【技术实现步骤摘要】
一种基于5G+工业AR的使用无约束力反馈的装配方法
本专利技术属于虚拟装配领域，特别涉及一种基于5G+工业AR的使用无约束力反馈的装配方法。
技术介绍
对于工厂中的工人来说，装配是他们的日常工作，但是传统的装配训练需要消耗大量的财力物力。同时，对于制造商来说当一个零件设计完成之后，需要生产出来检验其质量，这一过程会加上设计周期也会耗费一定的财力物力。因此，虚拟装配技术便产生以解决这些问题。可以通过引入虚拟训练来提高机器装配等任务的学习效率。对于制造商来说，虚拟装配技术有助于评估装配零件的潜在问题，以缩短设计周期和提高部署前的产品质量。虚拟装配还有助于估计制造成本和风险，并培训工人提高装配技能。一些操作方法(S.Hassan,J.Yoon."Hapticassistedaircraftoptimalassemblypathplanningschemebasedonswarmingandartificialpotentialfieldapproach."AdvancesinEngineeringSoftware,vol....
【技术保护点】
1.一种基于5G+工业AR的使用无约束力反馈的装配方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、利用移动操作平台动态跟踪并捕获用户的手势数据，利用5G技术将捕捉到的手势数据传输给计算机；/nS2、根据步骤S1中捕获到的手势数据，计算机对用户的手部进行建模并投射到事先建立好的虚拟现实的三维空间中，三维空间中包括了用户需要操作的工业中的装配零件模型，然后对虚拟手部模型和零件模型进行交互检测，使用户影响零件模型；/nS3、通过控制电流和位置，使用移动操作平台上的电磁铁产生相应的电磁力反馈，实现无限制的力反馈；/nS4、使用人工势场法和约束识别技术对用户的操作进行力辅助，帮助用户实现使...
【技术特征摘要】
1.一种基于5G+工业AR的使用无约束力反馈的装配方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、利用移动操作平台动态跟踪并捕获用户的手势数据，利用5G技术将捕捉到的手势数据传输给计算机；
S2、根据步骤S1中捕获到的手势数据，计算机对用户的手部进行建模并投射到事先建立好的虚拟现实的三维空间中，三维空间中包括了用户需要操作的工业中的装配零件模型，然后对虚拟手部模型和零件模型进行交互检测，使用户影响零件模型；
S3、通过控制电流和位置，使用移动操作平台上的电磁铁产生相应的电磁力反馈，实现无限制的力反馈；
S4、使用人工势场法和约束识别技术对用户的操作进行力辅助，帮助用户实现使用无约束力反馈的自然交互装配。
2.根据权利要求1所述的一种基于5G+工业AR的使用无约束力反馈的装配方法，其特征在于，步骤S1中，所述移动操作平台包括一个移动小车和一个机械臂，机械臂被固定在移动小车上，在机械臂末端设置有一个平台，平台上安装有电磁铁以及用于捕获手势数据的摄像头；用户通过佩戴一个附有磁铁阵列的手套来感受电磁力；当用户操作时，将佩戴有手套的手置于平台的电磁铁上方，通过支架固定在平台上方的摄像头捕获手势数据，当手在操作过程中需要移动时，计算机会根据返回的手势数据推测手的移动方向从而利用5G网络向机械臂传输信息，使机械臂移动末端平台来追踪手；当手移动的方向和距离即将超出机械臂能达到的范围，便通过指令移动小车，使机械臂能够再次追踪到达手所在的位置。
3.根据权利要求1所述的一种基于5G+工业AR的使用无约束力反馈的装配方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下步骤：
S11、为了实现移动交互，首先需要统一不同设备的坐标；由于用于构建虚拟现实空间的标定盒位置固定，用户手势数据是由移动操作平台上的摄像机获取，摄像机与移动操作平台的相对位置关系固定，移动操作平台设置在移动机器人机械臂的末端，移动机器人机械臂与标定盒同处于世界坐标系，因此用户手部与虚拟空间中对虚拟手部模型之间的位置关系通过经过一系列的坐标变换得到；
S12、用户手势数据在测量时会存在一定噪声，因此使用卡尔曼滤波器对测量得到的手势数据进行去噪处理，从而保证数据更加准确；
S13、在对用户手部进行动态追踪的时候，为了增强对传感器噪声和设备不确定性的鲁棒性，使用比例积分微分控制策略控制移动操作平台的移动轨迹，保证移动操作平台的移动准确性，同时也使用卡尔曼滤波器保证移动操作平台的移动轨迹的光滑。
4.根据权利要求1所述的一种基于5G+工业AR的使用无约束力反馈的装配方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下步骤：
S21、根据步骤S1中捕获的手势数据构建虚拟手部模型；
S22、构建的虚拟现实空间中，有事先建立好的工业装配零件模型，当手部模型被投射到虚拟现实空间中后，对虚拟手部模型和零件模型进行交互检测，通过将虚拟手部模型和零件模型使用圆柱体包围盒进行包围，将虚...
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