[发明专利]一种液压重载机械臂增强现实操控系统

权利要求书

1.一种液压重载机械臂增强现实操控系统，其特征在于，包括：

现场图像信息采集模块，用于采集现场作业的图像信息以及目标物体的空间位置信息；

所述现场图像信息采集模块包括RGB摄像机和结构光深度摄像机；所述RGB摄像机用于采集现场作业的图像信息并实时回传，采集的图像信息通过改进的DPM算法实现对目标物体模型的图像识别及检测；所述结构光深度摄像机的编码方式采用自适应多维参数编码，由编码的主结构光形成的图像来反映目标物体的深度变化细节，用于采集目标物体的三维空间位置信息；

人工交互操作模块，用于操作员介入作业流程，发布作业任务，通过控制器控制机械臂运动；

所述人工交互操作模块采用基于大型电液压驱动机器人的自适应主从操作策略，采取位差双向反馈的方法在主从机器人之间实现精准控制；

所述人工交互操作模块包括控制器，操作员通过操作所述控制器来控制机械臂末端进行移动，并记录移动的相关位置信息以供使用；

MySQL数据库模块，用于存储用户信息、采集的图像信息和空间位置信息、路径规划信息；

所述MySQL数据库模块存储的用户信息包括有权限使用系统的企业员工和负责人的身份信息，具体包括姓名、个人相片、工号以及使用权限，所述MySQL数据库模块用于开始使用系统前的登录验证操作；

所述MySQL数据库模块存储的图像信息及空间位置信息用于备份，以及用作对目标物体进行学习的训练数据集，以优化对目标物体的识别率；

所述MySQL数据库模块存储的路径规划信息用于备份，以及后续进行数据整合，通过计算相应的统计学数据来作为优化路径规划算法的有效辅助数据；

云端服务器模块，用于在云端根据采集的图像信息和目标物体的空间位置信息生成目标模型及其空间位置，并根据作业任务结合路径规划信息计算路径；

所述云端服务器模块采用多层递阶网络结构，使用Robot-Cloud平台与SOA架构结合的云计算框架在云端完成数据处理与运算；

数据可视化模块，用于在操作界面上显示所述MySQL数据库模块中数据的分析结果；

防撞检测模块，用于在模型数据层面验证计算的路径是否能够安全可靠执行；

数据整合模块，用于整理相关计算数据，并将经过所述防撞检测模块验证的可靠数据按照协议要求写入数据帧；

所述数据整合模块具体用于将经过所述防撞检测模块测试过的可靠数据根据EtherCAT协议标准格式，帧头，报头，报文的格式，按照机械臂关节编号，下发至机械臂，以供机械臂的各个关节驱动器读取数据帧里对应的数据来完成工作；

紧急停止模块，用于突发事件发生时，紧急断开对机械臂的控制，并锁住各个可移动关节；

5G通信模块，用于在各平台系统与所述云端服务器模块、所述MySQL数据库模块之间进行信息传递和数据交换时提供无线通信支持。

2.根据权利要求1所述的液压重载机械臂增强现实操控系统，其特征在于，所述数据可视化模块基于孤立森林算法进行异常值检测，以及利用回归分析和拓扑数据分析对数据进行具体分析，并将分析结果以曲线图或柱状图的方式绘制出来，并显示在操作界面上；所述分析结果包括单次规划时间、单次运行时间、目标识别率、作业完成率。

3.根据权利要求1所述的液压重载机械臂增强现实操控系统，其特征在于，所述防撞检测模块包括基于深度学习的碰撞监测框架，所述碰撞监测框架基于设计的深度神经网路模型来学习机器人碰撞信号并识别任何碰撞发生；

所述防撞检测模块还用于利用Unity3D的系统特性，在模型层面进行单次运动规划的快速模拟运行；并在模拟运行的结果符合正常操作时，将具体数据按照协议格式下发到机械臂关节驱动器。