CN119388449A 一種牲畜狀態(tài)監(jiān)控的機(jī)械臂控制方法及系統(tǒng) （中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)煙臺(tái)研究院）

一種牲畜狀態(tài)監(jiān)控的機(jī)械臂控制方法及系統(tǒng)指令，以確保機(jī)械臂的動(dòng)作與牲畜的行為相匹機(jī)械臂控制技術(shù)的優(yōu)化處理使得機(jī)械臂控制技2步驟S1：通過電子監(jiān)控設(shè)備對(duì)牲畜監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行牲畜活步驟S2：基于牲畜種類活動(dòng)分布密度進(jìn)行機(jī)械臂抵近觀步驟S3：根據(jù)牲畜應(yīng)激狀態(tài)概率數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)械臂抵步驟S4：對(duì)機(jī)械臂監(jiān)控姿態(tài)調(diào)整控制指令進(jìn)行編碼處理，步驟S22：根據(jù)牲畜可移動(dòng)方位數(shù)據(jù)集和牲畜活動(dòng)監(jiān)控圖像進(jìn)行牲畜空間移動(dòng)軌跡預(yù)4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的牲畜狀態(tài)監(jiān)控的機(jī)械臂控制方法，步驟S231：對(duì)牲畜空間移動(dòng)軌跡預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行牲畜步驟S232：根據(jù)牲畜間歇性速度變化數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)械臂抵近觀察時(shí)瞬時(shí)停頓慣性模擬，3步驟S233：對(duì)瞬時(shí)停頓慣性數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)械臂抖動(dòng)矢量5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的牲畜狀態(tài)監(jiān)控的機(jī)械步驟S242：對(duì)機(jī)械臂抵近震動(dòng)量化數(shù)據(jù)進(jìn)行震動(dòng)噪步驟S243：對(duì)震動(dòng)噪聲反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行瞬時(shí)噪聲頻譜步驟S244：根據(jù)瞬時(shí)噪聲頻譜波段差進(jìn)行噪聲波段極步驟S245：根據(jù)瞬時(shí)噪聲頻譜波段差和噪聲波段極值分布步驟S246：基于過量聲壓瞬時(shí)集聚數(shù)據(jù)對(duì)牲畜可接步驟S31：根據(jù)機(jī)械臂抵近震動(dòng)量化數(shù)據(jù)和牲畜應(yīng)激狀態(tài)概率數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)械臂抵近速步驟S34：基于機(jī)械臂抵近速率優(yōu)化數(shù)據(jù)和牲畜活動(dòng)監(jiān)控圖像進(jìn)行機(jī)械臂監(jiān)控姿態(tài)控7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的牲畜狀態(tài)監(jiān)控的機(jī)械步驟S331：對(duì)邏輯誤差迭代測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行多頻次誤步驟S332：根據(jù)多頻次誤差累積數(shù)據(jù)對(duì)邏輯誤差迭代測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行間隔最大誤差分步驟S333：對(duì)多頻次最大誤差間隔數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)序線步驟S334：根據(jù)誤差間隔時(shí)序插值數(shù)據(jù)和多頻次最48.根據(jù)權(quán)利要求6所述的牲畜狀態(tài)監(jiān)控的機(jī)械臂控步驟S341：對(duì)牲畜活動(dòng)監(jiān)控圖像進(jìn)行牲畜活動(dòng)姿態(tài)分解步驟S342：對(duì)牲畜活動(dòng)姿態(tài)分解數(shù)據(jù)進(jìn)行牲畜視角盲步驟S343：根據(jù)機(jī)械臂抵近速率優(yōu)化數(shù)據(jù)對(duì)牲畜視角步驟S344：基于機(jī)械臂路徑姿態(tài)控制調(diào)整基于機(jī)械臂空間可覆蓋數(shù)據(jù)對(duì)盲區(qū)邊界曲面擬合數(shù)據(jù)進(jìn)行路徑點(diǎn)分布檢根據(jù)機(jī)械臂抵近速率優(yōu)化數(shù)據(jù)對(duì)路徑點(diǎn)分布數(shù)據(jù)進(jìn)行階段性運(yùn)動(dòng)參根據(jù)機(jī)械臂階段性運(yùn)動(dòng)參數(shù)和路徑點(diǎn)分布數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)械臂路徑分布密度分析模塊，用于通過電子監(jiān)控設(shè)備對(duì)牲畜監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行應(yīng)激狀態(tài)概率估計(jì)模塊，用于基于牲畜種類活動(dòng)分布密度進(jìn)行姿態(tài)控制指令設(shè)計(jì)模塊，用于根據(jù)牲畜應(yīng)激狀態(tài)概率數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)械臂抵近速率匹配，5制方法存在著機(jī)械臂對(duì)環(huán)境干擾的適應(yīng)性不足，以及無法對(duì)機(jī)械臂進(jìn)行精確的控制的問6步驟S21：基于牲畜種類活動(dòng)分布密度對(duì)牲畜活動(dòng)監(jiān)控圖像進(jìn)行牲畜可移動(dòng)方位步驟S22：根據(jù)牲畜可移動(dòng)方位數(shù)據(jù)集和牲畜活動(dòng)監(jiān)控圖像進(jìn)行牲畜空間移動(dòng)軌7步驟S31：根據(jù)機(jī)械臂抵近震動(dòng)量化數(shù)據(jù)和牲畜應(yīng)激狀態(tài)概率數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)械臂抵步驟S33：根據(jù)邏輯誤差迭代測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)機(jī)械臂抵近速率匹配數(shù)據(jù)進(jìn)行速率誤差步驟S34：基于機(jī)械臂抵近速率優(yōu)化數(shù)據(jù)和牲畜活動(dòng)監(jiān)控圖像進(jìn)行機(jī)械臂監(jiān)控姿步驟S344：基于機(jī)械臂路徑姿態(tài)控制調(diào)整數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)械臂監(jiān)控姿態(tài)控制指令設(shè)基于機(jī)械臂空間可覆蓋數(shù)據(jù)對(duì)盲區(qū)邊界曲面擬合數(shù)據(jù)進(jìn)行路徑點(diǎn)分布檢索處理，8分布密度分析模塊，用于通過電子監(jiān)控設(shè)備對(duì)牲畜監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行牲畜活動(dòng)監(jiān)控，自動(dòng)化控制程序設(shè)計(jì)模塊，用于對(duì)機(jī)械臂監(jiān)控姿效提升了機(jī)械臂操作的靈敏度和適應(yīng)性，從而實(shí)現(xiàn)了與牲畜的互動(dòng)和監(jiān)控任務(wù)的高效執(zhí)9術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范頭和常規(guī)可見光攝像頭的組合。攝像頭獲取的圖像數(shù)據(jù)用于對(duì)牲畜的活動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察。關(guān)鍵是通過分析機(jī)械臂的震動(dòng)對(duì)不同種類牲畜的影響，建立震動(dòng)與應(yīng)激狀態(tài)的數(shù)學(xué)模型，率匹配的目標(biāo)是最小化牲畜應(yīng)激的概率，同時(shí)確保機(jī)械臂能夠快速有效地完成監(jiān)控任務(wù)。S13中得到的牲畜種類活動(dòng)監(jiān)控圖像進(jìn)行分布密度計(jì)算。具體步驟包括對(duì)標(biāo)記好的圖像進(jìn)步驟S21：基于牲畜種類活動(dòng)分布密度對(duì)牲畜活動(dòng)監(jiān)控圖像進(jìn)行牲畜可移動(dòng)方位步驟S22：根據(jù)牲畜可移動(dòng)方位數(shù)據(jù)集和牲畜活動(dòng)監(jiān)控圖像進(jìn)行牲畜空間移動(dòng)軌步驟S21：基于牲畜種類活動(dòng)分布密度對(duì)牲畜活動(dòng)監(jiān)控圖像進(jìn)行牲畜可移動(dòng)方位本發(fā)明實(shí)施例中，首先基于步驟S14得到的牲畜種類活動(dòng)分布密度數(shù)據(jù)對(duì)牲畜活[0030]步驟S22：根據(jù)牲畜可移動(dòng)方位數(shù)據(jù)集和牲畜活動(dòng)監(jiān)控圖像進(jìn)行牲畜空間移動(dòng)軌據(jù)與歷史應(yīng)激數(shù)據(jù)建立概率模型。模型通過學(xué)習(xí)震動(dòng)量化數(shù)據(jù)與牲畜應(yīng)激反應(yīng)之間的關(guān)面了解機(jī)械臂在不同時(shí)間段的震動(dòng)特征，并為進(jìn)一步優(yōu)化機(jī)械臂的控制策略提供數(shù)據(jù)支抵近時(shí)導(dǎo)致牲畜應(yīng)激反應(yīng)的頻率變化模式。基于步驟S243得到的瞬時(shí)噪聲頻譜波段差數(shù)步驟S31：根據(jù)機(jī)械臂抵近震動(dòng)量化數(shù)據(jù)和牲畜應(yīng)激狀態(tài)概率數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)械臂抵步驟S33：根據(jù)邏輯誤差迭代測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)機(jī)械臂抵近速率匹配數(shù)據(jù)進(jìn)行速率誤差步驟S34：基于機(jī)械臂抵近速率優(yōu)化數(shù)據(jù)和牲畜活動(dòng)監(jiān)控圖像進(jìn)行機(jī)械臂監(jiān)控姿步驟S31：根據(jù)機(jī)械臂抵近震動(dòng)量化數(shù)據(jù)和牲畜應(yīng)激狀態(tài)概率數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)械臂抵本發(fā)明實(shí)施例中，首先獲取機(jī)械臂抵近震動(dòng)量化數(shù)據(jù)和牲畜應(yīng)激狀態(tài)概率數(shù)據(jù)。這兩個(gè)數(shù)據(jù)集分別表征機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的震動(dòng)效果以及震動(dòng)對(duì)牲畜產(chǎn)生的應(yīng)激反應(yīng)概機(jī)械臂在不同速率下的實(shí)際運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)與理論速率匹配數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，分析兩者之間的偏[0041]步驟S33：根據(jù)邏輯誤差迭代測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)機(jī)械臂抵近速率匹配數(shù)據(jù)進(jìn)行速率誤差[0042]步驟S34：基于機(jī)械臂抵近速率優(yōu)化數(shù)據(jù)和牲畜活動(dòng)監(jiān)控圖像進(jìn)行機(jī)械臂監(jiān)控姿[0043]本發(fā)明實(shí)施例中，基于步驟S33中得到的機(jī)械臂抵近速率優(yōu)化數(shù)據(jù)和牲畜活動(dòng)監(jiān)近牲畜時(shí)可能的路徑和姿態(tài)。為了確保機(jī)械臂在接近牲畜時(shí)不會(huì)引起不必要的應(yīng)激反應(yīng)，多頻次最大誤差間隔數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包含了每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)的最大誤差值及其時(shí)間跨度。步驟S344：基于機(jī)械臂路徑姿態(tài)控制調(diào)整數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)械臂監(jiān)控姿態(tài)控制指令設(shè)基于機(jī)械臂空間可覆蓋數(shù)據(jù)對(duì)盲區(qū)邊界曲面擬合數(shù)據(jù)進(jìn)行路徑點(diǎn)分布檢索處理，目的是通過檢索和分布路徑點(diǎn)，確保機(jī)械臂在接近牲畜的過程中始終能夠保持在盲區(qū)內(nèi)，完成任務(wù)時(shí)始終處于適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而保證在接近牲畜的過程中始終保持在盲區(qū)內(nèi)。階段性運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算出各個(gè)關(guān)節(jié)的角度變化，并通過逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)算法調(diào)整機(jī)械臂的姿態(tài)，分布密度分析模塊，用于通過電子監(jiān)控設(shè)備對(duì)牲畜監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行