(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111586683.X (22)申请日 2021.12.23 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113988482 A (43)申请公布日 2022.01.28 (73)专利权人 深圳市领志光机电自动化系统有 限公司 地址 518000 广东省深圳市龙华区福城街 道章阁社区樟吉路21号台富涂料厂2 栋101 (72)发明人 郭敏　吴新勇　梁永顺　 (74)专利代理 机构 深圳市道勤知酷知识产权代 理事务所(普通 合伙) 44439 代理人 何兵　吕诗 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06F 16/9537(2019.01) G01C 21/20(2006.01) G06T 17/00(2006.01)G06F 16/29(2019.01) (56)对比文件 CN 113231910 A,2021.08.10 CN 10496 5518 A,2015.10.07 CN 110888903 A,2020.0 3.17 CN 10708473 5 A,2017.08.2 2 US 20171620 60 A1,2017.0 6.08 DE 10201810 5014 A1,2018.09.0 6 闫飞.面向复杂室外环境的移动机 器人三维 地图构建与路径规划. 《中国优秀博硕士学位 论 文全文数据库(博士) 信息科技 辑》 .2012,(第5 期),第I140 -45页. 李琳琳.基于ROS的机 械臂自主抓取关键技 术研究. 《中国优秀博硕士学位 论文全文数据库 (硕士) 信息科技 辑》 .2021,(第7期),第I140 - 171页. 马宏伟 等.煤矿井下移动机 器人深度视 觉 自主导航研究. 《煤炭学报》 .2020,第45卷(第0 6 期),2193 -2206. 审查员 陈巧艳 (54)发明名称 基于互联网数据链的三维空间轨迹路径自 动匹配生成系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于互联网数据链的三 维空间轨迹路径自动匹配生 成系统， 用于解决现 有的工业机器人轨迹路径生成系统存在不能根 据三维空间生成轨迹路径， 导致工业机器人的运 动效率低的问题； 本发明是通过数据链接收三维 空间轨迹匹配信令并进行解析得到轨迹匹配信 息， 通过路径 生成模块对轨迹匹配信息进行处理 以得到多个运动路径； 根据请求端的参数信息分 析每个运动路径对应的执径值， 将执径值最小的 运动路径标记 为结果路径并反馈； 通过路径生成 模块对轨迹匹配信息进行分析以便于合理的选 取对应的轨迹路径， 使 得工业机器人更好的执行轨迹路径， 进 而提高运动效率。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 113988482 B 2022.03.15 CN 113988482 B 1.基于互联网数据链的三维空间轨迹路径自动匹配生成系统， 包括请求端、 分析端和 采集端； 所述采集端用于采集请求端所处三维空间的空间数据并建立空间计算模型； 其特 征在于， 所述分析端包括接收反馈模块、 信息处 理模块、 数据库和路径生成模块； 所述接收反馈模块用于接收请求端通过数据链发送的三维空间轨迹匹配信令并进行 解析以得到轨迹匹配信息， 将轨迹匹配信息发送至信息处理模块； 接 收匹配路径或结果路 径并发送至请求端； 其中轨迹匹配信息包括起始 位置数据、 终点位置数据； 请求端接收到匹 配路径或结果路径后并执 行； 所述信息处理模块用于对轨迹匹配信息进行匹配处理， 具体处理过程为： 生成轨迹匹 配信息对应的路径匹配信令并发送至数据库； 接 收数据库反馈的匹配结果； 当接 收到的匹 配结果为匹配路径， 则将匹配路径发送至接 收反馈模块； 当接 收到的匹配结果为未检索到 指令时， 将其与轨 迹匹配信息发送至路径生成模块； 所述数据库接收到路径匹配信 令后， 将轨迹匹配信 息与路径存储单元内所有存储的轨 迹匹配信息进行匹配， 当路径存储单元存在与之完全相同的轨迹匹配信息时， 将该路径存 储单元内存储的轨迹匹配信息对应结果路径 标记为匹配路径并反馈至信息处理模块； 当路 径存储单元内不存在与之完全相同的轨 迹匹配信息时， 生成未检索到指令并反馈； 所述路径生成模块用于接收未检索到指令和轨迹匹配信 息并进行处理， 具体处理过程 为： 当接收到未检索到指令时， 向数据库发送信 息获取信 令以获取请求端的参数信 息和对 应的三维方格模型； 对三维方格模型和轨迹匹配信息进行处理以得到多个运动路径， 具体过程为： 将起始 位置数据和终点位置数据分别对应标记在三维方格模型的空方格内以得到起始空方格和 终点空方格； 从起始空方格依次向终点空方格连线得到运动路径； 根据请求端的参数信息分析每个运动路径对应的执径值， 具体过程为： 统计运动路径 对应X轴、 Y轴、 Z轴方向的空白格数量以得到数量一、 数量二和数量三并标记为M1、 M2和M3； 将请求端移动X轴空白格距离对应的耗电量和时间标记 为D1和F1， 请求端移动Y轴空白格距 离对应的耗电量和时间标记为D2和F2， 请求端移动Z轴空白格距离对应的耗电量和时间标 记为D3和F3； 提取数量、 耗电量和时间的数值； 利用公式 得到运动路径的耗时值ZJ； 其中， bg1和bg2均为预设权重系数； 再 统计运动路径的拐向点的 数量并标记为GX； 将耗时值与拐向点的数量进行归一化处理并取两者归一化处理后的数 值； 利用公式PW=GX ×p1+ZJ×p2得到执径值PW， 其中， p1和p2均为预设权 重因子； 将执径值最小的运动路径标记为结果路径， 将结果路径同时发送至接收反馈模块和数 据库内； 数据库接收到结果路径后将其与对应的轨迹匹配信息建立存储在路径存储单元 内。 2.根据权利要求1所述的基于互联网数据链的三维空间轨迹路径自动匹配生成系统， 其特征在于， 所述采集端还用于对空间计算模型进 行处理， 具体处理过程为： 将空间计算模 型等体积分为若干个方格并对方格进行标记为空方格和实方格， 以得到三维方格模型； 将 三维方格模型发送至数据库内。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113988482 B 23.根据权利要求1所述的基于互联网数据链的三维空间轨迹路径自动匹配生成系统， 其特征在于， 所述请求端接 收到匹配路径或结果路径后并执行 的具体过程为： 统计匹配路 径或结果路径对应X轴、 Y轴、 Z轴方向上的空白格数量将其分别乘以空白格对应的距离得到 X轴、 Y轴、 Z轴对应的移动间距； 请求端为工业机器人， 将X轴、 Y轴、 Z轴对应的移动间距转换 为工业机器人对应机 械臂的升降高度及旋转角度。 4.根据权利要求1所述的基于互联网数据链的三维空间轨迹路径自动匹配生成系统， 其特征在于， 所述数据库内还包括注册单元， 注册单元用于使用者提交请求端的设备信息 进行注册， 将注册成功的设备信息进行存储， 同时与该请求端进行用于通信的数据链； 其 中， 设备信息包括请求端的通信IP、 三维方向对应移动空白格距离的耗电量和时间。 5.根据权利要求1所述的基于互联网数据链的三维空间轨迹路径自动匹配生成系统， 其特征在于， 所述路径生成模块内还包括信令处理单元， 所述信令处理单元用于统计路径 生成模块接 收到轨迹匹配信息的数量， 当数量大于设定阈值时， 将超过设定阈值的轨迹匹 配信息标记为待分配信息； 向数据库发送轨迹匹配信息对应的路径获取信令以获取路径端 的路优值； 将路径端依据路优值由大到小进行排序， 从前至后依次选取与待分配信息数量 相等的路径端， 将其标记为分配端， 将待分配信息和三 维方格模型依次发送至对应 分配端， 通过分配端对待分配信息进行处理以得到运动路径和对应的执径值并反馈至路径生成模 块； 所述数据库还包括采集分析模块， 采集分析模块包括采集单元、 处理单元和存储单元； 采集单元用于采集路径端的参数信息并发送至处理单元； 其中参数信息包括路径端接收待 分配信息的总次数以及对应接 收到待分配信息的第一时刻以及反馈运动路径和对应的执 径值的第二时刻； 处理单元对路径端的参数信 息进行处理， 将第 一时刻与第 二时刻进行时刻差进行处理 得到单次处理 时长； 将所有的单次处理 时长进行求和并取均值得到反效时长并标记为MS1； 将总次数标记 为MS2； 设定 反效时长和总次数对应的系数为qa1和qa2； 提取反效时长和总次 数的数值， 代入公式LD= MS1×qa1+MS2×qa2得到路径端的处效值 LD； 处理单元还用于接收路径获取信 令， 对路径获取信 令进行解析以得到对应请求端的位 置， 将该位置与路径端的位置进行位置差计算得到传距值并标记为CJ； 将传距值与处效值 进行归一化处理并取两者的数值， 将两者的数值分别乘以对应的权重得到路径端的路优值 并反馈， 路优值的计算公式具体为LY=LD ×va1‑CJ×va2得到路优值LY； 其中， v a1为处效值 对应的权 重， va1为传距值对应的权 重； 存储单元用于存 储路径端的注 册信息以及处效值。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 113988482 B 3