[发明专利]一种智能果园路径规划方法

说明书

本发明提供一种智能果园路径规划方法，涉及路径规划技术领域。本发明对果园内农药喷洒路径的确定以及农产品采摘路径进行研究，利用Dijkstra算法和Floyd算法以及MATLAB工具分析研究了简化模型的农药喷洒路径，确定了小车遍历完所有节点的最优路径及最优路径的数值，从而确定了适用该模型的果园果实采集或农药喷洒的最优路径。

技术领域

本发明涉及路径规划技术领域，尤其涉及一种智能果园路径规划方法。

背景技术

随着中国经济的不断发展，城市日新月异，科技化自动化水平不断提高，但是相比之下，农村的现代化水平有待改善。尽管“村村通”这一系统工程的开展使农村的交通情况得到了很大的改善，尤其对于果农而言，果农不再为农产品如何运输烦恼，但是在规模比较大的果园内农药喷洒路径的确定以及农产品采摘路径等的确定依然是一个重要的研究问题,就农药喷洒而言，选择合适的喷洒路径，不仅节省了人力油费，还减少了农药的浪费。本文就是在此研究背景的基础上，对果园内农药喷洒或者农作物采摘等最优路径的选择进行研究分析。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种智能果园路径规划方法。

本发明所采取的技术方案是一种智能果园路径规划方法：包括以下步骤：

步骤1：对果园内的实际分布格局进行简化，建立果园简化模型；

步骤2：对简化模型进行参数设置，包括果树位置，小车位置的初始化设置，果树距离、小车距果树的距离设置，以及小车必经路径的节点设置；

步骤3：分别利用Dijkstra算法和Floyd算法研究了简化模型的小车行驶路径，计算了小车遍历完所有节点的路径的数值；

所述的Dijkstra算法是从一个顶点到其余各顶点的最短路径，即单源最短路径算法，使用广度优先搜索策略，以起始点为中心向外层层扩展，直到扩展到终点为止，根据步骤1建立的果园简化模型建立邻接矩阵X＝[a][b]，矩阵对应点为两节点之间的最短距离，两节点重合记为0，不接触记为无穷大，对距离最短距离节点进行累加即可获得最短路径；

所述的Floyd算法是一种利用动态规划思想寻找给定的加权图中多源点之间最短路径的算法，从任意一条单边路径开始，所有两点之间的距离是边的权，如果两点之间没有边相连，则权为无穷大；对于每一对顶点i和j，判断是否存在一个顶点k使得从i到k再到j比已知的路径更短，如果存在则对顶点进行更新，如果不存在这说明ij此时距离最短；

根据步骤1建立的果园简化模型建立邻接矩阵D＝[i][j]，如果从顶点i到顶点j有路可达，则D[i][j]＝d，d表示该路径的长度；否则D[i][j]＝∞；定义一个矩阵P用来记录该路径上所插入点的信息，P[i][j]表示从顶点i到顶点j需要经过的点，初始化P[i][j]＝j，把从顶点i到顶点j路径上各个插入点插入简化模型中，依次比较插点后的路径距离与原来的距离，设k_g为插入点，g＝0,1，…n；从初始插入点k₀开始，比较D[i][k₀]+D[k₀][j]与D[i][j]的值，若D[i][k₀]+D[k₀][j]<D[i][j]，则D[i][j]＝D[i][k₀]+D[k₀][j]，P[i][j]＝k₀，k₀表示找到的距离更短的点，在D中包含有两点之间最短道路的信息，而在P中则包含了最短通路径的信息，并继续比较D[i][k_g]+D[k_g][j]与D[i][j]的值，若D[i][k_g]+D[k_g][j]≥D[i][j]，则该插入点不是距离更短的点，继续比较下一组D[i][k_g]+D[k_g][j]与D[i][j]的值；