一种全区域农机作业行驶方法

文档序号:31848986发布日期:2022-10-19 00:32阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种全区域农机作业行驶方法,其特征在于:其包括以下步骤,(s1)获取规则农田的位置信息;(s2)根据农田的位置信息,计算农田的宽度和长度;(s3)输入农机的作业幅宽,将农田划分为若干等宽的作业行;(s4)对构成农田作业行的两端的中点按规则编号,建立全区域农田模型;(s5)输入农机的最小转弯半径和农机数量,在全区域农田模型的基础上,建立全区域农机协同作业路径规划模型;(s6)设计全区域农机协同作业路径规划算法,并求解农机协同作业路径规划模型;(s7)输出各台农机的作业路径以及作业指标。2.如权利要求1所述的全区域农机作业行驶方法,其特征在于:所述(s1)中,使用gps差分定位仪获取目标农田的四个顶点的坐标。3.如权利要求1或2所述的全区域农机作业行驶方法,其特征在于:所述(s4)中,建立全区域农机协同作业路径规划模型的具体步骤为,(s401)定义变量其中,x
pi
为第p台农机是否遍历坐标点i的决策变量;r
p
={i|x
pi
=1};其中,rp为第p台农机遍历的坐标点集合,构成该农机的作业路径;(s402)设置3个不同的目标函数,包括目标函数一、目标函数二和目标函数三;(s403)设置约束条件。4.如权利要求3所述的全区域农机作业行驶方法,其特征在于:所述(s402)中,目标函数一具体为,其中,y
p
为第p台农机的行驶路径长度;y
tp
为第p台农机的转弯路径长度;y
ts
为多机的转弯路径总长度,为第p台农机遍历的第q个坐标点到第q+1个坐标点之间的距离;所述目标函数二具体为,考虑到农机直线作业速度和转弯速度不同,并忽略农机在转弯过程中速度的微小变化,
其中,t
fm
为多机的行驶总时间;t
pm
为第p台农机的行驶总时间;t
sp
是第p台农机的转弯时间;t
tm
为多机的转弯总时间,v
t
为农机转弯速度,β
p
为第p台农机遍历的作业行数量;所述目标函数三具体为,minμ为最小化作业均衡率,y
p’为第p’台农机的行驶路径长度,p’为农机的序号。5.如权利要求3所述的全区域农机作业行驶方法,其特征在于:所述约束条件为其中,n
pq
表示第p台农机遍历第q个坐标点的决策变量;n为构成农田的坐标点的数量;n
q
≥2;α
p
(q)∈r
p
,,其中,x
pi
为第p台农机是否遍历坐标点i的决策变量,n
q
为每台农机遍历的坐标点数量,α
p
(q)为第p台农机遍历的第q个坐标点,r
p
为第p台农机遍历的坐标点集合,i为坐标点序号。6.如权利要求1~3任一项所述的全区域农机作业行驶方法,其特征在于:所述全区域农机协同作业路径规划算法具体包括以下步骤,(s601)计算距离矩阵d;(s602)初始化参数,设置农机数量m,构成农田的坐标点数量n,虚拟点集合q,总坐标点数量m=n+m-1;当前作业路径τ和新作业路径τ

;当前作业路径相邻坐标点间距离集合δ和新作业路径相邻坐标点间距离集合δ

,其中元素个数为p;当前作业路径累积长度集合f;各层已遍历坐标点集合φ1~ф
m
,初始回溯坐标点数量h=5;(s603)p=q=i=1;(s604)从v中随机选取1个坐标点c
i
作为出发点,c
i
满足且c
i
∈v,将其存储进遍历序列τ和集合φ
q
;(s605)将q+1后的值赋给新的q;(s606)农机遍历的下一坐标点为n+1-c
i
,将其存储进遍历序列τ和集合φ
q
,计算坐标点c
i
和n+1-c
i
之间的距离,存储进δ(p);(s607)判断τ中元素个数是否为m,若是,则证明已经得到一条完整的作业路径,根据δ计算当前作业路径的累积长度集合f,计算τ中最后h个坐标点中虚拟点的个数n,然后进入回溯阶段,回溯结束,转至步骤(s610);若不是则继续向下遍历;(s608)n+1-c
i
是否来自集合h1,若是,将q+1后的值赋给新的q,下一坐标点c
i+1
满足且{c
i+1
∈{h1∪q}},存储进τ和φ
q
,转至下个步骤,若不是,将q+1后的值赋给新的q,下
一坐标点c
i+1
满足且{c
i+1
∈{h2∪q}},存储进τ和φ
q
,转至下个步骤;(s609)判断c
i+1
是否属于集合q,若是,将q+1后的值赋给新的q,遍历下一坐标点c
i+2
,其满足{c
i+2
∈h1|n+1-c
i
∈h1}或{c
i
∈h2|n+1-c
i
∈h2},存储进τ和φ
q
,将p+1后的值赋给新的p,i+2后的值赋给新的i,返回步骤(s605);若不是,将p+1后的值赋给新的p,计算坐标点n+1-c
i+1
和c
i+1
之间的距离,存储进δ(p),再次将p+1后的值赋给新的p,i+1后的值赋给i,转至步骤(s605);(s610)判断h是否等于m-1,若是,则继续判断φ1中的元素个数是否为n,若是,表示已完成所有遍历过程,输出最优作业路径及其长度;若不是,则表示需要更新原始出发点,返回步骤(s603)。

技术总结
本发明公开了一种全区域农机作业行驶方法,其包括以下步骤:(S1)获取规则农田的位置信息;(S2)根据农田的位置信息,计算农田的宽度和长度;(S3)输入农机的作业幅宽,将农田划分为若干等宽的作业行;(S4)对构成农田作业行的两端的中点按规则编号,建立全区域农田模型;(S5)输入农机的最小转弯半径和农机数量,在全区域农田模型的基础上,建立全区域农机协同作业路径规划模型;(S6)设计全区域农机协同作业路径规划算法,并求解农机协同作业路径规划模型;(S7)输出各台农机的作业路径以及作业指标;本发明使得各台农机的作业任务更均衡,运行效率高。运行效率高。运行效率高。


技术研发人员:张瑞宏 奚小波 高文杰 张剑峰 苏伟 张翼夫 瞿济伟 金亦富
受保护的技术使用者:扬州大学
技术研发日:2022.06.22
技术公布日:2022/10/18
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