南京航空航天大學汪俊獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉南京航空航天大學申請的專利一種基于最小二乘保角算法的機械臂曲面掃描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:CN119839868B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-26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:202510260251.1,技術領域涉及:B25J9/16;該發明授權一種基于最小二乘保角算法的機械臂曲面掃描路徑規劃方法是由汪俊;王元耿;卜尉航;吳翔;朱文濤設計研發完成,并于2025-03-06向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于最小二乘保角算法的機械臂曲面掃描路徑規劃方法在說明書摘要公布了:本發明提出一種基于最小二乘保角算法的機械臂曲面掃描路徑規劃方法,包括:將待掃描曲面的設計數模轉換為三角網格,計算三角網格頂點的曲率和法向量;根據頂點的曲率和法向量進行點聚類,得到多片可連續掃描區域點集;通過最小二乘保角算法將三維頂點投影至二維平面;求出每片可連續掃描區域點集中點的對應的二維掃描路徑點;根據最近鄰關系將相鄰的掃描區域首尾相連,獲得完整二維掃描路徑點數組;再逆映射回三維,并根據路徑點法向與掃描儀參數將路徑點偏置,得到完整三維掃描路徑點數組;最后再轉為機械臂可執行的數據,完成路徑規劃。本發明所提出的方法,實現了生成高效、覆蓋全面且適應性強的機械臂可執行的曲面掃描路徑。
本發明授權一種基于最小二乘保角算法的機械臂曲面掃描路徑規劃方法在權利要求書中公布了:1.一種基于最小二乘保角算法的機械臂曲面掃描路徑規劃方法,其特征在于,具體包括以下步驟: S1、將待掃描曲面的設計數模轉換為三角網格模型,得到待掃描曲面三角網格模型的頂點集V和頂點三角形集T,并計算頂點的法向量和曲率; S2、根據步驟S1計算出的曲率和法向量,將可連續掃描的三角網格頂點聚類,得到多片不同的可連續掃描區域點集;具體包括: S21、將V中的點依據曲率大小進行升序排序,選取頂點集V中曲率最小的點pj作為聚類起點,記其曲率為cj,記其法向量為nj; S22、遍歷pj鄰域半徑R內的鄰近點,計算其第k個鄰近點pjk的法向量njk與點pj的法向量nj之間的夾角θjk,若θjk小于設定的視錐角θ,則將pjk與pj聚為一類,并將pj與pjk標記為已聚類; S23、當pjk判斷為與pj聚為一類后,再計算pjk的曲率cjk與點pj曲率cj的差值Δcjk,若|Δcjk|小于設定的曲率變化閾值ε,則將pjk放入聚類起點序列S中; S24、遍歷完pj的鄰近點之后,在聚類起點序列S中重新選擇曲率最小的點作為新聚類起點,對未被標記為已聚類的點重復步驟S22-S23直至序列S為空;被判斷為與新聚類起點聚為一類的點也被視為和pj聚為一類;將pj及其所有的聚類點放入同一個點集,即得到一片可連續掃描區域點集 S25、將頂點集V中未被標記為已聚類的點組成集合V',對集合V'重復步驟S21-S24,直至頂點集V中所有點均被標記為已聚類,得到多片不同的可連續掃描區域點集; S3、利用最小二乘保角算法將三角形網絡模型的頂點從三維投影至二維平面; S4、確定每片可連續掃描區域點集中的點在二維平面上的對應點,再通過二維平面上的對應點求出二維掃描路徑點數組; S5、根據最近鄰關系將相鄰的掃描區域首尾相連,獲得整個待掃描曲面的完整二維掃描路徑點數組; S6、將步驟S5得到的完整二維掃描路徑點逆映射回三維空間,并根據路徑點法向與掃描儀參數將路徑點偏置,得到完整三維掃描路徑點數組; S7、將完整三維掃描路徑點數組轉為機械臂的可執行掃描路徑點數組,完成待掃描曲面的機械臂掃描路徑規劃。
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