江西水利电力大学郭波获国家专利权
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龙图腾网获悉江西水利电力大学申请的专利人工势场法与动态预测的工业移动机器人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:CN120871887B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-06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:202511362400.1,技术领域涉及:G05D1/43;该发明授权人工势场法与动态预测的工业移动机器人路径规划方法是由郭波;罗桁;张晨赟设计研发完成,并于2025-09-23向国家知识产权局提交的专利申请。
本人工势场法与动态预测的工业移动机器人路径规划方法在说明书摘要公布了:本发明涉及工业机器人路径规划技术领域,具体为人工势场法与动态预测的工业移动机器人路径规划方法。本发明首先采集环境点云数据,基于时序差分与欧氏距离区分静态与动态障碍物;利用卡尔曼滤波预测动态障碍物未来位置,并采用密度聚类算法对静态障碍物进行简化;结合目标点、静态障碍物集合及动态障碍物预测结果,构建改进人工势场函数计算引力与斥力;基于机器人运动状态判断潜在碰撞风险,将存在风险的动态障碍物斥力提前纳入势场合成,生成指导运动的最终合力;当检测到陷入局部最优或震荡状态时,执行虚拟引力点脱困策略,直至到达目标点。本发明实现了静态聚类、动态预测与改进势场的融合,提高了复杂动态环境下的避障与路径规划效率。
本发明授权人工势场法与动态预测的工业移动机器人路径规划方法在权利要求书中公布了:1.人工势场法与动态预测的工业移动机器人路径规划方法,其特征在于,包括: S100:采集环境数据,基于时序差分与欧氏距离特征识别障碍物运动特性,并将障碍物划分为静态障碍物与动态障碍物; S200:对所述动态障碍物的运动轨迹进行卡尔曼滤波预测,获得未来时刻的预测位置,采用基于密度的聚类算法对静态障碍物进行聚类处理,生成以各障碍物簇几何中心为代表的新静态障碍物集合; S300:结合目标点、所述新静态障碍物集合及动态障碍物的预测位置,采用改进的人工势场函数分别计算引力与斥力; S400:根据动态障碍物预测位置与机器人运动状态判断潜在碰撞风险,对存在碰撞风险的动态障碍物提前将其斥力纳入势场合成,生成最终合力指导机器人运动; S500:实时监测连续时刻的位移变化趋势,当位移累积量低于预设阈值时判定为陷入局部最优或震荡状态,执行基于虚拟引力点的脱困策略,重新规划路线直至抵达目标点; 所述执行基于虚拟引力点的脱困策略的具体步骤包括: 采用时间窗口存储连续多个时刻的机器人位置坐标,计算相邻时刻间的位移距离并进行累积求和,得出位移累积量; 将所述位移累积量与预设的震荡判定阈值进行比较,当所述位移累积量小于所述阈值时,确定当前斥力合力的方向矢量; 在所述斥力合力的方向矢量的反向扇形范围内,偏离90°至180°角度设置虚拟引力点,并将原目标点引力设置为零; 引导机器人向虚拟引力点移动直至脱离局部最优区域; 检测到机器人脱困后取消虚拟引力点,恢复原目标点的引力作用。
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