农机作业质量监测方法、系统及计算机存储介质与流程

1.本技术涉及农业种植机械的技术领域，特别涉及一种农机作业质量监测方法、系统及计算机存储介质。


背景技术：

2.农机是在作物种植业和畜牧业生产过程中使用到的农业机械，农机通常包括有动力机和作业机具，作业机具搭载在动力机上，使用者可以驾驶动力机，动力机提供牵引力带动作业机具行驶。不同的作业机具在行驶过程中可以完成不同的工作，例如在行驶过程中进行耕地、播种、施肥、用药等。
3.为了方便对农机作业的管理，农场管理人员通常会使用农机监管系统对农机的作业进行监控。常见的农机监管系统包括有导航装置和远程终端，导航装置设置于农机上，导航装置用于获取农机的实时位置并反馈至远程终端，用户可以通过远程终端实时观察农机的运动轨迹和运动速度，从而推测农机的运动状态。但是，目前的农机监管系统存在农机行驶速度检测不够准确，导致监测准确性较差的问题。


技术实现要素：

4.鉴于以上内容，有必要提供一种农机作业质量监测方法、系统及计算机存储介质，具有提高监测准确性的效果。
5.第一方面，本技术提供一种农机作业质量监测方法。
6.一种农机作业质量监测方法，应用于农机，所述农机设置有卫星定位模块和车辆位姿检测模块，所述方法包括：当所述农机处于作业状态时，获取所述卫星定位模块的卫星信号强度；当所述卫星信号强度处于预设的强信号范围时，根据所述卫星定位模块的卫星数据，得到所述农机的作业行驶速度；当所述卫星信号强度处于预设的弱信号范围时，根据所述卫星定位模块的卫星数据和所述车辆位姿检测模块的测量数据，得到所述农机的所述作业行驶速度；当所述农机当前的所述作业行驶速度超过预设的限速范围时，输出异常作业指令。
7.可选地，所述卫星定位模块为差分定位模块，所述车辆位姿检测模块为惯性测量模块；所述根据所述卫星定位模块的卫星数据和所述车辆位姿检测模块的测量数据，得到所述农机的所述作业行驶速度，包括：根据所述卫星定位模块的卫星数据，得到所述农机的第一加速度；根据所述车辆位姿检测模块的测量数据，得到所述农机的第二加速度；利用卡尔曼滤波算法对所述第一加速度和所述第二加速度进行处理，得到所述农机的所述作业行驶速度。
8.可选地，所述方法还包括：获取所述农机的行驶位置和工作模式；当所述农机的所述行驶位置位于预设的规划区域内，且所述农机的所述工作模式为作业模式时，确定所述农机的当前状态为所述作业状态。
9.可选地，所述方法还包括：获取所述农机的运动轨迹和作业宽幅；根据所述农机的
所述运动轨迹和所述作业宽幅，得到所述农机的模拟作业区域。
10.可选地，所述模拟作业区域包括异常作业区域；所述根据所述农机的所述运动轨迹和所述作业宽幅，得到所述农机的模拟作业区域包括：将在输出所述异常作业指令的情况下的所述运动轨迹作为所述异常运动轨迹；根据所述农机的所述异常运动轨迹和所述作业宽幅，得到所述农机的所述异常作业区域。
11.可选地，在所述根据所述农机的所述异常运动轨迹和所述作业宽幅，得到所述农机的所述异常作业区域之后，所述方法还包括：根据预设的作业速度和所述异常作业区域内所述农机的所述作业行驶速度，得到所述异常作业区域的估算产量；根据所述异常作业区域的所述估算产量和预设的标准产量之间的差值，得到所述异常作业区域的补偿产量；根据所述异常作业区域的所述补偿产量，得到所述异常作业区域的增产调节量，其中，所述增产调节量用于调整所述农机对所述异常作业区域内农作物的后续施肥量。
12.可选地，所述方法还包括：根据所述农机在预设的监测周期内的所述异常作业指令，确定所述农机的异常等级；当所述农机的所述异常等级达到预设的违规阈值时，输出操作干预指令，其中，所述操作干预指令用于控制所述农机的工作状态。
13.可选地，所述根据所述农机在预设的监测周期内的所述异常作业指令，确定所述农机的异常等级，包括：获取所述农机的驾驶人身份；根据同一所述驾驶人身份所对应的所述农机在所述监测周期内的所述异常作业指令，确定所述农机的异常等级。
14.第二方面，本技术提供一种农机作业质量监测系统。
15.一种农机作业质量监测系统，应用于农机，所述农机设置有卫星定位模块和车辆位姿检测模块，所述系统包括：信号检测模块，用于当所述农机处于作业状态时，获取所述卫星定位模块的卫星信号强度；第一速度获取模块，用于当所述卫星信号强度处于预设的强信号范围时，根据所述卫星定位模块的卫星数据，得到所述农机的作业行驶速度；第二速度获取模块，用于当所述卫星信号强度处于预设的弱信号范围时，根据所述卫星定位模块的卫星数据和所述车辆位姿检测模块的测量数据，得到所述农机的所述作业行驶速度；异常输出模块，用于当所述农机当前的所述作业行驶速度超过预设的限速范围时，输出异常作业指令。
16.第三方面，本技术提供一种计算机存储介质。
17.一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有程序指令，当所述程序指令在电子设备上运行时，使得所述电子设备执行如上述任一技术方案的农机作业质量监测方法。
18.本技术提供的一种农机作业质量监测方法、系统及计算机存储介质，在卫星信号较强的情况下，利用卫星数据测量农机的作业行驶速度，提高车速检测的准确性。在卫星信号较弱的情况下，考虑到卫星数据对卫星信号的依赖度，部分卫星信号受干扰的区域可能会存在多路径效率影响测量精度，则采用车辆姿态测量和卫星定位相结合的方式测量农机的作业行驶速度，提高车速检测的准确性，从而提高农机监管的准确性。
附图说明
19.图1为本技术实施方式中的农机的结构示意图。
20.图2为本技术实施方式中的农机和监管终端之间的通信关系示意图。
21.图3为本技术实施方式中的农机作业质量监测方法的总流程示意图。
22.图4为本技术实施方式中的农机作业质量监测方法中步骤s301的子流程示意图。
23.图5为本技术实施方式中的农机作业质量监测方法中步骤s302的子流程示意图。
24.图6为本技术实施方式中的制动单元、启动管理单元和监管终端之间的通信关系示意图。
25.图7为本技术实施方式中的农机作业质量监测方法中步骤s301的另一子流程示意图。
26.图8为本技术实施方式中的农机作业质量监测方法中步骤s704的子流程示意图。
27.图9为本技术实施方式中的农机作业质量监测方法中步骤s901-s902的流程示意图。
28.图10为本技术实施方式中的农机作业质量监测方法中运动轨迹、作业宽幅和模拟作业区域的示意图。
29.图11为本技术实施方式中的农机作业质量监测方法中步骤s902的子流程示意图。
30.图12为本技术实施方式中的农机作业质量监测方法中总作业区域、异常作业区域和正常作业区域的示意图。
31.图13为本技术实施方式中的农机作业质量监测方法中步骤s1301-s1303的流程示意图。
32.图14为本技术实施方式中的农机作业质量监测系统的模块示意图。
33.主要元件符号说明
34.信号检测模块
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ135.第一速度获取模块
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ236.第二速度获取模块
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ337.异常输出模块
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ438.如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本技术。
具体实施方式
39.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
40.在以下的描述中，所涉及的表示步骤的标号，如s301、s302
……
等，并不表示一定会按此步骤执行，在允许的情况下可以互换前后步骤的顺序，或同时执行。本说明书中提到的“实施方式”意味着与该实施方式结合描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一些实施方式中。因此，在本说明书各处出现的用语“一些实施方式中”或“在实施方式中”并不一定都指同一实施方式，但可以指同一实施方式。此外，在一个或多个实施方式中，能够以任何适当的方式组合各特定特征、结构或特性，如从本公开对本领域的普通技术人员显而易见的那样。
41.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。如有不一致，以本说明书中所说明的含义或者根据本说明书中记载的内容得出的含义为准。另外，本文中所使用的术语只是为了描述本技术实施方
式的目的，不是旨在限制本技术。
42.本技术实施方式提供一种农机作业质量监测方法，首先对本方案的应用场景进行描述。
43.参照图1，农机作业质量监测方法应用于农机，农机包括有动力机和作业机具，动力机和作业机具均可以由驾驶员进行操控。驾驶员通过驾驶动力机驱使作业机具在规定的规划区域内移动，从而实现规划区域内的播种、施肥、用药等作业。
44.在驾驶员驾驶农机的过程中，受环境因素或人为因素影响，农机的工作状态可能会发生异常，最常见的是农机的行驶速度可能会偏快。由于作业机具通常是按照设定好的参数进行工作，因此农机的行驶速度偏快的情况下可能会造成作业质量不达标。例如作业机具按照预设的速度排出种子，在农机行驶速度偏快的情况下，规划区域内实际排出的种子总量会少于规划区域内预设的种子总量，导致规划区域内的实际产量会少于期望值。
45.因此，需要利用农机作业质量监测方法对农机的作业状态进行监测，在农机行驶速度过快时及时对驾驶员进行警告或干预驾驶操作，以便管控作业生产质量。
46.在本实施例中，农机设置有导航系统，导航系统包括有显示模块，显示模块可以展示农机的当前车速、行驶路径、规划区域等信息，并且显示模块可以在农机工作异常时显示告警内容以对驾驶员进行提醒。
47.在本实施例中，农机设置有卫星定位模块和车辆位姿检测模块，其中，卫星定位模块用于接收卫星数据，而卫星数据可以通过计算得到农机的车速。车辆位姿检测模块用于检测农机的位姿，车辆位姿检测模块的检测数据也可以计算得到农机的车速。
48.参照图2，在一种实施方式中，农机作业质量监测方法通过农机作业质量监测系统软件的方式安装于管理员的监管终端中，监管终端可以为智能手机、平板电脑等智能终端设备。导航系统与监管终端通信，导航系统可以获取农机的车速、行驶路径等信息并上传到监管终端，管理员可以通过监管终端查看农机当前工作状态的详情信息。
49.以下对本技术实施方式提供一种农机作业质量监测方法的具体步骤进行描述，该方法包括以下步骤。
50.参照图3和图4，s301、当农机处于作业状态时，获取农机的作业行驶速度。
51.其中，农机的工作状态包括有作业状态和非作业状态。作业状态为农机在预设的规划区域内进行作业时的状态，此时需要检测农机的作业行驶速度。非作业状态为农机不在规划区域内或者农机并非正在作业的状态，例如农机行驶在非规划区域的道路上、农机并未正式开始作业等情况，此时关闭速度检测模块功能，不对农机的作业行驶速度进行检测和信息上报，有效减少异常信息误报的情况。
52.作业行驶速度指的是农机当前的移动速度。
53.在本实施例中，规划区域为用户预先通过多个标定点标定的地块区域。标定点的获取方式为：通过农机、手持式打点设备或无人机采集地块数据信息，并将地块数据信息中对应的坐标点位作为标定点发送至监管终端，监管终端根据各个标定点建立和划分规划区域。管理员也可以通过监管终端新建、删除或修改规划区域。
54.在农机处于作业状态时，显示模块会显示农机的行驶路径以及对应的规划区域，以便驾驶员进行观察确认。
55.在本实施例中，步骤s301包括：
56.s401、获取农机的行驶位置和工作模式。
57.其中，行驶位置为导航系统对农机的位置进行定位得到的位置坐标，用于反映农机的当前位置。
58.农机的工作模式包括有作业模式和非作业模式。在作业模式下，农机可以在行驶的过程中进行作业，例如在行驶过程中进行播种、施肥等。在非作业模式下，农机具有行驶的能力，但是行驶时并不进行作业。
59.在实际作业中，农机的工作模式由驾驶员在农机的操作系统输入作业启动指令进行切换，在操作系统中输入作业启动指令的动作可以是驾驶员在操作系统的操作面板上触碰指定的开关按键实现。
60.当驾驶员驾驶农机从街道上行驶至规划区域时，农机可以保持非作业模式。当驾驶员驾驶农机行驶到规划区域之后，驾驶员需输入作业启动指令，将农机切换至作业模式，从而可以开始进行作业。
61.s402、判断农机的行驶位置是否位于规划区域内，若是，则执行s403,；若否，则确定农机的当前状态为非作业状态。
62.s403、判断农机的工作模式是否为作业模式，若是，则执行s404；若否，则确定农机的当前状态为非作业状态。
63.s404、确定农机的当前状态为作业状态。
64.其中，当农机的行驶位置位于预设的规划区域内，且农机的工作模式为作业模式时，确定农机的当前状态为作业状态。
65.当农机的行驶位置位于除规划区域以外的位置或者农机的工作模式为非作业模式时，确定农机的当前状态为非作业状态。
66.s302、当农机当前的作业行驶速度超过预设的限速范围时，输出异常作业指令。
67.其中，限速范围为预设的阈值范围，限速范围包括最高限速和最低限速。当农机当前的作业行驶速度大于最高限速时，认为农机当前处于超速行驶的状态，并输出异常作业指令。当农机当前的作业行驶速度小于最低限速时，认为农机当前处于低速行驶的状态，并输出异常作业指令。
68.异常作业指令包括有农机处于超速行驶时的超速作业指令和农机处于低速行驶时的低速作业指令。
69.参照图1，在本实施例中，农机设置有告警控制单元和蜂鸣器。蜂鸣器和显示模块均电性连接于告警控制单元。告警控制单元接收到异常作业指令之后，会根据异常作业指令执行警告动作。
70.其中，告警动作包括有显示告警和声音告警。显示告警为告警控制单元控制显示模块显示告警内容，告警内容可以为当前的车速和限速范围。声音告警为告警控制单元控制蜂鸣器发出告警语音。告警动作可以提醒驾驶员及时检查农机的行驶状态是否异常，或者警告驾驶员纠正当前的错误操作进行作业改正。
71.显示告警、声音告警等告警动作可以单独使用，也可以组合使用，具体可以根据实际应用场景进行设置。
72.在一些实施例中，告警控制单元与监管终端通信。告警控制单元在接收到异常作业指令之后，告警控制终端通过短信提醒、小程序提醒或软件提醒的方式，告知管理员农机
当前存在的异常状况。
73.在一些实施例中，告警控制单元在接收到异常作业指令之后，会根据异常作业指令进行异常记录。异常记录的信息包括有异常作业指令所对应的农机、驾驶员、车速等。
74.参照图5和图6，在一具体实施方式中，农机作业质量监测方法还包括以下步骤：
75.s501、根据农机在监测周期内的异常作业指令，确定农机的异常等级。
76.其中，监测周期为预设的时间周期。农机的异常作业指令将会在同一个监测周期内累计计算，并且在监测周期结束以后清零。
77.异常等级为根据农机的异常作业指令在监测周期内的触发频率得到的数据。异常作业指令是农机出现异常时触发的指令，异常等级则用于反映农机出现异常的严重性。
78.在一种实施方式中，监测周期为农机执行单次作业任务的时间周期，作业任务指的是农机在规划区域内所需要完成的作业，即只要农机还在执行当前规划区域的作业，则认为农机处于监测周期内。
79.在一种可行的实施方式中，监测周期也可以为一个预设的、可以循环的时间段，例如10分钟为一个监测周期，则每隔10分钟清空一次农机的异常等级。
80.在本实施例中，步骤s501具体包括：
81.步骤一、获取农机的驾驶人身份。
82.其中，驾驶人身份为农机当前驾驶员的身份，每一个驾驶员均对应有一个身份信息。在本实施例中，驾驶员启动农机之前，需要在农机的操作面板上进行身份认证，身份认证的方式可以为驾驶员输入验证身份信息的账户密码或者是驾驶员刷携带有身份信息的工作卡。
83.步骤二、根据同一驾驶人身份所对应的农机在监测周期内的异常作业指令，确定农机的异常等级。
84.其中，监测周期内对异常作业指令的积累计算针对于同一驾驶人身份，根据同一驾驶员驾驶的农机在监测周期内出现异常的次数或者异常严重程度，确定农机当前的异常等级。
85.在本实施例中，异常等级和异常作业指令之间的关联关系是预设的。例如，根据异常作业指令出现的次数，确定对应的异常等级；再例如，根据异常作业指令所对应的车速和阈值范围之间的偏差值的大小，确定对应的异常等级。异常等级和异常作业指令之间的关联关系可以由管理员根据实际需求进行设置。
86.s502、判断农机的异常等级是否达到违规阈值，若是，则执行s503；若否，则返回s501。
87.s503、输出操作干预指令。
88.其中，当农机的异常等级达到预设的违规阈值时，输出操作干预指令。操作干预指令用于控制农机的工作状态。
89.在本实施例中，农机包括有驾驶控制系统，驾驶控制系统通过can(controller area network，控制器局域网络)总线与告警控制单元连接，告警控制单元通过内置的通信模块与监管终端通信。
90.当同一驾驶员驾驶的农机在监测周期内的异常等级达到违规阈值之后，监管终端向告警控制单元发送干预指令，制动单元根据干预指令进行刹车，直到农机的作业行驶速
度降低到预设的范围内。
91.在本实施例中，驾驶控制系统还包括有启动管理单元，启动管理单元用于控制农机的点火/熄火。当同一驾驶员驾驶的农机在监测周期内的异常等级达到违规阈值之后，监管终端向告警控制单元发送干预指令，启动管理单元根据干预指令进行熄火控制。
92.利用监管终端对农机的状态进行远程监控，并且在农机出现严重的异常时干预农机的驾驶，从而降低农机违规作业造成生产事故的风险。
93.参照图7，在实际作业中，监管终端远程监控、干预农机驾驶的准确性受农机作业行驶速度的检测精度影响。为了提高作业行驶速度的精确度，在一具体实施方式中，步骤s301包括：
94.s701、获取卫星定位模块的卫星信号强度。
95.其中，卫星定位模块设置于农机，卫星定位模块用于与卫星系统进行通信以获取卫星数据，卫星数据用于通过计算得到农机的作业行驶速度。
96.在本实施例中，卫星系统为gnss(全球导航卫星系统)，卫星定位模块为rtk(real-time kinematic，实时差分定位)天线。当农机搭载rtk天线行驶时，rtk天线接收的卫星数据可以通过rtk算法计算出农机的行驶速度。
97.在一些实施例中，卫星系统也可以是gps(全球定位系统)。
98.s702、判断卫星信号强度是否超过弱信号范围，若是，则执行s703；若否，则执行s704。
99.其中，弱信号范围是预设的信号强度范围。当卫星信号强度超过弱信号范围时，卫星信号强度处于预设的强信号范围内。
100.在实际作业中，农机会在规划区域内进行行驶，由于田地工作环境复杂，不同的位置可能会受到树木或者建筑物不同程度的遮挡，导致农机行驶到不同的位置时卫星信号强度可能不同。
101.当农机的卫星信号强度在弱信号范围内时，说明农机当前卫星信号较弱，此时卫星数据可能不准确；当农机的卫星信号强度在强信号范围内时，说明农机当前卫星信号较强，此时卫星数据理论上较为准确。
102.s703、根据卫星定位模块的卫星数据和车辆位姿检测模块的测量数据，得到农机的作业行驶速度。
103.其中，当卫星信号强度处于弱信号范围时，说明农机当前卫星信号较若，需要结合卫星定位模块的卫星数据和车辆位姿检测模块的测量数据，得到农机的作业行驶速度。
104.车辆位姿检测模块设置于农机，车辆位姿检测模块用于检测农机的位姿。在本实施例中，车辆位姿检测模块优选为imu(inertial measurement unit，惯性测量)姿态传感器。
105.s704、根据卫星定位模块的卫星数据，得到农机的作业行驶速度。
106.其中，当卫星信号强度处于强信号范围时，说明农机当前卫星信号较强，可以根据卫星定位模块的卫星数据，得到农机的作业行驶速度。
107.在本实施例中，根据卫星数据得到作业行驶速度的具体实施方式为：利用rtk算法，根据卫星定位模块的卫星数据计算出农机的作业行驶速度。
108.利用rtk算法定位测量车速的方式可以通过实时动态经纬坐标结合高精度时钟数
据，精确计算出农机的作业行驶速度，提高对农机的监控的准确性。
109.可以理解，利用rtk算法进行测量是导航定位领域中常用的车速测量方法，本技术中并不对rtk算法本身进行改进，因此本技术说明书不对rtk算法或rtk相关技术的原理进行赘述。
110.参照图8，在本实施例中，根据卫星定位模块的卫星数据和车辆位姿检测模块的测量数据，得到农机的作业行驶速度的具体方式为：
111.s801、根据卫星定位模块的卫星数据，得到农机的第一加速度。
112.其中，利用rtk算法，根据卫星定位模块的卫星数据计算出农机在预设的模拟坐标系中的经纬度坐标，从而通过经纬度坐标在预设时间段内的变化计算出农机的第一加速度。
113.在本实施例中，模拟坐标系为wgs-84坐标系(world geodetic system一1984coordinate system)。
114.s802、根据车辆位姿检测模块的测量数据，得到农机的第二加速度。
115.其中，本技术实施例中的车辆位姿检测模块为ium姿态传感器，ium姿态传感器通过内置的三轴电子陀螺仪对农机的位姿进行测量，得到测量数据。
116.测量数据包括有农机的航向角度、航向角度车速值、车体滚转角、车体俯仰角等信息，通过测量数据可以计算农机在模拟坐标系中的经纬度坐标，从而通过经纬度坐标在预设时间段内的变化计算出农机的第二加速度。
117.可以理解，利用ium姿态传感器测量车辆速度是车速测量领域中常见的技术手段，本技术中并不对ium姿态传感器的结构或计算方式本身进行改进，因此本技术说明书不对ium姿态传感器或ium姿态传感器相关技术的原理进行赘述。
118.s803、利用卡尔曼滤波算法对第一加速度和第二加速度进行处理，得到农机的作业行驶速度。
119.其中，通过卡尔曼滤波算法对rtk算法测量得到的第一加速度和ium姿态传感器测量得到的第二加速度进行融合，得到农机的作业行驶速度。
120.通常情况下，卫星定位模块接收的卫星数据结合rtk算法可以在卫星信号较强的环境下精确计算出农机的车速，但是当农机行驶到卫星信号会收到干扰的部分区域后，基于rtk算法测量得到的车速精确性会降低。并且，车辆位姿检测模块可以通过检测农机的位姿计算得到车速，但是车辆位姿检测模块在使用过程中惯性的误差影响，导致基于位姿测量得到的车速精确度也会降低。
121.本技术采用结合rtk算法和车辆位姿检测，在卫星信号较弱时，融合基于位姿测量得到的车速和基于rtk算法测量得到的车速，通过两种计算方式得到的车速进行比对，从而纠正位姿测量由于惯性带来的误差，进而得到精确的作业行驶速度。
122.可以理解，利用卡尔曼滤波算法对rtk设备的测量结果和ium模块的测量结果进行融合是导航定位领域中常用的车速测量方法，本技术中并不对上述相关算法进行改进，因此本技术说明书不对卡尔曼滤波算法处理rtk设备的测量结果和ium模块的测量结果的原理进行赘述。
123.参照图9和图10，为了可以更加直观地展示农机在出现异常时对作业生产可能带来的损失，在本实施例中，农机作业质量监测方法还包括：
124.s901、获取农机的运动轨迹和作业宽幅。
125.其中，运动轨迹为农机在规划区域内的行驶轨迹。
126.作业宽幅为预设的宽度值，作业宽幅用于反映农机在单次作业时的宽度。
127.在本实施例中，不同的农机或者同一农机在执行不同的作业时对应有不同的作业宽幅，作业宽幅根据当前的农机的型号和农机的作业类型(如播种、施肥等)进行设置。
128.s902、根据运动轨迹和作业宽幅，得到农机的模拟作业区域。
129.其中，模拟作业区域为理论上农机按照运动轨迹行驶和作业后的区域范围。作业宽幅可以反映农机单次作业时的范围宽度，运动轨迹可以反映农机的行驶路径，由于农机在行驶时可以视为一直在重复地做单次作业。因此结合运动轨迹和作业宽幅，可以得到农机的模拟作业区域。
130.在本实施例中，模拟作业区域供管理员通过监管终端查看，从而直观地监控农机的实际作业范围。
131.在本实施例中，运动轨迹包括有正常运动轨迹和异常运动轨迹。
132.其中，当未输出异常作业指令时，农机处于正常行驶的状态，此时农机的运动轨迹为正常运动轨迹。当输出异常作业指令时，农机处于异常行驶的状态，此时农机的运动轨迹为异常运动轨迹。
133.在本实施例中，模拟作业区域包括有正常作业区域、异常作业区域和总作业区域。
134.其中，正常作业区域为正常运动轨迹所对应的范围区域；异常作业区域为异常运动轨迹所对应的范围区域；总作业区域为运动轨迹所对应的范围区域，总作业区域相当于为正常作业区域和异常作业区域的总和。
135.参照图11和图12，在一具体实施方式中，步骤s902包括：
136.s1101、根据异常作业指令，确定运动轨迹中的异常运动轨迹。
137.其中，将输出异常作业指令的情况下的农机的运动轨迹作为异常运动轨迹。异常运动轨迹可以反映农机在超速行驶的行驶轨迹。
138.s1102、根据异常运动轨迹和作业宽幅，得到农机的异常作业区域。
139.其中，异常作业区域为农机在超速行驶的作业范围。
140.s1103、确定运动轨迹中的正常运动轨迹。
141.其中，将未输出异常作业指令的情况下的农机的运动轨迹作为正常运动轨迹。正常运动轨迹可以反映农机在正常行驶的行驶轨迹。
142.s1104、根据正常运动轨迹和作业宽幅，得到农机的正常作业区域。
143.其中，正常作业区域为农机在正常行驶的作业范围。
144.s1105、根据运动轨迹和作业宽幅，得到农机的总作业区域。
145.其中，总作业区域为农机在整个行驶过程中的作业范围。
146.在本实施例中，管理员可以通过监管终端查看异常作业区域、正常作业区域和总作业区域，上述三种区域可以通过不同的颜色呈现，并且监管终端还可以计算异常作业区域相对于总作业区域的占比，以便于管理员对农机的作业效果或者驾驶员的工作质量进行评估。
147.参照图13，在本实施例中，农机作业质量监测方法还包括：
148.s1301、根据预设的作业速度和异常作业区域内农机的作业行驶速度，得到异常作
业区域的估算产量。
149.其中，作业速度为农机在行驶过程中执行作业动作的速度，例如农机在执行播种作业时的播种速度、农机在执行施肥作业时的施肥速度等。估算产量为异常作业区域内农作物产量的估算值。
150.利用农机的作业速度，以及农机在异常作业区域内的作业行驶速度，可以计算得到异常作业区域内的作业量，从而可以估算得到异常作业区域的估算产量。
151.s1302、根据异常作业区域的估算产量和预设的标准产量之间的差值，得到异常作业区域的补偿产量。
152.其中，标准产量为异常作业区域内农作物产量的目标值。补偿产量为估算产量与标准产量之差，可以反映异常作业区域要求的产量和可能达到的产量之间的偏差。
153.以播种作业举例，在指定的区域范围内，假定农机的播种速度为预设值，农机在该区域范围内的行驶速度越快，则农机在该区域范围内共释放出的种子量越少。因此，农机在异常作业区域内的超速现象越严重，则异常作业区域的补偿产量越高。
154.s1303、根据异常作业区域的补偿产量，得到异常作业区域的增产施肥量。
155.其中，补偿产量可以反映异常作业区域的估算产量为达到标准产量所需要增加的产量。
156.增产施肥量指的是异常作业区域内需要增产补偿产量的农作物所需要的施肥量，增产调节量用于调整农机对异常作业区域内农作物的后续施肥量。
157.可以理解的是，在对指定区域内的种子进行施肥时，施肥量在合理的范围内增多，则农作物的产量理论上会增大，因此，可以通过增加施肥量或用药量的方式增加农作物的产量。
158.在后续的施肥作业中，增产施肥量可以为农机行驶到异常作业区域内进行施肥作业时的施肥量提供参考，使异常作业区域内后续进行施肥时的施肥量或用药量增加增产施肥量，从而增大补偿产量的农作物，使得异常作业区域实际的农作物产量可以超过估算产量，并且逼近标准产量。
159.在本实施例中，补偿产量和增产施肥量之间的关系可以为比例关系，补偿产量越多，则增产施肥量按照预设的比例系数越大，利用比例系数和补偿产量可以计算得到增产施肥量。
160.在一种可行的实施例中，增产施肥除了根据补偿产量的具体数值，也可以根据农作物的具体种类、施肥肥料的具体种类、作业地块的地质等因素进行调整和设计。
161.在本实施例中，农机作业质量监测方法还包括：
162.步骤(a)、对总作业区域和规划区域进行比对，得到差值区域。
163.其中，差值区域为总作业区域和规划区域之间未重叠的区域。差值区域可以反映出总作业区域和规划区域之间的差异，从而可以分析规划区域所对应的作业范围与农机实际的作业范围之间的偏差程度。
164.在正常情况下，预先设置的规划区域与实际得到的总作业区域之间的差值应在一定的阈值范围内，当农机的运动路径严重偏离预设的规划路径时，则总作业区域也会严重偏离规划区域。
165.在本实施例中，管理员可以在监管终端中调取总作业区域和规划区域同时进行对
比查看，监管终端可以通过不同的颜色显示总作业区域、规划区域和差值区域，以直观地展示农机的实际作业范围和预先规划的作业范围。
166.步骤(b)、判断差值区域的面积是否超过预设的范围差值范围，若是，则执行步骤(c)；若否，则结束。
167.其中，当差值区域的面积超过预设的范围差值范围时，说明总作业区域和规划区域之间的偏差过大。由于每一个规划区域均预先规划有对应的作业量(如播种量、施肥量)，正常情况下每一个规划区域按照预设的作业量进行作业可以达到较好的作业效果，而在总作业区域偏大于或偏小于规划区域的情况下，实际的作业效果均可能会受到影响。
168.步骤(c)、输出范围异常信息。
169.其中，范围异常信息包括有总作业区域、规划区域和差值区域。当差值区域的面积超过预设的范围差值范围时，监管终端输出范围异常信息，显示总作业区域、规划区域、差值区域以及上述各个区域的面积大小，以使管理员可以直观地查看和评估当前的作业效果。
170.以下对本技术提供的一种农机作业质量监测方法的实施原理进行描述：
171.在卫星信号较强的情况下，利用卫星数据测量农机的作业行驶速度，提高车速检测的准确性。在卫星信号较弱的情况下，考虑到卫星数据对卫星信号的依赖度，部分卫星信号受干扰的区域可能会存在多路径效率影响测量精度，则采用车辆姿态测量和卫星定位相结合的方式测量农机的作业行驶速度，提高车速检测的准确性，从而提高农机监管的准确性。
172.请参阅图14，本技术实施例还提供一种农机作业质量监测系统，农机作业质量监测系统应用于农机。农机作业质量监测系统可以包括多个由程序代码段所组成的功能子模块，农机作业质量监测系统根据其所执行的功能可以被划分为多个功能子模块。
173.所述功能子模块至少包括信号检测模块1、第一速度获取模块2、第二速度获取模块3和异常输出模块4。各个功能子模块的功能如下：
174.信号检测模块1，用于当农机处于作业状态时，获取卫星定位模块的卫星信号强度；
175.第一速度获取模块2，用于当卫星信号强度处于预设的强信号范围时，根据卫星定位模块的卫星数据，得到农机的作业行驶速度；
176.第二速度获取模块3，用于当卫星信号强度处于预设的弱信号范围时，根据卫星定位模块的卫星数据和车辆位姿检测模块的测量数据，得到农机的作业行驶速度；
177.异常输出模块4，用于当农机当前的作业行驶速度超过预设的限速范围时，输出异常作业指令。
178.本技术实施例还提供一种计算机存储介质。计算机存储介质存储有程序指令，当程序指令在电子设备上运行时，使得电子设备执行如上述的农机作业质量监测方法。
179.对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本技术。因此，无论从哪一点来看，均应将本技术上述的实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本技术内。

技术特征：
1.一种农机作业质量监测方法，应用于农机，其特征在于，所述农机设置有卫星定位模块和车辆位姿检测模块，所述方法包括：当所述农机处于作业状态时，获取所述卫星定位模块的卫星信号强度；当所述卫星信号强度处于预设的强信号范围时，根据所述卫星定位模块的卫星数据，得到所述农机的作业行驶速度；当所述卫星信号强度处于预设的弱信号范围时，根据所述卫星定位模块的卫星数据和所述车辆位姿检测模块的测量数据，得到所述农机的所述作业行驶速度；当所述农机当前的所述作业行驶速度超过预设的限速范围时，输出异常作业指令。2.根据权利要求1所述的农机作业质量监测方法，其特征在于，所述卫星定位模块为差分定位模块，所述车辆位姿检测模块为惯性测量模块；所述根据所述卫星定位模块的卫星数据和所述车辆位姿检测模块的测量数据，得到所述农机的所述作业行驶速度，包括：根据所述卫星定位模块的卫星数据，得到所述农机的第一加速度；根据所述车辆位姿检测模块的测量数据，得到所述农机的第二加速度；利用卡尔曼滤波算法对所述第一加速度和所述第二加速度进行处理，得到所述农机的所述作业行驶速度。3.根据权利要求1所述的农机作业质量监测方法，其特征在于，所述方法还包括：获取所述农机的行驶位置和工作模式；当所述农机的所述行驶位置位于预设的规划区域内，且所述农机的所述工作模式为作业模式时，确定所述农机的当前状态为所述作业状态。4.根据权利要求1所述的农机作业质量监测方法，其特征在于，所述方法还包括：获取所述农机的运动轨迹和作业宽幅；根据所述农机的所述运动轨迹和所述作业宽幅，得到所述农机的模拟作业区域。5.根据权利要求4所述的农机作业质量监测方法，其特征在于，所述模拟作业区域包括异常作业区域；所述根据所述农机的所述运动轨迹和所述作业宽幅，得到所述农机的模拟作业区域包括：将在输出所述异常作业指令的情况下的所述运动轨迹作为所述异常运动轨迹；根据所述农机的所述异常运动轨迹和所述作业宽幅，得到所述农机的所述异常作业区域。6.根据权利要求5所述的农机作业质量监测方法，其特征在于，在所述根据所述农机的所述异常运动轨迹和所述作业宽幅，得到所述农机的所述异常作业区域之后，所述方法还包括：根据预设的作业速度和所述异常作业区域内所述农机的所述作业行驶速度，得到所述异常作业区域的估算产量；根据所述异常作业区域的所述估算产量和预设的标准产量之间的差值，得到所述异常作业区域的补偿产量；根据所述异常作业区域的所述补偿产量，得到所述异常作业区域的增产调节量，其中，所述增产调节量用于调整所述农机对所述异常作业区域内农作物的后续施肥量。
7.根据权利要求1所述的农机作业质量监测方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述农机在预设的监测周期内的所述异常作业指令，确定所述农机的异常等级；当所述农机的所述异常等级达到预设的违规阈值时，输出操作干预指令，其中，所述操作干预指令用于控制所述农机的工作状态。8.根据权利要求7所述的农机作业质量监测方法，其特征在于，所述根据所述农机在预设的监测周期内的所述异常作业指令，确定所述农机的异常等级，包括：获取所述农机的驾驶人身份；根据同一所述驾驶人身份所对应的所述农机在所述监测周期内的所述异常作业指令，确定所述农机的异常等级。9.一种农机作业质量监测系统，应用于农机，其特征在于，所述农机设置有卫星定位模块和车辆位姿检测模块，所述系统包括：信号检测模块，用于当所述农机处于作业状态时，获取所述卫星定位模块的卫星信号强度；第一速度获取模块，用于当所述卫星信号强度处于预设的强信号范围时，根据所述卫星定位模块的卫星数据，得到所述农机的作业行驶速度；第二速度获取模块，用于当所述卫星信号强度处于预设的弱信号范围时，根据所述卫星定位模块的卫星数据和所述车辆位姿检测模块的测量数据，得到所述农机的所述作业行驶速度；异常输出模块，用于当所述农机当前的所述作业行驶速度超过预设的限速范围时，输出异常作业指令。10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有程序指令，当所述程序指令在电子设备上运行时，使得所述电子设备执行如权利要求1至8中任一项所述的农机作业质量监测方法。

技术总结
本申请提供一种农机作业质量监测方法、系统及计算机存储介质，该方法包括：当卫星信号强度处于预设的强信号范围时，根据卫星定位模块的卫星数据，得到农机的作业行驶速度；当卫星信号强度处于预设的弱信号范围时，根据卫星定位模块的卫星数据和车辆位姿检测模块的测量数据，得到农机的作业行驶速度；当农机当前的作业行驶速度超过预设的限速范围时，输出异常作业指令。在卫星信号较强的情况下，利用卫星数据测量农机的作业行驶速度，提高车速检测的准确性。在卫星信号较弱的情况下，采用车辆姿态测量和卫星定位相结合的方式测量农机的作业行驶速度，提高车速检测的准确性，从而提高农机监管的准确性。高农机监管的准确性。高农机监管的准确性。


技术研发人员：陈亮 李国政 吴祯 钱可峰 吴迪 秦硕
受保护的技术使用者：丰疆智能软件科技（南京）有限公司
技术研发日：2023.02.06
技术公布日：2023/9/25