[发明专利]一种基于双边遥操作的机械手控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于双边遥操作的机械手控制方法及系统，涉及自动控制领域。本发明包括以下步骤：获取主端的操作指令，所述操作指令包括声音、手势；通过网络传输操作指令；校正操作指令传输过程中存在的误差；从端获取操作指令，执行操作指令，并将执行结果传输给主端。本发明可以运用在一些危险的地方，代替人手工作，大大提高了安全性；主要操控是由人来完成，灵活度也大大提高。

技术领域

本发明涉及自动控制领域，更具体的说是涉及一种基于双边遥操作的机械手控制方法及系统。

背景技术

机器人的出现大大改变了我们的世界，越来越多的机器人陆续研发出来。其中，应用于工业领域的多关节、多自由度的工业机器人技术是一个国家高科技实力和发展水平的重要体现。机器手作为最重要的执行工具之一，是机器人领域的一个重要分支，传统的机械手通过末端执行器进行抓取，但是这种方式比较的单一，而且缺少灵活性，不能满足面对复杂环境和任务的抓取，所以具有多自由度、多功能的多指机械受到世界各国的广泛关注，其中仿人型机械手是受关注的热点之一。

机械手臂无疑是机器人完成各类任务的最重要执行结构，传统的机械手通过末端执行器进行抓取，但是这种方式比较的单一，而且缺少灵活性。对于一些极端的工作环境，例如高温、有毒、强酸碱等，在这些环境中进行复杂作业的时候，需要能够进行远程操作。

因此，如何实现对机械手远程操作是本领域技术人员亟需解决的。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于双边遥操作的机械手控制方法及系统，使机械手代替人手进行一些操作，可以运用在一些危险的地方，代替人手工作，大大提高了安全性；主要操控是由人来完成，灵活度也大大提高。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于双边遥操作的机械手控制方法，包括以下步骤：

获取主端的操作指令，所述操作指令包括声音、手势；

通过网络传输操作指令；

校正操作指令传输过程中存在的误差；

从端获取操作指令，执行操作指令，并将执行结果传输给主端。

可选的，获取主端操作手势指令具体如下：

利用设备上的视觉传感器实时获取手部位置信息；利用手势识别跟踪算法追踪并记录手部运动轨迹；将手部动作轨迹转换为数字信号生成手势指令。

可选的，获取主端操作声音指令具体如下：对语音活动检测，得到语音信息；对语音信息进行增强处理，并提取有效语音，将有效语音信息与预设的语音信息数据库做对比，得到声音指令。

可选的，校正操作指令传输过程中存在的误差，具体如下：

获取基于网络通信的双边遥操作系统的结构和网络通信中存在的非对称性时变时延；

针对产生的非对称性时变时延选取李雅普诺夫函数，并通过不同的积分不等式方法对李雅普诺夫函数的导数中的积分交叉项进行处理，以降低网络通信误差。

可选的，还包括在从端选取重力项作为参数不确定项，在对控制器的设计中增加了重力估计项，以消除系统的重力项导致的系统的不确定性。

可选的，校正操作指令传输过程中的存在的误差，还包括利用中值定理将纯反馈结构的高阶非线性系统解耦为严格反馈形式，利用反步控制法对从端进行控制。

一种基于双边遥操作的机械手控制系统，包括主端控制器，从端机械手以及通信系统；

所述主端控制器通过通信系统对从端机械手下达指令；所述从端机械手通过通信系统向主端控制器反馈指令；