一种沉浸式移动抓取服务机器人系统技术方案

本发明专利技术公开了一种沉浸式移动抓取服务机器人系统，包括上位机控制中心、视觉传感器、位置跟踪手套、头部显示器、二轴云台、轻量型仿生机械臂、移动平台、激光雷达传感器。所述轻量型仿生机械臂安装于移动平台，完成物品的抓取；移动平台工作于室内环境，自主完成避障、导航作业；头部显示器佩戴于使用者头部，带给使用者沉浸式体验；上位机控制中心负责对外界信息的整合和控制指令输出；视觉传感器用于获取外界视觉信息；二轴云台用于调整视觉传感器的视野方向；位置跟踪手套与视觉传感器共同作用捕获用户手部位姿及手臂姿态；激光雷达传感器用于地图的动态构建。本发明专利技术的沉浸式移动抓取服务机器人系统实现了移动抓取过程的安全性、科学性及人机交互友好便捷性。

An Immersive Mobile Grabbing Service Robot System

The invention discloses an immersive mobile grasping service robot system, which comprises a host computer control center, a vision sensor, a position tracking glove, a head display, a two-axis platform, a lightweight bionic manipulator, a mobile platform and a lidar sensor. The lightweight bionic manipulator is installed on the mobile platform to complete the grabbing of objects; the mobile platform works in the indoor environment and independently completes obstacle avoidance and navigation operations; the head display is worn on the user's head to bring users immersion experience; the host computer control center is responsible for the integration of external information and the control of command output; the visual sensor is used to obtain external visual information; Two-axis platform is used to adjust the visual field direction of vision sensor; position tracking glove and vision sensor work together to capture the user's hand position and arm position; and lidar sensor is used to construct map dynamically. The immersive mobile grasping service robot system of the invention realizes the security, scientificity and friendly and convenient human-computer interaction of the mobile grasping process.

【技术实现步骤摘要】
一种沉浸式移动抓取服务机器人系统
本专利技术涉及服务机器人领域，具体涉及一种沉浸式移动抓取服务机器人系统。
技术介绍
据统计，截至2017年底，我国60岁以上老年人口已经达到2.4亿，预计到2025年，我国60岁以上的人口将超过3亿，成为超老龄型国家。此外，各种因素如自然灾害、环境污染、交通事故、工伤等导致的下肢残疾者的数量也在増加。可见，发展先进的助老助残服务机器人成为了社会发展和进步的迫切需求。在日常生活中，行动不便者往往难以具备独自获取基本生活用品的能力；此外，行动不便者的活动范围往往局限于一个地方，难以观看到外面的世界。因而行动不便者的生活起居通常需要专业的护理人员负责照顾，然而这类人群数量庞大，并且护理工作需花费大量的时间和精力，导致了大量行动不便者无法得到及时的护理。专利技术专利《一种针对服务机器人的高维操作臂遥操作方法》（公开号：CN201410279982.2）。该专利技术公开了一种针对服务机器人的高维操作臂遥操作方法，该系统由手势识别器、沉浸式虚拟眼镜、带路由器的嵌入式处理器和服务机器人组成。机械臂采用一种基于采样的自主路径规划控制方法，同时操作者可通过手势识别器对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种沉浸式移动抓取服务机器人系统，包括用户操作端和移动执行端，其特征在于：所述的用户操作端包括：上位机控制中心(1)，用于轻量型仿生机械臂(7)、移动平台(8)、头部显示器(4)、用户端视觉传感器(2)和移动端视觉传感器(5)的通信、控制及数据处理，实现对外界信息的整合和控制系统准确运行；用户端视觉传感器(2)，用于获取用户手部的位姿及手臂姿态，并把数据信息反馈到所述上位机控制中心(1)，所采集的手部位姿信息与位置跟踪手套反馈的手部位姿信息作对比，并根据上一次采样所得手部位姿，输出当前手部的精确位姿；所采集的手臂姿态信息用于控制轻型仿生机械臂各关节模拟用户手臂姿态，在不发生碰撞的前提下尽量...

【技术特征摘要】
1.一种沉浸式移动抓取服务机器人系统，包括用户操作端和移动执行端，其特征在于：所述的用户操作端包括：上位机控制中心(1)，用于轻量型仿生机械臂(7)、移动平台(8)、头部显示器(4)、用户端视觉传感器(2)和移动端视觉传感器(5)的通信、控制及数据处理，实现对外界信息的整合和控制系统准确运行；用户端视觉传感器(2)，用于获取用户手部的位姿及手臂姿态，并把数据信息反馈到所述上位机控制中心(1)，所采集的手部位姿信息与位置跟踪手套反馈的手部位姿信息作对比，并根据上一次采样所得手部位姿，输出当前手部的精确位姿；所采集的手臂姿态信息用于控制轻型仿生机械臂各关节模拟用户手臂姿态，在不发生碰撞的前提下尽量模仿用户手臂行为，提高真实感；位置跟踪手套（3），用于获取用户手部位姿，所获取数据与上一次采样所得手部位姿、视觉传感器反馈的手部位姿作比较后输出当前手部位姿；头部显示器(4)，佩戴于使用者头部，用于共享接收从移动端视觉传感器(5)获取的真实场景下的视频图像，带给使用者沉浸式的操作体验，同时，获取的视频图像经物体识别处理后输出一系列可抓取物体列表，并显示于头部显示器(4)；所述的移动执行端包括：移动端视觉传感器(5)，安装于二轴云台(6)上，用于获取机器人运行环境的图像、自主识别并提取目标物体及机械臂的空间信息作为反馈信号控制机器人的物体抓取运动，同时，获取的图像作为输入信号经头部显示器(4)处理后显示于头部显示器(4)；二轴云台(6)，设置在所述移动平台(8)上，用于实现移动端视觉传感器(5)视野方向的调整；轻量型仿生机械臂(7)，固定在移动平台(8)上，通过接收上位机控制中心(1)的指令，在未知环境下完成基本生活用品的无碰撞抓取；移动平台(8)，用于搭载机械臂(7)并根据上位机控制中心(1)的指令移动以增加轻量型仿生机械臂(7)的活动范围，帮助使用者获取远端物品；激光雷达传感器(9)，嵌套安装于移动平台(8)上，用于构建机器人运行环境的动态地图信息，实现避障以及自主导航功能。2.根据权利要求1所述的沉浸式移动抓取服务机器人系统，其特征在于：所述上位机控制中心(1)用于控制轻量型仿生机械臂(7)开启自主识别抓取模式或动态跟随抓取模式，当启动自主识别抓取模式时，所述上位机控制中心(1)控制移动平台(8)根据目标物体的位置信息自主导航移动至目标物体附近，随后由轻量型仿生机械臂(...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢龙汉，林耿亮，林成启，吴伟锋，李国峰，蔡思祺，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44