[发明专利]一种基于机器视觉的数字孪生模型修正方法与系统

说明书

本发明公开了一种基于机器视觉的数字孪生模型修正方法与系统，该方法包括：设计数字孪生模型匹配模块，该模块基于目标识别实现对待修正目标的识别、数字孪生模型的匹配和调用；设计基于机器视觉的数字孪生模型修正控制模块，该模块实现对数字孪生模型修正策略的制定和执行控制，以及数字孪生模型的版本管理与更新；设计数字孪生三维模型修正模块，该模块基于图像识别对数字孪生三维模型是否需要修正进行判断并执行修正操作；设计数字孪生运动模型修正模块，该模块基于动作捕捉对数字孪生运动模型是否需要修正进行判断并执行修正操作。

技术领域

本发明属于工业数字化和计算机科学领域，具体涉及一种基于机器视觉的数字孪生模型修正方法与系统。

背景技术

模型是数字孪生的核心要素，包括三维模型、运动行为模型、物理属性模型、规则约束模型、预测分析模型等，其精度直接决定着数字孪生系统的功能和性能。数字孪生模型构建后，需要根据物理对象的实际状况进行模型的修正，以保证模型对物理对象的精准映射，同时，在数字孪生系统运行一段时间后，也需要根据物理对象的当前状况进行模型的再次修正，以保证模型与物理对象的一致性，因此，数字孪生模型的修正是伴随数字孪生系统全生命周期的关键问题。

当前数字孪生模型修正存在以下问题：①针对数字孪生三维模型的修正，目前几何尺寸、表面材质、异常问题的修正仍需要大量人工操作，且缺乏功能集成，导致修正过程效率较低；②针对数字孪生运动模型的修正，目前运动机构结构的调整、运动信号的映射关系仍以人工调整为主，修正过程繁复且效率较低；③缺乏有效的数字孪生模型修正流程的控制与管理，以及各模型间的模型修正关联、协同与管理。针对上述问题，本发明借助机器视觉相关技术对数字孪生模型修正方法与系统进行改进与集成，在一定程度上提升了数字孪生模型修正的效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：①针对数字孪生三维模型的修正，目前几何尺寸、表面材质、异常问题的修正仍需要大量人工操作，且缺乏功能集成，导致修正过程效率较低；②针对数字孪生运动模型的修正，目前运动机构结构的调整、运动信号的映射关系仍以人工调整为主，修正过程繁复且效率较低；③缺乏有效的数字孪生模型修正流程的控制与管理，以及各模型间的模型修正关联、协同与管理。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：一种基于机器视觉的数字孪生模型修正方法，包括：

步骤(1)、进行数字孪生模型匹配，基于目标识别实现对待修正目标的识别、数字孪生模型的匹配和调用，具体包括：

(1.1)首先借助图像目标识别对待修正目标进行识别判断，确定待修正目标是否为系统中的要素并存在数字孪生模型；

(1.2)在模型库中查找并匹配待修正目标的数字孪生模型；

(1.3)将待修正目标的数字孪生模型从模型库中调出，用于后续的修正执行；

步骤(2)、进行基于机器视觉的数字孪生模型修正控制，实现对数字孪生模型修正策略的制定和执行控制，以及数字孪生模型的版本管理与更新，具体包括：

(2.1)根据待修正目标的外观复杂度、材质特性、运动特性、功能性能、数字孪生模型需求制定数字孪生模型修正策略；

(2.2)根据制定的数字孪生模型修正策略以及策略的执行状态，跳转至步骤(3)或步骤(4)执行具体模型修正操作；

(2.3)判断数字孪生模型修正策略是否执行完毕，如执行完毕，进入步骤(2.4)，如未执行完毕，返回步骤(2.2)；

(2.4)根据数字孪生模型修正策略的执行情况，判断是否需要执行其他模型修正，包括：动作模型修正后需要对控制系统模型进行修正、三维模型修正后需要对物理属性模型进行修正、三维模型在修正中发现缺陷需要对故障预测模型进行修正，如需要执行其他模型修正，进入步骤(2.5)，如不需要，进入步骤(2.6)；