《農(nóng)機(jī)作業(yè)智能感知數(shù)據(jù)采集規(guī)范》-編制說(shuō)明

《農(nóng)機(jī)作業(yè)智能感知數(shù)據(jù)采集規(guī)范》農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編制說(shuō)明哈爾濱工業(yè)大學(xué)2023年4月目錄一、工作簡(jiǎn)況 一、工作簡(jiǎn)況（一）項(xiàng)目任務(wù)來(lái)源2022年4月，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管司《關(guān)于下達(dá)2022年農(nóng)業(yè)國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制修訂項(xiàng)目計(jì)劃的通知》（農(nóng)質(zhì)標(biāo)函[2022]66號(hào)）下達(dá)了《農(nóng)機(jī)作業(yè)智能感知數(shù)據(jù)采集規(guī)范》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定任務(wù)，項(xiàng)目編號(hào)NYB-22236，項(xiàng)目承擔(dān)單位為哈爾濱工業(yè)大學(xué)，項(xiàng)目計(jì)劃起止時(shí)間為2022年5月12日至2022年12月31日。制定背景1.項(xiàng)目目的制定農(nóng)機(jī)作業(yè)智能感知數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)，目的是規(guī)范農(nóng)機(jī)作業(yè)自適應(yīng)感知數(shù)據(jù)采集指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)據(jù)約束標(biāo)準(zhǔn)，為實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)智能化作業(yè)、無(wú)人化協(xié)同作業(yè)、全國(guó)農(nóng)機(jī)作業(yè)數(shù)據(jù)自適應(yīng)感知采集及數(shù)據(jù)共享提供重要基礎(chǔ)。通過(guò)農(nóng)機(jī)作業(yè)適應(yīng)感知數(shù)據(jù)采集的規(guī)范化管理，加快推進(jìn)人工智能、大數(shù)據(jù)物聯(lián)網(wǎng)、5G等信息技術(shù)與農(nóng)機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的有機(jī)融合，推進(jìn)我國(guó)農(nóng)機(jī)產(chǎn)業(yè)向標(biāo)準(zhǔn)化、高效化、品牌化方向高質(zhì)量發(fā)展。2.標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象簡(jiǎn)要情況隨著信息技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，現(xiàn)代化農(nóng)機(jī)上搭載了傳感器，相較于傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)被賦予了采集作業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)的功能，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)作業(yè)環(huán)境的感知，可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)無(wú)人化作業(yè)、多種類(lèi)多數(shù)量農(nóng)機(jī)的協(xié)同作業(yè)等功能。但目前各類(lèi)農(nóng)機(jī)在作業(yè)過(guò)程中采集的數(shù)據(jù)存在目的不明確、結(jié)構(gòu)不統(tǒng)一、內(nèi)容不具體等問(wèn)題，大大限制了農(nóng)機(jī)無(wú)人化作業(yè)的能力、降低了農(nóng)機(jī)協(xié)同工作的效率、制約了農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)推廣的能力、提高了數(shù)據(jù)管理的成本。因此，加快編寫(xiě)制定農(nóng)機(jī)作業(yè)智能感知數(shù)據(jù)采集規(guī)范，是貫徹中央1號(hào)文件要求、落實(shí)“十四五”規(guī)劃內(nèi)容的重大舉措，是實(shí)現(xiàn)我國(guó)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、農(nóng)機(jī)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)保障，是加強(qiáng)我國(guó)對(duì)農(nóng)機(jī)作業(yè)自適應(yīng)感知數(shù)據(jù)管理能力的關(guān)鍵抓手。3.標(biāo)準(zhǔn)在體系中的位置和作用圖1本標(biāo)準(zhǔn)在農(nóng)業(yè)信息化標(biāo)準(zhǔn)體系中的位置本標(biāo)準(zhǔn)在農(nóng)業(yè)信息化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系中屬于專(zhuān)業(yè)性標(biāo)準(zhǔn)，歸屬農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息標(biāo)準(zhǔn)化中的CAa農(nóng)機(jī)裝備信息化標(biāo)準(zhǔn)（詳見(jiàn)圖1）.制定本標(biāo)準(zhǔn)具有明顯的社會(huì)效益。本標(biāo)準(zhǔn)的制定，一方面，可以系統(tǒng)地梳理農(nóng)機(jī)作業(yè)中自適應(yīng)感知數(shù)據(jù)采集的性能指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)、接口協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)和傳輸環(huán)節(jié)中的數(shù)據(jù)采集約束標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)之間的邏輯關(guān)系制定數(shù)據(jù)采集規(guī)范，并充分利用自適應(yīng)感知技術(shù)在數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分類(lèi)、數(shù)據(jù)識(shí)別等方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，結(jié)合運(yùn)用人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、5G等信息技術(shù)保證數(shù)據(jù)的可共享性。另一方面，可以避免各類(lèi)農(nóng)機(jī)在作業(yè)過(guò)程中采集的數(shù)據(jù)存在的目的不明確、結(jié)構(gòu)不統(tǒng)一、內(nèi)容不具體等問(wèn)題，提高農(nóng)機(jī)無(wú)人化作業(yè)的能力、提高農(nóng)機(jī)協(xié)同工作的效率、避免了農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)推廣能力的限制，降低了數(shù)據(jù)管理的成本。農(nóng)機(jī)作業(yè)信息感知數(shù)據(jù)采集規(guī)范化，可以更好的實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)無(wú)人化作業(yè)、多種類(lèi)多數(shù)量農(nóng)機(jī)的協(xié)同作業(yè)。（三）主要工作過(guò)程1.預(yù)研究階段項(xiàng)目任務(wù)下達(dá)后，哈爾濱工業(yè)大學(xué)聯(lián)合中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息研究所、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、東北農(nóng)業(yè)大學(xué)、北大荒信息有限公司、中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院、新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位成立了標(biāo)準(zhǔn)起草工作組，召開(kāi)了標(biāo)準(zhǔn)起草工作會(huì)議，并進(jìn)行了任務(wù)分工。2.起草階段（1）主要起草人及其所做工作本標(biāo)準(zhǔn)由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部市場(chǎng)與信息化司提出，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)信息化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草工作組由哈爾濱工業(yè)大學(xué)、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息研究所、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、東北農(nóng)業(yè)大學(xué)、北大荒信息有限公司、中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院、新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位組成。調(diào)查研究過(guò)程及關(guān)鍵問(wèn)題調(diào)研情況2022年7月，開(kāi)展前期籌備工作。組建技術(shù)規(guī)范編寫(xiě)小組，收集國(guó)內(nèi)外相關(guān)農(nóng)機(jī)作業(yè)自適應(yīng)感知數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)資料。針對(duì)不同自適應(yīng)感知技術(shù)展開(kāi)調(diào)研，收集和整理一線農(nóng)藝工作人員的建議并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況，擬定符合我國(guó)國(guó)情的農(nóng)機(jī)作業(yè)自適應(yīng)感知數(shù)據(jù)采集技術(shù)規(guī)范方案，并撰寫(xiě)《農(nóng)機(jī)作業(yè)智能感知數(shù)據(jù)采集規(guī)范》的討論稿。（3）形成征求意見(jiàn)稿2022年8月，邀請(qǐng)行業(yè)內(nèi)相關(guān)專(zhuān)家成立專(zhuān)家組，召開(kāi)專(zhuān)家座談會(huì)，對(duì)《農(nóng)機(jī)作業(yè)智能感知數(shù)據(jù)采集規(guī)范》討論稿進(jìn)行研討和審查，充分征求專(zhuān)家組的意見(jiàn)，研討優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)中指標(biāo)設(shè)置、參數(shù)設(shè)置、技術(shù)方法、文字表述等內(nèi)容，并結(jié)合專(zhuān)家組的建議形成《農(nóng)機(jī)作業(yè)智能感知數(shù)據(jù)采集規(guī)范》的征求意見(jiàn)稿。3.征求意見(jiàn)階段編制組正在就標(biāo)準(zhǔn)（征求意見(jiàn)稿）向農(nóng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)制修訂組織、農(nóng)機(jī)制造單位、高等院校、研究單位、應(yīng)用單位等的專(zhuān)家及社會(huì)公眾征求意見(jiàn)。二、標(biāo)準(zhǔn)制/修訂原則、主要內(nèi)容及其確定依據(jù)（一）編制原則充分借鑒國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有研究成果，確保先進(jìn)性。全面了解國(guó)內(nèi)外相關(guān)機(jī)構(gòu)和單位關(guān)于農(nóng)機(jī)作業(yè)自適應(yīng)感知數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)的編制方法和技術(shù)規(guī)范并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況，充分征求農(nóng)業(yè)信息部門(mén)、農(nóng)業(yè)管理部門(mén)的意見(jiàn)，并開(kāi)展了專(zhuān)家論證，確保標(biāo)準(zhǔn)的適用性和可操作性。（二）標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容及其確定依據(jù)1.制訂依據(jù)2018年國(guó)務(wù)院印發(fā)了《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化和農(nóng)機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的指導(dǎo)意見(jiàn)》，《意見(jiàn)》指出完善農(nóng)機(jī)裝備創(chuàng)新體系，瞄準(zhǔn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化需求，加快推進(jìn)農(nóng)機(jī)裝備創(chuàng)新，研發(fā)適合國(guó)情、農(nóng)民需要、先進(jìn)適用的各類(lèi)農(nóng)機(jī)?！兑庖?jiàn)》還強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)農(nóng)機(jī)裝備質(zhì)量可靠性建設(shè)，加快精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、智能農(nóng)機(jī)、綠色農(nóng)機(jī)等標(biāo)準(zhǔn)制定，構(gòu)建現(xiàn)代農(nóng)機(jī)裝備標(biāo)準(zhǔn)體系。2021年1月4日印發(fā)的中央1號(hào)文件提出“提高農(nóng)機(jī)裝備自主研制能力，支持高端智能、丘陵山區(qū)農(nóng)機(jī)裝備研發(fā)制造”，明確了在加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的過(guò)程中，要強(qiáng)化現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技和物質(zhì)裝備支撐。2.主要技術(shù)內(nèi)容的論據(jù)（1）標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部立項(xiàng)的標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)為《農(nóng)機(jī)作業(yè)智能感知數(shù)據(jù)采集規(guī)范》，在征求意見(jiàn)過(guò)程中，幾位專(zhuān)家均提出，標(biāo)準(zhǔn)文件中并未重點(diǎn)突出智能感知，更突出信息感知，建議將智能修改為信息。起草工作組在充分討論的基礎(chǔ)上，將標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)最終修改為《農(nóng)機(jī)作業(yè)信息感知數(shù)據(jù)采集規(guī)范》。（2）標(biāo)準(zhǔn)范圍本文件規(guī)定了農(nóng)機(jī)作業(yè)過(guò)程中工況數(shù)據(jù)、定位數(shù)據(jù)、環(huán)境感知數(shù)據(jù)以及作業(yè)數(shù)據(jù)的采集要求、封裝形式及數(shù)據(jù)約束，描述了對(duì)應(yīng)的證實(shí)方法。本文件適用于農(nóng)場(chǎng)環(huán)境田間協(xié)同作業(yè)場(chǎng)景的農(nóng)機(jī)工況及作業(yè)信息管理。（3）術(shù)語(yǔ)和定義“術(shù)語(yǔ)和定義”主要對(duì)《農(nóng)機(jī)作業(yè)信息感知數(shù)據(jù)采集規(guī)范》中的“農(nóng)機(jī)”、“數(shù)據(jù)采集模塊”、“數(shù)據(jù)約束”、“工況數(shù)據(jù)”、“定位數(shù)據(jù)”、“環(huán)境感知數(shù)據(jù)”、“車(chē)輛控制單元”、“作業(yè)數(shù)據(jù)”進(jìn)行了規(guī)定。（4）農(nóng)機(jī)作業(yè)信息感知數(shù)據(jù)采集要求農(nóng)機(jī)應(yīng)設(shè)置數(shù)據(jù)采集模塊以收集數(shù)據(jù)。根據(jù)數(shù)據(jù)內(nèi)容不同，將農(nóng)機(jī)數(shù)據(jù)分為環(huán)境感知數(shù)據(jù)、工況數(shù)據(jù)、定位數(shù)據(jù)、作業(yè)數(shù)據(jù)等部分。數(shù)據(jù)收集匯總后，數(shù)據(jù)采集模塊應(yīng)以json的形式封裝機(jī)組內(nèi)的所有感知數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集模塊宜直接自農(nóng)機(jī)各模塊調(diào)取數(shù)據(jù)。農(nóng)機(jī)作業(yè)機(jī)組采集的數(shù)據(jù)應(yīng)至少包括：農(nóng)機(jī)工況數(shù)據(jù)、定位數(shù)據(jù)、環(huán)境感知數(shù)據(jù)、作業(yè)數(shù)據(jù)等。非自走式農(nóng)機(jī)應(yīng)至少采集作業(yè)數(shù)據(jù)。農(nóng)機(jī)應(yīng)有唯一識(shí)別碼。農(nóng)機(jī)定位數(shù)據(jù)中的時(shí)間戳應(yīng)作為唯一時(shí)間戳以確認(rèn)數(shù)據(jù)感知時(shí)間。農(nóng)機(jī)定位數(shù)據(jù)中的時(shí)間戳應(yīng)作為唯一時(shí)間戳以確認(rèn)數(shù)據(jù)感知時(shí)間。匯總后的感知數(shù)據(jù)宜封裝為3個(gè)對(duì)象，分別為數(shù)據(jù)對(duì)象、圖像對(duì)象及點(diǎn)云對(duì)象。其中圖像對(duì)象為封裝后的攝像頭數(shù)據(jù)，點(diǎn)云對(duì)象為封裝后的雷達(dá)數(shù)據(jù)。封裝后的數(shù)據(jù)對(duì)象應(yīng)由唯一識(shí)別碼及時(shí)間戳確定農(nóng)機(jī)及感知數(shù)據(jù)時(shí)間。對(duì)于有其他數(shù)據(jù)采集需求，可于json對(duì)象中增加數(shù)據(jù)類(lèi)別及指標(biāo)。（5）農(nóng)機(jī)工況數(shù)據(jù)要求“農(nóng)機(jī)工況數(shù)據(jù)要求”主要對(duì)農(nóng)機(jī)工況數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范（6）定位數(shù)據(jù)要求“定位數(shù)據(jù)要求”主要對(duì)定位數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范（7）環(huán)境感知數(shù)據(jù)要求“環(huán)境感知數(shù)據(jù)要求”主要對(duì)環(huán)境感知數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范（8）農(nóng)機(jī)作業(yè)數(shù)據(jù)要求“農(nóng)機(jī)作業(yè)數(shù)據(jù)要求”主要對(duì)各作業(yè)環(huán)節(jié)的農(nóng)機(jī)作業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范（9）農(nóng)機(jī)作業(yè)信息感知數(shù)據(jù)封裝要求農(nóng)機(jī)的數(shù)據(jù)采集模塊應(yīng)匯總所有數(shù)據(jù)，并統(tǒng)一打包為3個(gè)json數(shù)據(jù)對(duì)象。Json數(shù)據(jù)對(duì)象共分為四個(gè)層次：對(duì)象層次、類(lèi)別層次、功能層次、數(shù)據(jù)層次。（10）證實(shí)方法“證實(shí)方法”主要是對(duì)采集頻率及數(shù)據(jù)格式的證實(shí)方法進(jìn)行規(guī)范3.規(guī)范性引用情況引用文件《農(nóng)林拖拉機(jī)和機(jī)械串行控制和通信數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)第7部分：機(jī)具消息應(yīng)用層》（GB/T35381.7）引用文件《農(nóng)機(jī)作業(yè)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)數(shù)據(jù)交換技術(shù)規(guī)范》（NY/T3892-2021）引用文件《農(nóng)機(jī)具產(chǎn)品型號(hào)編制規(guī)則》（JB/T8574）引用文件《農(nóng)業(yè)機(jī)械衛(wèi)星導(dǎo)航自動(dòng)駕駛系統(tǒng)前裝通用技術(shù)條件》（T/CAAMM13-2018）三、試驗(yàn)驗(yàn)證報(bào)告，技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，預(yù)期經(jīng)濟(jì)效果通過(guò)本項(xiàng)目的實(shí)施，形成一套適應(yīng)農(nóng)機(jī)作業(yè)環(huán)境和自適應(yīng)感知技術(shù)特點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范農(nóng)機(jī)作業(yè)自適應(yīng)感知數(shù)據(jù)采集指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)據(jù)約束標(biāo)準(zhǔn)，為實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)智能化作業(yè)、無(wú)人化協(xié)同作業(yè)、全國(guó)農(nóng)機(jī)作業(yè)數(shù)據(jù)自適應(yīng)感知采集及數(shù)據(jù)共享提供重要基礎(chǔ)。通過(guò)農(nóng)機(jī)作業(yè)自適應(yīng)感知數(shù)據(jù)采集的規(guī)范化管理，加快推進(jìn)人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、5G等信息技術(shù)與農(nóng)機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的有機(jī)融合，推進(jìn)我國(guó)農(nóng)機(jī)產(chǎn)業(yè)向標(biāo)準(zhǔn)化、高效化、品牌化方向高質(zhì)量發(fā)展。四、與國(guó)際國(guó)外同類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)的比對(duì)情況本標(biāo)準(zhǔn)緊密結(jié)合我國(guó)農(nóng)業(yè)信息化理論與實(shí)踐，未開(kāi)展與國(guó)際、國(guó)外同類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)對(duì)比。五、引用、采用或參考國(guó)際國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)情況本標(biāo)準(zhǔn)為自主研制，不涉及采用國(guó)際或國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)的情況，且不涉及引用、參考國(guó)際國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)情況。六、與現(xiàn)行法律法規(guī)、強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系（一）與現(xiàn)行法律法規(guī)的協(xié)調(diào)性本標(biāo)準(zhǔn)不存在與有關(guān)現(xiàn)行法律法規(guī)的沖突或矛盾。（二）與強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性本標(biāo)準(zhǔn)不存在與強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的沖突或矛盾。（三）與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定規(guī)