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[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
李文峰 徐蕾 杨琳琳 刘文荣 潘坤 李超
摘要：［目的］针对丘陵地区因田块碎片化和障碍物影响农业机器人作业的情况。本研究旨在提出一种基于改进蚁群算法和A*算法相结合的多田块路径规划方法。［方法］通过无人机构建农田遥感影像，利用栅格法对农田进行环境建模，再进行子区的划分与合并，在蚁群算法中引入区域启发函数，对不同区域内的移动代价作区分，并通过人工增加最优路径中的信息素浓度和建立自适应信息素挥发系数，对信息素更新方法进行改进，以此求解作业子区间的最优遍历顺序，利用具有启发式搜索功能的A*算法进行子区连接路径规划，最终实现多田块路径规划。［结果］MATLAB仿真试验结果表明，在子区数量为40时，采用改进蚁群算法进行规划的平均路径长度比传统的蚁群算法减少了3.19%，平均迭代收敛次数减少了79.5%；在路径遍历仿真试验中，农业机器人遍历路径覆盖率能达到100%，路径重复率为6.48%。利用农田无人机遥感影像和田间作业参数进行自然环境的仿真试验，进一步验证了该方法的有效性。［结论］本研究提出的方法能有效解决丘陵地区农业机器人多田块路径规划问题，可为丘陵地区农业机器人大面积作业提供路径参考与技术支持。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
唐灿 宗望远 黄小毛 罗承铭 李文成 王绍帅
针对含障碍物多田块条件下的多台农用无人机路径规划问题,研究提出一套完整的多无人机协同作业路径优化算法解决方案。以最小转移路径长度为作业优化目标,先基于多边形扫描填充算法计算出水平航向条件的初始覆盖作业航线,对航线间危险转移过程进行安全边界相交性测试,每单一田块分别采用凸多边形"最小跨度法"和非凸多边形"步进旋转法"优化作业航向。然后建立航线调度及航次规划数学模型,并基于Google OR-Tools开源优化软件套件进行求解。对比不同航线组合调度策略下的作业效果,以及考虑消耗品补给时的OR-Tools 5种优化搜索策略算法与无人机沿航向方向等面积划分算法的作业优化效果。针对4组假想田块和真实田块的算例仿真试验表明,该算法能够有效地实现多田块在满足各种约束条件下的多机协同路径规划,算法耗时70～552 s,相比于等面积划分算法,航线间转移路径总长度下降24.86%～47.10%。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
倪建云 李浩 谷海青 杜合磊 吴杰 薛晨阳
针对B-RRT算法在进行路径规划时存在的采样效率低、路径冗长且不光滑，以及无法实时避障等问题，该文提出了基于改进的可变采样区域双向RRT（VSRB-RRT）和DWA的避障路径规划融合算法。在全局规划过程中，改进VSRB-RRT算法使用可变采样区域和目标偏置策略相结合的方法，加快了收敛速度并提高了采样效率，并使用贪婪优化、迭代优化和关键点优化生成代价低且光滑可执行的路径。在局部规划过程中，以改进VSRB-RRT算法规划的路径为指引，选取路径上的关键点，并使用改进DWA算法在关键点分段路径上分段规划。仿真实验表明：改进VSRB-RRT算法具有较好的搜索效率，能够以最少的时间和最稳定的效率获得最优路径，同时也验证了融合算法在实时避障路径规划时的有效性。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
杨振舰 庄亚楠 陈亚东
针对建筑机器人在施工现场获取地图信息时间长且需要规划出一条全局的、能实时避障的路径等问题，该文提出了一种应用建筑信息模型（building information model，BIM）技术建立导航地图并进行路径规划的算法。根据BIM模型中的信息对传统RRT算法进行优化改进，提出了IRRT（Improved Rapid-exploration Random Tree）算法。首先将原有的固定步长改为动态步长，通过判断与目标点的远近界定步长大小，避免了节点的盲目扩张；其次，对随机采样点的生成范围进行了约束，并设置一个同时考虑目标点和随机点的权重来解决传统RRT算法中新生成点仅由随机采样点单一决定的问题；算法陷入最小值时选取随机扰动策略进行逃脱；最后在全局路径的相邻节点间使用动态窗口法进行局部避障。实验仿真结果表明IRRT算法比传统RRT算法在搜索速度上快了3倍多，平均路径比改进前减少25.56%，平均节点减少8.92%，加入动态窗口法后有效提高了机器人实时避障能力，更适合多变室内环境使用。
[期刊] 物流技术
[作者]
杨凌云 陈花 赵岩 方辉
针对SLAM导航机器人在医院运输的应用，由于DWA算法存在速度控制不平滑、易产生振荡、易陷入局部最优等不足，提出一种改进的DWA算法，将运输过程中加减速导致所运输物品受力的情况作为算法效能评价指标嵌入DWA算法，通过对动态窗格分区域评估，使得机器人运行曲线更加平滑、减小被运送物体的振荡，显著提升了机器人的运行安全、平稳性，同时降低了机器人运行过程的综合能耗。通过仿真分析验证了该优化算法的有效性。
[期刊] 物流技术
[作者]
李志鹏 李明
针对传统蚁群算法中初期路径搜寻盲目、启发式函数作用较小、信息素更新规则单一、动态窗口法缺少全局性指导等问题，提出了基于改进蚁群算法的全局路径规划，通过改进初始信息素，提高了算法初期的寻径效率；通过改进启发式函数，减少了算法收敛的时间；通过改进信息素更新规则，同时考虑了路径长度和能耗，增加了路径的优越性。之后将改进后的蚁群算法与动态窗口法相融合，增加了动态窗口法中的评价函数，使动态窗口法沿改进蚁群算法最优路径进行实时的局部路径规划，令路径的静态全局最优和动态实时规划得到了兼容。仿真实验表明，改进后的蚁群算法相较传统算法迭代速度更快，转弯次数更少，融合后的算法在复杂环境中可以精确地实时路径规划，充分证明了该融合算法的可行性。
[期刊] 物流技术
[作者]
李志鹏 李明
针对传统蚁群算法中初期路径搜寻盲目、启发式函数作用较小、信息素更新规则单一、动态窗口法缺少全局性指导等问题，提出了基于改进蚁群算法的全局路径规划，通过改进初始信息素，提高了算法初期的寻径效率；通过改进启发式函数，减少了算法收敛的时间；通过改进信息素更新规则，同时考虑了路径长度和能耗，增加了路径的优越性。之后将改进后的蚁群算法与动态窗口法相融合，增加了动态窗口法中的评价函数，使动态窗口法沿改进蚁群算法最优路径进行实时的局部路径规划，令路径的静态全局最优和动态实时规划得到了兼容。仿真实验表明，改进后的蚁群算法相较传统算法迭代速度更快，转弯次数更少，融合后的算法在复杂环境中可以精确地实时路径规划，充分证明了该融合算法的可行性。
[期刊] 物流技术
[作者]
詹长书 李正娇
根据鲜活农产品"易腐"等自身特点、客户的消费特点以及目前鲜活农产品配送中存在的问题,基于VRP理论,构建物流配送路径优化模型,应用改进的蚁群算法对模型进行求解,满足顾客对时间、质量的要求,降低配送成本,提高顾客满意度。
[期刊] 图书情报工作
[作者]
王秀红 高敏
[目的/意义]好的关键技术识别方法能够更好地为各层各级的关键技术识别、预测和研发提供支撑。[方法/过程]提出基于BERT-LDA模型的关键技术识别方法,通过将BERT与LDA相结合,以弥补单一使用LDA主题模型缺乏上下文语义信息的缺陷,并以农业机器人为例进行实证研究。具体包括以下过程:(1)基于python构建BERT语义特征向量和LDA主题特征向量,将其在高维空间进行向量拼接,利用自编码器学习连接向量的低维潜在空间表示;(2)在潜在空间表示上使用K-means算法实现语义关联聚类,得到二维聚类效果图及关键技术主题词云图;(3)进行关键技术判定;(4)在农业机器人技术领域,与基于德温特TI专利软件的专利分析结果和《中国制造2025》重点领域技术路线图中农业装备关键共性技术清单对比,实证本方法的有效性。[结果/结论]研究表明:BERT-LDA模型提高了主题聚类的连贯性及细粒度划分的精准度;具有很好的关键技术识别精准率和召回率;对识别的不同数据库和出版类型的文献数据集具有较好的包容性与兼容性,适应性强;可广泛应用于各类关键技术的识别。
[期刊] 情报理论与实践
[作者]
王秀红 王欣 王少凡 刘浩东 张宗毅
[目的/意义]识别颠覆性技术有助于在制定研发和市场战略布局中获得首发优势，如何在大数据背景下综合提高颠覆性技术识别的精准率、召回率和识别效率至关重要。[方法/过程]结合机器学习与专家知识，首先，构建SimCSE-LDA语义相似度表征模型，以深入挖掘专利摘要中隐含的关键技术主题，实现更深层次的显著特征主题识别，并通过聚类效果评价指标检验其识别效果，进一步结合专家知识判定关键技术主题名称，对主题间内在联系判定，最终识别出关键技术。其次，运用突变性表征颠覆性技术内在特质，基于CBLOF算法对关键技术主题进行异常检测，将计算得到的技术主题异常分数作为判断技术突变程度的依据，从而识别出颠覆性技术。最后，结合领域专家知识和《中国制造2025》验证颠覆性技术识别效果。[结果/结论]以农业机器人为例，以德温特专利数据库的DWPI英文改写专利摘要文本为数据源，进行实证分析，验证了该颠覆性技术识别方法的可行性与有效性。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
王树才
简述了农业机器人的主要应用领域,包括移栽机器人,喷药机器人、蔬菜嫁接机器人,蔬菜水果采摘 机器人、果实分级机器人、林木球果采集机器人等。论述了农业机器人应用的特点和开发、研究农业机器人的支 撑技术以及农业机器人的应用前景。
关键词：
农业机器人 应用 综述
[期刊] 生态经济
[作者]
陈志 江治杰 刘瑶
随着我国经济持续向好发展,物流业也随之发展迅速,绿色物流已成为当前物流行业研究的热点课题。论文通过高德地图APP测算两地之间的高速距离和非高速距离作为配送实际距离,将配送车辆载重作为约束条件,建立碳排放成本、固定成本、高速通行成本以及配送时间成本的综合成本最小的物流配送路径模型。由于基本蚁群算法易陷入局部最优,文章首先对基本蚁群算法的随机转移规则和启发函数做相应改进,然后在信息素更新时引入混沌初始化和混沌扰动,用这种改进的蚁群算法求解文章建立的不同路段下低碳物流配送路径优化问题。实例仿真对比试验表明:改进的蚁群算法能有效地搜寻到更小的综合成本,明显优于基本蚁群算法,说明了改进的蚁群算法的有效性以及模型的合理性。
[期刊] 物流技术
[作者]
吴延峰 韩鹏飞 田凯
针对带有并行时间窗的车辆路径问题，提出了一种基于改进蚁群算法的路径规划方法，克服了目前蚁群算法无法求解初始时间窗发生冲突的局限性。首先，建立以路径最短为优化目标的VRPPTW数学模型，对并行时间窗问题进行了定义。其次，针对传统蚁群算法的缺点，提出改进蚁群算法，该算法首先对硬时间窗进行排序，接着通过初始时间窗重复的个数确定初始蚂蚁数量，并行的多只蚂蚁并行共享访问列表，依据订单顺序计算每只蚂蚁前往下一站的概率。最后，针对某企业物流数据，编写Python程序，借助百度地图API批量获取各地间的实地距离，运用改进的蚁群算法分别求出5个接驳点车辆集货最短路径，得出了最优路径规划方案，证实了算法的有效性。
[期刊] 海洋渔业
[作者]
张寒野 凌建忠
分别以遗传算法与蚁群算法对２３个站位的海洋渔业资源调查路径进行规划，寻找其最优路径。求解结果表明，遗传算法和蚁群算法都能找到同样的最短路径，比实际路径缩短了８．３２％的里程。蚁群算法求得的平均路径长度小于遗传算法，但所耗时间比遗传算法多一倍左右。
[期刊] 工业工程与管理
[作者]
张建同 宋玉坚 叶春明
为提升集装箱运输系统的运输效率,以进口港口为背景,研究了多堆场集装箱卡车运输路径规划问题。通过图建模将问题转化为非对称多旅行商问题,建立了带时限约束的以最小化总工作时间为目标的线性混合整数规划数学模型。鉴于问题的复杂性,提出了给定序列的动态规划分割算法以及生成序列的改进蚁群算法,以此构造了求解该问题的混合蚁群算法。数值实验表明,混合蚁群算法在优化性能上明显优于禁忌算法和遗传算法,是求解该类问题的有效算法。
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