一种具有临场感的机器手主从异构遥操作控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种具有临场感的机器手主从异构遥操作控制系统定位方法，包括全局环境监控摄像头、末端监控摄像头、带有显示屏的中央控制器和前端带有主手的机械臂，通过定义摄像头、主手和机械臂的三维基坐标系，坐标系下的位姿数据通过旋转变换矩阵换算得到机械臂在机械臂坐标系中根据主手运动位姿等比例地应当到达的实时位姿数据，并作为控制信号控制机械臂动作到位，实现应用于核退役、核废料处理、核电站维修等核工业领域多自由度耐辐照机器人的遥操作控制。

A master-slave teleoperation control system and control method with a sense of telepresence

The invention discloses a robot control system of master-slave heterogeneous telepresence teleoperation positioning method, including the mechanical arm of the global environment monitoring camera, camera, display terminal with a central controller and a front end with the main hand, by definition, camera main hand and arm based 3D coordinates and pose coordinate data the Department of the real-time pose data of mechanical arm in arm coordinate system according to the main hand posture proportional shall reach through the rotation matrix conversion, and as a control signal to control the mechanical arm movement in place, to achieve remote control applied to nuclear decommissioning, nuclear waste, nuclear power plant maintenance of nuclear industry multi degree of freedom robot irradiation.

【技术实现步骤摘要】
一种具有临场感的机器手主从异构遥操作控制系统及控制方法
本专利技术涉及一种机器人主从异构遥操作控制系统，具体涉及一种应用于对核废料进行抓取、切割、剪切等操作和核电站维修的7自由度遥操作控制系统。
技术介绍
核工业领域的安全问题在核废料处理和核电站维修与退役领域一直是人类关心的问题。随着人工智能技术引领的机器人技术不断发展，核工业领域正越来越多的使用机器人代替人类去实现与核处理相关的一线工作，机器人在核工业领域的应用也从最初的单一工作逐渐扩展到更加复杂的领域，机器人的自由度也从最初的一维、三维、到六维、七维甚至更高的维度，遥操作技术指在人的操作下完成人难以接近或对人体有害的环境中比较复杂操作的远距离操作技术。主从式机械手模式是核工业领域的传统应用，随着工业应用中七自由度机器人的广泛使用，开发与之相关的多自由度机器人遥操作方法就显得尤为紧迫；临场感技术是将操作者的信息传给机器人作为控制信号的同时也获得机器人运动场景下的反馈信息，主要包括视觉、力觉、触觉等。具有临场感的遥操作技术将人脑的高级智慧处理能力与远程机器人作业紧密结合，充分利用人类智能的优势与机器人协同作业，目前核工业领域非接触作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有临场感的机器人主从异构遥操作控制系统，其特征在于：包括全局环境监控摄像头(1)、末端监控摄像头(2)、带有显示屏的中央控制器和前端带有主手的机械臂；主手具有力反馈装置，主手与中央控制器通过以太网数据通信，全局环境监控摄像头和末端监控摄像头通过以太网实现数据交互，并将采集的视频数据在中央控制器屏幕上显示，机械臂通过TCP/IP协议与中央控制器数据相连。

【技术特征摘要】
1.一种具有临场感的机器人主从异构遥操作控制系统，其特征在于：包括全局环境监控摄像头(1)、末端监控摄像头(2)、带有显示屏的中央控制器和前端带有主手的机械臂；主手具有力反馈装置，主手与中央控制器通过以太网数据通信，全局环境监控摄像头和末端监控摄像头通过以太网实现数据交互，并将采集的视频数据在中央控制器屏幕上显示，机械臂通过TCP/IP协议与中央控制器数据相连。2.如权利要求1所述的一种具有临场感的机器人主从异构遥操作控制系统，其特征在于：所述末端监控摄像头(2)设置在机械臂腕关节处，全局环境监控摄像头(1)和末端监控摄像头(2)组成具有目标物品景深信息提取功能的摄像头。3.一种具有临场感的机器人主从异构遥操作控制方法，其特征在于，包括以下步骤：分别定义摄像头、主手和机械臂的三维基坐标系；中央控制器通过通讯获得主手在主手三维基坐标系或机械臂在机械臂三维基坐标系中的位姿，以及主手的力反馈数据；由全局环境监控摄像头(1)和末端监控摄像头(2)采集得到主手或机械臂在摄像头三维基坐标系下的位姿数据；通过旋转变换矩阵经摄像头三维基坐标系的转换将主手在主手三维基坐标系中的位姿变换到机械臂的三维基坐标系中，并结合机械臂的实时位姿计算的到机械臂在机械臂三维基坐标系下根据主手的运动位姿等比例地应当到达的实时位姿；或通过旋转变换矩阵经摄像头三维基坐标系的转换将机械臂在机械臂三维基坐标系中的位姿变换到主手的三维基坐标系中，并结合主手的实时位姿计算的到主手在主手三维基坐标系下根据机械臂的运动位姿等比例地应当到达的实时位姿；将计算得到的主手或机械臂应当到达的实时位姿数据作为控制信号控制主手或机械臂动作到位。4.如权利要求3所述的一种具有临场感的机器人主从异构遥操作控制方法，其特征在于，所述通过旋转变换矩阵经摄像...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丝丝，肖唐杰，魏清平，凌乐，陈远强，周东，莫堃，董娜，于信宾，
申请(专利权)人：中国东方电气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51