一种基于ROS的机械臂遥操作系统技术方案

一种基于ROS的机械臂遥操作系统，包括使用以太网连接的机械臂平台与遥操作平台，所述遥操作平台包括小型计算机、显示设备和姿态捕捉传感器，所述机械臂平台包括工控机、工业摄像头和机械臂，所述工控机与小型计算机均搭载并运行ROS，由ROS管理各节点或主机间的消息传递。本发明专利技术系统基于ROS体系构建，能实时采集人体右上肢动作姿态并通过逆运动学解算的方式使用机械臂还原动作，同时将现场图像反馈至操作人员，为机械臂的遥操作提供了一种精确、灵活、高效的解决方案。

【技术实现步骤摘要】
一种基于ROS的机械臂遥操作系统
本专利技术应用于机器人
，涉及一种适用于远程控制机械臂的基于ROS的机械臂遥操作系统。
技术介绍
在工业、医疗、军事等领域，机械臂因其精度高、稳定性好、可在人类无法工作的环境下运行等优点，已得到广泛应用，大大提高了工作效率。然而，在一些特殊情况下，机械臂无法独立完成任务，此时便需要人类操作人员介入，实时远程控制机械臂以完成相应工作。因此需要机械臂遥操作系统完成人对机械臂的操控。ROS(RobotOperatingSystem即机器人操作系统)是专门为机器人开发者设计的开源机器人软件平台，提供类似于操作系统的服务，其包含硬件抽象、设备驱动、函数库、可视化工具、消息传递和软件包管理等诸多功能。ROS的核心是节点(node)，节点是一段用以执行任务的程序，也是一个可独立运行的进程。多个节点之间可以互相发布或订阅信息(message)，并可以单独控制启动或终止。所有节点可以运行在一个处理器上，也可以分布式运行在多个处理器上。这种松耦合式的系统设计为机器人的开发带来了很大的灵活性与可移植性。目前，在操控方式上，大部分遥操作系统使用键盘或手柄进行控制，这类本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于ROS的机械臂遥操作系统，其特征在于：所述机械臂遥操作系统包括机械臂平台与遥操作平台，且两者通过以太网连接，所述遥操作平台包括小型计算机、显示设备和姿态捕捉传感器，所述机械臂平台包括工控机、工业摄像头和机械臂，所述工控机与小型计算机均搭载并运行ROS，由ROS管理各节点或主机间的消息传递；所述姿态捕捉传感器为直接或间接测量人体上肢姿态的装置，采集人体上肢数据后，通过数据链路实时传至遥操作平台中的小型计算机；所述小型计算机接收到姿态捕捉传感器的数据后，通过坐标变换得到人体右肢重建后的模型，由此得到人手相对于肩关节的位姿信息，此位姿信息以消息topic的形式由该小型计算机的ROS节点按...

【技术特征摘要】
1.一种基于ROS的机械臂遥操作系统，其特征在于：所述机械臂遥操作系统包括机械臂平台与遥操作平台，且两者通过以太网连接，所述遥操作平台包括小型计算机、显示设备和姿态捕捉传感器，所述机械臂平台包括工控机、工业摄像头和机械臂，所述工控机与小型计算机均搭载并运行ROS，由ROS管理各节点或主机间的消息传递；所述姿态捕捉传感器为直接或间接测量人体上肢姿态的装置，采集人体上肢数据后，通过数据链路实时传至遥操作平台中的小型计算机；所述小型计算机接收到姿态捕捉传感器的数据后，通过坐标变换得到人体右肢重建后的模型，由此得到人手相对于肩关节的位姿信息，此位姿信息以消息topic的形式由该小型计算机的ROS节点按照一定频率发布；所述工控机存储有机械臂的动力学参数，其通过ROS节点订阅小型计算机发布的位姿信息，同时，其根据机械臂的动力学参数对目标位姿信息进行逆运动学解算，得到机械臂达到目标位姿时的各关节角度，最后，工控机根据关节角信息，向机械臂发送相应的控制指令；所述机械臂为系统的执行机构，其接收工控机发出的控制指令后完成相应的动作，同时，其也能将自身的状态信息反馈回工控机；所述工业摄像头用于采集机械臂周围的图像信息，并传输至工控机，工控机以消息的形式传输回遥操作平台的小型计算机；所述显示设备用于显示小型计算机接收到的实时图像、机械臂状态和人肢体模型信息，方便操作人员进行遥操作并能判断当前的系统状态。2.如权利要求1所述的一种基于ROS的机械臂遥操作系统，其特征在于：控制过程包括以下流程：(1)遥操作平台中的姿态捕捉传感器测量得到人体姿态，发送至小型计算机；(2)小型计算机接收到姿态捕捉传感器的数据后，通过坐标变换得到人体右肢重建后的模型，由此得到人手相对于肩关节的位姿信息，该位姿信息以ROS消息的形式由消息发布节点发布；(3)机械臂平台中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文安，吴航宇，徐建，李鹏，金聪聪，王佳凤，周晨，胡晨佳，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33