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摘要
机场助航灯具清洗设备工作时需要远程实时监测设备状态和清洗质量。数字孪生可用于目标对象的过程仿真和监测，通过虚拟平台映射清洗设备的工作情况，而目前虚拟环境的建立仍大量依赖于数据驱动，自身缺乏感知进化和虚拟仿真的能力，且对被执行件的关注较少。针对以上问题，设计了基于多物理引擎的数字孪生系统，该系统利用CoppeliaSim构建数据和脚本双驱动的虚拟空间，融合了虚拟传感和视觉检测，并通过BlueZero实现实时通信。此外，为解决通信延迟造成的数据流阶梯跳跃的问题，本文提出一种基于改进均值滤波的运动增强算法，内嵌在Qt建立的数据集成子系统中。实验结果表明，经运动增强后该系统的虚实同步误差为74ms，满足同步性要求；清洗机械臂关节角度跟踪的均方误差为0.827°，末端空间位置跟踪误差不超过2.775mm，满足跟踪精度要求；所建立的孪生粒子模型能够动态呈现灯具被清洗时的污斑状况，证明了所提数字孪生系统的合理性，满足助航灯具清洗过程的应用需求。
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单位中国民航大学; 自动化学院
