[发明专利]一种基于三维手势的空间机器人遥操作系统

摘要

一种基于三维手势的空间机器人遥操作系统，包括手势交互子系统、预测仿真子系统、信息管理子系统；手势交互子系统通过手势采集设备采集人手位姿信息并进行预处理；预测仿真子系统与手势交互子系统连接，对手势交互子系统发来的遥操指令的合法性进行检查，并监测空间机器人的当前状态数据，通过动力学仿真对空间机器人下一步的状态进行预测，和通过三维显示模块对空间机器人的预测状态和当前状态进行三维实时显示；信息管理子系统与预测仿真子系统连接，通过地面站与空间机器人进行通讯，实现遥操指令上传与监测状态数据下放。应用本发明，能够精确实时地控制空间机器人完成一系列在轨维修、在轨模块更换、在轨燃料加注等任务。

主权项

1.一种基于三维手势的空间机器人遥操作系统，其特征在于,包括手势交互子系统、预测仿真子系统、信息管理子系统；所述手势交互子系统通过手势采集设备采集人手位姿信息并进行预处理；所述预测仿真子系统与所述手势交互子系统连接，对所述手势交互子系统发来的遥操指令的合法性进行检查，并监测空间机器人的当前状态数据，通过动力学仿真对空间机器人下一步的状态进行预测，和基于三维重建，通过三维显示模块对空间机器人的预测状态和当前状态进行三维实时显示；所述信息管理子系统与所述预测仿真子系统连接，通过地面站与空间机器人进行通讯，实现遥操指令上传与监测状态数据下放；所述预测仿真子系统包括碰撞检测模块和安全预警模块，所述碰撞检测模块对空间机器人的下一步状态进行碰撞检测，所述安全预警模块根据碰撞检测结果进行安全预警；所述安全预警模块基于人工势场技术，为空间机器人添加一层外围的包裹区域，当通过手势控制空间机器人工作时，若空间机器人的包裹区域到达目标物体表面则为操作者作出预警提示，基于预警区域动态调整算法，使预警范围随着手势数据移动速度及加速度的变化动态调整。