上海大学苗中华获国家专利权
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龙图腾网获悉上海大学申请的专利一种基于变栅格的A*算法的机械臂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:CN117656060B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-05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:202311595210.5,技术领域涉及:B25J9/16;该发明授权一种基于变栅格的A*算法的机械臂路径规划方法是由苗中华;石谦;连帅凯;李楠;何创新设计研发完成,并于2023-11-27向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于变栅格的A*算法的机械臂路径规划方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种基于变栅格的A*算法的机械臂路径规划方法,包括以下步骤:S1、获取机械臂末端执行器的起始点和目标点的位姿;S2、将起始点和目标点之间的工作空间栅格化,利用粒子群算法优化栅格的尺寸和分布情况;S3、基于步骤S2优化后的栅格,采用A*算法进行路径规划,得到机械臂末端执行器所有的路径点;S4、对路径点的连线进行平滑处理,获得机械臂末端执行器的最终路径。与现有技术相比,本发明可以在保证轨迹规划精度的同时加快算法运行的效率。
本发明授权一种基于变栅格的A*算法的机械臂路径规划方法在权利要求书中公布了:1.一种基于变栅格的A*算法的机械臂路径规划方法,其特征在于,包括以下步骤: S1、获取机械臂末端执行器的起始点和目标点的位姿; S2、将起始点和目标点之间的工作空间栅格化,利用粒子群算法优化栅格的尺寸和分布情况,具体步骤包括: S201、设置目标函数,其中为整个工作空间的体积,为搜索一个栅格的时间,a为大栅格的边长,b为小栅格的边长,为小栅格的个数;设置种群粒子个数为m,粒子维度为3; S202、随机初始化种群中各粒子的速度和位置; S203、在迭代中比较各可能解的目标函数值,更新每个粒子的最优位置和粒种群的最优位置; S204、更新各粒子的速度和位置; S205、判断是否满足迭代终止条件,若是,则进入步骤S206,若否,则返回步骤S203; S206、输出a、b和c,实现栅格优化; S3、基于步骤S2优化后的栅格,采用A*算法进行路径规划,得到机械臂末端执行器所有的路径点,具体步骤包括: S301、根据步骤S2的优化结果设置工作空间的栅格尺寸和分布,输入起始点的坐标、目标点的坐标和障碍物坐标,初始化open列表、close列表和point列表,其中open列表用于记录所有被考虑用来寻找最短路径的节点,close列表用于记录不再被考虑的节点,point列表用于记录最终规划的路径节点; S302、设置父节点,初始时设置起始点A为父节点,此后将open列表中代价最小的节点设置为新的父节点; S303、依次遍历父节点周围相邻的子节点; S304、判断是否遍历完成当前父节点所有相邻的子节点,若否,则返回步骤S303,若是,则进入步骤S305; S305、判断open列表是否出现目标点,若是,则从目标点开始依次寻找父节点直到找到起始点,组成point列表,得到机械臂末端执行器最优轨迹的路径点三维坐标值;若否,判断open列表是否为空,若open列表不为空,则选出open列表中代价最小的节点,将该节点从open列表中删除,加入close列表,返回步骤S302;若open列表为空,则路径规划失败,程序终止; S4、对路径点的连线进行平滑处理,获得机械臂末端执行器的最终路径。
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