[发明专利]一种虚拟机器人工作站的仿真互动可视化系统及实现方法

权利要求书

1.一种虚拟机器人工作站的仿真互动可视化系统，其特征在于：包括增强现实主设备(1)、通过广域网与所述增强现实主设备(1)连接的云端服务器(3)以及分别通过局域网与所述增强现实主设备(1)连接的机器人(4)和显示设备(5)；

所述云端服务器(3)包括用于构建虚拟场景的虚拟机器人工作站数据库；

所述增强现实主设备(1)用于获取机器人的真实场景数据，并将机器人的真实场景数据和来自所述云端服务器(3)的虚拟场景数据叠加显示以及识别用户的互动操作信号；

所述机器人(4)用于配合虚拟机器人工作站进行仿真运作；

所述显示设备(5)用于获取增强现实主设备(1)的显示内容，并向观看者展示。

2.如权利要求1所述的虚拟机器人工作站的仿真互动可视化系统，其特征在于：所述增强现实主设备(1)包括中央处理单元以及分别与中央处理单元连接的图像处理单元、全息处理单元、摄像头和命令识别单元，所述命令识别单元包括用于识别手势信号的深度传感器和/或用于识别语音信号的麦克风。

3.如权利要求1所述的虚拟机器人工作站的仿真互动可视化系统，其特征在于：还包括至少一台增强现实副设备(2)，增强现实副设备(2)通过局域网与所述增强现实主设备(1)连接。

4.如权利要求1所述的虚拟机器人工作站的互动可视化系统，其特征在于：所述机器人工作站数据库包括工业产品的数字模型库、工具和设备的数字模型库、机器人(4)的数字模型库以及虚拟机器人工作站的管理模块。

5.一种虚拟机器人工作站仿真互动可视化的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

在云端服务器建立虚拟机器人工作站的虚拟场景，并将虚拟场景导入增强现实主设备；

增强现实主设备启动后扫描真实空间，并保存空间信息数据；

增强现实主设备创建全局锚点，并将全局锚点发送给增强现实副设备；

增强现实主设备和增强现实副设备分别将虚拟机器人工作站全息显示在真实空间；

显示设备获取并展示增强现实主设备中的显示内容；

增强现实主设备获取用户的操作命令，实现用户与真实机器人的交互。

6.如权利要求5所述的虚拟机器人工作站仿真互动可视化的实现方法，其特征在于，在云端服务器建立虚拟机器人工作站的虚拟场景，并将虚拟场景导入增强现实主设备，具体步骤为：

S11.根据真实的机器人工作站在云端服务器中按照一定比例建立模型数据；

S12.采用三维模型优化方法对虚拟机器人工作站进行优化；

S13.将三维模型导入Unity 3D中搭建机器人工作站的虚拟场景；

S14.将虚拟场景导入增强现实主设备。

7.如权利要求6所述的虚拟机器人工作站仿真互动可视化的实现方法，其特征在于，所述三维模型优化方法包括几何特征优化方法与纹理优化方法。

8.如权利要求5或6所述的虚拟机器人工作站仿真互动可视化的实现方法，其特征在于：所述虚拟机器人工作站的模型数据包括工业产品的模型数据、工具和设备的模型数据、机器人的模型数据以及工作站的管理模型数据。

9.如权利要求5所述的虚拟机器人工作站仿真互动可视化的实现方法，其特征在于，通过增强现实主设备创建全局锚点，并将全局锚点发送给增强现实副设备，具体步骤为：

S21.增强现实主设备对真实空间进行扫描并生成空间映射数据；

S22.根据空间映射数据调整虚拟机器人工作站的坐标和方向；

S23.增强现实主设备将调整后的虚拟机器人工作站的坐标和方向保存为全局锚点数据；

S24.向增强现实副设备发送全局锚点数据。

10.如权利要求5所述的虚拟机器人工作站仿真互动可视化的实现方法，其特征在于，增强现实主设备获取用户的操作命令，实现用户与真实机器人的交互，具体步骤为：

S51.预设至少一条机器人的基本运动轨迹，并在基本运动轨迹上设置若干参数可变的关键点；

S52.增强现实主设备识别用户的手势命令，判断所述关键点的参数是否更新，若是，执行步骤S53，否则重复步骤S52；

S53.记录所述关键点的新参数，并发送给所述云端服务器；

S54.所述云端服务器根据更新后关键点的参数生成机器人的运动轨迹，并将运动轨迹数据发送给增强现实主设备；

S55.通过增强现实主设备控制真实机器人运动，并实时更新虚拟机器人工作站的场景。