西安电子科技大学广州研究院杨清海获国家专利权
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龙图腾网获悉西安电子科技大学广州研究院申请的专利一种基于数字孪生技术的AR辅助机器人远程操作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:CN115256383B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-08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:202210858999.8,技术领域涉及:B25J9/16;该发明授权一种基于数字孪生技术的AR辅助机器人远程操作系统是由杨清海;苏宇;乔飞宇;武艳设计研发完成,并于2022-07-20向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于数字孪生技术的AR辅助机器人远程操作系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于数字孪生技术的AR辅助机器人远程操作系统,包括AR虚拟模块、实体模块和服务器终端;AR虚拟模块,用于运行AR辅助机器人远程虚拟模型,辅助机器人远程操作;实体模块,包括机器人端和客户端,用于机器人端与客户端的信息交互;服务器终端,用于向机器人端和客户端发送操作指令,同时获取机器人端和客户端的实时数据;将所述实时数据输入至AR辅助机器人远程虚拟模型进行运算,接收AR辅助机器人远程虚拟模型运算所得的仿真结果,通过可视化的界面实现了与工业机器人的交互,灵活的与其他制造机器人协同合作,弥补传统机器人只能按照编辑好的程序操作的短板,且操作方式较为友好,能够大大减少操作员的工作量。
本发明授权一种基于数字孪生技术的AR辅助机器人远程操作系统在权利要求书中公布了:1.一种基于数字孪生技术的AR辅助机器人远程操作系统,其特征在于,包括AR虚拟模块、实体模块和服务器终端; AR虚拟模块,用于运行AR辅助机器人远程虚拟模型,辅助机器人远程操作; 实体模块,包括机器人端和客户端,用于机器人端与客户端的信息交互; 服务器终端,用于向机器人端和客户端发送操作指令,同时获取机器人端和客户端的实时数据; 将所述实时数据输入至AR辅助机器人远程虚拟模型进行运算,接收AR辅助机器人远程虚拟模型运算所得的仿真结果; AR辅助机器人远程虚拟模型通过以下步骤实现: 构建多机器人多客户端通信机制,确保AR设备和机器人、机器人和机器人之间信息交互; 通过游戏引擎对物理机器人的DT进行物理建模并将机器人的DT模型移植到AR眼镜上,通过在AR设备上的虚拟场景控制对应的数字孪生机器人,输入的相应命令信息通过强化学习算法得到对应的输出结果再返回给物理机器人; AR辅助机器人远程虚拟模型中采用强化学习算法对数字孪生机器人上的输入进行计算,通过将任务环境的状态与其自身的运动参数相关联,实施初始化机器人控制策略; 再通过返回奖励和与环境的连续试错交互,通过强化学习算法改进相应的控制策略,实现物理机器人和数字孪生机器人的姿态双向映射; 其中,AR辅助机器人远程虚拟模型实现机器人虚拟-物理的姿态配准,包括两个阶段,显示模型对齐和关节对齐: 在模型对齐阶段,使用设计好的虚拟3D机器人模型和Vuforia引擎,用于在物理和虚拟机器人之间对齐模型目标,以同步显示的机器人位姿; 在关节对齐阶段,关节值对齐是基于位姿对齐模型计算关节值转换矩阵,该矩阵将AR坐标系中DT的关节值转换为现实世界坐标系中物理机器人的关节值; 对于物理机器人位姿更新循环的每次迭代,预期的物理机器人末端执行器位置由人类在AR眼镜中设置,可行的关节值解由基于RL的运动规划算法计算,再将物理机器人的关节值转换为虚拟机器人的关节值解;通过将任务环境的状态与其自身的运动参数相关联,初始化机器人控制策略;然后,通过返回奖励和与环境的连续试错交互,通过该算法改进相应的控制策略,以达到预期的性能目标; 通过这种转换,将AR眼镜场景中虚拟机器人的关节值映射到物理机器人的相应关节值,使物理机器人能够与DT同步操作,最后,由于虚拟和真实机器人模型和检测精度之间的微小差异,物理机器人的关节值在完成运动后发送回虚拟机器人,以修改虚拟机器人的位姿。
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