[發明專利]基于生物電信號解碼的機器人操控方法及系統

有效

• 申請號: 201210096032.7
• 申請日: 2012-04-01
• 公開（公告）號: CN103358311B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 李光林;武振興;畢亞雷;夏侯耀紅;田嵐;張浩詩;鄒國棟
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: B25J13/08
• 分類號: B25J13/08
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司44224
• 代理人: 吳平

技術領域

本發明涉及交互技術，特別是涉及基于生物電信號解碼的機器人操控方法及系統。

背景技術

機器人廣泛應用于工業、醫學等領域。機器人系統一般由操作機(即機器人)、驅動單元、控制器和為操控機器人而連接的外部設備組成。在工業機器人系統的機器人中，機器手臂的外形出現得最多，例如，機器手臂在制造業的生產線上代替人進行焊接、裝配、搬去、加工、噴涂以及碼垛等作業。為控制機器人進行作業，大多采用離線編程的方式，通過內嵌PID(Proportion?Integration?Differentiation，比例積分微分)控制算法、模糊控制算法以及神經網絡控制模型等一種或多種融合算法的控制方式實現機器人的操控，但是，這一控制方式所能夠應用的場合非常有限，無法滿足應用的需要。

然而，機器人系統還可以通過光學攝像頭捕捉人肢體的動作，以接收人的運動信息，并進行后處理得到人體的運動特征，從而控制機器人實現運動。然而，在這一個基于視覺捕捉的人機交互方式中，需要多個攝像機同時采集人體運動區域的三維信息，并且需要在人體上佩戴感光點，其后處理的工作量大，攝像機與操作者之間不允許有障礙物，標定也非常繁瑣，尚無法應用于任何實用化的機器人系統。

發明內容

基于此，有必要提供一種操控簡便且能提高靈活性的基于生物電信號解碼的機器人操控方法。

此外，還有必要提供一種操控簡便且能提高靈活性的基于生物電信號解碼的機器人操控系統。

一種基于生物電信號解碼的機器人操控方法，包括如下步驟：

檢測生物電信號；

根據所述生物電信號識別運動意圖；

按照所述運動意圖操控機器人。

在其中一個實施例中，所述生物電信號為表面肌電信號，所述檢測生物電信號的步驟為：

通過分布于操控者手臂的傳感器采集表面肌電信號；

處理所述表面肌電信號，并轉化為數字信號。

在其中一個實施例中，所述傳感器為多個表面肌電電極。

在其中一個實施例中，所述根據所述生物電信號識別運動意圖的步驟為：

從所述數字信號中提取特征參數；

將所述特征參數輸入動作分類器得到對應的運動意圖。

在其中一個實施例中，所述按照所述運動意圖操控機器人的步驟為：

根據所述運動意圖生成控制指令；

通過所述控制指令控制機器人手臂。

一種基于生物電信號解碼的機器人操控系統，包括：

檢測裝置，用于檢測生物電信號；

識別裝置，用于根據所述生物電信號識別運動意圖；

操控裝置，用于按照所述運動意圖操控機器人。

在其中一個實施例中，所述生物電信號為表面肌電信號，所述檢測裝置包括：

傳感器，分布于操控者手臂，用于采集表面肌電信號；

處理模塊，用于處理所述表面肌電信號，并轉化為數字信號。

在其中一個實施例中，所述傳感器為多個表面肌電電極。

在其中一個實施例中，所述識別裝置包括：

特征提取模塊，用于從所述數字信號中提取特征參數；

動作分類器，用于根據所述特征參數得到對應的運動意圖。

在其中一個實施例中，所述操控裝置包括：

指令生成模塊，用于根據所述運動意圖生成控制指令；

手臂控制模塊，用于通過所述控制指令控制機器人手臂。

上述基于生物電信號解碼的機器人操控方法及系統，以生物電信號作為信息源，經過生物電信號的解碼之后得到操控者的運動意圖，并將其傳遞給機器人，使機器人模仿操控者的動作，不需要對機器人進行復雜的操作訓練，非常易于實現，操控簡便，并且提高了靈活性。

附圖說明

圖1為一個實施例中基于生物電信號解碼的機器人操控方法的流程圖；

圖2為圖1中檢測生物電信號的方法流程圖；

圖3為圖1中根據生物電信號識別運動意圖的方法流程圖；

圖4為圖1中按照運動意圖操控機器人的方法流程圖；

圖5為一個實施例中基于生物電信號解碼的機器人操控系統的結構示意圖；

圖6為圖5中檢測裝置的結構示意圖；

圖7為圖5中識別裝置的結構示意圖；

圖8為圖5中操控裝置的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，在一個實施例中，一種基于生物電信號解碼的機器人操控方法，包括如下步驟：

步驟S10，檢測生物電信號。