一种基于多人协同装配角色智能补位方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多人协同装配角色智能补位方法,包括多人协同装配和多人协同装配角色智能补位两部分。本发明专利技术中多人协同装配角色智能补位为受训人员提供AI虚拟角色补位,此AI角色存在定义上，既能为协同人员在装配流程模拟中提供协同功能，也能在前期的演示模拟教学中，提供演示教学任务，通过反复的模拟训练，降低了人员学习成本，提高装配流程认知。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多人协同装配角色智能补位方法
本专利技术涉及计算机
，具体的说，是一种基于多人协同装配角色智能补位方法。
技术介绍
虚拟现实（VR）技术概念起源于20世纪60年代，综合了计算机图形学、人机交互技术、仿真技术、多媒体技术、网络技术等而迅速发展的计算机领域的新技术。随着计算机技术的快速发展，虚拟现实技术在现代工业中可以实现装配工艺的模拟和优化、提高概念设计的效率、精简设计以及更加有效的进行工业生产目的，达到虚拟现实与智能制造相融合，促进现代工业的发展和提升。在工业生产的装配培训领域，基于工业产品的尺寸大小、结构复杂程度、零件数目等特点，产品装配从零件、组件、锻件、板件、部件到最后的总装对接过程中，需要大量内容复杂、形式多样的专业知识。而且在装配过程中，多种装配任务均需要多人协同分工作业才能完成。在使用虚拟现实技术进行工业装配培训前提下，为了提高培训效率，在当前参与培训人员数目未达到训练任务要求最少数量人员时，需提供基于人工智能技术的虚拟角色参与协同作业。人工智能技术被广泛用于含有虚拟角色的虚拟现实（VR）、仿生机器人及游戏的研究。虚拟现实技术中虚拟角色拥有自主的行为模式，可与用户进行交互，当虚拟角色以接近智慧生命的方式进行决策和行动时，用户才能真正感受到虚拟角色的真实感和智能性。而虚拟角色的建模是人工智能和虚拟现实技术中亟待解决的理论难点和关键技术问题。虚拟角色的建模包含几何模型建立、物理特性设计和行为决策模块等内容。目前的几何建模和物理建模都已经比较成熟，然而对虚拟角色行为决策的建模研究还比较少，如何将行为建模与人工智能融合，构建真正的虚拟智能体是亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种基于多人协同装配角色智能补位方法，能将行为建模与人工智能融合，构建真正的虚拟智能体。本专利技术通过下述技术方案实现：一种基于多人协同装配角色智能补位方法，包括以下具体步骤：步骤1）：权限使用者向装配人员主机系统发送一个多人协同装配任务；步骤2）：权限使用者点选允许角色智能补位选项，既系统激活此任务允许角色智能补位；步骤3）：权限使用者选择需要协同培训任务的人员，点击发送操作后，既向需协同装配人员主机系统发送成功；步骤4）：协同装配人员通过主机系统选择接受的协同装配任务，点击开始后，穿戴VR交互设备，系统组网切换至虚拟装配场景，开始协同装配任务；步骤5）：在协同装配任务开始后，在虚拟装配场景中，系统将依据协同装配任务配置内容及结构，生成AI补位角色；步骤6）：AI补位角色生成后，角色处于AI等待指令行为；步骤7）：在协同装配任务开始后，系统基于协同装配任务，遍历装配流程中任务节点，激活虚拟现实场景中虚拟交互对象，等待协同人员交互操作或AI补位角色交互操作；步骤8）：在系统遍历虚拟交互对象装配流程中，当协同人员对任务节点指定的虚拟网格模型作交互操作时，碰撞事件响应并通过声音场事件等待AI补位角色或协同人员进一步交互操作；步骤9）：当AI补位角色智能感知后，通过逻辑策略行为树决定其行为方式；步骤10）：直至系统遍历协同装配任务装配流程结束，既系统认为该协同装配任务完成。进一步的，所述步骤1）中，多人协同装配任务包含装配任务内容及结构、最大协同装配人数、选择的参与协同装配人员、培训时长、是否允许角色智能补位。进一步的，在多人协同装配任务开始前，将由功能权限者对其选择的装配任务其它属性进行定义，其他属性包括：选择参与装配的人员信息、培训模式等。进一步的，所述步骤9）中，逻辑策略行为树包括分支根节点、条件节点、平行节点、行为节点。进一步的，所述分支根节点定义树形分支的根以及执行该分支子节点的基本规则。进一步的，所述条件节点用于定义行为树中分支或单个任务节点是否可执行，它接收AI智能感知输入，根据AI智能感知输入条件决定该执行哪一节点或分支根节点。进一步的，所述平行节点定义AI行为节点或分支根节点的状态监测及更新，定义了行为节点或分支根节点何时执行，以什么频率执行。进一步的，所述行为节点定义AI补位角色的AI行为，最终指向VR虚拟交互角色，通过行为节点可以使得其角色移动至指定位置，推送AI角色交互动作，播放等待动画。本专利技术与现有技术相比，具有的优点及有益效果：在现有工业模拟装配领域中，常见于基于虚拟现实技术的单人单机或联机的装配流程模拟。在实际应用场景中，受培训人员配置不足，受训人员培训进度各异，降低人员受岗成本等情况限制下，本专利技术中多人协同装配角色智能补位为受训人员提供AI虚拟角色补位。此AI角色存在定义上，既能为协同人员在装配流程模拟中提供协同功能，也能在前期的演示模拟教学中，提供演示教学任务，通过反复的模拟训练，降低了人员学习成本，提高装配流程认知。本专利技术多人协同装配角色智能基于AI行为树设计，与现有技术传统行为树相比，主要从以下方面进行了设计优化：本专利技术基于传统行为树进行了主要两个方面的优化，主要表现优点在于基于此行为树作程序设计时创造的树更加明确，易于观察和理解，使得AI角色基于行为树的行为目的更加高效。如下：1.基于事件驱动的行为树：传统行为树通过循环帧进行树形遍历迭代，始终一直检查所有相关的变化是否已发生，影响了AI响应效率及其性能。本专利技术中行为树优化使用外部事件驱动方式，被动监听可用于触发行为树中变化的事件。一旦此事件响应，使得当前行为树中所有低优先级任务被中止，或优先执行受当前事件响应的高优先级分级。这使得行为树避免了每帧进行不必要的遍历迭代，从而达到AI角色行为响应更加快速和明确的目的。2．基于行为树中并发行为的优化：传统行为树基于并行合成节点处理AI的并发行为，这意味着该节点会同时在其所有子项上执行。为了避免使用其节点的复杂性及提升效率，本专利技术使用平行节点对其优化，平行节点包含了一个主要且必须单点任务节点和一个次要且非必要的完整子树。从概念上讲，设计AI行为响应时，根据其任务需要，允许其只存在受事件监听的一个主要任务平行节点或包含一个次要任务子树。这样使得平行节点的概念相对于并行合成节点更加简单，更加轻松的使用事件驱动的优化。附图说明图1为本专利技术的流程示意图；图2为本专利技术的多人协同装配示意图；图3为本专利技术的多人协同装配角色智能补位示意图；图4为本专利技术的AI补位角色智能感知示意图；图5为本专利技术的AI逻辑决策行为树示意图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，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方式，都属于本专利技术保护的范围。因此，以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多人协同装配角色智能补位方法，其特征在于：包括以下具体步骤：/n步骤1）：权限使用者向装配人员主机系统发送一个多人协同装配任务；/n步骤2）：权限使用者点选允许角色智能补位选项，既系统激活此任务允许角色智能补位；/n步骤3）：权限使用者选择需要协同培训任务的人员，点击发送操作后，既向需协同装配人员主机系统发送成功；/n步骤4）：协同装配人员通过主机系统选择接受的协同装配任务，点击开始后，穿戴VR交互设备，系统组网切换至虚拟装配场景，开始协同装配任务；/n步骤5）：在协同装配任务开始后，在虚拟装配场景中，系统将依据协同装配任务配置内容及结构，生成AI补位角色；/n步骤6）：AI补位角色生成后，角色处于AI等待指令行为；/n步骤7）：在协同装配任务开始后，系统基于协同装配任务，遍历装配流程中任务节点，激活虚拟现实场景中虚拟交互对象，等待协同人员交互操作或AI补位角色交互操作；/n步骤8）：在系统遍历虚拟交互对象装配流程中，当协同人员对任务节点指定的虚拟网格模型作交互操作时，碰撞事件响应并通过声音场事件等待AI补位角色或协同人员进一步交互操作；/n步骤9）：当AI补位角色智能感知后，通过逻辑策略行为树决定其行为方式；/n步骤10）：直至系统遍历协同装配任务装配流程结束，既系统认为该协同装配任务完成。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于多人协同装配角色智能补位方法，其特征在于：包括以下具体步骤：
步骤1）：权限使用者向装配人员主机系统发送一个多人协同装配任务；
步骤2）：权限使用者点选允许角色智能补位选项，既系统激活此任务允许角色智能补位；
步骤3）：权限使用者选择需要协同培训任务的人员，点击发送操作后，既向需协同装配人员主机系统发送成功；
步骤4）：协同装配人员通过主机系统选择接受的协同装配任务，点击开始后，穿戴VR交互设备，系统组网切换至虚拟装配场景，开始协同装配任务；
步骤5）：在协同装配任务开始后，在虚拟装配场景中，系统将依据协同装配任务配置内容及结构，生成AI补位角色；
步骤6）：AI补位角色生成后，角色处于AI等待指令行为；
步骤7）：在协同装配任务开始后，系统基于协同装配任务，遍历装配流程中任务节点，激活虚拟现实场景中虚拟交互对象，等待协同人员交互操作或AI补位角色交互操作；
步骤8）：在系统遍历虚拟交互对象装配流程中，当协同人员对任务节点指定的虚拟网格模型作交互操作时，碰撞事件响应并通过声音场事件等待AI补位角色或协同人员进一步交互操作；
步骤9）：当AI补位角色智能感知后，通过逻辑策略行为树决定其行为方式；
步骤10）：直至系统遍历协同装配任务装配流程结束，既系统认为该协同装配任务完成。


2.根据权利要求1所述的一种基于多人协同装配角色智能补位方法，其特征在于：所述步骤1）中，多人协同装配任务包含装配任务内容及结构、...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁晓，李健，曹虎，陈蓉然，刘小林，刘玉松，唐健钧，袁曦，朱云，何磊，汪归归，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，四川知周科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51