شبيه‌سازي برنامه‌ريزي مسير بهينه آن‌لاين ماشين در مزارع مثلثي شكل با استفاده از الگوريتم ژنتيك

Simulation of online optimal path planning of machinery in triangular-shaped fields using genetic algorithm

در سال­هاي اخير پيشرفت و توسعه دستگاه­هاي هدايت خودكار در ماشين­ ها، به افزايش علاقه براي برنامه ­ريزي مسير به كمك ابزارهاي محاسباتي هوش مصنوعي منجر شده ­است. مزارع كشاورزي داراي اشكال و طرح­هاي مختلف و متنوعي مي­ باشند. در مزارع مثلثي چون طول مسيرها در تمام مزرعه يكسان نيست، بدست آوردن الگوي مناسب حركت نسبت به مزارعي كه شكل چهار وجهي دارند، مشكل‌تر مي‌باشد. هدف اين پژوهش، شبيه­ سازي برنامه ­ريزي مسير بهينه آن­لاين به‌منظور كاهش مسافت و زمان غيرمفيد ماشين مي­باشد. در اين مقاله با استفاده از الگوريتم ژنتيك و نرم ­افزار Matlab 2013، الگويي بهينه براي حركت ماشين‌هاي كشاورزي هدايت خودكار در مزارع مثلثي شبيه ­سازي، و در نهايت اين الگوي بهينه در قالب نمودار با الگوهاي سنتي مقايسه گرديد. نتايج شبيه‌سازي نشان­ داد كه الگوي بهينه با اجتناب از دور زدن­هاي طولاني، قادر ­است مسافت غيرمفيد را تا 51 % و زمان غيرمفيد را تا 54 % نسبت به الگوهاي تردد مرسوم كاهش دهد.

In recent years, development of automatic guidance systems in machines led to exceeding enthusiasm for route planning using computational tools for artificial intelligence. Farms have different and various shapes and plans. Since the route length is not equal throughout a triangle-shaped field, it is more difficult to achieve a proper moving pattern in comparison with tetrahedral fields. The aim of this study is to simulate the optimal online route planning to reduce the unhelpful distance and time during performing the operations. In this paper, using genetic algorithms and Matlab 2013 software, an optimal model for moving unmanned farm machinery in rectangular farm simulated and finally this optimal pattern was compared with traditional patterns in the form of diagram. The simulation results showed that the optimal model with avoiding long turning methods is able to save approximately 51% in non-working distance and 54% in wasted time compared to the traditional traffic patterns.