專利名稱：一種面向多目標(biāo)的水果采摘機器人的路徑優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種面向多目標(biāo)(采摘對象)的水果采摘機器人的路徑優(yōu)化方法，尤其是ー種通過采摘機器人的末端執(zhí)行器坐標(biāo)系統(tǒng)對水果進(jìn)行標(biāo)定，然后采用哈密爾頓圖形法對水果采摘路徑進(jìn)行優(yōu)化的方法。
背景技術(shù)：
我國是一個農(nóng)業(yè)大國，經(jīng)過半個多世紀(jì)的迅速發(fā)展，水果產(chǎn)業(yè)，尤其是蘋果產(chǎn)業(yè)取得了舉世矚目的成就。收獲作業(yè)是蘋果種植生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，但目前基本是手工作業(yè)，其費用約占成本的50%-70% ;而隨著我國社會逐漸進(jìn)入老齡化階段，勞動カ資源更是日趨緊張。隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的深入發(fā)展，農(nóng)民對農(nóng)機作業(yè)的需求越來越迫切，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對農(nóng)機應(yīng)用的依賴也越來越明顯。因此，開展蘋果收獲機器人的研究開發(fā)，對于實現(xiàn)蘋果采摘作業(yè)的機械化、自動化和智能化，保證蘋果的適時高效采收、降低收獲作業(yè)費用，同時解決當(dāng)前國家面臨的勞動カ短缺問題具有重大現(xiàn)實意義。目前，國內(nèi)外的多個研究機構(gòu)已研發(fā)出數(shù)種類型蘋果采摘機器人樣機，但由于エ作效率低，遠(yuǎn)不如人工采摘速度快，而停留在實驗室研究階段。要使得蘋果收獲機器人達(dá)到實用化水平，就必須提高機器人的采摘速度，而對采摘效率起決定性因素的就是采摘路徑的優(yōu)化問題。近年來，為了實現(xiàn)機器人順利采摘并進(jìn)ー步提高工作效率，國內(nèi)外ー些學(xué)者從路徑規(guī)劃角度對蘋果采摘機器人控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究，但這些規(guī)劃算法都比較復(fù)雜，計算時間較長，導(dǎo)致機器人末端執(zhí)行器接近采摘目標(biāo)的步驟中每一次優(yōu)化過程都需要占用較多時間，從而嚴(yán)重影響了采摘效率。因此，為了減少機器人整體采摘時間，提高整體工作效率，需要研究一種簡單實用的機器人采摘路徑優(yōu)化方法。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題與不足，本發(fā)明提供ー種提高水果采摘效率、算法簡單且計算時間段的面向多目標(biāo)的水果采摘機器人的路徑優(yōu)化方法。技術(shù)方案一種面向多目標(biāo)的水果采摘機器人的路徑優(yōu)化方法，包括以下步驟(I)采用三點三步法對六自由度水果采摘機器人末端執(zhí)行器的坐標(biāo)系進(jìn)行標(biāo)定；(2)通過六自由度水果采摘機器人的機械手末端攝像頭動態(tài)采集整個果樹樹冠的圖像，并從處理后的樹冠圖像上得到某一時刻果樹上多個水果中心位置的三維坐標(biāo)；(3)將所述水果中心位置的三維坐標(biāo)視為樹冠圖像的頂點，并通過連接頂點在靜態(tài)的樹冠圖像中構(gòu)造出ー個無方向的連接圖，采用哈密爾頓圖形法實現(xiàn)六自由度水果采摘機器人路徑的優(yōu)化；(4)快速捜索出哈密爾頓圖中的一個關(guān)于所有所述頂點的排列，所述排列為使六自由度水果采摘機器人末端經(jīng)過的路徑最短的排列。 采用三點三步法對六自由度水果采摘機器人末端執(zhí)行器的坐標(biāo)系進(jìn)行標(biāo)定的具體步驟如下
a，設(shè)所述六自由度水果采摘機器人基座坐標(biāo)系為{0}，六自由度水果采摘機器人末端坐標(biāo)系為{6}，操縱六自由度水果采摘機器人六個關(guān)節(jié)使得其末端執(zhí)行器分別從三個不同的點指向錐體，使六自由度水果采摘機器人末端執(zhí)行器接近錐體頂部；其中，三個不同的點分別指第一個點、第二個點和第三個點；分別記錄六自由度水果采摘機器人末端執(zhí)行器從第一個點、第二個點和第三個點指向錐體時的機器人末端坐標(biāo)系相對于機器人基座坐
標(biāo)系的坐標(biāo)變換陣，井分別記為b，操縱六自由度水果采摘機器人末端沿著所述六自由度水果采摘機器人基座坐標(biāo)系{0}的X軸正向平移一段距離，記為λ X，并記錄當(dāng)前六自由度水果采摘機器人末端坐
標(biāo)系{6}相對于六自由度水果采摘機器人基座坐標(biāo)系{0}的坐標(biāo)變換陣°6Τ4;C，操縱六自由度水果采摘機器人使其末端沿著所述六自由度水果采摘機器人基座坐標(biāo)系{0}的Z軸正向平移一段距離，記為Λ Ζ，并記錄當(dāng)前六自由度水果采摘機器人末
端坐標(biāo)系{6}相對于所述六自由度水果采摘機器人基座坐標(biāo)系{0}的坐標(biāo)變換罔ブ采用哈密爾頓圖形法實現(xiàn)六自由度水果采摘機器人路徑的優(yōu)化是在哈密爾頓圖中找到ー個所有頂點的排列，且所述六自由度水果采摘機器人的末端執(zhí)行器按照所述排列經(jīng)過的路徑是一條經(jīng)過所有頂點且只經(jīng)過一次、具有最短距離的回路minし所述錐體設(shè)有尖的頂部，倒置固定在表面平整且固定不動的支撐體上。采用哈密爾頓圖形法實現(xiàn)六自由度水果采摘機器人路徑的優(yōu)化的具體步驟如下首先，在所述的靜態(tài)樹冠圖像中，假設(shè)ー個無方向的連接圖G (V，E，R，ω :Ε — Ζ+)，其中V表示頂點(水果中心位置的三維坐標(biāo))集，E表示邊集(任意兩個頂點的距離連線)，R表示E的任意ー個子集，ω表示邊的權(quán)(長度)；然后，采用哈密爾頓圖形法實現(xiàn)六自由度水果采摘機器人路徑的優(yōu)化，即通過所述連接圖G中的頂點，形成ー個完整的哈密爾頓圖g (VH，EH，ω11)，其中Vh表示頂點集，Eh表示邊集，ω11表示邊的權(quán)且ω11 GD;所述哈密爾頓圖g中，每條邊的權(quán)值由連接圖G中同一條邊上的頂點的排列順序決定；設(shè)對于哈密爾
頓圖g中頂點集Vh=Iv1, V2......vn}的ー個排列順序為T = U1, t2......tn), ti e VH(i =
1，2，. . .，η)，則哈密爾頓圖形中六自由度水果采摘機器人路徑優(yōu)化后的最短路徑為
n-lmill L=Y ω"其中ω11表示哈密爾頓圖g中邊的權(quán)值。六自由度水果采摘機器人路徑優(yōu)化的計算步驟如下I)建立個體信息所述個體信息包括未訪問頂點列表(not visited vertices,NVV)、已訪問頂點列表(visited vertices, W)、未訪問邊列表(not visited edges,NVE)>已訪問邊列表(visited edges, VE)和個體走過的路徑長度(tour length, TL);其中，個體指的是蟻群算法中的ー個螞蟻個體。2)初始化令時間t=0,循環(huán)次數(shù)N = O,設(shè)置最大循環(huán)次數(shù)Nmax ;初始化τ ⑴、Δ τ Jj ;設(shè)定參數(shù)α、β、P、Q ;頂點數(shù)為m ;其中P表示信息素?fù)]發(fā)率，τ (t)表示t時刻路徑(i，j)上信息素存積量，Δ τ u表示經(jīng)過時間Λ t路徑(i，j)上信息素的増量，參數(shù)α和β分別表示Tu(t)和路徑(i，j)上的能見度nu(t)對整個轉(zhuǎn)移概率的影響權(quán)值，Q為體現(xiàn)個體所留軌跡數(shù)量的ー個常數(shù)；3)循環(huán)次數(shù) N — N+1 ;4)個體數(shù)目 k — k+1。
—ぶ〗·_β. β, j,aio^k5)根據(jù)轉(zhuǎn)移概率式/計算的概率，選擇
0，otherwise
頂點j并前進(jìn)，j ^ a I owedk ;alowedk表示個體k在頂點i處的可行鄰域，即未訪問邊列表 中邊的端點；6)若k < m，則跳轉(zhuǎn)至步驟4)，否則轉(zhuǎn)至步驟7)；7)根據(jù)式①和式②更新每條路徑上的信息量；τ Jj (t+Δ t) = P τ (t) + Δ τ ①
mArび=SΔη)②8)若N彡Nmax,循環(huán)停止,輸出計算結(jié)果Ttoect,否則更新個體信息并跳轉(zhuǎn)至步驟3)；9)計算六自由度水果采摘機器人末端實際運動路徑，六自由度水果采摘機器人空間路徑計算公式為P = 6^1 6^-2 Λ 6Τ^| 6^5CT。本發(fā)明的方法適用于的水果為蘋果、橘子、橙子和梨。有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的面向多目標(biāo)的水果采摘機器人的路徑優(yōu)化方法，首先通過采用三點三步法對六自由度水果采摘機器人末端執(zhí)行器坐標(biāo)系進(jìn)行標(biāo)定，然后采用哈密爾頓圖找出采摘水果的最短路徑，從而使六自由度水果采摘機器人在最短的時間內(nèi)，采摘到最多的水果，大大提高了六自由度水果采摘機器人的工作效率。


圖I為本發(fā)明實施例中涉及到的六自由度水果采摘機器人的示意圖；圖2為本發(fā)明實施例中六自由度水果采摘機器人的六個關(guān)節(jié)坐標(biāo)與參數(shù)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例中靜態(tài)的樹冠圖像中的蘋果三維坐標(biāo)示意圖；圖4為本發(fā)明實施例中具有5個頂點的哈密爾頓圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例，進(jìn)ー步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。本實施例以蘋果為例對本發(fā)明公開的面向多目標(biāo)的水果采摘機器人的路徑優(yōu)化方法進(jìn)行詳細(xì)的闡述，步驟一，采用三點三步法對六自由度水果采摘機器人末端執(zhí)行器的坐標(biāo)系進(jìn)行標(biāo)定。要實現(xiàn)六自由度水果采摘機器人正常采摘水果，就要保持機器人末端能夠始終處于ー個合適的姿態(tài)，即機器人末端的坐標(biāo)與己經(jīng)規(guī)劃好的采摘路徑坐標(biāo)系保持一致，因此，需要對水果采摘機器人末端執(zhí)行器坐標(biāo)系進(jìn)行標(biāo)定。六自由度水果采摘機器人如圖I所示，設(shè)其基座坐標(biāo)系以及從下至上的6個關(guān)節(jié)坐標(biāo)系分別為( , y0, z0), Cx1, I1, Z1), U2,Y2, z2)、(x3,y3, z3)、(x4,y4, z4)、(x5,y5, z5)、(x6,y6, z6),如圖 2 所示。對六自由度水果采摘機器人末端執(zhí)行器坐標(biāo)系進(jìn)行標(biāo)定之前，在水果采摘機器人工作空間內(nèi)選擇ー個水果采摘機器人末端比較容易接近且表面平整的位置，在該位置上倒放ー個錐體，為了提高標(biāo)定精度，該錐體需要有比較尖的頂部且固定在某個不動體上。該標(biāo)定方法中的三步操作都是在該錐體的頂部為參照對象，三點三步標(biāo)定法具體步驟為( I)設(shè)六自由度水果采摘機器人基座坐標(biāo)系為{0}，六自由度水果采摘機器人末端 坐標(biāo)系為{6}，操縱六自由度水果采摘機器人六個關(guān)節(jié)使得六自由度水果采摘機器人末端執(zhí)行器分別從三個不同的點指向錐體，并使六自由度水果采摘機器人末端執(zhí)行器盡量接近錐體頂部。如圖I和圖2所示，調(diào)整六自由度水果采摘機器人4 6關(guān)節(jié)，使得第三個姿態(tài)下的工具系Z軸與基座坐標(biāo)系Z軸基本一致，工具系X軸與基座坐標(biāo)系X軸方向基本一致。分別記下在這三個位置(即，六自由度水果采摘機器人末端執(zhí)行器從三個不同的點指向錐體時所處的位置)下六自由度水果采摘機器人末端坐標(biāo)系相對于其基座坐標(biāo)系的坐標(biāo)變換
陣，分別記為Λ，6^2 5 6^3。(2)操縱六自由度水果采摘機器人使其末端沿著基座坐標(biāo)系{0}的X軸正向平移一段距離(記為Λχ)，并記錄當(dāng)前六自由度水果采摘機器人末端坐標(biāo)系{6}相對于基座坐
標(biāo)系{0}的坐標(biāo)變換陣tT4。(3)操縱六自由度水果采摘機器人使機器人其末端沿著{0}的Z軸正向平移一段距離(記為Λζ)，并記錄當(dāng)前六自由度水果采摘機器人末端坐標(biāo)系{6}相對于其基座坐標(biāo)
系{0}的坐標(biāo)變換陣步驟ニ，通過六自由度水果采摘機器人的機械手末端雙目攝像頭動態(tài)采集整個果樹樹冠的圖像，經(jīng)圖像處理得到蘋果樹上所有蘋果中心位置的三維坐標(biāo)，如圖3所示。步驟三，將蘋果中心位置的三維坐標(biāo)視為樹冠圖像的頂點，則任意兩個蘋果中心位置間的連線是圖的邊。六自由度水果采摘機器人路徑優(yōu)化問題的實質(zhì)就是機械手依照怎樣的順序采摘樹冠圖像中的每ー個蘋果，使得機械手經(jīng)過的路徑最短。按照圖論原理，在果樹的靜態(tài)樹冠圖像中假設(shè)ー個無方向的連接圖G (V，Ε, R, ω :Ε — Ζ+)，其中V表示頂點集(蘋果)，E表示邊集(任意兩個蘋果的距離連線)，R表示E的任意ー個子集，ω表示邊的權(quán)(長度)。六自由度水果采摘機器人路徑優(yōu)化問題就是在連接圖G中求出一條經(jīng)過所有頂點且只經(jīng)過一次的具有最短距離的回路。為了使問題便于求解，采用哈密爾頓圖形法表示蘋果采摘機器人路徑優(yōu)化問題。如圖4所示，用一個頂點代表原始連接圖G中的頂點，從而形成一個完整的哈密爾頓圖g (VH, Eh, ω11)，其中Vh表示頂點集，Eh表示邊集，ω11表示邊的權(quán)且ω11 e D。哈密爾頓圖g中，每條邊的權(quán)值是不固定的，其值由原始的連接圖G中同一條邊上的頂點的排列順序決定。設(shè)對于哈密爾頓圖g中頂點集Vh= Iv1, V2......vn}的ー個排列順序為T =Ct^t2......tn)，ti e Vh (i = 1，2，...，η)，則哈密爾頓圖形中六自由度水
果采摘機器人路徑優(yōu)化組合問題可表示為
Imin A = V ω',! Jr=I其中表示圖g中邊的權(quán)值。由此，六自由度水果采摘機器人路徑優(yōu)化問題就變
為在哈密爾頓圖中找到ー個所有頂點的排列，按照這個排列，使得六自由度水果機器人末端執(zhí)行器經(jīng)過的路徑L最短。步驟四，六自由度水果采摘機器人路徑優(yōu)化問題計算步驟為(I)建立以下個體信息未訪問頂點列表NVV，已訪問頂點列表W，未訪問邊列表NVE,已訪問邊列表VE，個體走過的路徑長度TL。以圖4所示的連接具有5個頂點的哈密爾頓圖g為例，若個體I在頂點I處時算法開始，則個體I初始化信息為NVV[1] = {1, 2，3，4，5，6，7，8，9，10}VV[1] = {}NVE [I] = {(I, 2)，(3，4)，(5，6)，(7，8)，(9，10)}VE[1] = {}TL [I] =0.0(2)初始化。令時間t=0,循環(huán)次數(shù)N = O,設(shè)置最大循環(huán)次數(shù)Nmax ； τ (t)、Δ τ初始化；設(shè)定參數(shù)α、β、P、Q ;頂點數(shù)為m。其中P表示信息素?fù)]發(fā)率，τ (t)表示t時刻路徑(i，j)上信息素存積量，Δ τ u表示經(jīng)過時間Λ t路徑(i，j)上信息素的増量，參數(shù)α和β分別表示hjt)和路徑(i，j)上的能見度nu(t)對整個轉(zhuǎn)移概率的影響權(quán)值，Q為體現(xiàn)螞蟻所留軌跡數(shù)量的ー個常數(shù)。(3)循環(huán)次數(shù) N —N+1。(4)個體數(shù)目 k — k+1。
-デ ^ Wedk(5)個體根據(jù)轉(zhuǎn)移概率式片=ぬ計算的概率
O，otherwise
選擇頂點j并前進(jìn)，j ^ a I owedk ；alowedk表示個體k在頂點i處的可行鄰域(即列表NVE中邊的端點)。(6)若k < m，則跳轉(zhuǎn)至(4)，否則轉(zhuǎn)至(7)。(7)根據(jù)式①和式②更新每條路徑上的信息量。τ Jj (t+Δ t) = P τ (t) + Δ τ ①
mニ (8)若N彡Nmax，循環(huán)停止，輸出計算結(jié)果T_CT，否則更新個體信息并跳轉(zhuǎn)至步驟(3)。(9)計算六自由度采摘機器人實際空間優(yōu)化運動路徑。采摘機器人末端實際空間路徑計算公式為P = VT1VT2 °6T3 °6t4 0J5To
BJECT °
本發(fā)明公開的面向多目標(biāo)的水果采摘機器人的路徑優(yōu)化方法，用于采摘其他水果 (如，橘子、橙子和梨)的方法和采摘上述采摘蘋果的方法是ー樣的，所不同的就是采摘目標(biāo)的變化，但并不影響方法的使用及其采摘效果。
權(quán)利要求
1.一種面向多目標(biāo)的水果采摘機器人的路徑優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)采用三點三步法對六自由度水果采摘機器人末端執(zhí)行器的坐標(biāo)系進(jìn)行標(biāo)定； (2)通過六自由度水果采摘機器人的機械手末端攝像頭動態(tài)采集整個果樹樹冠的圖像，并從處理后的樹冠圖像上得到某一時刻果樹上多個水果中心位置的三維坐標(biāo)； (3)將所述水果中心位置的三維坐標(biāo)視為樹冠圖像的頂點，并通過連接頂點在靜態(tài)的樹冠圖像中構(gòu)造出ー個無方向的連接圖，采用哈密爾頓圖形法實現(xiàn)六自由度水果采摘機器人路徑的優(yōu)化； (4)快速捜索出哈密爾頓圖中的一個關(guān)于所有所述頂點的排列，所述排列為使六自由度水果采摘機器人末端經(jīng)過的路徑最短的排列。
2.如權(quán)利要求I所述的面向多目標(biāo)的水果采摘機器人的路徑優(yōu)化方法，其特征在干，采用三點三步法對六自由度水果采摘機器人末端執(zhí)行器的坐標(biāo)系進(jìn)行標(biāo)定的具體步驟如下 a,設(shè)所述六自由度水果采摘機器人基座坐標(biāo)系為{0}，六自由度水果采摘機器人末端坐標(biāo)系為{6}，操縱六自由度水果采摘機器人六個關(guān)節(jié)使得其末端執(zhí)行器分別從三個不同的點指向錐體，使六自由度水果采摘機器人末端執(zhí)行器接近錐體頂部；其中，三個不同的點分別指第一個點、第二個點和第三個點；分別記錄六自由度水果采摘機器人末端執(zhí)行器從第一個點、第二個點和第三個點指向錐體時的機器人末端坐標(biāo)系相對于機器人基座坐標(biāo)系的坐標(biāo)變換陣，井分別記為X °6t2, %. b，操縱六自由度水果采摘機器人末端沿著所述六自由度水果采摘機器人基座坐標(biāo)系{0}的X軸正向平移一段距離，記為Λ X，并記錄當(dāng)前六自由度水果采摘機器人末端坐標(biāo)系{6}相對于六自由度水果采摘機器人基座坐標(biāo)系{0}的坐標(biāo)變換陣H ; c，操縱六自由度水果采摘機器人使其末端沿著所述六自由度水果采摘機器人基座坐標(biāo)系10}的Z軸正向平移一段距離，記為Λ ζ，并記錄當(dāng)前六自由度水果采摘機器人末端坐標(biāo)系{6}相對于所述六自由度水果采摘機器人基座坐標(biāo)系{0}的坐標(biāo)變換陣It。
3.如權(quán)利要求I所述的面向多目標(biāo)的水果采摘機器人的路徑優(yōu)化方法，其特征在干，采用哈密爾頓圖形法實現(xiàn)六自由度水果采摘機器人路徑的優(yōu)化是在哈密爾頓圖中找到ー個所有頂點的排列，且所述六自由度水果采摘機器人的末端執(zhí)行器按照所述排列經(jīng)過的路徑是一條經(jīng)過所有頂點且只經(jīng)過一次、具有最短距離的回路minし
4.如權(quán)利要求2所述的面向多目標(biāo)的水果采摘機器人的路徑優(yōu)化方法，其特征在于所述錐體設(shè)有尖的頂部，倒置固定在表面平整且固定不動的支撐體上。
5.如權(quán)利要求I或3所述的面向多目標(biāo)的水果采摘機器人的路徑優(yōu)化方法，其特征在于，采用哈密爾頓圖形法實現(xiàn)六自由度水果采摘機器人路徑的優(yōu)化的具體步驟如下 首先，在所述的靜態(tài)樹冠圖像中，假設(shè)ー個無方向的連接圖G (V，E，R, ωΕ- Ζ+)，其中V表不頂點集，E表不邊集,R表不E的任意ー個子集，ω表不邊的權(quán)；然后,米用哈密爾頓圖形法實現(xiàn)六自由度水果采摘機器人路徑的優(yōu)化，即通過所述連接圖G中的頂點，形成ー個完整的哈密爾頓圖g (Vh，Eh，ω11)，其中Vh表示頂點集，Eh表示邊集，ω11表示邊的權(quán)；所述哈密爾頓圖g中，每條邊的權(quán)值由連接圖G中同一條邊上的頂點的排列順序決定；設(shè)對于哈密爾頓圖g中頂點集VH= Iv1, v2......vn}的ー個排列順序為T = Ct1, t2......tn),ti e Vh(i=1，2，...，η)，則哈密爾頓圖形中六自由度水果采摘機器人路徑優(yōu)化后的最短路徑為
6.如權(quán)利要求5所述的面向多目標(biāo)的水果采摘機器人的路徑優(yōu)化方法，其特征在干，六自由度水果采摘機器人路徑優(yōu)化的計算步驟如下 O建立個體信息所述個體信息包括未訪問頂點列表、已訪問頂點列表、未訪問邊列表、已訪問邊列表和個體走過的路徑長度； 2)初始化令時間t=0,循環(huán)次數(shù)N= O,設(shè)置最大循環(huán)次數(shù)Nmax ;初始化τ Jj (t)、Δ τ ；設(shè)定參數(shù)Ct、β、P、Q ;頂點數(shù)為m ;其中P表示信息素?fù)]發(fā)率，τ (t)表示t時刻路徑(i，j)上信息素存積量，Λ τ u表示經(jīng)過時間At路徑(i，j)上信息素的増量，參數(shù)α和β分別表示Tu(t)和路徑(i，j)上的能見度nu(t)對整個轉(zhuǎn)移概率的影響權(quán)值，Q為體現(xiàn)個體所留軌跡數(shù)量的ー個常數(shù)； 3)循環(huán)次數(shù)N—N+1 ； 4)個體數(shù)目k— k+Ι ; 5)根據(jù)轉(zhuǎn)移概率式
7.如權(quán)利要求I所述的面向多目標(biāo)的水果采摘機器人的路徑優(yōu)化方法，其特征在于所述水果為蘋果、橘子、橙子和梨。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種面向多目標(biāo)的水果采摘機器人的路徑優(yōu)化方法，包括以下步驟(1)采用三點三步法對六自由度水果采摘機器人末端執(zhí)行器的坐標(biāo)系進(jìn)行標(biāo)定；(2)通過六自由度水果采摘機器人的機械手末端攝像頭動態(tài)采集整個果樹樹冠的圖像，并得到多個水果中心位置的三維坐標(biāo)；(3)將所述水果中心位置的三維坐標(biāo)視為樹冠圖像的頂點，并構(gòu)造出一個無方向的連接圖，采用哈密爾頓圖形法實現(xiàn)六自由度水果采摘機器人路徑的優(yōu)化；(4)快速搜索出哈密爾頓圖中的一個關(guān)于所有所述頂點的排列。本發(fā)明使六自由度水果采摘機器人在最短的時間內(nèi)，采摘到最多的水果，大大提高了六自由度水果采摘機器人的工作效率。
文檔編號G05D1/02GK102662399SQ20121014257
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月9日
發(fā)明者平向意, 曾慶軍, 王強, 陳偉 申請人:江蘇科技大學(xué)