工業云制造(四川)創新中心有限公司陳琳獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉工業云制造(四川)創新中心有限公司申請的專利基于MR與三維點云建模的機械臂高精度控制方法及系統獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120228734B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-12發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510726413.6,技術領域涉及:B25J9/16;該發明授權基于MR與三維點云建模的機械臂高精度控制方法及系統是由陳琳;曾鳴;周葉芬;郭悅;曹鐵渠;成航;詹朋;李波設計研發完成,并于2025-06-03向國家知識產權局提交的專利申請。
本基于MR與三維點云建模的機械臂高精度控制方法及系統在說明書摘要公布了:本發明涉及機械臂控制技術領域,公開了一種基于MR與三維點云建模的機械臂高精度控制方法及系統,通過獲取目標作業區域的三維點云實時環境數據和整體洋流預測關聯數據,預估目標作業區域內可能形成的區域洋流,以作業任務完成時限與作業任務操作精度為約束條件集,以操作動作優化更新次數最小為優化目標,優化求解目標作業區域的作業執行策略,將作業執行策略中的作業點執行順序作為機械臂作業控制指導信息與利用三維點云實時環境數據構建的目標作業區域的畫面數據進行融合,生成目標作業區域的虛擬場景畫面,并實時調節機械臂在每個作業點執行不同作業動作時的操作力度,以此提高海洋作業場景下機械臂遙操作的操作精度與作業效率。
本發明授權基于MR與三維點云建模的機械臂高精度控制方法及系統在權利要求書中公布了:1.一種基于MR與三維點云建模的機械臂高精度控制方法,其特征在于,所述方法包括以下步驟: 獲取目標作業區域的作業環境信息;其中,所述作業環境信息包括三維點云實時環境數據和整體洋流預測關聯數據;具體包括: 接收目標作業區域部署的三維點云采集設備采集的三維點云實時環境數據,訪問預先構建的整體洋流預測關聯數據庫,根據目標作業區域的區域范圍信息,查詢目標作業區域內每個作業位置的整體洋流預測關聯數據; 基于目標作業區域的三維點云實時環境數據和整體洋流預測關聯數據,生成目標作業區域的作業環境信息; 基于所述三維點云實時環境數據,構建目標作業區域的虛擬場景,將所述虛擬場景的畫面數據發送至MR交互設備; 根據目標操作人員在目標作業區域的作業任務計劃,考慮每個作業位置的整體洋流預測關聯數據和目標作業區域的三維點云實時環境數據,以作業任務完成時限與作業任務操作精度為約束條件集,以操作動作優化更新次數最小為優化目標,優化求解目標操作人員在目標作業區域的作業執行策略;具體包括: 接收目標操作人員在目標作業區域的作業任務計劃,提取若干個作業點的作業位置、作業內容和作業任務計劃時限,構建作業任務內容列表; 提取目標作業區域的整體洋流預測關聯數據中針對每個作業位置的整體洋流預測關聯數據和目標作業區域的三維點云實時環境數據構建的虛擬場景的場景構型結構特征集; 根據每個作業位置的整體洋流預測關聯數據和目標作業區域的場景構造結構特征集,在不同區域洋流形成所需的場景構造結構特征與整體洋流關聯數據的對照表中進行目標作業區域的區域洋流類型匹配,生成目標作業區域在目標執行時段內每個單位時段的區域洋流集; 調用預先測試獲得的不同區域洋流類型對執行目標作業區域對應任務類型的機械臂的運動影響參數集,提取所述運動影響參數集中記錄的每個區域洋流對機械臂每個作業動作的驅動功率調整比例;其中,所述作業動作包括基座移動動作、機械臂旋轉動作和機械臂繞軸轉動動作; 基于每個作業點的作業位置、作業內容和作業任務計劃時限,考慮目標作業區域內不同單位時段形成不同區域洋流的位置和機械臂的基座移動動作的標準移動速度; 以作業任務計劃中若干個作業點的實際執行順序中,根據每個作業點的作業內容對應的作業時長與相鄰兩個作業點之間的移動距離和標準移動速度確定的總作業時長小于作業任務計劃時限為第一約束條件,機械臂在每個作業點執行作業內容時對應單位時段形成的區域洋流對機械臂每個作業動作的驅動功率調整比例小于該作業點的作業內容中包含的作業動作對應的驅動功率調整比例閾值為第二約束條件,機械臂每個作業動作在整個作業任務計劃內切換驅動功率調整比例的次數之和最小為優化目標,優化求解作業任務計劃的作業點執行順序和每個作業點針對不同作業動作的驅動功率調整比例; 根據作業點執行順序和每個作業點針對不同作業動作的驅動功率調整比例,生成目標操作人員在目標作業區域的作業執行策略; 根據所述作業執行策略中的作業點執行順序,生成機械臂作業控制指導信息,將機械臂作業控制指導信息發送至所述MR交互設備;具體包括: 根據所述作業執行策略中的作業點執行順序,生成機械臂作業控制指導信息;其中,所述機械臂作業控制指導信息包括按照作業點執行順序排布的每個作業點的作業位置和作業內容; 將所述機械臂作業控制指導信息中每個作業點的作業位置和作業內容,依據作業點執行順序依次發送至所述MR交互設備; 驅使MR交互設備將接收到的機械臂作業控制指導信息嵌入至虛擬場景,生成目標作業區域的虛擬場景畫面,以使目標操作人員根據所述MR交互設備呈現的虛擬場景畫面執行機械臂虛擬操作動作; 獲取目標操作人員執行機械臂虛擬操作動作的姿態信息,基于所述姿態信息和作業執行策略中的作業點操作動作優化比例,生成機械臂實際操作參數并控制機械臂執行實際操作動作;具體包括: 獲取目標操作人員執行機械臂虛擬操作動作的姿態信息,將所述姿態信息轉換為作業動作對應的標準驅動功率; 將所述作業執行策略中每個作業點針對不同作業動作的驅動功率調整比例作為作業點操作動作優化比例與當前作業動作的標準驅動功率做乘積,生成每個作業動作的實際驅動功率; 將每個作業點針對不同作業動作的實際驅動功率作為機械臂實際操作參數來控制機械臂執行實際操作動作。
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