[發(fā)明專利]全方位移動(dòng)機(jī)器人的控制系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710527339.0
• 申請(qǐng)日: 2017-06-30
• 公開（公告）號(hào): CN107336238A
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張雷;張凱博;郭亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京建筑大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J9/16
• 分類號(hào): B25J9/16;B25J13/08
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11002
• 代理人: 王瑩,曹杰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器人控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種全方位移動(dòng)機(jī)器人的控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來(lái)，世界各國(guó)移動(dòng)機(jī)器人研究迅猛發(fā)展。移動(dòng)機(jī)器人在無(wú)人環(huán)境中完成程序設(shè)置的任務(wù)已成為可能，并且得到了日益廣泛的關(guān)注。在智能人居環(huán)境中，要求機(jī)器人作為人的幫手，除了依靠自身設(shè)置的程序運(yùn)作行動(dòng)外，還需識(shí)別環(huán)境中的人，一方面為了安全避開人體；另一方面，能具備自主識(shí)別共居一室的人發(fā)出的工作指令，并且按照指令執(zhí)行相應(yīng)操作。

與其它種類的機(jī)器人相比，移動(dòng)機(jī)器人特別是全方位移動(dòng)機(jī)器人具備移動(dòng)功能，有很好的機(jī)動(dòng)性與靈活性，它是由傳感器、移動(dòng)載體等結(jié)構(gòu)組成的系統(tǒng)，可以代替人類進(jìn)行危險(xiǎn)環(huán)境下的工作。移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)作為前沿科學(xué)探索領(lǐng)域之一是非常重要的科研方向，與其有關(guān)的科學(xué)方法與發(fā)展程度備受國(guó)內(nèi)外專家的青睞。

鑒于此，如何對(duì)全方位移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行控制成為目前需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種全方位移動(dòng)機(jī)器人的控制系統(tǒng)，能夠高效識(shí)別人體表征肢體動(dòng)作語(yǔ)言，使操控者可通過(guò)自身動(dòng)作控制全方位移動(dòng)機(jī)器人執(zhí)行指令，操作簡(jiǎn)便，抗干擾性大大增強(qiáng)。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種全方位移動(dòng)機(jī)器人的控制系統(tǒng)，包括：全方位移動(dòng)機(jī)器人、肢體動(dòng)作指令獲取裝置和服務(wù)器；

所述全方位移動(dòng)機(jī)器人和所述肢體動(dòng)作指令獲取裝置均與服務(wù)器相連接；其中：

所述肢體動(dòng)作指令獲取裝置，用于獲取視場(chǎng)范圍內(nèi)的深度數(shù)據(jù)，利用骨骼追蹤技術(shù)對(duì)所述深度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取被測(cè)用戶多個(gè)預(yù)設(shè)關(guān)節(jié)點(diǎn)的三維坐標(biāo)；根據(jù)所述預(yù)設(shè)關(guān)節(jié)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，獲取形成被測(cè)用戶不同姿勢(shì)的關(guān)節(jié)部位角度；針對(duì)被測(cè)用戶的每一姿勢(shì)，若形成該姿勢(shì)的關(guān)節(jié)部位角度滿足形成該姿勢(shì)的預(yù)設(shè)閾值范圍，則將該姿勢(shì)對(duì)應(yīng)的控制指令發(fā)送給服務(wù)器；

所述服務(wù)器，用于接收所述肢體動(dòng)作指令獲取裝置發(fā)送的控制指令并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，以及接收全方位移動(dòng)機(jī)器人發(fā)送的查詢指令，根據(jù)所述查詢指令查找所述數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的最新的控制指令，將所述最新的控制指令返回給所述全方位移動(dòng)機(jī)器人；

所述全方位移動(dòng)機(jī)器人，用于每隔預(yù)設(shè)時(shí)間段向所述服務(wù)器發(fā)送查詢指令，接收所述服務(wù)器返回的最新的控制指令，并執(zhí)行所述最新的控制指令所對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。

可選地，所述肢體動(dòng)作指令獲取裝置，具體用于

獲取其視場(chǎng)范圍內(nèi)的深度數(shù)據(jù)；

去除所述深度數(shù)據(jù)中背景圖像深度數(shù)據(jù)，提取出被測(cè)用戶深度數(shù)據(jù)；

利用骨骼追蹤技術(shù)，從所述被測(cè)用戶深度數(shù)據(jù)中提取被測(cè)用戶各個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，并按照人體部位對(duì)提取的各個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分類，生成被測(cè)用戶的三維骨骼框架；

根據(jù)提取的關(guān)節(jié)點(diǎn)中的預(yù)設(shè)關(guān)節(jié)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，獲取形成被測(cè)用戶不同姿勢(shì)的關(guān)節(jié)部位角度；

針對(duì)被測(cè)用戶的每一姿勢(shì)，若形成該姿勢(shì)的關(guān)節(jié)部位角度滿足形成該姿勢(shì)的預(yù)設(shè)閾值范圍，則將該姿勢(shì)對(duì)應(yīng)的控制指令發(fā)送給服務(wù)器。

可選地，生成被測(cè)用戶的三維骨骼框架所基于的各個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)包括：脊柱基礎(chǔ)、脊柱中點(diǎn)、人體頸部、人體頭部、左肩、左肘、左腕、左手、右肩、右肘、右腕、右手、左髖、左膝、左踝、左腳、右髖、右膝、右踝、右腳、肩部脊柱、左手末端、左手拇指、右手末端和右手拇指。

可選地，所述預(yù)設(shè)關(guān)節(jié)點(diǎn)包括：脊柱基礎(chǔ)、左肩、左肘、左腕、右肩、右肘、右腕、左髖、左膝、左踝、右髖、右膝、右踝、肩部脊柱。

可選地，所述形成被測(cè)用戶不同姿勢(shì)的關(guān)節(jié)部位角度，包括：左肘關(guān)節(jié)角度、左肩關(guān)節(jié)角度、右肘關(guān)節(jié)角度、右肩關(guān)節(jié)角度、左膝關(guān)節(jié)角度、左髖關(guān)節(jié)角度、右膝關(guān)節(jié)角度和右髖關(guān)節(jié)角度。

可選地，所述肢體動(dòng)作指令獲取裝置為利用骨骼追蹤技術(shù)的體感設(shè)備，包括：Kinect設(shè)備。

可選地，所述全方位移動(dòng)機(jī)器人包括上下兩層：上層是機(jī)器人自身的控制裝置，下層由機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成；

所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括：通信裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、電源裝置和機(jī)器人底盤裝置；

所述通信裝置、驅(qū)動(dòng)裝置和電源裝置均安裝在所述機(jī)器人底盤裝置上，所述通信裝置和所述驅(qū)動(dòng)裝置均與所述控制裝置連接，所述驅(qū)動(dòng)裝置和所述控制裝置均與所述電源裝置連接；

其中，所述電源裝置對(duì)所述驅(qū)動(dòng)裝置和上層的控制裝置供電；

所述機(jī)器人底盤裝置，包括：驅(qū)動(dòng)輪、減震機(jī)構(gòu)和支撐架；所述驅(qū)動(dòng)輪安裝在支撐架上，并與所述驅(qū)動(dòng)裝置相連接；在所述驅(qū)動(dòng)輪與所述支撐架之間設(shè)置有減震機(jī)構(gòu)；