[发明专利]一种基于Kinect手势识别的机械臂控制系统

说明书

本发明涉及一种机械臂控制系统，具体为一种基于Kinect手势识别的机械臂控制系统，包括旋转底座(1)、大臂(2)、小臂(3)、转动腕(4)、机械爪(5)、摄像头(6)、机械臂运动控制模块(7)、小车运动控制模块(8)、WiFi模块一(9)、WiFi模块二(10)和移动小车(11)，机械臂运动控制模块(7)、小车运动控制模块(8)、WiFi模块一(9)和WiFi模块二(10)均安装在移动小车(11)上，所述旋转底座(1)与移动小车(11)转动配合，用户可以在计算机客户端前遥控控制小车的运动、手势控制五自由度的舵机机械臂。实验成本低，控制灵活方便，能够到达较为危险的环境，完成远程任务。在军事侦查、教育科研、医学研究等领域都有较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种机械臂控制系统，具体为一种基于Kinect手势识别的机械臂控制系统。

背景技术

随着机器人和虚拟现实等技术的不断发展，传统的人机交互方式逐渐难以满足人与计算机之间自然交互的需求。基于视觉的手势识别作为一种新颖的人机交互技术，得到了国内外研究人员的普遍关注。然而，彩色相机受限于其光学传感器的性能，难以应对复杂的光照条件和杂乱的背景。因此，具有更多图像信息的深度相机(如Kinect)成为研究者们研究手势识别的重要工具。

尽管Kinect传感器已经成功应用于人脸识别，人体跟踪和人体动作识别等方面，但使用Kinect进行手势识别仍是一个悬而未决的问题。因为相比于人体或者人脸，人手在图像上目标更小，导致更难以定位或跟踪，而且人手有着复杂的关节结构，运动时手指部分容易发生自遮挡，这也会导致手势识别更容易受到分割错误的影响，因此总体来说识别手势仍然是非常具有挑战性的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术不足，提供了一种结构简单，操控方便，可视化的基于Kinect手势识别的机械臂控制系统。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种基于Kinect手势识别的机械臂控制系统，其特征在于：包括旋转底座、大臂、小臂、转动腕、机械爪、摄像头、机械臂运动控制模块、小车运动控制模块、WiFi模块一、WiFi模块二和移动小车，所述机械臂运动控制模块、小车运动控制模块、WiFi模块一和WiFi模块二均安装在移动小车上，所述旋转底座与移动小车转动配合，所述大臂的一端设在旋转底座上，所述大臂的另一端与小臂的一端连接，小臂的另一端与转动腕连接，所述转动腕还与机械爪连接，所述摄像头设在移动小车前端且朝向机械爪，计算机通过WiFi模块一分别与机械臂运动控制模块和摄像头信号连接，计算机通过WiFi模块二和小车运动控制模块信号连接，所述机械臂运动控制模块分别与旋转底座、大臂、小臂、转动腕和机械爪信号连接，还包括Kinect相机，所述Kinect相机与计算机信号连接。

作为优选，所述机械臂运动控制模块和小车运动控制模块均为Arduino控制模块。

作为优选，所述WiFi模块二为Openwrt-WiFi模块，所述WiFi模块一为W50-WiFi模块。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种基于Kinect手势识别的机械臂控制方法，包括如下步骤：步骤1：计算机的客户端遥控小车，WiFi模块二将指令传输至控制移动小车车轮的小车运动控制模块，以此控制小车的运动；

步骤2：移动小车上的摄像头实时采集移动小车前方的图像，并通过WiFi模块一传输至计算机客户端，让用户可以实时观察移动小车运动的位置和机械爪要抓取的目标物的位置，计算机客户端将该位置进行计算后通过WiFi模块一发送指令至机械臂运动控制模块，从而分别控制旋转底座、大臂、小臂、转动腕和机械爪的动作，计算机客户端将该位置进行计算后还通过WiFi模块二发送指令至小车运动控制模块，从而控制移动小车移动；

步骤3：深度相机Kinect通过USB连接到计算机，实时采集人的手势动作，并传送至计算机客户端的算法控制模块；