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[发明专利]一种基于非连通图的机器人全局路径规划方法和装置-CN202310405580.1有效
发明人：陶永;段练;韩栋明;高赫;温宇方;宋义安 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2023-04-17 - 公布日： 2023-07-18 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于非连通图的机器人全局路径规划方法和装置，获取起点与终点之间的初始非连通节点集合，基于所述初始非连通节点集合构建非连通图；基于代价函数从所述初始非连通节点集合中选择待考察非连通节点，基于所述待考察非连通节点生成补充节点，根据所述补充节点类型将所述补充节点加入第一集合，根据所述待考察非连通节点和所述补充节点更新所述非连通图，所述第一集合用于存储连通的所述补充节点；基于更新后的所述非连通图从所述第一集合中选择目标节点，构成机器人的最优全局路径。能够在兼顾路径规划效率的同时提高路径规划的质量和路径规划方法的通用性，能够在各种地图场景下提供全局最优路径。
一种基于连通机器人全局路径规划方法装置

[发明专利]一种基于点云近邻点密度的人机协调空间判断方法和装置-CN202310223926.6在审
发明人：陶永;季源隆;韩栋明;高赫;刘海涛;万嘉昊 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2023-03-09 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于点云近邻点密度的人机协调空间判断方法和装置，建立人体上肢模型，建立康复机器人模型；利用蒙特卡洛方法生成人体上肢工作空间的第一点云和康复机器人机械臂工作空间的第二点云；对第一点云和第二点云进行滤波，得到第三点云和第四点云；混合第三点云和第四点云得到第五合成点云；基于k近邻算法计算第三点云、第四点云和第五合成点云中各点的相对密度；查找运动输入点的第一近邻点、第二近邻点和第三近邻点，获得第一相对密度、第二相对密度和第三相对密度以判断运动输入点是否在人机协调空间内。本发明的人机协调空间判断方法，能够通过点云快速生成人机协调空间范围信息，空间范围精确度高，并点云的相对密度信息确定输入点人机协调空间范围的位置，计算速度快，人机协调空间范围定位准确。
一种基于近邻密度人机协调空间判断方法装置

[发明专利]一种跨介质机器人的混合驱动控制方法及跨介质机器人-CN202310223930.2在审
发明人：陶永;高赫;张宇帆;韩栋明;刘海涛;万嘉昊 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2023-03-09 - 公布日： 2023-05-30 - 主分类号： B63C11/52 文献下载
摘要：本发明涉及一种跨介质机器人的混合驱动控制方法及跨介质机器人。跨介质机器人的混合驱动控制方法包括：计算振动头电机功率，游动状态下鱼鳍部件展开，蠕动部件摆动；获取振动头电流环的电流值，判断机器人头部是否接触砂土；若未接触，机器人保持游动状态；若接触，控制机器人振动头的驱动力，切换机器人至蠕动状态，鱼鳍部件收起，蠕动部件蠕动。跨介质机器人包括振动部件、鱼鳍部件、蠕动部件，具有鱼鳍摆动与尾部螺旋、振动头振动与尾部螺旋两种混合驱动模式，形成了蠕动运动和游动运动状态，保证机器人在海底能够穿过不同介质的海水和砂土，同时增强机器人在海底作业的隐蔽性，控制方法计算量低，跨介质机器人成本低，混合驱动切换过程快速。
一种介质机器人混合驱动控制方法

[发明专利]基于六维力感知的康复机器人控制方法、控制装置及机器人-CN202310464258.6在审
发明人：陶永;韩栋明;高赫;刘海涛;万嘉昊;季源隆;段练 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2023-04-27 - 公布日： 2023-05-30 - 主分类号： A61H1/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于六维力感知的康复机器人控制方法、控制装置及机器人，控制方法包括：在机械臂跟随用户上肢运动过程中，通过六维力传感器采集当前用户上肢运动时，所述机械臂末端的力信息，并获取所述机械臂的实际运动参数；根据所述力信息及所述实际运动参数，通过模糊控制算法确定用户运动的期望运动参数，所述期望运动参数用于表征所述用户的运动意图，所述运动意图包括加速或减速；根据所述力信息及期望运动参数，通过导纳控制方式控制所述机械臂的运动。通过本发明，实现机器人康复治疗的高智能化控制。
基于六维力感知康复机器人控制方法装置

[发明专利]一种磁吸附机器人裂缝定位及跟踪方法、系统及存储介质-CN202211063165.4有效
发明人：陶永;高赫;温宇方;黄石书;段练;刘海涛;兰江波;韩栋明 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2022-08-31 - 公布日： 2022-11-25 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明提供一种磁吸附机器人裂缝定位及跟踪方法、系统及存储介质，包括机器人采集裂缝图像；将图像输入至经过训练的裂缝分析定位网络，获取分析定位的裂缝二值图像；基于裂缝二值图像采用准均匀B样条曲线的裂缝修复路径预提取方法进行路径预提取；根据预提取的路径，基于混合运动模型和模型预测控制的裂缝跟踪算法进行路径跟踪。本发明解决了机器人仅沿着规划路径机器人难以对准裂缝，严重影响修复工作的进行的问题。本发明提高了对表面裂缝区域进行分析定位准确度，在保留裂缝延伸趋势的同时消除了局部干扰特征，保证了机器人的平稳运行并提高对裂缝进行跟踪精度，克服驱动系统与结构表面存在打滑影响跟踪精度的问题，保证了裂缝修复工作的顺利进行。
一种吸附机器人裂缝定位跟踪方法系统存储介质

[发明专利]一种基于改进遗传算法的机器人弱拒止区域路径规划方法-CN202210251364.1有效
发明人：陶永;温宇方;高赫;刘海涛;韩栋明;万嘉昊;段练 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2022-03-15 - 公布日： 2022-06-07 - 主分类号： G01C21/34 文献下载
摘要：本发明提供一种基于改进遗传算法的机器人弱拒止区域路径规划方法，首先构建包含GPS信号强度栅格地图，将GPS信号强度栅格地图中路径控制点的坐标作为依据进行编码；对改进遗传算法进行初始化，获得初代种群；计算初代种群中的适应度函数，更新交叉概率及变异概率，选取适应度最高的路径作为最终结果；输出最优解，获得最优个体，进行路径平滑处理。特种机器人在当前的弱拒止区域路径规划中采用传统遗传算法，存在GPS信号强度对定位信号的影响和路径拐弯角度变化太大的问题。本发明对不同的作业场景以及障碍物复杂度等具备良好适应性，可有效提高特种机器人作业路径规划质量和效率，有效保障特种机器人运行地高效性和安全性。
一种基于改进遗传算法机器人弱拒止区域路径规划方法

[发明专利]一种基于深度图像修复的室内移动机器人玻璃检测与地图更新方法-CN202210052001.5有效
发明人：陶永;温宇方;高赫;段练;韩栋明 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2022-01-18 - 公布日： 2022-05-20 - 主分类号： G01S13/86 文献下载
摘要：本发明提供一种基于深度图像修复的室内移动机器人玻璃检测与地图更新方法。首先基于激光雷达强度数据筛选疑似玻璃存在区域；然后根据疑似区域RGB图像，使用卷积神经网络确定玻璃是否真实存在；若存在，提取玻璃区域边界，判断深度图像缺陷点，根据玻璃区域边界进行缺陷点深度信息修补；最后平面采样深度图像，补充更新原始地图中缺失的玻璃障碍，输出规划用栅格地图；解决了现有建图算法及设备由于玻璃透射、折射、偏振等特性存在，易导致玻璃感知失效，影响地图完整性和导航安全性的问题，具备系统感知成本低、导航功能安全稳定的优点。
一种基于深度图像修复室内移动机器人玻璃检测地图更新方法

[发明专利]一种家用多功能老人智能搀扶机器人-CN202010436161.0有效
发明人：江长鸿;李俊;邓兴宇;韩栋明;刘建波;宁先雄;任红 -专利权人：重庆大学
申请日： 2020-05-21 - 公布日： 2022-04-08 - 主分类号： B25J11/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种家用多功能老人智能搀扶机器人，包括封装部、主执行机构、传动部、前轮机构、观测部、测距防撞部、驱动部和控制系统；封装部整体为柜体结构；主执行机构包括两个护手、两根摇杆、滚子轴、两根延长杆、两个螺母座、两个滑块I、两个滑轨、两块凸轮基板、两根偏心杆、和两个滑块II；传动部包括执行电机、传动机构I和传动机构II；前轮机构布置在两块凸轮基板的外侧壁上；本发明针对于老人独自居住面对突发意外而摔倒的情况，通过向机器人发出求救信息，实现人为或自动控制机器人辅助老人重新站立，避免因摔倒后不能站立而造成的危险。
一种家用多功能老人智能搀扶机器人

[发明专利]一种基于滑模控制和模糊算法的协作机器人轨迹跟踪方法-CN202210195338.1在审
发明人：陶永;兰江波;高赫;刘海涛;韩栋明;万嘉昊;段练 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2022-03-02 - 公布日： 2022-04-01 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明提供一种基于滑模控制和模糊算法的协作机器人轨迹跟踪方法。本方法使用拉格朗日定理建立协作机器人初始动力学模型，引入未建模误差项得到协作机器人动力学模型，设置滑模控制的滑动面函数，根据协作机器人动力学模型，计算关节力矩表达式，将协作机器人运动系统的状态向量限制在滑动面内，设置切换函数，引入模糊算法，由模糊计算的输出项得到切换函数系数，更新机器人轨迹跟踪控制方程。解决了现有方法中由于滑模控制系统的切换滞后产生的抖振抑制效果差和轨迹收敛速度慢的问题，具备系统稳定性高，跟踪效果好的优点。
一种基于控制模糊算法协作机器人轨迹跟踪方法

[发明专利]一种基于变质心的机器人越障控制方法和系统-CN202111207023.6有效
发明人：陶永;高赫;温宇方;兰江波;刘海涛;韩栋明 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2021-10-18 - 公布日： 2022-01-11 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明涉及机器人越障控制领域，公开了一种基于变质心的机器人越障控制方法和系统。建立摆臂式履带机器人变结构质心运动学模型，计算障碍估算高度；基于障碍估算高度和动作序列规则生成动作控制序列；基于子动作与变结构质心运动学模型预测质心变化状态；评价质心变化状态是否满足越障需求，若满足，根据动作控制序列控制机器人越障，否则修正子动作，有效提高了机器人越障性能和可靠性，降低非视距条件下操作手操作难度，估算障碍高度，不依赖外部传感器，降低了系统成本和系统复杂度。
一种基于质心机器人越障控制方法系统

[发明专利]一种基于机器视觉和机器学习的智能剪草机-CN202110491414.9在审
发明人： 韩栋明;李俊;周柳;韩骁 -专利权人：重庆大学
申请日： 2021-05-06 - 公布日： 2022-01-04 - 主分类号： A01D34/63 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于机器视觉和机器学习的智能剪草机，包括电源、太阳能电板、工控机、驱动轮、万向轮、驱动电机、剪草电机、旋转式刀片、剪草盘和摄像头，旋转式刀片与剪草电机连接，驱动电机与驱动轮连接。摄像头将拍摄到的影像发送至工控机进行处理，计算出电机转动信息，工控机中的单片机控制剪草电机的转动带动旋转式刀片快速旋转来将草切断，剪草过程实现智能化，大大提高了剪草效率。
一种基于机器视觉学习智能剪草机

[发明专利]一种基于凸轮连杆的马桶助力装置-CN202010983421.6在审
发明人： 韩栋明;周柳;竺可哲;张鼎扬;朱一帆;代承鑫;曾奇欣 -专利权人：重庆大学
申请日： 2020-09-18 - 公布日： 2021-01-12 - 主分类号： A47K13/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于凸轮连杆的马桶助力装置，包括助力式马桶圈、连杆、驱动杆、凸轮、蜗轮、蜗杆、电机、单片机、语音识别模块，助力式马桶圈和连杆连接，若干连杆和驱动杆构成变胞机构，驱动杆和蜗轮通过键槽连接，蜗轮与蜗杆连接，蜗杆和电机连接，单片机控制电机的转动，助力式马桶圈可由电机的转动给使用者坐下和站立提供助力。本发明解决了使用者在如厕时坐立因腿部肌肉力度不足造成的不变问题，变胞机构同时能够满足普通人群使用马桶圈直接翻折的习惯，同时基于凸轮连杆机构的仿生学设计节省了空间，增强了市场竞争力。
一种基于凸轮连杆马桶助力装置

[发明专利]一种便携式智能药盒-CN202011037947.1在审
发明人：周柳;许昊;王卓辉;韩栋明 -专利权人：重庆大学
申请日： 2020-09-28 - 公布日： 2020-12-22 - 主分类号： A61J1/03 文献下载
摘要：本发明公开了一种便携式智能药盒，包括顶盖、分药机构、上下储药层、取药抽屉和底座，取药抽屉与底座连接，底座和下层储药层连接。上下储药层内电机带动拨药盘转动，储药层与底座和分药机构连接，分药机构上端连接顶盖。本发明体积小巧，方便携带，容量大，可供老人患者在外出时随身携带，免去了必须在家吃药的必要性；填充一次药可供使用多次，且填药简单便捷，省去了人工分药的时间成本；能够严格督促老人患者吃药，通过将药盒内的给药情况反映给监护人，让监护人实时了解老人服药情况。
一种便携式智能

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