遥操作护理机器人系统的操作者姿态解算方法研究

摘要：

设计了一种遥操作护理机器人系统，为实现从端同构式机器人的随动运动控制，对主端操作者人体姿态解算方法进行了研究。首先，构建由惯性传感单元构成的动作捕捉系统，对用作从端机器人动作指令的操作者人体姿态信息进行采集，采用四元数法对人体运动原始数据进行初步求解。其次，将四元数法得到的姿态数据解算成依据仿人结构设计的护理机器人各关节运动的目标姿态角，实现人体姿态到机器人动作的同构性映射。最后，为验证本文所提姿态解算方法的性能，设计了操作者控制护理机器人完成递送和拿取药瓶动作的实验。结果表明，本文姿态解算方法的解算性能与参考系统基本相同；在操作者动作姿态快速变化的时间段，系统仍可获得较高精度的目标姿态数据，其误差在动态条件下依旧能保持在2%以下；护理机器人可较好地实时复现操作者的人体动作。本文方法能满足机器人进行一般护理作业时对人体姿态数据处理的快速性和准确性要求。

关键词：遥操作护理机器人、姿态解算、同构映射、人体运动跟踪

所属期刊栏目：42

分类号：R73;R45

在线出版日期：2017-02-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1839-1848