一種數據采集方法和裝置與流程

本發明涉及信息處理技術，尤其涉及一種數據采集方法和裝置。

背景技術：

實現農機自動駕駛的關鍵在于，建立農機自動駕駛模型。現有技術中，農機自動駕駛模型所需的關鍵參數主要包括：

1、農機的軸距；

2、全球衛星導航系統(Global Navigation Satellite System，GNSS)定位天線相對于農機的控制點的高度、前后偏差以及左右偏差。

目前，對上述參數的測量方法主要為人工手動測量，即由人采用如測量尺、激光測量儀等工具進行實地測量。

在實現本發明的過程中，發明人發現，現有技術通過人工手動測量獲取參數的方法，測量難度大，并且由于人為因素(如測量參照物的選取不統一等)的影響，導致測量結果不準確、測量結果與實際情況之間偏差較大的問題。

技術實現要素：

為了解決現有技術采用人工測量的方法獲取的參數不準確、測量難度較大的問題，本發明實施例提供一種數據采集方法和裝置。

一方面，本發明實施例提供的數據采集方法，應用在農機上，所述農機包括第一前輪、第二前輪、第一后輪、第二后輪和設置于控制室上的GNSS定位天線，所述第一前輪和第二前輪通過前軸連接，所述第一后輪和第二后輪通過后軸連接，包括：在與所述第一前輪垂直的平面、所述前軸垂直映射在該平面的直線上設置第一測量位置，獲取所述第一測量位置的第一位置信息；在與所述第二前輪垂直的平面、所述前軸垂直映射在該平面的直線上設置第二測量位置，獲取所述第二測量位置的第二位置信息；在與所述第一后輪垂直的平面、所述后軸垂直映射在該平面的直線上設置第三測量位置，獲取所述第三測量位置的第三位置信息；在與所述第二后輪垂直的平面、所述后軸垂直映射在該平面的直線上設置第四測量位置，獲取所述第四測量位置的第四位置信息；獲取所述GNSS定位天線的第五位置信息；根據所述第一位置信息、第二位置信息、第三位置信息和第四位置信息進行計算，獲取所述農機的軸距；根據所述第一位置信息、第二位置信息、第三位置信息、第四位置信息和第五位置信息進行計算，獲取所述GNSS定位天線相對于農機的控制點的高度、前后偏差以及左右偏差。

進一步地，所述第一測量位置相對于所述第一前輪的距離與所述第二測量位置相對于所述第二前輪的距離相同；和/或，所述第三測量位置相對于所述第一后輪的距離與所述第四測量位置相對于所述第二后輪的距離相同。

進一步地，所述根據所述第一位置信息、第二位置信息、第三位置信息和第四位置信息進行計算，獲取所述農機的軸距包括：根據所述第一位置信息和第二位置信息進行計算，獲取所述前軸的中點位置信息；根據所述第三位置信息和第四位置信息進行計算，獲取所述后軸的中點位置信息；根據所述前軸的中點位置信息和所述后軸的中點位置信息進行計算，獲取所述農機的軸距。

進一步地，所述根據所述第一位置信息、第二位置信息、第三位置信息、第四位置信息和第五位置信息進行計算，獲取所述GNSS定位天線相對于農機的控制點的高度、前后偏差以及左右偏差包括：根據所述第一位置信息、第二位置信息、第三位置信息、第四位置信息和第五位置信息進行計算，獲取所述GNSS定位天線到所述第一測量位置、第二測量位置、第三測量位置和第四測量位置組成的平面的垂直距離為所述GNSS定位天線相對于農機的控制點的高度；獲取所述GNSS定位天線垂直投射到所述第一測量位置、第二測量位置、第三測量位置和第四測量位置組成的平面的第一投射點的位置信息；根據所述第一投射點的位置信息進行計算，獲取所述第一投射點到所述前軸或者后軸的距離為所述GNSS定位天線相對于農機的控制點的前后偏差；獲取所述第一投射點垂直投射到所述前軸或者后軸的第二投射點的位置信息；根據所述第二投射點的位置信息進行計算，獲取所述第二投射點到所述前軸中心或者所述后軸中心的距離為所述GNSS定位天線相對于農機的控制點的左右偏差。

進一步地，所述第一位置信息、第二位置信息、第三位置信息、第四位置信息和第五位置信息是通過GNSS定位天線，使用短基線載波相位差分技術RTK獲得的毫米級的測量結果。

另一方面，本發明實施例提供的數據采集裝置，應用在農機上，所述農機包括第一前輪、第二前輪、第一后輪、第二后輪和設置于控制室上的全球衛星導航系統GNSS定位天線，所述第一前輪和第二前輪通過前軸連接，所述第一后輪和第二后輪通過后軸連接，包括：

第一位置獲取模塊，設置在與所述第一前輪垂直的平面、所述前軸垂直映射在該平面的直線上的第一測量位置上，用于獲取所述第一測量位置的第一位置信息；

第二位置獲取模塊，設置在與所述第二前輪垂直的平面、所述前軸垂直映射在該平面的直線上的第二測量位置上，用于獲取所述第二測量位置的第二位置信息；

第三位置獲取模塊，設置在與所述第一后輪垂直的平面、所述后軸垂直映射在該平面的直線上的第三測量位置上，用于獲取所述第三測量位置的第三位置信息；

第四位置獲取模塊，設置在與所述第二后輪垂直的平面、所述后軸垂直映射在該平面的直線上的第四測量位置上，用于獲取所述第四測量位置的第四位置信息；

第五位置獲取模塊，用于獲取所述GNSS定位天線的第五位置信息；

第一計算模塊，用于根據所述第一位置獲取模塊獲取的第一位置信息、所述第二位置獲取模塊獲取的第二位置信息、所述第三位置獲取模塊獲取的第三位置信息和所述第四位置獲取模塊獲取的第四位置信息進行計算，獲取所述農機的軸距；

第二計算模塊，用于根據所述第一位置獲取模塊獲取的第一位置信息、所述第二位置獲取模塊獲取的第二位置信息、所述第三位置獲取模塊獲取的第三位置信息、所述第四位置獲取模塊獲取的第四位置信息和第五位置獲取模塊獲取的第五位置信息進行計算，獲取所述GNSS定位天線相對于農機的控制點的高度、前后偏差以及左右偏差。

進一步地，所述第一位置獲取模塊相對于所述第一前輪的距離與所述第二位置獲取模塊相對于所述第二前輪的距離相同；和/或，所述第三位置獲取模塊相對于所述第一后輪的距離與所述第四位置獲取模塊相對于所述第二后輪的距離相同。

進一步地，所述第一計算模塊包括：

第一計算子模塊，用于根據所述第一位置信息和第二位置信息進行計算，獲取所述前軸的中點位置信息；

第二計算子模塊，用于根據所述第三位置信息和第四位置信息進行計算，獲取所述后軸的中點位置信息；

第三計算子模塊，用于根據所述第一計算子模塊獲取的前軸的中點位置信息和所述第二計算子模塊獲取的后軸的中點位置信息進行計算，獲取所述農機的軸距。

進一步地，所述第二計算模塊包括：

第四計算子模塊，用于根據所述第一位置信息、第二位置信息、第三位置信息、第四位置信息和第五位置信息進行計算，獲取所述GNSS定位天線到所述第一測量位置、第二測量位置、第三測量位置和第四測量位置組成的平面的垂直距離為所述GNSS定位天線相對于農機的控制點的高度；

第一投射點位置獲取子模塊，用于獲取所述GNSS定位天線垂直投射到所述第一測量位置、第二測量位置、第三測量位置和第四測量位置組成的平面的第一投射點的位置信息；

第五計算子模塊，用于根據所述第一投射點位置獲取子模塊獲取的第一投射點的位置信息進行計算，獲取所述第一投射點到所述前軸或者后軸的距離為所述GNSS定位天線相對于農機的控制點的前后偏差；

第二投射點位置獲取子模塊，用于獲取所述第一投射點垂直投射到所述前軸或者后軸的第二投射點的位置信息；

第六計算子模塊，用于根據所述第二投射點位置獲取子模塊獲取的第二投射點的位置信息進行計算，獲取所述第二投射點到所述前軸中心或者所述后軸中心的距離為所述GNSS定位天線相對于農機的控制點的左右偏差。

進一步地，所述第一位置獲取模塊、第二位置獲取模塊、第三位置獲取模塊和第四位置獲取模塊為GNSS定位天線；所述第一位置獲取模塊、第二位置獲取模塊、第三位置獲取模塊、第四位置獲取模塊和第五位置獲取模塊分別使用短基線RTK獲得毫米級的測量結果。

本發明實施例提供的數據采集方法和裝置，以農機輪作為參照物設置測量位置，解決了現有技術采用人工測量的方法，參照物選擇標準不統一，造成測量結果不準確、誤差大的問題，并且，本發明實施例提供的技術方案只需要分別獲取第一位置信息、第二位置信息、第三位置信息、第四位置信息和第五位置信息，就可以通過算法計算出農機的軸距，以及GNSS定位天線相對于農機的控制點的高度、前后偏差以及左右偏差等用于生成農機自動駕駛模型的關鍵參數，解決了現有技術采用人工測量的方法測量難度大的問題。本發明實施例提供的技術方案能夠更準確、方便地獲取用于生成農機自動駕駛模型的關鍵參數。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本申請的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：

圖1是本發明實施例提供的一種數據采集方法流程圖；

圖2是本發明實施例提供的一種數據采集方法中第三測量位置的位置示意圖；

圖3是本發明實施例提供的一種數據采集方法中第一測量位置、第二測量位置、第三測量位置、第四測量位置以及GNSS定位天線的位置示意圖；

圖4是圖1所示的本發明實施例提供的一種數據采集方法中步驟106的流程圖；

圖5是圖1所示的本發明實施例提供的一種數據采集方法中步驟107的流程圖；

圖6是本發明實施例提供的一種數據采集裝置的結構示意圖；

圖7是圖6所示的本發明實施例提供的一種數據采集裝置中第一計算模塊606的結構示意圖；

圖8是圖6所示的本發明實施例提供的一種數據采集裝置中第二計算模塊607的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本申請作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋相關發明，而非對該發明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與發明相關的部分。

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本申請。

為了解決現有技術采用人工測量的方法獲取用于生成農機自動駕駛模型的關鍵參數，測量難度較大、測量結果不準確的問題，本發明實施例提供一種數據采集方法和裝置。

如圖1所示，本發明實施例提供的一種數據采集方法，應用在農機上，該農機包括第一前輪、第二前輪、第一后輪、第二后輪和設置于控制室上的GNSS定位天線，該第一前輪和第二前輪通過前軸連接，該第一后輪和第二后輪通過后軸連接，包括：

步驟101，在與第一前輪垂直的平面、前軸垂直映射在該平面的直線上設置第一測量位置，獲取第一測量位置的第一位置信息。

在本實施例中，第一測量位置可以如圖3所示，為了使本發明提供的技術方案獲取的第一位置信息更精確，優選地，步驟101通過GNSS定位天線獲取第一位置信息，并且步驟101通過使用短基線載波相位差分技術(Real-time kinematic，RTK)獲得的毫米級的測量結果。當然，在實際的使用過程中步驟101還可以通過其他方式，如三維激光測量裝置等，獲取第一位置信息，此處不對每種情況進行一一贅述。

步驟102，在與第二前輪垂直的平面、前軸垂直映射在該平面的直線上設置第二測量位置，獲取第二測量位置的第二位置信息。

在本實施例中，第二測量位置可以如圖3所示，為了使本發明提供的技術方案獲取的第二位置信息更精確，優選地，步驟102通過GNSS定位天線獲取第二位置信息，并且步驟102通過使用短基線RTK獲得的毫米級的測量結果。當然，在實際的使用過程中步驟102還可以通過其他方式，如三維激光測量裝置等，獲取第二位置信息，此處不對每種情況進行一一贅述。

步驟103，在與第一后輪垂直的平面、后軸垂直映射在該平面的直線上設置第三測量位置，獲取第三測量位置的第三位置信息。

在本實施例中，第三測量位置可以如圖2和3所示，為了使本發明提供的技術方案獲取的第三位置信息更精確，優選地，步驟103通過GNSS定位天線獲取第三位置信息，并且步驟103通過使用短基線RTK獲得的毫米級的測量結果。當然，在實際的使用過程中步驟103還可以通過其他方式，如三維激光測量裝置等，獲取第三位置信息，此處不對每種情況進行一一贅述。

步驟104，在與第二后輪垂直的平面、后軸垂直映射在該平面的直線上設置第四測量位置，獲取第四測量位置的第四位置信息。

在本實施例中，第四測量位置可以如圖3所示，為了使本發明提供的技術方案獲取的第四位置信息更精確，優選地，步驟104通過GNSS定位天線獲取第四位置信息，并且步驟104通過使用短基線RTK獲得的毫米級的測量結果。當然，在實際的使用過程中步驟104還可以通過其他方式，如三維激光測量裝置等，獲取第四位置信息，此處不對每種情況進行一一贅述。

步驟105，獲取GNSS定位天線的第五位置信息。

具體地，步驟105通過使用短基線RTK獲得的毫米級的測量結果。

步驟106，根據第一位置信息、第二位置信息、第三位置信息和第四位置信息進行計算，獲取農機的軸距。

具體地，如圖4所示，步驟106可以包括：

步驟401，根據第一位置信息和第二位置信息進行計算，獲取前軸的中點位置信息。

在本實施例中，由于第一測量位置和第二測量位置均設置在前軸垂直映射的直線上，所以步驟401可以根據第一位置信息和第二位置信息計算獲得前軸的中點位置信息。

在本實施例中，為了使計算方法更簡便，優選地，第一測量位置相對于第一前輪的距離與第二測量位置相對于第二前輪的距離相同。則此時，步驟401可以通過計算獲取第一測量位置與第二測量位置中點的位置信息，該位置信息即為前軸的中點位置信息。

當然，在實際的使用過程中，為了克服實際測量場地的缺陷，第一測量位置相對于第一前輪的距離與第二測量位置相對于第二前輪的距離也可以不相同，則此時，步驟401可以通過第一位置信息獲取第一測量位置到第一前輪的距離A1，通過第二位置信息獲取第二測量位置到第二前輪的距離A2，根據A1和A2確定第一前輪的位置信息和第二前輪的位置信息，根據第一前輪的位置和第二前輪的位置信息進行計算，獲取前軸的中點位置信息。

步驟402，根據第三位置信息和第四位置信息進行計算，獲取后軸的中點位置信息。

在本實施例中，由于第三測量位置和第四測量位置均設置在后軸垂直映射的直線上，所以步驟402可以根據第三位置信息和第四位置信息計算獲得前軸的中點位置信息。

在本實施例中，為了使計算方法更簡便，優選地，第三測量位置相對于第一后輪的距離與第四測量位置相對于第二后輪的距離相同。則此時，步驟402可以通過計算獲取第三測量位置與第四測量位置中點的位置信息，該位置信息即為前軸的中點位置信息。

當然，在實際的使用過程中，為了克服實際測量場地的缺陷，第三測量位置相對于第一后輪的距離與第四測量位置相對于第二后輪的距離也可以不相同，則此時，步驟402可以通過第三位置信息獲取第三測量位置到第一后輪的距離B1，通過第四位置信息獲取第四測量位置到第二后輪的距離B2，根據B1和B2確定第一后輪的位置信息和第二后輪的位置信息，根據第一后輪的位置和第二后輪的位置信息進行計算，獲取后軸的中點位置信息。

步驟403，根據前軸的中點位置信息和后軸的中點位置信息進行計算，獲取農機的軸距。

步驟107，根據第一位置信息、第二位置信息、第三位置信息、第四位置信息和第五位置信息進行計算，獲取GNSS定位天線相對于農機的控制點的高度、前后偏差以及左右偏差。

具體地，如圖5所示，步驟107可以包括：

步驟501，根據第一位置信息、第二位置信息、第三位置信息、第四位置信息和第五位置信息進行計算，獲取GNSS定位天線到第一測量位置、第二測量位置、第三測量位置和第四測量位置組成的平面的垂直距離為GNSS定位天線相對于農機的控制點的高度。

步驟502，獲取GNSS定位天線垂直投射到第一測量位置、第二測量位置、第三測量位置和第四測量位置組成的平面的第一投射點的位置信息。

步驟503，根據第一投射點的位置信息進行計算，獲取第一投射點到前軸或者后軸的距離為GNSS定位天線相對于農機的控制點的前后偏差。

需要說明的是，在本實施例中，如果農機為前輪驅動，則農機的控制點為后軸的中心位置；如果農機為后輪驅動，則農機的控制點為前軸的中心位置。

當農機的控制點為后軸的中心位置時，步驟503根據第一投射點的位置信息進行計算，獲取第一投射點到后軸的距離為GNSS定位天線相對于農機的控制點的前后偏差；當農機的控制點為前軸的中心位置時，步驟503根據第一投射點的位置信息進行計算，獲取第一投射點到前軸的距離為GNSS定位天線相對于農機的控制點的前后偏差。

步驟504，獲取第一投射點垂直投射到前軸或者后軸的第二投射點的位置信息。

具體地，當農機的控制點為后軸的中心位置時，步驟504獲取第一投射點垂直投射到后軸的第二投射點的位置信息；當農機的控制點為前軸的中心位置時，步驟504獲取第一投射點垂直投射到前軸的第二投射點的位置信息。

步驟505，根據第二投射點的位置信息進行計算，獲取第二投射點到前軸中心或者后軸中心的距離為GNSS定位天線相對于農機的控制點的左右偏差。

具體地，當農機的控制點為后軸的中心位置時，步驟505根據第二投射點的位置信息進行計算，獲取第二投射點到后軸中心的距離為GNSS定位天線相對于農機的控制點的左右偏差；當農機的控制點為前軸的中心位置時，步驟505根據第二投射點的位置信息進行計算，獲取第二投射點到前軸中心的距離為GNSS定位天線相對于農機的控制點的左右偏差。

本發明實施例提供的數據采集方法，以農機輪作為參照物設置測量位置，解決了現有技術采用人工測量的方法，參照物選擇標準不統一，造成測量結果不準確、誤差大的問題，并且，本發明實施例提供的技術方案只需要分別獲取第一位置信息、第二位置信息、第三位置信息、第四位置信息和第五位置信息，就可以通過算法計算出農機的軸距，以及GNSS定位天線相對于農機的控制點的高度、前后偏差以及左右偏差等用于生成農機自動駕駛模型的關鍵參數，解決了現有技術采用人工測量的方法測量難度大的問題。本發明實施例提供的技術方案能夠更準確、方便地獲取用于生成農機自動駕駛模型的關鍵參數。

如圖6所示，本發明另一實施例還提供一種數據采集裝置，應用在農機上，該農機包括第一前輪、第二前輪、第一后輪、第二后輪和設置于控制室上的GNSS定位天線，第一前輪和第二前輪通過前軸連接，第一后輪和第二后輪通過后軸連接，包括：

第一位置獲取模塊601，設置在與第一前輪垂直的平面、前軸垂直映射在該平面的直線上的第一測量位置上，用于獲取第一測量位置的第一位置信息；

第二位置獲取模塊602，設置在與第二前輪垂直的平面、前軸垂直映射在該平面的直線上的第二測量位置上，用于獲取第二測量位置的第二位置信息；

第三位置獲取模塊603，設置在與第一后輪垂直的平面、后軸垂直映射在該平面的直線上的第三測量位置上，用于獲取第三測量位置的第三位置信息；

第四位置獲取模塊604，設置在與第二后輪垂直的平面、后軸垂直映射在該平面的直線上的第四測量位置上，用于獲取第四測量位置的第四位置信息；

第五位置獲取模塊605，用于獲取GNSS定位天線的第五位置信息；

第一計算模塊606，用于根據第一位置獲取模塊601獲取的第一位置信息、第二位置獲取模塊602獲取的第二位置信息、第三位置獲取模塊603獲取的第三位置信息和第四位置獲取模塊604獲取的第四位置信息進行計算，獲取所述農機的軸距；

第二計算模塊607，用于根據第一位置獲取模塊601獲取的第一位置信息、第二位置獲取模塊602獲取的第二位置信息、第三位置獲取模塊603獲取的第三位置信息、第四位置獲取模塊604獲取的第四位置信息和第五位置獲取模塊605獲取的第五位置信息進行計算，獲取GNSS定位天線相對于農機的控制點的高度、前后偏差以及左右偏差。

進一步地，第一位置獲取模塊601相對于第一前輪的距離與第二位置獲取模塊602相對于第二前輪的距離相同；和/或，

第三位置獲取模塊603相對于第一后輪的距離與第四位置獲取模塊604相對于第二后輪的距離相同。

進一步地，如圖7所示，第一計算模塊606可以包括：

第一計算子模塊701，用于根據第一位置信息和第二位置信息進行計算，獲取前軸的中點位置信息；

第二計算子模塊702，用于根據第三位置信息和第四位置信息進行計算，獲取后軸的中點位置信息；

第三計算子模塊703，用于根據第一計算子模塊701獲取的前軸的中點位置信息和第二計算子模塊702獲取的后軸的中點位置信息進行計算，獲取農機的軸距。

進一步地，如圖8所示，第二計算模塊607可以包括：

第四計算子模塊801，用于根據所述第一位置信息、第二位置信息、第三位置信息、第四位置信息和第五位置信息進行計算，獲取所述GNSS定位天線到所述第一測量位置、第二測量位置、第三測量位置和第四測量位置組成的平面的垂直距離為所述GNSS定位天線相對于農機的控制點的高度；

第一投射點位置獲取子模塊802，用于獲取所述GNSS定位天線垂直投射到所述第一測量位置、第二測量位置、第三測量位置和第四測量位置組成的平面的第一投射點的位置信息；

第五計算子模塊803，用于根據所述第一投射點位置獲取子模塊獲取的第一投射點的位置信息進行計算，獲取所述第一投射點到所述前軸或者后軸的距離為所述GNSS定位天線相對于農機的控制點的前后偏差；

第二投射點位置獲取子模塊804，用于獲取所述第一投射點垂直投射到所述前軸或者后軸的第二投射點的位置信息；

第六計算子模塊805，用于根據所述第二投射點位置獲取子模塊獲取的第二投射點的位置信息進行計算，獲取所述第二投射點到所述前軸中心或者所述后軸中心的距離為所述GNSS定位天線相對于農機的控制點的左右偏差。

進一步地，第一位置獲取模塊601、第二位置獲取模塊604、第三位置獲取模塊603和第四位置獲取模塊604均可以為GNSS定位天線；第一位置獲取模塊601、第二位置獲取模塊602、第三位置獲取模塊603、第四位置獲取模塊604和第五位置獲取模塊605分別使用短基線RTK獲得毫米級的測量結果。

本發明實施例提供的一種數據采集裝置的具體實現方法可以參見如圖1-5所示的本發明實施例提供的一種數據采集方法所述，此處不再贅述。

本發明實施例提供的數據采集裝置，以農機輪作為參照物設置測量位置，解決了現有技術采用人工測量的方法，參照物選擇標準不統一，造成測量結果不準確、誤差大的問題，并且，本發明實施例提供的技術方案只需要分別獲取第一位置信息、第二位置信息、第三位置信息、第四位置信息和第五位置信息，就可以通過算法計算出農機的軸距，以及GNSS定位天線相對于農機的控制點的高度、前后偏差以及左右偏差等用于生成農機自動駕駛模型的關鍵參數，解決了現有技術采用人工測量的方法測量難度大的問題。本發明實施例提供的技術方案能夠更準確、方便地獲取用于生成農機自動駕駛模型的關鍵參數。

以上描述僅為本申請的較佳實施例以及對所運用技術原理的說明。本領域技術人員應當理解，本申請中所涉及的發明范圍，并不限于上述技術特征的特定組合而成的技術方案，同時也應涵蓋在不脫離所述發明構思的情況下，由上述技術特征或其等同特征進行任意組合而形成的其它技術方案。例如上述特征與本申請中公開的(但不限于)具有類似功能的技術特征進行互相替換而形成的技術方案。