CN113146632A - 一种基于数字孪生技术的家用机器人控制方法及系统 - Google Patents

一种基于数字孪生技术的家用机器人控制方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN113146632A
CN113146632A CN202110425257.1A CN202110425257A CN113146632A CN 113146632 A CN113146632 A CN 113146632A CN 202110425257 A CN202110425257 A CN 202110425257A CN 113146632 A CN113146632 A CN 113146632A
Authority
CN
China
Prior art keywords
digital twin
information
monitored object
model
module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110425257.1A
Other languages
English (en)
Inventor
吴新开
霍向
马亚龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Lobby Technology Co ltd
Original Assignee
Beijing Lobby Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Lobby Technology Co ltd filed Critical Beijing Lobby Technology Co ltd
Priority to CN202110425257.1A priority Critical patent/CN113146632A/zh
Publication of CN113146632A publication Critical patent/CN113146632A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1602—Programme controls characterised by the control system, structure, architecture
    • B25J9/161—Hardware, e.g. neural networks, fuzzy logic, interfaces, processor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1661—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by task planning, object-oriented languages
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1679—Programme controls characterised by the tasks executed

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Alarm Systems (AREA)

Abstract

本发明提供一种基于数字孪生技术的家用机器人控制方法及系统。该方法包括：家用机器人为家庭场景中各监控对象建立数字孪生模型库；为所述各监控对象采集监控信息；将所述监控信息上传至云服务器，以便所述云服务器能够为所述各监控对象生成实时数字孪生模型，并对所述实时数字孪生模型进行修正，预估所述各监控对象的速度与加速度，对所述各监控对象的实时数字孪生模型进行动作分析，得到危险情况信息；家用机器人接收所述云服务器发送的危险情况信息；家用机器人根据所述危险情况信息，发送预警警报。该系统包括：模型建立模块、信息采集模块、信息上传模块、信息接收模块、预警模块。本申请提供了有效的家庭安全监控措施，排除家庭安全隐患。

Description

一种基于数字孪生技术的家用机器人控制方法及系统
技术领域
本发明属于家用机器人技术领域，特别涉及一种基于数字孪生技术的家用机器人控制方法及系统。
背景技术
随着人工智能、数字孪生、云计算、大数据已经以及机器人技术的快速发展，基于数字孪生技术的家用机器人为家庭安全监护领域的应用提供了更加智能、可靠的技术方案。
数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。现有技术中，数字孪生技术经常被应用在加工质量的追溯、施工过程、以及物联网中，但是对于家用机器人方面的应用现在还是空白。
家用机器人的在家庭监控方面的应用可以避免一定安全隐患。
现有技术中，数字孪生技术在家庭机器人监控方面的应用，尚未提出有效解决方案。
发明内容
针对现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种基于数字孪生技术的家用机器人控制方法及系统。
第一方面，本发明实施例提供一种基于数字孪生技术的家用机器人控制方法，包括：
家用机器人为家庭场景中各监控对象建立数字孪生模型库；
所述家用机器人为所述各监控对象采集监控信息；
所述家用机器人将所述监控信息上传至云服务器，以便所述云服务器能够为所述各监控对象生成实时数字孪生模型，并对所述实时数字孪生模型进行修正，预估所述各监控对象的速度与加速度，对所述各监控对象的实时数字孪生模型进行动作分析，得到危险情况信息；
所述家用机器人接收所述云服务器发送的危险情况信息；
所述家用机器人根据所述危险情况信息，发送预警警报。
所述建立数字孪生模型库，即为每一个监控对象建立对应的数字孪生模型，所述每一个监控对象建立对应的数字孪生模型，即为在所述云服务器的信息平台上虚拟空间中对该实体的建立一个镜像。
所述家用机器人为所述各监控对象采集监控信息，具体为：所述家用机器人携带各种传感器对家庭环境中的各监控对象采集信息。
所述各种传感器包括：深度摄像头、激光雷达以及红外测温仪。
所述实时数字孪生模型为属性相同、理特性信息相同、体形相同的虚拟三维模型。
所述对所述实时数字孪生模型进行修正，包括：对所述实时数字孪生模型三维外观，几何机构，尺寸大小，属性类别进行修正。
第二方面，本发明实施例提供一种基于数字孪生技术的家用机器人控制系统，包括：模型建立模块、信息采集模块、信息上传模块、信息接收模块、预警模块；
所述模型建立模块、信息采集模块、信息上传模块、信息接收模块、预警模块依次顺序相连接；
所述模型建立模块，用于为家庭场景中各监控对象建立数字孪生模型库；
所述信息采集模块，用于为所述各监控对象采集监控信息；
所述信息接收模块，用于将所述监控信息上传至云服务器，为了所述云服务器能够为所述各监控对象生成实时数字孪生模型，并对所述实时数字孪生模型进行修正，预估所述各监控对象的速度与加速度，对所述各监控对象的实时数字孪生模型进行动作分析，得到危险情况信息；
所述信息接收模块，用于接收所述云服务器发送的危险情况信息；
所述预警模块，用于根据所述危险情况信息，发送预警警报。
有益技术效果：
本发明提出一种基于数字孪生技术的家用机器人控制方法及系统，提供有效的家庭安全监控措施，排除家庭安全隐患。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的基于数字孪生技术的家用机器人控制方法的流程图；
图2为本发明提供的基于数字孪生技术的家用机器人控制系统原理框图；
图3为本发明提供的基于数字孪生技术的家用机器人工作方案的应用实施例的系统示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的实施例提供一种基于数字孪生技术的家用机器人控制方法及系统。
第一方面，本发明实施例提供一种基于数字孪生技术的家用机器人控制方法，如图1所示，如图3所示，包括：
步骤S1：家用机器人为家庭场景中各监控对象建立数字孪生模型库；
即为家庭场景中家庭成员、宠物，各类移动机器人及其他物体这些实体建立数字孪生模型库。
步骤S2：所述家用机器人为所述各监控对象采集监控信息；
家用机器人携带深度摄像头、激光雷达以及红外测温仪等多种传感器对家庭环境中的各个实体对象采集信息，尤其针对老人、幼儿或者宠物等提前设定好重点监控对象，家用机器人将持续跟踪监控，同时家庭中的监控设备也将实时采集环境信息；
步骤S3：所述家用机器人将所述监控信息上传至云服务器，以便所述云服务器能够为所述各监控对象生成实时数字孪生模型，并对所述实时数字孪生模型进行修正，预估所述各监控对象的速度与加速度，对所述各监控对象的实时数字孪生模型进行动作分析，得到危险情况信息；
家用机器人和监控设备通过通信模块将获取家庭场景中各实体对象的深度图像数据、激光雷达点云数据、表面温度数据和平面图像数据等信息上传至云服务器；
云服务器根据所述深度图像数据、激光雷达点云数据、表面温度数据和平面图像数据生成各实体对象的实时数字孪生模型，实时数字孪生模型为属性相同、温度等物理特性信息相同、体形相同的虚拟三维模型；
云服务器根据数字孪生模型库中已经构造的数字孪生模型对各实体对象的实时数字孪生模型进行修正，主要包括对实时数字孪生模型三维外观，几何机构，尺寸大小，属性类别等进行修正；
云服务器对各实体对象的深度图像数据、激光雷达点云数据进行分析，判断出当前时刻运动的实体对象，预估运动的实体对象的速度与加速度信息；
云服务器根据预估运动的实体对象的速度与加速度信息，在云服务器的信息平台上虚拟空间中模拟未来一段时间实时数字孪生模型的运动行为，并对运动行为结果进行分析，判断是否会造成诸如跌倒、碰撞、失火等危险，如果判断出现上述危险情况，云服务器将危险情况信息发送给家用机器人；
步骤S4：所述家用机器人接收所述云服务器发送的危险情况信息；
步骤S5：所述家用机器人根据所述危险情况信息，发送预警警报。
所述建立数字孪生模型库，即为每一个监控对象建立对应的数字孪生模型，所述每一个监控对象建立对应的数字孪生模型，即为在所述云服务器的信息平台上虚拟空间中对该实体的建立一个镜像，包括采用信息技术对物理实体的组成、特征、功能和性能进行数字化定义和建模；
所述家用机器人为所述各监控对象采集监控信息，具体为：所述家用机器人携带各种传感器对家庭环境中的各监控对象采集信息。
所述各种传感器包括：深度摄像头、激光雷达以及红外测温仪。
所述实时数字孪生模型为属性相同、理特性信息相同、体形相同的虚拟三维模型。
所述对所述实时数字孪生模型进行修正，包括：对所述实时数字孪生模型三维外观，几何机构，尺寸大小，属性类别进行修正。
本申请控制系统包括：服务器、家庭监控设备和家用机器人，所述家用机器人的数量为1个或者多个，服务器与家庭监控设备和家用机器人之间建立网络连接。
第二方面，本发明实施例提供一种基于数字孪生技术的家用机器人控制系统，如图2、图3所示，包括：模型建立模块、信息采集模块、信息上传模块、信息接收模块、预警模块；
所述模型建立模块、信息采集模块、信息上传模块、信息接收模块、预警模块依次顺序相连接；
所述模型建立模块，用于为家庭场景中各监控对象建立数字孪生模型库；
所述信息采集模块，用于为所述各监控对象采集监控信息；
所述信息接收模块，用于将所述监控信息上传至云服务器，为了所述云服务器能够为所述各监控对象生成实时数字孪生模型，并对所述实时数字孪生模型进行修正，预估所述各监控对象的速度与加速度，对所述各监控对象的实时数字孪生模型进行动作分析，得到危险情况信息；
所述信息接收模块，用于接收所述云服务器发送的危险情况信息；
所述预警模块，用于根据所述危险情况信息，发送预警警报。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种基于数字孪生技术的家用机器人控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
家用机器人为家庭场景中各监控对象建立数字孪生模型库；
所述家用机器人为所述各监控对象采集监控信息；
所述家用机器人将所述监控信息上传至云服务器，以便所述云服务器能够为所述各监控对象生成实时数字孪生模型，并对所述实时数字孪生模型进行修正，预估所述各监控对象的速度与加速度，对所述各监控对象的实时数字孪生模型进行动作分析，得到危险情况信息；
所述家用机器人接收所述云服务器发送的危险情况信息；
所述家用机器人根据所述危险情况信息，发送预警警报。
2.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的家用机器人控制方法，其特征在于，所述建立数字孪生模型库，即为每一个监控对象建立对应的数字孪生模型，所述每一个监控对象建立对应的数字孪生模型，即为在所述云服务器的信息平台上虚拟空间中对该实体的建立一个镜像。
3.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的家用机器人控制方法，其特征在于，所述家用机器人为所述各监控对象采集监控信息，具体为：所述家用机器人携带各种传感器对家庭环境中的各监控对象采集信息。
4.根据权利要求3所述的基于数字孪生技术的家用机器人控制方法，其特征在于，所述各种传感器包括：深度摄像头、激光雷达以及红外测温仪。
5.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的家用机器人控制方法，其特征在于，所述实时数字孪生模型为属性相同、理特性信息相同、体形相同的虚拟三维模型。
6.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的家用机器人控制方法，其特征在于，所述对所述实时数字孪生模型进行修正，包括：对所述实时数字孪生模型三维外观，几何机构，尺寸大小，属性类别进行修正。
7.一种基于数字孪生技术的家用机器人控制系统，其特征在于，包括：包括：模型建立模块、信息采集模块、信息上传模块、信息接收模块、预警模块；
所述模型建立模块、信息采集模块、信息上传模块、信息接收模块、预警模块依次顺序相连接；
所述模型建立模块，用于为家庭场景中各监控对象建立数字孪生模型库；
所述信息采集模块，用于为所述各监控对象采集监控信息；
所述信息接收模块，用于将所述监控信息上传至云服务器，为了所述云服务器能够为所述各监控对象生成实时数字孪生模型，并对所述实时数字孪生模型进行修正，预估所述各监控对象的速度与加速度，对所述各监控对象的实时数字孪生模型进行动作分析，得到危险情况信息；
所述信息接收模块，用于接收所述云服务器发送的危险情况信息；
所述预警模块，用于根据所述危险情况信息，发送预警警报。
CN202110425257.1A 2021-04-20 2021-04-20 一种基于数字孪生技术的家用机器人控制方法及系统 Pending CN113146632A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110425257.1A CN113146632A (zh) 2021-04-20 2021-04-20 一种基于数字孪生技术的家用机器人控制方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110425257.1A CN113146632A (zh) 2021-04-20 2021-04-20 一种基于数字孪生技术的家用机器人控制方法及系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113146632A true CN113146632A (zh) 2021-07-23

Family

ID=76867459

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110425257.1A Pending CN113146632A (zh) 2021-04-20 2021-04-20 一种基于数字孪生技术的家用机器人控制方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113146632A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113805544A (zh) * 2021-09-14 2021-12-17 武汉联影医疗科技有限公司 运行参数的确定方法、装置、计算机设备和存储介质
CN114080905A (zh) * 2021-11-25 2022-02-25 杭州乔戈里科技有限公司 基于数字双胞胎的采摘方法及云采摘机器人系统
CN114157826A (zh) * 2022-02-07 2022-03-08 西安塔力科技有限公司 一种基于数字孪生体的协同作业方法
CN118260340A (zh) * 2024-05-31 2024-06-28 国网湖北省电力有限公司信息通信公司 基于电力信息的用户家庭用电孪生模型实现方法和装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019005185A1 (en) * 2017-06-28 2019-01-03 General Electric Company METHODS AND SYSTEMS FOR IMPROVING CARE THROUGH POST-OPERATION FEEDBACK ANALYSIS
CN110709938A (zh) * 2017-06-28 2020-01-17 通用电气公司 用于生成患者数字孪生的方法和系统
CN111932828A (zh) * 2019-11-05 2020-11-13 上海中侨健康智能科技有限公司 一种基于数字孪生技术的智慧养老监测与预警系统
CN112381963A (zh) * 2020-11-12 2021-02-19 广东电网有限责任公司 一种基于数字孪生技术的电力物联网智能巡检方法及系统
CN112560263A (zh) * 2020-12-11 2021-03-26 太原理工大学 一种基于数字孪生的移动机器人状态监控与保养系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019005185A1 (en) * 2017-06-28 2019-01-03 General Electric Company METHODS AND SYSTEMS FOR IMPROVING CARE THROUGH POST-OPERATION FEEDBACK ANALYSIS
CN110709938A (zh) * 2017-06-28 2020-01-17 通用电气公司 用于生成患者数字孪生的方法和系统
CN111932828A (zh) * 2019-11-05 2020-11-13 上海中侨健康智能科技有限公司 一种基于数字孪生技术的智慧养老监测与预警系统
CN112381963A (zh) * 2020-11-12 2021-02-19 广东电网有限责任公司 一种基于数字孪生技术的电力物联网智能巡检方法及系统
CN112560263A (zh) * 2020-12-11 2021-03-26 太原理工大学 一种基于数字孪生的移动机器人状态监控与保养系统

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113805544A (zh) * 2021-09-14 2021-12-17 武汉联影医疗科技有限公司 运行参数的确定方法、装置、计算机设备和存储介质
CN113805544B (zh) * 2021-09-14 2023-10-31 武汉联影医疗科技有限公司 运行参数的确定方法、装置、计算机设备和存储介质
CN114080905A (zh) * 2021-11-25 2022-02-25 杭州乔戈里科技有限公司 基于数字双胞胎的采摘方法及云采摘机器人系统
CN114157826A (zh) * 2022-02-07 2022-03-08 西安塔力科技有限公司 一种基于数字孪生体的协同作业方法
CN114157826B (zh) * 2022-02-07 2022-08-02 西安塔力科技有限公司 一种基于数字孪生体的协同作业方法
CN118260340A (zh) * 2024-05-31 2024-06-28 国网湖北省电力有限公司信息通信公司 基于电力信息的用户家庭用电孪生模型实现方法和装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113146632A (zh) 一种基于数字孪生技术的家用机器人控制方法及系统
US11493908B2 (en) Industrial safety monitoring configuration using a digital twin
CN113872328B (zh) 基于神经网络的变电站远程智能巡检方法及系统
CN112926257A (zh) 往复式天然气压缩机故障诊断系统以及诊断方法
CN110288801A (zh) 电力现场视频监控方法、装置、计算机设备和存储介质
EP4108393A1 (en) Functional safety system using three dimensional sensing and dynamic digital twin
JP6817974B2 (ja) 計算機システム
CN111523277A (zh) 火灾预测方法、存储装置、处理器
Calabrese et al. Prognostic health management of production systems. New proposed approach and experimental evidences
CN115562225A (zh) 工业机器人运维管理方法、装置、计算机设备和存储介质
Ravichandran et al. Efficient multilevel federated compressed reinforcement learning of smart homes using deep learning methods
Rachmawati et al. Digital twin-enabled 3D printer fault detection for smart additive manufacturing
CN111542010A (zh) 基于分类自适应估计加权融合算法的wsn数据融合方法
CN116957165A (zh) 电厂施工工期进度优化方法
CN113095160B (zh) 基于人工智能和5g的电力系统人员安全行为识别方法及系统
CN117711131A (zh) 基于姿态危险度分析的施工人员警示保护系统
CN112906660A (zh) 安检预警方法和装置、存储介质及电子设备
CN117289651A (zh) 一种模具制造的数控加工方法及控制系统
CN117195601A (zh) 基于数字孪生的装配式建筑施工安全风险智能管理方法
CN114415575B (zh) 实时数据驱动的焊接车间三维虚拟监控与智能预警系统
CN114580700B (zh) 一种基于语义贝叶斯网络的tvdi干旱指数预测方法
CN115136798A (zh) 一种粮仓智能通风系统
CN112036605B (zh) 工程师作业预警方法、装置、计算机设备和存储介质
CN112802303A (zh) 一种基于3d视觉的实时风险预测方法及系统
CN118069475B (zh) 一种数字孪生监控系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210723

RJ01 Rejection of invention patent application after publication