恭喜交通運輸部天津水運工程科學研究所陳松貴獲國家專利權
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龍圖騰網恭喜交通運輸部天津水運工程科學研究所申請的專利一種基于數字孿生模型的水下清淤機器人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:CN119472746B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-04-18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:202510065299.7,技術領域涉及:G05D1/485;該發明授權一種基于數字孿生模型的水下清淤機器人路徑規劃方法是由陳松貴;陳漢寶;朱婷婷;王洋;趙旭;王依娜;段自豪;胡杰龍;馬雋設計研發完成,并于2025-01-16向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于數字孿生模型的水下清淤機器人路徑規劃方法在說明書摘要公布了:本發明涉及路徑規劃技術領域,公開了一種基于數字孿生模型的水下清淤機器人路徑規劃方法,通過基于初始清淤路徑,綜合考慮歷史成功率因子、氣象影響因子、水下生物活動影響因子和水流影響因子對初始權重值進行校正,最終選擇具有最大校正權重值的初始清淤路徑作為優化清淤路徑。通過引入歷史成功率因子,本發明能夠從過去的清淤任務中學習和優化,確保當前路徑規劃基于靜態地形圖、歷史任務經驗教訓,提高路徑規劃可靠性。根據歷史任務成功率因子,識別出哪些區域在過去容易出現問題,并在規劃新路徑時自動避開這些高風險區域,進一步增強了路徑規劃的智能性和適應性。水下生物活動影響因子的考慮使機器人能夠自主識別并避開敏感生態區。
本發明授權一種基于數字孿生模型的水下清淤機器人路徑規劃方法在權利要求書中公布了:1.一種基于數字孿生模型的水下清淤機器人路徑規劃方法,其特征在于,包括:步驟1,建立數字孿生模型;步驟2,在所述數字孿生模型中定義若干工作區域,在所述工作區域中確定起始點和結束點;步驟3,預設清淤作業任務;根據預設清淤作業任務,將所述工作區域劃分為若干生態區,每個生態區執行一個或若干清淤作業任務;步驟4,利用自主導航系統確定從所述起始點到所述結束點的若干條初始清淤路徑;步驟5,獲取歷史的清淤作業任務;根據歷史的清淤作業任務確定關鍵清淤位置,根據關鍵清淤位置和初始清淤路徑構建拓撲結構圖,所述關鍵清淤位置作為所述拓撲結構圖中的拓撲節點,所述初始清淤路徑作為所述拓撲結構圖中的邊;步驟6,通過數字孿生模型模擬水下清淤機器人在初始清淤路徑上執行清淤任務,得到清淤作業時長、路徑長度、關鍵清淤位置數量、能耗;步驟7,根據清淤作業時長、路徑長度、關鍵清淤位置數量、能耗,為所述拓撲結構圖中每條初始清淤路徑計算初始權重值;計算公式如下: ;其中,表示初始權重值,表示清淤作業時長,表示路徑長度,表示關鍵清淤位置數量,表示能耗;步驟8,獲取歷史成功率因子、氣象影響因子、水下生物活動影響因子、水流影響因子,根據歷史成功率因子、氣象影響因子、水下生物活動影響因子、水流影響因子對初始權重值進行校正,得到校正權重值,將最大的校正權重值的初始清淤路徑作為優化清淤路徑;所述校正權重值的計算公式為: ;式中,代表校正權重值,代表初始權重值,代表第k個歷史的清淤作業任務的歷史成功率因子,代表第j個氣象指標的氣象影響因子,代表第q個測量點的水流影響因子,m代表歷史的清淤作業任務總數,n代表初始路徑總數,p代表氣象指標總數,z代表測量點總數;步驟9,水下清淤機器人基于所述優化清淤路徑執行清淤任務;在所述優化清淤路徑執行清淤任務過程中,結合局部避障算法對障礙物進行緊急避障,得到局部優化清淤路徑。
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