[发明专利]一种基于数字孪生技术的包装机智能控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于数字孪生技术的包装机智能控制系统，其特征在于，包括信息采集端、信息处理端、三维虚拟显示端和人机交互端；包装机采用FOCKE FX型号，以StrangeIOC框架为基础；

所述包装机智能控制系统包括步骤：信息采集端获取卷烟设备及包装对象的倾斜影像以及传感器数据；信息处理端对卷烟设备及包装对象的倾斜影像及传感器数据进行矩阵向量化处理并进行编码和传输；三维虚拟显示端对信息处理端的数据进行映射虚拟显示；卷烟设备卷烟过程映射到三维虚拟显示端进行显示的同时，信息处理端将矩阵向量化数据与卷烟设备工作参数三维立体标准库进行核对，当工作参数异常时则自动适应性调整；所述卷烟设备的倾斜影像信息包括包装盒标识信息、包装盒方位信息、包装盒状态信息、卷烟设备运转信息，其中，卷烟设备运转信息、包装盒状态信息通过倾斜影像的视频像素变化及传感器数据表征；

所述核对包括如下步骤：获取卷烟设备及包装对象的倾斜影像以及传感器数据信息，形成三维值空间值，空间中的每个空间点加入一个系数值，来表示该空间点信息的权重，搜寻三维空间每隔时间T，就形成一个新的搜寻模板，搜寻模板的大小和形状与三维空间值范围一致，搜寻模板中相应位置的系数值由该空间点到中心空间点的空间距离和与中心空间点的差异度确定，矩阵向量化数据与卷烟设备工作参数三维立体标准库的关联度由远近度函数和差异度函数表示，

其中，，，

是空间点和空间点之间的欧式距离，是空间点和空间点之间差异度度测量，

，

，

远近度函数为高斯函数，，

其中，是常量，是高斯核的误差，空间点和空间点的距离越近，远近度函数的值越大；

差异度函数也是高斯函数，，

是常数，是高斯核的误差，是关联度系数，的值与空间点、空间点间的差异度正相关，是一个常值，与用来调节远近度函数和差异度函数，取值范围为0到1，当取值0时表示无作用，当取值1时作用最大；

若空间点为标准点，空间点为运行点，二者间的加权运算RV，，是的矩阵，由以空间点为标准点集构成，是的矩阵，由空间点为运行点集组成，是的矩阵，是的矩阵。

2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的包装机智能控制系统，其特征在于，采用型号为FOCKE FX的包装机以实现MR可视化运维，以StrangeIOC框架为基础，包装机采用的软件是基于MVCS的StrangeIOC框架，专门针对unity开发。

3.根据权利要求2所述的一种基于数字孪生技术的包装机智能控制系统，其特征在于，所述包装机的零部件通过蓝牙定位，人机交互端还包括语音交互、手势交互及系统交互。

4.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的包装机智能控制系统，其特征在于，所述矩阵向量化包括对获取的视频图像数据以及传感器数据进行数字化，具体的将视频图像数据的像素、坐标、采集时间以及传感器数据的压力、温度、距离值进行编码形成向量矩阵。

5.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的包装机智能控制系统，其特征在于，所述三维空间值包括坐标信息、视频图像像素及传感器值信息。

6.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的包装机智能控制系统，其特征在于，所述搜寻模板的大小和形状小于三维空间值范围，通过定期扫描实现核对。