一种基于3D视觉和机械臂的积木搭建互动系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于3D视觉和机械臂的积木搭建互动系统，包括支座组件、控制组件、机械臂组件、3D视觉拍摄组件、积木组件、外部操控组件，积木组件设置在3D视觉拍摄组件能够拍摄的第一区域与机械臂组件能够抓取的第二区域的重叠区域内；3D视觉拍摄组件用于拍摄积木组件的位姿图片，外部操控组件用于接收操作者的操控指令，控制组件用于分别与3D视觉拍摄组件和外部操控组件连接以接收位姿图片和操控指令并用于根据位姿图片和操控指令生成搭建指令，机械臂组件用于与控制组件连接以接收搭建指令并用于根据搭建指令对积木组件进行抓取搭建。本实用新型专利技术具有很强的交互性和趣味性，还能减轻对专业操作人员的依赖。还能减轻对专业操作人员的依赖。还能减轻对专业操作人员的依赖。

【技术实现步骤摘要】
一种基于3D视觉和机械臂的积木搭建互动系统


[0001]本技术涉及智能化娱乐
，尤其涉及一种基于3D视觉和机械臂的积木搭建互动系统。

技术介绍

[0002]随着人工智能、机器人等新兴技术的普及，越来越多的展览馆、科学博物馆等机构都希望能与时俱进，更新一批富有高科技的展品，吸引更多访客并提升自身的知名度。这种需求在中国北上广深等科技馆密度较高的一线城市更为迫切。目前市场上已有很多与机械臂相关的展示应用，但均有着不同的缺点，其中包括但不限于较低的交互性和趣味性、占地面积大、需要专业人员维护、展示时间固定等；或者是应用较多的智能语音功能，在嘈杂的环境下无法进行稳定和智能的交互。
[0003]以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本技术的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本技术提出一种基于3D视觉和机械臂的积木搭建互动系统，具有很强的交互性和趣味性，还能减轻对专业操作人员的依赖。
[0005]为了达到上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0006]本技术公开了一种基于3D视觉和机械臂的积木搭建互动系统，包括支座组件、控制组件、机械臂组件、3D视觉拍摄组件、积木组件、外部操控组件，其中所述控制组件、所述机械臂组件、所述3D视觉拍摄组件和所述积木组件分别设置在所述支座组件上，所述积木组件设置在所述3D视觉拍摄组件能够拍摄的第一区域与所述机械臂组件能够抓取的第二区域的重叠区域内；所述3D视觉拍摄组件用于拍摄所述积木组件的位姿图片，所述外部操控组件用于接收操作者的操控指令，所述控制组件用于分别与所述3D视觉拍摄组件和所述外部操控组件连接以接收所述位姿图片和所述操控指令并用于根据所述位姿图片和所述操控指令生成搭建指令，所述机械臂组件用于与所述控制组件连接以接收所述搭建指令并用于根据所述搭建指令对所述积木组件进行抓取搭建。
[0007]优选地，所述支座组件包括底座和透明罩，所述透明罩固定罩合在所述底座的上表面的上方，所述控制组件设置在底座的内腔中，所述机械臂组件、所述3D视觉拍摄组件和所述积木组件分别设置在所述底座的上表面上且均设置在所述透明罩内。
[0008]优选地，所述底座的上表面还设有第三区域，所述第三区域用于所述机械臂组件搭建所述积木组件，其中所述第三区域在所述第二区域内。
[0009]优选地，所述3D视觉拍摄组件包括深度相机和第一支架，所述深度相机设置在所述第一支架上，所述第一支架固定连接在所述支座组件上。
[0010]优选地，所述机械臂组件包括机械臂和夹爪，所述夹爪连接在所述机械臂的端部，
所述机械臂连接在所述支座组件上。
[0011]优选地，所述积木组件包括多个积木块、积木收纳盒，多个所述积木块放置在所述积木收纳盒内，所述积木收纳盒设置在所述3D视觉拍摄组件能够拍摄的第一区域与所述机械臂组件能够抓取的第二区域的重叠区域内。
[0012]优选地，所述外部操控组件包括操控设备和第二支架，所述操控设备设置在所述第二支架上，所述第二支架放置在所述支座组件的一侧以外的位置处。
[0013]优选地，所述操控设备为平板电脑、掌上电脑或者手机。
[0014]优选地，所述外部操控组件与所述控制组件通过无线蓝牙连接。
[0015]优选地，所述机械臂组件与所述控制组件通过有线网口连接，所述3D视觉拍摄组件与所述控制组件也通过有线网口连接。
[0016]与现有技术相比，本技术的有益效果在于：针对现有科技馆、展览馆等场景的高科技展示方案不稳定、交互性低、智能性欠缺等问题，本技术提供了一种基于3D视觉和机械臂的积木搭建互动系统，操作者可以通过外部操控部件进行操作以输入操控指令，控制组件结合外部输入的操控指令以及3D视觉拍摄组件拍摄的积木块的位姿图片生成积木块的搭建指令，从而使得机械臂可以对积木块进行抓取搭建，最终搭建的积木建筑与操作者输入的操控指令相对应，从而加强展示方案的趣味性和互动性，还减轻了对专业操作人员的依赖，而且占地面积不大，可以根据用户的操作而随时进行展示；通过本技术的系统解决了现有高科技展示方案单一、无法对访客产生持久的吸引力的问题；同时，该系统能够帮助各类机构满足青少年对机器人和3D视觉等新兴技术的好奇心，并培养孩子对科学、技术和工程等领域的热爱。整个系统可应用于从高科技展览会到公共科学馆的各种场景，并满足各利益相关者的需求。
附图说明
[0017]图1是本技术优选实施例的基于3D视觉和机械臂的积木搭建互动系统的结构示意图；
[0018]图2是本技术优选实施例的基于3D视觉和机械臂的积木搭建互动系统的工作流程图。
具体实施方式
[0019]为了使本技术实施例所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0020]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于电路连通作用。
[0021]需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元
件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0022]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本技术实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0023]如图1所示，本技术优选实施例公开了一种基于3D视觉和机械臂的积木搭建互动系统，包括支座组件10、控制组件20、机械臂组件30、3D视觉拍摄组件40、积木组件50、外部操控组件60，其中控制组件20、机械臂组件30、3D视觉拍摄组件40和积木组件50分别设置在支座组件10上，控制组件20分别与机械臂组件30、3D视觉拍摄组件40和外部操控组件60连接，积木组件50设置在3D视觉拍摄组件40能够拍摄的第一区域与机械臂组件30能够抓取的第二区域的重叠区域内，3D视觉拍摄组件40用于拍摄积木组件50的位姿图片并发送至控制组件20，外部操控组件60用于接收操作者的操控指令并发送至控制组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于3D视觉和机械臂的积木搭建互动系统，其特征在于，包括支座组件、控制组件、机械臂组件、3D视觉拍摄组件、积木组件、外部操控组件，其中所述控制组件、所述机械臂组件、所述3D视觉拍摄组件和所述积木组件分别设置在所述支座组件上，所述积木组件设置在所述3D视觉拍摄组件能够拍摄的第一区域与所述机械臂组件能够抓取的第二区域的重叠区域内；所述3D视觉拍摄组件用于拍摄所述积木组件的位姿图片，所述外部操控组件用于接收操作者的操控指令，所述控制组件用于分别与所述3D视觉拍摄组件和所述外部操控组件连接以接收所述位姿图片和所述操控指令并用于根据所述位姿图片和所述操控指令生成搭建指令，所述机械臂组件用于与所述控制组件连接以接收所述搭建指令并用于根据所述搭建指令对所述积木组件进行抓取搭建。2.根据权利要求1所述的积木搭建互动系统，其特征在于，所述支座组件包括底座和透明罩，所述透明罩固定罩合在所述底座的上表面的上方，所述控制组件设置在底座的内腔中，所述机械臂组件、所述3D视觉拍摄组件和所述积木组件分别设置在所述底座的上表面上且均设置在所述透明罩内。3.根据权利要求2所述的积木搭建互动系统，其特征在于，所述底座的上表面还设有第三区域，所述第三区域用于所述机械臂组件搭建所述积木组件，其中所述第三区域在所述第二区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾龙，陶佳琪，王宏羽，汪宇通，刘冠宏，石国昕，
申请(专利权)人：清华大学深圳国际研究生院，
类型：新型
国别省市：