跟随式排爆机器人装置及控制方法制造方法及图纸

本申请公开了一种跟随式排爆机器人装置及控制方法，用于解决排爆机器人操作困难的技术问题。其中，一种跟随式排爆机器人装置，包括：信息采集装置，用于采集人体手臂运动时产生的姿态信息；分析装置，用于根据所述姿态信息通过人体手臂运动学模型，生成与人体手臂运动映射的控制信息；遥操作机械手，用于执行所述控制信息，以便完成与人体手臂运动映射的动作；传输装置，用于实现信息采集装置、分析装置与遥操作机械手间的信息传输。在处理危险品时，操作者只需在另外的地点通过信息采集装置模拟拆除危险品，遥操作机械手将对操作者手臂运动进行实时映射。如此降低了遥操作机械手的操作难度，进而避免了因操作失误而导致意外情况发生。况发生。况发生。

【技术实现步骤摘要】
跟随式排爆机器人装置及控制方法


[0001]本申请涉及机器人
，尤其涉及一种跟随式排爆机器人装置及控制方法。

技术介绍

[0002]在机场、火车站、地铁站等人员密集场所的安检十分严格。当上述场所存在爆炸物时，常规的处置方法分为两种：排爆人员身着防爆服进入现场进行排爆操作；或使用遥控式排爆机器人代替人员进入现场进行排爆。
[0003]在实现现有技术的过程中，专利技术人发现：
[0004]现有技术中，排爆机器人的操作难度大，导致操作人员难以上手，操作精准度低。这样很容易导致任务失败，进而导致意外发生。
[0005]因此，需要提供一种跟随式排爆机器人装置及控制方法，用于解决排爆机器人操作困难的技术问题。实现遥操作机械手对操作者手臂运动的实时映射，从而避免因操作失误而导致意外情况的发生。

技术实现思路

[0006]本申请实施例提供一种跟随式排爆机器人装置及控制方法，用于排爆机器人操作困难的技术问题。
[0007]在本申请提供的一种跟随式排爆机器人装置，包括：
[0008]信息采集装置，用于采集人体手臂运动时产生的姿态信息；
[0009]分析装置，用于根据所述姿态信息通过人体手臂运动学模型，生成与人体手臂运动映射的控制信息；
[0010]遥操作机械手，用于执行所述控制信息，以便完成与人体手臂运动映射的动作；
[0011]传输装置，用于实现信息采集装置、分析装置与遥操作机械手间的信息传输；
[0012]其中，所述人体手臂运动学模型用于描述人体运动姿态信息。
[0013]进一步的，所述信息采集装置具体用于：
[0014]获取人体手指部关节的姿态信息；
[0015]所述信息采集装置至少包括机械手套；
[0016]其中，所述机械手套设有电位器，用以采集手指关节弯曲程度。
[0017]进一步的，所述信息采集装置具体还用于：
[0018]获取人体肩部关节、腕部关节、肘部关节的姿态信息；
[0019]所述信息采集装置还包括：
[0020]第一连杆，用以贴附人体大臂；
[0021]第二连杆，用以贴附人体小臂；
[0022]连接第一连杆与第二连杆的电位器，用以采集人体小臂相对于大臂的变化角度；
[0023]连接第二连杆与机械手套的万向节；
[0024]至少设置于第一连杆、第二连杆、万向节中至少一个部件的姿态传感器。
[0025]进一步的，所述分析装置具体用于：
[0026]根据所述人体手臂运动时产生的姿态信息，通过人体手臂运动学模型，确定人体手臂运动的类型和相对位置关系；
[0027]根据人体手臂运动的类型和相对位置关系，生成控制信息；
[0028]其中，所述人体手臂运动学模型采用D
‑
H参数模型，描述人体运动姿态信息。
[0029]进一步的，所述遥操作机械手还用于识别危险品；
[0030]所述遥操作机械手还包括：
[0031]摄像单元，用于捕捉当前环境图像；
[0032]识别单元，用于输入所述当前环境图像至识别模型，识别危险品；
[0033]其中，所述识别模型采用变分自编码深度学习网络构建。
[0034]进一步的，所述识别单元具体用于：
[0035]获取摄像单元捕捉的图像；
[0036]将捕捉的图像转换为灰度图像；
[0037]通过分类器检测灰度图像中的危险品；
[0038]截取出危险品图像并复制给Mat类，用于后续处理；
[0039]对所述危险品图像进行预处理；
[0040]利用PCA算法对危险品进行识别，生成辨识结果；
[0041]其中，所述预处理至少包括大小调整、空域滤波中至少一项处理。
[0042]进一步的，当所述识别单元的辨识结果为图像中有危险品，识别单元将所述图像发送至分析装置。
[0043]进一步的，所述遥操作机械手还设有移动平台，以便于遥操作机械手移动至危险品处进行拆除。
[0044]本申请还提供一种跟随式排爆机器人控制方法，包括以下步骤：
[0045]采集人体手臂运动时产生的姿态信息；
[0046]根据所述姿态信息，通过人体手臂运动学模型，生成与人体手臂运动映射的控制信息；
[0047]根据所述控制信息，实现遥操作机械手完成与人体手臂运动映射的动作；
[0048]其中，所述人体手臂运动学模型用于描述人体运动姿态信息。
[0049]进一步的，所述跟随式排爆机器人控制方法还包括以下步骤：
[0050]获取当前环境图像；
[0051]输入所述当前环境图像至识别模型，识别危险品；
[0052]当所述识别单元的辨识结果为图像中有危险品，控制遥操作机械手移动至危险品处进行拆除。
[0053]本申请提供的实施例至少具有以下有益效果：
[0054]操作者与遥操作机械手不在同一地点进行同步工作，能有效地保护操作者的生命安全。遥操作机械手对操作者手臂运动的实时映射，降低遥操作机械手操作难度，从而避免因操作失误而导致意外情况的发生。通过遥操作机械手对危险品进行识别，可以为操作者提供决策辅助。
附图说明
[0055]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0056]图1为本申请实施例提供的跟随式排爆机器人装置的结构示意框图。
[0057]图2为本申请实施例提供的跟随式排爆机器人控制方法的流程框图。
[0058]附图标记：
[0059]100
ꢀꢀꢀꢀ
跟随式排爆机器人装置
[0060]11
ꢀꢀꢀꢀꢀ
信息采集装置
[0061]12
ꢀꢀꢀꢀꢀ
分析装置
[0062]13
ꢀꢀꢀꢀꢀ
遥操作机械手
[0063]14
ꢀꢀꢀꢀꢀ
传输装置
具体实施方式
[0064]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0065]目前拆除爆炸物时，常规的处置方法分为两种：排爆人员身着防爆服进入现场进行排爆操作；或使用遥控式排爆机器人代替人员进入现场进行排爆。
[0066]但现有技术中，排爆机器人的操作难度大，导致操作人员难以上手，操作精准度低。这样很容易导致任务失败，进而导致意外发生。
[0067]为此，本申请提供一种跟随式排爆机器人装置及控制方法，用于解决排爆机器人操作困难的技术问题。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种跟随式排爆机器人装置，其特征在于，包括：信息采集装置，用于采集人体手臂运动时产生的姿态信息；分析装置，用于根据所述姿态信息通过人体手臂运动学模型，生成与人体手臂运动映射的控制信息；遥操作机械手，用于执行所述控制信息，以便完成与人体手臂运动映射的动作；传输装置，用于实现信息采集装置、分析装置与遥操作机械手间的信息传输；其中，所述人体手臂运动学模型用于描述人体运动姿态信息。2.如权利要求1所述的跟随式排爆机器人装置，其特征在于，所述信息采集装置具体用于：获取人体手指部关节的姿态信息；所述信息采集装置至少包括机械手套；其中，所述机械手套设有电位器，用以采集手指关节弯曲程度。3.如权利要求2所述的跟随式排爆机器人装置，其特征在于，所述信息采集装置具体还用于：获取人体肩部关节、腕部关节、肘部关节的姿态信息；所述信息采集装置还包括：第一连杆，用以贴附人体大臂；第二连杆，用以贴附人体小臂；连接第一连杆与第二连杆的电位器，用以采集人体小臂相对于大臂的变化角度；连接第二连杆与机械手套的万向节；至少设置于第一连杆、第二连杆、万向节中至少一个部件的姿态传感器。4.如权利要求1所述的跟随式排爆机器人装置，其特征在于，所述分析装置具体用于：根据所述人体手臂运动时产生的姿态信息，通过人体手臂运动学模型，确定人体手臂运动的类型和相对位置关系；根据人体手臂运动的类型和相对位置关系，生成控制信息；其中，所述人体手臂运动学模型采用D
‑
H参数模型，描述人体运动姿态信息。5.如权利要求1所述的跟随式排爆机器人装置，其特征在于，所述遥操作机...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦伟伟，郭文昕，崔陆，宋泰年，秦庆强，刘刚，何兵，胡琛，赵欣，赵鹏涛，
申请(专利权)人：北京启航凯博科技有限公司，
类型：发明
国别省市：