河蟹养殖全覆盖自动均匀投饲的轨迹规划与试验

• Published in: 农业工程学报 Vol. 32; no. 18; pp. 190 - 200
• Main Author: 孙月平 赵德安 洪剑青 张军 李发忠 罗吉
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 江苏大学机械工业设施农业测控技术与装备重点实验室，镇江 212013%江苏大学电气信息工程学院,镇江,212013 2016; 江苏大学电气信息工程学院，镇江 212013
• Subjects: 全球定位系统; 全覆盖; 养殖; 均匀投饲; 导航; 往复遍历; 船载投饲系统; 轨迹规划; coverage; 全球定位系统; 船载投饲系统; 轨迹规划; reciprocating traverse; 导航; 均匀投饲; trajectory planning; GPS; uniform feeding; 往复遍历; 养殖; aquaculture; navigation; 全覆盖; feeding system carried by workboat
• ISSN: 1002-6819
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.18.026

河蟹养殖投饵喂料需要全塘均匀覆盖,目前主要靠人工驾驶或遥控船载投饲机在池塘中进行投喂,准确度和效率较低,难以保证投饲效果。针对以上情况,基于GPS（global positioning system）船载移动式自动投饲系统,研究了一种全覆盖轨迹规划方法,满足河蟹养殖池塘自动均匀投饲要求。该文利用轨迹规划系统建立池塘区域平面坐标系;以实际饵料累积密度与期望分布密度间的均方差最小作为衡量投饲均匀度的目标函数,求解出系统最优运行参数,生成往复遍历式自动投饲轨迹。仿真结果表明,在面积为2 298.08 m^2的不规则四边形池塘区域中,取饵料分布密度期望值为9 g/m^2时,最优计算投饲系统运行参数对应的轨迹规划效果要优于传统经验估算参数。试验结果表明,当分别用两组参数进行自动投饲作业时,投饲船的实际航行轨迹与理论投饲轨迹都只有很小的偏移,与仿真结果具有一致性;同时,最优计算运行参数对应实际路径总长度、投饲路径长度、作业总时间、投饲时长、饵料分布密度均值、覆盖率等各项指标与仿真结果相比,相对误差分别为6.85%、2.71%、10.07%、10.41%、3.06%和1.87%,验证了全覆盖轨迹规划方法的可行性。该文可为河蟹养殖自动均匀投饲和其他水产养殖中需要沿池或全池自动均匀投饲轨迹规划研究提供重要参考。