[發(fā)明專利]定位控制裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210355397.7
• 申請日: 2012-09-21
• 公開（公告）號: CN102871784A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設計）人: 江國來;歐勇盛;戴大偉;唐成;彭安思;杜邊境;方青松;徐揚生
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: A61F2/68
• 分類號: A61F2/68
• 代理公司: 廣州華進聯(lián)合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 吳平

技術領域

本發(fā)明涉及一種人機交互與控制技術，特別是涉及一種用于控制機械臂的定位控制裝置和方法。

背景技術

根據世界衛(wèi)生組織的統(tǒng)計數(shù)據，運動功能障礙群體已成為世界上最大的少數(shù)群體，大約有10%的世界人口即6.5億生活在各類身體殘疾中。“幫助殘疾人康復”已成為我國政府要解決的重大民生問題之一。假肢的研究與開發(fā)，對幫助運動功能缺失的殘疾人康復或進行正常生活的具有重要意義。電動機械假肢可以看成是一種與人體緊密接觸的機器人。與傳統(tǒng)假肢不同，電動機械假肢具備自行運動的能力，更有助于幫助患者進行正常的生活。

如今，電動機械假肢（機械臂）機構制作技術較為成熟。但是，這些電動機械假肢機構都依賴于人對假肢的操作控制，而對于有些迫切需要這類機械假肢的殘疾人，他們雙臂都失去了行動能力，無法完成基于操縱桿的復雜控制操作。

有一種較為熱門的技術是：目標肌肉神經分布重建（Targeted?Muscle?Re-innervations,TMR）技術，即采用接駁神經信號的方法，對殘疾人剩余肢體的肌電信號進行提取和識別，恢復肢體控制信號，進行假肢控制。

但是，由于人體神經信號差異較大而且不穩(wěn)定，難以實現(xiàn)精確的控制動作，且使用前需要長期的適應性訓練。而其他大部分的電動機械假肢的控制方法依賴于殘疾人仍然能運動的肢體，對于行動能力缺失較為嚴重的殘疾人不太適用，而這些人恰恰是對電動機械假肢需求最大的人群。

發(fā)明內容

基于此，有必要提供一種操作更方便的用于控制機械臂的定位控制裝置和方法。

一種定位控制裝置，包括激光發(fā)射器、第一攝像頭、第二攝像頭、第三攝像頭、圖像獲取模塊、圖像識別模塊、平面定位模塊、空間定位模塊，

所述激光發(fā)射器用于向外發(fā)射光路相同的可見激光和紅外激光；

所述第一攝像頭和所述第二攝像頭用于拍攝紅外圖像；

所述第三攝像頭用于拍攝彩色圖像，且所述第一攝像頭、所述第二攝像頭、所述第三攝像頭的光軸平行；

所述圖像獲取模塊用于獲取所述第一攝像頭和所述第二攝像頭拍攝的所述紅外圖像；

所述圖像識別模塊用于識別出所述第一攝像頭和所述第二攝像頭拍攝的所述紅外圖像中滿足預設條件的紅外激光光斑；

所述平面定位模塊用于以所述紅外圖像中心為原點，得到所述二幅紅外圖像中紅外激光光斑的坐標；

所述空間定位模塊用于根據所述兩幅紅外圖像中所述紅外激光光斑的坐標，以及所述第一攝像頭和所述第二攝像頭的間距，所述第一攝像頭和所述第二攝像頭焦距，計算得到所述紅外激光光斑的空間坐標。

其中一個實施例中，所述第一攝像頭、所述第二攝像頭、所述第三攝像頭的光軸平行且焦距相同，并位于一條直線上，且所述第三攝像頭位于所述第一攝像頭和所述第二攝像頭的中間。

其中一個實施例中，所述紅外激光光斑空間坐標是以所述第一攝像頭和所述第二攝像頭中心連線的中點作為空間坐標原點O，所述第一攝像頭和所述第二攝像頭中心連線為X軸，垂直向上為Y軸，向前為Z軸。

其中一個實施例中，所述圖像識別模塊用于提取出包含紅外激光點的二值圖像I_bin(x,y)，并找到二值圖像I_bin(x,y)中的所有連通域，且通過下列公式識別二值圖像中紅外激光光斑對應的連通域：