[发明专利]一种基于增强现实的机器人示教再现方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于增强现实的机器人示教方法及装置。方法包括以下步骤：对体感设备获取的手势位姿进行滤波处理与数据优化；将优化后的数据通过无线网络发送给增强现实设备，驱动AR设备中虚拟机器人再现操作者的示教轨迹；示教者从增强现实设备中观察虚拟机器人的再现轨迹，通过语音调整误差较大的示教点，并修改之前的示教点，重复操作直至所有示教点的误差都在满意的限度内，则示教完成；将最终的示教轨迹转化为驱动真实机器人所需的关节角，控制真实机器人再现操作者的示教路径。本发明的装置包括体感设备、PC机、麦克风、光学透视式增强现实设备、WiFi路由器和机器人。本发明具有对示教者专业要求低，避免损坏作业机器人，重复效率高等优点。

技术领域

本发明涉及工业机器人示教领域，特别是涉及一种基于增强现实技术的机器人在线示教再现方法及装置。

背景技术

机器人从60年代诞生发展到现在，经历了三代：示教再现机器人、有感知能力机器人和智能机器人，然而示教再现型机器人仍然是工业领域应用最多的机器人。

机器人示教的目的是为了获得机器人完成作业所需的位姿，其示教方法可分为在线示教和离线示教。在线示教方式的缺点是示教过程繁琐费时，需要根据工作任务反复调整机器人的姿态，时效性差，而且很难规划复杂的工作路径。离线示教是利用计算机图形学技术建立机器人及其工作环境的几何模型，然后对机器人所要完成的任务进行离线规划和编程，并对结果进行动态仿真，最后将满足要求的示教路径传送给机器人控制器。离线示教方式的缺点是建模过程比较复杂，且模型与真实环境存在偏差，示教再现前需要进行相应的校正，对编程人员要求较高。

随着计算机软硬件技术的发展，虚拟现实技术得到了广泛的应用，在机器人示教领域形成了一种新的虚拟示教方法。为了进行虚拟示教，需要机器人及其工作环境的完整描述的CAD模型。此CAD模型存在着对真实场景模拟精度不高的问题，在一个松结构化的环境中对机器人任务进行示教需要做许多标定和工件定位的工作，这是虚拟示教方式的缺点。

对此近年来公开了采用增强现实技术来提高机器人示教方法操作性的方法和装置。

中国专利号：CN106363637A，名称：一种机器人快速示教方法及装置，该发明公开了一种增强现实环境中的机器人快速示教方法及装置，采用手势完成机器人示教过程，并通过语音对示教的动作进行命名，增强现实设备捕捉周围环境信息构成三维场景在显示屏上显示。然而该发明只是将语音用于示教动作的命名，没有利用语音指令的精确性对手势示教过程的误差进行优化，且未充分利用增强现实技术的虚实叠加特性来降低误操作对真实机器人和工件的损害，仅作为显示设备。

中国专利号：CN106863295A，名称：机器人系统，该发明公开了一种具备影像显示装置的机器人系统，该影像显示装置利用增强现实处理技术来将虚拟物体的图像叠加在机器人的影像上进行显示。该装置可以在没有机器人末端执行器的情况下完成机器人示教，然而，这种靠图像识别处理来完成虚实物体叠加的方式需要大量的计算量。

综上，目前机器人示教迫切需要一种自然、高效、安全、直观的示教编程方法。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于增强现实的机器人示教再现方法及装置。

为了实现本发明的目的所采用的技术方案是。

一种基于增强现实的机器人示教再现方法，包括以下步骤：

S1、启动示教模式，体感设备获取手势的位置与姿态

S1、启动示教模式，体感设备获取手势的位置与姿态；

S2、对S1中获取的手势位姿进行滤波处理与数据优化；

S3、将优化后的数据通过无线网络发送给光学透视式增强现实设备，驱动AR设备中虚拟机器人再现操作者的示教轨迹；