發(fā)布時(shí)間：2020-07-30 04:22

【摘要】：精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)(Precision Agriculture,PA)的概念自上世紀(jì)末提出以來(lái)得到世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。我國(guó)也在新世紀(jì)提出了構(gòu)建農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)測(cè)控體系的建設(shè)要求,大力推動(dòng)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的建設(shè)。通過(guò)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù),人類(lèi)可以從作物種植、田地耕作、土壤施肥、產(chǎn)品加工與運(yùn)輸?shù)榷喾矫鎸?duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與調(diào)控,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)。如今,精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的研究結(jié)合了地理信息系統(tǒng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)、全球定位系統(tǒng)和遙感等技術(shù),從硬件、軟件和算法等方面持續(xù)推進(jìn)。本課題主要研究精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中,農(nóng)機(jī)作業(yè)數(shù)據(jù)平臺(tái)、作業(yè)質(zhì)量測(cè)算以及作業(yè)任務(wù)規(guī)劃等技術(shù)的理論與實(shí)現(xiàn)。首先,本文研究了農(nóng)機(jī)精準(zhǔn)作業(yè)數(shù)據(jù)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和用戶(hù)交互三大模塊、智能手機(jī)終端和WebGIS服務(wù)器兩大組件的原理與功能進(jìn)行分析,本文實(shí)現(xiàn)了農(nóng)機(jī)軌跡數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、作業(yè)信息的可視化與設(shè)備信息的集中管理,并為后續(xù)的作業(yè)質(zhì)量精準(zhǔn)測(cè)算提供了數(shù)據(jù)支持。然后,本文研究了作業(yè)質(zhì)量精準(zhǔn)測(cè)算算法。傳統(tǒng)作業(yè)質(zhì)量測(cè)算算法大多無(wú)法避免不規(guī)則作業(yè)或重復(fù)耕作帶來(lái)的較大計(jì)算誤差,或存在時(shí)間復(fù)雜度較高的問(wèn)題。本文通過(guò)一系列的預(yù)處理算法,將無(wú)效作業(yè)數(shù)據(jù)濾除,使數(shù)據(jù)密度得到了提升,并在此基礎(chǔ)上提出了基于柵格的作業(yè)合格率算法和基于Delaunay的作業(yè)地塊重建算法。本文設(shè)計(jì)的作業(yè)質(zhì)量測(cè)算算法原理清晰,實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便,且對(duì)于計(jì)算復(fù)雜的耕作軌跡的作業(yè)質(zhì)量具有較高的精確度。最后,本文還針對(duì)農(nóng)機(jī)作業(yè)中的任務(wù)調(diào)度問(wèn)題研究了帶有時(shí)間窗口要求的作業(yè)任務(wù)規(guī)劃算法。本文對(duì)農(nóng)機(jī)作業(yè)任務(wù)規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行了分析與數(shù)學(xué)建模,并給出兩種傳統(tǒng)算法。針對(duì)傳統(tǒng)算法求解中、大規(guī)模作業(yè)任務(wù)規(guī)劃問(wèn)題時(shí)的性能瓶頸,本文在蟻群優(yōu)化的基礎(chǔ)上構(gòu)建了一種新的作業(yè)任務(wù)規(guī)劃算法。仿真結(jié)果表明,在作業(yè)任務(wù)或待分配農(nóng)機(jī)數(shù)目較多時(shí),該算法可以快速求得較高收益的可行分配方案。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：S23

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本文編號(hào)：2775008