采摘机器人复合机械臂解耦合的路径规划方法和系统技术方案

技术编号:43451520 阅读:18 留言:0更新日期:2024-11-27 12:53
本发明专利技术提供了一种采摘机器人复合机械臂解耦合的路径规划方法和系统,包括:构建机械臂空间的可达性地图并储存;根据可达性地图计算机械臂位姿操作和升降控制的代价;根据代价解耦合规划复合机械臂的路径。本发明专利技术解决了冗余机械臂路径规划计算复杂度高、路径规划概率完备性低的问题,通过解耦合的方式实现了升降机构关节与机械臂的协同运动,确保机械臂在不同果实悬挂高度下的高概率路径规划,并生成最优路径以确保采摘任务的成功执行,减少冗余路径规划的计算时间,确保番茄采摘任务的高效执行,提升采摘机器人的路径规划成功率并降低规划时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于路径规划领域,具体地,涉及一种采摘机器人复合机械臂解耦合的路径规划方法和系统


技术介绍

1、随着农业自动化的发展,自动化采摘技术在农业生产中的应用变得越来越重要。番茄是全球广泛种植的经济作物,其生长过程复杂,尤其是在温室环境中,不同果实的高度和生长姿态存在较大差异,使得机器人自主采摘作业任务面临极大的挑战。现有的番茄采摘任务依赖大量人力,劳动强度大,且在高温高湿的环境下,工人长期工作存在健康隐患,进一步提高了劳动力成本。为了加速番茄生产环节的“机器换人”进程,逐步开展了对番茄植物的表型分析和自动化采摘相关方面研究。

2、采摘机器人在非结构化采摘环境中面临诸多挑战,当番茄果实悬挂高度不同、挂果姿态不同时,采摘机器人机械臂的工作范围难以覆盖所有可采摘果实区域。同时,复杂的抓取姿态进一步降低了机械臂多路点路径规划的概率完备性。

3、专利文献《一种基于采摘机器人的果实采摘方法采摘机器人及电子设备》(cn118493395a)公开了车辆停放位置以最优化机械臂放置位置,以避免碰撞和能耗作为损失函数确定标准,强调在水平面中的最佳放本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种采摘机器人复合机械臂解耦合的路径规划方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的采摘机器人复合机械臂解耦合的路径规划方法,其特征在于,所述步骤S1包括:

3.根据权利要求1所述的采摘机器人复合机械臂解耦合的路径规划方法,其特征在于,所述步骤S2中基于可达性地图,构建机械臂和升降机构关节控制的多目标优化操作代价,包括相似度计算步骤、重力代价计算步骤、移动代价计算步骤;

4.根据权利要求1所述的采摘机器人复合机械臂解耦合的路径规划方法,其特征在于,所述步骤S2包括重力代价计算步骤:通过计算上下限来确定区域的中心位置,并计算机械臂的中心引力的重...

【技术特征摘要】

1.一种采摘机器人复合机械臂解耦合的路径规划方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的采摘机器人复合机械臂解耦合的路径规划方法,其特征在于,所述步骤s1包括:

3.根据权利要求1所述的采摘机器人复合机械臂解耦合的路径规划方法,其特征在于,所述步骤s2中基于可达性地图,构建机械臂和升降机构关节控制的多目标优化操作代价,包括相似度计算步骤、重力代价计算步骤、移动代价计算步骤;

4.根据权利要求1所述的采摘机器人复合机械臂解耦合的路径规划方法,其特征在于,所述步骤s2包括重力代价计算步骤:通过计算上下限来确定区域的中心位置,并计算机械臂的中心引力的重力代价

5.根据权利要求1所述的采摘机器人复合机械臂解耦合的路径规划方法,其特征在于,所述步骤s3包括:

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【专利技术属性】
技术研发人员:李伟荣佳诚李贤俊袁挺
申请(专利权)人:中国农业大学
类型:发明
国别省市:

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