[发明专利]一种基于可穿戴设备的机器人远程控制系统及控制方法

说明书

本公开提出了基于可穿戴设备的机器人远程控制系统及控制方法，首先提出了一种基于可穿戴设备的机器人远程控制系统，通过设置可穿戴的设备，提高了操控的直观性，解放机器人操控者的双手，同时又提出了两种基于控制系统的控制方法，实现从端机器人的远程控制。其中一种方法在进行控制时采用操控者不同的手控制从端机器人的不同动作部位，通过左右手分别控制可以使得从端机器人执行命令动作的准确度更高，另一种方法通过设置衔接手型，使操控员摆脱了对物理控制器的依赖；相比于仅使用手势类型实现对机器人动作的离散控制，本公开可以实现对侦察系统末端位置的增量式连续精确控制。

技术领域

本公开涉及移动机器人的远程控制相关技术领域，具体的说，是涉及一种基于可穿戴设备的机器人远程控制系统及控制方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，并不必然构成在先技术。

地面武装侦察机器人可以执行战场抵近侦察监视、潜行突袭、定点清剿、核生化处理及反恐排爆等多种作战任务。传统的移动机器人的远程控制系统通常采用带有摇杆和按键的控制箱或控制盒来实现。对于搭载多自由度机械臂的移动机器人，控制箱的按键更为繁杂，操控者需要记忆每个按键与移动机器人及车载机械臂的对应关系，控制方式非常不直观。移动机器人及车载侦察系统都摆脱不了对摇杆的依赖，而摇杆又需要控制箱及相关的硬件设备的支持，因此传统的移动侦察机器人的控制器的体积都普遍较大，由此带来的问题是不方便携带和运输。

手势是人类沟通手段中较为自然的一种，尤其是对于特种兵来说，手语是与队友沟通和传达指令的必需手段。尤其是对于不方便采用语音进行沟通时，手势几乎是特种兵之间沟通和传达指令的唯一手段。目前基于人体手势的人机交互远程控制主要采用佩戴数据手套或者惯性元件的方式，其优点是识别率高，稳定性好，缺点是输入设备昂贵，穿戴很不方便。因此，对于全副武装的士兵来说，如何提高地面武装侦察机器人的人机交互遥操作控制系统便携性和操控直观性是非常迫切的需求。

近年来也出现了采用触屏平板电脑的控制方式，这种控制方式通过采用不同的触屏手势代替了摇杆和按钮，虽然这很大程度上减小了控制器体积，但是仍然会占用操控者的双手。尤其是对于战场上全副武装的士兵来说，带有一定重量和一定体积的实体控制器是一种不小的负担，并且不利于全副武装的士兵在战斗状态(手持武器)和操控状态(手持控制器)之间的快速转换。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种基于可穿戴设备的机器人远程控制系统及控制方法，首先提出了一种基于可穿戴设备的机器人远程控制系统，通过设置可穿戴的设备，提高了操控的直观性，解放机器人操控者的双手，同时又提出了两种基于控制系统的控制方法，实现从端机器人的远程控制。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

一个或多个实施例提供了一种基于可穿戴设备的机器人远程控制系统，包括通过无线连接的主端可穿戴遥操作控制装置和从端机器人，所述主端可穿戴遥操作控制装置穿戴在操控者身上，用于发送控制指令和接收从端机器人采集的数据；

所述主端可穿戴遥操作控制装置包括可穿戴视觉设备、可穿戴视频显示设备、无线传输设备和遥操作主控制器，所述可穿戴视觉设备、可穿戴视频显示设备和无线传输设备分别与遥操作主控制器连接；可穿戴视觉设备穿戴在操控者头部位置，用于采集操控者的动作，遥操作主控制器根据相应的动作生成控制指令并发送至从端机器人。

本公开通过设置可穿戴的设备，包括可穿戴视觉设备和可穿戴视频显示设备，提高了操控的直观性，解放机器人操控者的双手，并且装置结构简单，便于佩戴，便于操控者在操作机器人的同时可以同时手持武器或者进行其他手部动作。

一个或多个实施例提供了基于上述一种基于可穿戴设备的机器人远程控制系统的控制方法，分别采集操控者的左手和右手的动作，通过一只手的动作控制移动机器人车体的移动，通过另一只手的动作控制移动机器人的车载多自由度机械臂的动作，包括如下步骤：