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龙图腾网获悉上海大学申请的专利一种拓扑保持的扭曲空间生成方法及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：CN116248514B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-30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：202211741427.8，技术领域涉及：H04L41/12；该发明授权一种拓扑保持的扭曲空间生成方法及装置是由解杨敏;杨巧妮;高云涵;史航设计研发完成，并于2022-12-31向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种拓扑保持的扭曲空间生成方法及装置在说明书摘要公布了：本申请属于避障路径规划领域，特别涉及一种拓扑保持的扭曲空间生成方法及装置。方法包括：构建n维构形空间，对构形空间进行网格划分，并确定构形空间网格单元中的障碍物网格单元，以及对构形空间中的网格节点进行分类；定义边界节点与相邻边界节点之间的间距固定，非边界节点与相邻节点之间等效为弹簧相连，并计算非边界节点与相邻节点之间的等效弹簧的弹性系数；构建扭曲空间节点坐标线性矩阵方程，求解所述扭曲空间节点坐标线性矩阵方程获得扭曲后各节点坐标，根据扭曲后各节点坐标生成扭曲空间。本申请能够实现拓扑保持的扭曲空间生成，解决特殊障碍物分布情况，确保避障路径成功规划，计算效率高。

本发明授权一种拓扑保持的扭曲空间生成方法及装置在权利要求书中公布了：1.一种拓扑保持的扭曲空间生成方法，其特征在于，包括： 步骤一、构建n维构形空间，对所述构形空间进行网格划分，并确定所述构形空间网格单元中的障碍物网格单元，以及对所述构形空间中的网格节点进行分类，分别包括边界节点、非边界节点、障碍物节点以及非障碍物节点； 构建n维构形空间，包括： 获取机器人运动学模型； 基于机器人运动学模型，构建与n自由度机器人的任务空间具有映射关系的n维构形空间； 对所述构形空间进行网格划分，包括： 当构形空间为2维构形空间时，对构形空间进行四边形网格划分；当构形空间为3维构形空间时，对构形空间进行正方体网格划分； 确定构形空间网格单元中的障碍物网格单元，包括： 判断机器人真实位姿在任务空间中是否与障碍物发生碰撞或者产生自碰撞，若是，则确定构形空间中对应的网格单元为障碍物网格单元； 对所述构形空间中的网格节点进行分类，分别包括边界节点、非边界节点、障碍物节点以及非障碍物节点，包括： 定义所述边界节点为所述构形空间中任一维度上索引值等于该维度所有索引值的最大值或最小值的点集合，用Nboun表示； 定义所述非边界节点为所述构形空间中所有网格节点与所述边界节点的差集，用Nnoboun表示； 定义所述障碍物节点为所述构形空间中属于所述障碍物网格单元的网格节点，用Noccp表示； 定义所述非障碍物节点为所述构形空间中所有网格节点与所述障碍物节点的差集； 步骤二、定义所述边界节点与相邻所述边界节点之间的间距固定，所述非边界节点与相邻节点之间等效为弹簧相连，并计算所述非边界节点与相邻节点之间的等效弹簧的弹性系数； 步骤三、定义所述边界节点位置固定，非边界节点位置可在等效弹簧力作用下改变、使空间网格发生扭曲；基于该定义，构建扭曲空间节点坐标线性矩阵方程，求解所述扭曲空间节点坐标线性矩阵方程获得扭曲后各节点坐标，根据扭曲后各节点坐标生成扭曲空间； 构建扭曲空间节点坐标线性矩阵方程，求解所述扭曲空间节点坐标线性矩阵方程获得扭曲后各节点坐标，根据扭曲后各节点坐标生成扭曲空间，包括： 定义构形空间中的任意节点i在扭曲后的坐标为扭曲前后节点i的n自由度空间索引不变，以所有等效弹簧总势能最小、或所有非边界节点处受力平衡为条件，构建所述扭曲空间节点坐标线性矩阵方程为： 式中： 其中，为第i个节点扭曲后沿着j轴的坐标，为第i个节点扭曲前沿着j轴的坐标，为节点i沿第1轴方向索引前一位的节点与节点i之间的等效弹簧的弹性系数，为节点i沿第n轴方向索引后一位的节点与节点i之间的等效弹簧的弹性系数，为节点i沿第1轴方向索引前一位的节点扭曲后沿着j轴的坐标，为节点i沿第1轴方向索引后一位的节点扭曲后沿着j轴的坐标，为节点i沿第n轴方向索引后一位的节点扭曲后沿着j轴的坐标； 求解上述方程，获得扭曲后各节点坐标vdi，并根据扭曲后各节点坐标和节点间原连接关系生成扭曲空间。

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