一種成熟果實(shí)智能采集車的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及果園采集領(lǐng)域，具體設(shè)及一種成熟果實(shí)智能采集車。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)在的果園占地面積往往很大，當(dāng)人們采集果實(shí)時(shí)，往往需要在不同的地方采集。 由于果實(shí)采集工作的各個(gè)采集點(diǎn)往往散落在相互距離較遠(yuǎn)的區(qū)域，因此采集車是果實(shí)采集 工作一個(gè)很重要的工具。
[0003] 如何根據(jù)不同的采集目的地和到達(dá)各個(gè)目的地的要求時(shí)間來選擇一條能最大限 度節(jié)約采集車運(yùn)行成本的路徑，是一個(gè)亟需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種成熟果實(shí)智能采集車。
[0005] 本發(fā)明的目的采用W下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0006] -種成熟果實(shí)智能采集車，用于遠(yuǎn)距離多個(gè)目的地的果實(shí)采集，包括采集車和安 裝在采集車上的導(dǎo)航儀，其特征是，導(dǎo)航儀具體包括信號(hào)模塊、處理模塊和生成模塊；
[0007] 信號(hào)模塊，用于接收用戶輸入的本輪次的多個(gè)采集目的地W及到達(dá)各個(gè)目的地的 預(yù)計(jì)要求時(shí)間；
[000引處理模塊，用于根據(jù)本輪次的采集目的地和事先輸入的地理環(huán)境信息選擇最優(yōu)路 徑，具體包括：
[0009]模擬模塊：
[0011] 其中，minS為采集過程中的最低成本;m為當(dāng)前采集車的總數(shù);U為目的地?cái)?shù)量;bo 為單位距離碳排放成本；《 0為碳排放系數(shù)；O 0為空載時(shí)單位距離燃料消耗量;f U為目的地 Ki = I，2,…，U)到目的地j(j = l，2,…，U)之間的距離;C為采集車的載重量;H為采集車的
[0012] 最大載重量；0^3滿載時(shí)單位距離燃料消耗量； 「 1 采集率k從目蔭地i巧駛到目的地j 山一化日心_五,、山+口^
[OOU] y祁二\ …t ;Ti為義集車提前到達(dá)損失 I 0 其他 系數(shù)，TiS左為于時(shí)刻G提前到達(dá)目的地i時(shí)的成本損失，T2為采集車遲到損失系 數(shù)，馬玄&〇(句- 〇i)為延遲至?xí)r刻0到達(dá)目的地i時(shí)的成本損失，提前到達(dá)損失系數(shù)和遲到 損失系數(shù)用于考量采集車到達(dá)每一個(gè)目的地的準(zhǔn)點(diǎn)情況，Tl和T2為人為設(shè)定的系數(shù)；
[0014]機(jī)會(huì)模塊:假設(shè)共有R個(gè)節(jié)點(diǎn)，T U(t)表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j之間的跟蹤素強(qiáng)度， 丫 IJ(O)=K化為數(shù)值較小的常數(shù)），采集車在運(yùn)動(dòng)過程中根據(jù)跟蹤素強(qiáng)度選擇轉(zhuǎn)移方向，貝U 采集車k化=1，2,. . .，m)從節(jié)點(diǎn)i轉(zhuǎn)移到節(jié)點(diǎn)j的概率為：
當(dāng)j臣Ar 其化
[OOW 其中，g EAk ;Ak= {0,1，???，R-U-Bk表示采集車k下一步允許選擇的點(diǎn)的集合，隨時(shí) 間呈動(dòng)態(tài)變化，Bk(k=l，2,…，m)為第k輛采集車的禁忌表，用來記錄采集車k已采集過的 點(diǎn)；饑j(。為啟發(fā)式因子，表示t時(shí)刻由節(jié)點(diǎn)巧Ij節(jié)點(diǎn)j的期望程度，一般取機(jī)j(f)二] 信息啟發(fā)式因子，y為期望啟發(fā)因子;a(i，j)為下一個(gè)目的地的時(shí)間度;日為下一個(gè)目的地的 時(shí)間度相對(duì)重要性；
[0017]更新模塊：引入優(yōu)化變量Xij (t)，其滿足Xij(t+1)=誠(t) [ I-Xij(t)]，其中O為控制 變量，得出優(yōu)化的跟蹤素更新規(guī)則：
[001 引 丫 ij(t+l) = (l-C) 丫 ij(t)+A 丫 ij(t)+yXij(t)
[0019]其中，么.巧的=玄監(jiān)1么域的，
第k輛采集車在本次循環(huán)中經(jīng)過路徑（i，P 心W中一 ，F(xiàn)k為第k輛義 其他 集車在本次循環(huán)中所走路徑長度，I為跟蹤素強(qiáng)度的常數(shù)，A )^(〇表示在本次循環(huán)中第k輛 采集車在路徑Q，j)上留下的跟蹤素強(qiáng)度;C為跟蹤素全局揮發(fā)因子，Ce [0，1]，且C為根據(jù) 如下公式動(dòng)態(tài)調(diào)整的麵-;(t + 1) = "^1胃1>/>^|"|"，其中(。1。是人為設(shè)定的最 Umia 否則 小值；A 丫 u(t)表示本次循環(huán)中所有采集車在路徑（i，j)上留下的跟蹤素強(qiáng)度的總和;y為 可調(diào)節(jié)系數(shù)；
[0021 ]初始模塊:令迭代次數(shù)孤=0，進(jìn)行參數(shù)初始化，調(diào)整各路徑跟蹤素;產(chǎn)生一個(gè)范圍 為[0，1 ]的隨機(jī)數(shù)P，若P <給定常數(shù)P 0，按照下式選擇下一個(gè)節(jié)點(diǎn)j : J = a巧max{Ly(U)]中X如乂〇]；? X的乂〇邱，其中IEAk;否則根據(jù)機(jī)會(huì)模塊中的概率 公式選擇下一個(gè)節(jié)點(diǎn)j，將j加入數(shù)組Bk中，重復(fù)直至所有的節(jié)點(diǎn)任務(wù)完成，得到模擬算法的 初始集Si ;
[0022] 最優(yōu)解模塊:從當(dāng)前的初始集中生成一組新的可行解&，目標(biāo)值變化量A S = Sj-Si,若AS<0,則接受新的可行解&為最優(yōu)解;否則考慮偏差的影響:r = exp(-AS/N(t))，其 中N為隨時(shí)間變化的量，若r>l，則接受&為最優(yōu)解，否則不接受新的可行解，最優(yōu)解仍為Si;
[0023] 判斷模塊:找出最優(yōu)解后，判斷新的路徑是否存在超載現(xiàn)象，若超載則重新產(chǎn)生可 行解，若不超載則接受新可行解為最優(yōu)解；當(dāng)前最優(yōu)解小于某一特定值時(shí)，進(jìn)行跟蹤素更 新；如果本輪列表Bk中無數(shù)據(jù)更新，則產(chǎn)生一個(gè)[0，U范圍的隨機(jī)數(shù)U，若61+62+，…，ei-i<u < ei+62+，…，ei，則選擇概率為ei的候選采集車作為下一個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)；
[0024] 生成模塊：用于輸出計(jì)算出的最優(yōu)路徑，令迭代次數(shù)DD = DD+1，若DD<DDmax，根據(jù) 跟蹤素更新規(guī)則，按照公式N(t+l)=N(t).v進(jìn)行清空Bk列表，其中ve[0，l]，回到初始模 塊，重新產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)P ;若DD = DDmax，則輸出最優(yōu)解作為最優(yōu)路徑。
【附圖說明】
[0025] 利用附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限 審IJ，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可W根據(jù)W下附圖獲得 其它的附圖。
[0026] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
[0027] 附圖標(biāo)記:信號(hào)模塊-1;模擬模塊-3;機(jī)會(huì)模塊-5;更新模塊-7;初始模塊-9;最優(yōu) 解模塊-11;判斷模塊-13;生成模塊-15。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 結(jié)合W下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0029] 如圖1所示的一種成熟果實(shí)智能采集車，用于遠(yuǎn)距離多個(gè)目的地的果實(shí)采集，包括 采集車和安裝在采集車上的導(dǎo)航儀，導(dǎo)航儀具體包括信號(hào)模塊1、處理模塊和生成模塊15;
[0030] 信號(hào)模塊1，用于接收用戶輸入的本輪次的多個(gè)采集目的地W及到達(dá)各個(gè)目的地 的預(yù)計(jì)要求時(shí)間；
[0031] 處理模塊，用于根據(jù)本輪次的采集目的地和事先輸入的地理環(huán)境信息選擇最優(yōu)路 徑，具體包括：
[0032] 模擬模塊3:
[0034] 其中，minS為采集過程中的最低成本;m為當(dāng)前采集車的總數(shù)，如果只有一輛采集 車工作，那么m= 1; U為目的地?cái)?shù)量;bo為單位距離碳排放成本；W 0為碳排放系數(shù)；CD0為空載 時(shí)單位距離燃料消耗量;fu為目的地i(i = l，2,…，U)到目的地j(j = l，2,…，U)之間的距 離;C為采集車的載重量;H為采集車的最大載重量；0^3滿載時(shí)單位距離燃料消耗量； (1 采集車k從目的地i行駛到目的地j 、，一 A ^ ^、丄
[0035] Jjjfc = I __ ? Tl為義集車提自U到達(dá)虹失
[0 其他 系數(shù)，Ti - W為于時(shí)刻G提前到達(dá)目的地i時(shí)的成本損失，T2為采集車遲到損失系 數(shù)，屯:gin化-初0為延遲至?xí)r刻0到達(dá)目的地i時(shí)的成本損失，提前到達(dá)損失系數(shù)和遲到 損失系數(shù)用于考量采集車到達(dá)每一個(gè)目的地的準(zhǔn)點(diǎn)情況，Tl和T2為人為設(shè)定的系數(shù)；
[0036] 機(jī)會(huì)模塊5:假設(shè)共有R個(gè)節(jié)點(diǎn)，丫 u(t)表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j之間的跟蹤素強(qiáng) 度，丫 U(O) =K化為數(shù)值較小的常數(shù)），采集車在運(yùn)動(dòng)過程中根據(jù)跟蹤素強(qiáng)度選擇轉(zhuǎn)移方向， 則采集車k化=1，2,. . .，m)從節(jié)點(diǎn)i轉(zhuǎn)移到節(jié)點(diǎn)j的概率為：
當(dāng)j巨如 其他
[003引其中，geAk;Ak={0，l，…，R-U-Bk表示采集車k下一步允許選擇的點(diǎn)的集合，隨時(shí) 間呈動(dòng)態(tài)變化，Bk(k=l，2,…，m)為第k輛采集車