江蘇科技大學戴曉強獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉江蘇科技大學申請的專利一種三維環境的搜救ROV路徑規劃系統及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:CN116255985B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-08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:202310109605.3,技術領域涉及:G01C21/20;該發明授權一種三維環境的搜救ROV路徑規劃系統及方法是由戴曉強;鄭宇航;王瑩;許赫威;趙源;曾慶軍設計研發完成,并于2023-02-14向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種三維環境的搜救ROV路徑規劃系統及方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種三維環境的搜救ROV路徑規劃系統及方法,其中,環境建模模塊用于獲取ROV機器人水下環境信息,將ROV機器人運動的區域從真實的環境中抽象出三維空間模型,構建水下環境地圖三維柵格模型;算法調用路徑生成模塊用于選擇路徑規劃的目標點,并以ROV的當前位置作為路徑規劃的起始點,目標位置為終點;采用基于JPS?COSPS的三維路徑規劃算法,輸入水下環境地圖三維柵格模型、起始點、目標點,進行路徑規劃,獲得規劃路徑;路徑檢測模塊用于通過判斷規劃路徑完整度,保證路徑連續。本發明降低了三維環境復雜性,降低尋路難度;保障路徑安全性、保證路徑質量和保證路徑平滑度;保障搜救ROV的運行順利。
本發明授權一種三維環境的搜救ROV路徑規劃系統及方法在權利要求書中公布了:1.一種三維環境的搜救ROV路徑規劃方法,其特征在于,包括以下步驟: S1、通過激光,聲納掃描或外部輸入獲取ROV機器人水下環境,將ROV機器人運動的區域從真實的環境中抽象出三維空間模型,并細分多個三維區域,且每個三維區域都用三維信息表示,建立三維坐標系統,三維區域即為三維路徑規劃空間,然后把坐標等分,形成水下環境三維柵格地圖模型; S2、選擇路徑規劃的目標點,并以ROV機器人的當前位置作為路徑規劃的起始點,目標點終點; S3、判斷所選取的目標點是否為障礙物,如果是,則返回步驟S2重新選擇目標點;如果不是,則執行步驟S4; S4、采用基于JPS-COSPS的三維路徑規劃算法,輸入水下環境地圖三維柵格模型、起始點、目標點,進行路徑規劃,獲得規劃路徑; 首先,確定臨界障礙,并篩選臨界障礙的周圍點集;篩選臨界障礙的周圍點集的規則為: Ⅰ判斷臨界障礙方格一鄰格是否存在障礙,若存在,則此鄰格不可行;若不存在,則臨界障礙鄰格為可行點; Ⅱ判斷在臨界障礙方格所在一平面對角方向鄰格上是否存在障礙,若存在,則此對角鄰格不可行;若不存在,則臨界障礙對角鄰格為可行點; Ⅲ若一障礙方格存在相鄰的三個面方向方格均不存在障礙,則三個面形成的角所對的方格為可行點; 篩選臨界障礙的周圍點集的方法為: 1確定臨界障礙周圍點集,集合長度為lengthSPS,定義標識符i=1,j=1; 2將點集中編號為i的點,記為Pixi,yi,zi; 3計算點Pi距離最近障礙點的距離Di; 4判斷Di2=N,如果是,則記錄點Pixi,yi,zi,令Pixi,yi,zi=Qjxj,yj,zj,且j++;然后i++;否則,i++; 其中,Qjxj,yj,zj為篩選后的可行點;N=2或3,若選用篩選規則Ⅱ,則N取值為2,即判斷語句為Di2=2;若選用篩選規則Ⅲ,則N取值為3,判斷語句為Di2=3,若選用篩選規則Ⅰ,則不執行步驟4; 5判斷i=lengthSPS,如果是,則返回步驟2執行,否則,則結束; 其次,設定篩選后的周圍點集為跳點,通過裁剪平面的方法,搜尋跳點;將符合要求的跳點加入Openlist列表,篩選列表中評價函數Fn最小的節點作為下一次搜索的父節點,并將其加入Closelist列表; 最后,刪除多余拐點,直接連接前后路徑點; S5、對獲得的規劃路徑進行檢測,通過判斷規劃路徑完整度,保證路徑連續;通過檢測路徑中是否存在相同路徑,保證ROV的運行順暢;通過檢測路徑是否貼近障礙物,保證路徑安全性;若檢測的規劃路徑不可行,則返回步驟S2,若檢測的規劃路徑可行,則輸出可行的規劃路徑。
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