[發明專利]基于多蟻群迭代尋優算法的焊接機器人路徑規劃方法

在審

• 申請號: 201911172134.0
• 申請日: 2019-11-26
• 公開（公告）號: CN110802598A
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 徐金雄;岑健
• 申請（專利權）人: 廣東技術師范大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B23K37/02
• 代理公司: 廣州恒華智信知識產權代理事務所(普通合伙) 44299
• 代理人: 姜宗華

1.一種基于多蟻群迭代尋優算法的焊接機器人路徑規劃方法，其特征在于，包括以下步驟：

對焊接構件建立三維坐標軸，并讀取焊接構件上所有焊接任務點的個數N_p以及各個焊接任務點的三維坐標；

讀取用戶設置的多臺焊接機器人的起點坐標；

初始化多蟻群迭代尋優算法的初始參數；

通過多蟻群迭代尋優算法對多臺焊接機器人的焊接路徑進行迭代尋優，將尋找到的距離最短的路徑作為最優路徑結果輸出；

對所述最優路徑結果進行優化；

將優化后的路徑與多臺焊接機器人的起點坐標相結合作為多臺焊接機器人的焊接路徑規劃結果輸出。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述多蟻群迭代尋優算法的初始參數包括螞蟻種群數量m_g、單個螞蟻種群的螞蟻數量m_a、信息素重要程度因子α、啟發函數重要程度因子β、信息素揮發因子ρ、信息素釋放因子Q、最大迭代次數N_max、啟發函數η_ij、信息初始素濃度

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述螞蟻種群數量m_g等于所述多臺焊接機器人的個數；所述單個螞蟻種群的螞蟻數量m_a等于單個焊接機器人的焊接任務點數量，當1≤N_p≤100時，m_a＝40,當101≤N_p≤300時，m_a＝50,當N_p>300時，m_a＝60。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述通過多蟻群迭代尋優算法對多臺焊接機器人的焊接路徑進行迭代尋優，將尋找到的距離最短的路徑作為最優路徑結果輸出，包括以下步驟：

初始化多蟻群迭代尋優算法的迭代次數N_C和列隊螞蟻編號K，令N_C＝1，K＝1；

分別對m_g個螞蟻種群以及每個螞蟻種群中的m_a只螞蟻進行編號；

從m_g個螞蟻種群中分別選出各個螞蟻種群中編號為K的螞蟻進行列隊；

列隊上的m_g只螞蟻根據螞蟻種群的編號順序輪流在焊接構件上隨機選擇一個未被選過的焊接任務點，并根據該焊接任務點的三維坐標移動到該焊接任務點上；

判斷K是否大于等于m_a；

如果否，則令K＝K+1，并執行從m_g個螞蟻種群中分別選出各個螞蟻種群中編號為K的螞蟻進行列隊的步驟；

如果是，則第N_C次迭代中焊接路徑尋優過程結束，記錄列隊上的每一只螞蟻的移動路徑，并按照螞蟻編號順序將每一個螞蟻種群中螞蟻的移動路徑進行組合得到第N_C次迭代尋優的焊接路徑；

根據所述第N_C次迭代尋優的焊接路徑對信息素進行更新；

判斷N_C是否大于等于N_max；

如果否，則令N_C＝N_C+1，并執行分別對m_g個螞蟻種群以及每個螞蟻種群中的m_a只螞蟻進行編號的步驟；

如果是，則迭代過程結束，將迭代過程中所找到的最優路徑，作為尋優結果輸出。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，焊接構件上每一個焊接任務點被選中的概率為其中，表示第l個螞蟻種群的第k只螞蟻從焊接任務點i移動到焊接任務點j的概率，allowk表示可以被選擇的焊接任務點集合。