[发明专利]一种基于贝塞尔曲线拟合路径的农机作业面积计算方法

说明书

本发明提供了一种基于贝塞尔曲线拟合路径的农机作业面积计算方法，包括以下步骤：步骤(1)：去除所有非作业状态的点；步骤(2)：在所有作业的坐标点中找出时间间隔不连续的相邻点，根据这些相邻点的方向角及速度拟合中间点；步骤(3)：将时间连续但方向角呈钝角的相邻点找出，根据两点的方向角及速度拟合边界顶点；步骤(4)：将原始作业中的点与拟合点的集合按时间顺序连线，并将连线向外按幅宽以90度角缓冲，去除重叠区域，形成一个缓冲后的不规则图形，然后计算缓冲后的图形面积，本发明解决了的目前农机作业面积计算的不足，结合农机作业实际场景参数，最大程度上提升了面积计算准确度，稳定性，可靠性。

技术领域

本发明涉及智慧农业领域，具体涉及到一种基于贝塞尔曲线拟合路径的农机作业面积计算方法。

背景技术

近年来，随着智慧农业的发展，农机自动化越来越普及，自动计算农机作业面积的需求越来迫切。因为作业场景的复杂性以及农机作业的随机性导致大多数场景无法精确计算作业面积。

现有的农机作业面积算法一般有面积格点覆盖法、幅宽法、线路经法，但是存在着诸多不足的地方。例如：常见的格点覆盖法对农机速度过于理想化，当农机非匀速行驶时很容易出现漏算重算现象；现有的幅宽法都没有考虑坐标点漏传，顶点掉头等问题，计算精确度存在较大误差，线路径法没有综合考虑方向速度因素带来的误差。

发明内容

为了解决上述不足的缺陷，本发明提供了一种基于贝塞尔曲线拟合路径的农机作业面积计算方法，解决了上述的目前农机作业面积计算的不足，结合农机作业实际场景参数，最大程度上提升了面积计算准确度，稳定性，可靠性。

本发明提供了一种基于贝塞尔曲线拟合路径的农机作业面积计算方法，包括以下步骤：

步骤(1)：去除所有非作业状态的点；

步骤(2)：在所有作业的坐标点中找出时间间隔不连续的相邻点，根据这些相邻点的方向角及速度拟合中间点；

步骤(3)：将时间连续但方向角呈钝角的相邻点找出，根据两点的方向角及速度拟合边界顶点；

步骤(4)：将原始作业中的点与拟合点的集合按时间顺序连线，并将连线向外按幅宽以90度角缓冲，去除重叠区域，形成一个缓冲后的不规则图形，然后计算缓冲后的图形面积。

上述的方法，其中，所述步骤(2)和步骤(3)中拟合方式使用三阶贝塞尔曲线拟合方式。

上述的方法，其中，还包括将采集的坐标、速度、方位角、作业状态、时间数据，并将按时间顺序缓存入存储介质内，不间断将存储介质内的数据通过TCP协议有序发送到服务器。

上述的方法，其中，所述步骤(1)包括：服务器接收到数据后，判断为非作业状态则不作处理；作业模块自动将作业状态的点与前一点比较，若时间间隔＝10s,则基于贝塞尔曲线进行中间点拟合，拟合点数为间隔时间/5取整；若时间间隔10s且方向角呈钝角，则基于贝塞尔曲线进行边界顶点拟合，拟合点数为时间间隔整数秒。

上述的方法，其中，所述三阶贝塞尔曲线拟合方式具体包括：

贝塞尔曲线采用三次方公式，具体为

B(t)＝P₀(1-t)³+3P₁t(1-t)²+3P₂t²(1-t)+P₃t³，t∈[0，1]，

其中P0,P3为已知相邻点，假设P0点速度为V0,P0与P3的时间间隔为T0，P1(x1,y1)，P2(x2,y2)点为P0(x0，y0)与P3(x2,y2)点沿方位角r1，r2以速度V0m/s运行(1/3)T0s所到大的点；

以及x1＝x0+(V0*T0/3)*cos(r1)