上海第二工业大学甘韦飞获国家专利权
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龙图腾网获悉上海第二工业大学申请的专利一种基于数字人动作映射的仿生机器人控制系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN121374639B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-06发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511947048.8,技术领域涉及:B25J9/16;该发明授权一种基于数字人动作映射的仿生机器人控制系统是由甘韦飞;张希靓;冯瑜;纪卉;韦莺莺;朱慧峰设计研发完成,并于2025-12-23向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于数字人动作映射的仿生机器人控制系统在说明书摘要公布了:本发明涉及一种基于数字人动作映射的仿生机器人控制系统,具体涉及机器人控制技术领域,解决了仿生机器人仅凭视觉难以感知物理属性的难题,通过解析数字人指尖微观色变与物体纹理形变,实现了对接触力及材质属性的精准预判,使机器人能在接触前建立适配的力学模型,系统依据环境刚度与摩擦特性动态调节机械臂的柔顺度与阻尼,实现了硬物柔抓与滑物稳抓,有效克服了传统反馈控制的滞后性,同时,结合时序前馈与能量监测机制,在确保动作零延迟同步的同时提供了碰撞保护,显著提升了机器人在复杂环境中针对易碎及柔性物体的操作稳定性与安全性。
本发明授权一种基于数字人动作映射的仿生机器人控制系统在权利要求书中公布了:1.一种基于数字人动作映射的仿生机器人控制系统,其特征在于,包括:视觉微特征提取模块、接触动力学参数推理模块、力觉阻抗控制生成模块和时界前馈执行模块,其中; 视觉微特征提取模块:接收数字人操作视频流,对人手与操作对象接触区域像素数据进行时域滤波和空间放大,提取表征接触压力的像素光强变化特征及表征物体形变的纹理梯度特征,经时间同步对齐后,生成含色彩偏移与几何形变分量的时空视觉微特征张量; 接触动力学参数推理模块:获取上述时空视觉微特征张量并输入预训练物理约束生成对抗网络,通过生成器推演对应物理属性,输出含摩擦系数、物体刚度系数及法向接触力的预测物理接触参数向量;该对抗网络含基于物理定律约束的损失函数,以校验输出参数的物理一致性; 力觉阻抗控制生成模块:采用逆动力学算法将预测物理接触参数向量映射至机器人末端执行器动力学模型,根据物体刚度系数计算目标接触刚度,结合摩擦系数得到目标接触阻尼,生成含动态刚度矩阵与阻尼矩阵参数的自适应阻抗控制指令; 时界前馈执行模块:建立预设时长前馈指令缓冲区存储控制序列,执行时采集末端传感器实际力反馈数据,通过能量状态发散度计算并比对偏差;偏差小于阈值时,优先输出预设时长前馈指令缓冲区指令驱动关节执行机构,实现精准高效控制; 在视觉微特征提取模块中,提取表征接触压力的像素光强变化特征的具体操作为: 首先将数字人操作视频流分解为多层级的拉普拉斯金字塔结构,并从拉普拉斯金字塔结构中选取包含色彩分布信息的低频图像分量作为处理对象; 随后利用短时傅里叶变换算法将低频图像分量从时域转换至频域,并在频域中划定覆盖肌肉微颤频率与血液容积变化频率的预设频带区间; 接着利用数值随频率动态变化的非线性放大增益系数,对处于预设频带区间内的色度通道信号分量执行指数级增强处理,使信噪比低于预设阈值、且分布于特定生理频带区间内的肤色变化显性化; 最后构建覆盖数字人手部区域的皮肤区域掩膜,并将增强处理后的色度通道信号分量与皮肤区域掩膜执行逐元素相乘运算,以滤除背景噪声并输出像素光强变化特征; 在视觉微特征提取模块中,提取表征物体形变的纹理梯度特征的具体操作为: 首先从拉普拉斯金字塔结构中选取包含纹理细节的高频图像分量,并在数字人手部与操作对象接触区域内计算像素点的瞬时位移速度以构建稠密光流矢量场; 随后对稠密光流矢量场执行散度运算,通过计算矢量场的通量源汇情况以量化物体表面的压缩形变程度或拉伸形变程度; 在此过程中,计算图像亮度梯度的模长以表征纹理显著性,并依据图像亮度梯度的模长对稠密光流矢量场进行加权处理以突出纹理边缘区域; 最后计算稠密光流矢量场的二阶空间变化率并乘以平滑正则化系数,将加权后的散度运算结果与二阶空间变化率进行叠加,从而生成纹理梯度特征。
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