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[发明专利]一种模块化的工业数字孪生系统-CN202310867782.8在审
发明人：禹鑫燚;孙肖瑶;吴科诤;欧林林;周利波;魏岩 -专利权人：浙江工业大学
申请日： 2023-07-14 - 公布日： 2023-10-10 - 主分类号： G05B19/418 文献下载
摘要：一种模块化的工业数字孪生系统，包括物理层、连接层、算法层、功能层和应用层；物理层包含工业场景中的各类物理实体，可通过对信号、数据的读取和写入，获取物理实体的运行状态信息并控制其驱动运作；连接层作为中间层，将物理层、算法层、功能层和应用层相互连接，通过各类协议与接口实现各层间的交互；算法层封装底层代码和实现算法，为其他各层实现提供算法基础，编程人员可通过编写算法不断拓展系统功能；功能层是算法层的上层应用，用于加快与规范工业数字孪生场景的构建流程；应用层是其他各层的用途实现，提供工业数字孪生系统的具体应用。本发明将工业数字孪生的构建流程模块化与标准化，提高系统的灵活性、便捷性和通用性。
一种模块化工业数字孪生系统

[发明专利]基于环境感知的实时多任务多人人机交互系统-CN202111115194.6有效
发明人： 欧林林;张旭环;许成军;张鑫;禹鑫燚 -专利权人：浙江工业大学
申请日： 2021-09-23 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：基于多人人体姿态估计器的多人人机协作交互系统，包括感知模块、控制模块、决策模块；感知模块通过相机去感知人机交互中的多人人体姿态信息和机器人位置信息；将获取的人机姿态信息传递给决策模块和控制模块，决策模块结合任务需求对收集到的人体姿态和机器人状态进行监听(GUI)和更新，并反馈到感知模块，同时更新人机状态；控制模块通过获取决策模块提供的目标位置信息和感知模块提供的机器人当前状态信息，对当前机器人任务路径重新规划，将更新后的任务轨迹通过机器人控制器发送到真实机械臂，同时将机器人的更新后的状态信息反馈给决策模块。GUI是用来可视化相关的实验结果，如相机视频流等。
基于环境感知实时任务人人交互系统

[发明专利]基于柔性驱动的仿生外骨骼机器人及其力矩建模方法-CN202310467164.4在审
发明人：周利波;马雨烨;沈博唯;姜飞雨;欧林林;禹鑫燚;魏岩 -专利权人：浙江工业大学
申请日： 2023-04-25 - 公布日： 2023-09-08 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本发明提供基于柔性驱动的仿生外骨骼机器人，包括支撑组件、驱动组件、髋关节连接组件和膝关节连接组件，盘式电机A和驱动器A驱动髋关节运动，盘式电机B和驱动器B驱动膝关节运动。本发明还提供一种基于柔性驱动的仿生外骨骼机器人的力矩建模方法。本发明的驱动器是柔顺非线性刚度驱动器，实现具有非线性刚度柔顺特点的力矩输出，提升穿戴者的舒适性与安全性。针对外骨骼关节力矩输出存在的非线性迟滞问题，设计了一种基于幂函数的迟滞力模型，通过调节幂函数的参数能精确拟合不同幅值下非线性迟滞力曲线，为力矩精确控制提供基础，进而提高外骨骼的助力效果。
基于柔性驱动仿生骨骼机器人及其力矩建模方法

[发明专利]一种基于TSDF三维重建的机械臂六自由度视觉闭环抓取方法-CN202210551360.5有效
发明人： 欧林林;徐靖;禹鑫燚;周利波;魏岩 -专利权人：浙江工业大学
申请日： 2022-05-18 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明涉及基于TSDF三维重建的机械臂六自由度视觉闭环抓取方法。包括如下步骤：步骤一：通过张正友相机标定法和ArUco Markers标定法标定机械臂底座坐标系和相机坐标系；步骤二：利用TSDF函数对获取的图像信息进行三维场景重建，以减少物体与物体之间的环境噪声点；步骤三：建立强化学习网络模型；步骤四：将预测的末端执行器抓取姿态反向投影至三维重建场景中，判断本次预测抓取质量；步骤五：通过机器人正逆运动学完成机械臂抓取移动；步骤六：进行强化学习模型训练，使得机械臂完成抓取动作；本发明克服现有技术的缺点，提出一种易实现、适用性高的，基于TSDF三维重建的机械臂六自由度视觉闭环抓取系统，此系统减少物体间遮挡、堆叠造成的环境噪声，降低了单一视觉传感器干扰导致的深度误差。此外，该系统在保证高精度的同时，可以实现快速实时的目标检测并完成抓取动作。
一种基于 tsdf 三维重建机械自由度视觉闭环抓取方法

[发明专利]基于人工智能生成内容的情感交流陪护养老机器人系统-CN202310274857.1在审
发明人：禹鑫燚;李元龙;江晨炘;陆利钦;俞俊鑫;欧林林 -专利权人：浙江工业大学
申请日： 2023-03-15 - 公布日： 2023-08-11 - 主分类号： B25J11/00 文献下载
摘要：基于人工智能生成内容的情感交流陪护养老机器人系统。包括信息获取设备，数据分析处理设备以及人机交互协作设备。其中，数据分析处理系统主要由信息处理子系统、危险感知子系统、语音处理子系统、数字人子系统以及机器人控制子系统组成。老人可以与机器人进行交流或者使用语音请求帮助。机器人通过信息获取设备，包括麦克风、单目相收集等环境信息。通过数据分析处理系统对收集到的信息进行处理和决策，控制人机交互协作设备，包括显示器、扬声器、机械臂以及底部滑轮等，实现与老人进行情感交流以及看护的功能。本发明实现了养老机器人与老人的情感交流以及陪护功能，弥补了现有相关产品难以有效的与老人进行情感交流的缺点。
基于人工智能生成内容情感交流陪护养老机器人系统

[发明专利]一种多模式混合驱动下肢外骨骼机器人结构体-CN202310470910.5在审
发明人：周利波;沈博唯;马雨烨;陈芳;欧林林;禹鑫燚;魏岩 -专利权人：浙江工业大学
申请日： 2023-04-25 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： A61H3/00 文献下载
摘要：一种多模式混合驱动下肢外骨骼机器人，可实现“主动”，“被动”和“主被动结合”三种驱动模式切换的多模式混合驱动下肢外骨骼机器人，包括支撑穿戴组件、被动驱动组件、电机驱动组件、主被动切换组件；本发明外骨骼机器人通过一对啮合的齿轮在人体关节转动过程中拉伸弹簧，为关节转动提供力矩克服重力影响，同时在齿轮上连接盘式电机带动大腿进行运动。另外，在电机与齿轮之间添加离合机构以切换电机与齿轮之间的力矩传递模式；在弹簧机构处加入挡板开关以切换弹簧与齿轮之间的力矩传递模式。本发明多模式混合驱动的设计方案，可以实现电机主动驱动、弹簧被动驱动以及电机+弹簧主被动结合驱动三种模式切换，可根据外界环境的不同和助力需要改变驱动模式，实现高效助力。
一种模式混合驱动下肢骨骼机器人结构

[发明专利]基于自动驾驶场景下的多模态融合三维目标鲁棒检测方法-CN202310357033.0在审
发明人：禹鑫燚;杨阳;陈昊;沈春华;欧林林 -专利权人：浙江工业大学
申请日： 2023-04-03 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： G06V20/58 文献下载
摘要：本发明公开了基于自动驾驶场景下的多模态融合三维目标鲁棒检测方法，包括以下步骤：步骤1：获取当前帧点云数据和图像数据；步骤2：将点云输入点云特征提取网络，将当前帧点云转换为鸟瞰图(BEV)特征。步骤3：将图像数据输入图像特征提取网络，得到多尺度图像特征。步骤4：将鸟瞰图特征输入鸟瞰图检测模块，得到初步的三维目标检测结果。步骤5：将步骤2和步骤3输出的点云、图像特征和步骤4的输出的初步检测结果送入交错融合模块，从而自适应融合图像特征和点云特征。利用融合后的结果微调步骤4中的初步检测结果。与现有结果相比，本发明通过交错融合架构实现了模式的互补性，能够在各种激光雷达的噪声的情况下，表现出较好的鲁棒性，并且拥有更强的召回能力，从而提高检测精度。
基于自动驾驶场景多模态融合三维目标检测方法

[发明专利]工业数字孪生系统功能模块化方法-CN202310191538.4在审
发明人：禹鑫燚;孙肖瑶;欧林林;周利波;魏岩 -专利权人：浙江工业大学
申请日： 2023-03-02 - 公布日： 2023-06-30 - 主分类号： G06F3/04815 文献下载
摘要：工业数字孪生系统功能模块化方法，包括：1)设计并实现孪生模型库；2)设计并实现材质库，对材质进行分类、整理，以简明形式显示材质信息；3)设计并实现接口库，对接口组件进行分类、整理，提供区域调整、对象显示与管理、格式检测和数据实时刷新四项功能，实现对接口组件和数值对象的快捷操作以及对数据的查看、监测和管理；4)设计并实现脚本库，对功能脚本进行分类、整理；5)基于四类功能库快速构建工业生产线的虚拟场景，并实现虚拟生产线的仿真验证和虚拟调试；6)在完成虚拟调试的基础上，将虚拟生产线与实际生产线相连，通过接口组件实现孪生数据的采集与交互，进而实现生产线的虚实交互。
工业数字孪生系统功能模块化方法

[发明专利]一种基于点云区域相关性的动态环境RGB-D视觉SLAM方法-CN202310176750.3在审
发明人：禹鑫燚;郑万财;欧林林;周利波;魏岩 -专利权人：浙江工业大学
申请日： 2023-02-28 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G01S17/86 文献下载
摘要：一种基于点云区域相关性的动态环境RGB‑D视觉SLAM方法，可以作为ORBSLAM2/3系统的前端预处理，过滤出动态区域，从而减少错误的数据关联。整个系统的输入需要当前帧的RGB图像和深度图生成点云，处理完一帧后将作为参考帧暂时被保存在系统中不进行二次处理。利用聚类算法对深度图进行聚类划分出子点云，然后依次计算子点云与参考帧之间的子位姿变化，与此同时，本文提出一种子点云动静相关性的想法，结合该想法和子位姿可以有效的识别出哪些子点云属于动态点云，无需依赖对极几何约束，也不需要提前知道相机大概的自身位姿。本发明很好的降低了动态物体对机器人的定位影响，提升了系统的鲁棒性和场景的泛化性。
一种基于区域相关性动态环境 rgb 视觉 slam 方法

[发明专利]一种固定式智能骑行台档位划分和功率拟合方法-CN201810989398.4有效
发明人： 欧林林;张强;禹鑫燚;张铭扬;陆文祥;冯远静;王煦焱;徐佗成 -专利权人：浙江工业大学
申请日： 2018-08-28 - 公布日： 2023-05-26 - 主分类号： G01M13/00 文献下载
摘要：一种固定式智能骑行台档位划分和功率拟合方法，首先对固定式智能骑行台控制线路板的PWM波百分比进行调整；然后，通过功率测试机对智能骑行台不同PWM波百分比时的速度值和相应的功率值进行测试和记录，每次测试前需要对骑行台的初始温度进行测量和记录，使初始温度的差值控制在预设的范围内。其次，对调整后的PWM波百分比、测试后记录的速度值、相应的功率值、温度值再利用机器学习之无监督学习中的K‑means算法进行聚类，聚类前先对数据进行异常处理，和标准化处理，然后再利用K‑means算法进行聚类，再根据聚类得到的权重，获取PWM波的分类的类别数，即档位数，最后再根据权重对数据进行局部加权多项式回归计算功率速度曲线，由曲线获得骑行台的最终输出功率。
一种固定智能骑行台档位划分功率拟合方法

[发明专利]一种基于改进的点云切片算法的喷涂机器人轨迹规划方法-CN202011457665.7有效
发明人：禹鑫燚;程兆赢;郑坤;张毅凯;欧林林 -专利权人：浙江工业大学
申请日： 2020-12-10 - 公布日： 2023-05-23 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：基于改进的点云切片算法的喷涂机器人轨迹规划方法，包括：喷涂过程的建模，包括自由曲面上涂料沉积模型的建立和椭圆双β分布模型在自由曲面上的建立；用激光传感器扫描得到喷涂工件的点云模型；确定点云切片方向并用一系列平行的切平面沿着点云切片的方向切割工件点云模型；切片厚度的优化：提出了一种网格投影算法获取相邻切片之间点云模型上的网格点并建立了网格点处的涂料沉积模型；以工件表面涂料厚度的均匀性为优化目标，以切片厚度为变量建立目标函数；将切平面上的网格点沿着其法向量的方向平移一段喷枪喷涂高度的距离得到喷涂的轨迹点，最后将喷涂轨迹点以直线的形式逐点连接得到完整的喷涂轨迹。本发明提高了涂料厚度的均匀性。
一种基于改进切片算法喷涂机器人轨迹规划方法

[发明专利]一种轮式移动机械臂加速度层重复运动规划方法-CN202211419155.X在审
发明人：郭东生;张卫东;衣博文;谢威;牛王强;刘小平;王涛;欧林林;禹鑫 -专利权人：海南大学
申请日： 2022-11-14 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明提供了一种轮式移动机械臂加速度层重复运动规划方法，包括推导二次型性能指标；根据二次型性能指标的最小化以及轮式移动机械臂的运动学方程，建立相应的加速度层重复运动规划方案；通过引入拉格朗日乘子，将加速度层重复运动规划方案转化为时变线性方程组；采用零化神经网络来求解该方程组以得到移动平台双轮的旋转角度、旋转角速度和旋转角加速度以及机械臂关节的角度、速度和加速度；轮式移动机械臂的控制器根据这些求解结果实时地驱动移动平台的双轮和机械臂的关节来完成给定的任务，并在任务结束时返回到各自的初始状态。本发明设计的加速度层重复运动规划方案，可满足轮式移动机械臂要在不同环境下重复执行多次任务的需求。
一种轮式移动机械加速度重复运动规划方法

[发明专利]一种面向动态环境的相机与固态激光雷达融合重定位方法-CN202211040009.6在审
发明人：禹鑫燚;郑万财;张震;胡佳南;欧林林;蔡传烩 -专利权人：浙江工业大学
申请日： 2022-08-29 - 公布日： 2023-02-28 - 主分类号： G01S17/86 文献下载
摘要：一种面向动态环境的相机与固态激光雷达融合重定位方法，包括：通过深度学习YOLOv5的目标检测得到先验动态物体；对图像进行特征点的提取，结合对极几何和贝叶斯公式用概率的形式计算每个特征点的动态概率，剔除动态特征点，保留静态的特征点；用DBOW算法进行表示更新词袋，每张图像都会携带由固态激光雷达计算出的位姿通过外参标定得到相机的位姿，并且会记录这帧静态部分的点云信息；设计二段配准的方式提高系统的鲁棒性，当在重定位的时候会先将当前帧的特征点与之前的存储的特征点进行相似度计算，如果出现特征点匹配过少的时候，还会将候选帧中的点云反投影进行ICP配准进一步提高系统的鲁棒性。本发明结合了视觉和激光改善了在动态环境下的重定位的弊端。
一种面向动态环境相机固态激光雷达融合定位方法

[发明专利]一种基于深度强化学习的机械臂六自由度实时抓取方法-CN202110972705.X有效
发明人：禹鑫燚;徐靖;黄睿;邹超;欧林林;陈磊 -专利权人：浙江工业大学
申请日： 2021-08-24 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明涉及基于深度强化学习的机械臂六自由度实时抓取方法。包括如下步骤：步骤一：通过双目相机采集抓取操作台上物体的图像信息；步骤二：利用YOLOv5剪枝网络模型对图像进行目标检测训练；步骤三：建立强化学习网络模型；步骤四：通过机器人正逆运动学完成机械臂抓取移动；步骤五：进行强化学习模型训练，使得机械臂完成抓取动作；本发明克服现有技术的缺点，提出一种易实现、适用性高的，基于YOLOv5剪枝网络和Policy Gradient强化学习方法的实时物体检测系统，此系统在保证高精度的同时，可以实现快速实时的目标检测并完成抓取动作。
一种基于深度强化学习机械自由度实时抓取方法

[发明专利]一种动态环境下基于多传感器的同时定位与建图方法-CN202211040010.9在审
发明人：禹鑫燚;张震;郑万财;胡佳南;欧林林;蔡传烩 -专利权人：浙江工业大学
申请日： 2022-08-29 - 公布日： 2022-11-18 - 主分类号： G06T7/70 文献下载
摘要：一种动态环境下基于多传感器的同时定位与建图方法，包括：首先，利用YOLOV5进行动态目标检测并发送检测框；利用惯性测量单元(IMU)矫正点云畸变；提取地面激光点云，方便后续的点云聚类；提取检测框内的激光点云，聚类出动态物体的激光点云；在矫正畸变后的激光点云中去除聚类出的动态物体点云用于后续算法计算；利用迭代卡尔曼滤波融合激光点云和IMU信息，得到当前的位姿信息；根据位姿信息，将去除畸变和动态物体后的点云与点云地图叠加，获得实时更新后的点云地图；利用关键帧和词袋模型以及激光点云进行回环检测。
一种动态环境基于传感器同时定位方法

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