基于Kinect的遠程機械臂體感控制系統研究.pdf

1、一|碩士學位論文基于Kinect的遠程機械臂體感控制系統研究ResearchonBodyControlSystemofRemoteRobotArmBasedonKinect作者姓名：裴蚩明專業(yè)(工程領域)：電扭皇電墨學號：21013020指導教師：型蘊紅副塾援完成日期：壟Q!墨堡墨旦墨旦大連理工大學DalianUniversityofTechnology大連理工大學碩士學位論文摘要機器人技術是工業(yè)進步的標志，在某些危險的工作環(huán)境中，它們

2、有著不可替代的作用。MicrosoftKinect傳感器問世后，體感機器人成了當今的一個研究熱點，它有著巨大的潛在價值。本文設計了一個由FPGA控制的遠程機械臂監(jiān)控系統，可以通過體感方式完成機械臂控制。機械臂本體采用六自由度串聯型機械臂，利用MATLABRoboticsToolbox建立了它的模型，并完成了機械臂的正運動學、逆運動學和軌跡規(guī)劃求解。本文采用Altera公司的EP2C8Q208型FPGA作為下位機主控芯片，編寫了Veril

3、ogHDL程序包括PWM方式舵機控制程序、串行通信發(fā)送和接收程序、解析上位機發(fā)送給FPGA的控制命令程序、加速度傳感器與FPGA的12C通信程序、角陀螺儀與FPGA之間的AD轉換程序等。上位機由LabVIEW編程，計算主要關節(jié)的夾角和腰部轉動角度，實時顯示三維模擬機械臂的運動狀態(tài)，采用三種方式控制機械臂運動：上位機直接選擇控制舵機的編號、方向和角度對機械臂進行運動控制：MATLAB與LabVIEW混合編程，輸入目標點的三維坐標，由MAT

4、LAB編寫的機械臂運動學反解程序進行舵機轉角的自動計算和控制；基于Kinect傳感器，用C群編寫了基于空間向量法計算人體雙臂關節(jié)角的程序，實現雙臂體感控制機械臂，其中，左臂負責機械臂肩關節(jié)、肘關節(jié)、腕關節(jié)俯仰的控制，右臂負責腰部、腕關節(jié)旋轉和手指的控制。LabVIEW程序生成，exe可執(zhí)行文件，可移植性高。在上位機中，對雙臂各個關節(jié)夾焦進行濾波，提出帶限幅的加權滑動平均濾波算法，并與滑動平均濾波算法、加權滑動平均濾波算法進行了對比分析。