本公开涉及一种机器人,尤其涉及一种基于臂环的机器人遥控方法、装置、电子设备、存储介质和系统。
背景技术:
1、机械臂和机械手的组合通常被称为机器人,机器人在诸如仓储物流、外科手术、医疗康复、加工制造、能源与矿产采集等各种领域有着广泛的应用。因此,机器人的操控方式至关重要。
2、目前,机器人的遥控方式主要通过例如计算机、服务器等大型设备来完成,该遥控方式不仅复杂高难以实现,成本高,而且存在着操控准确性差、使用灵活性低等情况。因此,需要一种操作简单、易于实现且使用灵活的机器人遥控方案。
技术实现思路
1、有鉴于此,本公开提供了一种基于臂环的机器人遥控方法、装置、电子设备、存储介质和系统。
2、根据本公开的第一方面,提供了一种基于臂环的机器人遥控方法,所述机器人包括彼此连接的机械臂和机械手,所述臂环上安装有肌电传感器和惯性测量单元;所述方法包括:在用户佩戴臂环的情况下,获取来自所述臂环上肌电传感器的第一肌电信号和来自所述臂环上惯性测量单元的第一运动数据;基于所述第一肌电信号控制所述机械手的第一手指执行第一动作;基于所述第一运动数据控制所述机械臂执行第二动作。
3、本公开第一方面的一些可能的实现方式中,所述基于所述第一肌电信号控制所述机械手执行第一动作,包括:提取所述第一肌电信号的特征数据;利用肌电模型处理所述第一肌电信号的特征数据以识别出用户期望的手指动作并生成相应的手指动作指令,所述手指动作指令包含所述第一手指的信息及其动作指示,所述第一手指包括所述机械手的拇指、食指、中指、无名指和小指中之一或多项;按照所述手指动作指令控制所述机械手的第一手指作出所述第一动作。
4、本公开第一方面的一些可能的实现方式中,所述基于所述第一运动数据控制所述机械臂执行第二动作,包括:分析第一运动数据以获得指示用户手臂第一姿态的第一姿态数据,所述第一姿态数据包括横滚角、俯仰角和航向角;以及,基于第一姿态数据控制机械臂作出第二动作,所述第二动作包括如下之一或多项:手腕旋转、手臂屈伸、手臂内收外展。
5、本公开第一方面的一些可能的实现方式中,所述基于第一姿态数据控制机械臂作出第二动作,包括:
6、验证所述第一姿态数据中的所述横滚角是否在预定的横滚角有效范围、所述俯仰角是否在预定的俯仰角有效范围、以及所述航向角是否在预定的航向角有效范围;
7、若所述第一姿态数据中的横滚角在所述横滚角有效范围、所述俯仰角在所述俯仰角有效范围且所述航向角在所述航向角有效范围,则基于所述第一姿态数据控制所述机械臂执行所述第二动作;
8、若所述第一姿态数据中的横滚角不在所述横滚角有效范围、所述俯仰角不在所述俯仰角有效范围或所述航向角不在所述航向角有效范围,则控制所述机械臂不作任何动作。
9、本公开第一方面的一些可能的实现方式中,所述横滚角有效范围根据用户佩戴所述臂环后执行手腕旋转的动作时所述惯性测量单元测量得到的最大横滚角和最小横滚角确定;和/或,所述俯仰角有效范围根据用户佩戴所述臂环后执行手臂屈伸的动作时所述惯性测量单元测量得到的最大俯仰角和最小俯仰角确定;和/或,所述航向角有效范围根据用户佩戴所述臂环后执行手臂外展内收的动作时所述惯性测量单元测量得到的最大航向角和最小航向角确定。
10、本公开第一方面的一些可能的实现方式中,所述基于所述第一姿态数据控制所述机械臂执行第二动作,包括如下之一或多项:
11、判断所述第一姿态数据中的横滚角是在第一预定范围还是在第二预定范围,若所述横滚角在所述第一预定范围则控制所述机械臂的末端沿机械臂的x轴正向移动以使得所述机械臂执行手腕左旋的动作,若所述横滚角在所述第二预定范围则控制所述机械臂的末端沿机械臂的x轴负向移动以使得所述机械臂执行手腕右旋的动作;
12、判断所述第一姿态数据中的俯仰角是在第三预定范围还是第四预定范围,若所述俯仰角在所述第三预定范围则控制所述机械臂的末端沿机械臂的y轴正向以使得所述机械臂执行手臂弯曲的动作,若所述俯仰角在所述第四预定范围则控制所述机械臂的末端沿机械臂的y轴负向移动以使得所述机械臂执行手臂伸展的动作;
13、判断所述第一姿态数据中的航向角是在第五预定范围还是第六预定范围,若所述航向角在所述第五预定范围则控制所述机械臂的末端沿机械臂的z轴正向移动以使得所述机械臂执行手臂内收的动作,若所述航向角在所述第六预定范围则控制所述机械臂的末端沿机械臂的z轴负向移动以使得所述机械臂执行手臂外展的动作。
14、根据本公开的第二方面,提供了一种基于臂环的机器人遥控装置,所述机器人包括彼此连接的机械臂和机械手,所述臂环上安装有肌电传感器和惯性测量单元;所述基于臂环的机器人遥控装置包括:获取单元,用于在用户佩戴臂环的情况下,获取来自所述臂环上肌电传感器的第一肌电信号和来自所述臂环上惯性测量单元的第一运动数据;机械手控制单元,用于基于所述第一肌电信号控制所述机械手的第一手指执行第一动作;机械臂控制单元,用于基于所述第一运动数据控制所述机械臂执行第二动作。
15、根据本公开的第三方面,提供了一种电子设备,包括:一个或者多个处理器和存储程序的存储器,所述程序包括指令,所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器执行上述基于臂环的机器人遥控方法。
16、根据本公开的第四方面,提供了一种存储有程序的计算机可读存储介质,所述程序包括指令,所述指令在由计算装置的一个或者多个处理器执行时,致使所述计算装置执行上述基于臂环的机器人遥控方法。
17、根据本公开的第五方面,提供了一种机器人遥控系统,所述机器人包括彼此连接的机械臂和机械手,所述机器人遥控系统包括:臂环和电子设备,所述电子设备内置于所述机器人中或者与所述机器人电连接;所述臂环包括臂环本体和安装在臂环本体上的肌电传感器、惯性测量单元;所述电子设备包括:控制器和通讯模块,所述通讯模块与所述控制器电连接,所述通讯模块能够分别与所述肌电传感器、惯性测量单元通信,所述控制器用于执行上述基于臂环的机器人遥控方法。
18、由上述技术方案可以看出,通过本公开实施例,用户只需佩戴臂环,便可操控机械手的特定手指作出指定动作、同时操控机械臂执行所需动作,操作简单,易于实现,硬件和软件开发成本均较低,可操控机械手作出释放、抓取、握拳等多种动作,可操作机械臂作出手腕旋转、手臂屈伸、手臂内收外展等多种动作,适用于仓储物流、外科手术、医疗康复、加工制造、能源与矿产采集等各种领域的机器人复杂操作。本公开实施例操作简单,易于实现,机械手操控准确度较高,具有较高的使用灵活性,且使用较低成本的硬件即可实现。
1.一种基于臂环的机器人遥控方法,其特征在于,所述机器人包括彼此连接的机械臂和机械手,所述臂环上安装有肌电传感器和惯性测量单元;所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述第一肌电信号控制所述机械手执行第一动作,包括:
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述第一运动数据控制所述机械臂执行第二动作,包括:
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述基于第一姿态数据控制机械臂作出第二动作,包括:
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,
6.根据权利要求3或4所述的方法,其特征在于,所述基于所述第一姿态数据控制所述机械臂执行第二动作,包括如下之一或多项:
7.一种基于臂环的机器人遥控装置,其特征在于,所述机器人包括彼此连接的机械臂和机械手,所述臂环上安装有肌电传感器和惯性测量单元;所述基于臂环的机器人遥控装置包括:
8.一种电子设备,其特征在于,包括:一个或者多个处理器和存储程序的存储器,所述程序包括指令,所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器执行如权利要求1~6任一项所述的方法。
9.一种存储有程序的计算机可读存储介质,所述程序包括指令,所述指令在由计算装置的一个或者多个处理器执行时,致使所述计算装置执行如权利要求1~6任一项所述的方法。
10.一种机器人遥控系统,其特征在于,所述机器人包括彼此连接的机械臂和机械手,所述机器人遥控系统包括:臂环和电子设备,所述电子设备内置于所述机器人中或者与所述机器人电连接;
