NY/T 4614-2025 农机田间作业感知数据采集规范

NY/T 4614-2025《农机田间作业感知数据采集规范》主要内容总结

• 适用于大田环境下农机的耕整地、播种、栽植、施肥、中耕除草、喷洒、收获（稻麦/玉米/薯类）、打捆、秸秆粉碎还田等作业的数据采集。
• 设施农业可参考执行。

• 核心引用包括：
  • GB/T 18314（GPS测量规范）
  • GB/T 27606（GNSS接收机数据格式）
  • GB/T 35381.7（农机串行通信协议）
  • JB/T 8574（农机具型号编制规则）

• ​​关键概念​​：
  • ​​数据采集模块​​：汇总封装数据的硬件单元。
  • ​​车辆控制单元（VCU）​​：通过CAN总线读取农机状态的控制模块。
  • ​​工况/位姿/环境/作业数据​​：分别表征农机状态、位置姿态、周围环境及作业质量的参数集合。

• ​​数据采集​​：
  • 需设置数据采集模块，以JSON格式封装数据。
  • 数据来源包括CAN总线、GNSS、摄像头、雷达等子系统。
  • 时间戳需同步UTC时区，采集频率依网络状态动态调整。
• ​​数据类型与封装​​：
  • 数据分为 ​​基本数据​​、工况数据、位姿数据、环境数据（含周围环境/图像/雷达）、作业数据。
  • 封装为三类JSON对象：
    • ​​一维对象​​：基本、工况、位姿、环境（周围）、作业数据。
    • ​​二维对象​​：基本数据 + 图像数据。
    • ​​三维对象​​：基本数据 + 雷达数据。
• ​​农机本体坐标系​​：
  • 原点：后轮轴中点（x, y），后轮接地点（z）。
  • 方向：x轴正向为农机前方，y轴正向为左侧，z轴正向竖直向上（附图A.1）。
• ​​数据类型表​​：
  • 规范8种数据类型（如string、uint8、float、[float]数组等），并定义其格式（如uint8为无符号8位整型）。

• ​​基本数据​​（表2）：
  • ​​必选项​​：农机具唯一识别码列表（ID_list）、UTC时间戳（time，精确到秒）。
• ​​工况数据​​（表3，≥0.1Hz）：
  • 涵盖11项参数，如故障代码（powerSys_DTC）、剩余油量/电量、油门百分比、发动机转速、挡位、制动/离合状态、作业状态（0-3）、牵引力等。
• ​​位姿数据​​（表4，≥0.5Hz）：
  • 包括卫星数量、差分定位状态、经纬度（WGS-84坐标系）、海拔、航向、速度、俯仰角/横滚角等9项。
• ​​环境数据​​：
  • ​​周围环境​​（表5，≥0.1Hz）：坡度（南北/东西）、作物高度、垄高/宽/距、行距（数组形式）、株距、风向/速等。
  • ​​图像数据​​（表6，≥0.1Hz）：摄像头编号、坐标、仰角/水平角、帧率（≥20fps）、分辨率、可视角度、图像二进制流（JPEG格式）等。
  • ​​雷达数据​​（表7，≥0.1Hz）：雷达编号、坐标、扫描角度、反射率、波束类型（超声/激光等）、点云数据（LAZ格式）。
• ​​作业数据​​（≥0.5Hz）：
  • ​​按作业类型细化参数​​（表8-19）：
    • ​​耕整地​​：行距、幅宽、垄高/宽/距、作业深度、旋耕刀转速等。
    • ​​播种​​：播种深度、株距、排种状态（布尔数组）、种箱余量等。
    • ​​喷洒（地面）​​：药箱总量、喷头数量、流量、喷杆高度、喷雾压力等。
    • ​​喷洒（无人机）​​：无人机定位、电量/药液余量、飞行高度、喷头状态等。
    • ​​收获类​​：割台高度、粮箱容量/余量、实时产量（稻麦）、挖掘深度（薯类）等。
    • ​​其他作业​​：打捆数量/密度、秸秆还田高度/幅宽等。

• ​​封装规则​​（第11章）：
  • JSON分四层：对象层（一/二/三维）→ 类别层（基本/工况/位姿/环境/作业/其他）→ 功能层（作业子类，如“耕整地”）→ 数据层（具体参数）。
  • 支持扩展未定义数据类别（如“其他数据”）。
• ​​校验方法​​（第12章）：
  • 校验条件：
    • 包含所有关键参数（基本/工况/位姿/环境数据及对应作业参数）。
    • 非空值符合数据类型规范（如uint8取值范围0-255）。
  • 工具：推荐官方JSON解析工具，支持自动或人工验证格式。

• ​​附录A​​：示意图
  • 农机本体坐标系（图A.1）、行垄参数关系（图A.2）、硬件连接（图A.3）、数据流（图A.4）。
• ​​附录B​​：JSON封装示例
  • 展示耕整地机组的三类对象完整数据结构（含中英文版本）。
• ​​附录C​​：JSON层次结构示意图
  • 直观呈现对象→类别→功能→数据的嵌套关系。

​​核心意义​​

该标准建立了统一的农机作业感知数据采集框架，覆盖从数据源（传感器/子系统）到传输（JSON封装）的全流程，为智慧农业的农机互联互通、作业质量监测与大数据分析提供技术基础。