[发明专利]一种智慧旱雪场的浇水控制方法

说明书

本发明提供了一种智慧旱雪场的浇水控制方法，该智慧旱雪场的滑雪跑道上分布有湿度传感器阵列；该方法包括：基于湿度传感器阵列，采用插值方法建立旱雪场的三维数学模型；针对三维数学模型，在有约束的条件下，采用粒子群算法确定需浇水区域的全局最优解；基于需浇水区域，确定干燥梯度图；将干燥梯度图的中心作为浇水中心，以中心为圆心画最小圆，使其包含所有的干燥部分，将最小圆的半径作为浇水半径；按照浇水中心和浇水半径控制喷头对旱雪场洒水。本发明中，基于传感器阵列建模、利用人工智能算法求解洒水区域以及洒水量，从而达到时刻保持旱雪场滑道的湿度，提高滑道的使用寿命并且使滑道的湿度可控，使滑道难度调节更灵活。

技术领域

本发明属于智能洒水技术领域，特别是涉及一种智慧旱雪场的浇水控制方法。

背景技术

人工智能技术已成为国民经济的重要支柱,并已列入国家的中长期战略发展规划。作为人工智能技术的核心,智能算法得到了极大的发展和普遍的重视。针对当前旱雪场洒水系统的智能化已成为时代发展趋势。

当前旱雪场洒水系统遇到的众多问题，例如干燥中心的选址，洒水区域的确定等，均可归结为最优化问题。随着科技与社会的发展，现实优化问题也日趋复杂，朝着高维度、非线性、大规模等方向发展，这为优化理论的研究与实际工程结合提出了新的挑战。传统的优化理论方法包括单纯形法、二次规划法、牛顿法、内点法、梯度法等。

传统方法的不足之处有两点：1)待优化问题需满足特定的数学特性，例如可凸性、可导性、可微性等；2)解决大规模复杂优化问题的能力有限，无法满足实际管理与工程优化的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的发明目的在于提供一种智慧旱雪场的浇水控制方法，基于传感器阵列建模，并通过智能算法来确定洒水位置。

为实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种智慧旱雪场的浇水控制方法，所述智慧旱雪场的滑雪跑道上分布有湿度传感器阵列；所述方法包括：

基于所述湿度传感器阵列，采用插值方法建立旱雪场的三维数学模型；

针对所述三维数学模型，在有约束的条件下，采用粒子群算法确定需浇水区域的全局最优解；

基于需浇水区域，确定干燥梯度图；

将所述干燥梯度图的中心作为浇水中心，以所述中心为圆心画最小圆，使其包含所有的干燥部分，将所述最小圆的半径作为浇水半径；

按照所述浇水中心和所述浇水半径控制喷头对旱雪场洒水。

进一步地，还包括：基于所述湿度传感器阵列采集的旱雪场湿度值，判断是否洒水，以及洒水的方向和用量。

进一步地，采用插值方法建立旱雪场的三维数学模型，包括：采用插值方法建立旱雪场的立体梯度模型。

进一步地，按照所述浇水中心和所述浇水半径控制喷头对旱雪场洒水，包括：

根据喷头的滑动模块和转动模块分别控制喷头的洒水远近和洒水扇形宽度。

进一步地，采用粒子群算法确定需浇水区域的全局最优解，包括：

初始化参数，包括：初始化种群个数为500，随机初始化种群的位置，初始粒子范围为整个采样空间，初始化粒子速度为1.5m/s，惯性权重为0.8，即个体历史成绩对现在的影响，自我学习因子0.5，群学习因子0.5，停止条件为最大迭代次数为300；

计算粒子目标函数值；目标函数通过在约束条件下针对三维数据模型进行图像拟合得到；所述约束条件为湿度范围低于40％且不高于60％；

基于粒子目标函数值，确定全局最优粒子；

更新粒子速度和位置；更新公式为：