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龍圖騰網獲悉哈爾濱工業大學;上海宇航系統工程研究所申請的專利一種基于動態運動基元與轉向力場的機械臂動態避障軌跡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：CN119871351B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-23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：202510262251.5，技術領域涉及：B25J9/00；該發明授權一種基于動態運動基元與轉向力場的機械臂動態避障軌跡規劃方法是由劉剛峰;程旭盟;馬嘉;陳萌;張學賀;梁維奎;張崇峰;趙杰設計研發完成，并于2025-03-06向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種基于動態運動基元與轉向力場的機械臂動態避障軌跡規劃方法在說明書摘要公布了：本發明提出了一種基于動態運動基元與轉向力場的機械臂動態避障軌跡規劃方法，屬于機器人技術領域，首先使機械臂獲取示教軌跡并進行預處理；然后使用改進動態運動基元DMP算法對步驟1預處理后的示教軌跡進行學習，使得DMP能夠生成與示教軌跡相似的運動模式；通過安裝在機械臂周圍或固定位置的深度相機，實時獲取障礙物信息、形狀和運動狀態，計算避障排斥力，量化轉向力實現對自由運動障礙物的避障；構建Lyapunov方程，基于Lyapunov穩定性理論，證明改進DMP算法的穩定性，確保機械臂在動態環境中的運動軌跡收斂于目標點；最后進行避障實驗，驗證機械臂動態避障能力；本發明顯著提升了機械臂在狹小作業空間中的軌跡泛化能力。

本發明授權一種基于動態運動基元與轉向力場的機械臂動態避障軌跡規劃方法在權利要求書中公布了：1.一種基于動態運動基元與轉向力場的機械臂動態避障軌跡規劃方法，其特征在于： 所述方法具體包括以下步驟： 步驟1，使機械臂獲取示教軌跡并進行預處理； 所述示教軌跡是機械臂完成特定任務時的運動路徑，由人類操作者手動演示或預先給定； 對獲取的示教軌跡進行預處理，所述預處理包括去除噪聲、平滑處理以及歸一化；將預處理后的軌跡數據將作為DMP學習的基礎數據； 步驟2，使用改進動態運動基元（DMP）算法對步驟1預處理后的示教軌跡進行學習，使得DMP能夠生成與示教軌跡相似的運動模式； 所述改進的動態運動基元算法具體實施過程為：在傳統DMP的基礎上，引入轉向力場耦合項，包括不同障礙物的避障排斥力； 傳統動態運動基元（DMP）方程為： 式中，為時間尺度因子，系統持續時間可通過調節，為當前位置，為初始位置，為目標位置，和分別為速度和加速度，對角矩陣 ， 分別為彈性項和阻尼項，是一個預定義的正常數，為由N個帶權重的徑向基函數組成的強迫項，可表示為： 其中為徑向基函數，表示徑向基函數的權重，當軌跡的初始狀態或目標狀態發生變化時，具有泛化能力，可以生成相似的軌跡； 在DMP基礎上添加避障耦合項的方法，得到改進的DMP控制方程為： 其中，額外增加的項為避障耦合項； 步驟3，通過安裝在機械臂周圍或固定位置的深度相機，實時獲取障礙物信息、形狀和運動狀態，計算避障排斥力，量化轉向力； 所述量化轉向力具體實施過程為：通過分析障礙物的形狀和運動狀態，量化避障排斥力，排斥力的方向和大小根據障礙物的廣義距離和廣義夾角動態調整； 轉向力的定義如下： 其中，為常系數，為當前位置的速度，為廣義距離，為廣義角度，是繞由生成的軸旋轉的旋轉矩陣； 對于橢圓形、任意四邊形、三角形，通過左乘仿射變換矩陣，將其映射為圓形、正矩形、三角形，此時量化轉向力表達式為： 其中，為二維仿射變換矩陣，表達式由障礙物形狀確定，為長軸與x軸的夾角，為仿射變換后虛擬位置，為仿射變換后虛擬速度，、為由仿射變換虛擬位置與速度確定的廣義距離及廣義夾角； 在步驟3中，廣義距離和廣義夾角的具體過程為： 定義廣義距離，獲得平滑等距離線，圓形、矩形、三角形障礙物廣義距離定義如下： 其中，為圓形障礙物廣義距離，為三角形障礙物廣義距離，為矩形障礙物廣義距離，為圓形障礙物半徑，為矩形障礙物邊長的12，為三角形障礙物邊長的13，為當前位置與輪廓就近幾何結構的歐氏距離； 確定當前速度方向與障礙物的夾角，對于圓形障礙物，其中O為障礙物中心，X為當前位置，o為當前位置與障礙物切點，廣義夾角定義如下： 其中，為與的夾角，為與的夾角； 對于矩形、三角形及自由形狀障礙物，采用以簡代繁的方式定義相對夾角，矩形及三角形障礙物，在不同位置時僅有對應虛擬圓形障礙物起作用，當前位置變化時虛擬圓形障礙物跟隨移動，保證虛擬圓軌跡的外包絡能夠覆蓋整個障礙物，保證軌跡不會與障礙物相交； 步驟4，構建Lyapunov方程，基于Lyapunov穩定性理論，證明改進DMP算法的穩定性，確保機械臂在動態環境中的運動軌跡收斂于目標點； 步驟5，進行避障實驗，驗證機械臂動態避障能力。

如需購買、轉讓、實施、許可或投資類似專利技術，可聯系本專利的申請人或專利權人哈爾濱工業大學;上海宇航系統工程研究所，其通訊地址為：150001 黑龍江省哈爾濱市南崗區西大直街92號；或者聯系龍圖騰網官方客服，聯系龍圖騰網可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網”。