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龙图腾网获悉哈尔滨工业大学申请的专利一种基于微分平坦的载臂移动平台的路径规划方法及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：CN119902557B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-14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：202510062933.1，技术领域涉及：G05D1/495；该发明授权一种基于微分平坦的载臂移动平台的路径规划方法及系统是由张立宪;汪肃谨;刘孟繁;包展鹏;杨旭威;沈荣天设计研发完成，并于2025-01-15向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于微分平坦的载臂移动平台的路径规划方法及系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于微分平坦的载臂移动平台的路径规划方法及系统，涉及载臂无人机路径规划技术领域。本发明的技术要点包括：建立载臂无人机系统的系统模型；利用Informed‑RRT*算法获得载臂无人机的路径渐进最优空间采样点；使用闭式求解的MinimumSnap算法获得光滑的符合载臂无人机动力学约束的运动轨迹。本发明证明了载臂无人机系统的微分平坦特性，避免了对其运动学模型的解耦；对载臂无人机的基底无人机和机载机械臂进行一体化规划，避免了多目标优化时出现的无法同时全局最优情况；提升了载臂无人机平台的易用性，提高了总能量紧张的载臂无人机系统的能量利用效率。

本发明授权一种基于微分平坦的载臂移动平台的路径规划方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种基于微分平坦的载臂移动平台的路径规划方法，其特征在于，包括： 建立载臂无人机系统的系统模型如下： 式中，为系统的状态变量，p,l分别为系统的广义动量和角动量；φ,θ,ψ分别为滚转角，俯仰角和偏航角；η为由机械臂关节角组成的向量；表示系统的控制输入，表示机械臂各个关节力矩，T表示多旋翼无人机产生的推力，τφ,τθ,τψ分别表示滚转、俯仰、偏航扭矩；fq表示漂移向量函数；表示驱动矩阵函数； 利用Informed-RRT*算法获得载臂无人机的路径渐进最优空间采样点，包括： 初始化定义起始点、目标点、步长、最大迭代次数、一棵空搜索树，并将起始点作为树的根节点；计算起始点和目标点之间的直线距离cmin，初始化一个以起始点和终点为焦点的椭圆形搜索空间，椭圆的长轴为直线距离cmin； 在每一次迭代中，按照下述步骤顺序执行： 采样：在椭圆形搜索空间内随机采样一个点xrand； 寻找最近点：在搜索树中找到距离xrand最近的节点xnear； 连接：从节点xnear向节点xrand方向延伸步长，得到新节点xnew；检查节点xnear和新节点xnew之间的路径是否与障碍物碰撞，若无碰撞，则将新节点xnew添加到搜索树中，并设置节点xnear为新节点xnew的父节点； 重连：以新节点xnew为中心，在一定范围内搜索树中的节点；对于搜索到的每个节点x'near，计算从起始点x0到节点xnew再到新节点x'near的路径代价cx0,xnew+cxnew,x'near；如果新的路径代价小于节点x'near原来的路径代价cx0,x'near，则更新节点x'near的父节点为新节点xnew，并更新搜索树T的连接关系；其中ca,b为代价函数，定义为a,b两点间的欧氏距离； 检查目标：如果新节点xnew与目标点之间的距离小于设定的阈值，则算法结束，返回找到的路径； 直到达到最大迭代次数或找到一条可行路径则迭代终止； 使用闭式求解的MinimumSnap算法获得光滑的符合载臂无人机动力学约束的运动轨迹，包括：将Informed-RRT*算法获得的多个采样点输入闭式求解的MinimumSnap算法，确定轨迹的阶数，选择五次多项式，并根据时间分配构建约束矩阵，将每段轨迹的起点和终点的位置信息、速度信息和加速度信息转化为矩阵形式；构造映射矩阵，将连续性约束转化为矩阵形式；构造置换矩阵，将已知的约束条件和未知的自由变量分开；通过矩阵运算求解每段轨迹的多项式系数，生成最终的轨迹。

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