中国科学院沈阳自动化研究所唐凤珍获国家专利权
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龙图腾网获悉中国科学院沈阳自动化研究所申请的专利一种基于改进人工势场法的移动机器人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:CN119573756B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-17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:202411690207.6,技术领域涉及:G01C21/34;该发明授权一种基于改进人工势场法的移动机器人径规划方法是由唐凤珍;黄锋;张志慧设计研发完成,并于2024-11-25向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于改进人工势场法的移动机器人径规划方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种基于改进人工势场法的移动机器人径规划方法。该方法通过引入正弦距离因子建立了一种新的斥力函数,使得机器人受到的斥力随着其与目标点的接近而逐渐减小到零,能够避免机器人无法到达目标点的问题;当遇到局部极小值问题时,采用障碍物边界点群切向量算法来计算临时目标点,通过在障碍物边界建立一些虚拟的障碍物可见点群,充分考虑了障碍物的大小与形状,借助临时目标点的引力,通过先到达临时目标点来跳出局部极小值;采用自适应步长法来计算机器人下一步要移动的距离,减少算法迭代的次数和规划时间同时能够更好的避开障碍物,并且可以避免机器人与障碍物过近而被反弹回去的问题。本发明大幅度提高了传统APF算法路径规划的效率,具有重要的理论意义和实用价值。
本发明授权一种基于改进人工势场法的移动机器人径规划方法在权利要求书中公布了:1.一种基于改进人工势场法的移动机器人径规划方法,其特征在于,包括以下步骤: 1确定机器人起始位置和原始目标点位置; 2初始化机器人当前目标点为原始目标点; 3判断机器人是否到达原始目标点,如果到达,则保存机器人路径,否则,执行步骤4; 4判断机器人是否到达当前目标点,如果到达,则将当前目标点设置为原始目标点,并返回步骤3,否则,执行步骤5; 5获取机器人在当前位置面向当前目标点位置的障碍物信息,并利用改进的斥力函数计算机器人受到的斥力; 6计算机器人受到的引力,并基于斥力,计算合力; 7基于合力判断机器人是否陷入局部极小值,如果是,则执行步骤8,否则,执行步骤9; 8使用障碍物边界点群切向量算法计算临时目标点,并将临时目标点设置为当前目标点,返回步骤5; 9使用自适应步长法计算当前移动步长; 10利用移动步长计算机器人的下一位置点,并移动到下一位置点,返回步骤4; 所述改进的斥力函数Frep具体为: 其中,ζ表示斥力势场的正比例增益因子,γ表示机器人与障碍物需要保持的安全距离,ρ0表示障碍物斥力场最大影响距离,ρi表示机器人与第i个障碍物Oi的距离: ρi=ρR,Oi=‖R-Oi‖2 其中,R表示机器人的当前位置,Oi是机器人在当前位置面向当前目标点检测且机器人在其斥力作用范围内的第i个障碍物的位置,i=1,…,N,N表示机器人在当前位置面向当前目标点检测到的障碍物且机器人在其斥力作用范围内的总的障碍物个数; Dj表示机器人处于j位置时,其到目标点的距离因子,具体为: 其中,ρj,g表示机器人的当前位置Rj到目标点Tg的欧式距离,n为改进斥力函数的经验值,ρ0,g表示机器人的起点R0到目标点Tg的欧式距离: ρj,g=||Rj-Tg||2 ρ0,g=||R0-Tg||2。
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