(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211136536.7 (22)申请日 2022.09.19 (71)申请人 中国科学院深圳先进技 术研究院 地址 518055 广东省深圳市南 山区深圳大 学城学苑大道1068号 (72)发明人 徐升　侯睿明　朱兵　徐蓉蓉　 吴新宇　 (74)专利代理 机构 北京市诚辉律师事务所 11430 专利代理师 耿慧敏　成丹 (51)Int.Cl. G06N 3/00(2006.01) G06T 7/73(2017.01) G06V 10/774(2022.01) G06V 10/82(2022.01) (54)发明名称 一种基于蚁群算法的机 器人清理优化方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于蚁群算法的机器人 清理优化方法。 该方法包括： 针对目标区域的待 摆放工件， 确定各工件的位置信息， 所述位置信 息包括在机械臂坐标系下的坐标点和旋转角度； 以设定的损失函数为优化目标， 利用蚁群算法获 得工件清理的最佳执行顺序， 其中将待摆放工件 作为蚂蚁走过的位置点， 将工件摆放工序作为蚂 蚁的行走路径； 驱动机械臂 基于所获得的最佳执 行顺序以及所述位置信息进行工件清理。 本发明 结合蚁群算法的优化能力， 显著提升了机器人清 理桌面的效率和智能性。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 115470880 A 2022.12.13 CN 115470880 A 1.一种基于蚁群算法的机器人清理优化方法， 包括以下步骤： 针对目标区域的待摆放工件， 确定各工件的位置信息， 所述位置信息包括在机械臂坐 标系下的坐标点和旋转角度； 以设定的损 失函数为优化目标， 利用蚁群算法获得工件清理的最佳执行顺序， 其中将 待摆放工件作为蚂蚁走 过的位置点， 将工件 摆放工序作为蚂蚁的行 走路径； 驱动机械臂基于所获得的最佳 执行顺序以及所述 位置信息进行工件清理。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述以设定的损 失函数为优化目标， 利用 蚁群算法获得工件清理的最佳 执行顺序包括以下子步骤： 基于待摆放工件的数量初始化蚂蚁种群数量； 初始化信息素浓度， 所述信息素浓度是每只蚂蚁完成一次工序搜索所留下的信息素； 随机生成每只蚂蚁行 走的工序， 并设置每条工序经 过的点不重复； 设定迭代次数， 每次迭代完成后更新 一次信息素浓度； 根据工件的摆放可行性顺序的约束来随意生成多条可行性工序， 进而通过迭代找到最 小损失函数的工序作为所述 最佳执行顺序。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 将所述损失函数设置为： 其中， di是在机械臂坐标系下工件i与目标位置点的距离， Ψi是在机械臂坐标系下工 件i与目标位置点的角度差， ω1和ω2是对应项的加权系数， m是待摆放工件的数量。 4.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 将蚂蚁在行走过程中选择某个工件作为摆 放工序的下一个工件进行移动的概 率设置为： 其中， τij(t)是信息素浓度， nij是上个工件 位置点i到 下个工件 位置点j距 离的倒数， a是 信息素重要程度因子， b是启发函数重要程度因子， 代表蚂蚁k从位置点i到位置点j 转移的概 率， remai n表示蚂蚁k还未 走过的工序， t 表示迭代次数索引。 5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 在每次迭代完成后， 根据以下公式更新信 息素浓度： 其中， ρ表示信息素的挥发程度， 表示n只蚂蚁从位置点i行走到位置点j 所留下的信息素增量。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述针对目标区域的待摆放工件， 确定各 工件的位置信息包括以下步骤： 构建数据集， 所述数据集反映工件的中心位置、 宽、 高以及工件旋转角度之间的对应关 系； 基于所述数据集训练目标检测模型， 得到 工件检测模型；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115470880 A 2拍摄目标区域的工件摆放图， 基于所述工件检测模型， 生成工件对应的多个预测框， 筛 选出置信度最高的预测框， 进而得到各工件的像素坐标和相对于像素坐标系下的旋转角 度， 然后经 过手眼标定矩阵运 算转换为机 械臂坐标系下的坐标点和旋转角度。 7.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述目标检测模型是R3Det旋转目标检测 网络。 8.根据权利要求3所述的方法， 其特 征在于， 将ω1设置为0.8， ω2设置为0.2。 9.一种计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序， 其中， 该计算机程序被处理器执 行时实现根据权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。 10.一种计算机设备， 包括存储器和处理器， 在所述存储器上存储有能够在处理器上运 行的计算机程序， 其特征在于， 所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8 中任 一项所述的方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115470880 A 3