專利名稱：一種基于操控員頭部動作操控移動平臺的系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種移動平臺的操控系統(tǒng)，尤其涉及一種基于操控員頭部動作操控移動平臺的系統(tǒng)和方法。
背景技術：
移動機器人的操控系統(tǒng)一般需要利用操控員的手去操作操控桿或鍵盤按鈕等界面從而發(fā)出操控指令。此方法最大的缺點是占用了操控員手部的活動能力，減低操控員同一時間操控移動平臺的移動以及移動平臺上其他單元的可能性。

發(fā)明內容
本發(fā)明的特征和優(yōu)點在下文的描述中部分地陳述，或者可從該描述顯而易見，或者可通過實踐本發(fā)明而學習。為了使操控員同一時間進行更多的操作，本發(fā)明提供一種基于操控員頭部動作操控移動平臺的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明解決現(xiàn)有技術的問題所采用的技術方案如下根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供的一種基于操控員頭部動作操控移動平臺的系統(tǒng)包括操控端和受控端，受控端包括移動平臺和視頻采集模塊，操控端包括頭部動作檢測模塊、操控指令模塊和視頻顯示模塊；其中頭部動作檢測模塊，用于獲取操控員的頭部位置和姿態(tài)角度，并將頭部位置信息和姿態(tài)角度信息發(fā)送給操控指令模塊；操控指令模塊，用于根據(jù)操控員的頭部位置信息向移動平臺發(fā)送控制移動平臺移動的移動指令，以及用于根據(jù)操控員的頭部姿態(tài)角度信息向移動平臺發(fā)送控制視頻采集模塊姿態(tài)角度的姿態(tài)指令；移動平臺，用于接收移動指令進行移動進而控制視頻采集模塊移動，以及用于接收姿態(tài)指令進而控制視頻采集模塊的姿態(tài)角度；視頻采集模塊，用于采集移動平臺周圍的視頻，并將視頻發(fā)送給視頻顯示模塊；視頻顯示模塊，用于接收并顯示從視頻采集模塊接收的視頻。作為優(yōu)選的實施例，移動平臺上設置視頻采集模塊云臺，視頻采集模塊安裝在視頻采集模塊云臺上，視頻采集模塊云臺用于接收姿態(tài)指令，并根據(jù)姿態(tài)指令控制視頻采集模塊的姿態(tài)角度。作為優(yōu)選的實施例，頭部動作檢測模塊包括一個或一個以上的第一攝像頭、圖像分析單元和發(fā)送單元，其中第一攝像頭用于拍攝操控員的頭部影像并傳送給圖像分析單元；圖像分析單元用于根據(jù)操控員的頭部影像解析頭部位置信息和姿態(tài)角度信息，并傳送給操控指令模塊。作為優(yōu)選的實施例，操控指令模塊包括指令生成單元和指令發(fā)送單元，其中
指令生成單元用于根據(jù)操控員的頭部位置信息和姿態(tài)角度信息生成移動指令和姿態(tài)指令發(fā)送給指令發(fā)送單元；指令發(fā)送單元用于向移動平臺發(fā)送移動指令控制移動平臺的移動，向視頻采集模塊云臺發(fā)送姿態(tài)指令控制視頻采集模塊的姿態(tài)角度。作為優(yōu)選的實施例，視頻采集模塊包括一個或以上的第二攝像頭以及視頻發(fā)送單元，第二攝像頭都裝置一個視頻采集模塊云臺上，或者每個攝像頭分別裝置有一個視頻采集模塊云臺。作為優(yōu)選的實施例，移動平臺包括海、陸、或空中的移動平臺。作為優(yōu)選的實施例，移動平臺被遠程操控、或者是乘載操控員。本發(fā)明還提供一種基于操控員頭部動作操控移動平臺的方法，該方法包括獲取操控員的頭部位置信息和姿態(tài)角度信息；根據(jù)操控員的頭部位置信息和姿態(tài)角度信息，控制移動平臺的移動以及視頻采集模塊的姿態(tài)角度。作為優(yōu)選的實施例，根據(jù)操控員的頭部位置信息和姿態(tài)角度信息，控制移動平臺的移動以及視頻采集模塊的姿態(tài)角度，具體包括以下步驟根據(jù)頭部姿態(tài)角度(α , β, Y )控制視頻采集模塊沿其坐標系統(tǒng)各個軸的轉向速度U，V, W
權利要求
1.一種基于操控員頭部動作操控移動平臺的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括操控端和受控端，所述受控端包括移動平臺和視頻采集模塊，其特征在于，所述操控端包括頭部動作檢測模塊、操控指令模塊和視頻顯示模塊；其中 所述頭部動作檢測模塊，用于獲取操控員的頭部位置和姿態(tài)角度，并將所述頭部位置信息和姿態(tài)角度信息發(fā)送給所述操控指令模塊； 所述操控指令模塊，用于根據(jù)所述操控員的頭部位置信息向所述移動平臺發(fā)送控制所述移動平臺移動的移動指令，以及用于根據(jù)所述操控員的頭部姿態(tài)角度信息向所述移動平臺發(fā)送控制所述視頻采集模塊姿態(tài)角度的姿態(tài)指令； 所述移動平臺，用于接收所述移動指令進行移動進而控制所述視頻采集模塊移動，以及用于接收所述姿態(tài)指令進而控制所述視頻采集模塊的姿態(tài)角度； 所述視頻采集模塊，用于采集所述移動平臺周圍的視頻，并將所述視頻發(fā)送給所述視頻顯示模塊； 所述視頻顯示模塊，用于接收并顯示從所述視頻采集模塊接收的視頻。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于操控員頭部動作操控移動平臺的系統(tǒng)，其特征在于，所述移動平臺上設置視頻采集模塊云臺，所述視頻采集模塊安裝在所述視頻采集模塊云臺上，所述視頻采集模塊云臺用于接收所述姿態(tài)指令，并根據(jù)所述姿態(tài)指令控制所述視頻采集模塊的姿態(tài)角度。
3.根據(jù)權利要求2所述的基于操控員頭部動作操控移動平臺的系統(tǒng)，其特征在于，頭部動作檢測模塊包括一個或一個以上的第一攝像頭、圖像分析單元和發(fā)送單元，其中 所述第一攝像頭用于拍攝操控員的頭部影像并傳送給所述圖像分析單元； 所述圖像分析單元用于根據(jù)所述操控員的頭部影像解析頭部位置信息和姿態(tài)角度信息，并傳送給所述操控指令模塊。
4.根據(jù)權利要求2所述的基于操控員頭部動作操控移動平臺的系統(tǒng)，其特征在于，所述操控指令模塊包括指令生成單元和指令發(fā)送單元，其中 所述指令生成單元用于根據(jù)所述操控員的頭部位置信息和姿態(tài)角度信息生成移動指令和姿態(tài)指令發(fā)送給指令發(fā)送單元； 所述指令發(fā)送單元用于向移動平臺發(fā)送移動指令控制移動平臺的移動，向視頻采集模塊云臺發(fā)送姿態(tài)指令控制視頻采集模塊的姿態(tài)角度。
5.根據(jù)權利要求2所述的基于操控員頭部動作操控移動平臺的系統(tǒng)，其特征在于，所述視頻采集模塊包括一個或以上的第二攝像頭以及視頻發(fā)送單元，所述第二攝像頭都裝置一個視頻采集模塊云臺上，或者每個攝像頭分別裝置有一個視頻采集模塊云臺。
6.根據(jù)權利要求1-5任意一項權利要求所述的基于操控員頭部動作操控移動平臺的系統(tǒng)，其特征在于，所述移動平臺包括海、陸、或空中的移動平臺。
7.根據(jù)權利要求1-5任意一項權利要求所述的基于操控員頭部動作操控移動平臺的系統(tǒng)，其特征在于，所述移動平臺被遠程操控、或者是乘載操控員。
8.一種基于操控員頭部動作操控移動平臺的方法，其特征在于，該方法包括 獲取操控員的頭部位置信息和姿態(tài)角度信息； 根據(jù)所述操控員的頭部位置信息和姿態(tài)角度信息，控制所述移動平臺的移動以及視頻采集模塊的姿態(tài)角度。
9.根據(jù)權利要求8所述的基于操控員頭部動作操控移動平臺的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述操控員的頭部位置信息和姿態(tài)角度信息，控制所述移動平臺的移動以及視頻采集模塊的姿態(tài)角度，具體包括以下步驟 根據(jù)頭部姿態(tài)角度(α，β, Y)控制視頻采集模塊沿其坐標系統(tǒng)各個軸的轉向速度 , V, w
10.根據(jù)權利要求8所述的基于操控員頭部動作操控移動平臺的方法，其特征在于，包括視頻采集模塊采集移動平臺前端視頻信息，并通過視頻顯示模塊實時顯示出來。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于操控員頭部動作操控移動平臺的系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)包括操控端和受控端，操控端包括頭部動作檢測模塊、操控指令模塊和視頻顯示模塊；受控端包括移動平臺和視頻采集模塊。根據(jù)本發(fā)明的實施例，通過獲得操控員頭部的位置和姿態(tài)對移動平臺進行控制，使操控員能更直觀有效地進行操控移動平臺的移動以及移動平臺上視頻采集模塊的轉動，并且操控員雙手可進行其他的操作，能夠擁有更多單獨操控輸入以及更多的輸入組合。
文檔編號G05D3/12GK103049007SQ20121058962
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月29日 優(yōu)先權日2012年12月29日
發(fā)明者林天麟, 閻鏡予, 龔灼 申請人:安科智慧城市技術(中國)有限公司