[01927351]智能移动机器人/装备的数字孪生系统

本项目提供一种针对复杂环境中智能移动机器人/装备的自主移动和作业行 为的高保真、高实时的精确孪生系统，系统中的虚拟孪生体具有跟物理平台完全 一致的静动态属性和特征，实现远程操控和自主运行过程中的精细控制，以及危 险环境和场景的作业推演和模拟。通过数据双向驱动方法和虚实模型实时交互技 术，利用智能移动装备与环境作用的耦合模型建立状态估计方法和地表类型-几 何特征-力学特征-物质特征的多维特征综合地图。该系统状态实时性高、地图更 新速度快，虚实模型之间位置、速度、姿态等状态偏差小，是未来智能移动机器 人/装备遥操作和自主作业的必然趋势。

主要创新点

（1）智能移动机器人/装备不同的运动模式和状态极大的影响了其与地面之 间的耦合作用，而这一作用直接影响对于机器人运动状态和移动轨迹的估计和预 测的准确性，建立考虑地面力学因素的状态估计方法，为实现数字模型和物理模 型状态迁移，进而提高孪生体保真度和实时性奠定理论基础。

（2）单一物理特征的环境地图无法满足精细控制和复杂控制的要求，分析 视-触-振觉等多种物理特征的耦合机理，利用多模态传感信息结合机器人运动状 态特征，能够进一步提高综合地图的可靠性、精确性。为机器人的远程操控和自 主控制提供有效数据支持。

（3）移动智能机器人的数字模型和物理模型的差异不仅体现在建模误差和 数据传输的滞后性上，同时体现在瞬时状态上，而在与环境作用的过程中这一问 题更加突出。探究数字模型和物理模型之间的状态差异机理和迁移补偿方法能够有效和弥补的提高数字孪生系统的保真性和实时性。