一种水陆多栖无人平台自主机械手智能作业轨迹优化方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种水陆多栖无人平台自主机械手智能作业轨迹优化方法及系统，属于机械臂轨迹规划领域。为解决机械手关节速度、加速度和加加速度连续性差，整体运行时间长，运动时的冲击强，能量消耗大，机械手工作效率低的问题。包括机械手运动学模型建立、机械手工作空间求解、基于3‑5‑3多项式插值的轨迹规划和基于改进粒子群算法的多目标轨迹规划。本发明专利技术考虑时间最优、冲击最优、能量最少的优化目标进行轨迹的最优化规划；对于时间优化问题，可最大化各个关节的运动速度，缩短整个运动时间，提高机器人工作效率；冲击最优规划可改善机械手运动的平顺性、减小其跟踪误差、减小运动时冲击、提高机械手运行的稳定性和使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械手轨迹规划，具体而言，涉及一种水陆多栖无人平台自主机械手智能作业轨迹优化方法及系统。

技术介绍

1、随着陆地上许多资源的逐渐枯竭，人们越来越关注海洋资源的开发。水下机械手为海洋石油、天然气开采，以及海底矿产资源的开发提供了必要的工具和技术支持。水下机械手还可以在深海环境中进行探测、取样和观测任务，帮助科学家了解深海生物、地质和物理现象，推动深海科学的发展。此外，水下机械手在海洋工程和水下设施的维修和救援任务中起着关键作用。它们能够执行维修、安装和拆卸任务，解决在水下环境中难以到达或危险的工作场所。水下机械手一般被认为是执行海底干预作业的最合适工具。

2、但现有机械手在完成水下任务过程中，存在关节速度、加速和加加速度连续性差，整体运行时间长，造成各关节位置变化不平稳，运动时的冲击强，消耗能量大，机械手工作效率低的问题。

3、此外，水下环境中经常会出现的浪、涌等不确定性干扰，使得对水下机械手进行精确建模变得极为困难，并导致模型中存在误差，这些不确定性因素为水下机械手自主作业技术研究带来挑战，使得对其轨迹规划的研究显得尤本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种水陆多栖无人平台自主机械手智能作业轨迹优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种水陆多栖无人平台自主机械手智能作业轨迹优化方法，其特征在于，在步骤S100中，包括：

3.根据权利要求2所述的一种水陆多栖无人平台自主机械手智能作业轨迹优化方法，其特征在于：在步骤S200中，初始化后，设置样本数N＝1，定义每个关节的范围，使用随机数生成器随机生成关节角，通过正向运动计算末端执行器的位置，判断机械手是否在工作空间，若否则重新生成关节角并计算末端执行器位置，若是则记录机械手的有效位置，通过设置生成样本个数N＝30000，得到机械手在工作空间...

【技术特征摘要】

1.一种水陆多栖无人平台自主机械手智能作业轨迹优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种水陆多栖无人平台自主机械手智能作业轨迹优化方法，其特征在于，在步骤s100中，包括：

3.根据权利要求2所述的一种水陆多栖无人平台自主机械手智能作业轨迹优化方法，其特征在于：在步骤s200中，初始化后，设置样本数n＝1，定义每个关节的范围，使用随机数生成器随机生成关节角，通过正向运动计算末端执行器的位置，判断机械手是否在工作空间，若否则重新生成关节角并计算末端执行器位置，若是则记录机械手的有效位置，通过设置生成样本个数n＝30000，得到机械手在工作空间内的三维点云图及其在各坐标轴平面的投影。

4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏健，尤奥迪，宋少峥，王雷，黄卫权，王新宇，查显松，汪佳伦，王然，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：