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    一種智能機(jī)器人路徑規(guī)劃優(yōu)化方法技術(shù)

    技術(shù)編號(hào):44007995 閱讀:16 留言:0更新日期:2025-01-10 20:26
    本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種智能機(jī)器人路徑規(guī)劃優(yōu)化方法,涉及路徑規(guī)劃技術(shù)領(lǐng)域,分析加工廠工藝流程,確定目標(biāo)流程;獲取目標(biāo)物品體積并確定體積等級(jí);設(shè)定訓(xùn)練周期與采集時(shí)間點(diǎn),統(tǒng)計(jì)目標(biāo)物品數(shù)量,計(jì)算流程特征評(píng)分與等級(jí);獲取目標(biāo)流程的空間位置,繪制平面圖并劃分工作區(qū),確定每區(qū)作業(yè)等級(jí);根據(jù)作業(yè)等級(jí)生成設(shè)備初始化路徑;若初始化路徑遇障礙物,測(cè)量間隙,判斷是否需調(diào)整路徑;計(jì)算流程生產(chǎn)評(píng)分,若達(dá)閾值則繼續(xù);建立特征路徑,評(píng)估生產(chǎn)評(píng)分,設(shè)標(biāo)準(zhǔn)路徑;根據(jù)歷史記錄計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)路徑的環(huán)境復(fù)雜度與綜合評(píng)分,選擇最高評(píng)分路徑傳輸至設(shè)備,對(duì)路徑規(guī)劃進(jìn)行優(yōu)化,提升工作效率。

    【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

    本專利技術(shù)涉及路徑規(guī)劃,具體是一種智能機(jī)器人路徑規(guī)劃優(yōu)化方法


    技術(shù)介紹

    1、在自動(dòng)化加工廠中,隨著自動(dòng)化和智能化的推進(jìn),智能機(jī)器人逐漸被引入各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié),然而,生產(chǎn)垃圾的清理依舊是一個(gè)挑戰(zhàn),這些垃圾不僅影響車間環(huán)境,還會(huì)導(dǎo)致設(shè)備磨損、故障,甚至威脅工人的安全,因此,如何高效地清理這些廢棄物成為了亟待解決的問題;

    2、目前大多數(shù)加工廠都引入智能機(jī)器人進(jìn)行清理,那么智能機(jī)器人的清理路徑規(guī)劃變得尤為重要,傳統(tǒng)的路徑規(guī)劃方法,通常基于固定路線或簡單的障礙規(guī)避,但在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中,設(shè)備布局、廢棄物分布以及其他動(dòng)態(tài)因素可能隨時(shí)發(fā)生變化,導(dǎo)致傳統(tǒng)路徑規(guī)劃方式難以達(dá)到理想的清理效果,因此對(duì)路徑規(guī)劃進(jìn)行優(yōu)化,減少重復(fù)路線、縮短清理時(shí)間,進(jìn)而節(jié)省能耗,提升工作效率。


    技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

    1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種智能機(jī)器人路徑規(guī)劃優(yōu)化方法,以解決現(xiàn)有技術(shù)中提出的的問題。

    2、為了解決上述技術(shù)問題,本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案:一種智能機(jī)器人路徑規(guī)劃優(yōu)化方法,方法包括:

    3、步驟s100:獲取自動(dòng)化加工廠的工藝流程,分析產(chǎn)生目標(biāo)作業(yè)物品的工藝流程,確定目標(biāo)流程;

    4、步驟s200:獲取目標(biāo)作業(yè)物品的體積,確定目標(biāo)作業(yè)物品的體積等級(jí);

    5、步驟s300:設(shè)定訓(xùn)練周期,設(shè)置若干個(gè)采集時(shí)間點(diǎn),將兩個(gè)相鄰采集時(shí)間點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間段設(shè)為訓(xùn)練時(shí)間段,在某個(gè)訓(xùn)練時(shí)間段中,采集目標(biāo)流程產(chǎn)生目標(biāo)作業(yè)物品的數(shù)量,計(jì)算目標(biāo)流程的特征評(píng)分,確定目標(biāo)流程的特征等級(jí);>

    6、步驟s400:獲取自動(dòng)化加工廠中每個(gè)目標(biāo)流程的空間位置,繪制所述自動(dòng)化加工廠的平面圖,將所述平面圖劃分為若干個(gè)工作區(qū),確定每個(gè)工作區(qū)的作業(yè)等級(jí);

    7、步驟s500:根據(jù)工作區(qū)的作業(yè)等級(jí),生成作業(yè)設(shè)備的初始化路徑;

    8、步驟s600:當(dāng)作業(yè)設(shè)備執(zhí)行初始化路徑時(shí),監(jiān)測(cè)到所述初始化路徑存在障礙物,測(cè)量障礙物之間的間隙距離,獲取作業(yè)設(shè)備的最寬尺寸,當(dāng)所障礙物之間的空隙距離小于或等于作業(yè)設(shè)備的最寬尺寸時(shí),則執(zhí)行步驟s700;

    9、步驟s700:獲取障礙物的移動(dòng)速度,計(jì)算目標(biāo)流程產(chǎn)生目標(biāo)作業(yè)物品的生產(chǎn)評(píng)分,當(dāng)目標(biāo)流程的生產(chǎn)評(píng)分大于或等于生產(chǎn)評(píng)分閾值時(shí),則執(zhí)行步驟s800;

    10、步驟s800:獲取作業(yè)設(shè)備的實(shí)時(shí)位置與作業(yè)設(shè)備所要執(zhí)行的目標(biāo)流程位置,建立若干條特征路徑,計(jì)算特征路徑中目標(biāo)流程的生產(chǎn)評(píng)分,若特征路徑中,每個(gè)目標(biāo)流程的生產(chǎn)評(píng)分都小于生產(chǎn)評(píng)分閾值時(shí),則將所述特征路徑設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)路徑;

    11、步驟s900:獲取作業(yè)設(shè)備執(zhí)行某條標(biāo)準(zhǔn)路徑的歷史作業(yè)記錄,計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)路徑的環(huán)境復(fù)雜度,采集作業(yè)設(shè)備執(zhí)行某條標(biāo)準(zhǔn)路徑所花費(fèi)的時(shí)長,計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)路徑的綜合評(píng)分,選取綜合評(píng)分最高的標(biāo)準(zhǔn)路徑,傳輸?shù)阶鳂I(yè)設(shè)備中,輔助作業(yè)設(shè)備進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。

    12、進(jìn)一步的,步驟s100包括:

    13、步驟s101:獲取自動(dòng)化加工廠內(nèi)每個(gè)工藝流程所使用的加工設(shè)備,通過某個(gè)工藝流程所使用的加工設(shè)備,確定所述工藝流程所執(zhí)行的加工任務(wù),采集某個(gè)工藝流程在執(zhí)行加工任務(wù)時(shí)產(chǎn)生的生產(chǎn)物品;

    14、步驟s102:對(duì)某個(gè)工藝流程產(chǎn)生的生產(chǎn)物品進(jìn)行檢測(cè),若檢測(cè)到目標(biāo)作業(yè)物品,則將所述工藝流程設(shè)為目標(biāo)流程;

    15、通過獲取加工設(shè)備及其對(duì)應(yīng)的加工任務(wù),能夠有效確定每個(gè)工藝流程的具體操作,從而更好地管理生產(chǎn)流程;

    16、通過檢測(cè)生產(chǎn)物品,能迅速識(shí)別并定位生成目標(biāo)作業(yè)物品的工藝流程,將其設(shè)置為目標(biāo)流程,提高流程識(shí)別效率。

    17、進(jìn)一步的,在步驟s200,采集某個(gè)目標(biāo)流程產(chǎn)生的目標(biāo)作業(yè)物品并匯總,獲取所述目標(biāo)流程中某個(gè)目標(biāo)作業(yè)物品的體積,將體積劃分為若干個(gè)體積等級(jí),獲取某個(gè)體積等級(jí)所對(duì)應(yīng)目標(biāo)作業(yè)物品的體積范圍,得到某個(gè)目標(biāo)流程中每個(gè)目標(biāo)作業(yè)物品的體積等級(jí)。

    18、進(jìn)一步的,步驟s300包括:

    19、步驟s301:選取連續(xù)若干天作為訓(xùn)練周期,在所述訓(xùn)練周期內(nèi),設(shè)置若干個(gè)采集時(shí)間點(diǎn),將兩個(gè)相鄰采集時(shí)間點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間段設(shè)為訓(xùn)練時(shí)間段;

    20、步驟s302:在某個(gè)訓(xùn)練時(shí)間段中,采集某個(gè)目標(biāo)流程產(chǎn)生某個(gè)目標(biāo)作業(yè)物品的數(shù)量,匯總所有訓(xùn)練時(shí)間段,計(jì)算產(chǎn)生某個(gè)目標(biāo)作業(yè)物品的頻率,根據(jù)以下公式計(jì)算目標(biāo)流程的特征評(píng)分:

    21、

    22、其中,a表示為目標(biāo)流程的特征評(píng)分,ba表示為第a個(gè)目標(biāo)作業(yè)物品的體積等級(jí),α表示為體積等級(jí)的權(quán)值,ca表示為第a個(gè)目標(biāo)作業(yè)物品的頻率,β表示為頻率的權(quán)值,b表示為目標(biāo)作業(yè)物品的數(shù)量;

    23、步驟s303:將特征評(píng)分劃分為若干個(gè)特征等級(jí),獲取某個(gè)特征等級(jí)的特征評(píng)分范圍,得到某個(gè)目標(biāo)流程的特征等級(jí);

    24、通過設(shè)定訓(xùn)練周期和采集時(shí)間點(diǎn),能更精確地分析不同時(shí)間段內(nèi)目標(biāo)流程的表現(xiàn),確保數(shù)據(jù)的代表性和完整性;

    25、通過公式計(jì)算特征評(píng)分,并劃分特征等級(jí),能夠快速、自動(dòng)地評(píng)估和比較各流程的生產(chǎn)表現(xiàn),從而支持工廠的精益管理。

    26、進(jìn)一步的,步驟s400包括:

    27、步驟s401:獲取自動(dòng)化加工廠中每個(gè)目標(biāo)流程的空間位置,繪制所述自動(dòng)化加工廠的平面圖,在所述平面圖中對(duì)每個(gè)目標(biāo)流程的特征等級(jí)進(jìn)行標(biāo)記;

    28、步驟s402:將加工廠的平面圖劃分為若干個(gè)工作區(qū),提取某個(gè)工作區(qū)中存在的目標(biāo)流程,獲取所述目標(biāo)流程的特征等級(jí),并根據(jù)以下公式計(jì)算工作區(qū)的作業(yè)評(píng)分:

    29、

    30、其中,d表示為工作區(qū)的作業(yè)評(píng)分,ad表示為第d個(gè)目標(biāo)流程的特征等級(jí),ed表示為第d個(gè)目標(biāo)流程的權(quán)值,e表示為工作區(qū)中目標(biāo)流程的數(shù)量;

    31、步驟s403:將作業(yè)評(píng)分劃分為若干個(gè)作業(yè)等級(jí),獲取某個(gè)作業(yè)等級(jí)的作業(yè)評(píng)分范圍,得到某個(gè)工作區(qū)的作業(yè)等級(jí);

    32、通過繪制工廠平面圖并標(biāo)記每個(gè)目標(biāo)流程的位置和特征等級(jí),能夠全面掌握工廠布局,有助于優(yōu)化流程安排;

    33、對(duì)各工作區(qū)計(jì)算作業(yè)評(píng)分,可以快速識(shí)別高效和低效區(qū)域。

    34、進(jìn)一步的,在步驟s500,根據(jù)工作區(qū)的作業(yè)等級(jí),將工作區(qū)按照所述作業(yè)等級(jí)進(jìn)行排序,通過dijkstra算法優(yōu)化路徑,生成作業(yè)設(shè)備的初始化路徑。

    35、進(jìn)一步的,步驟s600包括:

    36、步驟s601:在作業(yè)設(shè)備中安裝傳感器,以監(jiān)測(cè)作業(yè)設(shè)備在執(zhí)行作業(yè)任務(wù)時(shí)所遇到的障礙物;

    37、步驟s602:在作業(yè)設(shè)備執(zhí)行初始化路徑時(shí),當(dāng)傳感器監(jiān)測(cè)到初始化路徑存在障礙物時(shí),測(cè)量障礙物之間的間隙距離,獲取作業(yè)設(shè)備的最寬尺寸,當(dāng)所障礙物之間的空隙距離大于作業(yè)設(shè)備的最寬尺寸時(shí),則躲避障礙物,繼續(xù)執(zhí)行初始化路徑,當(dāng)所障礙物之間的空隙距離小于或等于作業(yè)設(shè)備的最寬尺寸時(shí),則執(zhí)行步驟s700;

    38、通過安裝傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備路徑中的障礙物,能有效減少因障礙物導(dǎo)致的停頓和等待,保證作業(yè)設(shè)備的連續(xù)性和流暢性,

    39、設(shè)備能根據(jù)障礙物間隙的大小自動(dòng)判斷是否可以通過,具備自主避障能力,減少了人工干預(yù)的頻率,本文檔來自技高網(wǎng)...

    【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

    1.一種智能機(jī)器人路徑規(guī)劃優(yōu)化方法,其特征在于:

    2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能機(jī)器人路徑規(guī)劃優(yōu)化方法,其特征在于,所述步驟S100,包括以下步驟;

    3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種智能機(jī)器人路徑規(guī)劃優(yōu)化方法,其特征在于,所述步驟S200:

    4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種智能機(jī)器人路徑規(guī)劃優(yōu)化方法,其特征在于,所述步驟S300,包括以下步驟:

    5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種智能機(jī)器人路徑規(guī)劃優(yōu)化方法,其特征在于,所述步驟S400,包括以下步驟:

    6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種智能機(jī)器人路徑規(guī)劃優(yōu)化方法,其特征在于,所述步驟S500;

    7.根根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種智能機(jī)器人路徑規(guī)劃優(yōu)化方法,其特征在于,所述步驟S600,包括以下步驟:

    8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種智能機(jī)器人路徑規(guī)劃優(yōu)化方法,其特征在于,所述步驟S700,包括以下步驟:

    9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種智能機(jī)器人路徑規(guī)劃優(yōu)化方法,其特征在于,所述步驟S800,包括以下步驟:

    10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種智能機(jī)器人路徑規(guī)劃優(yōu)化方法,其特征在于,所述步驟S900,包括以下步驟:

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    【技術(shù)特征摘要】

    1.一種智能機(jī)器人路徑規(guī)劃優(yōu)化方法,其特征在于:

    2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能機(jī)器人路徑規(guī)劃優(yōu)化方法,其特征在于,所述步驟s100,包括以下步驟;

    3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種智能機(jī)器人路徑規(guī)劃優(yōu)化方法,其特征在于,所述步驟s200:

    4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種智能機(jī)器人路徑規(guī)劃優(yōu)化方法,其特征在于,所述步驟s300,包括以下步驟:

    5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種智能機(jī)器人路徑規(guī)劃優(yōu)化方法,其特征在于,所述步驟s400,包括以下步驟:

    6.根據(jù)權(quán)利要求5所述...

    【專利技術(shù)屬性】
    技術(shù)研發(fā)人員:劉英明顏丹丹張斯鈺孫暢姜旭劉丹王艷袁雨桐劉治滿張譽(yù)尹
    申請(qǐng)(專利權(quán))人:長春汽車工業(yè)高等專科學(xué)校
    類型:發(fā)明
    國別省市:

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