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龙图腾网获悉江苏科技大学申请的专利一种船舶舱室焊接机械臂避障运动路径规划方法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：CN119820568B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-14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：202510090308.8，技术领域涉及：B25J9/16；该发明授权一种船舶舱室焊接机械臂避障运动路径规划方法是由李磊;许家伟;周宏根;胡秋实;何强设计研发完成，并于2025-01-21向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种船舶舱室焊接机械臂避障运动路径规划方法在说明书摘要公布了：本发明公开一种船舶舱室焊接机械臂避障运动路径规划方法，包括设定两棵随机树的起点和目标点；双向生长生成随机树；生成采样点xrand并进行目标偏置；寻找最近节点xnear；计算每个最近节点xnear所受引力与斥力的合力Ft；从最近节点xnear向该方向以固定步长s进行扩展，生成新节点xnew；碰撞检测；重复迭代生成初步路径。通过在双向RRT*算法中加入目标偏置策略和改进人工势场来规划焊接机械的末端运动轨迹，该算法在路径规划过程中结合了吸引力与排斥力，能够有效绕开障碍物，使搜索过程更加集中于目标区域，增强路径的连通性和规划质量，解决RRT*算法采样不均匀，冗余点过多、迭代次数过多、路径过长的问题，提高算法搜索效率，使焊接机械臂避障运动更高效安全。

本发明授权一种船舶舱室焊接机械臂避障运动路径规划方法在权利要求书中公布了：1.一种船舶舱室焊接机械臂避障运动路径规划方法，其特征在于：包括以下步骤： 步骤一、设定两棵随机树的起点和目标点：根据机械臂的起点确定随机树T1的起点xstart1和随机树T2的目标点xgoal2，根据机械臂的焊接终点确定随机树T2的起点xstar2和随机树T1的目标点xgoal1； 步骤二、双向生长生成随机树：两个起点xstart1和xstar2与其各自对应的目标点xgoal1和xgoal2进行双向生长，分别生成两棵随机树T1和T2； 步骤三、生成采样点xrand并对其进行目标偏置：在工作空间中生成随机点，根据预设的概率P，将随机点分别向目标点xgoal1或目标点xgoal2偏置，分别得出预设概率P下的采样点xrand； 所述步骤三具体为： 由于RRT*算法在三维复杂环境下路径搜索存在随机性大和搜索时间长的问题，因此采用双目标偏置策略如式1来进行随机采样： 1 式中，rand为0～l问的随机数，p为设定的目标偏置阈值,sizemap为地图的大小； 当rand的值大于设定的目标偏置阈值时，将随机采样点作为采样点xrand；否则，将目标点xgoal1和xgoal2作为各自随机树的采样点xrand； 步骤四、寻找最近节点xnear：对于任一随机树T1或者T2，找到距离步骤三中每个采样点xrand最近的节点xnear，即与该采样点xrand距离最小的节点xnear； 步骤五、采用改进的人工势场函数为每个最近的节点xnear计算其所受的引力与斥力的合力Ft； 所述步骤五具体为： 目标点xgoal对最近节点xnear施加吸引力Fai，同时采样点xrand也对最近节点xnear施加吸引力Faj，在最近节点xnear周围的障碍物对其施加排斥力Fri，综合吸引力Fai和排斥力Faj，确定节点扩展的最终方向Ft： 人工势场包括引力场函数Uatt如式2所示、斥力场函数Urep如式3所示，则合力势场函数如式4所示： 2 3 4 其中，Ka为引力因子；Kr为斥力因子；d为机械臂与障碍物的距离；d0为障碍物的斥力势场范围；Pr为机械臂末端的位置坐标；Pg为目标点位置坐标；a为改进因子，dPr-Pg为机械臂末端与目标点的相对距离； 每个最近的节点xnear所受的引力与斥力的合力Ft为：； 步骤六、根据计算得到的合力Ft方向，从最近的节点xnear向该方向以固定步长s进行扩展，生成新节点xnew； 步骤七、对生成的新节点xnew进行碰撞检测，即判断新节点xnew与其父节点的连接路径是否与障碍物发生干涉，若发生碰撞则放弃当前扩展，返回步骤三重新进行采样和扩展；若未发生碰撞则优化新节点xnew与最近节点xnear之间的路径长度，进入步骤八； 步骤八、设定最大迭代次数nmax，重复执行步骤三至步骤七，在每次迭代中检查两棵随机树T1和T2是否成功生长并完成二者之间的路径连接，若在最大迭代次数nmax内，两棵随机树T1和T2路径成功连接，即两棵随机树从各自起点xstart1和xstar2向各自目标点xgoal1和xgoal2生长过程中相遇并连接时，生成初步路径，停止采样；若未能在最大迭代次数nmax内连接两棵树，则返回步骤三。

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