[发明专利]一种基于视觉检测装置的数字孪生自动对接方法

权利要求书

1.一种基于视觉检测装置的数字孪生自动对接方法，其特征在于，所述方法包括：

根据自动对接单元以及筒段三维图纸构建数字孪生模型；

根据视觉检测装置测量的数据、对接装置运行路径数据以及对接力反馈数据构建孪生数据模型；

孪生模型的驱动机制依据筒段对接流程搭建，并通过特定数据接口接收视觉检测数据从而驱动孪生模型运动；所述数字孪生模型根据筒段空间坐标位置以及相对姿态偏差生成对接路径，并在数字孪生对接系统中进行自动对接预演，自动优化对接路径；

所述对接路径包括六个自由度的位移设定值，分别为进给位移值、横移位移值、升降位移值、滚转角度值、俯仰位移值以及偏航位移值；所述数字孪生对接系统基于对接历史数据进行路径优化。

2.根据权利要求1所述的基于视觉检测装置的数字孪生自动对接方法，其特征在于，所述数字孪生模型包含对接装置孪生模型、筒段孪生模型以及辅助设施孪生模型，对接装置孪生模型根据真实装置的运动机构设置模型运动副，根据实时数据驱动模型运动副运动。

3.根据权利要求1所述的基于视觉检测装置的数字孪生自动对接方法，其特征在于，所述视觉检测装置用于检测A型筒段靶标和B型筒段靶标的空间坐标位置，并根据相对坐标关系计算出B型筒段相对于A型筒段的姿态偏差，并将空间坐标位置数据以及姿态偏差数据发送给数字孪生对接系统。

4.根据权利要求1所述的基于视觉检测装置的数字孪生自动对接方法，其特征在于，所述数字孪生对接系统包括数据接入模块、孪生模型构建模块、三维场景模块以及数据处理模块，所述数据接入模块通过网络与视觉对准测量系统和对接设备控制系统通信，按照协议对网络数据解析后，获取装置运动信息和测量点位置数据；所述孪生模型构建模块完成自动对接单元内筒段孪生模型、对接装置孪生模型的建模，建立总装对接模型，一方面总装对接模型能够序列化后在三维场景模块中使用，另一方面，完成建模的总装对接模型通过数据库接口将模型静态数据上传数据管理模块；所述三维场景模块通过文件接口，重建整个总装对接模型，在数据接入模块调用模型接口后，完成仿真运动，同时将实时的动态数据异步发送到数据处理模块中；所述数据处理模块基于关系模型描述对接过程的物理世界，将建模的静态数据、动态驱动数据进行结构化存储，通过总装对接历史数据进行查询分析，能将对接路径进行优化。

5.根据权利要求1所述的基于视觉检测装置的数字孪生自动对接方法，其特征在于，所述方法中的对接历史数据包括，在当前时刻之前的对接路径，由进给位移值X、横移位移值Y、升降位移值Z、滚转角度值a、俯仰位移值b以及偏航位移值c组成，以及对接完成后记录的对接时间T、X轴对接应力F_x、Y轴对接应力F_y、Z轴对接应力F_z，第i次对接路径记录为P_i＝{X_i，Y_i，Z_i，a_i，b_i，c_i}，第i次对接结果记录为R_i＝{T_i，F_xi，F_yi，F_zi}，不断积累形成对接历史数据集P，根据Dijkstra算法从对接结果记录R_i遍历择优选出最优对接路径P_i，并将P_i作为初始对接路径进行迭代优化。

6.根据权利要求1所述的基于视觉检测装置的数字孪生自动对接方法，其特征在于，所述方法中的视觉检测装置检测A型筒段和B型筒段对接面外形轮廓数据并将其发送给数字孪生对接系统，外形轮廓数据包含端面圆的长半径和短半径。