7、农业中异构机器人交互的实验评估与优化

农业中异构机器人交互的实验评估与优化

1 农业机器人数量初步估算方法

为了评估农业土地处理所需的设备组成和数量，采用了多标准评估方法。该方法基于总处理时间、能源消耗、设备成本这三个主要标准的线性组合，并结合专家选择的时间、能源和成本优先级的权重因子。

利用开发的软件进行了一系列实验，以初步估算农业机器人的最佳数量。首先测试了软件功能的正确性，评估了农业土地处理速度与设备投入数量的关系，得到以下实验数据：
| UAV 数量 | 处理时间（时间单位） | 系统功耗 |
| ---- | ---- | ---- |
| 1 | 214 | 200 |
| 2 | 109 | 200 |
| 3 | 82 | 218 |
| 4 | 62 | 216 |

当使用更多的 UAV 时，由于最后一次起飞时在田间飞行的能量损失，系统的能源消耗会增加。为消除不必要的损失，提出了额外检查机制，即如果农业土地上的 UAV 能够自行完成工作，则新的 UAV 不会启动。应用此检查后，能源消耗有所降低，但处理时间有所增加。例如，当有 3 架 UAV 时，处理时间增加到 88 个时间单位；当有 4 架 UAV 时，处理时间增加到 67 个时间单位。

接着，根据成本标准对软件进行了修改，引入了以下参数和值：

案例 1

UAV 维护系统由 2 架 UAV 和 1 个平台组成，功耗为 500 - 300 = 200，相当于 200 / 20 = 10 个充电单元。设 UAV 的价格为 40 个常规单位（c.u.），带有 1 个充电单元的交换充电平台价格为 22.5 c.u.，则整个系统的成本为