(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210620028.X (22)申请日 2022.06.02 (71)申请人 南京维拓科技股份有限公司 地址 210012 江苏省南京市雨 花台区软件 大道11号花神大厦2 楼210室 (72)发明人 杨松贵　丁亮　臧博伟　 (74)专利代理 机构 南京科知维创知识产权代理 有限责任公司 32 270 专利代理师 杜依民 (51)Int.Cl. G05B 19/418(2006.01) G01D 21/02(2006.01) G06F 3/01(2006.01) G06T 13/20(2011.01) G06T 19/00(2011.01) (54)发明名称 一种利用物联网和虚拟现实技术实现工业 元宇宙的方法 (57)摘要 本发明提供一种利用物联网和虚拟现实技 术实现工业元宇宙的方法。 S1： 利用传感器采集 工业生产设备的数据信息； S2： 步骤S1中的传感 器将采集到的数据实时信息发送给虚拟现实工 业元宇宙系统； S3： 数字孪生体根据输入数据进 行形态展示和动画生成； S4： 工作人员 通过可穿 戴设备感知虚拟现实工业元宇宙系统中的数字 孪生体； S5： 控制器将输入指令数据转化成控制 指令， 将控制指令发送给工业生产设备， 工业生 产设备根据控制指令完成相应的动作。 本发明将 传感器数据采集的看板功能添加进XR头戴显示 器中， 实现虚拟巡检。 通过物联网技术将生产车 间的的场景及功能按钮集 成到数字孪生体中， 实 现了在XR头戴显示器中操作生产， 从而实现身临 其境的异地远程操作生产。 权利要求书1页 说明书11页 附图1页 CN 114935916 A 2022.08.23 CN 114935916 A 1.一种利用物联网和现实技术实现工业元宇宙 的方法， 其特征在于： 所述方法步骤如 下： S1： 利用传感器采集工业 生产设备的数据信息： 通过各种信息传感器、 射频识别技术、 全球定位系统、 红外感应器、 激光扫描器各种装 置与技术， 实时采集 其声、 光、 热、 电、 力学、 化学、 生物、 位置等各种需要的数据实时信息； S2： 将步骤S1中的采集到的数据实时信息发送给虚拟现实工业元宇宙系统； 虚拟工业元宇宙系统包括数字 孪生体、 控制指令集和传感器数据采集分析模块； S3： 将步骤S2中的数字 孪生体根据输入数据进行 形态展示和动画生成； 根据输入后的位置数据、 电信号数据、 图像数据、 热量数据、 受力反馈数据、 声波反馈数 据、 电压电流数据进行 形态展示和以及 在虚拟现实环境 三维模型中的动画生成； S4： 工作人员通过可穿戴设备获取步骤S3中的语音、 动作、 位置数据， 并将获得的语音、 动作、 位置数据发送给虚拟现实工业元宇宙系统， 虚拟现实工业元宇宙系统中的控制指令 集将收到的语音、 动作、 位置数据进 行转化， 转化成工业生产设备控制器能够识别的输入指 令数据； S5： 控制器将输入指令数据转化成控制指令， 将控制指令发送给工业生产设备， 工业生 产设备根据控制指令 完成相应的动作。 2.如权利要求1所述一种利用物联网和现实技术实现工业元宇宙的方法， 其特征在于： 所述步骤S2中， 数字 孪生体的构建方法， 包括如下步骤： S21： 建立工业厂房虚拟三维模型； S22： 建立工业设备、 工业生产设备零部件、 工业生产设备原材料、 工业生产设备所需的 操作工具、 现场作业人员虚拟三维模型； S23： 将工业设备、 工业生产设备零部件、 工业生产设备原材料、 工业生产设备所需的操 作工具虚拟三维模型放置在业厂房虚拟三维模型内。 3.如权利要求1所述一种利用物联网和现实技术实现工业元宇宙的方法， 其特征在于： 所述步骤S4中可穿戴设备包括XR头戴显示器。 4.如权利要求3所述一种利用物联网和现实技术实现工业元宇宙的方法， 其特征在于： 所述穿戴设备还 包括捕捉摄 像头以及语音识别设备。 5.如权利要求1所述一种利用物联网和现实技术实现工业元宇宙的方法， 其特征在于： 所述控制指令集为通过鼠标键盘向工业控制器输入的特定的字符， 所述控制指 令集基于特 定算法转 化为二进制代码实现特定电路指令的输入， 从而实现工业设备控制。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114935916 A 2一种利用物联网和虚拟现实技术实现工 业元宇宙的方 法 技术领域 [0001]本发明涉及基于物联网的交互和展示， 涉及仿真技术、 电子学、 计算机图形学和信 息处理等技术领域， 具体涉及一种利用物联网和虚拟现实技 术实现工业元宇宙的方法。 背景技术 [0002] 物联网 （Internet  of Things， 简称IoT） 是指通过各种信息传感器、 射频识别技 术、 全球定位系统、 红外感应器、 激光扫描器等各种装置与技术， 实时采集任何需要监控、 连 接、 互动的物体或过程， 采集其声、 光、 热、 电、 力 学、 化学、 生物、 位置等各种需要的信息， 通 过各类可能的网络接入， 实现物与物、 物与人的泛在连接， 实现对物品和过程的智能化感 知、 识别和管理。 物联网是一个基于互联网、 传统电信网等的信息承载体， 它让所有能够被 独立寻址的普通物理对象形成互联互通的网络 。 [0003]虚拟现实技术 （VR） 是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统， 它利用计 算机生成一种模拟环境， 使用户沉浸到该环境中。 虚拟现实技术就是利用现实生活中的数 据， 通过计算机技术产生的电子信号， 将其与各种输出设备结合使其转化为能够让人们感 受到的现象， 这些现象可以是现实中真真切切的物体， 也可以是我们肉眼所看不到的物质， 通过三维模型表现出来。 因为这些现象不是我们直接所能看到的， 而是通过计算机技术模 拟出来的现实中的世界， 故称为虚拟现实。 [0004]虚拟现实技术受到了越来越多人的认可， 用户可以在虚拟现实世界体验到最真实 的感受， 其模拟环境的真实性与现实世界难辨真假， 让人有种身临其境的感觉； 同时， 虚拟 现实具有一切人类所拥有的感知功能， 比如听觉、 视觉、 触觉、 味觉、 嗅觉等感知系统； 最后， 它具有超强的仿 真系统， 真正 实现了人机交互， 使 人在操作过程中， 可以随意操作并且得到 环境最真实的反馈。 正是虚拟现实技术的存在性、 多感知性、 交互性等特征使它受到了许多 人的喜爱。 [0005]元宇宙 （Metaverse） 是利用科技手段进行链接与创造的， 与现实世界映射和交互 的虚拟世界， 具备新型社会体系的数字生活空间。 元宇宙本质上是对现实世界的虚拟化、 数 字化过程， 需要对内容生产、 经济系统、 用户体验以及实体世界内容等进行大量改造。 但元 宇宙的发展是循序渐进的， 是在共享的基础设施、 标准及协议的支撑下， 由众多工具、 平台 不断融合、 进化而最终成形。 它基于扩展现实技术提供沉浸式体验， 基于数字孪生技术生成 现实世界的镜像， 基于区块链 技术搭建经济体系， 将虚拟 世界与现实世界在经济系统、 社 交 系统、 身份系统上密切融合， 并且允许每 个用户进行内容 生产和世界编辑。 [0006]结合物联网和虚拟现实技术， 采用工业元宇宙虚拟现实技术， 使得工人置身于模 拟的工厂环境中， 通过手势识别语交互别等人机交互方式来遥控工厂内部的机械， 模拟在 工厂工位上实施生产成为可能。 发明内容 [0007]为了解决上述技术问题， 本发明提出一种利用物联 网和虚拟现实技术实现工业元说　明　书 1/11 页 3 CN 114935916 A 3