基于HER-TD3算法的青皮核桃采摘机械臂路径规划     

杨淑华  谢晓波  邴振凯  郝建军  张秀花  袁大超 《农业机械学报》2024,55(4):113-123

针对青皮核桃和树枝等障碍物无序生长导致机械臂采摘环境复杂、训练任务量大、稳定性差等普遍存在的问题,本文设计了一种同步带模组与机械臂协作的采摘装置,并采用基于事后经验回放的双延迟深度确定性策略梯度算法（Twin delayed deep deterministic policy gradient with hindsight experience replay,HER-TD3）对采摘机械臂进行路径规划,通过HER算法提高智能体的探索能力,缓解稀疏奖励的问题;通过TD3算法提高智能体的稳定性,减少了训练中出现的震荡现象。为了证明HER-TD3算法的可行性和泛化能力,引入TD3、HER-DDPG算法进行对比,采用降维训练方法对3种深度强化学习智能体进行训练,结果表明HER-TD3算法模型在完成路径规划任务中成功率达到98%,与HER-DDPG算法相比提高4个百分点,与TD3算法相比提高19个百分点;在CoppeliaSim软件中搭建三维模型仿真环境,设计初始姿态和碰撞检测,使用YOLO v4识别青皮核桃,通过该算法模型能够引导虚拟采摘机械臂避开树枝障碍物达到目标位置,完成无碰撞路径规划,无障碍物和有障碍物时路径规划成功率分别为91%和86%;利用物理样机进行青皮核桃采摘试验时,仍能较好地完成路径规划任务,无障碍物时采摘路径规划成功率为86.7%,平均运动时间为12.8s,有障碍物时采摘路径规划成功率为80.0%,平均运动时间为13.6s,验证了HER-TD3算法对复杂环境具有较好的适应性和稳定性。  相似文献   

核桃实生苗生物特性及力学性能试验研究     

冯凡  杨淑华  齐国辉  李素全  张秀花  罗自瑶 《农机化研究》2022,44(11):185-190

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对虾剥壳前带式揉搓预处理装置的设计与试验研究     

苏月峰  张秀花  弋景刚  王泽河  杨淑华 《河北农业大学学报》2022,45(2):131-138

为了解决新鲜对虾剥壳时壳肉分离困难，虾肉损伤和断裂等问题，本文设计了对虾剥壳前带式预处理装置。该装置可实现对虾逐只揉搓，并且揉搓压力、距离及方向可调。对关键部件进行分析确定了相关设计参数，并通过ANSYS Workbench软件对关键受力零件进行刚度、强度及稳定性分析，优化了结构参数。通过试验验证了带式揉搓预处理装置的效果，试验结果表明：揉搓成功率为91.6%～93.3%、正反双向揉搓后20只鲜活对虾剥壳时间约为7.37 min，较对照组节省了54.7%，较单向揉搓节省了5.1%。对虾剥壳前带式揉搓预处理装置具有良好的揉搓促剥性能，正反揉搓工艺合理，可为对虾剥壳预处理提供试验依据。  相似文献