[发明专利]基于生物电信号解码的机器人操控方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及交互技术，特别是涉及基于生物电信号解码的机器人操控方法及系统。

背景技术

机器人广泛应用于工业、医学等领域。机器人系统一般由操作机(即机器人)、驱动单元、控制器和为操控机器人而连接的外部设备组成。在工业机器人系统的机器人中，机器手臂的外形出现得最多，例如，机器手臂在制造业的生产线上代替人进行焊接、装配、搬去、加工、喷涂以及码垛等作业。为控制机器人进行作业，大多采用离线编程的方式，通过内嵌PID(Proportion Integration Differentiation，比例积分微分)控制算法、模糊控制算法以及神经网络控制模型等一种或多种融合算法的控制方式实现机器人的操控，但是，这一控制方式所能够应用的场合非常有限，无法满足应用的需要。

然而，机器人系统还可以通过光学摄像头捕捉人肢体的动作，以接收人的运动信息，并进行后处理得到人体的运动特征，从而控制机器人实现运动。然而，在这一个基于视觉捕捉的人机交互方式中，需要多个摄像机同时采集人体运动区域的三维信息，并且需要在人体上佩戴感光点，其后处理的工作量大，摄像机与操作者之间不允许有障碍物，标定也非常繁琐，尚无法应用于任何实用化的机器人系统。

发明内容

基于此，有必要提供一种操控简便且能提高灵活性的基于生物电信号解码的机器人操控方法。

此外，还有必要提供一种操控简便且能提高灵活性的基于生物电信号解码的机器人操控系统。

一种基于生物电信号解码的机器人操控方法，包括如下步骤：

检测生物电信号；

根据所述生物电信号识别运动意图；

按照所述运动意图操控机器人。

在其中一个实施例中，所述生物电信号为表面肌电信号，所述检测生物电信号的步骤为：

通过分布于操控者手臂的传感器采集表面肌电信号；

处理所述表面肌电信号，并转化为数字信号。

在其中一个实施例中，所述传感器为多个表面肌电电极。

在其中一个实施例中，所述根据所述生物电信号识别运动意图的步骤为：

从所述数字信号中提取特征参数；

将所述特征参数输入动作分类器得到对应的运动意图。

在其中一个实施例中，所述按照所述运动意图操控机器人的步骤为：

根据所述运动意图生成控制指令；

通过所述控制指令控制机器人手臂。

一种基于生物电信号解码的机器人操控系统，包括：

检测装置，用于检测生物电信号；

识别装置，用于根据所述生物电信号识别运动意图；

操控装置，用于按照所述运动意图操控机器人。

在其中一个实施例中，所述生物电信号为表面肌电信号，所述检测装置包括：

传感器，分布于操控者手臂，用于采集表面肌电信号；

处理模块，用于处理所述表面肌电信号，并转化为数字信号。

在其中一个实施例中，所述传感器为多个表面肌电电极。

在其中一个实施例中，所述识别装置包括：

特征提取模块，用于从所述数字信号中提取特征参数；

动作分类器，用于根据所述特征参数得到对应的运动意图。

在其中一个实施例中，所述操控装置包括：

指令生成模块，用于根据所述运动意图生成控制指令；

手臂控制模块，用于通过所述控制指令控制机器人手臂。

上述基于生物电信号解码的机器人操控方法及系统，以生物电信号作为信息源，经过生物电信号的解码之后得到操控者的运动意图，并将其传递给机器人，使机器人模仿操控者的动作，不需要对机器人进行复杂的操作训练，非常易于实现，操控简便，并且提高了灵活性。

附图说明

图1为一个实施例中基于生物电信号解码的机器人操控方法的流程图；

图2为图1中检测生物电信号的方法流程图；

图3为图1中根据生物电信号识别运动意图的方法流程图；

图4为图1中按照运动意图操控机器人的方法流程图；

图5为一个实施例中基于生物电信号解码的机器人操控系统的结构示意图；

图6为图5中检测装置的结构示意图；

图7为图5中识别装置的结构示意图；

图8为图5中操控装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，在一个实施例中，一种基于生物电信号解码的机器人操控方法，包括如下步骤：

步骤S10，检测生物电信号。