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龙图腾网获悉湖南大学申请的专利面向航天场景的空间机械臂高效安全运动规划方法与系统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：CN120516722B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-03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：202511021194.8，技术领域涉及：B25J9/16；该发明授权面向航天场景的空间机械臂高效安全运动规划方法与系统是由张辉;陈波;徐辉;李康;樊叶心;江一鸣;汪渊;杨敏;王立坤;王耀南设计研发完成，并于2025-07-24向国家知识产权局提交的专利申请。

本面向航天场景的空间机械臂高效安全运动规划方法与系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种面向航天场景的空间机械臂高效安全运动规划方法与系统，采用多个深度相机进行多视角点云信息感知，融合获得空间机械臂可达空间内障碍物的完整占据布尔矩阵；基于多视角融合后的障碍物占据布尔矩阵，构建空间机械臂高效碰撞检测模型，实现狭小受限空间内机械臂高效碰撞检测；初始化路径搜索树，并随机采样获取最近邻节点，针对最近邻节点进行基于目标引导策略的并行自适应扩展，得到新扩展节点，大幅缩短了空间机械臂路径扩展时间；针对路径搜索树的新扩展节点，执行基于空间机械臂高效碰撞检测模型的批量目标直连操作，生成多条可行的空间机械臂路径，选择一条最短的路径发送给空间机械臂执行，进一步降低了运动规划时间。

本发明授权面向航天场景的空间机械臂高效安全运动规划方法与系统在权利要求书中公布了：1.面向航天场景的空间机械臂高效安全运动规划方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： S100：采用多用深度相机进行航天场景的多视角点云信息感知，对多视角点云信息进行融合获得空间机械臂可达空间内障碍物的完整占据布尔矩阵； S200：基于多视角融合后的障碍物占据布尔矩阵，构建空间机械臂高效碰撞检测模型，模型包括预训练的间隙场神经网络学习模型和环境交互组件，将空间机械臂的任意关节角输入至预训练的间隙场神经网络学习模型得到空间机械臂到每个体素的间隙值矩阵，并输入至环境交互组件，输出得到碰撞信息矩阵，基于碰撞信息矩阵得到碰撞结果；S200中将间隙值矩阵输入至环境交互组件，输出得到碰撞信息矩阵，基于碰撞信息矩阵得到碰撞结果，包括： 环境交互组件将间隙场神经网络学习模型输出的空间机械臂到个体素的间隙值矩阵转化为布尔矩阵，即若中某个元素值大于0，则设置为0，小于0则设置为1；之后将与多视角融合后的障碍物占据布尔矩阵按位“或”运算，得到一个维度为的碰撞信息矩阵； 对于一组或者若干组空间机械臂关节角，当其输入至空间机械臂高效碰撞检测模型后，若对应输出的碰撞信息矩阵存在值为“1”元素，表明该关节角配置下空间机械臂与障碍物发生碰撞，否则视作无碰撞； S300：初始化空间机械臂路径搜索树，设定空间机械臂的起始关节配置和目标关节配置，将起始关节配置作为路径搜索树的初始节点，在空间机械臂的关节空间内一次性随机采样组关节配置点，找到路径搜索树中距离每个采样点最近的个路径节点，得到个最近邻节点； S400：针对路径搜索树的个最近邻节点进行基于目标引导策略的并行自适应扩展，获得个新的扩展节点，并加入路径搜索树；S400包括： S410：对于任意采样点相应的最近邻节点，，其扩展方向为随机扩展方向和目标扩展方向的偏置，扩展方向=，其中，新的候选节点为，其中，表示目标方向偏置的权重系数，表示目标关节配置； S420：对于个最近邻节点，均同步执行上述操作找到其相应的候选扩展节点；随后个候选扩展节点与个最近邻节点分别对应形成条候选扩展边； S430：对每条候选扩展边进行等距离插值，插值步长为，从而总共获得个插值点，将个插值点一次性输入空间机械臂高效碰撞检测模型，获得个插值点的碰撞检测结果； S440：选择每条候选扩展边从最近邻节点开始的插值点中最后一个无碰撞插值点作为新的路径扩展节点，获得总共个新的扩展节点，并加入路径搜索树；S500：针对路径搜索树的个新扩展节点，执行基于空间机械臂高效碰撞检测模型的批量目标直连操作，生成多条可行的空间机械臂路径，选择一条最短的路径发送给空间机械臂执行。

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