[发明专利]一种智元素体感机器人系统及操作方法

权利要求书

1.一种智元素体感机器人系统，包括上位机和智元素开发平台，其特征在于：所述智元素开发平台包括智元素体感机器人、智元素控制系统以及无线姿态模块，所述上位机包括姿态解算算法、体感控制模块、投影模式与技能模式合并模块，所述智元素体感机器人包括控制器、传感器、动力模块、供电模块以及信号传输模块，所述无线姿态模块包括HI221GW接收器和HI221无线姿态模块，所述智元素体感机器人与上位机通过无线姿态模块和信号传输模块信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种智元素体感机器人系统，其特征在于：所述HI221GW接收器，具有GWCH属性，通过AT+GWCH指令配置，所述HI221无线姿态模块拥有GWCH和ID两个属性。

3.根据权利要求1所述的一种智元素体感机器人系统，其特征在于：所述体感控制模块对机器人关节舵机进行限位，通过姿态解算算法，将人体关节运动状态转换成机器人关节舵机值，并将舵机值通过wifi发送给机器人。

4.根据权利要求1所述的一种智元素体感机器人系统，其特征在于：所述上位机的界面采用WPF。

5.根据权利要求1所述的一种智元素体感机器人系统，其特征在于：所述投影模式与技能模式合并模块将人体关节上的无线姿态模块是数据进行转换，最终转换成舵机值并发送给舵机。

6.根据权利要求1所述的一种智元素体感机器人系统，其特征在于：所述控制器和传感器控制机器人底盘的前进后退移动模式和左右移动模式。

7.一种权利要求1所述的智元素体感机器人系统的操作方法，其特征在于：所述姿态解算算法在系统初始化阶段，系统读取人体关节上姿态模块的初始四元数，并计算人体关节上姿态模块的初始偏置四元数；在系统工作阶段，系统读取人体关节上姿态模块的实时四元数，并计算人体关节上姿态模块的实时绝对偏置四元数；计算人体关节上姿态模块的实时相对偏置四元数；计算人体关节在三轴方向上的相对运动角度；计算机器人关节两个舵机的数字量值。

8.一种权利要求1所述的智元素体感机器人系统的操作方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、在系统初始化阶段，系统读取人体关节上姿态模块的初始四元数，并计算人体关节上姿态模块的初始偏置四元数，系统通过串口连接无线姿态模块接收器的方式，从串口中读取无线姿态模块传回来的数据，并且将数据存在数组中，系统初始化过程中已将初始四元数读取，后续运动都将以初始四元数为参考坐标；

S2、在系统工作阶段，系统读取人体关节上姿态模块的实时四元数，并计算人体关节上姿态模块的实时绝对偏置四元数，该步骤作用在于算出实时绝对偏置四元数，目的是为算出实时相对四元数做准备；

S3、计算人体关节上姿态模块的实时相对偏置四元数，得出实时相对偏置四元数，即可算出此时的动作坐标相对于初始坐标的值，这个值表征此时坐标与初始坐标的相对偏移；

S4、计算人体关节在三轴方向上的相对运动角度，将上述的相对偏移转换为相对运动角度，为后续得出舵机由初始坐标转到此时坐标的舵机值做准备；

S5、计算机器人关节两个舵机的数字量值，该步骤为将相对运动角度转换为舵机值，将该值发送给舵机即可让体感机器人复现人体动作。