一種無人機(jī)機(jī)械臂的控制方法和裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無人機(jī)機(jī)械臂的控制方法和裝置，該方法包括：可穿戴傳感設(shè)備獲取用戶手臂的運(yùn)動(dòng)信息，并將所述運(yùn)動(dòng)信息發(fā)送至第一控制器，所述第一控制器對(duì)所述運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行濾波和編碼生成控制指令，并將所述控制指令發(fā)送至終端的無線發(fā)射器；所述終端的無線發(fā)射器發(fā)送所述控制指令至無人機(jī)，所述無人機(jī)的第二控制器對(duì)所述控制指令進(jìn)行解碼得到控制信息，所述無人機(jī)的機(jī)械臂根據(jù)所述控制信息進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。本方案實(shí)現(xiàn)了對(duì)無人機(jī)機(jī)械臂的高精度遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)同步控制，該方案穩(wěn)定性強(qiáng)，控制方法簡(jiǎn)單且可完成復(fù)雜的操控動(dòng)作以適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境的任務(wù)。
【專利說明】
一種無人機(jī)機(jī)械臂的控制方法和裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明實(shí)施例涉及硬件控制技術(shù)，尤其涉及一種無人機(jī)機(jī)械臂的控制方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展，人們逐漸開始使用機(jī)器人來協(xié)助人們的日常工作，針對(duì)一些復(fù)雜的任務(wù)，通常在機(jī)器人上設(shè)置有機(jī)械臂，通過機(jī)械臂來執(zhí)行更加精細(xì)的操作。
[0003]現(xiàn)有的機(jī)器人多為地面機(jī)器人，其機(jī)械臂在進(jìn)行遠(yuǎn)程任務(wù)中，應(yīng)用環(huán)境存在一定的局限性，一般適用于陸地救援，事故處理等，對(duì)于遠(yuǎn)距離高空或者水面任務(wù)的情況并不適用，同時(shí)大量廢墟等復(fù)雜條件地形，地面機(jī)器人機(jī)械臂也存在局限性。特別是對(duì)于水面環(huán)境或者水陸兩棲環(huán)境，地面機(jī)器人機(jī)械臂存在明顯的不足。另外，現(xiàn)有的地面機(jī)器人機(jī)械臂遠(yuǎn)程同步任務(wù)，一般使用遙控器控制機(jī)械臂或者攝像頭來執(zhí)行任務(wù)，這并不能很好的模擬人手臂同步執(zhí)行任務(wù)的過程，特別是對(duì)于新用戶，往往需要很長(zhǎng)時(shí)間的操作訓(xùn)練，才能熟悉對(duì)地面機(jī)器人機(jī)械臂任務(wù)執(zhí)行的控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種無人機(jī)機(jī)械臂的控制方法和裝置，以實(shí)現(xiàn)對(duì)無人機(jī)機(jī)械臂的高精度遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)同步控制，該方案穩(wěn)定性強(qiáng)，控制方法簡(jiǎn)單且可完成復(fù)雜的操控動(dòng)作以適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境。
[0005]第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種無人機(jī)機(jī)械臂的控制方法，包括:
[0006]可穿戴傳感設(shè)備獲取用戶手臂的運(yùn)動(dòng)信息，并將所述運(yùn)動(dòng)信息發(fā)送至第一控制器，所述第一控制器對(duì)所述運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行濾波和編碼生成控制指令，并將所述控制指令發(fā)送至終端的無線發(fā)射器；
[0007]所述終端的無線發(fā)射器發(fā)送所述控制指令至無人機(jī)，所述無人機(jī)的第二控制器對(duì)所述控制指令進(jìn)行解碼得到控制信息，所述無人機(jī)的機(jī)械臂根據(jù)所述控制信息進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。
[0008]第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種無人機(jī)機(jī)械臂的控制裝置，包括:
[0009]可穿戴傳感設(shè)備，用于獲取用戶手臂的運(yùn)動(dòng)信息，并將所述運(yùn)動(dòng)信息發(fā)送至第一控制器；
[0010]所述第一控制器，用于對(duì)所述運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行濾波和編碼生成控制指令，并將所述控制指令發(fā)送至終端的無線發(fā)射器；
[0011]所述終端的無線發(fā)射器，用于發(fā)送所述控制指令至無人機(jī)；
[0012]第二控制器，用于對(duì)所述控制指令進(jìn)行解碼得到控制信息；
[0013]機(jī)械臂，用于根據(jù)所述控制信息進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，其中所述第二控制器和所述機(jī)械臂集成在無人機(jī)中。
[0014]本發(fā)明通過可穿戴傳感設(shè)備獲取用戶手臂的運(yùn)動(dòng)信息，并將所述運(yùn)動(dòng)信息發(fā)送至第一控制器，所述第一控制器對(duì)所述運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行濾波和編碼生成控制指令，并將所述控制指令發(fā)送至終端的無線發(fā)射器，所述終端的無線發(fā)射器發(fā)送所述控制指令至無人機(jī)，所述無人機(jī)的第二控制器對(duì)所述控制指令進(jìn)行解碼得到控制信息，所述無人機(jī)的機(jī)械臂根據(jù)所述控制信息進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，解決現(xiàn)有的機(jī)器人在執(zhí)行任務(wù)過程中在面臨復(fù)雜環(huán)境無法有效、準(zhǔn)確的執(zhí)行任務(wù)的問題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)無人機(jī)機(jī)械臂的高精度遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)同步控制，該方案穩(wěn)定性強(qiáng)，控制方法簡(jiǎn)單且可完成復(fù)雜的操控動(dòng)作以適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的無人機(jī)機(jī)械臂的控制方法的流程圖；
[0016]圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的搭載機(jī)械臂的無人機(jī)示意圖；
[0017]圖3是本發(fā)明實(shí)施例二提供的無人機(jī)機(jī)械臂的控制方法的流程圖；
[0018]圖4是本發(fā)明實(shí)施例三提供的無人機(jī)機(jī)械臂的控制方法的流程圖；
[0019]圖5是本發(fā)明實(shí)施例四提供的無人機(jī)機(jī)械臂的控制裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖6是本發(fā)明實(shí)施例五提供的無人機(jī)機(jī)械臂的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖7為本發(fā)明實(shí)施例五提供的機(jī)械臂模擬人體手臂運(yùn)動(dòng)的過程示意圖；
[0022]圖8為本發(fā)明實(shí)施例五提供的人體手臂和機(jī)械臂的對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明?？梢岳斫獾氖牵颂幩枋龅木唧w實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對(duì)本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。
[0024]實(shí)施例一
[0025]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的無人機(jī)機(jī)械臂的控制方法的流程圖，本實(shí)施例可適用于需要在復(fù)雜環(huán)境下高精確性的執(zhí)行任務(wù)的情況，該方法可以由無人機(jī)和使用端設(shè)備來執(zhí)行，具體包括如下步驟:
[0026]步驟101、可穿戴傳感設(shè)備獲取用戶手臂的運(yùn)動(dòng)信息，并將所述運(yùn)動(dòng)信息發(fā)送至第一控制器，所述第一控制器對(duì)所述運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行濾波和編碼生成控制指令，并將所述控制指令發(fā)送至終端的無線發(fā)射器。
[0027]其中，可穿戴設(shè)備可直接穿戴在用戶手臂上，其通過集成的硬件和軟件可以完成強(qiáng)大的交互功能。示例性的，當(dāng)用戶手臂進(jìn)行擺動(dòng)時(shí)，可穿戴傳感設(shè)備內(nèi)部集成的傳感器可感知、采集手臂的擺動(dòng)方向、距離等參量。傳感器獲取手臂的運(yùn)動(dòng)信息后將該運(yùn)動(dòng)信息發(fā)送至第一控制器，可選的，傳感器和第一控制器通過藍(lán)牙4.0進(jìn)行通信交互，所述控制器中的濾波單元首先對(duì)該運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行濾波，去除噪聲干擾后通過編碼單元根據(jù)該濾波后的運(yùn)動(dòng)信息生成控制指令，再將該控制指令發(fā)送至終端的無線發(fā)射器?？蛇x的，該控制器可集成在可穿戴傳感設(shè)備上，可穿戴傳感設(shè)備和終端通過串口有線連接。
[0028]步驟102、所述終端的無線發(fā)射器發(fā)送所述控制指令至無人機(jī)，所述無人機(jī)的第二控制器對(duì)所述控制指令進(jìn)行解碼得到控制信息，所述無人機(jī)的機(jī)械臂根據(jù)所述控制信息進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。
[0029]其中，該終端可以是地面控制終端，其和無人機(jī)通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互通信，終端的無線發(fā)射器發(fā)送控制指令至無人機(jī)，無人機(jī)接收到控制指令后，通過第二控制器對(duì)該控制指令進(jìn)行解碼得到控制信息，其中該控制信息為控制無人機(jī)機(jī)械臂具體的運(yùn)動(dòng)的信息。示例性的，圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的搭載機(jī)械臂的無人機(jī)示意圖。如圖所述，無人機(jī)OI下方搭載有機(jī)械臂02。
[0030]本實(shí)施例的技術(shù)方案，可穿戴傳感獲取用戶手臂的動(dòng)作，無人機(jī)搭載的機(jī)械臂同步進(jìn)行手臂動(dòng)作模擬，解決現(xiàn)有的機(jī)器人在執(zhí)行任務(wù)過程中在面臨復(fù)雜環(huán)境無法有效、準(zhǔn)確的同步執(zhí)行任務(wù)的問題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)無人機(jī)機(jī)械臂的高精度遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)同步控制，該方案穩(wěn)定性強(qiáng)，控制方法簡(jiǎn)單且可完成復(fù)雜的操控動(dòng)作以適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境。
[0031]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述控制信息包括:至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)的自由度的控制信息。其中，機(jī)械臂通?？砂粋€(gè)或多個(gè)可旋轉(zhuǎn)的節(jié)點(diǎn)，隨著節(jié)點(diǎn)的增多，機(jī)械臂的靈活性也越高，可以采取越復(fù)雜動(dòng)作進(jìn)而完成更加復(fù)雜的任務(wù)。本方案中，控制信息根據(jù)用戶手臂節(jié)點(diǎn)擺動(dòng)的自由度確定，用于控制機(jī)械臂節(jié)點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)自由度的擺動(dòng)以模擬用戶手臂的動(dòng)作，操作過程簡(jiǎn)便易行。
[0032]實(shí)施例二
[0033]圖3為本發(fā)明實(shí)施例二提供的無人機(jī)機(jī)械臂的控制方法的流程圖，本實(shí)施例在上述各實(shí)施例的基礎(chǔ)上，給出了一種具體的無人機(jī)執(zhí)行任務(wù)的過程，該過程由兩部分組成，首先指引無人機(jī)飛行到任務(wù)地點(diǎn)，在通過機(jī)械臂來完成任務(wù)執(zhí)行，具體包括:
[0034]步驟201、無人機(jī)通過搭載的攝像頭實(shí)時(shí)采集圖像信息，并將所述圖像信息發(fā)送至所述終端以在所述終端的顯示屏上顯示。
[0035]示例性的，本方案中的無人機(jī)采用多旋翼無人機(jī)，當(dāng)無人機(jī)在飛行過程中，實(shí)時(shí)采集圖像并傳輸?shù)浇K端，終端通過顯示屏顯示無人機(jī)所處的周圍環(huán)境。
[0036]步驟202、所述無人機(jī)根據(jù)所述終端的遙控器發(fā)出的飛行指令飛行。
[0037]其中，在無人機(jī)離任務(wù)現(xiàn)場(chǎng)較遠(yuǎn)時(shí)，用戶根據(jù)終端顯示屏顯示的無人機(jī)所處的環(huán)境信息通過遙控器控制無人機(jī)的飛行到達(dá)指定現(xiàn)場(chǎng)。
[0038]步驟203、可穿戴傳感設(shè)備獲取用戶手臂的運(yùn)動(dòng)信息，并將所述運(yùn)動(dòng)信息發(fā)送至第一控制器，所述第一控制器對(duì)所述運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行濾波和編碼生成控制指令，并將所述控制指令發(fā)送至終端的無線發(fā)射器。
[0039]步驟204、所述終端的無線發(fā)射器發(fā)送所述控制指令至無人機(jī)，所述無人機(jī)的第二控制器對(duì)所述控制指令進(jìn)行解碼得到控制信息，所述無人機(jī)的機(jī)械臂根據(jù)所述控制信息進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。
[0040]本實(shí)施例的技術(shù)方案，通過終端顯示無人機(jī)的所處環(huán)境信息后，無人機(jī)根據(jù)遙控器的指令到達(dá)任務(wù)現(xiàn)場(chǎng)，用戶通過可穿戴傳感設(shè)備控制無人機(jī)掛載的機(jī)械臂執(zhí)行手臂的相應(yīng)動(dòng)作以執(zhí)行任務(wù)，解決現(xiàn)有的機(jī)器人在執(zhí)行任務(wù)過程中在面臨復(fù)雜環(huán)境無法有效、準(zhǔn)確的執(zhí)行任務(wù)的問題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)無人機(jī)機(jī)械臂的高精度遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)同步控制，該方案穩(wěn)定性強(qiáng)，控制方法簡(jiǎn)單且可完成復(fù)雜的操控動(dòng)作以適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境。
[0041 ] 實(shí)施例三
[0042]圖4是本發(fā)明實(shí)施例三提供的無人機(jī)機(jī)械臂的控制方法的流程圖，本實(shí)施例在上述各實(shí)施例的基礎(chǔ)上，給出了一種具體的機(jī)械臂的控制過程，本方案包括如下步驟。
[0043]步驟301、可穿戴傳感設(shè)備獲取用戶手臂的運(yùn)動(dòng)信息，并將所述運(yùn)動(dòng)信息發(fā)送至第一控制器，所述第一控制器對(duì)所述運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行濾波和編碼生成控制指令，并將所述控制指令發(fā)送至終端的無線發(fā)射器。
[0044]步驟302、所述終端的無線發(fā)射器發(fā)送所述控制指令至無人機(jī)，所述無人機(jī)的第二控制器對(duì)所述控制指令進(jìn)行解碼得到控制信息，所述無人機(jī)的機(jī)械臂根據(jù)所述控制信息進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。
[0045]步驟303、所述第二控制器實(shí)時(shí)獲取所述無人機(jī)的機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息，并根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息和所述控制信息實(shí)時(shí)調(diào)整所述機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)。
[0046]示例性的，第二控制器采用PID控制算法形成閉環(huán)控制，將獲取到的機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息和需要執(zhí)行的控制信息進(jìn)行比對(duì)，實(shí)時(shí)校準(zhǔn)控制機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)，以使得機(jī)械臂高效、精準(zhǔn)的模擬用戶手臂的運(yùn)動(dòng)來執(zhí)行任務(wù)。
[0047]本實(shí)施例的技術(shù)方案，解決現(xiàn)有的機(jī)器人在執(zhí)行任務(wù)過程中在面臨復(fù)雜環(huán)境無法有效、準(zhǔn)確的執(zhí)行任務(wù)的問題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)無人機(jī)機(jī)械臂的高精度遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)同步控制，該方案穩(wěn)定性強(qiáng)，控制方法簡(jiǎn)單且可完成復(fù)雜的操控動(dòng)作以適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境。
[0048]在上述各實(shí)施例的基礎(chǔ)上，可穿戴傳感設(shè)備獲取用戶手臂的運(yùn)動(dòng)信息包括:可穿戴傳感設(shè)備通過集成的慣性單元獲取用戶手臂的運(yùn)動(dòng)信息。示例性的，慣性單元用于測(cè)量物體的軸姿態(tài)角(或角速率)以及加速度?？蛇x的，以三個(gè)節(jié)點(diǎn)為例，該慣性單元包含了三個(gè)單軸的加速度計(jì)和三個(gè)單軸的陀螺，加速度計(jì)用于檢測(cè)手臂坐標(biāo)系統(tǒng)獨(dú)立三軸的加速度信號(hào)，陀螺用于檢測(cè)手臂相對(duì)于導(dǎo)航坐標(biāo)系的角速度信號(hào)，通過測(cè)量手臂在三維空間中的角速度和加速度以得到手臂的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。本方案中，通過可穿戴設(shè)備中的慣性單元來采集用戶手臂的運(yùn)動(dòng)信息，采集精確度高，合理的模擬了用戶手臂的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。
[0049]實(shí)施例四
[0050]圖5是本發(fā)明實(shí)施例四提供的無人機(jī)機(jī)械臂的控制裝置的結(jié)構(gòu)圖，如圖所示，包括:
[0051]可穿戴傳感設(shè)備41，用于獲取用戶手臂的運(yùn)動(dòng)信息，并將所述運(yùn)動(dòng)信息發(fā)送至第一控制器；
[0052]所述第一控制器42，用于對(duì)所述運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行濾波和編碼生成控制指令，并將所述控制指令發(fā)送至終端的無線發(fā)射器；
[0053]所述終端的無線發(fā)射器43，用于發(fā)送所述控制指令至無人機(jī)；
[0054]第二控制器44，用于對(duì)所述控制指令進(jìn)行解碼得到控制信息；
[0055]機(jī)械臂45，用于根據(jù)所述控制信息進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，其中所述第二控制器和所述機(jī)械臂集成在無人機(jī)中。
[0056]本實(shí)施例的技術(shù)方案，通過可穿戴傳感設(shè)備獲取用戶手臂的運(yùn)動(dòng)信息，并將所述運(yùn)動(dòng)信息發(fā)送至第一控制器，所述第一控制器對(duì)所述運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行濾波和編碼生成控制指令，并將所述控制指令發(fā)送至終端的無線發(fā)射器，所述終端的無線發(fā)射器發(fā)送所述控制指令至無人機(jī)，所述無人機(jī)的第二控制器對(duì)所述控制指令進(jìn)行解碼得到控制信息，所述無人機(jī)的機(jī)械臂根據(jù)所述控制信息進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，解決現(xiàn)有的機(jī)器人在執(zhí)行任務(wù)過程中在面臨復(fù)雜環(huán)境無法有效、準(zhǔn)確的執(zhí)行任務(wù)的問題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)無人機(jī)機(jī)械臂的高精度遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)同步控制，該方案穩(wěn)定性強(qiáng)，控制方法簡(jiǎn)單且可完成復(fù)雜的操控動(dòng)作以適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境。
[0057]在上述各個(gè)實(shí)施例的基礎(chǔ)上，所述控制信息包括:至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)的自由度的控制?目息O
[0058]在上述各個(gè)實(shí)施例的基礎(chǔ)上，還包括:攝像頭，用于實(shí)時(shí)采集圖像信息，所述攝像頭安裝在所述無人機(jī)上;所述第二控制器還用于:將所述攝像頭采集的圖像信息發(fā)送至所述終端，以顯示在所述終端的顯示屏上，并根據(jù)所述終端的遙控器發(fā)出的飛行指令控制所述無人機(jī)飛行。
[0059]在上述各個(gè)實(shí)施例的基礎(chǔ)上，所述第二控制器還用于:實(shí)時(shí)獲取所述無人機(jī)的機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息，并根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息和所述控制信息實(shí)時(shí)調(diào)整所述機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)。
[0060]在上述各個(gè)實(shí)施例的基礎(chǔ)上，所述可穿戴傳感設(shè)備具體包括:慣性單元，用于獲取用戶手臂的運(yùn)動(dòng)信息。
[0061]上述產(chǎn)品可執(zhí)行本發(fā)明任意實(shí)施例所提供的方法，具備執(zhí)行方法相應(yīng)的功能模塊和有益效果。
[0062]實(shí)施例五
[0063]圖6是本發(fā)明實(shí)施例五提供的無人機(jī)機(jī)械臂的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例可以以上述實(shí)施例為基礎(chǔ)，提供了一種優(yōu)選實(shí)例。
[0064]如圖所示，首先，無人機(jī)的攝像頭11實(shí)時(shí)采集周圍環(huán)境的影像信息，經(jīng)過視頻顯示混合器12進(jìn)行信息處理后通過無人機(jī)的無線視頻發(fā)射器13采用無線方式將該影像信息發(fā)送至地面終端的無線視頻接收器14，地面終端通過顯示屏15顯示該影像信息，反饋給用戶16。當(dāng)無人機(jī)還未到達(dá)任務(wù)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，用戶16通過遙控器22經(jīng)無線數(shù)傳發(fā)射器23發(fā)射飛行指令至無人機(jī)的無線數(shù)傳接收器24，無人機(jī)多旋翼25根據(jù)該飛行指令飛行。到達(dá)目的地后，用戶16通過可穿戴傳感設(shè)備中的人體手臂慣性傳感單元21獲取手臂的運(yùn)動(dòng)信息，該信息通過藍(lán)牙4.0傳輸至控制器31，控制器31對(duì)該信息進(jìn)行編碼后通過無線數(shù)傳發(fā)射器32發(fā)出，無人機(jī)的無線數(shù)傳接收器33接收該信息后通過控制器34的解碼得到控制信息，控制器34根據(jù)該控制信息通過機(jī)械臂電機(jī)驅(qū)動(dòng)無人機(jī)機(jī)械臂26運(yùn)動(dòng)。與此同時(shí)，無人機(jī)機(jī)械臂26在運(yùn)動(dòng)過程中，通過機(jī)械臂慣性單元35實(shí)時(shí)獲取運(yùn)動(dòng)信息并通過藍(lán)牙4.0傳輸給控制器34用于實(shí)時(shí)校準(zhǔn)無人機(jī)機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)。
[0065]具體的，通過人體手臂控制無人機(jī)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)的過程如圖7所示，圖7為本發(fā)明實(shí)施例五提供的機(jī)械臂模擬人體手臂運(yùn)動(dòng)的過程示意圖。其中，人體手臂慣性傳感單元21包括三部分，分別為慣性單元1、慣性單元2和慣性單元3，其中慣性單元I具備XjPY1兩個(gè)參量，慣性單元2具備X2—個(gè)參量，慣性單元3具備X3和Y3兩個(gè)參量，慣性單元實(shí)時(shí)獲取參量的參量值后，控制器31對(duì)該參量值進(jìn)行編碼，通過無線發(fā)射器32發(fā)送至無線數(shù)傳接收器33，無人機(jī)控制器34對(duì)信息進(jìn)行解碼后分別驅(qū)動(dòng)電機(jī)I至電機(jī)5以驅(qū)動(dòng)無人機(jī)機(jī)械臂26。其中，機(jī)械臂慣性傳感單元35同樣包括三個(gè)慣性單元(慣性單元4、慣性單元5和慣性單元6)，其中，慣性單兀4具備Xll和Yll兩個(gè)參量，慣性單兀5具備X22 —個(gè)參量，慣性單兀6具備X33和Y33兩個(gè)參量，每個(gè)參量將參量信息再反饋給控制器34。其中，Xn和Yii參量對(duì)應(yīng)于Xi和Yi參量，X22參量對(duì)應(yīng)于X2，X33和Y33參量對(duì)應(yīng)于X3和Y3參量。具體的，如圖8所示，圖8為本發(fā)明實(shí)施例五提供的人體手臂和機(jī)械臂的對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖。其中，參量Y3分別模擬了人體手臂三個(gè)關(guān)節(jié)節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)情況，示例性的，本方案還可以增加手指的慣性參量信息，如Χ4，其對(duì)應(yīng)的機(jī)械臂上的參量為Χ44。
[0066]本實(shí)施例提供的技術(shù)方案，通過無人機(jī)機(jī)械臂模擬人體手臂的運(yùn)動(dòng)情況來執(zhí)行相應(yīng)任務(wù)，解決現(xiàn)有的機(jī)器人在執(zhí)行任務(wù)過程中在面臨復(fù)雜環(huán)境無法有效、準(zhǔn)確的執(zhí)行任務(wù)的問題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)無人機(jī)機(jī)械臂的高精度遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)同步控制，該方案穩(wěn)定性強(qiáng)，控制方法簡(jiǎn)單且可完成復(fù)雜的操控動(dòng)作以適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境。
[0067]注意，上述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解，本發(fā)明不限于這里所述的特定實(shí)施例，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠進(jìn)行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會(huì)脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，雖然通過以上實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了較為詳細(xì)的說明，但是本發(fā)明不僅僅限于以上實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實(shí)施例，而本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無人機(jī)機(jī)械臂的控制方法，其特征在于，包括: 可穿戴傳感設(shè)備獲取用戶手臂的運(yùn)動(dòng)信息，并將所述運(yùn)動(dòng)信息發(fā)送至第一控制器，所述第一控制器對(duì)所述運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行濾波和編碼生成控制指令，并將所述控制指令發(fā)送至終端的無線發(fā)射器； 所述終端的無線發(fā)射器發(fā)送所述控制指令至無人機(jī)，所述無人機(jī)的第二控制器對(duì)所述控制指令進(jìn)行解碼得到控制信息，所述無人機(jī)的機(jī)械臂根據(jù)所述控制信息進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制信息包括: 至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)的自由度的控制信息。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括: 無人機(jī)通過搭載的攝像頭實(shí)時(shí)采集圖像信息，并將所述圖像信息發(fā)送至所述終端以在所述終端的顯示屏上顯示； 所述無人機(jī)根據(jù)所述終端的遙控器發(fā)出的飛行指令飛行。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述無人機(jī)的機(jī)械臂根據(jù)所述控制信息進(jìn)行運(yùn)動(dòng)之后，還包括: 所述第二控制器實(shí)時(shí)獲取所述無人機(jī)的機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息，并根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息和所述控制信息實(shí)時(shí)調(diào)整所述機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，可穿戴傳感設(shè)備獲取用戶手臂的運(yùn)動(dòng)信息包括: 可穿戴傳感設(shè)備通過集成的慣性單元獲取用戶手臂的運(yùn)動(dòng)信息。6.一種無人機(jī)機(jī)械臂的控制裝置，其特征在于，包括: 可穿戴傳感設(shè)備，用于獲取用戶手臂的運(yùn)動(dòng)信息，并將所述運(yùn)動(dòng)信息發(fā)送至第一控制器； 所述第一控制器，用于對(duì)所述運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行濾波和編碼生成控制指令，并將所述控制指令發(fā)送至終端的無線發(fā)射器； 所述終端的無線發(fā)射器，用于發(fā)送所述控制指令至無人機(jī)； 第二控制器，用于對(duì)所述控制指令進(jìn)行解碼得到控制信息； 機(jī)械臂，用于根據(jù)所述控制信息進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，其中所述第二控制器和所述機(jī)械臂集成在無人機(jī)中。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述控制信息包括: 至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)的自由度的控制信息。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括: 攝像頭，用于實(shí)時(shí)采集圖像信息，所述攝像頭安裝在所述無人機(jī)上； 所述第二控制器還用于: 將所述攝像頭采集的圖像信息發(fā)送至所述終端，以顯示在所述終端的顯示屏上，并根據(jù)所述終端的遙控器發(fā)出的飛行指令控制所述無人機(jī)飛行。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第二控制器還用于: 實(shí)時(shí)獲取所述無人機(jī)的機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息，并根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息和所述控制信息實(shí)時(shí)調(diào)整所述機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)。10.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述可穿戴傳感設(shè)備具體包括:慣性單元，用于獲取用戶手臂的運(yùn)動(dòng)信息。
【文檔編號(hào)】B25J13/00GK106064378SQ201610403018
【公開日】2016年11月2日
【申請(qǐng)日】2016年6月7日 公開號(hào)201610403018.5, CN 106064378 A, CN 106064378A, CN 201610403018, CN-A-106064378, CN106064378 A, CN106064378A, CN201610403018, CN201610403018.5
【發(fā)明人】郝祁, 蘭功金, 卜亞圣
【申請(qǐng)人】南方科技大學(xué)