青岛中远海运数智科技有限公司李虎获国家专利权
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龙图腾网获悉青岛中远海运数智科技有限公司申请的专利一种基于机器人协同的集装箱装载空间优化方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN121093406B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-10发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511127875.2,技术领域涉及:G06F30/10;该发明授权一种基于机器人协同的集装箱装载空间优化方法是由李虎;刘祥杰;鹿麟;施明杰;谭龙;韦建杰;姜越;唐硕设计研发完成,并于2025-08-13向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于机器人协同的集装箱装载空间优化方法在说明书摘要公布了:本发明涉及空间优化技术领域,公开了一种基于机器人协同的集装箱装载空间优化方法,该方法通过获取包裹的点云数据和重量分布,构建包裹的多维度物理模型;基于强化学习算法生成包含目标位姿、压力容忍阈值和装载序列的装载方案;机械臂根据预训练的抓取动力学模型生成电机电流‑位置复合控制指令,实现精准抓取;在装载过程中,通过卡尔曼滤波算法实时监测包裹位姿,当偏差超过阈值时,构建局部空间KD树并计算碰撞概率梯度场,生成满足稳定性约束的补偿方案;最后更新四叉树索引并反馈至强化学习算法进行在线优化。有效解决了机器人装载过程中抓取力度控制不精准和执行偏差累积导致的效率下降问题,实现了高效、精准的自动化装载。
本发明授权一种基于机器人协同的集装箱装载空间优化方法在权利要求书中公布了:1.一种基于机器人协同的集装箱装载空间优化方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤100:通过三维激光扫描仪获取包裹点云数据,结合压力传感托盘采集的重量分布参数,构建包含几何特征、质心位置及弹性模量参数的包裹多维度物理模型; 步骤200:基于包裹多维度物理模型,通过强化学习空间优化算法生成装载方案矩阵; 装载方案矩阵包含:目标位姿齐次变换矩阵、包裹间接触面的压力容忍阈值矩阵、装载序列的时空依赖关系图; 压力容忍阈值矩阵:定义包裹六个表面能承受的最大压力,根据包裹弹性模量参数计算:,其中为材料最大安全压力; 装载序列的时空依赖关系图:存储为邻接矩阵格式,其中顶点V表示包裹ID,边E表示包裹间的装载前后关系,Ei,j=1表示包裹i必须在包裹j之前放置; 步骤300:依据时空依赖关系图控制机械臂序列抓取,通过预训练的抓取动力学模型生成电机电流-位置复合控制指令集; 步骤400:实时采集的包裹点云数据,结合六维力传感器数据,基于卡尔曼滤波算法计算得到包裹的实际位姿;当检测到实际位姿与目标位姿齐次变换矩阵之间的位姿偏差超过预设阈值时触发补偿机制,基于包裹点云数据构建局部空间KD树,并结合压力容忍阈值矩阵,通过碰撞概率梯度场计算生成满足堆叠稳定性约束的补偿位姿解集,以堆叠稳定性目标函数选择最优补偿方案; 所述碰撞概率梯度场,具体为:构建局部空间KD树,结合压力容忍阈值矩阵计算碰撞概率场,使用有向距离场表示,计算公式为: ; 其中为安全边距,表示位置x到最近物体表面的有向距离,为位移x处的碰撞概率; 步骤500:执行最优补偿方案后,重新获取调整后的实际位姿,根据调整后的实际位姿更新集装箱空间占用状态四叉树索引,将更新的集装箱空间占用状态四叉树索引反馈至强化学习算法进行在线策略优化。
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