[發明專利]一種適用于機器人遙操作的仿人雙目隨動虛擬現實系統

在審

• 申請號: 202010882933.3
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN111970502A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 章昊;董二寶;甄武東;凌松;郭祥;單曉鋒;韓先國;張坤;唐旭明;柏光瑞;祝晶
• 申請（專利權）人: 國網安徽省電力有限公司淮南供電公司;中國科學技術大學;國家電網有限公司
• 主分類號: H04N13/239
• 分類號: H04N13/239;H04N13/296;H04N5/225;H04N7/18;G06F3/01
• 代理公司: 北京恒泰銘睿知識產權代理有限公司 11642
• 代理人: 王肖林

本發明涉及機器人遙操作技術領域，具體為一種適用于機器人遙操作的仿人雙目隨動虛擬現實系統，包括：二維平臺，所述二維平臺設置于機器人本體上，所述二維平臺設置有隨動機構；雙目相機，所述雙目相機設置于所述二維平臺上；VR頭盔，所述VR頭盔佩戴于操作人員的頭部，所述VR頭盔中設置陀螺儀，所述陀螺儀用于檢測頭部運動信息；控制模塊，所述控制模塊與所述陀螺儀和所述隨動機構連接，所述控制模塊用于根據所述陀螺儀檢測的頭部運動信息控制所述隨動機構驅動所述雙目相機移動。

技術領域

本發明涉及機器人遙操作的技術領域，具體為一種適用于機器人遙操作的仿人雙目隨動虛擬現實系統。

背景技術

目前機器人的環境感知主要采用位置相對機體固定的可見光相機或激光雷達，一定程度上限制了機器人的視場范圍，也使得機器人在震動或晃動干擾時難以對準目標物體，尤其是在使用主從控制手柄對機器人進行遙操作的情況。機器人遙操作系統通常采用攝像頭采集圖像信息，通過顯示器或虛擬現實頭盔來顯示圖像信息，從而使操作人員實時察看機器人的作業環境，達到視覺反饋的目的。但是，傳統方法中相機多為單目相機，且視角相對固定，難以給操作人員帶來如臨其境的立體感，也往往不能根據操作人員的觀察需求實時調節相機視角，改變視場范圍。

發明內容

本發明的目的在于提供一種適用于機器人遙操作的仿人雙目隨動虛擬現實系統，將雙目相機放置在二維云臺上，通過隨動機構控制雙目相機跟隨操作人員的頭部運動同步俯仰和旋轉，從而改變雙目相機視角，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種適用于機器人遙操作的仿人雙目隨動虛擬現實系統，包括：

二維平臺，所述二維平臺設置于機器人本體上，所述二維平臺設置有隨動機構；

雙目相機，所述雙目相機設置于所述二維平臺上；

VR頭盔，所述VR頭盔中設置陀螺儀，所述陀螺儀用于檢測頭部運動信息；

控制模塊，所述控制模塊與所述陀螺儀和所述隨動機構連接，所述控制模塊用于根據所述陀螺儀檢測的頭部運動信息控制所述隨動機構驅動所述雙目相機移動。

優選地，所述仿人雙目隨動虛擬現實系統還包括通訊模塊，所述通訊模塊與所述雙目相機和所述VR頭盔連接，所述通訊模塊用于將所述雙目相機拍攝到的圖像信息傳輸到所述VR頭盔。

優選地，所述二維平臺還包括上支撐架和下支撐架，所述上支撐架設置于所述下支撐架上，所述雙目相機設置于所述上支撐架上。

優選地，所述隨動機構包括用于驅動所述上支撐架的俯仰電機和用于驅動所述下支撐架的旋轉電機。

優選地，所述控制模塊在接收所述陀螺儀檢測的頭部運動信息后生成俯仰轉動指令和水平轉動指令，所述俯仰電機和所述旋轉電機根據俯仰轉動指令和水平轉動指令分別驅動所述上支撐架和所述下支撐架轉動。

優選地，所述俯仰電機中設置有第一編碼器，所述旋轉電機中設置有第二編碼器，所述第一編碼器和所述第二編碼器用于檢測俯仰轉動角度和水平轉動角度并反饋至所述控制模塊。

優選地，所述VR頭盔還包括檢測鏡頭，所述檢測鏡頭用于檢測操作人員的瞳距，所述雙目相機設置有兩個攝像鏡頭，所述控制模塊還用于根據所述檢測鏡頭檢測的操作人員的瞳距調節所述兩個攝像鏡頭的間距。

優選地，所述雙目相機還包括與所述控制模塊連接的電動滑軌，所述電動滑軌用于帶動所述兩個攝像鏡頭接近或者遠離。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：