[發(fā)明專利]一種五指仿生機(jī)械手的體感控制方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410421857.0
• 申請(qǐng)日: 2014-08-25
• 公開（公告）號(hào): CN104308844A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任鵬;李明軒;余興瑞;孫文健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類號(hào): B25J9/16
• 分類號(hào): B25J9/16;B25J13/08
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種機(jī)械手控制方法，具體設(shè)計(jì)了以體感手勢(shì)圖像為輸入信號(hào)的五指仿生機(jī)械手控制方式，可以操控機(jī)械手的手指可以按照體感手勢(shì)實(shí)時(shí)地動(dòng)作，屬于智能控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)器人作業(yè)任務(wù)的復(fù)雜性也隨之不斷增加。五指仿生機(jī)械手作為一類機(jī)器人終端操作裝置，具有多自由度、多指協(xié)調(diào)、靈活性強(qiáng)的特點(diǎn)，在具有靈巧及精細(xì)要求的各類任務(wù)中取得廣泛應(yīng)用。

目前的五指仿生機(jī)械手控制方法通常采用指令性操控，即操作人員通過(guò)計(jì)算機(jī)或其它控制設(shè)備直接向五指仿生機(jī)械手發(fā)送動(dòng)作指令，操控五指仿生機(jī)械手完成指定動(dòng)作。這種控制方式簡(jiǎn)單易行，但無(wú)法令五指仿生機(jī)械手參照人類真實(shí)手勢(shì)進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作。為了讓五指仿生機(jī)械手實(shí)時(shí)模仿操作人員的手勢(shì)動(dòng)作，一類控制方式是令操作人員手上帶上數(shù)據(jù)手套，數(shù)據(jù)手套采集操作人員的手勢(shì)信息作為控制輸入信號(hào)，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)或其它控制設(shè)備對(duì)操作人員手勢(shì)判別，然后向五指仿生機(jī)械手發(fā)送對(duì)應(yīng)操控人員手勢(shì)的控制指令，從而操縱五指仿生機(jī)械手模擬操作人員的手勢(shì)動(dòng)作。這類控制方式雖然實(shí)現(xiàn)了五指仿生機(jī)械手對(duì)操作人員手勢(shì)的實(shí)時(shí)模仿，但是數(shù)據(jù)手套操作不便且成本昂貴，在實(shí)用和推廣方面具有較大局限性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)目前五指仿生機(jī)械手控制方式的局限性，提供一種以操作人員體感手勢(shì)圖像為輸入控制信號(hào)，操控五指仿生機(jī)械手的手指按照體感手勢(shì)進(jìn)行實(shí)時(shí)地動(dòng)作的機(jī)械手控制方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種五指仿生機(jī)械手的體感控制方法，該方法包括以下步驟：(1)通過(guò)體感設(shè)備采集體感圖像；(2)利用計(jì)算機(jī)程序分析體感圖像，發(fā)現(xiàn)手勢(shì)并進(jìn)行手勢(shì)判別；(3)運(yùn)用單片機(jī)設(shè)定體感手勢(shì)對(duì)應(yīng)的控制指令；(4)五指仿生機(jī)械手按照單片機(jī)的控制指令，完成指定的動(dòng)作。本發(fā)明設(shè)計(jì)了以體感手勢(shì)圖像為輸入信號(hào)的控制方式，可以操控五指仿生機(jī)械手的手指按照體感手勢(shì)進(jìn)行實(shí)時(shí)地動(dòng)作。

優(yōu)選方案：采用Leap?Motion作為體感設(shè)備采集體感手勢(shì)圖像，將采集的圖像通過(guò)USB接口傳輸至計(jì)算機(jī)。

優(yōu)選方案：通過(guò)計(jì)算機(jī)程序預(yù)定義三種體感手勢(shì)類型，分別為：五指握拳(手勢(shì)A)、食指伸出其余四指握拳(手勢(shì)B)和拇指食指彎曲成環(huán)狀其余三指伸出(手勢(shì)C)。

優(yōu)選方案：通過(guò)計(jì)算機(jī)程序發(fā)現(xiàn)體感圖像中的手勢(shì)，判定其類別并設(shè)置對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)，將控制參數(shù)值通過(guò)UART串口向MSP430單片機(jī)發(fā)送。

優(yōu)選方案：MSP430單片機(jī)根據(jù)接收到的控制參數(shù)值設(shè)置對(duì)應(yīng)的PWM波控制指令，并向機(jī)械手發(fā)送該指令。

優(yōu)選方案：五指仿生機(jī)械手根據(jù)PWM波控制指令調(diào)整舵機(jī)組狀態(tài)，完成指定的手指動(dòng)作。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明方法的流程圖。

圖2是本發(fā)明中的計(jì)算機(jī)程序流程圖。

圖3是本發(fā)明中的單片機(jī)程序流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)最佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

圖1所示為本發(fā)明的工作流程圖。步驟10開始，步驟11采用Leap?Motion作為體感設(shè)備采集手勢(shì)圖像，將采集的圖像通過(guò)USB接口傳輸至計(jì)算機(jī)。步驟12通過(guò)計(jì)算機(jī)程序發(fā)現(xiàn)體感圖像中的手勢(shì)，判定其類型(即計(jì)算機(jī)程序預(yù)定義的三種體感手勢(shì)類型，分別為：五指握拳(手勢(shì)A)、食指伸出其余四指握拳(手勢(shì)B)和拇指食指彎曲成環(huán)狀其余三指伸出(手勢(shì)C))并設(shè)置對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)，將控制參數(shù)值通過(guò)UART串口通訊向MSP430單片機(jī)發(fā)送，具體過(guò)程見圖2。在步驟13，MSP430單片機(jī)根據(jù)接收到的控制參數(shù)值設(shè)置對(duì)應(yīng)的PWM波控制指令，并向機(jī)械手發(fā)送該指令，具體過(guò)程見圖3。在步驟14，五指仿生機(jī)械手根據(jù)步驟13發(fā)送的PWM波控制指令調(diào)整舵機(jī)組狀態(tài)，完成指定的手指動(dòng)作。步驟15是結(jié)束狀態(tài)。