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專利態勢與轉化分析:智能機器人領域
發表日期:2020-07-17 13:58:28 閱讀次數: 來源:

 

隨著人工智能技術的高速發展,新一輪的科技革命和產業變革正在逐漸形成。智能機器人產業作為衡量一個國家科技創新和高端制造業水平的重要標志,其發展受到世界各國的廣泛關注和高度重視。2016年,工信部、發改委、財政部聯合印發的《機器人產業發展規劃(2016-2020)》,將智能機器人的發展應用作為重要的發展目標和主要任務,并提出“新一代機器人技術取得突破,智能機器人實現創新應用;推進工業機器人向中高端邁進;促進服務機器人向更廣領域發展”。

智能機器人技術是多學科交叉與融合的結晶。大數據、人工智能和傳感器技術的日漸成熟,推動機器人技術從機器人1.0“可編程機器人”向智能機器人發展。具有感知、分析、學習和決策能力的智能機器人在工業制造、醫療、農業、交通、教育、航天和軍事等行業領域發揮著重要作用。

本期利用專利數據庫,分析國內以及浙江大學在智能機器人領域的專利整體情況,以了解國內及浙江大學在智能機器人領域的專利現狀與發展態勢,輔助成果轉化與產學研合作。

 

- 國內智能機器人相關專利概況 -

1、申請趨勢

 

我國智能機器人領域的專利申請數量在21世紀初期呈現緩慢增長趨勢,到2010年以后專利數量增加明顯,尤其在2014年以后進入快速增長階段。

 

     2、技術領域分布

 

 

國內智能機器人相關專利技術主要集中在IPC分類中的B部和G部。專利數量較多的IPC分類號有:B25J9(程序控制機械手)、B62D57(僅以具有除車輪或履帶以外的其他推進裝置或接地裝置為特征的車輛,或者以車輪或履帶加上具有除車輪或履帶以外的其他推進裝置為特征的車輛)、G05D1(陸地、水上、空中或太空中的運載工具的位置、航道、高度或姿態的控制)、B25J15(夾頭)等。

 

3、主要省市分布

 

國內智能機器人領域的省市分布中,廣東、江蘇、浙江這3個省市的專利權人公開的中國專利申請量較多,這3個省市的專利量占分析專利總量的40%以上;另外北京、上海的專利占比也在5%以上??傮w來看,國內智能機器人領域的專利申請人主要分布在我國長三角地區以及沿海地區。

 

4、主要專利權人

 

國內智能機器人領域排名前十的主要專利權人專利申請量相差不大,相關科研院所和企事業單位在機器人領域的研發已有一定的技術積累,其中國家電網公司的專利量最多;華南理工大學、上海交通大學、哈爾濱工業大學、清華大學、浙江大學等高??蒲性核苍诜e極布局智能機器人領域相關的專利,這些高校在智能機器人領域的專利布局量占全國專利總量的2.5%。

 

- 浙江大學智能機器人領域專利情況 -

 

1、申請趨勢

 

浙江大學在1987年開始涉足智能機器人領域,專利申請量從2006年開始緩慢增長,2016年以后申請數量急劇增加;專利申請以發明專利為主,浙江大學在智能機器人領域的專利發展趨勢與國內整體發展趨勢一致。

 

2、技術領域分布

根據應用環境,機器人可分為兩大類:工業機器人和特種機器人。工業機器人是面向工業領域的多關節機械手或多自由度機器人。特種機器人是除工業機器人之外的、用于非制造業并服務于人類的先進機器人,包括:服務機器人、水下機器人、娛樂機器人、農業機器人、軍用機器人等。

浙江大學智能機器人的研究領域大致涉及以下幾個方向:工業機器人、水下機器人、服務機器人、醫療機器人、農業機器人、足式機器人、機器人路徑規劃和視覺系統等方向。

 

      浙江大學智能機器人領域專利主要集中在IPC分類中的B部和G部。專利數量較多的IPC大組有:B62D57僅以具有除車輪或履帶以外的其他推進裝置或接地裝置為特征的車輛,或者以車輪或履帶加上具有除車輪或履帶以外的其他推進裝置為特征的車輛)、B25J9(程序控制機械手)、G05D1(陸地、水上、空中或太空中的運載工具的位置、航道、高度或姿態的控制)、B25J15(夾頭)等。浙江大學在智能機器人領域布局的專利方向與國內智能機器人領域專利技術方向基本一致。

 

     3、主要發明人

 

     浙江大學智能機器人領域的主要發明人分別來自控制科學與工程學院、機械工程學院、海洋學院等。

 

-   浙江大學智能機器人領域精選專利推介 -

 

1、基于模糊算法和二維碼自矯正的室內移動機器人協作系統

專利申請號:CN201610964289.8

所屬行業:儀器儀表制造業

技術分類:G05D1 陸地、水上、空中或太空中的運載工具的位置、航道、高度或姿態的控制

專利簡介:

本發明公開了一種基于模糊算法和二維碼自矯正的室內多移動機器人協作系統,包括若干機器人本體及分布于室內不同位置的若干二維碼,每個二維碼內含QR編碼,代表在室內二維坐標系中各二維碼的位置坐標,在每臺機器人本體上設有單片機、加速度計模塊、陀螺儀模塊、二維碼識別模塊、通訊模塊以及超聲波傳感器;該系統定位成本低,可實現高效路徑規劃,使得多機器人協同作業、避免沖突,工作效率高。

 

2、氣動肌肉驅動的外骨骼助力機構

專利申請號:CN201410855607.8

所屬行業:通用設備制造業

技術分類:B25J9程序控制機械手

應用領域:應急救援

專利簡介:

本發明公開了一種氣動肌肉驅動的外骨骼助力機構。背部支架上部的兩側均連接有結構相同的具有四個轉動自由度的單臂構件,每個單臂構件包括依次連接的肩關節部件、上臂部件、肘關節部件和小臂部件,背部支架下部的兩側均連接有結構相同的單腿構件,每個單腿構件包括髖關節部件、大腿部件、膝關節部件、小腿部件、踝關節部件和壓力鞋部件,肩關節部件和髖關節部件具有三個轉動自由度,肘關節部件、膝關節部件和踝關節部件均具有一個轉動自由度;所述的外骨骼助力機構總共有18個自由度。本發明結構簡單,質量輕,柔順性好,實現提升穿戴人員的機能力量的目的,可用于軍事行動和災難救援、救護等人的力量不足以支持所需負荷的場合。

 

3、基于自定位機器人的多相機參數自動標定系統運行方法

專利申請號:CN201310173609.4

所屬行業:計算機、通信和其他電子設備制造業

技術分類:G06T一般的圖像數據處理或產生

應用領域:安防監控

專利簡介:

本發明公開了一種基于自定位機器人的多相機參數自動標定系統運行方法。自定位機器人攜帶標記點在離線構建的環境地圖中巡航并進行自定位,得到世界坐標,主控機采集相機圖像并進行圖像處理,得到標記點的圖像坐標,結合8個以上世界坐標與對應圖像坐標的點對數據,主控機就可以自動地進行相機的參數標定。本發明的最大特點在于能自動地對分布固定的多相機進行參數標定,大大降低人力標定成本,提高標定過程的規范化和精度,并且本發明可在現有監控系統基礎上非常便捷地升級實現,相機標定的結果是應用于監控和視覺系統的高級智能算法的基礎,因此在未來的道路交通、辦公樓道、廠房廠區、公共安保等監控系統中有非常廣泛的應用推廣前景。

 

 

4、一種單目自然視覺路標輔助的移動機器人定位方法

專利申請號:CN201310201121.8

所屬行業:儀器儀表制造業

技術分類:G01C測量距離、水準或者方位;勘測;導航;陀螺儀;攝影測量學或視頻測量學

專利簡介:

本發明公開了一種單目自然視覺路標輔助的移動機器人定位方法。首先對導航環境中的若干位置預先建立自然視覺路標特征庫。機器人在利用慣性導航系統定位過程中,同時對采集到的單目圖像和庫中的視覺路標進行匹配。建立了基于GIST全局特征和SURF局部特征相結合的在線圖像快速匹配框架,同時結合基于單目視覺的運動估計算法修正車體航向。最后利用Kalman濾波將視覺路標匹配獲得的定位信息和慣性導航系統解算獲得的定位信息有效地融合起來。本發明能在GPS受限的情況下具備良好的定位精度和魯棒性;能有效修正慣性導航因噪聲引起的誤差;使用單目視覺大大減少了運算量。

 

5、基于機器視覺和慣導融合的移動機器人運動姿態估計方法

專利申請號:CN201110417967.6

所屬行業:儀器儀表制造業

技術分類:G01C測量距離、水準或者方位;勘測;導航;陀螺儀;攝影測量學或視頻測量學

專利簡介:

本發明公開了一種基于機器視覺和慣導融合的移動機器人運動姿態估計方法,其步驟為:同步采集移動機器人雙目相機圖像及三軸慣導數據;提取前后幀圖像特征并匹配估計運動姿態;利用慣導計算俯仰角和橫滾角;建立卡爾曼濾波器模型融合視覺和慣導姿態估計;根據估計方差自適應調整濾波器參數;姿態修正的累積航位推算。本發明提出實時擴展卡爾曼濾波器姿態估計模型,利用慣導結合重力加速度方向作為補充,對視覺里程計三個方向姿態估計進行解耦,修正姿態估計的累積誤差;根據運動狀態采用模糊邏輯調整濾波器參數,實現自適應的濾波估計,降低加速度噪聲的影響,有效的提高了視覺里程計的定位精度和魯棒性。

 

上述檢索結果與分析內容,轉載自浙江大學技術轉移中心,僅供參考,如需進一步獲取相關信息,請聯系浙江大學技術轉移中心。

聯系人:黃老師,0571-88206950。

 

 

 

 

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