[发明专利]仿人机械手臂体感控制系统及相关产品

权利要求书

1.一种仿人机械手臂体感控制系统，其特征在于，所述系统包括：体感检测单元、运算单元、机械臂和控制单元，所述体感检测单元的输出端与所述运算单元的输入端相连接，所述运算单元与所述控制单元通过无线通信模块相连接，所述控制单元的输出端与所述机械臂的输入端相连接，其中，

所述体感检测单元，用于获取目标用户的运动参数；

所述运算单元，用于根据所述目标用户的运动参数，采用预设的算法计算得到所述机械臂的运动参数，以及将所述机械臂的运动参数发送给所述控制单元；

所述控制单元，用于接收所述运算单元发送的机械臂的运动参数，根据所述机械臂的运动参数控制所述机械臂运动。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述目标用户的运动参数包括以下至少一种：脊柱旋转四元数QA、上臂旋转四元数QB和下臂旋转四元数QC。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述机械臂的运动参数包括上臂的运动参数和下臂的运动参数，在根据所述目标用户的运动参数，采用预设的算法计算得到所述机械臂的运动参数方面，所述运算单元具体用于：

根据所述脊柱旋转四元数QA，确定出上臂投影平面的第一坐标系，所述第一坐标系的坐标轴通过如下公式进行表示：

其中，为x轴的单位向量，为y轴的单位向量，为第一坐标系的x轴，为第一坐标系的y轴，为的逆向量，为的逆向量，Q_a为脊柱旋转四元数QA；

根据所述上臂旋转四元数QB，确定出上臂投影平面的第二坐标系，所述第一坐标系的坐标轴通过如下公式进行表示：

其中，为第二坐标系的x轴，为第二坐标系的y轴，Q_b为上臂旋转四元数QB；

在所述第一坐标系中，根据所述上臂旋转四元数，确定出所述上臂的方向向量VU，所述上臂的方向向量VU通过如下公式进行表示：

其中，V_u为上臂的方向向量VU；

在所述第二坐标系中，根据所述下臂旋转四元数QC，确定出所述下臂的方向向量VD，所述下臂的方向向量VD通过如下公式进行表示：

其中，V_d为下臂的方向向量VD；

获取所述上臂的方向向量VU在所述第一坐标系的X轴方向上的投影B1；

获取所述上臂的方向向量VU在所述第一坐标系的在Y轴方向上的投影B2；

获取所述下臂的方向向量VD在所述第二坐标系的X轴方向上的投影B3；

获取所述下臂的方向向量VD在所述第二坐标系的在Y轴方向上的投影B4；

获取所述机械臂中的运动装置的运动参数；

根据所述B1、B2、B3、B4和所述运动装置的运动参数，确定出所述机械臂的运动参数。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，在所述获取所述上臂的方向向量VU在所述第一坐标系的X轴方向上的投影B1方面，所述运算单元具体用于：

通过第一预设的投影计算公式确定出投影B1，所述第一预设的投影计算公式为：

其中，arccos()为反余弦函数。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，在所述获取所述上臂的方向向量VU在所述第一坐标系的Y轴方向上的投影B2方面，所述运算单元具体用于：

通过第二预设的投影计算公式确定出投影B2，所述第二预设的投影计算公式为：

其中，arccos()为反余弦函数，

6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，在所述获取所述下臂的方向向量VD在所述第二坐标系的X轴方向上的投影B3方面，所述运算单元具体用于：

通过第三预设的投影计算公式确定出投影B3，所述第三预设的投影计算公式为：

其中，arccos()为反余弦函数。