[发明专利]融合视触觉主动感知的多自由度辅助抓握外肢体机器人系统

权利要求书

1.一种融合视触觉主动感知的多自由度辅助抓握外肢体机器人系统，其特征是：包括：

脑电信号采集模块，用于采集使用者的脑电信号；

视觉信息采集模块，用于采集视觉信息；

多自由度辅助抓握外肢体机器人，具有多自由度的机械手，所述机械手五指上分别设置有传感器，用于检测相应触觉信息；

控制系统，被配置为从视觉信息中提取待抓握物体位置和待选位置，对脑电信号进行处理分析，获取运动意图，控制机械手按照所述运动意图，执行抓握动作，以将目标物体移至目标位置，在上述抓握执行过程中接收机械手反馈的触觉信息，根据触觉信息与预设阈值的差值控制机械手的抓握力。

2.如权利要求1所述的一种融合视触觉主动感知的多自由度辅助抓握外肢体机器人系统，其特征是：所述控制系统对脑电信号进行处理分析的过程包括：对脑电信号进行滤波处理后，提取设定频段的特征，对提取的特征进行分类，确定运动意图，根据运动意图对预先设置好的机械手控制指令进行组合。

3.如权利要求1所述的一种融合视触觉主动感知的多自由度辅助抓握外肢体机器人系统，其特征是：所述运动意图包括目标物体、目标位置和动作指令。

4.如权利要求1所述的一种融合视触觉主动感知的多自由度辅助抓握外肢体机器人系统，其特征是：所述视觉信息采集模块包括设置于使用者前方的成像装置，用于检测待抓握物体和环境信息。

5.如权利要求1所述的一种融合视触觉主动感知的多自由度辅助抓握外肢体机器人系统，其特征是：所述控制系统从视觉信息中提取待抓握物体位置和待选位置的具体过程包括：对成像装置采集的图像进行识别，确定各个待选位置的大致区域，提取各个待选位置的坐标；对待抓握物体所在区域的点云数据中提取关键点，计算关键点的三维快速点特征直方图，描述两点间法线的相对方向，并与已知模型的可能待识别目标的直方图进行比较，得到点对点的对应关系，确定待抓握物体的位置。

6.如权利要求5所述的一种融合视触觉主动感知的多自由度辅助抓握外肢体机器人系统，其特征是：所述控制系统从视觉信息中提取待抓握物体位置和待选位置时，还需要确定机械手的位置，所述机械手的位置由机械手上的定位模块确定；

或根据视觉信息机械手所在区域的点云数据中提取关键点，计算关键点的三维快速点特征直方图，描述两点间法线的相对方向，并与已知模型的可能待识别目标的直方图进行比较，得到点对点的对应关系，确定机械手的位置。

7.如权利要求1所述的一种融合视触觉主动感知的多自由度辅助抓握外肢体机器人系统，其特征是：所述控制系统在机械手执行抓握动作前，以视觉信息和运动意图作为优先控制输入，所述机械手根据运动意图解码后的分类结果选择抓握控制模式，结合视觉信息，计算机械手相对目标物体的距离、位姿，并根据距离和位姿确定机械手的运动路径。

8.如权利要求1所述的一种融合视触觉主动感知的多自由度辅助抓握外肢体机器人系统，其特征是：所述控制系统在机械手执行抓握动作时，以机械手反馈的触觉信息作为优先控制输入，结合机械手预先设置的固有运动模式完成对物体的抓握控制。

9.如权利要求1所述的一种融合视触觉主动感知的多自由度辅助抓握外肢体机器人系统，其特征是：所述控制系统在机械手执行抓握动作，并移动目标物体的过程中，以运动意图和实时获取的视觉信息作为前馈控制依据，以机械手触觉信息作为反馈控制来源，实现对目标物体的移动控制。

10.如权利要求1所述的一种融合视触觉主动感知的多自由度辅助抓握外肢体机器人系统，其特征是：所述传感器为力传感器，所述控制系统将各力传感器的检测值与其阈值进行作差，当差值超过设定范围时，调整相应机械手手指的动作，增大或减少抓握力，直至检测值与其阈值的差值在设定范围内。