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柔顺避碰运动模型的构建方法、控制方法、系统及介质

发布时间: 2025-05-06

基本信息

合作方式： 技术咨询
成果类型： 发明专利
行业领域：
新一代信息技术产业,高端装备制造产业,人工智能,智能制造装备产业
成果介绍
本成果提出了一种机械臂的柔顺避碰运动模型的构建方法及相关系统，旨在提高带臂无人机在复杂环境中的运动精度、安全性和智能化水平。该方法通过获取带臂无人机的机械臂运动至输电网中输电线上的目标物对应的运动轨迹规划，搭建多目标奖励函数（包括运动精度、平滑度、能耗及额外奖励函数），并采用改进速度势场算法搭建柔性避障函数。进一步利用近端策略优化算法，结合多目标奖励函数和柔性避障函数，构建柔顺避碰运动模型。该模型通过强化学习训练，能够输出高精度、安全且智能化的运动轨迹，有效引导带臂无人机在动态环境中的高精度操作。此外，该成果还提供了一种带臂无人机的控制方法，通过将当前位置和环境信息输入柔顺避碰运动模型，实现对机械臂的精准控制。该系统通过多模块协同工作，确保了机械臂在复杂环境中的高效、安全操作，为无人机在输电线路巡检、维修等领域的应用提供了有力支持。
成果亮点
本成果的核心亮点在于其创新性的柔顺避碰运动模型构建方法和高效的控制策略。首先，该方法通过多目标奖励函数的搭建，综合考虑了运动精度、平滑度、能耗等多个关键指标，确保了机械臂运动的高效性和经济性。其次，采用改进速度势场算法构建柔性避障函数，能够有效处理动态障碍物，避免陷入局部极小值，显著提升了避障性能。此外，通过近端策略优化算法结合强化学习训练，模型能够自适应地优化运动轨迹，适应复杂多变的环境。该方法还引入了线性化处理和碰撞检测与风险评估模块，进一步提高了运动轨迹的稳定性和模型的鲁棒性。最后，该成果不仅提供了柔顺避碰运动模型的构建方法，还实现了与带臂无人机控制系统的无缝集成，为无人机在复杂环境中的自主操作提供了完整的解决方案。
团队介绍
本成果的研发团队在无人机技术、机械臂运动控制、人工智能等领域拥有深厚的专业背景和丰富的实践经验。团队成员紧密合作，充分发挥各自的专业优势，攻克了复杂环境下机械臂柔顺避碰、多目标优化、强化学习训练等多项技术难题。该团队不仅具备强大的技术研发能力，还能够将前沿技术与实际应用场景相结合，实现了从理论研究到工程应用的高效转化。通过优化运动模型和控制策略，团队为提高带臂无人机在复杂环境中的操作精度和安全性做出了重要贡献，推动了无人机技术在电力巡检、智能作业等领域的智能化发展。
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