[发明专利]一种基于农机作业轨迹确定农田和道路的方法及系统

权利要求书

1.一种基于农机作业轨迹确定农田和道路的方法，包括：

步骤1：GPS数据采集，利用安装在农机上的GPS数据采集模块采集农机运动轨迹数据；

步骤2：数据清理，对采集数据中的重采样、静止轨迹、静态漂移、经纬度异常的数据进行清理；

步骤3：DBSCAN密度聚类方法分割，对步骤2清理后的数据，利用DBSCAN聚类方法对农机作业轨迹进行聚类分析，对农田和道路进行初步分割；

步骤4：小簇消除修正，在步骤3聚类分析的基础上，利用小簇消除方法，根据正确和错误识别的农田中农机轨迹方向分布不同的特征对农田和道路进行区分，将农机轨迹点密度过高而被错误分类为农田的区域修正为道路；

步骤5：田路交界处修正，在所述步骤3的基础上，根据道路和农田交界处点的方向值与其邻近的农田中数量分布最多的两个方向的相似度高低，将该交界处点进行修正；并以该交界处点作为中间点，依次向两侧进行判断，对农田和道路的交界处区域进行修正；

步骤6：田路田模式修正，在所述步骤3至步骤5修正的分类结果基础上，以时间顺序将整条轨迹划分多个轨迹段，对相邻轨迹段出现田路田模式中的路轨迹段，根据比较所述路轨迹段与其相邻的前后农田轨迹段的速度和方向分布，对所述路轨迹段进行分类结果的修正；

步骤7：路路路模式修正，在所述步骤3至步骤5修正的分类结果基础上，以时间顺序将整条轨迹划分多个轨迹段，对于相邻三个轨迹段出现路路路模式中的三个路轨迹段，比较三个所述路轨迹段的平均速度和平均方向分布，将所述三个轨迹段进行修正。

2.根据权利要求1所述的一种基于农机作业轨迹确定农田和道路的方法，其特征在于，所述步骤4的具体方法为：将所述步骤3密度聚类结果的每一个簇的方向按照每10°作为一个区间进行划分，统计每个簇上有数据分布的方向数量和每个方向上的点的数量，若一个簇中某两个方向上点数较多且与其他方向上点数差距较大，则认为该簇为真正的农田；若一个簇中每个方向上的点数分布均匀且数量都小于阈值，则认为该簇是识别错误的农田，并将所述识别错误的农田修正为道路。

3.根据权利要求1所述的一种基于农机作业轨迹确定农田和道路的方法，其特征在于，所述步骤5的具体方法为：借助步骤3的密度聚类结果的标签找到农田和道路的交界处点，统计该交界处点邻近的农田中数量分布最多的两个方向，用交界处点的方向值与这两个方向的值进行比较，如果所述交界处点与农田中的方向相似度高，则该交界处点被修正为农田。

4.根据权利要求1所述的一种基于农机作业轨迹确定农田和道路的方法，其特征在于，所述步骤6的具体方法为：在所述步骤3至步骤5修正的基础上，以时间顺序将整条轨迹划分成田、路、田…模式的多个轨迹段，求取连续三个轨迹段符合田、路、田模式中的每一轨迹段的方向分布和速度特征，若连续三个轨迹段符合田、路、田模式的路轨迹段的速度与其前后的田轨迹段平均速度差小于其阈值，且路轨迹段的方向与其前后田轨迹段的平均方向差小于其阈值，则将路轨迹段修正为农田。

5.根据权利要求1所述的一种基于农机作业轨迹确定农田和道路的方法，其特征在于，所述步骤7的具体方法为：在所述步骤3至步骤5修正的基础上，以时间顺序将整条轨迹划分成田、路、田…模式的多个轨迹段，求取连续三个轨迹段为路、路、路模式中的每个轨迹段的平均速度和平均方向，若三个路轨迹段的平均速度差小于其阈值且平均方向相同，则将三个路轨迹段都修正为农田。