CN116892898A - 农机的轨迹误差检测方法、装置及系统 - Google Patents

农机的轨迹误差检测方法、装置及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种农机的轨迹误差检测方法、装置及系统，属于智能农机技术领域。所述方法包括：获取多个采样点的初始位置数据，所述采样点的初始位置数据是在所述农机按照基准轨迹线行驶的过程中，对所述农机进行位置采样得到的；对于所述多个采样点中的每个采样点，根据所述采样点的所述初始位置数据，确定所述采样点与所述基准轨迹线的距离。本发明能够实现对农机的轨迹的检测。

Description

农机的轨迹误差检测方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及智能农机技术领域，特别涉及一种农机的轨迹误差检测方法、装置及系统。
背景技术
随着数字化农业和智慧农业的推进，农机自动驾驶技术受到了广泛的应用。通过农机自动驾驶技术，可以对农机作业实现精确控制，使得机组作业不重复不遗漏，能够大幅度提高农机作业效率和土地利用率。
农机自动驾驶过程中，其行驶轨迹对农机作业过程影响较大。并且在一些农机相关标准中，要求对农机在自动驾驶过程中的轨迹进行跟踪检测，例如T/CAAMM 13-2018（农业机械卫星导航自动驾驶系统前装通用技术条件）和NY/ T 3334- 2018（农业机械自动导航辅助驾驶系统 质量评价技术规范）这两个标准。因此亟需一种对农机的轨迹进行检测的方法。
发明内容
本发明实施例提供了一种农机的轨迹误差检测方法、装置及系统，能够实现对农机的轨迹的检测。所述技术方案如下：
根据本发明实施例的第一方面，提供了一种农机的轨迹误差检测方法，其特征在于，所述方法包括：获取多个采样点的初始位置数据，所述采样点的初始位置数据是在所述农机按照基准轨迹线行驶的过程中，对所述农机进行位置采样得到的；对于所述多个采样点中的每个采样点，根据所述采样点的所述初始位置数据，确定所述采样点与所述基准轨迹线的距离。
可选地，所述根据所述采样点的所述初始位置数据，确定所述采样点与所述基准轨迹线的距离，包括：获取所述采样点对应的横滚角数据，所述横滚角数据包括所述农机的姿态角和位置采样装置在农机上的高度，所述采样点对应的横滚角数据是在所述农机按照基准轨迹线行驶的过程中，对所述农机进行横滚角采样得到的；根据所述采样点对应的横滚角数据和所述采样点的所述初始位置数据，得到所述采样点的位置数据；根据所述采样点的所述位置数据，确定所述采样点与所述基准轨迹线的距离。
可选地，所述方法还包括：根据所述多个采样点分别与所述基准轨迹线的距离，确定目标参数；其中，所述目标参数包括以下至少一项：所述多个采样点分别与所述基准轨迹线的距离的平均值、最大值、最小值、标准差、所述平均值与所述标准差之和。
可选地，所述初始位置数据包括经纬度数据。
可选地，所述采样点的初始位置数据是在所述农机按照基准轨迹线行驶的过程中，对所述农机的位置按照预设间隔进行采样得到的，所述预设间隔包括预设时间间隔和预设距离间隔。
根据本发明实施例的第二方面，提供了一种农机的轨迹误差检测装置，所述装置包括：获取模块，用于获取多个采样点的初始位置数据，所述采样点的初始位置数据是在所述农机按照基准轨迹线行驶的过程中，对所述农机进行位置采样得到的；第一确定模块，用于对于所述多个采样点中的每个采样点，根据所述采样点的所述初始位置数据，确定所述采样点与所述基准轨迹线的距离。
可选地，所述第一确定模块，具体用于：获取所述采样点对应的横滚角数据，所述横滚角数据包括所述农机的姿态角和位置采样装置在农机上的高度，所述采样点对应的横滚角数据是在所述农机按照基准轨迹线行驶的过程中，对所述农机进行横滚角采样得到的；根据所述采样点对应的横滚角数据和所述采样点的所述初始位置数据，得到所述采样点的位置数据；根据所述采样点的所述位置数据，确定所述采样点与所述基准轨迹线的距离。
可选地，所述装置还包括：第二确定模块，用于根据所述多个采样点分别与所述基准轨迹线的距离，确定目标参数；其中，所述目标参数包括以下至少一项：所述多个采样点分别与所述基准轨迹线的距离的平均值、最大值、最小值、标准差、所述平均值与所述标准差之和。
可选地，所述初始位置数据包括经纬度数据。
可选地，所述采样点的初始位置数据是在所述农机按照基准轨迹线行驶的过程中，对所述农机的位置按照预设间隔进行采样得到的，所述预设间隔包括预设时间间隔和预设距离间隔。
根据本发明实施例的第三方面，提供了一种农机的轨迹误差检测装置，其特征在于，所述装置包括：处理器；用于存储所述处理器的可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为执行所述存储器中存储的指令以实现如第一方面中任一项所述的方法。
根据本发明实施例的第四方面，提供了一种计算机存储介质，所述存储介质中存储有指令，当所述指令在处理组件上运行时，使得所述处理组件执行如第一方面中任一项所述的方法。
根据本发明实施例的第五方面，提供了一种农机的轨迹误差检测系统，其特征在于，所述系统包括：处理装置和设置在所述农机上的位置采样装置；其中所述位置采样装置用于在所述农机按照基准轨迹线行驶的过程中，对所述农机进行位置采样得到多个采样点的初始位置数据，以及向所述处理装置传输所述多个采样点的初始位置数据；所述处理装置用于执行如第一方面中任一项所述的方法。。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明实施例提供的农机的轨迹误差检测方法，首先获取多个采样点的初始位置数据，采样点的初始位置数据是在农机按照基准轨迹线行驶的过程中，对农机进行位置采样得到的，之后对于多个采样点中的每个采样点，根据采样点的初始位置数据，确定采样点与基准轨迹线的距离，基准轨迹线是一条直线，因此通过各个采样点与基准轨迹线的距离，可以确定农机的轨迹的直线误差，从而实现农机的轨迹检测。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种农机的轨迹误差检测方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种农机的位置采样示意图；
图3为本发明实施例提供的一种横向偏移误差示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种农机的轨迹误差检测方法的流程示意图；
图5为本发明实施例提供的一种农机的轨迹误差检测装置的框图；
图6为本发明实施例提供的另一种农机的轨迹误差检测装置的框图；
图7为本发明实施例提供的一种农机的轨迹误差检测装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种农机的轨迹误差检测方法，能够实现对农机自动驾驶过程中的轨迹的检测。该方法可以应用于农机的轨迹误差检测系统，系统可以包括：处理装置和设置在农机上的位置采样装置。位置采样装置可以包括定位天线和导航装置。
请参考图1，图1为本发明实施例提供的一种农机的轨迹误差检测方法的流程示意图，该方法可以应用于前述轨迹误差检测系统，例如系统中的处理装置。该方法可以包括以下过程：
101、获取多个采样点的初始位置数据，采样点的初始位置数据是在农机按照基准轨迹线行驶的过程中，对农机进行位置采样得到的。
初始位置数据可以包括经纬度数据。基准轨迹线是一条直线。采样点的初始位置数据可以由前述系统中的位置采样装置确定。在农机按照基准轨迹线行驶的过程中，位置采样装置对农机进行实时位置采样得到多个采样点的初始位置数据，并向处理装置传输多个采样点的初始位置数据，以使得处理装置获取到多个采样点的初始位置数据。其中，定位天线用于接收卫星信号，导航装置用于处理卫星信号，得到采样点的初始位置数据。
可选地，采样点的初始位置数据可以是在农机按照基准轨迹线行驶的过程中，对农机的位置按照预设间隔进行采样得到的，预设间隔包括预设时间间隔和预设距离间隔。
位置采样装置在农机按照基准轨迹线行驶的过程中，按照预设间隔进行农机的实时位置采样。当预设间隔包括预设距离间隔时，位置采样装置在农机按照基准轨迹线每行驶预设距离间隔，进行一次农机的实时位置采样。当预设间隔包括预设时间间隔时，位置采样装置在农机按照基准轨迹线每行驶预设时间间隔，进行一次农机的实时位置采样。
采样点的数量n和预设间隔△均可以自定义设置。例如n可以为10、20或者50。△为预设距离间隔时，可以大于或等于1米。△为预设时间间隔时，可以大于或等于2分钟。本发明实施例对此不做限定。
示例地，请参考图2，图2为本发明实施例提供的一种农机的位置采样示意图，图2示出了基准轨迹线AB，A为起点，B为终点。图2以预设间隔为预设距离间隔为例进行说明，如图2所示，农机沿AB行驶10m（也可自定义设置）后位置采样装置进行第一次采样，得到采样点1的初始位置数据。之后农机每沿着AB行驶△，测量装置进行一次农机的实时位置采样，最后得到采样点1、2、3、......、n。
102、对于多个采样点中的每个采样点，根据采样点的初始位置数据，确定采样点与基准轨迹线的距离。
由于基准轨迹线是一条直线，因此通过各个采样点与基准轨迹线的距离，可以确定农机的轨迹的直线误差。
农机在沿着基准轨迹线行驶时，测试装置与地面可能不平行，例如测试装置安装在农机的机体左侧或右侧，或者地面存在坡度。由于位置采样装置安装在农机上时距离地面有一定高度，因此当测试装置与地面不平行时，位置采样装置的安装高度会导致采样的农机位置的横向偏移误差。
示例地，请参考图3，图3为本发明实施例提供的一种横向偏移误差示意图，图3示出了测试装置与地面平行和不平行两种情况，并以位置采样装置的安装高度为2米为例进行说明。如图3所示，相较于测试装置与地面平行的情况，测试装置与地面不平行的情况下，假设测试装置的姿态角为3°，位置采样装置采样的农机位置会出现横向10厘米左右的偏移误差。
为了减小测试装置与地面不平行所导致的横向偏移误差，得到精准的位置数据，可以获取采样点对应的横滚角数据。之后根据采样点对应的横滚角数据和采样点的初始位置数据，得到采样点的位置数据。再根据采样点的位置数据，确定采样点与基准轨迹线的距离。
其中，横滚角数据包括农机的姿态角和位置采样装置在农机上的高度。采样点对应的横滚角数据是在农机按照基准轨迹线行驶的过程中，对农机进行横滚角采样得到的。横滚角采样的频率与位置采样的频率可以相同或者不同，例如位置采样的频率可以高于横滚角采样的频率，本发明实施例对此不做限定。任一采样点对应的横滚角数据可以为在农机行驶至该采样点时，最新采样得到的横滚角数据。
示例地，假设某一采样点的初始位置数据为（x1，y1），采样点对应的横滚角数据中姿态角为θ，高度为h。则采样点的位置数据（x，y）中的x=x1-hsinθ，y=tan[（1/2θ）（hsinθ）]+y1。
如前述图2所示，采样点1、2、3、......、n与基准轨迹线的距离分别为：L1、L2、L3、、......、Ln。
根据采样点相对于基准轨迹线的偏移方向，采样点与基准轨迹线的垂直距离前可以加正号或者负号。示例地，当采样点相对于基准轨迹线的偏移方向为右时，该采样点与基准轨迹线的垂直距离前加正号；当采样点相对于基准轨迹线的偏移方向为左时，该采样点与基准轨迹线的垂直距离前加负号。
综上所述，本发明实施例提供的农机的轨迹误差检测方法，首先获取多个采样点的初始位置数据，采样点的初始位置数据是在农机按照基准轨迹线行驶的过程中，对农机进行位置采样得到的，之后对于多个采样点中的每个采样点，根据采样点的初始位置数据，确定采样点与基准轨迹线的距离，基准轨迹线是一条直线，因此通过各个采样点与基准轨迹线的距离，可以确定农机的轨迹的直线误差，从而实现农机的轨迹检测。
请参考图4，图4为本发明实施例提供的另一种农机的轨迹误差检测方法的流程示意图，该方法可以应用于前述轨迹误差检测系统，例如系统中的处理装置。该方法可以包括以下过程：
201、获取多个采样点的初始位置数据，采样点的初始位置数据是在农机按照基准轨迹线行驶的过程中，对农机进行位置采样得到的。
该过程可以参考前述过程101，本发明实施例在此不做赘述。
202、对于多个采样点中的每个采样点，根据采样点的初始位置数据，确定采样点与基准轨迹线的距离。
该过程可以参考前述过程102，本发明实施例在此不做赘述。
203、根据多个采样点分别与基准轨迹线的距离，确定目标参数。
其中，目标参数包括以下至少一项：多个采样点分别与基准轨迹线的距离的平均值、最大值、最小值、标准差、平均值与标准差之和。
在确定目标参数后，可以进一步根据目标参数确定农机的轨迹误差是否处于误差范围内。
示例地，平均值的误差范围（轨迹跟踪平均误差）可以为：≤2.5cm；最大值的误差范围（轨迹跟踪最大误差）可以为：Max/>≤4.0cm；标准差的误差范围（直线度精度）可以为：/>≤2.5cm；平均值与标准差之和的误差范围（导航误差）可以为：/>+/>≤2.5cm。其中，1≤i≤n。
综上所述，本发明实施例提供的农机的轨迹误差检测方法，首先获取多个采样点的初始位置数据，采样点的初始位置数据是在农机按照基准轨迹线行驶的过程中，对农机进行位置采样得到的，之后对于多个采样点中的每个采样点，根据采样点的初始位置数据，确定采样点与基准轨迹线的距离，根据多个采样点分别与基准轨迹线的距离，确定目标参数，基准轨迹线是一条直线，因此通过目标参数，可以确定农机的轨迹的直线误差，从而实现农机的轨迹检测。
需要说明的是，本发明实施例提供的农机的轨迹误差检测方法步骤的先后顺序可以进行适当调整，步骤也可以根据情况进行相应增减，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化的方法，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此不再赘述。
可选地，上述实施例中是以农机的轨迹误差检测方法为例进行说明的。在一种示例中，该农机的轨迹误差检测方法中的不同步骤可以由不同的模块来执行。该不同的模块可以位于一个装置中，也可以位于不同的装置中。本发明实施例对执行农机的轨迹误差检测方法的装置不做限定。
上文中结合图1至图4详细描述了本发明实施例所提供的农机的轨迹误差检测方法，下面将结合图5和图6描述本发明实施例所提供的农机的轨迹误差检测装置。
请参考图5，图5为本发明实施例提供的一种农机的轨迹误差检测装置的框图，该装置30包括：
获取模块301，用于获取多个采样点的初始位置数据，采样点的初始位置数据是在农机按照基准轨迹线行驶的过程中，对农机进行位置采样得到的；
第一确定模块302，用于对于多个采样点中的每个采样点，根据采样点的初始位置数据，确定采样点与基准轨迹线的距离。
可选地，第一确定模块302，具体用于：
获取采样点对应的横滚角数据，横滚角数据包括农机的姿态角和位置采样装置在农机上的高度，采样点对应的横滚角数据是在农机按照基准轨迹线行驶的过程中，对农机进行横滚角采样得到的；
根据采样点对应的横滚角数据和采样点的初始位置数据，得到采样点的位置数据；
根据采样点的位置数据，确定采样点与基准轨迹线的距离。
可选地，请参考图6，图6为本发明实施例提供的另一种农机的轨迹误差检测装置的框图，在图5的基础上，该装置30包括：
第二确定模块303，用于根据多个采样点分别与基准轨迹线的距离，确定目标参数；
其中，目标参数包括以下至少一项：多个采样点分别与基准轨迹线的距离的平均值、最大值、最小值、标准差、平均值与标准差之和。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的农机的轨迹误差检测装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，本发明实施例在此不再赘述。
本发明实施例提供了一种农机的轨迹误差检测装置，包括：处理器；用于存储处理器的可执行指令的存储器；其中，处理器被配置为执行存储器中存储的指令以实现本发明实施例任一所述的农机的轨迹误差检测方法。
示例地，请参考图7，图7为本发明实施例提供的一种农机的轨迹误差检测装置的结构示意图，如图7所示，该装置40包括：存储器401和处理器402。其中，存储器401用于存储程序，处理器402用于执行存储器401中存储的程序，以实现本发明实施例提供任一所述的农机的轨迹误差检测方法。
可选地，如图7所示，该农机的轨迹误差检测装置40还可以包括至少一个通信接口403和至少一个通信总线404。存储器401、处理器402以及通信接口403通过通信总线404通信连接。
本发明实施例提供了一种计算机存储介质，该存储介质中存储有指令，当指令在处理组件上运行时，使得处理组件执行本发明实施例任一所述的农机的轨迹误差检测方法。
上述实施例可以通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括若干计算机指令，以使计算机执行本发明实施例任一所述的农机的轨迹误差检测方法。
其中，该计算机可以包括通用计算机或计算机网络。计算机通过其存储介质存储计算机指令，或者从其他存储介质获取计算机指令。该存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者包含一个或多个可用介质集成的服务器以及数据中心等数据存储装置。该可用介质可以为磁性介质（例如，软盘、硬盘、磁带）、光介质或者半导体介质（例如固态硬盘）等。
本发明实施例中，“第一”和“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“至少一个”表示一个或多个，“多个”表示两个或两个以上，“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。除非另有明确的限定。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种农机的轨迹误差检测方法，其特征在于，所述方法包括：
获取多个采样点的初始位置数据，所述采样点的初始位置数据是在所述农机按照基准轨迹线行驶的过程中，对所述农机进行位置采样得到的；
对于所述多个采样点中的每个采样点，根据所述采样点的所述初始位置数据，确定所述采样点与所述基准轨迹线的距离。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述采样点的所述初始位置数据，确定所述采样点与所述基准轨迹线的距离，包括：
获取所述采样点对应的横滚角数据，所述横滚角数据包括所述农机的姿态角和位置采样装置在农机上的高度，所述采样点对应的横滚角数据是在所述农机按照基准轨迹线行驶的过程中，对所述农机进行横滚角采样得到的；
根据所述采样点对应的横滚角数据和所述采样点的所述初始位置数据，得到所述采样点的位置数据；
根据所述采样点的所述位置数据，确定所述采样点与所述基准轨迹线的距离。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述多个采样点分别与所述基准轨迹线的距离，确定目标参数；
其中，所述目标参数包括以下至少一项：所述多个采样点分别与所述基准轨迹线的距离的平均值、最大值、最小值、标准差、所述平均值与所述标准差之和。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始位置数据包括经纬度数据。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采样点的初始位置数据是在所述农机按照基准轨迹线行驶的过程中，对所述农机的位置按照预设间隔进行采样得到的，所述预设间隔包括预设时间间隔和预设距离间隔。
6.一种农机的轨迹误差检测装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取多个采样点的初始位置数据，所述采样点的初始位置数据是在所述农机按照基准轨迹线行驶的过程中，对所述农机进行位置采样得到的；
第一确定模块，用于对于所述多个采样点中的每个采样点，根据所述采样点的所述初始位置数据，确定所述采样点与所述基准轨迹线的距离。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块，具体用于：
获取所述采样点对应的横滚角数据，所述横滚角数据包括所述农机的姿态角和位置采样装置在农机上的高度，所述采样点对应的横滚角数据是在所述农机按照基准轨迹线行驶的过程中，对所述农机进行横滚角采样得到的；
根据所述采样点对应的横滚角数据和所述采样点的所述初始位置数据，得到所述采样点的位置数据；
根据所述采样点的所述位置数据，确定所述采样点与所述基准轨迹线的距离。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第二确定模块，用于根据所述多个采样点分别与所述基准轨迹线的距离，确定目标参数；
其中，所述目标参数包括以下至少一项：所述多个采样点分别与所述基准轨迹线的距离的平均值、最大值、最小值、标准差、所述平均值与所述标准差之和。
9.一种农机的轨迹误差检测装置，其特征在于，所述装置包括：
处理器；
用于存储所述处理器的可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行所述存储器中存储的指令以实现如权利要求1至5中任一项所述的方法。
10.一种农机的轨迹误差检测系统，其特征在于，所述系统包括：
处理装置和设置在所述农机上的位置采样装置；
其中所述位置采样装置用于在所述农机按照基准轨迹线行驶的过程中，对所述农机进行位置采样得到多个采样点的初始位置数据，以及向所述处理装置传输所述多个采样点的初始位置数据；
所述处理装置用于执行如权利要求1至5中任一项所述的方法。
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