[发明专利]一种基于蚁群算法的料片分拣路径规划方法

权利要求书

1.一种基于蚁群算法的料片分拣路径规划方法，其特征在于，首先定义料片之间的距离，而后以平台左下角为原点建立直角坐标系，料片重心坐标记为料片位置，计算机械手在料片至料筐的移动路程；再在相邻的抓取顺序中找到能够同时抓取两块料片的位置；同时计算k类料片抓取面临的选择，在初始位置各放置一只蚂蚁到k类料片的第一块料片作为出发点，总计k只蚂蚁，依据初始信息素浓度和距离计算选择下一个可抓取的料片概率，并及时更新信息素浓度，直至结果收敛最短总路程不再变化，从而完成料片分拣路径规划；具体步骤如下：

1)定义抓取一块料片至下一片料片之间的距离，以平台左下角为原点建立直角坐标系，料片重心坐标记为料片位置，设置有A(x_A,y_A)和B(x_B,y_B)两块料片，因料筐随机械手在平台下方X轴方向移动，机械手从当前A料片移动至A料筐位置，移动路程为y_A；第七轴从当前A料片对应的位置移动到下一个B料片对应的位置，移动路程为L_AB；机械手从B料筐位置移动之B料片位置，移动路程为y_B，用y_A+L_AB+y_B表示机械手抓取A料片放回A料筐，再移动至B料片的这一段路程；

2)求出一次抓取一块料片的路径后，在相邻的抓取顺序中找到能够同时抓取A料片和B料片两块料片的位置；

3)因所有料片需按顺序放至料筐里，假设有k类料片，即有k种选择；

4)在初始位置各放置一只蚂蚁到k类料片的第一块料片作为出发点，总计k只蚂蚁，依据初始信息素浓度和距离计算选择下一个可抓取的料片概率，记蚂蚁在料片r处，s是可选择抓取的下一块料片，P(r,s)表示从料片r处选择抓取料片s的概率，τ(r,s)表示料片r到料片s这段路径间的信息素浓度，η(r,s)表示料片r与料片s之间路程的倒数，β是一个常数，表示路程的影响因子：

P(r,s)＝τ(r,s)×[η(r,s)]^β (1)

待机械手走完一轮后，对信息素浓度进行全局更新；具体为：所有蚂蚁走过的路径中，在总路程最短的路径上对信息素浓度按照公式(2)进行更新：

τ(r,s)＝(1-α)×τ(r,s)+α×Δτ₁(r,s) (2)

其中，α表示信息素挥发系数，L_best表示目前最短的总路程；

5)对信息素浓度进行局部更新，蚂蚁走过的路径上均有信息素的释放和挥发：

τ(r,s)＝(1-ρ)×τ(r,s)+ρ×Δτ₂(r,s) (3)

Δτ₂(r,s)＝τ₀

其中，ρ表示信息素挥发系数，τ₀表示初始信息素浓度；

τ₀＝(N×L_NN)^-1 (4)

其中，N是料片总数，L_NN是近邻算法走一轮经过的路程；

6)完成料片分拣路径规划

重复步骤4)～步骤5)，直至结果收敛最短总路程不再变化，从而完成料片分拣路径规划。

2.根据权利要求1所述的一种基于蚁群算法的料片分拣路径规划方法，其特征在于，步骤2)中，两块料片面积之和＜吸盘面积。

3.根据权利要求1所述的一种基于蚁群算法的料片分拣路径规划方法，其特征在于，步骤3)中，所述料片选择流程为：设置有k类料片，则开始抓取时，选择第一块料片有k个选择，这次选择a类第一块料片，下一次选择时a类第二块料片取代第一块成为可选择对象，其它可选择的料片不变，依然有k个料片供选择，若a类料片全部抓取完毕，剩下k-1类料片，则面临k-1种选择，直到将最后一块料片抓完。