中国人民解放军国防科技大学罗旭获国家专利权
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龙图腾网获悉中国人民解放军国防科技大学申请的专利基于三维装配体模型切片整合式维修路径规划方法和装置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:CN121353550B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-17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:202511893213.6,技术领域涉及:G06T17/00;该发明授权基于三维装配体模型切片整合式维修路径规划方法和装置是由罗旭;赵金龙;周建;葛哲学;李磊;陈梦樵;张士刚;官凤娇设计研发完成,并于2025-12-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于三维装配体模型切片整合式维修路径规划方法和装置在说明书摘要公布了:本发明涉及高端设备维修技术领域,为解决三维装配体维修中路径规划的易碰撞、可达性差、低效且精细化不足的问题,提供一种基于三维装配体模型切片整合式维修路径规划方法和装置,所述方法包括:获取待维修设备的三维装配体模型的点云数据;利用区域扩展算法自动识别待维修区域;采用自适应分层算法生成包含待维修区域轮廓的二维切片序列构建维修可达性评分矩阵;通过基于可达性评分矩阵作为路径规划环境的跨层蚁群优化算法实现维修路径规划。本发明通过精准识别维修区域、自适应分层进行维修约束,最后利用跨层蚁群优化算法进行全局寻优,从而精细高效地自动生成一条无碰撞、高可达性、平滑连续的三维维修路径。
本发明授权基于三维装配体模型切片整合式维修路径规划方法和装置在权利要求书中公布了:1.一种基于三维装配体模型切片整合式维修路径规划方法,其特征在于,包括: 步骤110,获取待维修设备的三维装配体模型,并生成点云数据; 步骤120,将三维装配体模型作为输入,利用区域扩展算法自动识别待维修区域,输出待维修区域的位置; 步骤130,采用自适应分层算法完成对三维装配体模型的自适应分层切片处理,生成包含待维修区域轮廓的二维切片序列的多个切片层; 步骤140,在每个切片层内,将待维修区域离散化为规则的网格单元,通过计算每个网格单元的综合可达性评分,获取每个切片层的可达性评分矩阵;包括: 步骤141,在各切片层内,将维修空间离散化为网格单元,并标记障碍物网格,包括: 输入三维维修空间在当前切片层的二维投影区域,定义维修边界坐标范围; 根据维修任务精度要求设定网格分辨率,计算网格行数和网格列数; 对网格单元进行二维索引编码,得到网格单元的中心坐标; 建立网格索引与物理坐标的映射关系表,存储每个单元的维修边界坐标; 输入切片层内的障碍物二维轮廓,采用射线法判断每个网格单元的中心坐标是否位于障碍物内部;若判定为位于障碍物内部,则标记所述网格单元为不可达,对应可达性评分为零,否则,标记所述网格单元为待评估单元; 步骤142,计算每个网格单元的综合可达性评分,包括基于维修工具的物理约束,为每个网格单元计算可达性评分,所述可达性评分由下式给出: ; 其中,是工具中心点到维修点的归一化距离,是工具到最近障碍物的归一化距离,是工具轴线与维修点法向的夹角,用于衡量姿态可达性;、、为可达性评分权重系数,且满足; 步骤143,获取各切片层的可达性评分矩阵,作为后续维修路径规划的输入; 步骤150,将可达性评分矩阵作为输入,采用跨层蚁群优化算法实现维修路径规划,生成最终维修路径;所述跨层蚁群优化算法,通过基于可达性评分矩阵作为路径规划环境的蚁群算法,以及跨层连接点检测,在切片层上寻找最优路径并通过平滑曲线连接,形成连续、无碰撞的三维维修路径。
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