[發(fā)明專(zhuān)利]基于3D技術(shù)的機(jī)器人及其機(jī)械臂狀態(tài)的遠(yuǎn)程呈現(xiàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810195959.3
• 申請(qǐng)日: 2018-03-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108340345B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳琳;許澤希;杜凡;姜偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京華信智航科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B25J5/00
• 分類(lèi)號(hào): B25J5/00;B25J9/16
• 代理公司: 北京志霖恒遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11435
• 代理人: 郭棟梁

本發(fā)明涉及3D虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種基于3D技術(shù)的機(jī)器人及機(jī)械臂狀態(tài)的遠(yuǎn)程呈現(xiàn)的方法。所述方法利用OpenGL三維顯示，通過(guò)對(duì)機(jī)器人的各個(gè)關(guān)節(jié)角度和姿態(tài)角度的解算，將遠(yuǎn)程機(jī)器人的形態(tài)以3D的方式呈現(xiàn)在遠(yuǎn)程操控計(jì)算機(jī)的屏幕上，以便于機(jī)器人操作人員實(shí)時(shí)判斷機(jī)器人的狀態(tài)，提高機(jī)器人的工作效率，并且減少了操作人員的失誤操作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及3D虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種基于3D技術(shù)的機(jī)器人及其機(jī)械臂狀態(tài)的遠(yuǎn)程呈現(xiàn)的方法。

背景技術(shù)

對(duì)機(jī)器人遠(yuǎn)程控制和作業(yè)時(shí)，操作人員需要對(duì)機(jī)器人的關(guān)節(jié)角度以及姿態(tài)做精準(zhǔn)的判斷，現(xiàn)有的解決方案是通過(guò)機(jī)器人本身的攝像頭返回的視頻圖像以及一些狀態(tài)數(shù)值的反饋來(lái)判斷，由于攝像頭是安裝在機(jī)器人本體之上，所以通過(guò)攝像頭視頻很難觀察到機(jī)器人的全局狀態(tài)，通過(guò)反饋的姿態(tài)等數(shù)值也很難直觀的判斷機(jī)器人及其機(jī)械臂的狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于3D技術(shù)的機(jī)器人及其機(jī)械臂狀態(tài)的遠(yuǎn)程呈現(xiàn)的方法。利用OpenGL三維顯示技術(shù)，通過(guò)對(duì)機(jī)器人的各個(gè)關(guān)節(jié)角度和姿態(tài)角度的解算，將遠(yuǎn)程機(jī)器人的形態(tài)以3D的方式呈現(xiàn)在遠(yuǎn)程操控計(jì)算機(jī)的屏幕上，方便了機(jī)器人操作人員實(shí)時(shí)判斷機(jī)器人的狀態(tài)，提高了機(jī)器人的工作效率，并且極大的減少了操作人員的誤操作。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

基于3D技術(shù)的機(jī)器人及其機(jī)械臂狀態(tài)的遠(yuǎn)程呈現(xiàn)方法，所述方法利用OpenGL三維顯示技術(shù)，通過(guò)對(duì)機(jī)器人的各個(gè)關(guān)節(jié)角度和姿態(tài)角度的解算，將遠(yuǎn)程機(jī)器人的形態(tài)以3D的方式呈現(xiàn)在遠(yuǎn)程操控計(jì)算機(jī)的屏幕上，以便于機(jī)器人操作人員實(shí)時(shí)判斷機(jī)器人的狀態(tài)，提高機(jī)器人的工作效率，并且減少了操作人員的誤操作。

進(jìn)一步地，所述方法具體為：

通過(guò)機(jī)器人角度采集模塊采集機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)的角度傳感器數(shù)據(jù)，并加以換算獲得真實(shí)的角度數(shù)據(jù)；

通過(guò)機(jī)器人姿態(tài)數(shù)據(jù)采集模塊采集機(jī)器人的三軸陀螺儀、三軸加速度計(jì)以及三軸磁力計(jì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算得到機(jī)器人的實(shí)時(shí)姿態(tài)數(shù)據(jù)；

通過(guò)機(jī)器人數(shù)據(jù)傳輸模塊將機(jī)器人的所述角度數(shù)據(jù)和所述姿態(tài)數(shù)據(jù)打包，并通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸模塊將機(jī)器人的相關(guān)數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸?shù)竭h(yuǎn)程計(jì)算機(jī)；

所述遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)接收機(jī)器人的數(shù)據(jù)包并解析數(shù)據(jù)包得到相應(yīng)的姿態(tài)數(shù)據(jù)和角度數(shù)據(jù)，通過(guò)OPENGL三維顯示技術(shù)將機(jī)器人的三維模型遠(yuǎn)程呈現(xiàn)在計(jì)算機(jī)屏幕上，三維模型真實(shí)再現(xiàn)了機(jī)器人的關(guān)節(jié)角度以及機(jī)器人的俯仰角、滾轉(zhuǎn)角和方向角。

進(jìn)一步地，操作人員能夠通過(guò)觸摸改變觀察機(jī)器人的所述三維模型的視角，通過(guò)兩點(diǎn)觸摸改變所述三維模型的大小。

進(jìn)一步地，操作人員能夠通過(guò)鼠標(biāo)拖動(dòng)改變觀察機(jī)器人的所述三維模型的視角以及通過(guò)鼠標(biāo)滾輪滾動(dòng)所述三維模型的大小。

進(jìn)一步地，機(jī)器人所述三維模型能夠疊加在軟件的視頻畫(huà)面上，實(shí)現(xiàn)了背景透明化，減小占用軟件界面的面積。

其中，OpenGL是現(xiàn)有技術(shù)中非常成熟的三維顯示技術(shù)。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果：

本發(fā)明提供的基于3D技術(shù)的機(jī)器人及其機(jī)械臂狀態(tài)的遠(yuǎn)程呈現(xiàn)方法解決了現(xiàn)有技術(shù)中機(jī)器人狀態(tài)信息顯示不直觀的問(wèn)題，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程3D形式顯示機(jī)器人狀態(tài)。

本發(fā)明所述方法顯示的模型和真實(shí)機(jī)器人相似度高，不僅包含機(jī)器人的角度信息，還包括機(jī)器人的姿態(tài)信息；本發(fā)明方法中所涉及的遠(yuǎn)程呈現(xiàn)的機(jī)器人模型人機(jī)交互方便，機(jī)器人模型可以通過(guò)觸摸改變觀察機(jī)器人模型的視角，通過(guò)兩點(diǎn)觸摸改變模型的大小，同時(shí)，也可以通過(guò)鼠標(biāo)拖動(dòng)改變觀察機(jī)器人模型的視角以及通過(guò)鼠標(biāo)滾輪滾動(dòng)改變模型的大小；機(jī)器人的模型可以疊加在軟件的視頻畫(huà)面上，并且實(shí)現(xiàn)了背景透明化，保證了最小面積的占用軟件界面。