模式切换方法的步骤。
本发明实施例提供的农用机械测速模式切换方法及装置,通过定位测速或者地轮测速的变异系数分别与预设的变异系数阈值进行比较,充分考虑了定位测速及地轮测速自身的特性,在对应的条件下分别选取更准确的测速方式,从而可以提高测速的精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的农用机械测速模式切换方法的流程示意图;
图2是本发明实施例提供的农用机械测速模式切换系统的结构示意图;
图3是本发明实施例提供的两种测速方式的速度均值及变异系数对比图;
图4是本发明实施例提供的两种测速方式的加减速过程对比图;
图5是本发明又一实施例提供的一种农用机械测速模式切换方法的流程示意图;
图6是本发明实施例提供的农用机械测速模式切换装置的结构示意图;
图7是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
图1是本发明实施例提供的农用机械测速模式切换方法的流程示意图,如图1所示,本发明实施例提供一种农用机械测速模式切换方法,包括:
101、获取定位测速值的变异系数,或者获取地轮测速值的变异系数。
为实现本发明实施例的方法,定位测速以GPS测速为例,当然也可以使用北斗测速或其他地面基站的测速形式。图2是本发明实施例提供的农用机械测速模式切换系统的结构示意图,双测速系统包括单点GPS天线、GPS转换模块、地轮、转速编码器、ECU控制器和车载电脑,系统组成如图2所示。需要说明的是,该系统仅为举例,并非是方法执行的限制条件。
通过GPS信息获取车速时,系统通过RS232串口接收GPS的NMEA0183格式导航电文,通过处理GPRMC帧中数据可得到当前农用机械(如拖拉机)的前进速度。GPS信号更新频率为fGPS,地轮测速则根据限深轮转动一周编码器脉冲个数计算。获取的定位测速值和地轮测速值均为离散的速度值序列。
变异系数是原始数据标准差与原始数据平均数的比。以定位测速值的变异系数为例,可以是从机械速度从0开始加速至匀速的过程中,按照GPS信号的更新频率,分别获取多个定位测速值,每获得新的测速值,计算已有测速值的平均值和标准差,并计算得到对应的变异系数。也可以是以一个时间窗口,循环获取最近的N个定位测速值,再计算变异系数。
102、若满足第一切换条件,则将测速模式由地轮测速切换为定位测速,若满足第二切换条件,则将测速模式由定位测速切换为地轮测速;相应地,所述第一切换条件包括,定位测速值变异系数小于预设的变异系数阈值,或者地轮测速值变异系数大于预设的变异系数阈值;所述第二切换条件包括,定位测速值变异系数大于预设的变异系数阈值,或者地轮测速值变异系数小于预设的变异系数阈值。
本发明实施例中,提供至少两种方案,为分别获取定位测速值的变异系数,或者获取地轮测速值的变异系数,然后与预设的变异系数阈值进行对比来实现。
图3是本发明实施例提供的两种测速方式的速度均值及变异系数对比图,如图3所示,农业作业机械作业状态分为:静止、增速、匀速和减速过程,其速度值分为低速、中速和高速状态。通过对比单点GPS和地轮测速两种方式的低速测速结果,发现单点GPS测速随着车速的增大,变异系数不断减小,在车速为4km/h左右时达到稳定值,而地轮变异系数不断增大。
在加减速阶段,GPS测速相对地轮测速波动较大,数据不稳定。同时,通过对比GPS测速与地轮测速的第一个有效(非零)相应时间点,其在加减速阶段存在延迟。在匀速阶段GPS测速相对地轮测速波动较小,即GPS在匀速阶段测速稳定。
本发明实施例通过预设一个变异系数阈值,根据定位测速值的变异系数,或者地轮测速值的变异系数,分别与变异系数阈值的比较来进行切换,变异系数可以表征两种测速方式哪一种更稳定和可靠。
以获取定位测速值的变异系数为例,车辆在静止阶段加速的初期以地轮测速为默认方式,通过判断GPS速度信息进行模式切换。ECU控制系统定义一个变量数组G[]保存GPS测速值,数组的长度均为N,并通过程序实现数组的循环队列G(),统计队列内速度变异系数。
系统设定循环队列变异系数队列稳定值Covconstent,即预设的变异系数阈值,该阈值可根据实验测得或历史数据分析得到。由于系统默认为地轮测速,在加速阶段,GPS测得的速度变异系数逐渐减小,地轮测速的变异系数逐渐增大,需要由地轮测速转换为GPS测速,因此切换为GPS测速的条件包括:
CovG()≤Covconstent
即定位测速值变异系数小于预设的变异系数阈值。相应地,在减速阶段由GPS测速转换为地轮测速,其条件为定位测速值变异系数大于预设的变异系数阈值。
基于相同的道理,也可以通过地轮测速值的变异系数与预设阈值进行比较来实现切换,此处不再赘述。
本发明实施例的方法,通过定位测速或者地轮测速的变异系数分别与预设的变异系数阈值进行比较,充分考虑了定位测速及地轮测速自身的特性,在对应的条件下分别选取更准确的测速方式,从而可以提高测速的精度。
基于上述实施例的内容,作为一种可选实施例,所述第一切换条件还包括,当前速度大于预设的速度阈值;所述第二切换条件还包括,当前速度小于预设的速度阈值。
考虑到地轮测速在较高速度时,准确度下降,图4是本发明实施例提供的两种测速方式的加减速过程对比图,通过图4可以看出,在大于6km后,地轮测速的波动较大。本发明实施例中,切换条件还包括当前速度的判断,即与预设的速度阈值进行判断,速度阈值可根据地轮测速的特性,即高速状态下存在滑移现象,测速精度降低。,速度阈值作为地轮测速和定位测速的可靠性的分界,可根据实验或历史数据得出。
在加速阶段由地轮测速转换为GPS测速,切换为GPS测速的条件包括:
其中,G[N-1]为最近时刻的速度,即当前速度,Vc为预设速度阈值。当前速度可由切换前的测速方式得到,也可只通过定位测速或地轮测速得到。
本发明实施例的方法,通过切换条件分别包括变异系数阈值的比较和速度阈值的比较,更全面的考虑到两种测速方式的可靠性,从而提高测速的准确度。
基于上述实施例的内容,作为一种可选实施例,所述变异系数阈值,根据定位测速变异系数和地轮测速变异系数相等时刻的变异系数值确定。
可参见图3,在速度为3km/h时,二者的变异系数相同,可以此确定变异系数阈值。在此情况下,每次选用的测速方式,均为变异系数更小的测速方式,从而确保测速的可靠性。
基于上述实施例的内容,作为一种可选实施例,所述速度阈值,根据定位测速变异系数和地轮测速变异系数相等时刻的速度值确定。
参见图3,求取两种测速模式变异系数曲线交点对应的速度Vc作为匀速过程速度模式切换的依据之一。
图5是本发明又一实施例提供的一种农用机械测速模式切换方法的流程示意图,如图5所示,控制器程序启动后,首先完成初始化配置,根据图2中车载电脑通过CAN总线向ECU控制器传送报文,ECU对报文标识进行判别并读取数据,利用通讯协议对数据进行解析,获得排肥量、GPS测速值等信息,并将GPS测速值保存到数组循环队列,通过对队列数据计算判断是否进行测速模切换。确定测速模式后,根据排肥量、速度值计算排肥转速为目标转速,获得的编码器频率值转换为反馈转速,作为反馈转速,并进行转速调节。
本发明另一实施例还提供一种农用机械测速模式切换方法,包括:获取定位测速值的变异系数,以及地轮测速值的变异系数;若满足第一切换条件,则将测速模式由地轮测速切换为定位测速,若满足第二切换条件,则将测速模式由定位测速切换为地轮测速;所述第一切换条件包括,定位测速值变异系数小于或等于地轮测速值变异系数;所述第二切换条件包括,定位测速值变异系数大于或等于地轮测速值变异系数。
具体地,本发明实施例直接以定位测速值的变异系数,和地轮测速值的变异系数进行对比,来作为切换条件,无需设置预设的变异系数阈值,其他部分和上述实施例相同,可参见上述方法实施例。
基于上述另一实施例的内容,作为一种可选实施例,所述第一切换条件还包括,当前速度大于预设的速度阈值;所述第二切换条件还包括,当前速度小于预设的速度阈值。上述方法实施例已作说明,此处不再赘述。
下面对本发明实施例提供的农用机械测速模式切换装置进行描述,下文描述的农用机械测速模式切换装置与上文描述的农用机械测速模式切换方法可相互对应参照。
图6是本发明实施例提供的农用机械测速模式切换装置的结构示意图,如图6所示,该农用机械测速模式切换装置包括:获取模块601和处理模块602。其中,获取模块601用于获取定位测速值的变异系数,或者获取地轮测速值的变异系数;处理模块602用于若满足第一切换条件,则将测速模式由地轮测速切换为定位测速,若满足第二切换条件,则将测速模式由定位测速切换为地轮测速;相应地,所述第一切换条件包括,定位测速值变异系数小于预设的变异系数阈值,或者地轮测速值变异系数大于预设的变异系数阈值;所述第二切换条件包括,定位测速值变异系数大于预设的变异系数阈值,或者地轮测速值变异系数小于预设的变异系数阈值。
本发明另一实施例还提供一种农用机械测速模式切换装置。其中,获取模块601用于获取定位测速值的变异系数,以及地轮测速值的变异系数;处理模块602用于若满足第一切换条件,则将测速模式由地轮测速切换为定位测速,若满足第二切换条件,则将测速模式由定位测速切换为地轮测速;所述第一切换条件包括,定位测速值变异系数小于或等于地轮测速值变异系数;所述第二切换条件包括,定位测速值变异系数大于或等于地轮测速值变异系数。
本发明实施例提供的装置实施例是为了实现上述各方法实施例的,具体流程和详细内容请参照上述方法实施例,此处不再赘述。
本发明实施例提供的农用机械测速模式切换装置,通过定位测速或者地轮测速的变异系数分别与预设的变异系数阈值进行比较,充分考虑了定位测速及地轮测速自身的特性,在对应的条件下分别选取更准确的测速方式,从而可以提高测速的精度。
图7是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图,如图7所示,该电子设备可以包括:处理器(processor)701、通信接口(Communications Interface)702、存储器(memory)703和通信总线704,其中,处理器701,通信接口702,存储器703通过通信总线704完成相互间的通信。处理器701可以调用存储器703中的逻辑指令,以执行农用机械测速模式切换方法,该方法包括:获取定位测速值的变异系数,或者获取地轮测速值的变异系数;若满足第一切换条件,则将测速模式由地轮测速切换为定位测速,若满足第二切换条件,则将测速模式由定位测速切换为地轮测速;所述第一切换条件包括,定位测速值变异系数小于预设的变异系数阈值,或者地轮测速值变异系数大于预设的变异系数阈值;所述第二切换条件包括,定位测速值变异系数大于预设的变异系数阈值,或者地轮测速值变异系数小于预设的变异系数阈值。
此外,上述的存储器703中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面,本发明实施例还提供一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,当所述程序指令被计算机执行时,计算机能够执行上述各方法实施例所提供的农用机械测速模式切换方法,该方法包括:获取定位测速值的变异系数,或者获取地轮测速值的变异系数;若满足第一切换条件,则将测速模式由地轮测速切换为定位测速,若满足第二切换条件,则将测速模式由定位测速切换为地轮测速;所述第一切换条件包括,定位测速值变异系数小于预设的变异系数阈值,或者地轮测速值变异系数大于预设的变异系数阈值;所述第二切换条件包括,定位测速值变异系数大于预设的变异系数阈值,或者地轮测速值变异系数小于预设的变异系数阈值。
又一方面,本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的农用机械测速模式切换方法,该方法包括:获取定位测速值的变异系数,或者获取地轮测速值的变异系数;若满足第一切换条件,则将测速模式由地轮测速切换为定位测速,若满足第二切换条件,则将测速模式由定位测速切换为地轮测速;所述第一切换条件包括,定位测速值变异系数小于预设的变异系数阈值,或者地轮测速值变异系数大于预设的变异系数阈值;所述第二切换条件包括,定位测速值变异系数大于预设的变异系数阈值,或者地轮测速值变异系数小于预设的变异系数阈值。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种农用机械测速模式切换方法,其特征在于,包括:
获取定位测速值的变异系数,或者获取地轮测速值的变异系数;
若满足第一切换条件,则将测速模式由地轮测速切换为定位测速,若满足第二切换条件,则将测速模式由定位测速切换为地轮测速;
相应地,所述第一切换条件包括,定位测速值变异系数小于预设的变异系数阈值,或者地轮测速值变异系数大于预设的变异系数阈值;所述第二切换条件包括,定位测速值变异系数大于预设的变异系数阈值,或者地轮测速值变异系数小于预设的变异系数阈值。
2.根据权利要求1所述的农用机械测速模式切换方法,其特征在于:
所述第一切换条件还包括,当前速度大于预设的速度阈值;
所述第二切换条件还包括,当前速度小于预设的速度阈值。
3.根据权利要求1所述的农用机械测速模式切换方法,其特征在于:
所述变异系数阈值,根据定位测速变异系数和地轮测速变异系数相等时刻的变异系数值确定。
4.根据权利要求2所述的农用机械测速模式切换方法,其特征在于:
所述速度阈值,根据定位测速变异系数和地轮测速变异系数相等时刻的速度值确定。
5.一种农用机械测速模式切换方法,其特征在于,包括:
获取定位测速值的变异系数,以及地轮测速值的变异系数;
若满足第一切换条件,则将测速模式由地轮测速切换为定位测速,若满足第二切换条件,则将测速模式由定位测速切换为地轮测速;
所述第一切换条件包括,定位测速值变异系数小于或等于地轮测速值变异系数;所述第二切换条件包括,定位测速值变异系数大于或等于地轮测速值变异系数。
6.根据权利要求5所述的农用机械测速模式切换方法,其特征在于:
所述第一切换条件还包括,当前速度大于预设的速度阈值;
所述第二切换条件还包括,当前速度小于预设的速度阈值。
7.一种农用机械测速模式切换装置,其特征在于,包括:
获取模块,用于获取定位测速值的变异系数,或者获取地轮测速值的变异系数;
处理模块,用于若满足第一切换条件,则将测速模式由地轮测速切换为定位测速,若满足第二切换条件,则将测速模式由定位测速切换为地轮测速;
相应地,所述第一切换条件包括,定位测速值变异系数小于预设的变异系数阈值,或者地轮测速值变异系数大于预设的变异系数阈值;所述第二切换条件包括,定位测速值变异系数大于预设的变异系数阈值,或者地轮测速值变异系数小于预设的变异系数阈值。
8.一种农用机械测速模式切换装置,其特征在于,包括:
获取模块,用于获取定位测速值的变异系数,以及地轮测速值的变异系数;
处理模块,用于若满足第一切换条件,则将测速模式由地轮测速切换为定位测速,若满足第二切换条件,则将测速模式由定位测速切换为地轮测速;
所述第一切换条件包括,定位测速值变异系数小于或等于地轮测速值变异系数;所述第二切换条件包括,定位测速值变异系数大于或等于地轮测速值变异系数。
9.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述农用机械测速模式切换方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述农用机械测速模式切换方法的步骤。
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