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龙图腾网获悉中国人民解放军61540部队;华东计算技术研究所(中国电子科技集团公司第三十二研究所)申请的专利一种基于三维体素格的面向陆上复杂环境的路径规划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：CN119714329B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-11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：202411850510.8，技术领域涉及：G01C21/34；该发明授权一种基于三维体素格的面向陆上复杂环境的路径规划系统是由安晓亚;孙哲;焦洋洋;朱永兴;杨辉;徐鑫朋;陈景设计研发完成，并于2024-12-16向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于三维体素格的面向陆上复杂环境的路径规划系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于三维体素格的面向陆上复杂环境的路径规划系统，其特征在于，包括陆上复杂环境机动性评估与预测模块、三维体素格建立与优化模块以及基于三维体素格的路径规划模块。本发明所公开的技术方案主要从三部分入手：首先，通过区域机动性评估与预测解决载体与地面力学交互问题，在考虑地形、地貌、土壤、土质、车辆动力等要素后得到载体在区域机动中的通行能力评估；然后通过多维环境要素的三维体素格表征形成陆上路径规划的三维体素数据；最后基于三维体素格实现复杂环境下的路径规划任务。

本发明授权一种基于三维体素格的面向陆上复杂环境的路径规划系统在权利要求书中公布了：1.一种基于三维体素格的面向陆上复杂环境的路径规划系统，其特征在于，包括陆上复杂环境机动性评估与预测模块、三维体素格建立与优化模块以及基于三维体素格的路径规划模块，其中： 陆上复杂环境机动性评估与预测模块进一步包括： 陆上复杂环境障碍物智能识别单元，构建基于场景尺度和DCNN迁移学习的障碍物智能识别模型，用于快速识别陆上复杂环境障碍物； 陆上复杂环境地面力学参数解译单元，为实现车辆与地面力学耦合分析提供数据基础，对土壤进行分类识别，获取土壤湿度，进而实现地面力学参数构建； 耦合车辆的地面力学参数精准反演单元，建立已知土体类型的力学特性对应关系知识库，以获取满足不同通行车辆与标准分类地面力学特性参数的耦合定量计算方法，从而实现未知区域地面力学特性参数的反演及车辆的通行性能评估； 基于车辆-地面交互的整车动力学模型，整车动力学模型由车辆和地面种类决定，车辆类型由行走机构决定，基于不同行走机构和地面的交互机理，建立三维非结构化环境下的车辆多自由度力学模型，为车辆通过性和机动性评估提供模型依据； 基于多元分析的车辆通过性评估单元，用于评估车辆在指定区域的通过能力； 结合车辆性能参数和动力学模型的机动速度预测单元，用于对车辆运行速度进行评估，并进一步针对车辆运行安全性，结合车辆试验数据、地面综合表征模型和车辆机动速度，获得基于深度学习的行驶稳定性分类，同时，结合车辆稳定性和速度性，综合二者开展可快速机动规则研究，形成可快速机动区域评估模型，获得对快速机动区域的判断； 地面力学参数解译语义地图构建单元，借鉴语义地图的形式来对多源数据的地面力学参数特性反演结果进行表征，通过借鉴语义地图构建方法，将基于视觉进行地面承压特性和剪切特性估计的过程融合进地面建模过程中，以构建融合地面几何与力学特性的地面力学参数特性反演语义地图，从而为车辆通行模拟、路径规划和移动控制提供地形几何和力； 三维体素格建立与优化模块进一步包括： 基于多要素体素格的三维可通行域地图构建单元，针对地面车辆机动特性以及车辆与环境交互所关联的复杂越野环境核心要素，建立抽象的表征模型，基于体素模型的空间拓扑地图结构，用于非结构化的复杂地形复杂越野环境的数字化表示； 复杂越野环境要素抽象表示单元，用于实现复杂野外环境要素抽象表征； 基于体素模型空间拓扑关系的地图数据结构单元，用于建立基于体素模型空间拓扑关系，并且利用不同实例物体之间的空间连续性，将基于语义点云的空间信息进行聚类，得到的每一个簇将被认为是空间中的一个独立物体，针对语义分割的类别数量，分别建立不同类别下的语义地图对象；地图数据结构中，语义分割部分的地图与全局体素格地图结合；体素格对象将由全局体素格集合管理，按照物体实例进行组织，用于后续路径规划中预测车辆不可通行区域，同时，为了实现对每个类别语义地图中物体实例的感知，分别在每个类别的复杂越野环境空间语义地图中，基于体素格元素设计了增量式的密度聚类算法，依据体素格坐标在一定邻域内检索所有符合条件的体素格；利用语义分割后的体素格实例信息间的内在关联，生成其拓扑关系，体素模型通过立方体之间的邻接关系来反应空间对象间的拓扑关系，邻接关系描述了两个相邻体素之间的拓扑关系，对于多个连续体素间的拓扑关系则应用路径和连通关系来描述，进而生成复杂越野环境的复杂地形地图数据结构； 基于三维体素格的路径规划模块： 利用地面车辆通过性测试的大量经验数据，基于多要素体素格的三维可通行域地图获得数据驱动的全局路径规划算法，根据差异化应用需求和地面车辆机动性要求，建立多状态约束的优化目标函数，对体素格化的复杂越野环境地图进行分层搜索，使用启发式搜索算法迭代查找可通行节点计算，结合深度神经网络，获得给予不同奖励的经验可通行路径结果，实现满足目标函数的最优路径点集合； 在所述车辆通过性评估单元中：对地面进行参数化表征，综合路面信息、地形信息、地貌信息和气候信息，基于主客观结合的方法对各类信息进行特征提取及选择，获得与车辆通过性相关性较高的特征种类，由此构建涵盖几何和地质特性的地面综合表征参数模型； 在车辆自身特性方面，结合结构尺寸、动力特性、性能指标的理论设计或试验经验，对车辆自身特性进行解构分析，结合地面综合表征参数化模型研究影响通过性的因素指标，揭示车辆参数、地面表征与通过性之间的相互影响机理，建立量化分析关系，形成多元判定的评估模型 在所述复杂越野环境要素抽象表示单元中，针对地形土壤体素，需要对固体体元进行扩展，添加土壤要素的要素属性，并利用八叉树数据结构对相同类型属性的地形进行压缩，然后通过间接可视化的方法实现多分辨率的地形等值面提取； 所述地图数据结构单元利用Hash映射的特性，使用C++STL库提供的std::map对象构建体素格ID和体素格对象的键值对，体素格不用预先创建，直到系统平台的传感器观测转换到基准坐标系下后，若某个观测落在复杂越野环境空间下已创建的体素格对象中，则该位置的体素格将被动态创建。

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