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作品展示 > A类：智能农业装备科技发明制作类 > A7基础零部件（液压部件、传动系、传感器、电驱动、导航等）
绿翼充港——农业无人机绿色充电驿站
- 作品编号：2024A3850
- 所属领域：A7基础零部件（液压部件、传动系、传感器、电驱动、导航等）
- 作品层次：本科生
- 所在高校：中国石油大学（北京）
- 所在院/系：马克思主义学院
- 作品所处阶段：B、中试阶段
- 作品展示形式：实物模型,虚拟概念模型
- 制作成本估算：0.3万元
作品简介：
该作品设计科学，创新性强。该作品有利于综合性、系统性地解决无人机边缘计算的能效优化问题。该作品由光、水二源联合供电的无人机充电平台、富锂锰基固态锂电池系统和无人机 辅助边缘计算任务卸载的能量消耗最小化模型三部分构成。充电平台发电装置 （最小输出功率 176.9W）较好满足系统负载总功率（21.72W）和无人机充电需求，以无人机日充电 4 次为基准理论。建立无人机辅助边缘计算任务卸载的能量消耗最小化模型并提出了一种协同任务卸载与资源分配智能算(CTORAA)。团队开展了理论分析，证明了该算法可以实现任意权衡因子 V 下的[O(1/V), O(V)]传输能源效率和队列长度之间的权衡；开展了仿真实验验证，证明了该算法优于已有的任务卸载和资源分配算法，可以在保证队列稳定性前提下实现能源效率的最优化。
主要创新点：
1. 建立无人机边缘计算系统能效优化模型，较于传统固定的 MEC 服务器部署能够较好满足在基础设施有限或没有基础设施的无线网络场景。
2. 发明的光、水二源联合供电系统水流能发电装置采用达里厄型水平轴式与传统发电装置相比，具有更灵活、更有创新空间和发电效率更高等优点。
3. 将李雅普诺夫优化方法与模拟退火算法相结合，提出了一种较其他基准算法更优的基于人工智能技术的协同任务卸载与资源分配的新算法（CTORAA）
技术关键和主要技术指标：
1、针对无人机自动便捷充电及停放稳定性的需求，团队发明了光、水二源联合供电的无人机充电平台，对无线充电模块和联合供电模块进行电路设计，发电装置（最小输出功率 176.9W）较好满足系统负载总功率（21.72W）和无人机充电需求，平台可满足无人机日充电不少于 4 次
2. 针对多源供电无人机移动边缘计算中传输和处理任务耗能大的问题，团队研究了其能量消耗和系统性能之间的权衡，在保证平均队列长度的情况下，建立无人机任务卸载的能量消耗最小化问题模型，利用随机优化技术将其分解为三个子问题并行求解，进行协同任务卸载与资源分配智能算法(CTORAA)设计。
推广应用价值：
本作品能够广泛运用在农业作业、遥感探测等领域，应用前景广阔。本作品可应用于遥感探测、工程测绘等，不仅可以大幅度提高测绘工作的准 确度，还能够扩大无人机测绘的方位，全面提高工程测绘的质量与效率。遥感探 测多为基础设施少或没有基础设施的无线网络场景，本作品能极大提高遥感探测的持续性。同时，本作品适用于大规模农无人机巡航作业，可应用于播种、喷洒农药、巡护监测、资源调查、病虫害防治等方面，助力农林业和乡村振兴
作品视频：
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