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龙图腾网获悉哈尔滨工业大学申请的专利一种基于可达集引导启发式搜索的机器人动力学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：CN116512265B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-04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：202310556408.6，技术领域涉及：B25J9/16；该发明授权一种基于可达集引导启发式搜索的机器人动力学规划方法是由朱延河;郑天骄;王成志;赵士泽;刘均臣;杨子元;傅彦博;李沅澄;赵杰设计研发完成，并于2023-05-17向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于可达集引导启发式搜索的机器人动力学规划方法在说明书摘要公布了：一种基于可达集引导启发式搜索的机器人动力学规划方法，它属于工业机器人系统领域。本发明解决了现有多关节串联型工业机器人运动规划方法存在轨迹规划效率低、易陷入局部最优值且轨迹执行时间长的问题。本发明从运动的起点出发，将控制输入离散化为有限个，按照各状态的可达集代价排序确定下一步优先探索的状态，通过状态空间遍历搜索，找到一条代价最低的状态空间轨迹连接到机器人的目标状态上，从而生成一条相对于传统运动学规划更符合工业机器人动力学约束的参考路径点序列，而且该序列为状态空间序列，相较于关节空间位置序列更容易进行进一步的轨迹生成。本发明方法可以应用于机器人轨迹规划。

本发明授权一种基于可达集引导启发式搜索的机器人动力学规划方法在权利要求书中公布了：1.一种基于可达集引导启发式搜索的机器人动力学规划方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤： 步骤1、建立考虑关节角度限制Qlim、速度限制QDlim、力矩限制τlim、机器人各连杆质量以及转动惯量的多关节串联型工业机器人的动力学模型； 步骤2、输入多关节串联型工业机器人运动规划的起点状态Sstart和目标状态Sgoal； 步骤3、以起点Sstart＝Q1，QD1作为第1个状态层中的状态空间点，其中，QD1是起点状态的速度，Q1是起点状态的位置，初始化状态层层数i＝1； 步骤4、判断第i个状态层中状态空间点的个数是否小于等于Nmax； 若第i个状态层中状态空间点的个数小于等于Nmax，则第i个状态层中的全部状态空间点组成集合Slow，令集合Sleft为空集； 否则，第i个状态层中状态空间点的个数大于Nmax，则对于第i个状态层中的任一状态空间点，计算该状态空间点的前向可达状态集中每个前向可达状态到目标状态的代价，再对各个前向可达状态到目标状态的代价进行求和，将求和结果作为该状态空间点的代价；遍历第i个状态层中的每个状态空间点后，分别得到第i个状态层中每个状态空间点的代价；将第i个状态层中的各个状态空间点按照代价由小到大的顺序进行排序后，排在前面的Nmax个状态空间点组成集合Slow，其余的状态空间点组成集合Sleft； 其中，Nmax是每个状态层的最大可搜索数； 步骤5、对于集合Slow中代价最小的状态空间点Qi，QDi，根据建立的动力学模型计算状态空间点Qi，QDi上允许的最大加速度amaxi以及最小加速度amini； 步骤6、在加速度区间[amini，amaxi]内选取出n个离散的加速度值作为控制量，n代表控制量离散程度； 步骤7、对于选取出的任意一个加速度值aj，j＝1，2，...，n，将加速度值aj作为控制量作用在状态点Qi，QDi上后，得到速度变化量ΔQDi,j和位置变化量ΔQi,j，再根据ΔQDi,j、ΔQi,j和状态点Qi，QDi得到新的状态空间点SnewQi，j，QDi,j； 同理，根据选取出的每个加速度值，均得到对应的新状态空间点； 步骤8、按照代价由小到大的顺序，对集合Slow中的状态空间点依次进行处理，即对于集合Slow中的每个状态空间点均执行步骤5至步骤7的过程，将基于集合Slow得到的全部新状态空间点与集合Sleft中的状态空间点共同形成第i+1个状态层； 步骤9、令i＝i+1，并返回步骤4； 步骤10、重复步骤4至步骤9的过程，直至最新的状态层中存在满足结束条件的状态空间点时结束，回溯满足结束条件的状态空间点在上一个状态层中的父节点，不断进行回溯直到递归到运动的起点状态，将该满足结束条件的状态空间点、回溯过程中回溯到的全部状态空间点以及起点形成的状态空间节点序列作为运动规划的参考轨迹。

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