哈爾濱工業大學(深圳)(哈爾濱工業大學深圳科技創新研究院)陸文杰獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉哈爾濱工業大學(深圳)(哈爾濱工業大學深圳科技創新研究院)申請的專利一種基于雙橢球的分布式路徑規劃方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN119594976B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-12發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202411725415.5,技術領域涉及:G01C21/20;該發明授權一種基于雙橢球的分布式路徑規劃方法是由陸文杰;陳榮;張崢捷設計研發完成,并于2024-11-28向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于雙橢球的分布式路徑規劃方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種基于雙橢球的分布式路徑規劃方法,屬于人工智能規劃領域,在模塊化機器人系統的具有雜亂障礙物的二維工作空間W中,引入橢球生成模型,使橢球生成模型生長兩個橢球CPT*并生成連接橢球的節點,得到雙向橢球樹雙向橢球模型;根據節點橫向代價Jφ的上界和下界,輸出包含最優編隊路徑的節點路徑候選;將候選的節點路徑進一步轉化為帶有凸約束的多個二次優化問題,求解出最優的編隊路徑。本發明提供的一種基于雙橢球的分布式路徑規劃方法,增加了擴展和連接橢球的概率;在二維工作空間中,雙向橢球模型比CPT*和COM更快,并且比多機器人編隊的約束優化方法有很大改進。
本發明授權一種基于雙橢球的分布式路徑規劃方法在權利要求書中公布了:1.一種基于雙橢球的分布式路徑規劃方法,其特征在于,包括以下步驟: S1、在模塊化機器人系統的具有雜亂障礙物的二維工作空間W中,引入橢球生成模型,橢球生成模型將橢球和模塊化機器人附近障礙物的低維編碼作為輸入,使橢球生成模型生長兩個橢球并生成連接橢球的節點,得到雙向橢球模型; 雙向橢球模型建立過程如下: 雙向橢球模型包括兩個橢球和,分別來自根頂點和目標頂點,在雙向橢球模型中,在生長雙向橢球模型的第i次迭代中,通過從無碰撞工作空間中采樣一個新的橢球來進行的展開,新的橢球與己有的橢球相交,得到新節點,其中n為第i次迭代中新節點數; 新節點通過選擇其父節點連接到,新節點根據距離界限連接到它的一個鄰居節點作為父節點,雙向橢球模型節點之間的距離以上界和下界表征,給定節點和其鄰居節點,上界和下界的估計,用和表示: ; ; 其中,為旋轉距離的權值; 得到路徑Φcan估計如下: ; ; 對于中的每個節點,首先得到其在中的相鄰頂點的集合N;然后,雙向橢球模型規劃器將每個的N排序,之后,選擇每個新采樣節點的父節點,并估計C,或C,的范圍,給定和N,得到排序后的列表,對于排序列表C,上界和下界如下: ; ; 設和表示關于的排序列表,對于所有排序列表和,過程ChooseParent開始選擇在所有新節點中能達到最佳下界的節點; 將新節點依次連接到,新節點被添加到,同時也會被添加到其他新采樣節點的鄰居集中,假設將節點添加到雙向橢球模型中,和和和,添加到其他新采樣節點的鄰居集,同樣的過程繼續進行,直到所有新節點均連接到雙向橢球模型; 所有新節點添加到雙向橢球模型后將重新布線,在第i次迭代中,規劃器嘗試通過連接節點將連接到對立樹中的頂點,只有當結果解的代價低于候選集的代價和從以前的迭代中找到的節點路徑;如果T中存在節點,其與中的任何節點足夠接近,使得橢球被窗口工作區部分覆蓋;然后,利用CPGM#2對多個橢球進行采樣連接,生成新的節點,連接和,最后,用新節點找到其之間的連接; S2、根據節點橫向代價的上界和下界,輸出包含最優編隊路徑的節點路徑候選; S3、將候選的節點路徑進一步轉化為帶有凸約束的多個二次優化問題,求解出最優的編隊路徑。
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