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残膜回收机有效作业面积监测系统设计研究
摘要:为便于新疆棉田残膜回收的精准作业收费和补贴ꎬ设计了一种残膜回收机有效作业面积监测系统ꎮ通过仿真试
验对比锁相放大器降噪前后残膜回收机作业时经纬度数据ꎬ得出锁相滤波对于噪声环境有较好的抗干扰性能ꎻ采用高斯
投影正算方法将降噪后经纬度数据转化为平面坐标ꎬ得出１.５°带的高斯投影的相对误差相较于３°带降低了０.０１％ꎮ同
时ꎬ利用卡尔曼滤波算法和构成角方法筛选有效作业轨迹ꎬ使用缓冲区法计算重复作业面积ꎬ最终利用轨迹算法精准获取
残膜回收机有效作业面积ꎬ得出所设计的残膜回收机有效作业面积监测系统对于大块农田测量时相对误差为２.６％ꎬ对于
小块农田测量时相对误差为３.３％ꎮ研究结果表明:所设计的残膜回收机有效作业面积监测系统可以精确计算出残膜回
收机的有效作业面积ꎬ为残膜回收机作业质量评估提供了一定的理论基础ꎮ
关键词:北斗导航ꎻ作业面积监测ꎻ高斯投影ꎻ卡尔曼滤波ꎻ缓冲区算法
田有更高的测量精度ꎮ
０引言
上述所有方法均是基于农机作业时所经过的所有
为了避免新疆棉田土壤残膜污染问题ꎬ近年来新经纬度点实现了不同种类农田面积测量ꎬ但残膜回收
－
[１３]
疆棉田残膜机械化回收率达到９０％左右ꎮ然而ꎬ当作业不仅存在残膜回收机在田间回收残膜时的有效作
下残膜回收机作业过程中存在重复作业和无效作业的业轨迹ꎬ也存在其在地头转弯和卸膜时的无效作业轨
－
[４６]
情况ꎬ严重影响了精准作业收费和补贴ꎮ因此ꎬ亟迹ꎮ与王陈陈、孙艺哲等测量算法相比ꎬ刘卉等提出的
需搭建一套残膜回收机有效作业面积监测系统ꎬ实现缓冲区作业面积算法精度高且能剔除重复作业面积ꎬ
残膜回收机有效作业面积实时精准监测ꎬ以便于对残但并未考虑到残膜回收机作业过程中存在无效作业的
膜回收机作业质量进行监督ꎬ为作业补贴提供数据情况ꎬ无法对有效作业轨迹进行判别ꎻ加之ꎬ新疆大田
依据ꎮ远离基站信号接收较弱ꎬ可能存在较大噪声ꎬ有必要设
随着导航技术的迅速发展ꎬ面积测量方法也逐渐计一种适用于残膜回收机大田有效作业面积实时监测
[７]－
标准化ꎮ王陈陈等使用解析法计算农田面积ꎬ并以的稳健系统[１０１１]ꎮ
航线法、航迹法和分段二次插值法分别实现了对规则为此ꎬ设计了一种基于有效作业轨迹的残膜回收
农田区域和不规则农田区域进行面积测量ꎮ刘卉等[８]作业面积精准监测系统ꎮ该系统基于北斗导航定位模
提出了一种基于农机空间轨迹的缓冲区作业面积计算块获取的经纬度数据ꎬ使用锁相放大器进行降噪ꎻ利用
算法ꎬ证明当农机具备自动导航满幅作业条件时ꎬ距离高斯投影将经纬度数据转化平面坐标ꎬ采用卡尔曼滤
测量算法对大块农田在任何定位精度下均能获得较高波对最优坐标求解实现数据预处理ꎻ通过构成角判别
[９]
精度测量结果ꎮ孙艺哲等提出了一种基于改进筛选出总作业面积和重复作业面积ꎬ最终实现残膜回
ＡｌｐｈａＳｈａｐｅｓ算法的农机作业面积测量方法ꎬ对小块农收机有效作业面积的
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