[實用新型]擴增實境仿真系統

有效

• 申請號: 201721429566.1
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN207937787U
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 郝旭耀;王遠遠
• 申請（專利權）人: 塔普翊海（上海）智能科技有限公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 董科

一種擴增實境仿真系統，具有機電系統、增強現實顯示系統以及仿真平臺，機電系統與增強現實顯示系統電氣連接，增強現實顯示系統與仿真系統無線通信連接；機電系統包括手持示教器、運動控制器以及機器人仿真器；使用者將增強現實顯示系統配戴于頭部，通過增強現實顯示系統，以及圖像識別定位算法看到3D虛擬工業機器人工作站；且使用者能夠通過手持示教器，使3D虛擬工業機器人工作站進行運動控制。

技術領域

本實用新型是有關于一種擴增實境仿真系統，特別是有關于一種用于操縱工業機器人的擴增實境仿真系統。

背景技術

工業機器人在汽車、電子、食品加工等制造業領域的應用越來越普及。工業機器人在自動化集成應用以及教學應用過程中，經常要用到機器人的仿真示教系統。但是，工業機器人的體積大、輸出功率大、編程復雜，且使用時對周邊環境要求高等等，使工業機器人推廣困難。另外，工業機器人使用上還存在下列問題，第一，工業機器人在集成應用時成本高且集成困難，存在調試應用的危險，雖然存在一些工業機器人仿真軟件能夠可視化的仿真環境及設備運行，例如中國專利CN101751004A號，其可以透過通用的工業計算機進行模擬的仿真運行，但由于通用的工業計算機無法將真實的工業機器人工作的所在環境以及工作時的干擾條件直觀顯示出來，導致虛擬的工業機器人與真實的工業機器人在工作環境運行情況出現較大差異，所以本專利提出的模擬運行方法僅適用于驗證工業機器人本體的運動性能測試。

第二，隨著人口紅利的下降，工業機器人應用越來越廣泛，特別在焊接，高精密裝配，噴涂，搬運碼垛，智能制造，工業自動化培訓教學過程等等，工業機器人的應用占據重要地位。但由于工業機器人成本高，操作危險，占地空間大，維護困難，對于一般學校及小企業存在設備配套困難等問題，導致大多數的工業機器人教學還是停留在理論教學，很難讓學生有實踐機會。目前雖然有一些仿真系統能夠進行一些基本的機器人模擬程序設計，但多使用通用的工業計算機，在模擬環境下進行示教，如中國專利CN104834230A號所描述的通過工業機器人示教器，其透過示教器與通用計算機作為顯示的仿真系統，由于工業機器人零部件多，空間坐標又非常復雜，計算機平面化(2D)屏幕顯示、仿真效果與實際操作體驗較差，無法讓使用者達到使用實際工業機器人程序設計及示教的體驗。

另外，如使用手機屏幕自動化安裝的工業機器人組裝生產線的六軸工業機器人工作站的集成應用當中，于機器人的選型及機器人集成調試過程，需要直接采用真實的工業機器人并且需要直接上機調試，以確認該機器人的選型大小臂長是否合適，示教動作及機器人周邊的工裝夾具是否合適，且集成調試工程人員需要反復試驗示教程序設計結果及安全性，都具有一定的不確定性，一旦發現選型及設計失誤就會造成極大的成本損失。

實用新型內容

綜上敘述，為改進現有技術所提及的缺陷，本實用新型提供一種擴增實境仿真系統，具有機電系統、增強現實顯示系統以及仿真平臺，機電系統與增強現實顯示系統電性連接，增強現實顯示系統與仿真系統電性連接；機電系統包括手持示教器、運動控制器以及機器人仿真器，使用者將增強現實顯示系統配戴于頭部，透過增強現實顯示系統，于圖像識別定位器中看到3D虛擬工業機器人工作站；以及使用者透過手持示教器，使3D虛擬工業機器人工作站做動。

優選的，增強現實顯示系統包括擴增實境智能眼鏡、紅外攝像頭、HDU顯示鏡片以及高亮液晶投影屏，高量液晶投影屏發出的投影圖像，經過HDU顯示鏡片的反射，形成投影圖像反射光線，并反射至使用者的眼睛內；外來光線經過HDU顯示鏡片折射，并形成外來光線折射光線；外來光線折射光線與投影圖像反射光線迭加合成后，形成3D虛擬工業機器人工作站。

優選的，紅外攝像頭通過捕獲平面的圖像識別定位器的紅外標示圖案獲得外部的三維世界坐標，然后將3D虛擬工業機器人工作站覆蓋顯示在圖像識別定位器之上，從而達到使用者看到3D虛擬工業機器人與實際環境融合增強的顯示效果。

優選的，機器人仿真器中包括多個擴增實境模擬工藝包。

優選的，機器人仿真器采用無線通信方式與擴增實境智能眼鏡通訊。