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[1]姜善英,解乃军,殷冬年,等.基于数字孪生的移动机器人虚实交互系统[J].工业仪表与自动化装置,2025,(02):69-75.[doi:10.19950/j.cnki.CN61-1121/TH.2025.02.013]
 JIANG Shanying,XIE Naijun,YIN Dongnian,et al.Virtual-physical interaction system for mobile robots based on digital twins[J].Industrial Instrumentation & Automation,2025,(02):69-75.[doi:10.19950/j.cnki.CN61-1121/TH.2025.02.013]
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基于数字孪生的移动机器人虚实交互系统(PDF)

《工业仪表与自动化装置》[ISSN:1000-0682/CN:61-1121/TH]

卷:
期数:
2025年02期
页码:
69-75
栏目:
出版日期:
2025-04-15

文章信息/Info

Title:
Virtual-physical interaction system for mobile robots based on digital twins
文章编号:
1000-0682(2025)02-0069-07
作者:
姜善英解乃军殷冬年
(南京工程学院,江苏 南京 211167)
Author(s):
JIANG Shanying XIE Naijun YIN Dongnian et al
(Nanjing Institute of Technology, Jiangsu Nanjing 211167, China)
关键词:
数字孪生移动机器人虚实交互SHA-256哈希算法
Keywords:
digital twins mobile robots virtual-physical interaction SHA-256 hash algorithm
分类号:
TP227
DOI:
10.19950/j.cnki.CN61-1121/TH.2025.02.013
文献标志码:
A
摘要:
针对当前数字孪生移动机器人虚实交互系统研究较少,数据传输缺乏安全保障等问题,设计了基于数字孪生的移动机器人虚实交互系统。首先对孪生模型进行了构建、优化与迁移;其次设计了物理实体与孪生虚体的数据交互方案,在数据传输过程中,采用SHA-256哈希加密算法保证数据传输的可靠性,为了提高数据的传输效率,使用Deflate压缩算法对消息数据轻量化,最终实现数据实时交互功能;最后以移动机器人为对象开发了虚实交互系统,验证了该系统的可行性。
Abstract:
Research on virtual-physical interaction systems for mobile robots based on digital twins is currently limited, with issues such as insecure data transmission. To address this, a virtual-physical interaction system for mobile robots based on digital twins is designed. Firstly, digital twin models are constructed, optimized, and migrated. Secondly, a data exchange scheme between physical entities and digital twin counterparts is devised. During data transmission, the SHA-256 hash encryption algorithm is employed to ensure reliability. To enhance data transmission efficiency, the Deflate compression algorithm is utilized for lightweight messaging. Ultimately, real-time interactive functionality is achieved. Finally, a virtual-physical interaction system is developed targeting mobile robots, validating the feasibility of the system.

参考文献/References:

[1] 杨萌. 移动机器人的应用现状及发展趋势分析[J]. 玩具世界, 2023(05):9-11.
[2] Grieves M. Digital twin: manufacturing excellence through virtual factory replication[J]. White paper, 2014,1(2014):1-7.
[3] 陶飞, 刘蔚然, 张萌, 等. 数字孪生五维模型及十大领域应用[J]. 计算机集成制造系统, 2019,25(01):1-18.
[4] 牛进鑫, 孙文磊, 刘国良, 等. 基于数字孪生驱动的机器人运动仿真与状态虚实同步映射研究[J]. 现代制造工程, 2024(5):48-55.
[5] LIU S, BAO J, LU Y, et al. Digital twin modeling method based on biomimicry for machining aerospace components[J]. Elsevier, 2021.
[6] ZONG X, LUAN Y, WANG H, et al. A multi-robot monitoring system based on digital twin[J]. Procedia Computer Science, 2021(183):94-99.
[7] 刘怡沛, 江龙韬, 秦岭, 等. 基于嵌入式的可移动环境监测机器人系统设计与研究[J]. 计算机测量与控制, 2023,31(2):62-68.
[8] 文国军, 祁靖烨, 赵权, 等. 基于数字孪生的工业机器人虚实联动系统开发.[J]. 机床与液压,2023,51(15),9-14.
[9] 陶飞, 刘蔚然, 张萌, 等. 数字孪生五维模型及十大领域应用[J]. 计算机集成制造系统, 2019,25(01):1-18.
[10] 廖伟智, 张彬, 徐国栋, 等. 基于数字孪生的粮库可视化监控与管理系统研发[J]. 制造业自动化,2023,45(11):202-207.
[11] 熊风光, 陈霖, 韩慧妍, 等. 基于MQTT协议的轻量化文本信息分发技术研究[J]. 计算机技术与发展, 2024,34(2):90-97.
[12] 张大松, 姜洪朝, 刘智国. 基于SHA-256的可信启动完整性校验程序设计与验证[J]. 网络安全技术与应用, 2022(3):49-51.
[13] 卓蔚. 基于MD5算法的无线传感网络用户身份分簇节点安全认证方法[J]. 单片机与嵌入式系统应用, 2023,23(02):49-52.
[14] 王瑾. 面向区块链的SHA256算法的形式化研究[D]. 北京:北京化工大学计算机技术, 2022.
[15] 刘泽超, 梁涛, 孙若尘, 等. 基于国密算法的MQTT安全机制研究与实现[J]. 计算机科学, 2024,51(2):333-342.
[16] 周卫斌, 张达强, 毕明帆, 等. 基于SSL/TLS协议的芯片测试软件平台设计[J]. 天津科技大学学报, 2022,37(03):43-48.
[17] 曹小华, 李泊桓, 徐上尉. 基于MQTT协议的物联网岸电监控系统[J]. 计算机应用与软件, 2023,40(3):11-16, 27.
[18] 李文清, 高平, 李光松. 基于数据分析的DEFLATE算法特征研究[J]. 信息工程大学学报, 2021,22(01):74-80.

相似文献/References:

[1]马 玲,牟彬瑞.移动机器人运动轨迹控制算法研究[J].工业仪表与自动化装置,2018,(04):132.[doi:1000-0682(2018)04-0000-00]
 MA Ling,MOU Binrui.Research on motion trajectory control algorithm for mobile robot[J].Industrial Instrumentation & Automation,2018,(02):132.[doi:1000-0682(2018)04-0000-00]
[2]张旭东,王国庆,刘平利,等.外置视觉监测的机器人数字孪生系统研究[J].工业仪表与自动化装置,2024,(01):47.[doi:DOI:10.19950/j.cnki.CN61-1121/TH.2024.01.011]
 ZHANG Xudong,WANG Guoqing,LIU Pingli,et al.Study on robot digital twin system with external visual monitoring[J].Industrial Instrumentation & Automation,2024,(02):47.[doi:DOI:10.19950/j.cnki.CN61-1121/TH.2024.01.011]
[3]刘 畅,葛达明,徐振伟,等.基于3C行业自动化智慧工厂应用[J].工业仪表与自动化装置,2024,(02):44.[doi:DOI:10.19950/j.cnki.CN61-1121/TH.2024.02.008]
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[4]刘永刚,姚立权.基于数字孪生的涡轮焊接与视觉检测应用研究[J].工业仪表与自动化装置,2025,(01):60.[doi:10.19950/j.cnki.CN61-1121/TH.2025.01.011]
 LIU Yonggang,YAO Liquan.Application research of turbine welding and visual detection based on digital twin[J].Industrial Instrumentation & Automation,2025,(02):60.[doi:10.19950/j.cnki.CN61-1121/TH.2025.01.011]

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期:2024-07-30第一作者:姜善英(1997—),男,江苏徐州人,硕士在读,研究方向为为数字孪生和智能制造技术。
更新日期/Last Update: 1900-01-01