恭喜深圳市领志光机电自动化系统有限公司冀汉烈获国家专利权
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龙图腾网恭喜深圳市领志光机电自动化系统有限公司申请的专利基于动态物体适应性协作机器人的路径自主匹配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:CN119860778B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-27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:202510330336.2,技术领域涉及:G01C21/20;该发明授权基于动态物体适应性协作机器人的路径自主匹配系统是由冀汉烈;路保龙;庄双思;郭敏设计研发完成,并于2025-03-20向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于动态物体适应性协作机器人的路径自主匹配系统在说明书摘要公布了:本发明公开了基于动态物体适应性协作机器人的路径自主匹配系统,包括:数据采集层、决策层与执行层;数据采集层用于进行轨道数据采集和影像信息采集,数据采集层包括设置在机器人上的激光雷达与视觉相机;决策层包括路径规划算法模块与调度管理模块,其中路径规划算法模块用于路径规划,调度管理模块用于进行任务调度;执行层包括行走驱动单元与通信单元,行走驱动单元为机器人的驱动电机,用于在接收到调度任务后按照规划的路径驱动机器人,通信单元用于为机器人提供通信支持。本发明能够更的进行机器人的路径规划。
本发明授权基于动态物体适应性协作机器人的路径自主匹配系统在权利要求书中公布了:1.基于动态物体适应性协作机器人的路径自主匹配系统,其特征在于,包括:数据采集层、决策层与执行层; 数据采集层用于进行轨道数据采集和影像信息采集,数据采集层包括设置在机器人上的激光雷达与视觉相机; 决策层包括路径规划算法模块与调度管理模块,其中路径规划算法模块用于路径规划,调度管理模块用于进行任务调度; 执行层包括行走驱动单元与通信单元,行走驱动单元为机器人的驱动电机,用于在接收到调度任务后按照规划的路径驱动机器人,通信单元用于为机器人提供通信支持; 所述路径规划算法模块使用基于A*算法改进的动态路径规划算法和局部避障算法进行路径规划; 基于A*算法改进的动态路径规划算法进行路径规划的过程如下: 先进行地图构建:利用机器人预先存储的桁吊轨道精确尺寸、形状数据,以及通过激光雷达和视觉相机采集并处理后的周边固定设施信息,构建高分辨率的二维或三维网格地图; 网格的精细程度依据机器人的操作精度需求和环境复杂度设定; 在地图上,用特定标识标记出桁吊轨道区域,该区域设置较低的通行成本值; 将固定障碍物所在网格单元标记为不可通行,通行成本设为无穷大; 同时准确标注机器人的起始位置以及各个待检修螺栓的目标位置; 之后进行列表初始化:创建开启列表和关闭列表,开启列表用于暂存待进一步探索其周边情况的节点,关闭列表用于记录已经完成探索、周边信息已知的节点; 将起始点作为首个节点放入开启列表,并计算其关键属性值: 实际代价gn:从起始点到当前节点n的实际移动代价,初始值设为0,这里的移动代价以机器人在轨道上移动的距离衡量,采用欧几里得距离公式计算,若起始点坐标为x0,y0,当前节点坐标(x,y),则; 预估代价hn:从当前节点n到目标点的估计移动代价,采用启发式函数计算,,其中xtarget,ytarget为目标螺栓位置坐标; 评估函数值fn:fn=gn+hn,此值决定节点在开启列表中的探索优先级,值越小越优先被探索; 进行循环探索:持续从开启列表中筛选出评估函数值fn最小的节点,将其指定为当前节点,并把该节点从开启列表移除,加入关闭列表; 检查当前节点是否与目标螺栓位置完全重合,若重合,表明找到了一条从起始点到目标点的可行路径,此时,通过回溯操作,沿着之前记录的每个节点的父节点指针,从目标节点开始,依序回溯到起始节点,将节点串联起来构成了完整的行进路径,路径规划流程就此结束; 相邻节点处理:若当前节点并非目标节点,则对其相邻节点展开探索,相邻节点通常涵盖上下左右及斜对角方向的邻居节点,具体取决于机器人的实际移动能力和地图离散化精度; 针对每个相邻节点m:首先校验其是否处于地图有效范围内且不属于固定障碍物区域,若不符合条件则直接跳过该节点,不对其做进一步处理; 若符合条件,计算从起始点经当前节点n到达相邻节点m的新实际代价g′m,g′m=gn+costn,m,其中costn,m为从节点n到节点m的移动代价,在轨道直线区域相邻节点间移动; 重新计算相邻节点m的预估代价hm,计算方法同之前对hn的计算,采用合适的启发式函数,依据目标螺栓位置与相邻节点位置估算剩余路径长度; 得出新的评估函数值f′m=g′m+hm; 若相邻节点m既不在开启列表也不在关闭列表中,将其加入开启列表,并设定其父节点为当前节点n,同时更新其gm、hm和fm值为上述计算所得; 若相邻节点m已在开启列表中,对比新计算的f′m值与原开启列表中该节点的fm值:若f′mfm,意味着找到了一条更优的到达该节点的路径,此时更新该节点在开启列表中的fm值、gm值以及父节点为当前节点n; 若相邻节点m已在关闭列表中,在动态环境下,若因障碍物移动或环境临时变更原因导致原路径不再最优,根据障碍物变化幅度与原路径受阻程度决定是否重新评估该节点及其后续节点,若决定重新评估,需将该节点从关闭列表移回开启列表,按照路径规划流程重新处理; 持续重复上述循环探索操作,直至开启列表为空,这表示从起始点出发,依据当前地图信息无法找到一条通向目标点的可行路径,规划失败; 或者成功定位到目标节点,并顺利回溯出最优路径,此时路径规划成功完成。
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