昆明理工大学李丁获国家专利权
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龙图腾网获悉昆明理工大学申请的专利一种基于改进RRTstar的六轴机械臂避障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:CN116852367B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-08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:202310904159.5,技术领域涉及:B25J9/16;该发明授权一种基于改进RRTstar的六轴机械臂避障路径规划方法是由李丁;张宇设计研发完成,并于2023-07-21向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于改进RRTstar的六轴机械臂避障路径规划方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于改进RRTstar的六轴机械臂避障路径规划方法,属于机械臂路径规划技术领域。本发明针对RRTstar算法搜索空间大,搜索时间长,计算复杂程度高,且生成的路径折角过多不平滑不利于机械臂工作这些缺点,首先引入目标偏置策略,并结合双树扩展策略从起点和目标点同时扩展,加入缩短路径策略和去除冗余节点策略,最后对搜索路径进行B样条拟合优化,通过此方法可以有效减少搜索时间,降低搜索复杂度,缩短路径同时实现路径平滑化,使机械臂末端在工作过程中顺利避障,实现高效安全的路径规划。
本发明授权一种基于改进RRTstar的六轴机械臂避障路径规划方法在权利要求书中公布了:1.一种基于改进RRTstar的六轴机械臂避障路径规划方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1、获取机械臂工作空间障碍物分布情况,建立机械臂碰撞模型和运动学模型,初始化两颗随机树:Tree1和Tree2,包括起点X_start和终点X_goal,阈值Thr,最大迭代次数MaxIterations,步长stepsize,搜索范围searchSize,地图环境; 步骤2、随机树Tree1和Tree2通过目标偏置策略交替采样,生成随机点x_rand; 步骤3、搜索近邻节点x_near,然后x_near沿着与x_rand连线方向以步长stepsize进行扩展,生成新节点newPoint,扩展完进行碰撞检测,若不发生碰撞,则将新节点添加到随机树Tree1和Tree2中,若发生碰撞,则重新采样; 步骤4、将扩展的新节点newPoint作为圆心,搜索已有树中距离newPoint距离小于半径r的近邻节点集q_near,将其中距离最小的节点x_min作为newPoint新的父节点,之后进行剪枝rewire操作,新节点newPoint重新连接到q_near中除了x_min之外路径最短的节点; 步骤5、计算新节点newPoint与随机树Tree1和Tree2中已有节点之间的距离,并将其与距离阈值d进行比较;如果新节点与已有节点的距离大于等于阈值d,则保留新节点,如果小于阈值d,则去除随机树中与newPoint重合的节点,距离函数如下: ; 其中,a和b为节点坐标,a1、a2、a3分别代表三维空间中节点a的xyz坐标,b1、b2、b3分别代表三维空间中节点b的xyz坐标; 步骤6、随机树Tree1和Tree2连接成功后,继续进行交替采样,如达到最大迭代次数MaxIterations,则输出路径,按照路径缩短策略缩短路径,最后用三次B样条曲线平滑路径; 所述步骤2中的目标偏置策略,通过引入目标偏置概率p1来考虑目标点的影响,使生成新随机点时有一定概率朝向目标点,随机树Tree1和Tree2生成新随机点和的采样方式为: ; ; 其中,P是随机生成的0,1范围内的随机数,对于随机树Tree1,如果随机数P大于目标偏置概率p1,那么x_rand1将朝着目标点X_goal的方向生成一个新的随机点;如果随机数P小于等于目标偏置概率p1,那么x_rand1将是一个随机采样的点Sample,对于随机树Tree2,如果P大于目标偏置概率p1,那么x_rand2将朝着起点X_start的方向生成一个新的随机点;如果随机数P小于等于目标偏置概率p1,那么x_rand2将是一个随机采样的点Sample。
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