一种基于AR技术的机械装配辅助引导系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及数据处理领域，尤其涉及一种基于AR技术的机械装配辅助引导系统及方法，该系统包括：AR场景识别模块获取目标场景信息并根据目标场景信息得到场景方位信息，根据场景方位信息生成操作指令；AR指导模块根据操作指令匹配对应的操作工艺，并控制执行机构执行开始或暂停工作；AR协作模块根据操作指令和对应的操作工艺生成特定的操作流程，根据操作流程生成应答场景操作指令；AR运动引导模块根据操作流程和场景方位信息生成特定的场景引导信息并匹配引导参数，根据引导参数引导控制执行机构移动。通过场景识别模块和运动引导模块进行智能生产操作，根据不同场景生成对应的操作和参数，提高了机械装配的拓展性、适配性和效率。适配性和效率。适配性和效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于AR技术的机械装配辅助引导系统及方法


[0001]本专利技术涉及工业装配领域，尤其涉及一种基于AR技术的机械装配辅助引导系统及方法。

技术介绍

[0002]随着生产力提升，产线自动化以及智能化的不断发展，协作机器人领域发展迅速，众所周知协作机器人，是在传统工业机器人的基础上实现可以与人在生产线上协同生产的模式，充分发挥机器人的效率及人类的智能。其生产效率高且安全性强，能够促进制企业生产的效率。保障了人和机器共同发挥生产环节中的特点，通过机器人来取代危险以及重复的操作。
[0003]在工业装配领域，依靠师傅带徒弟的培训方式人力成本高、效率低下，依靠装配图纸或者教学视频的培训方式不够直观又纸上谈兵。人工装配的优点在于人脑十分灵活可以快速学习和随机应变，缺点在于人会疲劳且负重有限；机器装配的优点在于不会疲劳且具备高强度的负重，缺点在于无法快速学习和随机应变。因此如何提高机械装配在不同场景的拓展性和适配性成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]为此，本专利技术提供一种基于AR技术的机械装配辅助引导系统及方法，可以解决机械装配在不同场景下的拓展性和适配性差的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术一方面提供一种基于AR技术的机械装配辅助引导系统，该系统包括：AR场景识别模块，用于获取目标场景信息，并根据所述目标场景信息得到场景方位信息，根据所述场景方位信息生成操作指令；AR指导模块，其与所述AR场景识别模块连接，用以根据所述操作指令匹配对应的操作工艺，并控制执行机构执行开始工作或暂停工作；AR协作模块，其与所述AR指导模块连接，用以根据所述操作指令和对应的操作工艺以生成所述场景方位信息的特定的操作流程，其中，所述操作流程为根据所述操作指令的指令序号按顺序将操作指令中的指令信息与对应的操作工艺进行排序，将排序后的指令信息和对应的操作工艺与所述场景方位信息进行关联，根据所述操作流程生成应答场景操作指令；AR运动引导模块，其与所述AR协作模块连接，用以根据所述应答场景操作指令中的操作流程和对应的场景方位信息生成特定的场景引导信息，根据所述场景引导信息匹配引导参数，并根据所述引导参数引导所述控制所述执行机构移动。
[0006]进一步地，所述AR场景识别模块，还用于根据所述场景方位信息生成操作任务完成指令，将所述操作任务完成指令发送至AR指导模块；所述AR指导模块，还用于在接收到所述操作任务完成指令时，生成下一步操作指
令或恢复原点指令以使所述执行机构恢复工作；所述AR场景识别模块根据所述场景方位信息判断是否处于预设位置，当判断处于预设位置时，则生成操作任务完成指令。
[0007]进一步地，所述AR运动引导模块包括控制机构运动路径规划单元和操作单元；所述控制机构运动路径规划单元，用于根据所述操作指令获取工艺信息，根据所述场景方位信息和工艺信息生成初始操作路径；所述操作单元，其与所述控制机构运动路径规划单元连接，用于获取辅助机构传感器信息，根据所述辅助机构传感器信息和初始操作路径判断下一步操作是否符合标准，在判定符合标准时，生成目标操作路径；所述控制机构运动路径规划单元，还用于根据所述初始操作路径和目标操作路径生成操作引导路径信息，根据所述操作引导路径信息确定控制机构运动参数。
[0008]本专利技术提供的一种基于AR技术的机械装配辅助引导系统，还包括：动作评估模块；所述动作评估模块在所述执行机构的移动任务达到预设方位或者移动任务达到预设距离时，生成安全操作指令；所述AR协作模块接收所述安全操作指令并根据安全操作指令控制所述执行机构切换至预设安全姿态。
[0009]进一步地，所述AR协作模块在根据所述安全操作指令控制所述执行机构切换至预设安全姿态时，AR协作模块判断所述执行机构中是否存在未抓取物料，在所述执行机构中存在未抓取物料时，AR协作模块控制所述执行机构将所述未抓取物料存放至预设物料装载区域，AR协作模块根据所述安全操作指令控制执行机构切换至预设安全姿态。
[0010]进一步地，所述目标场景信息为待操作目标的信息，通过视觉检测模块获取场景图像信息，根据人员的身份信息锁定所述场景图像信息中的待操作目标，并通过视觉传感器和距离检测模块得到待操作目标距离并生成待操作目标相对于AR协同平台的坐标信息；所述场景方位信息为待操作目标的位置信息，所述位置信息为根据所述坐标信息生成。
[0011]进一步地，所述AR场景识别模块在根据所述目标场景信息得到场景方位信息时，根据场景方位信息的坐标信息判断待操作目标的是否处于预设操作范围内，若判定待操作目标的处于预设操作范围内，则根据场景方位信息生成操作指令，若判定待操作目标的未处于预设操作范围内，则生成警示信息。
[0012]本专利技术另一方面还提供一种基于AR技术的机械装配辅助引导方法，该方法包括：获取目标场景信息，并根据所述目标场景信息得到场景方位信息，根据所述场景方位信息生成操作指令；根据所述操作指令匹配对应的操作工艺，并控制执行机构执行开始工作或暂停工作；根据所述操作指令和对应的操作工艺以生成所述场景方位信息的特定的操作流程，其中，所述操作流程为根据所述操作指令的指令序号按顺序将操作指令中的指令信息与对应的操作工艺进行排序，将排序后的指令信息和对应的操作工艺与所述场景方位信息进行关联，根据所述操作流程生成应答场景操作指令；根据所述应答场景操作指令中的操作流程和对应的场景方位信息生成特定的场
景引导信息，根据所述场景引导信息匹配引导参数，并根据所述引导参数引导所述控制所述执行机构移动。
[0013]进一步地，在所述执行机构的移动任务达到预设方位或者移动任务达到预设距离时，生成安全操作指令；接收所述安全操作指令并根据安全操作指令控制所述执行机构切换至预设安全姿态。
[0014]进一步地，在根据所述安全操作指令控制所述执行机构切换至预设安全姿态时，判断所述执行机构中是否存在未抓取物料，在所述执行机构中存在未抓取物料时，控制所述执行机构将所述未抓取物料存放至预设物料装载区域，根据所述安全操作指令控制执行机构切换至预设安全姿态。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于，实现于一种协作机器人与增强现实一体化集成的一种模块化AR协作平台，该AR协作平台从结构上采用了AR+协作机器人+辅助机构的结构，做到基于 5G 实时性和高速性的云服务端一体化控制，将原有协作机器人和辅助机构独立工控机从物理形式上去除，其计算能力和部署能力可以上升至云端也可以进行本地运算，通过云端计算轻量化场景负载，减少集成难度，让AR协作平台有了更广阔的应用范畴。其中，本实施例主要应用于协作机器人与生产人员协同工作的过程中，由于生产地点并不是一成不变的，有可能随着工艺流程改变发生生产位置的转移，这时候如果操作人员进行转移而机器人无法转移则意味着生产的中断，因此本实施例提出一种增强现实与协作场景相结合的场景识别与定位系统，实现协作场景与生产工艺跟着生产人员进行转移以根据不同场景生成对应的操作和参数，提高了机械装配的拓展性和适配性，同时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于AR技术的机械装配辅助引导系统，其特征在于，包括：AR场景识别模块，用于获取目标场景信息，并根据所述目标场景信息得到场景方位信息，根据所述场景方位信息生成操作指令；AR指导模块，其与所述AR场景识别模块连接，用以根据所述操作指令匹配对应的操作工艺，并控制执行机构执行开始工作或暂停工作；AR协作模块，其与所述AR指导模块连接，用以根据所述操作指令和对应的操作工艺以生成所述场景方位信息的特定的操作流程，其中，所述操作流程为根据所述操作指令的指令序号按顺序将操作指令中的指令信息与对应的操作工艺进行排序，将排序后的指令信息和对应的操作工艺与所述场景方位信息进行关联，根据所述操作流程生成应答场景操作指令；AR运动引导模块，其与所述AR协作模块连接，用以根据所述应答场景操作指令中的操作流程和对应的场景方位信息生成特定的场景引导信息，根据所述场景引导信息匹配引导参数，并根据所述引导参数引导所述控制所述执行机构移动。2.根据权利要求1所述的基于AR技术的机械装配辅助引导系统，其特征在于，所述AR场景识别模块，还用于根据所述场景方位信息生成操作任务完成指令，将所述操作任务完成指令发送至AR指导模块；所述AR指导模块，还用于在接收到所述操作任务完成指令时，生成下一步操作指令或恢复原点指令以使所述执行机构恢复工作；所述AR场景识别模块根据所述场景方位信息判断是否处于预设位置，当判断处于预设位置时，则生成操作任务完成指令。3.根据权利要求2所述的基于AR技术的机械装配辅助引导系统，其特征在于，所述AR运动引导模块包括控制机构运动路径规划单元和操作单元；所述控制机构运动路径规划单元，用于根据所述操作指令获取工艺信息，根据所述场景方位信息和工艺信息生成初始操作路径；所述操作单元，其与所述控制机构运动路径规划单元连接，用于获取辅助机构传感器信息，根据所述辅助机构传感器信息和初始操作路径判断下一步操作是否符合标准，在判定符合标准时，生成目标操作路径；所述控制机构运动路径规划单元，还用于根据所述初始操作路径和目标操作路径生成操作引导路径信息，根据所述操作引导路径信息确定控制机构运动参数。4.根据权利要求3所述的基于AR技术的机械装配辅助引导系统，其特征在于，还包括：动作评估模块；所述动作评估模块在所述执行机构的移动任务达到预设方位或者移动任务达到预设距离时，生成安全操作指令；所述AR协作模块接收所述安全操作指令并根据安全操作指令控制所述执行机构切换至预设安全姿态。5.根据权利要求4所述的基于AR技术的机械装配辅助引导系统，其特征在于，所述AR协作模块在根据所述安全操作指令控制所述执行机构切换至预设安全姿态时，AR协作...

【专利技术属性】
技术研发人员：田洪川，沈新起，刘家东，刘棣斐，费博文，
申请(专利权)人：中国信息通信研究院，
类型：发明
国别省市：