中国科学院合肥物质科学研究院秦国栋获国家专利权
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龙图腾网获悉中国科学院合肥物质科学研究院申请的专利一种基于分段迭代曳物线的机器人避障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:CN119126794B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-18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:202411229401.4,技术领域涉及:G05D1/43;该发明授权一种基于分段迭代曳物线的机器人避障方法是由秦国栋;程勇;刘世杰;潘洪涛设计研发完成,并于2024-09-03向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于分段迭代曳物线的机器人避障方法在说明书摘要公布了:一种基于分段迭代曳物线的机器人避障方法,属于机器人避障路径规划技术领域,为了解决冗余自由度的机器人避障算法需要大量的环境数据集,然后通过神经网络、遗传算法等智能算法进行避障路径规划,计算量较大,对系统软硬件性能要求较高的问题,发明包括如下步骤:推导曳物线方程、对曳物线方程进行递归运算和利用人工势场设定障碍物碰撞检测区域,并提出了一种分段迭代曳物线避障方法,本发明避障算法采用纯几何的计算方式,不需要像神经网络等方法那样进行大量的迭代计算,提高了计算效率,可满足机器人系统实时性需求,曳物线渐进收敛的几何特性也使得机器人运动形态更加流畅和自然,能耗小。
本发明授权一种基于分段迭代曳物线的机器人避障方法在权利要求书中公布了:1.一种基于分段迭代曳物线的机器人避障方法,其特征在于:包括以下实施步骤: S1:推导曳物线方程; S2:对曳物线方程进行递归运算; S3:利用人工势场设定障碍物碰撞检测区域,并提出了一种分段迭代曳物线避障方法; S3中的利用人工势场设定障碍物碰撞检测区域,并提出了一种分段迭代曳物线避障方法,具体步骤如下: S301:将不满足避障条件的超冗余机器人关节点进行虚拟分离; S302:通过离散虚拟关节,超冗余机器人满足了避障条件,末端执行器P1能够跟踪目标点; S303:通过双向迭代曳物线法对离散关节再次进行组合; S303中通过双向迭代曳物线法对离散关节再次进行组合,具体步骤如下: S3031:重新定义位置更新方向和迭代步长; S3032:计算超冗余机器人是否满足避障条件,公式如下:‖Ptar-Pobs‖≤ε0; 其中,Ptar为机器人关节和铰链上的点,Pobs为障碍物中心点,ε0为障碍物检测半径;如果Pta与Pobs之间的距离小于ε0,则启动分段迭代曳物线避障操作;否则,将启动双向迭代曳物线运动规划; S3032中计算超冗余机器人是否满足避障条件,具体步骤如下: S30321:假设虚拟离散关节P3a不考虑避障条件,则位置更新方向为: S30322:当虚拟离散关节P3a需要考虑避障条件时,根据人工势场定义的斥力Frep和吸引力Fatt,重新计算超冗余机器人在P1至P3a段的迭代轨迹的更新方向D3a,根据人工势场方法,P3a点更新迭代运动的排斥力为Frep3a=yr3a,zr3a,吸引力为Fatt3a=ya3a,za3a,则合力F3a为: F3a=Frep3a+Fatt3a=yr3a+ya3a,zr3a+za3a;
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