常州市盈能电气有限公司庄孟文获国家专利权
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龙图腾网获悉常州市盈能电气有限公司申请的专利一种用于巡检机器人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:CN120721099B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-26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:202511165376.2,技术领域涉及:G01C21/20;该发明授权一种用于巡检机器人的路径规划方法及系统是由庄孟文;吴帅帅;潘杰;傅彬设计研发完成,并于2025-08-20向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种用于巡检机器人的路径规划方法及系统在说明书摘要公布了:本申请涉及路径规划技术领域,尤其涉及一种用于巡检机器人的路径规划方法及系统,本申请提出以下方案,通过初始电子地图执行巡检任务,采集第一图像数据与位姿信息,识别巡检目标并完成图像配准,生成第二图像数据;基于局部视觉特征的结构敏感性分布与光照变化趋势,反演并校准最优观察方向,确定拍摄位置与角度构成路径节点;采用多目标优化模型,综合考虑路径长度、视角连续性与光照干扰,生成最优巡检路径;本申请适用于结构复杂、目标分布不均的户外巡检场景。
本发明授权一种用于巡检机器人的路径规划方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种用于巡检机器人的路径规划方法,其特征在于,所述方法包括: 根据预设的初始电子地图驱动所述巡检机器人执行第一阶段巡检,得到第一图像数据和对应的位姿数据; 对所述第一图像数据进行处理,识别巡检目标,并对每一巡检目标从多个拍摄位置获取的第一图像数据进行配准,得到第二图像数据; 基于所述第二图像数据,确定用于获取巡检目标信息的拍摄位置和拍摄角度,作为对应的巡检目标的拍摄配置; 将所有巡检目标的拍摄配置作为路径节点输入至预设的路径优化模型,输出所述巡检机器人的巡检路径,其中所述路径优化模型通过多目标优化算法生成巡检路径,所述多目标优化算法包括所述巡检机器人的运动学约束; 根据所述巡检路径生成运动控制指令,以控制所述巡检机器人根据所述巡检路径执行巡检任务; 确定用于获取巡检目标信息的拍摄位置和拍摄角度,包括: 针对每一巡检目标,在第二图像数据中识别对应巡检目标的局部视觉特征,其中所述局部视觉特征包括铭牌字符、连接端子和设备接缝; 对所述局部视觉特征进行结构敏感性分析,得到结构敏感性分布; 根据所述结构敏感性分布反演所述局部视觉特征的第一观察方向,其中所述第一观察方向对应的拍摄视角为使得多个局部视觉特征中结构敏感性综合值达到最大值的拍摄方向; 根据第二图像数据中的光照信息对所述第一观察方向进行校准,确定第二观察方向,将所述第二观察方向作为拍摄角度,将所述第二观察方向与所述初始电子地图的连线交点作为拍摄位置,其中所述光照信息为所述第二图像数据在不同视角下的亮度变化范围; 对所述局部视觉特征进行结构敏感性分析,得到结构敏感性分布,包括: 计算所述局部视觉特征的像素梯度和空间排列特征; 对所述像素梯度和空间排列特征的图像结构变化逐帧进行对比,得到结构变化量,其中所述结构变化量包括清晰度变化、结构完整性变化和图像细节保持度; 根据所述结构变化量在视角维度上的变化趋势,构建对应的敏感性曲线,根据所述敏感性曲线的斜率生成结构敏感性分布; 根据所述结构敏感性分布反演所述局部视觉特征的第一观察方向,包括: 将结构敏感性分布中各拍摄方向对应的敏感性值组合为空间敏感性点集,并根据所述空间敏感性点集计算各拍摄方向之间的结构敏感性变化率,生成空间敏感性梯度场; 在所述空间敏感性梯度场中,基于梯度上升方向计算结构响应路径,其中所述结构响应路径为梯度上升路径中的响应变化最大的方向序列; 对所述结构响应路径进行变化速率分析,以得到结构敏感性变化速率的极值点,将所述极值点对应的方向作为所述局部视觉特征的第一观察方向; 根据第二图像数据中的光照信息对所述第一观察方向进行校准,确定第二观察方向,包括: 根据所述第一观察方向的多个邻近视角,提取对应的光照信息的亮度梯度值,得到局部亮度变化序列; 计算所述第一观察方向对应的亮度波动幅度,若所述亮度波动幅度小于所述局部亮度变化序列的幅度均值,将所述第一观察方向作为所述第二观察方向; 若所述亮度波动幅度大于或等于所述局部亮度变化序列的幅度均值,基于所述局部亮度变化序列构建亮度波动趋势向量场; 在所述亮度波动趋势向量场中计算亮度扰动幅度最小的方向分布趋势,并根据所述方向分布趋势计算校准向量,其中所述校准向量表示相对于所述第一观察方向的最小光照干扰调整方向; 根据所述校准向量对所述第一观察方向进行方向校准,得到第二观察方向。
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