一種基于嵌入式平臺的機械臂體感控制系統

周海芳， 查帥榮， 章 杰， 陳志聰

(福州大學 物理與信息工程學院， 微納器件與太陽能電池研究所, 福建 福州 350116)

一種基于嵌入式平臺的機械臂體感控制系統

周海芳， 查帥榮， 章 杰， 陳志聰

(福州大學 物理與信息工程學院， 微納器件與太陽能電池研究所, 福建 福州 350116)

針對傳統機械臂控制方式復雜且效率低的問題， 研制了一套慣性式動作捕捉的體感控制系統. 該系統在用戶手臂綁定多個節點， 每個節點由加速度傳感器、 陀螺儀和磁通傳感器組成. 節點采集手臂運動數據發送到嵌入式系統， 經過融合計算得到手臂運動狀態， 并最終得出機械臂舵機轉動角度. 在保證機械臂控制精度的前提下， 針對嵌入式系統硬件條件采用了降低系統延遲的分狀態數據融合方案. 本系統在嵌入式平臺上實現， 降低了動作捕捉成本， 提高了可移植性. 測試結果表明， 使用慣性式動作捕捉的機械臂體感控制系統動作響應延遲時間短、 機械臂動作較平穩.

體感控制； 嵌入式系統； 機械臂； 慣性傳感器

0 引言

機械臂作為一種實用的機械設備， 頻繁出現在日常生活和各種工業應用中. 但傳統的機械臂控制方式效率低， 難以滿足當今快節奏的生產和生活需求. 體感技術作為一種自然高效的人機交互方式[1]， 為機械臂控制提供了一條新的便捷途徑. 目前的體感技術主要分為光學式和慣性式動作捕捉兩類. 光學式動作捕捉精度高[2-3]， 但其具有成本高昂、 受場地限制……