[发明专利]基于增强现实的无人机零部件手工铺层辅助系统和方法

权利要求书

1.一种基于增强现实的无人机零部件手工铺层辅助系统，其特征在于，所述手工铺层辅助系统包括：图像采集模块、目标识别模块、工艺生成模块、虚实融合模块、工艺推送模块、交互控制模块、显示模块；其中，

所述图像采集模块与所述目标识别模块和虚实融合模块相连，用于实时捕捉操作平台上指定区域内的无人机零部件图像和操作动作画面，生成视频流数据供目标识别模块和虚实融合模块读取；

所述目标识别模块具有零部件三维模型数据库及三维模板数据库，还与所述工艺生成模块和虚实融合模块相连，用于读取所述图像采集模块中的无人机零部件图像的视频流数据，将无人机零部件图像与零部件三维模型数据库中的无人机零部件三维模型相匹配，并基于模型模板匹配算法根据所识别的无人机零部件三维模型与三维模板数据库中的三维铺层模板进行匹配识别；还用于根据所识别的三维铺层模板生成当前目标标识符传递给工艺生成模块，并根据所述三维铺层模板生成目标空间位姿，供虚实融合模块调用；

所述工艺生成模块具有铺层工艺数据库，还与所述虚实融合模块相连，用于根据目标识别模块所识别的无人机零部件三维模型与铺层工艺数据库中对应的复合材料铺层工艺参数进行匹配识别，并将所识别的铺层工艺参数与所述当前目标标识符进行匹配后，生成当前目标铺层工艺数据供虚实融合模块调用；

所述虚实融合模块还与工艺推送模块和交互控制模块相连，用于从所述图像采集模块获取实时视频流数据、从所述目标识别模块获取目标空间位姿、从所述工艺生成模块获得当前目标铺层工艺数据，逐帧生成实时的虚实融合铺层工艺视图；所述实时的虚实融合铺层工艺视图，包括当前目标铺层实际状态、当前目标完整虚拟状态、当前目标待完成铺层状态及待完成铺层工艺参数，其中，所述当前目标铺层的实际状态来自于实时的视频流数据，所述当前目标完整虚拟状态来自于目标识别模块的目标空间位姿，所述当前目标待完成铺层状态通过虚实对比体现出来，待完成铺层工艺参数来自于工艺生成模块的当前目标铺层工艺数据；

所述工艺推送模块还与所述交互控制模块相连，用于在接收到交互控制模块交互指令时，从所述虚实融合模块中调用虚实融合铺层工艺视图并发送给显示模块；

所述显示模块对所接收的虚实融合铺层工艺视图展示给操作人员；

所述交互控制模块是操作人员的交互窗口，用于接收操作人员的铺层指令，并根据铺层指令生成虚实融合指令发送给所述虚实融合模块，根据铺层指令生成工艺推送指令发送给所述工艺推送模块。

2.根据权利要求1所述的基于增强现实的无人机零部件手工铺层辅助系统，其特征在于，所述虚实融合铺层工艺视图，实时保持对当前零部件位置与姿态的动态跟踪，同时将三维工艺数据按照手工铺层的要求渲染到视频画面中所呈现的空间位置，逐帧生成虚实融合场景的视图数据。

3.根据权利要求1所述的基于增强现实的无人机零部件手工铺层辅助系统，其特征在于，所述三维模板数据库中，包括零部件的铺层面片模型、工具资源模型、三维指示标记模型；所述目标空间位姿，至少包括零部件在无人机中所处位置及姿势、铺层结构、铺层顺序。

4.根据权利要求1所述的基于增强现实的无人机零部件手工铺层辅助系统，其特征在于，所述铺层工艺数据库中至少包括布料编号、铺层方向、铺层厚度的工艺参数；所述当前目标铺层工艺数据分为两种类型，一类是三维模型数据，另一类是是无法模型化表述的工艺文字说明，两类数据共同构成无人机零部件手工铺层工艺的完整描述。

5.根据权利要求1所述的基于增强现实的无人机零部件手工铺层辅助系统，其特征在于，所述手工铺层辅助系统还包括：执行记录模块和分析决策模块；其中，

所述执行记录模块与虚实融合模块和显示模块相连，具有操作记录数据库，用于实时记录虚实融合模块中呈现的零部件铺层过程，对铺层操作进行记录并将记录数据存入操作记录数据库中；

所述分析决策模块与执行记录模块中的操作记录数据库相连，还与工艺生成模块中的铺层工艺数据库相连，用于在工艺人员指令下调用操作记录数据库中的铺层历史数据，对当前零部件的铺层工艺进行分析、整理、优化，并将优化后的铺层工艺参数存入铺层工艺数据库中与当前零件相对应的数据目录下；

所述显示模块还用于铺层操作历史数据的查看。