[发明专利]一种手势控制具有辅助避障功能的移动机器人遥操作系统

说明书

本发明公开了一种手势控制具有辅助避障功能的移动机器人遥操作系统，包括肌电采集手环、用户端电脑视觉反馈装置、用户端电脑主机、深度摄像头、全向移动机器人。深度摄像头采集全向移动机器人周围的图像信息输送给用户端电脑主机，由用户端电脑视觉反馈装置显示，操作员通过观看用户端电脑视觉反馈装置上的影像，使用肌电采集手环实时控制全向移动机器人，并且全向移动机器人自身拥有基于人工势场法的避障算法进行辅助避障。

技术领域

本发明是一种手势控制具有辅助避障功能的移动机器人遥操作系统，涉及人机交互技术、遥操作技术、机器人自主避障技术的前沿应用。本发明可以为用户提供一套遥操作移动机器人的系统，让用户在电脑前使用手势控制远端的移动机器人，同时在用户做出避障的同时，机器人会根据用户的避障指令和自带避障算法，生成综合避障效果，从而提高避障效率与效果。

背景技术

随着社会的快速发展，机器人不仅在工业领域的地位得到提升，同时在各行各业，在人们的日常生活的地位也越来越重。随着机器人的需求的提升，同时，人们对机器人的控制要求也越来越高。对于移动机器人，一般包含人为控制和自动控制两种，这两种各有好处，人为控制更为人性化，自动控制更为智能。

人为控制一般使用键盘或者手柄控制，人机交互方式比较单调，效果比较差。自动控制关键在于算法，经常自动效果会产生一些冗余的动作，从而导致用户体验差。随着科技的发展，融合了人为控制和自动控制两者优点的共享控制方式诞生。

近几年来，产生了许多与该专利相关的论文和专利，分别如下：

中国公开专利号：CN106383515A，名称：一种基于多传感器信息融合的轮式移动机器人避障控制系统。该专利，使用了多种传感器，另外，其使用了全自动控制的控制模式，该专利，传感器多，成本高，算法难度大，容易存在重大漏洞，缺少人性化的控制。

中国公开专利号：CN102048499A，名称:移动机器人系统以及控制移动机器人系统的方法。该专利控制方法比较繁琐，所需要的条件比较苛刻，由于其采取的是自动控制模式，缺少人性化操作。同时，根据其通信方法，移动机器人的通信容易受到干扰。

中国公开专利号：CN106695794A，名称：一种基于表面手势肌电信号的移动机器臂系统及其控制方法。该专利，同样是使用了手势肌电信号进行控制移动机器人，但其缺少辅助避障功能，同时其肌电采集设备没有反馈功能，无法提醒用户移动机器人的位置信息。用户操作容易出错，无法及时避障。

基于上述的问题，本发明提出一种手势控制具有辅助避障功能的移动机器人遥操作系统，该系统，可以让用户在电脑前观看移动机器人采集的影像，通过影像，用户可以获取全向移动机器人的位置、环境信息，然后用户可以在肌电采集手环的帮助下，使用手臂表面手势肌电信号进行控制全向移动机器人运动及避障。其控制方式表现为用四个手势控制机器人的前进、停止、左旋转、右旋转，全向移动机器人的深度摄像头检测到有障碍物进入安全区域后，会通过肌电采集手环震动的方式提醒用户，使用户做出避障操作，同时，全向移动机器人自带的算法也会帮助机器人避障，从而达到人性化、高效率的避障效果。

发明内容

本发明为了解决现有技术上的不足，如全向机器人控制传感器繁多、用户控制方式单一、全向机器人避障效果不好等问题，提出一种手势控制具有辅助避障功能的移动机器人遥操作系统方案。本发明通过以下技术方案实现的：

一种手势控制具有辅助避障功能的移动机器人遥操作系统由肌电采集手环（1）、用户端电脑视觉反馈装置（2）、用户端电脑主机（3）、深度摄像头（4）、全向移动机器人（5）组成。肌电采集手环（1）由生物肌电传感器、IMU模块、震动模块、蓝牙模块以及电池组成；所述的深度摄像头（4）由RGB摄像头和深度传感器组成；RGB摄像头将全向移动机器人（5）周围的影像信息采集给用户端电脑视觉反馈装置（2）供用户观看。