[发明专利]机械手臂控制装置，包含该控制装置的机械手臂系统及机械手臂控制方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种机械手臂控制方法及装置，特别是关于一种基于姿势辨认的机械手臂控制装置与机械手臂控制方法，以及使用该控制方法与控制装置的机械手臂系统。

背景技术

机械手臂又称为机器人，是一种广泛应用在工业制造的机器。近年来已经进入例如外层空间、海底、医疗、军事、农业、保全、服务业、休闲娱乐，甚至日常生活等等各种领域。

拟人机器人通常是指高度模拟人类行为，甚至生理现象的人形机器人。但是，拟人机器人的控制，应用在工业机器人，已经成为一种新兴的控制方法。理论上，如果可以使机械手臂或手指以近似于人类手臂或手指的运动方式运动，将可以执行更为精细的工作。因此，各种控制或训练机械手臂或手指模仿人类手臂或手指运动的技术，乃应运而生。

中国实用新型专利CN 203418539U号揭示一种具有图像识别系统的猜拳机器人。该机器人配置一个摄影机，利用影像识别技术，辨认对手的手势，并随机产生猜拳手势。

美国专利US 9129154B2为发明名称姿势辨认装置，包含该姿势辨认装置的机械手，以及使用该姿势辨认装置的姿势辨认方法 (Gesture recognition apparatus,robot system including the same and gesture recognition method using the same)的专利，揭示一种包含手势辨认装置的机械手，利用人脸辨识技术定义出一手势区，再对该手势区以影像辨认技术辨认手势。手势辨认的参数包括位置、移动方向及形状改变。该专利建议利用这种技术，作为人形机器人的控制装置。

Sylvain Calinon et al.在论文Stochastic Gesture Production and recognition model for a humanoid robot(人形机器人的手势随机产生和识别模型)中揭示一种供使用于人形机器人控制的姿势辨认方法。该系统利用光学影像辨认技术，训练机械手作出与人手相同的动作。该文刊于Proceedings of 2004IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems,September 28-October 2,2004,Sendai, Japan。

美国专利公开案US 2015/109202揭示一种穿戴式肌肉电流传感器的姿势辨认系统及方法。该系统配备一个姿势库，储存多数姿势模型，利用判定树的技术，对传感器所侦测到的手臂动作进行比对，以辨认出手臂动作所代表的姿势。

韩国专利KR20080114197揭示一种穿戴式机械手臂的位置计算方法。该方法根据接收到的输入施力，推估该施力所要达到的位置，并将该机械手臂的自由端移动到该位置。

WO2009/124951公开一种应用在具有关节型四肢的移动型机器人的控制指令架构(Control-command architecture for a mobile robot using articulated limbs)。该发明是关于人形机器人的控制方法，提供一种三个计算器级别的结构，传达机械手臂的运动指令，并透过平滑化技术，达成正确的动作控制。

由上述已知技术的讨论中可知，现有的机械手臂控制技术已经可以根据人类的姿势或动作做出相同的姿势或动作。但已知技术主要是根据光学影像辨认技术，分析人类的姿势或动作。受限于光学感测技术基本上属于二维的感测技术，所能侦测到的人类姿势或动作，难以达到准确。使用其他型态的传感器虽然可以提高侦测的正确性，但需要在人类手臂等处装置多数传感器。辨认时或控制时必须计算多数传感器的参数，为其缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新颖的机械手臂控制装置，仅使用少数侦测器，即可达成使机械手臂跟随人类手臂或手指运动而运动的目的。

本发明的目的还在于提供一种机械手臂控制装置，用以正确的侦测一人类手臂或手指的运动，据以控制机械手臂的运动。

本发明的目的还在于提供一种使用该机械手臂控制装置的机械手臂系统。

本发明的目的还在于提供一种使用该机械手臂控制装置控制机械手臂运动的方法。

根据本发明的机械手臂控制装置，乃是包括：

一个运动传感器，用以配戴在一可动物体上，以感测该可动物体的运动并以无线方式输出感测结果；及