ارائه یک الگوریتم تجزیه بوستروفدون اصلاح شده برای پیکربندی بهینه مزارع مسطح جهت استفاده در سامانه‌های طراحی مسیر وسایل نقلیه کشاورزی

ماشین های کشاورزی

مقاله 14، دوره 8، شماره 1 - شماره پیاپی 15، 1397، صفحه 171-183   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jam.v8i1.58398

نویسندگان

رحمان گودرزی¹؛ حسن صدرنیا^{* 1}؛ عباس روحانی¹؛ مصطفی نوری بایگی²

¹گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

²گروه مهندسی کامپیوتر، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

چکیده

در سال‌های اخیر، عرضه ربات‌های سیار و ماشین‌های مجهز به سامانه‌های هدایت خودکار برای کار در محیط‌های کشاورزی افزایش یافته است. طراحی مسیر برای این سامانه‌ها یک ضرورت است و هم‌چنین یک فرصت جدید برای بهبود بازدهی عملیات زراعی و کاهش اثرات زیست‌محیطی فرآهم آورده است. تاکنون راهکارهای زیادی برای برآورده کردن احتیاجات خاص مسئله طراحی مسیر در محیط کشاورزی ارائه شده‌اند. بخش مهم این راهکارها وجود یک توصیف بهینه و سریع از محیط عملیات به‌عنوان یک نقشه مبنا است. در این پژوهش، یک الگوریتم تجزیه‌ برای پیکربندی چندضلعی بیان‌گر محیط عملیات زراعی با ارتقاء روش تجزیه‌ سلولی بوستروفدون در رباتیک ارائه شده است. الگوریتم با ایده حداقل مواجهه با شرایط هزینه‌ساز برای کاهش هزینه با معیار مسافت‌های غیرمؤثر ناحیه سرگاهی طراحی شد و روی مجموعه‌ای از نمونه‌ها (شامل 18 مورد چند ضلعی‌های ساده تا پیچیده) اعمال گردید. سپس با مقایسه آن با حالت عدم تجزیه و روش تجزیه‌- ‌ادغام به‌‌عنوان یکی از سریع‌ترین روش‌ها ارزیابی شد. الگوریتم در زمان پردازش بسیار اندک (زیر 100 میلی‌ثانیه و ده‌ها برابر سریع‌تر از روش تجزیه‌- ‌ادغام) نتایجی بهینه، به‌ویژه در محیط‌های پیچیده ارائه کرده است. نتایج، به‌طور متوسط دو درصد کاهش هزینه را نسبت به حالت عدم تجزیه و روش تجزیه‌- ‌ادغام نشان می‌دهد و گستره آن از 8- تا 14 درصد نسبت به حالت عدم تجزیه و تا 12درصد نسبت به روش تجزیه-‌‌ ادغام است. دیگر مزایای الگوریتم، دست‌یابی به پوشش کامل و سازگاری با انواع شکل مزرعه و ماشین‌های زراعی است.

کلیدواژه‌ها

پیکربندی مزرعه؛ تجزیه بوستروفدون؛ طراحی مسیر؛ مزارع مسطح؛ وسایل نقلیه کشاورزی

مراجع