[发明专利]基于虚拟现实的机器人远程示教系统有效
申请号: | 201710543418.0 | 申请日: | 2017-07-05 |
公开(公告)号: | CN107263449B | 公开(公告)日: | 2020-01-10 |
发明(设计)人: | 王硕;刘乃军;鲁涛;蔡莹皓;席宝 | 申请(专利权)人: | 中国科学院自动化研究所 |
主分类号: | B25J9/00 | 分类号: | B25J9/00;B25J9/08;B25J9/16 |
代理公司: | 11482 北京瀚仁知识产权代理事务所(普通合伙) | 代理人: | 郭文浩;王世超 |
地址: | 100080 *** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 机器人 远程示教 远端设备 头戴式显示器 图像采集模块 云端服务器 近端设备 示教操作 示教控制 图像信息 虚拟现实 三维空间 机器人控制 操作环境 场景图像 基础构建 控制手柄 位姿数据 作业现场 手柄 逼真度 构建 近端 学习 | ||
本发明涉及机器人控制技术领域,具体提供一种基于虚拟现实的机器人远程示教系统,包括云端服务器、近端设备和远端设备;近端设备包括第一图像采集模块、示教控制手柄和头戴式显示器;远端设备包括第二图像采集模块和机器人;云端服务器依据远端设备图像信息构建机器人及其作业现场的三维空间场景图像,依据近端图像信息得到示教控制控制手柄和头戴式显示器的位姿数据,并以此为基础构建了机器人的虚拟现实操作环境。依据机器人工作任务的难易程度,将机器人远程示教操作分为普通示教操作和学习示教操作。本发明提供的技术方案可以高效地对机器人进行逼真度较高的远程示教控制。
技术领域
本发明涉及机器人控制技术领域,具体涉及一种基于虚拟现实的机器人远程示教系统。
背景技术
随着机器人技术的不断发展,机器人已经在人类社会的工业生产领域当中扮演着举足轻重的角色。但现如今,机器人还未具有像人一样的智能自主工作于诸如海底探测、矿物开采、有毒物质处理等环境复杂的场所。因此针对于环境复杂的应用领域,对机器人进行远程示教控制显得尤为重要。相比于操作人员身临机器人作业现场完成对机器人的示教操作,远程对机器人示教控制,由于不能及时获得机器人在作业现场的状态信息,及作业现场的环境信息,急剧增加了示教操作任务的难度。因此,如何便捷地实现机器人的远程示教操作,使机器人以高适应性工作于环境复杂的应用场所已成为急需解决的问题。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题,即为了解决如何高效的实现对机器人进行远程示教的目标,以及提高机器人工作中对复杂环境的适应能力,本发明提供了一种基于虚拟现实的机器人远程示教系统。
本发明提供的一种基于虚拟现实的机器人远程示教系统的技术方案是:
所述基于虚拟现实的机器人远程示教系统包括云端服务器、近端设备和远端设备;
所述近端设备包括第一图像采集模块、示教控制手柄和头戴式显示器;所述第一图像采集模块,用于采集所述示教控制手柄和头戴式显示器的图像信息,并将所采集的图像信息发送至云端服务器;所述示教控制手柄,用于产生机器人执行预设任务的示教动作;所述头戴式显示器,用于显示云端服务器依据远端设备发送的图像信息构建的机器人及其作业现场的三维空间场景图像;
所述远端设备包括第二图像采集模块和机器人;所述第二图像采集模块,用于采集所述机器人及其作业现场的图像信息,并将所采集的图像信息发送至云端服务器;所述机器人,用于依据云端服务器下发的所述近端设备中示教控制手柄的位姿数据执行预设任务。
进一步地,本发明提供的一个优选技术方案为:
所述云端服务器包括:
位姿解算模块,配置为依据近端设备中第一图像采集模块所采集的图像信息,获取示教控制手柄的位姿数据和头戴式显示器的姿态角数据;
数据处理模块,配置为对位姿解算模块所获取的位姿数据和姿态角数据进行滤波处理,并将滤波后的位姿数据发送至机器人;
三维重建模块,配置为依据远端设备中第二图像采集模块所采集的图像信息,构建机器人及其作业现场的三维空间场景图像。
进一步地,本发明提供的一个优选技术方案为:
所述云端服务器还包括示教操作方式切换模块;
所述示教操作方式切换模块,配置为依据预设任务的难易程度切换对机器人进行示教控制的示教操作方式;当预设任务为简单任务时采用普通示教操作方式对机器人进行示教控制,当预设任务为复杂任务时采用学习示教操作方式对机器人进行示教控制;
其中:
所述普通示教操作方式为控制所述示教控制手柄进行一次空间运动,并将所形成的示教轨迹作为机器人执行预设任务的运动轨迹;
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