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机械臂作为一种实用类型的机器人,以其极高的工作效率、稳定的重复精度而广泛应用于制造业、运输业等领域。随着人机交互的快速发展,以体感交互为代表的原生态交互方式,开始受到人们广泛关注。各种类型体感器件的研发问世,也使得体感交互技术与机器人技术的联合研究,成为了前沿课题。本论文设计出了一种搭载在全向运动车体上的动态手势识别机械臂控制系统。利用Leap Motion传感器捕捉手势动作,通过上位机软件Processing进行手部特征值的提取和数据的处理,并利用WiFi将数据传送给下位机Arduino主控板,由此实现对机械臂的手势操控。机械臂搭建在一个由Windows平板远程控制的、带有摄像头的移动车体上,从而能够实现远程的抓取任务。本文的主要工作内容有:(1)结构设计与硬件选型。通过对系统的功能需求进行分析,得出相关指标,确定机械臂与全向运动车体的设计方案,并在满足设计要求的基础上进行了运动学分析与硬件模块的选型。(2)手势模型的建立。结合机械臂的五自由度结构,利用Leap Motion的手部特征提取技术,设计出对应单只手的五种动态手势,实现对机械臂的灵活控制。(3)程序设计。分别在Processing和VS2013软件中编写了手势识别机械臂和全向运动车体的上位机控制软件,下位机则是通过Arduino编程实现对舵机、电机的转动控制。(4)组装与测试。在完成系统软硬件设计的基础上,分别对机械臂和全向运动车体进行了组装与测试,基本实现了功能与性能的指标要求。该基于Leap Motion手势识别的车载机械臂控制系统,设备成本较低、控制起来灵活方便,能够到达较为复杂、危险的环境,完成抓取任务。在医疗应用、军事侦查、家庭应用、教育科研等领域都具有较好的应用前景。