家禽智慧养殖农场自主投料机器人任务路径规划算法

为了解决家禽智能养殖场饲养环境差、喂养不及时、劳动力需求大等问题,投料机器人的开发迫在眉睫,而路径规划算法的研究是开发饲养机器人的重要环节.饲喂机器人的能耗是路径规划过程中关注的重要内容之一.投料机器人的总重量在投料过程中一直在变化,以最短路径行驶并不意味着其能耗最小,因此需要找到一条最合适的路径而不是最短的路径来使得投料机器人行驶能耗最小.针对以上问题,提出对一定数量的缺料饲料桶采用分支定界算法规划出一条能耗最小的路径;通过最短边集优先选取结合序列不等式方法计算出投料机器人行驶的能耗下界,通过基于Christofides启发式算法计算出投料机器人行驶的能耗上界,同时计算并证明能耗上界与最优能耗的最坏比界.通过在投料机器人的工控机上的运算结果表明:相较于其他求解能耗上下界的方法,所提出方法的求解结果更加精确,能够保证分支定界算法的求解速度更快,同时分支定界算法能快速地求出投料机器人的能耗最小的行驶路径,相较于其他算法而言求解能力更强.