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恭喜中国农业机械化科学研究院王猛获国家专利权

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龙图腾网恭喜中国农业机械化科学研究院申请的专利一种同种农机多机协同动态任务分配方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114444828B

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-27发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202011202172.9,技术领域涉及:G06Q10/0631;该发明授权一种同种农机多机协同动态任务分配方法是由王猛;赵博;刘阳春;苑严伟;伟利国;汪凤珠设计研发完成,并于2020-11-02向国家知识产权局提交的专利申请。

一种同种农机多机协同动态任务分配方法在说明书摘要公布了:一种同种农机多机协同动态任务分配方法,该同种农机多机协同动态任务分配方法基于改进合同网算法进行动态任务分配,包括如下步骤:根据多机协同作业场景,基于农机性能和任务参数构建多机协同代价函数;构建农机投标代价函数和招标完成后机群代价函数;构建基于远程云服务平台和无线自组网的多机协同动态任务分配系统;以及当有新任务需要分配时,系统通过改进合同网算法对新任务进行分配,最终得到最优的任务分配结果。本发明解决了农机合作社或农场多辆同种农机作业过程中出现的有新任务加入,或者有农机出现故障的情况下,如何合理的动态分配任务和任务执行顺序的问题。

本发明授权一种同种农机多机协同动态任务分配方法在权利要求书中公布了:1.一种同种农机多机协同动态任务分配方法,其特征在于,该同种农机多机协同动态任务分配方法基于改进合同网算法进行动态任务分配,包括如下步骤:S100、根据多机协同作业场景,基于农机性能和任务参数构建多机协同代价函数;S200、构建农机投标代价函数和招标完成后机群代价函数;S300、构建基于远程云服务平台和无线自组网的多机协同动态任务分配系统;以及S400、当有新任务需要分配时,系统通过改进合同网算法对新任务进行分配,并得到任务分配结果;其中,步骤S100进一步包括:S101、定义符号,假设m台农机作业,用集合{a1,…,am}表示;作业任务数量为n,用集合{T1,…,Tn}表示;第i台农机的性能参数表示为ai={vwi,di,wi,vi,tti}T,i=1,2,…,m,其中vwi表示第i台农机的作业平均速度,单位kmh,di表示第i台农机的作业幅宽,单位m,wi表示第i台农机的平均作业能力,单位m2h,vi表示第i台农机非作业状态行驶平均速度,单位kmh,tti表示第i台农机作业中每次掉头的平均时间,单位h;第j个任务的参数表示为:Tj={x1j,y1j,x2j,y2j,x3j,y3j,x4j,y4j,dTj,lTj,Sj}T,j=1,2,…,n,其中x1j,y1j、x2j,y2j、x3j,y3j和x4j,y4j分别表示任务Tj地块四个顶点的坐标,dTj表示任务Tj垂直作业路径的宽度,lTj表示任务Tj平行作业路径的长度,Sj表示任务Tj的面积;S102、采用如下公式计算每台农机的非作业路程: 其中,sai,Tj表示农机ai到其第1个任务Tj的路程;sai,TjTk表示农机ai从第j个任务Tj到第k个任务Tk的路程;sai,Tl表示农机ai从最后一个任务Tl回到车库的路程;j,k,l∈{1,…,n}; S103、计算每台农机完成任务的总时间,所述总时间包括农机路上的时间、农机作业的时间和农机田间掉头的时间; 其中,kij为第i台农机在第j个任务地块作业行数,式中为向上取整符号,取值为不小于该符号内数值的最小整数;S104、计算任务间距离,将车库作为起点,n个任务依次作为第2到n+1个点,建立任意两点间可行驶的最短距离矩阵D;所述最短距离矩阵D为: 其中dij表示第i-1个任务点到第j-1个任务点之间可行驶的最短距离,i、j={2,…,n+1},i≠j;如果两个任务地头相邻,认为该两个任务点之间可行驶的最短距离为0;如果两个任务地头不相邻,则该两个任务点之间可行驶的最短距离等于两个任务间路上的距离;S105、以多机协同作业时间最长的农机作业时间为代价构建多机协同代价函数:f=maxti;多机协同目标函数为使代价最低:minf=minmaxti;其中,f表示多机协同代价;步骤S200进一步包括:S201、构建农机ai对任务Tj投标的代价函数: 其中 为第i台农机添加任务Tj后所需作业的总时间;tmax为招标开始前整个机群的最大工作时间;S202、构建第i台农机中标任务Tj后整个机群代价其中,f′为招标完成后机群总代价;f为招标前的多机协同代价;步骤S400进一步包括:S401、确定招标者,平台选择正常作业农机作为招标者,为使招标过程通信距离最短,选择招标者其中xi,yi为第i台农机当前位置;S402、招标者设定招标阈值,招标者在对任务Tj进行招标前,首先计算自身执行该任务的最小代价Δfj作为动态阈值,其中为招标者执行新增任务Tj的代价;投标者ai接收招标信息并计算自身执行该任务的最小代价Δfij,如果Δfij<Δfj发送投标信息,如果Δfij≥Δfj,则不发送投标信息;S403、基于带阈值合同网算法的招投标过程;S404、将中标者面积最小的任务进行招标;S405、执行农机间任务交换,设农机i执行任务Tj的路程代价其中,si-j为农机i去掉任务Tj后的路程;S406、得到最终动态任务分配结果;步骤S405中执行农机间任务交换进一步包括:S4051、完成任务代价最大的农机i计算出最大路程代价和对应的任务编号j;S4052、农机i作为招标者对任务j进行交换招标;S4053、其他工作正常的农机作为投标者,投标者使用“删除-插入”的方式,依次将自身未执行任务删除,并利用插入方法计算替换后自身最小代价;S4054、如果替换后代价小于替换前,该任务作为投标信息;S4055、招标者使用“删除-插入”的方式,计算删除任务j后加入每个投标任后的代价,并取最小代价fik和对应的任务k;S4056、如果fik<fi,则对任务j、k交换。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术,可联系本专利的申请人或专利权人中国农业机械化科学研究院,其通讯地址为:100083 北京市朝阳区德胜门外北沙滩一号;或者联系龙图腾网官方客服,联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

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