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龙图腾网获悉哈尔滨工业大学(深圳)申请的专利基于梯度投影优化的关节空间规划方法、装置、设备及介质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：CN115900716B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-08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：202211552274.2，技术领域涉及：G01C21/20；该发明授权基于梯度投影优化的关节空间规划方法、装置、设备及介质是由曹喜滨;林涛;岳程斐;张枭;陈雪芹设计研发完成，并于2022-12-05向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于梯度投影优化的关节空间规划方法、装置、设备及介质在说明书摘要公布了：本发明实施例公开了一种基于梯度投影优化的关节空间规划方法、装置、设备及介质；所述关节空间规划方法包括：根据多体动力学建立多臂航天器对应的初始碰撞检测运动学模型；采用碰撞检测算法对所述初始碰撞检测运动学模型进行检测；当所述初始的碰撞检测运动学模型中的机械臂之间发生了碰撞，采用梯度投影法对所述机械臂的关节运动轨迹进行规划，以得到修正后的碰撞检测运动学模型；当所述修正后的碰撞检测运动学模型中的各条机械臂之间不发生碰撞，且所述多臂航天器能够达到设定的目标地点时，输出所述多臂航天器的质心位置姿态及所述机械臂末端位置姿态的关节运动轨迹。

本发明授权基于梯度投影优化的关节空间规划方法、装置、设备及介质在权利要求书中公布了：1.一种基于梯度投影优化的关节空间规划方法，其特征在于，所述关节空间规划方法包括： 根据多体动力学建立多臂航天器对应的初始碰撞检测运动学模型； 采用碰撞检测算法对所述初始碰撞检测运动学模型进行检测； 当所述初始的碰撞检测运动学模型中的机械臂之间发生了碰撞，采用梯度投影法对所述机械臂的关节运动轨迹进行规划，以得到修正后的碰撞检测运动学模型； 当所述修正后的碰撞检测运动学模型中的各条机械臂之间不发生碰撞，且所述多臂航天器能够达到设定的目标地点时，输出所述多臂航天器的质心位置姿态及所述机械臂末端位置姿态的关节运动轨迹； 其中，所述当所述初始的碰撞检测运动学模型中的机械臂之间发生了碰撞，采用梯度投影法对所述机械臂的关节运动轨迹进行规划，以得到修正的碰撞检测运动学模型，包括： 基于所述梯度投影法，将式（1）带入式（2）所示的所述机械臂逆运动学的第二求解公式，以获得所述关节角度与性能指标之间的关系如式（3）所示： （1） （2） （3） 其中，表示优化系数；表示性能指标相对于关节角度的梯度，且；表示所述机械臂关节角速度向量；表示所述机械臂任务空间角速度向量；表示所述机械臂逆运动学的雅可比矩阵；表示所述雅可比矩阵的伪逆，且；表示单位矩阵；表示所述机械臂关节空间内任一角速度向量；表示所述雅可比矩阵的奇异鲁棒性逆，且； 基于所述机械臂与基座的动力学耦合特性以及所述机械臂构型分布均匀性的参数，分别根据式（4）和式（5）对性能指标进行优化，以得到性能指标的表达式如式（6）所示： （4） （5） （6） 其中，表示动力学耦合特性性能指标；表示所述机械臂末端到所述基座的耦合关系；表示机械臂构型分布均匀性性能指标；表示相邻的两条机械臂的第四个关节位置在多臂航天器平面内投影的夹角；表示所述机械臂的末端与机械臂的第四个关节位置在多臂航天器平面内投影的夹角；表示动力学耦合特性优化系数；表示机械臂构型分布均匀性优化系数； 若在规划的过程中刚体与之间发生了碰撞，且碰撞的位置与在发生碰撞前两者之间的向量为，在发生碰撞后，分别对刚体与所在的机械臂在规划时根据式（7）修改方向梯度： （7） 其中，表示避碰系数，随着在碰撞检测循环中迭代次数的变大而变大。

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