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专利态势与转化分析:智能机器人领域
发表日期:2020-07-17 13:58:28 阅读次数: 来源:

 

随着人工智能技术的高速发展,新一轮的科技革命和产业变革正在逐渐形成。智能机器人产业作为衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志,其发展受到世界各国的广泛关注和高度重视。2016年,工信部、发改委、财政部联合印发的《机器人产业发展规划(2016-2020)》,将智能机器人的发展应用作为重要的发展目标和主要任务,并提出“新一代机器人技术取得突破,智能机器人实现创新应用;推进工业机器人向中高端迈进;促进服务机器人向更广领域发展”。

智能机器人技术是多学科交叉与融合的结晶。大数据、人工智能和传感器技术的日渐成熟,推动机器人技术从机器人1.0“可编程机器人”向智能机器人发展。具有感知、分析、学习和决策能力的智能机器人在工业制造、医疗、农业、交通、教育、航天和军事等行业领域发挥着重要作用。

本期利用专利数据库,分析国内以及浙江大学在智能机器人领域的专利整体情况,以了解国内及浙江大学在智能机器人领域的专利现状与发展态势,辅助成果转化与产学研合作。

 

- 国内智能机器人相关专利概况 -

1、申请趋势

 

我国智能机器人领域的专利申请数量在21世纪初期呈现缓慢增长趋势,到2010年以后专利数量增加明显,尤其在2014年以后进入快速增长阶段。

 

     2、技术领域分布

 

 

国内智能机器人相关专利技术主要集中在IPC分类中的B部和G部。专利数量较多的IPC分类号有:B25J9(程序控制机械手)、B62D57(仅以具有除车轮或履带以外的其他推进装置或接地装置为特征的车辆,或者以车轮或履带加上具有除车轮或履带以外的其他推进装置为特征的车辆)、G05D1(陆地、水上、空中或太空中的运载工具的位置、航道、高度或姿态的控制)、B25J15(夹头)等。

 

3、主要省市分布

 

国内智能机器人领域的省市分布中,广东、江苏、浙江这3个省市的专利权人公开的中国专利申请量较多,这3个省市的专利量占分析专利总量的40%以上;另外北京、上海的专利占比也在5%以上。总体来看,国内智能机器人领域的专利申请人主要分布在我国长三角地区以及沿海地区。

 

4、主要专利权人

 

国内智能机器人领域排名前十的主要专利权人专利申请量相差不大,相关科研院所和企事业单位在机器人领域的研发已有一定的技术积累,其中国家电网公司的专利量最多;华南理工大学、上海交通大学、哈尔滨工业大学、清华大学、浙江大学等高校科研院所也在积极布局智能机器人领域相关的专利,这些高校在智能机器人领域的专利布局量占全国专利总量的2.5%。

 

- 浙江大学智能机器人领域专利情况 -

 

1、申请趋势

 

浙江大学在1987年开始涉足智能机器人领域,专利申请量从2006年开始缓慢增长,2016年以后申请数量急剧增加;专利申请以发明专利为主,浙江大学在智能机器人领域的专利发展趋势与国内整体发展趋势一致。

 

2、技术领域分布

根据应用环境,机器人可分为两大类:工业机器人和特种机器人。工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。特种机器人是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的先进机器人,包括:服务机器人、水下机器人、娱乐机器人、农业机器人、军用机器人等。

浙江大学智能机器人的研究领域大致涉及以下几个方向:工业机器人、水下机器人、服务机器人、医疗机器人、农业机器人、足式机器人、机器人路径规划和视觉系统等方向。

 

      浙江大学智能机器人领域专利主要集中在IPC分类中的B部和G部。专利数量较多的IPC大组有:B62D57仅以具有除车轮或履带以外的其他推进装置或接地装置为特征的车辆,或者以车轮或履带加上具有除车轮或履带以外的其他推进装置为特征的车辆)、B25J9(程序控制机械手)、G05D1(陆地、水上、空中或太空中的运载工具的位置、航道、高度或姿态的控制)、B25J15(夹头)等。浙江大学在智能机器人领域布局的专利方向与国内智能机器人领域专利技术方向基本一致。

 

     3、主要发明人

 

     浙江大学智能机器人领域的主要发明人分别来自控制科学与工程学院、机械工程学院、海洋学院等。

 

-   浙江大学智能机器人领域精选专利推介 -

 

1、基于模糊算法和二维码自矫正的室内移动机器人协作系统

专利申请号:CN201610964289.8

所属行业:仪器仪表制造业

技术分类:G05D1 陆地、水上、空中或太空中的运载工具的位置、航道、高度或姿态的控制

专利简介:

本发明公开了一种基于模糊算法和二维码自矫正的室内多移动机器人协作系统,包括若干机器人本体及分布于室内不同位置的若干二维码,每个二维码内含QR编码,代表在室内二维坐标系中各二维码的位置坐标,在每台机器人本体上设有单片机、加速度计模块、陀螺仪模块、二维码识别模块、通讯模块以及超声波传感器;该系统定位成本低,可实现高效路径规划,使得多机器人协同作业、避免冲突,工作效率高。

 

2、气动肌肉驱动的外骨骼助力机构

专利申请号:CN201410855607.8

所属行业:通用设备制造业

技术分类:B25J9程序控制机械手

应用领域:应急救援

专利简介:

本发明公开了一种气动肌肉驱动的外骨骼助力机构。背部支架上部的两侧均连接有结构相同的具有四个转动自由度的单臂构件,每个单臂构件包括依次连接的肩关节部件、上臂部件、肘关节部件和小臂部件,背部支架下部的两侧均连接有结构相同的单腿构件,每个单腿构件包括髋关节部件、大腿部件、膝关节部件、小腿部件、踝关节部件和压力鞋部件,肩关节部件和髋关节部件具有三个转动自由度,肘关节部件、膝关节部件和踝关节部件均具有一个转动自由度;所述的外骨骼助力机构总共有18个自由度。本发明结构简单,质量轻,柔顺性好,实现提升穿戴人员的机能力量的目的,可用于军事行动和灾难救援、救护等人的力量不足以支持所需负荷的场合。

 

3、基于自定位机器人的多相机参数自动标定系统运行方法

专利申请号:CN201310173609.4

所属行业:计算机、通信和其他电子设备制造业

技术分类:G06T一般的图像数据处理或产生

应用领域:安防监控

专利简介:

本发明公开了一种基于自定位机器人的多相机参数自动标定系统运行方法。自定位机器人携带标记点在离线构建的环境地图中巡航并进行自定位,得到世界坐标,主控机采集相机图像并进行图像处理,得到标记点的图像坐标,结合8个以上世界坐标与对应图像坐标的点对数据,主控机就可以自动地进行相机的参数标定。本发明的最大特点在于能自动地对分布固定的多相机进行参数标定,大大降低人力标定成本,提高标定过程的规范化和精度,并且本发明可在现有监控系统基础上非常便捷地升级实现,相机标定的结果是应用于监控和视觉系统的高级智能算法的基础,因此在未来的道路交通、办公楼道、厂房厂区、公共安保等监控系统中有非常广泛的应用推广前景。

 

 

4、一种单目自然视觉路标辅助的移动机器人定位方法

专利申请号:CN201310201121.8

所属行业:仪器仪表制造业

技术分类:G01C测量距离、水准或者方位;勘测;导航;陀螺仪;摄影测量学或视频测量学

专利简介:

本发明公开了一种单目自然视觉路标辅助的移动机器人定位方法。首先对导航环境中的若干位置预先建立自然视觉路标特征库。机器人在利用惯性导航系统定位过程中,同时对采集到的单目图像和库中的视觉路标进行匹配。建立了基于GIST全局特征和SURF局部特征相结合的在线图像快速匹配框架,同时结合基于单目视觉的运动估计算法修正车体航向。最后利用Kalman滤波将视觉路标匹配获得的定位信息和惯性导航系统解算获得的定位信息有效地融合起来。本发明能在GPS受限的情况下具备良好的定位精度和鲁棒性;能有效修正惯性导航因噪声引起的误差;使用单目视觉大大减少了运算量。

 

5、基于机器视觉和惯导融合的移动机器人运动姿态估计方法

专利申请号:CN201110417967.6

所属行业:仪器仪表制造业

技术分类:G01C测量距离、水准或者方位;勘测;导航;陀螺仪;摄影测量学或视频测量学

专利简介:

本发明公开了一种基于机器视觉和惯导融合的移动机器人运动姿态估计方法,其步骤为:同步采集移动机器人双目相机图像及三轴惯导数据;提取前后帧图像特征并匹配估计运动姿态;利用惯导计算俯仰角和横滚角;建立卡尔曼滤波器模型融合视觉和惯导姿态估计;根据估计方差自适应调整滤波器参数;姿态修正的累积航位推算。本发明提出实时扩展卡尔曼滤波器姿态估计模型,利用惯导结合重力加速度方向作为补充,对视觉里程计三个方向姿态估计进行解耦,修正姿态估计的累积误差;根据运动状态采用模糊逻辑调整滤波器参数,实现自适应的滤波估计,降低加速度噪声的影响,有效的提高了视觉里程计的定位精度和鲁棒性。

 

上述检索结果与分析内容,转载自浙江大学技术转移中心,仅供参考,如需进一步获取相关信息,请联系浙江大学技术转移中心。

联系人:黄老师,0571-88206950。

 

 

 

 

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