[發(fā)明專利]一種基于改進(jìn)頭姿估計(jì)方法的機(jī)器人輪椅交互控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710909411.6
• 申請(qǐng)日: 2017-09-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107621880A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐國(guó)政;孫文杰;朱博;王強(qiáng);呂呈
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F3/01
• 分類號(hào): G06F3/01;G06K9/00;A61G5/00;A61G5/10
• 代理公司: 江蘇愛(ài)信律師事務(wù)所32241
• 代理人: 唐小紅

1.一種基于改進(jìn)頭姿估計(jì)方法的機(jī)器人輪椅交互控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1，通過(guò)頭部姿態(tài)樣本庫(kù)構(gòu)建頭部姿態(tài)估計(jì)的隨機(jī)森林模型：

利用樣本庫(kù)中不同姿態(tài)的頭部深度圖像構(gòu)建頭部姿態(tài)估計(jì)的隨機(jī)森林，通過(guò)該隨機(jī)森林可以實(shí)時(shí)估計(jì)頭部的姿態(tài)數(shù)據(jù)，應(yīng)用于后面粗略檢測(cè)頭姿步驟；

S2，通過(guò)深度傳感器采集包含頭部的深度圖像并預(yù)處理：

利用Kinect采集包含頭部的深度圖像，采集速率為每秒30幀；由于原始深度數(shù)據(jù)存在噪聲干擾，因此需要對(duì)采集的深度數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，并將深度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

S3，構(gòu)建使用者的頭部點(diǎn)云模型：

利用S2中的方法得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，通過(guò)拼接多幅不同角度的頭部點(diǎn)云數(shù)據(jù)來(lái)構(gòu)建完整的頭部點(diǎn)云模型，后續(xù)將此點(diǎn)云模型作為基準(zhǔn)點(diǎn)云來(lái)使用點(diǎn)云配準(zhǔn)的方法得到精確的頭部姿態(tài)；

S4，利用隨機(jī)森林結(jié)合點(diǎn)云配準(zhǔn)的方法檢測(cè)頭部姿態(tài)：

首先利用步驟S1中的隨機(jī)森林模型估計(jì)粗略的頭部姿態(tài)，再利用得到的粗略頭部姿態(tài)結(jié)合步驟S3中的個(gè)人頭部點(diǎn)云模型通過(guò)點(diǎn)云配準(zhǔn)算法計(jì)算精確的頭部姿態(tài)，使用兩種方法的結(jié)合兼顧了頭姿檢測(cè)的實(shí)時(shí)性和精確性；

S5，通過(guò)頭部轉(zhuǎn)動(dòng)模擬控制搖桿的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人輪椅的控制：“

利用頭部轉(zhuǎn)動(dòng)模擬控制搖桿的方式直觀顯示當(dāng)前頭部姿態(tài)，通過(guò)上位機(jī)根據(jù)當(dāng)前的頭部姿勢(shì)發(fā)出對(duì)應(yīng)的控制命令給機(jī)器人輪椅，控制命令通過(guò)串口發(fā)送下位機(jī)控制器，下位機(jī)再發(fā)送控制命令給電機(jī)驅(qū)動(dòng)從而控制機(jī)器人輪椅的運(yùn)動(dòng)。