基于混合现实和数字孪生的人机协作安全控制方法及装置【中国发明】
一、专利名称及专利号
名称：《基于混合现实和数字孪生的人机协作安全控制方法及装置》
专利号：ZL202410958101.3
二、应用领域
本发明涉及人机协同智能制造装配技术领域，尤其涉及的是一种基于混合现实和数字孪生的人机协作安全控制方法及装置。
三、专利说明
1、摘要：
本发明提供的基于混合现实和数字孪生的人机协作安全控制方法及装置，具体涉及人机协同智能制造装配技术领域，方案包括：获取物理机器人的第一姿态信息，以及获取虚拟机器人的第二姿态信息；基于第一姿态信息和所述第二姿态信息，将物理机器人和虚拟机器人进行位姿配准，获得配准结果；基于配准结果和预设的人机工作区域深度结合强化学习进行路径规划，确定人机协同运动路径；基于人机协同运动路径，执行人机协作安全控制动作。该方案利用混合现实设备提取人机姿态信息，通过虚实空间映射的方法实现了人机位姿配准，并设计了基于深度强化学习的人机双向协同的安全交互策略，有效提高了人机交互操作的安全性和有效性。
2、背景：
工业机器人作为现代制造业的重要支撑技术和生产装备，广泛应用于机械加工、焊接和搬运等环节。随着技术的发展，尽管预编程机器人具有高自动化效率，但其配置时间长且缺乏柔性，难以适应定制化生产的要求。协作机器人突破了传统的人机隔离工作模式，实现了人机共享工作空间，从而促进人机共融。在实现人机协作之前，确保操作员安全是首要任务，以避免意外碰撞。随着生产制造规模和复杂性的增加，传统基于固定规则的机器人安全防护控制策略已无法满足当前的安全需求。
目前，研究学者开始将增强现实技术和深度强化学习应用于人机交互中，主要是利用物联网的增强现实技术将虚拟信息叠加在真实世界的视野中，增强人对现场环境的感知和认知能力，并通过深度强化学习算法进行路径规划和障碍规避，来提高机器人的认知决策能力，但是存在人机交互的安全性无法得到保障的缺陷。
四、相关文件下载
43-2024109581013-发明专利证书.pdf