[发明专利]基于光学动作捕捉的机器人远程控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于光学动作捕捉的机器人远程控制系统及方法，所述系统包括：光学动作捕捉模块，用于使用光学设备采集用户的动作；动作捕捉模块，用于根据用户的动作计算用户的位置和姿态；机器人控制模块，用于根据用户的位置和姿态计算当前机器人运动所需的位移及角度。本发明方案使用光学装置实现对用户动作的捕捉，根据用户的动作计算用户的位置和姿态，再使用用户的位置和姿态计算当前机器人运动所需的位移及角度，可远程控制机器人进入人类无法适应的环境中完成工作，从而避免自身受到伤害。

技术领域

本发明涉及机器人远程控制，具体涉及基于光学动作捕捉的机器人远程控制系统及方法。

背景技术

21世纪以来，随着机器人技术的不断成熟，机器人技术得到了更广泛的应用。从工业机器人发展到服务型机器人，机器人逐渐走入了人们的日常生活当中，给我们带来了诸多方便。如清洁、导游、自助服务等。随着人类物质生活水平的提高及精神生活的日益丰富，未来机器人将跟人类更密切的联系在一起。

目前，机器人控制方式可归纳为三种：智能控制，本地控制和远程控制。智能控制是最高级的控制方式，即让机器人根据自主意识控制自己行为。智能控制受认知科学、神经网络及诸多学科的限制，目前尚处于探索研究阶段。本地控制，是操作人员通过控制设备，现场控制机器人。这种控制方式已广泛使用在工业生产中。远程控制，也称为遥操作，即在看不到机器人的情况下，通过控制设备，远程控制机器人。随着人类探索自然的脚步的不断迈进，所面临的工作环境也越来越恶劣，例如核工作、深海作业及太空探索。因此，远程控制越来越突显出其重要性。人类通过远程控制机器人进入自身无法适应的环境中完成工作，从而避免自身受到伤害。

目前，机器人远程控制绝大部分是基于个人电脑的。与此同时，硬件技术和动作捕捉技术的突飞猛进，使得动作捕捉可以获取用户动作，为机器人远程控制提供了一种新的思路—利用动作捕捉技术，取代个人电脑作为控制端，从而提高控制端的灵活性。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，尤其解决现有的解决现有机器人远程控制技术仅局限于个人电脑端，远程控制控制方式单一且无法拟人化的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于光学动作捕捉的机器人远程控制系统，其中，所述基于光学动作捕捉的机器人远程控制系统包括：光学动作捕捉模块，用于使用光学设备采集用户的动作；动作捕捉模块，用于根据用户的动作计算用户的位置和姿态；机器人控制模块，用于根据用户的位置和姿态计算当前机器人运动所需的位移及角度。

进一步地，所述光学动作捕捉模块包括反光mark标记以及光学摄像机，所述反光mark标记贴在用户关节处；所述光学摄像机用于追踪反光mark标记的运动来捕捉用户动作。

本发明还提供一种基于光学动作捕捉的机器人远程控制方法，其中，所述基于光学动作捕捉的机器人远程控制方法包括：

S1，使用光学设备采集用户的动作；

S2，根据用户的动作计算用户的位置和姿态；

S3，根据用户的位置和姿态计算当前机器人运动所需的位移及角度。

进一步地，所述根据用户的动作计算用户的位置和姿态操作还包括：坐标标定、轮廓提取、动作跟踪操作。

本发明方案使用光学装置实现对用户动作的捕捉，根据用户的动作计算用户的位置和姿态，再使用用户的位置和姿态计算当前机器人运动所需的位移及角度，可远程控制机器人进入人类无法适应的环境中完成工作，从而避免自身受到伤害。

附图说明

图1是本发明的一个具体实施例的基于光学动作捕捉的机器人远程控制系统示意图。

图2为本发明的一个具体实施方式中基于光学动作捕捉的机器人远程控制方法的流程图。