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龙图腾网获悉河海大学申请的专利一种协作机器人实时轨迹采集与高精度还原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：CN119098963B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-27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：202411373514.1，技术领域涉及：B25J9/16；该发明授权一种协作机器人实时轨迹采集与高精度还原方法是由李春旭;刘卓然;胡欣伟设计研发完成，并于2024-09-29向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种协作机器人实时轨迹采集与高精度还原方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种协作机器人实时轨迹采集与高精度还原系统及方法，包括：实时采集机器人关节数据，利用改进的Ju‑Gibbs四元数对采集数据进行预处理；根据实时数据的变化速率和变化幅度，应用动态自适应滑动滤波器对预处理后的数据进行滤波；根据滤波后的数据进行轨迹重建，利用Ju‑Gibbs四元数的逆运算，从最终的四元数状态反推出初始状态和中间状态的机器人姿态，重建机器人的运动轨迹；比较重建的轨迹与实际机器人运动的轨迹，计算误差指标来评估重建轨迹的准确性和效率，根据评估结果，对四元数参数和滤波算法进行调整和优化。本发明提高了机器人在复杂环境下进行高精度轨迹捕获与回放的能力。

本发明授权一种协作机器人实时轨迹采集与高精度还原方法在权利要求书中公布了：1.一种协作机器人实时轨迹采集与高精度还原方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤一：实时采集机器人关节的位置和速度数据，包括角度、速度和加速度； 步骤二：利用改进的Ju-Gibbs四元数对采集到的原始数据进行预处理，得到预处理后的机器人关节的位置和速度数据； 首先获得从连杆l-1到连杆l的连接数据θ和n，其中θ是绕轴向量的角位置，n是轴向量；计算得到Ju-Gibbs四元数的表达形式为： 其中，是描述第l个连杆相对于全局参考坐标系o的Ju-Gibbs四元数，表示第l个连杆相对于参考坐标系o的单位四元数，o是表示参考坐标系的符号，,τ是向量，是标量； 在机器人关节旋转的过程中，Ju-Gibbs四元数以通用形式写为： 其中，是描述从参考坐标系o到第l-1个连杆的姿态的Ju-Gibbs四元数，是描述从第l-1个连杆到第l个连杆的相对姿态变换的Ju-Gibbs四元数，是Ju-Gibbs四元数的模平方； 通过Ju-Gibbs四元数将每个关节的旋转轴和旋转角度结合在一起，形成一个统一的数学表示，来描述各个关节的旋转；通过四元数的乘法将每个关节的旋转连续地组合起来，表达整个机械臂的姿态变化； 步骤三：根据实时数据的变化速率和变化幅度，应用动态自适应滑动滤波器对预处理后的数据进行滤波； 步骤四：根据滤波后的数据进行轨迹重建，利用Ju-Gibbs四元数的逆运算，从最终的四元数状态反推出初始状态和中间状态的机器人姿态，重建机器人的运动轨迹； 根据滤波后的数据进行轨迹重建，方法如下： 机器人在完成一系列动作后，由传感器系统实时采集并经过处理的数据被转换为最终的四元数状态，利用Ju-Gibbs四元数的公式逆运算，通过最终的四元数状态反推出初始状态和中间状态的机器人姿态，重现机器人的运动轨迹；描述机器人从一个姿态到另一个姿态的过渡的数学模型如下： 其中，是第l-1个关节的Ju-Gibbs四元数，表示从参考坐标系o到修正状态d的位姿变换，是第l-1个关节的旋转轴向量，是第l-1个关节的旋转角度的标量部分，d是修正或目标状态，o是参考坐标系；是修正状态d下的对称旋转轴矩阵，是第l个关节的旋转轴向量，是第l个关节旋转轴的对称矩阵表示，nl是第l个关节的旋转轴向量； 步骤五：比较重建的轨迹与实际机器人运动的轨迹，计算误差指标来评估重建轨迹的准确性和效率，根据评估结果，对四元数参数和滤波算法进行调整和优化。

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