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食品与机械2025年第12期:基于混合改进鲸鱼优化算法的食品搬运机器人轨迹规划

来源:期刊VIP网 时间:


作者:黄丽霞;李威;闫初宇;刘铭庆;

单位:广西物流职业技术学院;北部湾大学;广东工业大学;

摘要:[目的]提高食品搬运机器人的运动效率与运行平稳性,提出一种基于混合改进鲸鱼优化算法的机器人轨迹规划方法。[方法]首先,构建一种能够保证启停阶段平滑性的“五次—三次—五次”混合多项式轨迹模型。其次,建立以最短运行时间和最小Jerk积分为目标的加权综合目标函数,以量化轨迹的综合性能。然后,针对标准鲸鱼算法初始化种群盲目性强、全局探索与局部开发不平衡的缺陷,对标准鲸鱼优化算法进行多策略混合、深度改进,并利用该混合改进鲸鱼优化算法对轨迹时间参数进行寻优求解。最后,在“高节拍分拣”与“液态食品转移”两个典型场景下,与最新的增强型算法进行对比测试。[结果]在效率优先场景下,试验方法将运行时间缩短了3.7%,综合性能指标降低了8.4%;在平稳优先场景下,其优势更为突出,平均Jerk降低了18.2%,综合性能指标降低了16.2%。[结论]试验提出的轨迹规划方法能够有效解决食品搬运机器人轨迹规划中效率与平顺性的多目标平衡问题。

关键词:食品搬运机器人;;轨迹规划;;Tent混沌映射;;混合优化算法;;鲸鱼优化算法;;Jerk最优化

基金资助:广西高校中青年教师(科研)基础能力提升项目(编号:2025KY2063);; 广西职业教育教学改革研究项目(编号:GXGZJG2024A029)