[发明专利]车间移动设备定位方法及定位系统

说明书

本发明公开了一种车间移动设备定位方法及定位系统，包括获取作业母体支撑工装数字模型、作业母体数字模型和移动设备数字模型，采用数字孪生技术在虚拟场景下生成对应的数字孪生模型；采用数字孪生技术在虚拟场景中生成对物理场景中作业母体、移动设备的实时动态映射；在虚拟场景中生成移动设备相对作业母体所在位置的定位位置投影区域；控制移动设备移动，将移动设备的数字孪生模型移动到定位位置投影区域内。本发明采用数字孪生技术在虚拟场景中建立物理场景下作业母体、移动设备之间的动态映射，在对移动设备进行定位移动操作时，能够通过显示界面为操作人员提供直观的引导，保证了移动设备定位位置的准确性。

技术领域

本发明属于智能制造技术领域，具体涉及一种车间移动设备定位方法及定位系统。

背景技术

在航空航天产品装配中，一般采用固定式或脉动式生产组织模式，在这两种组织模式下的单个站位上一般都需要执行大量工作，因此装配过程中所使用的装配工艺设备一般为移动式设备，在需要执行特点装配任务时将所需的装配工艺设备移动至作业母体附近，在装配安装后再将装配工艺设备撤离作业位置。

在固定式或脉动式生产线上，由于作业母体的停放位置一般不会进行准确的固定定位，而在执行装配操作时需要装配工艺设备与作业母体之间具有较高的相对位置精度，给装配工艺设备这种移动设备的准确定位造成了很大的困难，而影响装配作业的效率。

目前，在航空航天等大型产品的制造车间中，针对这种移动设备在车间内位置的定位主要采用以下几种方式：1)操作人员凭直觉或经验对移动设备进行定位，这种方式存在着定位不准确的问题；2)在车间地面预先张贴定位标识，移动设备基于地面定位标识进行定位，但这种方法存在定位位置固化而难以调整的问题，不能适用于作业母体位置经常变化的情况；3)以室内GPS建立车间级全局测量体系，在移动设备上增加接收器实现位置测量，然后根据测量结果规划设备移动路线，或基于WiFi、超宽频(UWB)、蓝牙等技术建立车间级全局定位，然后根据测量结果规划设备移动路线，这些方式存在的一个共同的问题是需要在车间内布置大量基站，在大型车间内使用时存在成本高昂的问题；4)使用激光雷达构建车间地图，设备根据提前设定的路径进行定位，这一方式由于只能获得设备在车间内的绝对位置，同样无法适用于作业母体位置不固定或无法实施测量的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车间移动设备定位方法及定位系统，以解决由于作业母体位置在车间内不固定或未准确定位的情况下，用于对作业母体作业的移动设备难以精确定位的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

车间移动设备定位方法，包括以下步骤：

获取作业母体支撑工装数字模型、作业母体数字模型和移动设备数字模型，采用数字孪生技术在虚拟场景下生成对应的数字孪生模型；

获取作业母体、作业母体支撑工装的设计位置信息以及移动设备相对于作业母体的当前实时位置信息，采用数字孪生技术在虚拟场景中生成对物理场景中作业母体、移动设备的实时动态映射；

获取移动设备与作业母体之间的相对定位位置关系数据，在虚拟场景中生成移动设备相对作业母体所在位置的定位位置投影区域；

控制移动设备移动，将移动设备的数字孪生模型移动到定位位置投影区域内。

作为对上述技术方案的进一步改进，将移动设备移动至装配到作业母体支撑工装上的作业母体附近，通过移动设备上设置的双目视觉设备获取作业母体支撑工装上设置的多个靶标的位置信息，基于靶标的位置信息得到移动设备相对于作业母体的当前实时位置信息。

作为对上述技术方案的进一步改进，在控制移动设备移动时，在虚拟场景中获取移动设备与作业母体、作业母体支撑工装之间的实时距离，当两者之间的实时距离小于设定阈值时输出碰撞预警信息。

另一方面，本发明中还提供一种车间移动设备定位系统，包括：