基于Kinect的機(jī)械臂人機(jī)交互控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、課題主要研究如何將 Kinect傳感器技術(shù)與機(jī)械臂控制技術(shù)結(jié)合，以快速又穩(wěn)健的方式建立一個(gè)具有自然體感的機(jī)械臂控制平臺(tái)。設(shè)計(jì)將自然體感控制技術(shù)引入到機(jī)械臂的控制上，采用以Kinect體感控制技術(shù)為主的方式，由模仿人體動(dòng)作的操控方式來(lái)控制機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互控制,這種非接觸的體感控制具有較大的實(shí)用價(jià)值，并且在一定程度上實(shí)現(xiàn)了機(jī)械臂控制方式上的創(chuàng)新。
　　本文搭建了基于Kinect的機(jī)械臂人機(jī)交互控制系統(tǒng)，通過(guò)Kinect采集數(shù)據(jù)

2、來(lái)分析出人體手臂和手掌的動(dòng)作信息，利用各關(guān)節(jié)點(diǎn)的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)采用空間向量法來(lái)計(jì)算關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角，并構(gòu)建其與機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)映射關(guān)系，使用手勢(shì)識(shí)別結(jié)果來(lái)控制末端執(zhí)行器的操作，從而同步模擬出人體手臂和手掌的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂人機(jī)交互的控制。
　　針對(duì)Kinect的體感技術(shù)實(shí)現(xiàn)了人體骨骼跟蹤和手勢(shì)識(shí)別。人體骨骼跟蹤和手勢(shì)識(shí)別是為了獲取人手臂與手掌的姿態(tài)信息，通過(guò) Kinect進(jìn)行人體骨架的實(shí)時(shí)檢測(cè)，得到了人體手臂關(guān)節(jié)位置信息，完成了手臂各關(guān)節(jié)角度數(shù)

3、據(jù)的獲取，從而獲得了數(shù)據(jù)化的手臂動(dòng)作姿態(tài)。為了控制機(jī)械臂末端執(zhí)行器的操作，在手勢(shì)檢測(cè)中，研究了手部分割方法及指尖檢測(cè)方法，完成了手掌狀態(tài)的檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)控制執(zhí)行器的“抓取”與“釋放”操作。
　　本文對(duì)機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行了研究分析，通過(guò)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜性及實(shí)時(shí)性分析決定機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)采用正運(yùn)動(dòng)形式，而在控制方式上采用主從式控制方式，主控機(jī)采用嵌入式計(jì)算機(jī)平臺(tái)，它主要負(fù)責(zé)Kinect圖像的采集、手勢(shì)識(shí)別和人體骨骼跟蹤，根據(jù)處理得到機(jī)械臂關(guān)節(jié)