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龙图腾网获悉中南大学申请的专利用于地下铲运机自主作业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：CN121655542B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-21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：202610171334.8，技术领域涉及：G01C21/20；该发明授权用于地下铲运机自主作业的路径规划方法及系统是由刘永春;彭平安;王李管;吴家希;王佳恒设计研发完成，并于2026-02-06向国家知识产权局提交的专利申请。

本用于地下铲运机自主作业的路径规划方法及系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种用于地下铲运机自主作业的路径规划方法及系统，包括获取目标地下铲运机的自主作业区域的地图数据信息；采用骨架提取算法得到自主作业区域的骨架信息；获取从设定起点到设定终点的最短可达路径；提取最短可达路径上的弯心点，并将设定起点、各个弯心点和设定终点依次连接得到初始折线路径；进行初始折线路径的插值和裁剪得到从设定起点到设定终点的无碰撞折线；进行车辆掉头的判断并进行交叉口检测；进行交叉口处的V形掉头路径构建和拐角替换，完成地下铲运机从设定起点到设定终点的自主作业的路径规划。本发明不仅实现了针对地下铲运机自主作业的路径规划，而且曲率连续，可靠性更高，可行性和精确性更好。

本发明授权用于地下铲运机自主作业的路径规划方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种用于地下铲运机自主作业的路径规划方法，其特征在于包括如下步骤： S1.获取目标地下铲运机的自主作业区域的地图数据信息； S2.对步骤S1获取的地图数据信息，基于目标地下铲运机的宽度和设定的安全裕度，采用骨架提取算法得到自主作业区域的骨架信息； S3.根据步骤S2得到的骨架信息，采用基于栅格的搜索方法，获取从设定起点到设定终点的最短可达路径； S4.基于路径上各点的航向角变化，提取步骤S3得到的最短可达路径上的弯心点，并将设定起点、各个弯心点和设定终点依次连接得到初始折线路径；具体包括如下步骤： 设定采样跨度为，其中为巷道平均宽度，为栅格分辨率； 对于最短可达路径中的第i个点，在范围内，设定第i个点的后向 航向角为，第i个点的前向航向角为；其中，N为最短可达路径的点的总个数，为双 参数反正切函数； 计算得到局部航向变化量为；其中，为将角度归一化到操作； 对局部航向变化量进行判断：若，则将点标记为转折点；若，则 点为非转折点；为设定的转折点判断阈值； 将标记的所有转折点表示为，转折点在最短可达路径中的对应的索引表示以为，则存在；在所有转折点中，将索引差不大于采样跨度的转折点划分为同一 弯道片段；对每个弯道片段，取中位点作为的弯心； 按照索引对所有弯心进行排序，得到弯心序列为，为弯心 的总数； 将设定起点、弯心序列中的各个弯心和设定终点依次连接，得到初始折线路径； S5.根据初始折线路径中各个线段与自主作业区域的几何位置关系，进行初始折线路径的插值和裁剪，以在自主作业区域内得到从设定起点到设定终点的无碰撞折线；具体包括如下步骤： 插值阶段：从初始折线路径的第一个点开始，依次对相邻的两个点、组成的线 段进行判定：若未全部位于区域内，则在点和点之间插入一个点，为最短可达路径中的点且索引取值为，其中为点在最短可达路径中的索引值，为点在最短可达路径中 的索引值，为向下取整符号； 重复以上插值步骤，直至各个相邻点组成的线段都全部位于区域内，得到初始无碰 撞折线； 裁剪阶段： 初始化最近保留顶点为； 从初始无碰撞折线中的第一个点开始，依次测试初始无碰撞折线中的各个顶 点进行检测：若从当前的最近保留顶点到的线段全部位于区域内， 则删除顶点；否则，保留顶点，并将当前的最近保留顶点更新为顶点； 重复以上裁剪步骤，最终得到无碰撞折线； S6.根据设定起点和设定终点的方向向量的位置关系进行车辆掉头的判断，根据最短可达路径上各个点的邻域与最短可达路径之间的位置关系进行交叉口检测；具体包括如下步骤： 车辆掉头的判断： 设定起点处的铲运机朝向方向向量表示为，设定终点处的铲运机朝向方向向 量表示为，无碰撞折线表示为，路径起点处方向向量为，路 径终点方向向量表示为；所述的铲运机朝向方向，定义为铲运机的铲斗方向； 若，则判定需要进行车辆掉头的辅助； 交叉口检测： 在最短可达路径上进行交叉口检测：设定c为最短可达路径上的点，为c的 8邻域；当中有超过个邻域在最短可达路径上，则将c设定为交叉口候选点； S7.根据步骤S6得到的交叉口检测结果，根据各个交叉口处的拐角信息，进行交叉口处的V形掉头路径构建和线路中拐角的替换，得到最终的路径规划线路，完成地下铲运机从设定起点到设定终点的自主作业的路径规划。

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