本发明涉及农机作业测量技术领域，具体而言，涉及一种农机作业面积测量方法及装置。
背景技术：
农机作业面积的测量广泛应用于估算化肥、农药的投入量，计算投入产出比等等。同时，作业面积的精确测量也细化了农业作业的监控粒度。因此，作业面积的精确测量对于农业现代化与数字化均有着非常重要的意义。
现有技术中多采用多边形地块面积测量方法进行农机作业面积的测量，其中，上述采用多边形地块面积测量的方法采用手持土地面积测量软件测算出作业地块的多边形面积作为作业面积，这种计算方法需要人工测量地块边界，操作繁琐，而且计算精度低，实用性差。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种农机作业面积测量方法及装置，以提高农机作业面积测量的效率和精度，实用性较佳。
第一方面，本发明提供了一种农机作业面积测量方法，所述方法包括：
接收设置在农机上的定位设备获取的数据信息；
基于所述数据信息和预设作业幅宽，确定作业区域；
计算所述作业区域对应的作业面积。
结合第一方面，本发明提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述数据信息包括地理位置信息；所述基于所述数据信息和预设作业幅宽，确定作业区域，包括：
将所述数据信息中的地理位置信息转换为实际坐标位置信息；
基于所述实际坐标位置信息和预设作业幅宽，确定作业区域。
结合第一方面或第一方面的第一种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述基于所述实际坐标位置信息和预设作业幅宽，确定作业区域，包括：
基于当前实际坐标位置信息、上一个实际坐标位置信息和预设作业幅宽，确定当前作业区域；
所述计算所述作业区域对应的作业面积，包括：
计算所述当前作业区域的作业面积；
将所述当前作业区域的作业面积和历史作业区域的作业面积进行叠加运算，得到对应于所有作业区域的作业面积；其中，所述历史作业区域是所述当前作业区域之前农机经过的区域。
结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述将所述当前作业区域的作业面积和历史作业区域的作业面积进行叠加运算，包括：
在判断出所述当前作业区域与所述历史作业区域没有重叠区域时，将所述当前作业区域的作业面积和所述历史作业区域的作业面积相加。
结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述将所述当前作业区域的作业面积和历史作业区域的作业面积进行叠加运算，包括：
在判断出所述当前作业区域与所述历史作业区域存在重叠区域时，将所述当前作业区域的作业面积和所述重叠区域的作业面积相减后，再与所述历史作业区域的作业面积相加。
结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述计算所述当前作业区域的作业面积，包括：
计算所述当前实际坐标位置信息和所述上一个实际坐标位置信息之间的相对距离信息；
基于所述相对距离信息和所述预设作业幅宽，得到所述当前作业区域的作业面积。
结合第一方面，本发明提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述接收设置在农机上的定位设备获取的数据信息，包括：
按照预设时间间隔接收设置在农机上的定位设备获取的数据信息。
结合第一方面的第六种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述数据信息还包括方向信息；所述方法还包括：
判断所述数据信息中的方向信息是否大于预设偏转阈值；
若是，则调小所述预设时间间隔。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述数据信息还包括校正信息，所述校正信息至少包括采样频率信息、水平精度因子和可视卫星数量中的任意一种或任意组合；在所述基于所述数据信息和预设作业幅宽，确定作业区域之前，还包括：
基于所述采样频率信息和/或所述水平精度因子和/或所述可视卫星数量对地理位置信息进行校正。
第二方面，本发明还提供了一种农机作业面积测量装置，所述装置包括：
接收模块，用于接收设置在农机上的定位设备获取的数据信息；
确定模块，用于基于所述数据信息和预设作业幅宽，确定作业区域；
计算模块，用于计算所述作业区域对应的作业面积。
本发明提供的农机作业面积测量方法及装置，与现有技术中的人工测量方法操作繁琐，而且计算精度低相比，其首先接收设置在农机上的定位设备获取的数据信息；然后基于数据信息和预设作业幅宽，确定作业区域；最后计算作业区域对应的作业面积，其通过预设作业幅宽和定位设备获取的数据信息，确定作业区域，并计算该作业区域的作业面积，使得面积测量的效率和精度均较高，实用性较佳。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1示出了本发明实施例所提供的一种农机作业面积测量方法的流程图；
图2示出了本发明实施例所提供的另一种农机作业面积测量方法的流程图；
图3示出了本发明实施例所提供的另一种农机作业面积测量方法的流程图；
图4示出了本发明实施例所提供的另一种农机作业面积测量方法的流程图；
图5示出了本发明实施例所提供的一种农机作业面积测量装置的模块组成示意图。
主要元件符号说明：
11、接收模块；22、确定模块；33、计算模块。
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
考虑到相关技术中的多边形地块面积测量的方法采用手持土地面积测量软件测算出作业地块的多边形面积作为作业面积，这种计算方法需要人工测量地块边界，操作繁琐，而且计算精度低，实用性差。有鉴于此，本发明实施例提供了一种农机作业面积测量方法及装置，以提高农机作业面积测量的效率和精度，实用性较佳。
参见图1所示的本发明实施例提供的农机作业面积测量方法的流程图，该方法具体包括如下步骤：
s101、接收设置在农机上的定位设备获取的数据信息；
具体的，本发明实施例中，在拖拉机、收割机、插秧机、旋耕机、微耕机等农机上搭载定位设备，然后通过农机对土地进行相关操作，在进行相关操作的过程中，该农机上搭载的定位设备对农机进行数据采集，得到农机对应的数据信息。
考虑到全球导航卫星系统(globalnavigationsatellitesystem，gnss)全方位、全天候、全时段、高精度的优良特性，本发明实施例中的定位设备优选为gnss接收设备，该设备获取的数据信息是定位数据信息，该定位数据信息包括但不限于经纬度信息。
其中，上述gnss系统包括全球的、区域的和增强的，如美国的全球定位系统(globalpositioningsystem，gps)、俄罗斯的全球卫星导航系统(globalnavigationsatellitesystem，glonass)、欧洲的伽利略卫星导航系统(galileosatellitenavigationsystem)、中国的北斗卫星导航系统，以及相关的增强系统，如美国的广域增强系统(waas)、欧洲的欧洲静地导航重叠系统(egnos)和日本的多功能运输卫星增强系统(msas)等，可见，国际gnss系统是个多系统、多层面、多模式的复杂组合。
s102、基于数据信息和预设作业幅宽，确定作业区域；
s103、计算作业区域对应的作业面积。
具体的，基于上述接收的数据信息，以及预设的作业幅宽，确定对应的作业区域，并计算该作业区域对应的作业面积。其中，本发明实施例能够根据上述数据信息中的地理位置信息，动态的对土地进行切块，得到相应的基本形状。本发明实施例中的基本形状可以采用一个四边形，还可以采用包括一个四边形，以及一个车头位置的半圆形的组合形状。为了便于对拐弯等位置处的土地进行切分，本发明实施例优选的采用上述组合形状。每产生一个或多个基本形状时，会与历史产生的作业面积进行叠加计算，形成一个不规则的图形，并计算去除重复后的图形总面积。通过历史状态保存，以此类推当前产生的基本形状和历史的形状进行此步计算，并去除重复面积，以计算得到总面积，极大的提升了计算效率。
本发明实施例提供的农机作业面积测量方法，与现有技术中的人工测量方法操作繁琐，而且计算精度低相比，其首先接收设置在农机上的定位设备获取的数据信息；然后基于数据信息和预设作业幅宽，确定作业区域；最后计算作业区域对应的作业面积，其通过预设作业幅宽和定位设备获取的数据信息，确定作业区域，并计算该作业区域的作业面积，使得面积测量的效率和精度均较高，实用性较佳。
本发明实施例提供的农机作业面积测量方法中的数据信息至少包括地理位置信息，参见图2，上述s102的确定步骤具体通过如下步骤实现：
s201、将数据信息中的地理位置信息转换为实际坐标位置信息；
s202、基于实际坐标位置信息和预设作业幅宽，确定作业区域。
具体的，本发明实施例中的地理位置信息即数据信息中的经纬度信息，将该经纬度信息在世界坐标系下进行转换，即可得到对应的实际坐标位置信息，再基于该实际坐标位置信息和预设作业幅宽，即可确定对应的作业区域。
为了确保农机作业面积测量的实时性，本发明实施例中是根据当前作业区域的作业面积与历史作业区域的作业面积的叠加运算结果实时计算作业面积的，参见图3，上述作业面积的计算过程包括如下步骤：
s301、基于当前实际坐标位置信息、上一个实际坐标位置信息和预设作业幅宽，确定当前作业区域；
s302、计算当前作业区域的作业面积；
s303、将当前作业区域的作业面积和历史作业区域的作业面积进行叠加运算，得到对应于所有作业区域的作业面积；其中，历史作业区域是当前作业区域之前农机经过的区域。
具体的，本发明实施例中，基于当前实际坐标位置信息、上一个实际坐标位置信息确定上述基本形状中四边形的两个边，基于确定的两个边确定对应的四边形，还可以确定相应的半圆形，其中，该半圆形的直径为预设作业幅宽。那么，当前作业区域的作业面积可以仅包括四边形对应的面积，还可以既包括四边形对应的面积又包括半圆形对应的面积。每产生一个或多个基本形状时，会与历史产生的作业面积进行叠加计算，形成一个不规则的图形，并计算去除重复后的图形总面积。通过历史状态保存，以此类推当前产生的基本形状和历史的形状进行此步计算，并去除重复面积，以计算得到总面积，极大的提升了计算效率。
值得提出的是，上述半圆形是为了便于对拐弯等特殊位置的处理才预先添加的，在农机作业结束时，还需要判断数据信息中的方向信息是否大于预设偏转阈值，若是，则保留该半圆形对应的作业面积，若否，则减去该半圆形对应的作业面积，以进一步提高作业面积计算的精度。其中，上述方向信息是基于实际坐标位置信息对应的坐标系下偏离坐标轴的方向信息。
为了避免在田地收割过程中由于掉头行驶等原因所导致的面积重复计算的问题，本发明实施例所提供的农机作业面积测量方法在进行叠加运算之前需要判断当前作业区域与历史作业区域之间有无重叠区域，并根据判断结果进行相应的叠加运算处理，上述方法主要通过如下两方面具体实现：
第一方面：在判断出当前作业区域与历史作业区域之间没有重叠区域时，将当前作业区域的作业面积与历史作业区域的作业面积直接相加即可。
第二方面：在判断出当前作业区域与历史作业区域之间存在重叠区域时，可以将当前作业区域的作业面积和重叠区域的作业面积相减，然后再与历史作业区域的作业面积相加。
可见，通过上述两个方面的叠加运算处理方式，不仅进一步确保了面积测量的精度，还能够在实时计算作业面积的时候利用历史作业面积进行叠加运算，大大提高了计算效率。
值得说明的是，本发明实施例提供的农机作业面积测量方法在田地中有池塘，电线杆等无法种植作物的地域时，农机作业时会绕开此区域，形成一个中空的地块形状，可见，上述方法可以完全的避免漏耕区域面积计入最终的计算面积值，从而进一步提升面积测量的准确度。
本发明实施例中对于当前作业区域的作业面积是基于当前实际坐标位置信息和上一个实际坐标位置信息之间的相对距离信息，以及预设作业幅宽确定的，参见图4，上述当前作业区域的作业面积的计算过程具体通过如下步骤实现：
s401、计算当前实际坐标位置信息和上一个实际坐标位置信息之间的相对距离信息；
s402、基于相对距离信息和预设作业幅宽，得到当前作业区域的作业面积。
具体的，本发明实施例中，若当前作业区域仅包括四边形，则需要基于四边形的两个对边确定相应的相对距离信息，并基于该相对距离信息和预设作业幅宽的乘积结果，得到当前作业区域的作业面积。
另外，若当前作业区域包括四边形以及半圆形，则当前作业区域的作业面积除了上述乘积结果，还需要包括上述半圆形的面积，在此不做赘述。
本发明实施例中，将上述当前作业区域的作业面积和历史作业区域的作业面积进行叠加运算，即可得到对应于所有作业区域的作业面积。可见，该所有作业区域的作业面积是一个和值，且上述历史作业区域的作业面积是一个叠加值，随着作业区域的扩大，该历史作业区域也随之扩大。若历史作业区域由上一个实际坐标位置信息、上两个实际坐标位置信息和预设作业幅宽确定，则该历史作业区域的作业面积的计算过程与上述当前作业区域的作业面积的计算过程类似，在此不做赘述，依次类推，若历史作业区域由多个实际坐标位置信息确定，则进行面积叠加即可。
本发明实施例提供的农机作业面积测量方法还能够按照预设时间间隔接收设置在农机上的定位设备获取的数据信息。
其中，上述预设时间间隔可以根据数据信息中的方向信息进行动态调整，也即，在车辆角度变化较小时，行进的路线会接近一个标准的长方形，此时切分的面积变大，当车辆发生转弯等情况时，切分的面积变小，以提高转弯或掉头时的面积计算精度。
为了进一步的提高面积计算的精度，本发明实施例提供的农机作业面积测量方法还能够对地理位置信息进行校正，也即，本发明实施例会根据采样频率信息、水平精度因子、可视卫星数量等一系列条件，动态的使用不同的滤波算法来消除因系统本身测量精度不足产生的漂移，进一步提高计算精度，实用性更佳。
本发明实施例提供的农机作业面积测量方法，与现有技术中的人工测量方法操作繁琐，而且计算精度低相比，其首先接收设置在农机上的定位设备获取的数据信息；然后基于数据信息和预设作业幅宽，确定作业区域；最后计算作业区域对应的作业面积，其通过预设作业幅宽和定位设备获取的数据信息，确定作业区域，并计算该作业区域的作业面积，使得面积测量的效率和精度均较高，实用性较佳。
值得说明的是，本发明实施例提供的农机作业面积测量方法可以适用于拖拉机、收割机、插秧机、旋耕机、微耕机等各种类型的农机。对于同时处于工作状态的农机设备而言，还可以采用分布式系统同时测量多台农机设备的作业面积。也即，本发明实施例提供的农机作业测量方法可以应用云平台的并行计算方式进行面积测量，从而进一步提高测量效率。
另外，本发明实施例提供的农机作业面积测量方法不仅可以适用于上述大型分布式系统，还可以作为硬件的嵌入式软件，或者作为单独的计算软件进行使用，使用平台包括但不限于单片机/arm/x86/x64等硬件架构下的linux/unix/solaris/windows/freebsd等操作系统，适用性更强。
本发明实施例还提供了一种农机作业面积测量装置，该装置用于执行上述农机作业面积测量方法，参见图5，上述装置具体包括：
接收模块11，用于接收设置在农机上的定位设备获取的数据信息；
确定模块22，用于基于数据信息和预设作业幅宽，确定作业区域；
计算模块33，用于计算作业区域对应的作业面积。
本发明实施例提供的农机作业面积测量装置中的数据信息至少包括地理位置信息，上述确定模块22具体包括：
转换单元，用于将数据信息中的地理位置信息转换为实际坐标位置信息；
确定单元，用于基于实际坐标位置信息和预设作业幅宽，确定作业区域。
为了确保农机作业面积测量的实时性，本发明实施例中是根据当前作业区域的作业面积与历史作业区域的作业面积的叠加运算结果实时计算作业面积的，上述确定单元，具体用于基于当前实际坐标位置信息、上一个实际坐标位置信息和预设作业幅宽，确定当前作业区域；上述计算模块33中的计算单元，用于计算当前作业区域的作业面积；叠加单元，用于将当前作业区域的作业面积和历史作业区域的作业面积进行叠加运算，得到对应于所有作业区域的作业面积；其中，历史作业区域是当前作业区域之前农机经过的区域。
为了避免在田地收割过程中由于掉头行驶等原因所导致的面积重复计算的问题，本发明实施例所提供的农机作业面积测量装置在进行叠加运算之前需要判断当前作业区域与历史作业区域之间有无重叠区域，并根据判断结果进行相应的叠加运算处理，其中，上述叠加单元包括第一叠加子单元和第二叠加子单元，具体的：
第一叠加子单元，用于在判断出当前作业区域与历史作业区域之间没有重叠区域时，将当前作业区域的作业面积与历史作业区域的作业面积直接相加即可。
第二叠加子单元，用于在判断出当前作业区域与历史作业区域之间存在重叠区域时，可以将当前作业区域的作业面积和重叠区域的作业面积相减，然后再与历史作业区域的作业面积相加。
可见，通过上述两个叠加运算处理方式，不仅进一步确保了面积测量的精度，还能够在实时计算作业面积的时候利用历史作业面积进行叠加运算，大大提高了计算效率。
本发明实施例中对于当前作业区域的作业面积是基于当前实际坐标位置信息和上一个实际坐标位置信息之间的相对距离信息，以及预设作业幅宽确定的，上述计算单元具体包括：
计算子单元，用于计算当前实际坐标位置信息和上一个实际坐标位置信息之间的相对距离信息；
生成子单元，用于基于相对距离信息和预设作业幅宽，得到当前作业区域的作业面积。
本发明实施例中，将上述当前作业区域的作业面积和历史作业区域的作业面积进行叠加运算，即可得到对应于所有作业区域的作业面积。可见，该所有作业区域的作业面积是一个和值，且上述历史作业区域的作业面积是一个叠加值，随着作业区域的扩大，该历史作业区域也随之扩大。若历史作业区域由上一个实际坐标位置信息、上两个实际坐标位置信息和预设作业幅宽确定，则该历史作业区域的作业面积的计算过程与上述当前作业区域的作业面积的计算过程类似，在此不做赘述，依次类推，若历史作业区域由多个实际坐标位置信息确定，则进行面积叠加即可。
本发明实施例提供的农机作业面积测量装置中的接收模块11，具体用于按照预设时间间隔接收设置在农机上的定位设备获取的数据信息。
其中，上述预设时间间隔可以根据数据信息中的方向信息进行动态调整，也即，在车辆角度变化较小时，行进的路线会接近一个标准的长方形，此时切分的面积变大，当车辆发生转弯等情况时，切分的面积变小，以提高转弯或掉头时的面积计算精度。
为了进一步的提高面积计算的精度，本发明实施例提供的农机作业面积测量装置还包括校正模块，该校正模块能够对地理位置信息进行校正，也即，本发明实施例会根据采样频率信息、水平精度因子、可视卫星数量等一系列条件，动态的使用不同的滤波算法来消除因系统本身测量精度不足产生的漂移，进一步提高计算精度，实用性更佳。
本发明实施例提供的农机作业面积测量装置，与现有技术中的人工测量方法操作繁琐，而且计算精度低相比，其首先接收设置在农机上的定位设备获取的数据信息；然后基于数据信息和预设作业幅宽，确定作业区域；最后计算作业区域对应的作业面积，其通过预设作业幅宽和定位设备获取的数据信息，确定作业区域，并计算该作业区域的作业面积，使得面积测量的效率和精度均较高，实用性较佳。
本发明实施例所提供的进行农机作业面积测量的方法的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
本发明实施例所提供的农机作业面积测量的装置可以为设备上的特定硬件或者安装于设备上的软件或固件等。本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。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，前述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，均可以参考上述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
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单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以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-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，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：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，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。