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龙图腾网获悉西北工业大学申请的专利一种凸多面体人工势场及梯度力的连续解析构造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：CN115033003B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-27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：202210880071.X，技术领域涉及：G05D1/43；该发明授权一种凸多面体人工势场及梯度力的连续解析构造方法是由党朝辉;周昊;张育林;袁建平;刘培栋;焦博涵设计研发完成，并于2022-07-25向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种凸多面体人工势场及梯度力的连续解析构造方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种凸多面体人工势场及梯度力的连续解析构造方法，本发明基于凸多面体模型的解析表达式以及测试点相对于凸多面体方位的逻辑判断，给出了点到凸多面体距离d及其在点P处梯度▽d的解析表达式。然后将其代入到经典的人工势函数及其梯度表达式中，得到了适应于凸多面体形状的人工势函数及其梯度力。同现有技术相比，本发明所构造的人工势函数及梯度力是解析的，无数值迭代计算过程，因而能够为避障运动控制实时精确提供适应于凸多面体障碍物形状的人工势场排斥力，并且在先验获知测试点相对于凸多面体方位的情况下，该点处人工势函数及梯度力的表达式是确定的，省去了该点相对于凸多面体方位的逻辑判断步骤。

本发明授权一种凸多面体人工势场及梯度力的连续解析构造方法在权利要求书中公布了：1.一种凸多面体人工势场及梯度力的连续解析构造方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1，建立凸多面体模型、测试点坐标和参数值；所述凸多面体模型以面形式表示或以顶点形式表示； 步骤2，对以面形式表示的凸面体模型变换获得以顶点形式表示的凸面体模型，或对以顶点形式表示的凸面体模型变换获得以面形式表示的凸面体模型； 步骤3，通过以面形式表示的凸面体模型和以顶点形式表示的凸面体模型，确定凸多面体中各面与顶点之间的连接关系、顶点之间的连接关系和各面之间的连接关系； 步骤4，基于以面形式表示的凸多面体模型和以顶点形式表示的凸多面体模型，结合凸多面体中各面与顶点之间的连接关系、顶点之间的连接关系和各面之间的连接关系，判断测试点相对于凸多面体的方位；所述测试点相对于凸多面体的方位包括四种形式：含边界的凸多面体内部、凸多面体的面上方、凸多面体的棱上方和凸多面体的顶点上方； 步骤5，根据测试点相对于凸多面体的方位形式，解析计算出测试点和凸多面体的距离，以及所述距离在测试点处的梯度； 步骤5中，根据测试点相对于凸多面体的方位形式，解析计算出所述距离在测试点处梯度的过程为： 1测试点位于含边界的凸多面体内部时，不定义； 2测试点位于凸多面体的面上方时，梯度的计算公式为： 13 3测试点位于凸多面体的面与面的公共棱上方时，梯度的计算公式为： 15 其中，（）为点的坐标； 4测试点位于凸多面体的顶点上方时，梯度的计算公式为： 17 步骤6，基于所述测试点和凸多面体的距离，计算出凸多面体在测试点处的人工势函数；基于所述测试点和凸多面体的距离，以及距离在测试点处的梯度，计算出凸多面体在测试点处的梯度力； 步骤6中，凸多面体在测试点处的梯度力的计算公式为： 19 其中，为距离检测阈值，和分别为测试点到凸多面体的距离，以及所述距离在点处的梯度。

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