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申请/专利权人：广东工业大学

摘要：本发明公开了基于构建三维离散点的机器人焊接避障寻优路径规划方法，步骤一是采用栅格法对三维路径规划空间进行建模且根据是否包含障碍物分为障碍离散点和自由离散点；步骤二是对各离散点信息浓度在初始化时进行不均匀分配；步骤三是对启发函数添加可行性因素和在路径转移概率中添加焊枪自转角影响因子，得到改进后的状态转移概率；步骤四是采用改进的信息素更新规则，得到改进的焊接路径；步骤五是采用动态焊接路径转折点评价函数对改进的焊接路径转折点进行筛选，取评价最高的焊接路径转折点，得到相邻两焊点的全局最佳焊接避障路径。本发明解决在机器人焊接过程中进行全局路径规划存在无法有效躲避动态障碍物、躲避障碍物的路径过长的问题。

主权项：1.基于构建三维离散点的机器人焊接避障寻优路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：采用栅格法对三维路径规划空间进行建模，并且根据是否包含障碍物分为障碍离散点和自由离散点；步骤S2：对各离散点信息素浓度在初始化时进行不均匀分配；步骤S3：基于改进的信息素浓度，并对启发函数添加可行性因素和在路径转移概率中添加焊枪自转角影响因子，得到改进后的状态转移概率；步骤S4：采用改进的信息素更新规则，并结合改进后的状态转移概率，得到改进的焊接路径；步骤S5：采用动态焊接路径转折点评价函数对所述改进的焊接路径转折点进行筛选，选取评价最高的焊接路径转折点，得到相邻两焊点的全局最佳焊接避障路径，并覆盖所有的焊点；步骤S3中，添加可行性因素构建新的启发函数，具体的数学表示式如下： 其中，ηij为启发函数，表示从当前离散点i移动到下一离散点j的期望程度；dij为当前离散点i到下一离散点j的距离；为放大倍数；为可行性影响因子，根据下一离散点j的周边离散点取不同的放大倍数；步骤S3中，在路径转移概率中添加焊枪自转角影响因子，具体包括以下步骤：步骤S31：采用区间表示平均功率消耗最小值附近功率区间，其中为机器人平均功率消耗的最小值；为平均功率消耗的最大值和最小值之差；步骤S32：取最小值附近的功率区间中对应的焊枪起点和终点，焊枪起点和终点的焊枪自转角分别为γa和γb；焊枪自转角影响因子具体数学公式如下： 其中，Vij表示焊枪自转角影响因子；γi表示当前离散点i的焊枪自转角；γj表示下一离散点j的焊枪自转角；步骤S3中，根据添加可行性因素的新的启发函数和添加焊枪自转角影响因子，得到改进后的状态转移概率公式如下： 其中，表示t时刻由离散点i到离散点j移动的概率；τijt表示t时刻由离散点i到离散点j移动的信息素浓度；dij表示离散点i和离散点j之间距离；ηijt表示启发程度，其数值是离散点i和离散点j之间距离的倒数，即ηijt＝1dij；Vijt表示t时刻的焊枪自转角影响因子；α用来控制信息素浓度；β用来控制路径能见度；δ为焊枪自转角影响因子重要程度，根据机器人的实际焊接情况适当选取；dk是第k个离散点的所有下一步可直接到达的离散点的集合；步骤S4中，具体包括以下步骤：将所有的路径长度按照升序排列，选取排在前面部分的路径进行信息素更新，更新规则如下：τijg＝1-ρτijg+ρΔτijg7 其中，τijg为在完整焊接路径后排名第g条路径遗留的信息素浓度；Δτijg为给第g条路径分配的信息素含量；leng为第g条路径的路径长度；rankg为路径g在所有路径中的排名；Numr为要更新的路径数量；ρ为信息素挥发因子，ρ的初始值设置为0.9；Q为信息素常量。

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百度查询： 广东工业大学 基于构建三维离散点的机器人焊接避障寻优路径规划方法