慧诚自动化技术(宁波)有限公司侯雨雷获国家专利权
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龙图腾网获悉慧诚自动化技术(宁波)有限公司申请的专利基于改进RRT算法的远程穿刺机器人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:CN116476058B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-27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:202310435474.8,技术领域涉及:B25J9/16;该发明授权基于改进RRT算法的远程穿刺机器人路径规划方法是由侯雨雷;万宁静;邓云蛟;李岳;曾达幸设计研发完成,并于2023-04-21向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于改进RRT算法的远程穿刺机器人路径规划方法在说明书摘要公布了:本发明提供一种基于改进RRT算法的远程穿刺机器人路径规划方法,其具体包括穿刺机器人参数设置及初始化、目标偏置策略、生成新节点、碰撞检测、探索路径以及路径剪枝处理等步骤,通过引入目标偏置策略、动态空间采样策略和路径剪枝策略,缩短规划时间,减小路径长度,提高规划效率和成功率,在二维和三维障碍物环境中均能取得良好效果。远程穿刺机器人路径规划方法在改进RRT算法的基础上,基于激光雷达与X光片定位,在无人为因素干涉下自主规划出一条从穿刺机器人起始点到进针点的无碰撞路径,提高远程手术中的精确性。
本发明授权基于改进RRT算法的远程穿刺机器人路径规划方法在权利要求书中公布了:1.一种基于改进RRT算法的远程穿刺机器人路径规划方法,其特征在于,其包括以下步骤: S1、穿刺机器人参数设置及初始化: S11、建立穿刺机器人的运动学模型; S12、获取穿刺机器人的起始点Xstart、目标点Xgoal的具体位置信息以及障碍物环境信息,并利用逆运动学求解获得起始点Xstart和目标点Xgoal所对应穿刺机器人的关节角度; S13、根据实际工况设定目标偏置概率阈值q、搜索步长step、允许误差Thr和最大迭代次数iterMax的初始值,并初始化随机树T,令当前迭代次数iter=1和初始偏置概率p<q; S2、目标偏置策略:根据目标偏置概率阈值q和偏置概率p之间的大小关系确定采样方式,偏置概率p在每次碰撞检测后进行更新; S21、若p<q,不进行随机采样,令采样点Xsample等于目标点Xgoal; S22、若p≥q,则在动态采样空间内进行随机采样,得到采样点Xsample; S3、生成新节点: S31、寻找随机树T中距离采样点Xsample最近的一个点作为父节点Xnearest; S32、在父节点Xnearest到采样点Xsample的连线方向上以搜索步长step前进生成新节点Xnew,新节点Xnew扩展公式为: S4、碰撞检测:对新节点Xnew进行碰撞检测并更新偏置概率p的值; S41、若发生碰撞,则令p≥q,跳回所述步骤S22,即在动态采样空间内进行随机采样,并舍弃该新节点Xnew,根据当前偏置概率p的值进行调整,直至找到新节点Xnew; S42、若不发生碰撞,则依旧令p<q,即继续朝目标点扩展随机树,并将新节点Xnew加入随机树T中; S5、探索路径:重复所述步骤S2~S4,扩展随机树,每执行一次循环,令iter=iter+1,直至得到的新节点Xnew满足|Xnew-Xgoal|<Thr且iter<iterMax,则视为找到目标点,路径规划成功,结束循环,并且根据各节点的父子关系,反向搜索找到规划路径; S6、路径剪枝处理: 将所述步骤S5中得到的路径进行剪枝处理,减小路径长度,将所述路径上的点转化成机器人对应的关节角度,并将其转化为指令发送给上位机,穿刺机器人在上位机指令的控制下,按照规划好的路径从起始点运动到目标点。
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