[发明专利]仿人机械手臂体感控制系统及相关产品

说明书

本申请实施例提供一种仿人机械手臂体感控制系统及相关产品，其中，该系统包括：体感检测单元、运算单元、机械臂和控制单元，体感检测单元的输出端与运算单元的输入端相连接，运算单元与控制单元通过无线通信模块相连接，控制单元的输出端与机械臂的输入端相连接，其中，体感检测单元，用于获取目标用户的运动参数；运算单元，用于根据目标用户的运动参数，采用预设的算法计算得到所述机械臂的运动参数，以及将机械臂的运动参数发送给控制单元；控制单元，用于接收运算单元发送的机械臂的运动参数，根据机械臂的运动参数控制机械臂运动。能够提降低对机械臂进行控制时的时延。

技术领域

本申请涉及机器控制技术领域，具体涉及一种仿人机械手臂体感控制系及相关产品。

背景技术

体感控制是人机交互领域的热点方向，而机械臂的体感控制是当前机器人学研究中的一个新兴方向。与机械臂的传统控制方式相比，体感控制具有许多优点：直观性，便捷性和易用性。

通常，基于体感设备的控制方法采用可Kinect、深度摄像头等设备来采集骨骼信息，这种设备需要大运算力的配合，例如电脑、手机等设备,生产成本大，量产可实现化低。这些方法获取人体骨骼信息后，大多通过视觉结合深度信息来推演人体关节位置，通过复杂运算和模糊性推理射到机器人关节角用于控制机器人，导致了在运算时的运算效率低，进而造成了在对机器进行控制时的时延较高。

发明内容

本申请实施例提供一种仿人机械手臂体感控制系及相关产品，能够提降低对机械臂进行控制时的时延。

本申请实施例的第一方面提供了一种仿人机械手臂体感控制系统，所述系统包括：体感检测单元、运算单元、机械臂和控制单元，所述体感检测单元的输出端与所述运算单元的输入端相连接，所述运算单元与所述控制单元通过无线通信模块相连接，所述控制单元的输出端与所述机械臂的输入端相连接，其中，

所述体感检测单元，用于获取目标用户的运动参数；

所述运算单元，用于根据所述目标用户的运动参数，采用预设的算法计算得到所述机械臂的运动参数，以及将所述机械臂的运动参数发送给所述控制单元；

所述控制单元，用于接收所述运算单元发送的机械臂的运动参数，根据所述机械臂的运动参数控制所述机械臂运动。

结合本申请实施例的第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述目标用户的运动参数包括一下至少一种：脊柱旋转四元数QA、上臂旋转四元数QB和下臂旋转四元数QC。

结合本申请实施例的第一方面和第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述机械臂的运动参数包括上臂的运动参数和下臂的运动参数，在根据所述目标用户的运动参数，采用预设的算法计算得到所述机械臂的运动参数方面，所述运算单元具体用于：

根据所述脊柱旋转四元数QA，确定出上臂投影平面的第一坐标系，所述第一坐标系的坐标轴通过如下公式进行表示：

其中，为x轴的单位向量，为y轴的单位向量，为第一坐标系的x轴，为第一坐标系的y轴，为的逆向量，为的逆向量，Q_a为脊柱旋转四元数QA；

根据所述上臂旋转四元数QB，确定出上臂投影平面的第二坐标系，所述第一坐标系的坐标轴通过如下公式进行表示：

其中，为第二坐标系的x轴，为第二坐标系的y轴，Q_b为上臂旋转四元数QB；

在所述第一坐标系中，根据所述上臂旋转四元数，确定出所述上臂的方向向量VU，所述上臂的方向向量VU通过如下公式进行表示：

其中，V_u为上臂的方向向量VU；