【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及鱼雷罐移动轨迹预测，具体是基于浣熊优化算法的多鱼雷罐多轨道行走路径优化方法。
技术介绍
1、装配式建筑是指由预制部件在工地上装配而成的建筑。装配式建筑主要分为三种形式，分别为装配式木结构、装配式钢结构和装配式混凝土结构。
2、作为装配式混凝土建筑的配套环节，pc构件工厂的建设也受到各家企业的重点关注，pc构件工厂的建设管理运营成为一个重大课题摆在建筑人的面前。在pc构件工厂中有一个很重要的运输工具-鱼雷罐，它主要负责运输搅拌后的混凝土到相应浇筑工位上。目前鱼雷罐运输轨道系统性的设计研究较少，更多的工厂仅仅设计一条轨道，只能满足简单的单线运输需求。但是，随着工厂智能化的发展，以及浇筑工位的增加，导致轨道上鱼雷罐数量增多，使轨道的设计变得更加复杂。因此，需要对鱼雷罐的移动轨迹进行规划，从而设计适配的轨道。
3、现有的移动轨迹规划的算法有多种，广泛应用于各个生产加工领域。浣熊优化算法（coatioptimizationalgorithm，coa）是一种模拟浣熊狩猎行为的优化算法，相较传统的优化算法，该算法进化能力更强，并同时具有收敛速度更快，收敛精度更高等特点。然而，浣熊算法开发阶段的位置更新公式中，会根据目前的个体最优值来更新自己的位置，所以又容易在更新过程总产生陷入局部最优的技术问题。同时目前针对鱼雷罐行走路径优化设计的寻优算法大部分只面向单个鱼雷罐，针对鱼雷罐群的路径规划研究还不成熟，难以在复杂环境下有效的规划出鱼雷罐群精准的移动路径，导致鱼雷罐群中的鱼雷在移动时容易出现彼此相撞或者绕路的情
技术实现思路
1、为了避免和克服现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了基于浣熊优化算法的多鱼雷罐多轨道行走路径优化方法。本专利技术能够较为准确的预测鱼雷罐的移动轨迹。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、基于浣熊优化算法的多鱼雷罐多轨道行走路径优化方法，包括以下优化步骤：
4、s1、建立用于运送鱼雷罐的轨道体系的空间位置；
5、s2、基于轨道体系的空间位置，计算鱼雷罐在轨道上移动过程中的位置，以及对应的时间能量值；
6、s3、根据时间能量值的计算结果实时更新鱼雷罐的未来移动位置。
7、作为本专利技术再进一步的方案：步骤s1的具体步骤如下：
8、s11、根据工厂中用于运送鱼雷罐的轨道的布局方式，在工厂中建立三维空间直角坐标系；
9、s12、获取各个轨道在三维空间直角坐标系中的位置坐标，进而建立由各个轨道交织构成的轨道体系的空间位置；轨道体系包括鱼雷罐的上料口位置和鱼雷罐的下料口位置。
10、作为本专利技术再进一步的方案：鱼雷罐在轨道上的移动过程分为两个阶段，第一阶段是向轨道体系中的下料口位置移动的运料过程；第二阶段是鱼雷罐在轨道体系中移动时鱼雷罐彼此相互避让以避免发生碰撞的避让过程。
11、作为本专利技术再进一步的方案：所述运料过程具体步骤如下：
12、s2a1、设定轨道体系中在轨道上运行的所有鱼雷罐的数量n，并分别设定n只鱼雷罐在初始迭代时位于三维空间直角坐标系中的初始位置；
13、s2a2、获取鱼雷罐下料口在三维空间直角坐标系中的位置，具体表示如下：
14、
15、其中，表示鱼雷罐下料口在三维空间直角坐标系中的位置的第j维变量值；表示轨道体系的空间位置的第j维变量值的上边界；表示轨道体系的空间位置的第j维变量值的下边界；r表示随机数；m表示轨道体系空间位置的维度数量；
16、s2a3、获取处于轨道上的鱼雷罐向鱼雷罐下料口位置移动时在三维空间直角坐标系中的位置，具体表示如下：
17、
18、其中，表示第i个鱼雷罐在第t次迭代时的位置的第j维变量值；p1表示鱼雷罐处于运料过程；表示在运料过程中第i个鱼雷罐在第t+1次迭代时的位置的第j维变量值；表示飞行计算函数，n表示处于轨道上移动的鱼雷罐的总数；t表示最大迭代次数；i表示随机整数，取1或2。
19、作为本专利技术再进一步的方案：飞行计算函数具体表示如下：
20、
21、
22、其中，σ表示学习因子；r1和r2均表示随机数；β表示常数；γ表示伽马函数。
23、作为本专利技术再进一步的方案：在避让过程中，鱼雷罐的位置更新具体表示如下：
24、
25、
26、
27、其中，p2表示鱼雷罐处于避让过程；表示在避让过程中第i个鱼雷罐在第t+1次迭代时的位置的第j维变量值；表示在第t次迭代时的局部上限值；表示在第t次迭代时的局部下限值。
28、作为本专利技术再进一步的方案：时间能量值通过时间-能量计算公式计算得到，时间-能量计算公式具体如下：
29、
30、其中，表示第i个鱼雷罐在第t次迭代时的时间能量值；tt表示从第1次迭代到第t次迭代所用的时间；η1表示时间权重因子，η2表示能量消耗权重因子，且η1+η2=1；τi表示第i个鱼雷罐驱动电机的扭矩；αi表示第i个鱼雷罐驱动电机的角加速度；dt表示时间微分。
31、作为本专利技术再进一步的方案：步骤s3的具体步骤如下：
32、s31、在第t次迭代计算的过程中，结合鱼雷罐的初始位置，计算第i个鱼雷罐的、和，并将计算结果输入到运料过程位置更新公式中计算第i个鱼雷罐的；表示第i个鱼雷罐在第t+1次迭代时的时间能量值；运料过程中鱼雷罐的位置更新公式具体如下：
33、
34、s32、将运料过程位置更新公式的计算结果输入到第一全局位置更新公式中，以更新得到鱼雷罐在第t+1次迭代时的位置；第一全局位置更新公式具体如下：
35、
36、s33、计算第i个鱼雷罐的，并将计算结果输入到第二全局位置更新公式中，以更新第一全局位置更新公式中计算得到的鱼雷罐在第t+1次迭代时的位置；第二全局位置更新公式具体如下：
37、
38、s34、按照步骤s31到步骤s33的内容依次迭代更新鱼雷罐的位置，直到达到最大迭代次数。
39、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
40、1、本专利技术能够在鱼雷罐群在复杂轨道体系的情况下，根据实时获取的位置、时间、速度、加速度等信息，通过实时控制鱼雷罐运动，提高鱼雷罐运动轨迹预测的准确性，以实现时间短、耗能低的效果，进而提高鱼雷罐工作效率，减少运输时间，节约成本。
41、2、本专利技术将levy飞行应用于鱼雷罐的位置更新中，在算法进行更新后再进行一次levy飞行更新鱼雷罐的位置，可跳出局部最优解，扩大搜索能力的效果。
42、3、本专利技术中的levy飞行能够增强全局搜索能力：levy飞行具有较大的步长，能够在搜索空间中跳出局部最优解，增强了浣熊算法的全局搜索能力。能够保持多样性：levy飞行的随机性使得浣熊算法在搜索过程中能本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于浣熊优化算法的多鱼雷罐多轨道行走路径优化方法，其特征在于，包括以下优化步骤：
2.根据权利要求1所述的基于浣熊优化算法的多鱼雷罐多轨道行走路径优化方法，其特征在于，步骤S1的具体步骤如下：
3.根据权利要求2所述的基于浣熊优化算法的多鱼雷罐多轨道行走路径优化方法，其特征在于，鱼雷罐在轨道上的移动过程分为两个阶段，第一阶段是向轨道体系中的下料口位置移动的运料过程；第二阶段是鱼雷罐在轨道体系中移动时，鱼雷罐彼此相互避让以避免发生碰撞的避让过程。
4.根据权利要求3所述的基于浣熊优化算法的多鱼雷罐多轨道行走路径优化方法，其特征在于，所述运料过程具体步骤如下：
5.根据权利要求4所述的基于浣熊优化算法的多鱼雷罐多轨道行走路径优化方法，其特征在于，飞行计算函数Levy(d)具体表示如下：
6.根据权利要求3-5中任一项所述的基于浣熊优化算法的多鱼雷罐多轨道行走路径优化方法，其特征在于，在避让过程中，鱼雷罐的位置更新具体表示如下：
7.根据权利要求6所述的基于浣熊优化算法的多鱼雷罐多轨道行走路径优化方法，其特征在
8.根据权利要求7所述的基于浣熊优化算法的多鱼雷罐多轨道行走路径优化方法，其特征在于，步骤S3的具体步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.基于浣熊优化算法的多鱼雷罐多轨道行走路径优化方法，其特征在于，包括以下优化步骤：
2.根据权利要求1所述的基于浣熊优化算法的多鱼雷罐多轨道行走路径优化方法，其特征在于，步骤s1的具体步骤如下：
3.根据权利要求2所述的基于浣熊优化算法的多鱼雷罐多轨道行走路径优化方法，其特征在于，鱼雷罐在轨道上的移动过程分为两个阶段，第一阶段是向轨道体系中的下料口位置移动的运料过程；第二阶段是鱼雷罐在轨道体系中移动时，鱼雷罐彼此相互避让以避免发生碰撞的避让过程。
4.根据权利要求3所述的基于浣熊优化算法的多鱼雷罐多轨道行走路径优化方法，其特征在于，所述运料过程具体步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：浦玉学，古妍，王静峰，钱叶琳，苏颖，于竞宇，李长春，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：
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