基于Kinect的機械臂人機交互控制系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、課題主要研究如何將 Kinect傳感器技術(shù)與機械臂控制技術(shù)結(jié)合，以快速又穩(wěn)健的方式建立一個具有自然體感的機械臂控制平臺。設(shè)計將自然體感控制技術(shù)引入到機械臂的控制上，采用以Kinect體感控制技術(shù)為主的方式，由模仿人體動作的操控方式來控制機械臂運動，實現(xiàn)人機交互控制,這種非接觸的體感控制具有較大的實用價值，并且在一定程度上實現(xiàn)了機械臂控制方式上的創(chuàng)新。
　　本文搭建了基于Kinect的機械臂人機交互控制系統(tǒng)，通過Kinect采集數(shù)據(jù)

2、來分析出人體手臂和手掌的動作信息，利用各關(guān)節(jié)點的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)采用空間向量法來計算關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角，并構(gòu)建其與機械臂的運動映射關(guān)系，使用手勢識別結(jié)果來控制末端執(zhí)行器的操作，從而同步模擬出人體手臂和手掌的動作，實現(xiàn)機械臂人機交互的控制。
　　針對Kinect的體感技術(shù)實現(xiàn)了人體骨骼跟蹤和手勢識別。人體骨骼跟蹤和手勢識別是為了獲取人手臂與手掌的姿態(tài)信息，通過 Kinect進(jìn)行人體骨架的實時檢測，得到了人體手臂關(guān)節(jié)位置信息，完成了手臂各關(guān)節(jié)角度數(shù)

3、據(jù)的獲取，從而獲得了數(shù)據(jù)化的手臂動作姿態(tài)。為了控制機械臂末端執(zhí)行器的操作，在手勢檢測中，研究了手部分割方法及指尖檢測方法，完成了手掌狀態(tài)的檢測，實現(xiàn)控制執(zhí)行器的“抓取”與“釋放”操作。
　　本文對機械臂的運動學(xué)進(jìn)行了研究分析，通過對整個系統(tǒng)的復(fù)雜性及實時性分析決定機械臂的運動采用正運動形式，而在控制方式上采用主從式控制方式，主控機采用嵌入式計算機平臺，它主要負(fù)責(zé)Kinect圖像的采集、手勢識別和人體骨骼跟蹤，根據(jù)處理得到機械臂關(guān)節(jié)