山东新一代信息产业技术研究院有限公司刘祥勇获国家专利权
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龙图腾网获悉山东新一代信息产业技术研究院有限公司申请的专利一种机器人路径选择方法及装置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:CN116027789B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-22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:202310056875.2,技术领域涉及:G05D1/43;该发明授权一种机器人路径选择方法及装置是由刘祥勇;马辰;王本强设计研发完成,并于2023-01-17向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种机器人路径选择方法及装置在说明书摘要公布了:本发明涉及机器人路径规划领域,具体提供了一种机器人路径选择方法,首先机器人按照算法规划出多条候选路径,然后进行障碍物感知,假设障碍物做匀速匀转向运动,按照一定的步长对障碍物的轨迹进行预测;最后,做出路径的选择,按照相同的步长进行采样,结合预测的障碍物轨迹,计算未来一段时间内与障碍物是否会发生碰撞,对多条路径赋予不同的碰撞代价值cost1;对规划的多条路径,按照路径长度的不同赋予不同的代价值cost2;将每条路径的碰撞代价cost1和路径长度代价cost2相加,得到每条路径的总代价,对于总代价最小的路径,即是机器人的最优路径。与现有技术相比,本发明可以极大的提高机器人运行的安全性和通行效率,且简单高效、便于实现。
本发明授权一种机器人路径选择方法及装置在权利要求书中公布了:1.一种机器人路径选择方法,其特征在于,首先机器人按照算法规划出多条候选路径,然后进行障碍物感知,通过障碍物位置的变化率,计算出障碍物的速度和角速度,假设障碍物做匀速匀转向运动,按照一定的步长对障碍物的轨迹进行预测; 最后,做出路径的选择,对于机器人规划的多条候选可行路径,按照相同的步长进行采样,结合预测的障碍物轨迹,计算未来一段时间内机器人按照某条候选路径运行与障碍物是否会发生碰撞,并按照碰撞的可能性大小,对多条路径赋予不同的碰撞代价值cost1; 对规划的多条路径,按照路径长度的不同赋予不同的代价值cost2;将每条路径的碰撞代价cost1和路径长度代价cost2相加,得到每条路径的总代价,对于总代价最小的路径,即是机器人的最优路径; 由摄像头、深度传感器和激光雷达组成障碍物感知构件,所述深度传感器按照一定的频率感知周围障碍物的位置; 假设传感器在最近时刻感知到的障碍物坐标为(x1,y1),时间为t1,上一帧的坐标为(x2,y2),时间为t2,再上一帧的坐标为(x3,y3),时间为t3,则可计算出此时障碍物的速度为,记为v,角速度为,记为yawrate,行进角度为yawrate*t1-t2+,记为yaw; 假设所述机器人的安全距离为L,距离机器人L之外的障碍物认为不会有你碰撞的危险,则按照步长S对障碍物进行预测,其中; 假设障碍物做匀速和匀转向运动,障碍物到达下一步长点的时刻为,坐标为(x1+S*cosyaw,y1+S*sinyaw),行进角度为yawrate*+yaw; 在做出路径的选择时,首先对每一条规划路径按照步长S从机器人当前位置进行采样,采样点数量为N,并记录每个采样点的坐标和机器人到达所述点的时间; 采样后,对第一条规划轨迹的采样点进行遍历,判断和各个障碍物预测轨迹点是否会发生碰撞,碰撞的条件为机器人路径规划点与障碍物轨迹预测点的距离小于L; 对可能发生碰撞的点,计算机器人到达碰撞点和障碍物到达碰撞点的时间差,然后找出所有碰撞点中的最小时间差,取绝对值记为tc1,若没有碰撞点则该条路径碰撞代价记为0,若tc1为0则直接否定此条路径,标记为不可行; 对其他情况,记录此条规划路径的碰撞代价cost1为,以此类推,计算出每条规划路径与障碍物预测轨迹的最小碰撞时间差,并计算出相应的碰撞代价,然后对各个碰撞代价做归一化处理。
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