恭喜国网安徽省电力有限公司电力科学研究院胡迪获国家专利权
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龙图腾网恭喜国网安徽省电力有限公司电力科学研究院申请的专利基于等势线随机采样的路径规划方法及系统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:CN118999585B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-18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:202411492622.0,技术领域涉及:G01C21/20;该发明授权基于等势线随机采样的路径规划方法及系统是由胡迪;杨为;陈忠;朱太云;官玮平;李涛;祝琳;黄盛设计研发完成,并于2024-10-24向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于等势线随机采样的路径规划方法及系统在说明书摘要公布了:本发明提供一种基于等势线随机采样的路径规划方法,根据障碍物位置构建采样势场函数,通过采样势场函数构建地图势场,在采样势场函数中设置了等势线分布系数k,通过调节等势线分布系数k以达到调节节点分布的目的;然后,在等势线上进行节点采样,并基于斥力场的节点优化方法,最后,使用图搜索算法,对构建完成的线路图R进行最优路径查询,规划起点与终点的较优路径。本发明针对PRM算法的节点采样部分进行改进,提出了一种基于等势线采样的节点采样策略和基于斥力场的节点位置优化方法,可以有效增大狭窄通道内的节点采样数量,优化节点采样的质量,提高路径规划成功率和路径规划质量。
本发明授权基于等势线随机采样的路径规划方法及系统在权利要求书中公布了:1.基于等势线随机采样的路径规划方法,其特征在于,包括以下步骤:根据障碍物位置构建采样势场函数,通过采样势场函数构建地图势场;所构建的地图势场呈现一种障碍物周围势场梯度下降速度较快,其他远离障碍物的位置梯度下降速度较慢的趋势,在采样势场函数中设置了等势线分布系数k,采样势能的梯度下降速度与采样势场分布系数k有关,从而基于采样势场分布系数k调节等势线的分布密度和节点采样概率;然后,在等势线上进行路径节点采样,得到采样点,并基于斥力场的节点优化方法优化采样点的位置,最后,通过连接优化后的采样点形成边,和这些采样点一起构成路径图R;其后再通过使用图搜索算法进行搜索,寻找起点与终点间的可达路径;采样势场与等势线构建过程具体为;根据障碍物位置构建采样势场函数: 其中,UX表示位置X的采样势能;Xobs是障碍物的位置,函数d表示位置X与障碍物Xobs间的距离;k是等势线分布系数,决定了障碍物周围的等势线密度;k值越大,障碍物周围的等势线越密集;路径点采样与优化具体:1)等势线上的节点随机采样节点采样是在等势线上进行的,采样点被定义为:Pnodes=sL,np其中,np为采样点数量;函数s表示在等势线L上进行数量为np的采样点采集,使用随机采样方法在等势线上完成节点采样;2)采样点位置优化将障碍物视为斥力源,使采样点在斥力场的作用下移动;待优化采样点移动的距离被表示为: 其中,函数表示采样点P的移动距离,是D0和Dmax之间的一个随机数;D0是采样点的最小移动距离,根据实际需求设置;采样点在斥力场影响下移动的最大距离被定义为: 其中,r是斥力场增益系数,p是障碍物影响的最大距离;当采样点与障碍物的距离大于p时,将不发生移动。
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