[发明专利]一种机器人运动控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及机器人与生物机电领域，尤其涉及一种机器人运动控制方法。

背景技术

机器人的研究范围非常广阔，包括机器视觉、人工智能、数字信号处理、通信、计算机科学、传感与检测、控制理论、模式识别等众多学科。随着机器人技术的不断发展，其智能化水平得到了很大的提高，一方面机器人将更加广泛地代替人从事各种机械反复的、有害身体健康和危险的生产作业，另一方面越来越多的机器人进入到普通家庭中帮助人们，照顾老人、伤残人士、病人等完成各种各样的任务。

肌电信号（EMG）是众多肌纤维中运动单元动作电位（MUAP）在时间和空间上的叠加。表面肌电信号（SEMG）是浅层肌肉EMG和神经干上电活动在皮肤表面的综合效应，能在一定程度上反映神经肌肉的活动；相对于针电极EMG，SEMG在测量上具有非侵入性、无创伤、操作简单等优点。因而，SEMG在临床医学、人机功效学、康复医学以及体育科学等方面均有重要的实用价值。

机器人与生物机电相结合，就是通过让机器识别人的生物信号，并转换成相应的控制信号，最终实现更加友好的人机交互。

目前大多是机器人的控制方式多采用以下几种方式：第一种，采用按键、遥控、手柄等，这种控制方式在人机交互上不够友好；第二种，语音控制，这种方式对环境要求比较高，环境噪声很容易对控制造成干扰，而且能够识别的语言种类有限；第三种，图像识别、视觉控制，这种控制方式对处理器性能要求较高，而且需要额外安装摄像头，成本较高，正确率也有待提高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种机器人运动控制方法。

本发明的技术方案如下：

一种机器人运动控制方法，包括如下步骤：

步骤（1）：将Myo臂环戴在手臂上，通过Myo臂环检测手臂运动的加速度信号、姿态信号及肌电信号；

步骤（2）：通过蓝牙将Myo采集的信号数据传输给电脑或智能手机或平板电脑；

步骤（3）：电脑或智能手机或平板电脑通过Myo臂环的SDK编写程序，将信号数据解析并还原成用户的手势信号；

步骤（4）：电脑或智能手机或平板电脑将手势信号发送给单片机；

步骤（5）：单片机与传感器及电机或舵机控制器相连，去控制电机或舵机运动，达到控制机器人的目的。

所述的Myo臂环由Thalmic公司提供。

本发明与现有技术相比具有的有益效果：利用生物机电进行手势控制，人机交互友好，而且环境噪声不易对其产生干扰，对处理器要求也较低，不需要安装额外的摄像头，成本低廉，识别率高。而且使用的SEMG在测量上具有非侵入性、无创伤、操作简单等优点，在临床医学、人机功效学、康复医学以及体育科学等方面均有重要的实用价值。

附图说明

图1为机器人运动控制方法示意图；

图2为本发明的五种手势示意图。

具体实施方式

一种机器人运动控制方法，包括如下步骤：

步骤（1）：将Myo臂环戴在手臂上，通过Myo臂环检测手臂运动的加速度信号、姿态信号及肌电信号；

步骤（2）：通过蓝牙将Myo采集的信号数据传输给电脑或智能手机或平板电脑；

步骤（3）：电脑或智能手机或平板电脑通过Myo臂环的SDK编写程序，将信号数据解析并还原成用户的手势信号；

步骤（4）：电脑或智能手机或平板电脑将手势信号发送给单片机；

步骤（5）：单片机与传感器及电机或舵机控制器相连，去控制电机或舵机运动，达到控制机器人的目的。

所述的Myo臂环由Thalmic公司提供。

同时本发明还提供了一种机器人运动控制系统，包括Myo臂环、信号接收端、单片机、电机/舵机控制器和电机/舵机，Myo臂环通过蓝牙与信号接收端相连，信号接收端依次与单片机、电机/舵机控制器和电机/舵机相连。

由Thalmic公司设计并生产的Myo臂环，其包含1个九轴惯性传感器单元、8个表面肌电传感器和一个蓝牙接收器。其中九轴惯性传感器单元用于检测手臂运动轨迹及方位，表面肌电传感器用于检测不同手势时的手臂肌电信号，蓝牙接收器用于Myo与控制器的数据通信。所述的机器人包含一个全方位转向四轮驱动底盘及一个升降结构。机器人为完成控制动作的硬件条件，底盘驱动轮由四个舵机和四个直流无刷电机组成，升降结构由两个直线电机组成。