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龙图腾网获悉湖南大学;中咨数据有限公司;中国公路工程咨询集团有限公司申请的专利一种机器人曲面垂直接触检测的运动规划方法及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：CN120747421B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-07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：202511174836.8，技术领域涉及：G06T17/30；该发明授权一种机器人曲面垂直接触检测的运动规划方法及系统是由钟杭;张智星;舒灿;华和安;钱振宇;董元帅;张辉;王耀南设计研发完成，并于2025-08-21向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种机器人曲面垂直接触检测的运动规划方法及系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种机器人曲面垂直接触检测的运动规划方法及系统，适用于复杂非结构化曲面的检测任务。该方法首先通过最小点距拟合方法，依据已有的点云数据拟合出参数曲面；随后，在参数空间中设定总采样点数目，进行随机采样以获取采样点集合，接着，通过碰撞检测、信息标记、探索点集合更新等步骤，确保空中作业机器人能够在复杂环境中安全高效地完成预定的检测任务。本发明技术方案提高了机器人在非结构化曲面上进行垂直接触检测的能力，实验结果显示，该方法在仿真作业场景测试中表现良好，能够准确规划出符合任务需求的运动轨迹。

本发明授权一种机器人曲面垂直接触检测的运动规划方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种机器人曲面垂直接触检测的运动规划方法，其特征在于：包括以下步骤： 步骤1：获取待检测的非结构化曲面点云数据，并进行曲面拟合得到参数曲面S及参数空间；以及在参数空间中进行随机采样，得到采样点集合Q； 步骤2：建立参数-位形空间映射，所述参数-位形空间映射是指从参数空间到位形空间的映射关系； 步骤3：构建轨迹规划器，并以设定的初始点和目标点进行轨迹规划； 所述轨迹规划器至少设有未探索点集合、探索点集合、已探索点集合，轨迹规划规则为：以设定的初始点为初始的迭代点z进入迭代运算，每一次的迭代运算是以迭代点z为中心搜索未探索点构建局部未探索点集合，再从局部未探索点集合中选出局部探索点作为中心，进而搜索成本最小的探索点，再判断与所对应位形之间连接运动是否发生碰撞，若发生碰撞，选择其他局部探索点重新搜索探索点；若未发生碰撞，将局部探索点加入搜索树且探索点为局部探索点的父节点，再从探索点集合中选择最小预估成本的探索点作为新的迭代点z，原迭代点z转入已探索点集合以及将探索点加入探索点集合，以更新，，，进入下一轮迭代，直至迭代点z为设定目标点； 步骤4：基于搜索树回溯迭代点z的父节点，直至到达起始点得到一系列路径点，再基于参数-位形空间映射，得到路径点的位形，最终得到满足非结构化曲面垂直接触约束的运动轨迹； 参数-位形空间映射表示为：，式中，为空中作业机器人在惯性坐标系的位形，为的导数，为曲面参数空间坐标，参数化曲面的二维坐标和，表示为，为的导数，M函数表示映射关系； 其中，位形空间分为末端执行器坐标系下的位形表示、机体坐标系下的位形表示以及惯性坐标系下的位形表示，关系如下： ； 式中，、和分别是空中作业机器人在惯性坐标系下、在机体坐标系下、在末端执行器坐标系的位形表示，、、分别是、和的导数，是从机体末端执行器位形到机体位形的正运动学变换函数；为关于机体位形的偏导数，即雅克比矩阵，表示从机体坐标系下位形到惯性坐标系下位形的变换矩阵； 参数曲面上的任意点Su,v以曲面参数空间坐标的二维坐标、确定，参数空间映射到末端执行器坐标系下位形时，末端执行器的位形为； 其中，表示末端执行器接触点的位置，和分别表示末端执行器坐标系下的偏航角和俯仰角，满足：，函数，中间变量，分别为法向量在惯性坐标系下轴上的分量，参数曲面的法向量表示为：。

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