[发明专利]一种仿人机械手抓取控制系统及其数据处理方法

权利要求书

1.一种仿人机械手抓取控制系统，其特征在于，包括：

设备模块，包括21自由度五指仿人机械手、6自由度机械臂、数据手套、摄像头、虚拟手仿真平台；

数据获取模块，负责从摄像头采集待抓取目标物体图片，以及从数据手套接口采集传感器数据；

数据处理模块，负责对采集的图像数据进行分析处理，识别出待抓取物体类别及位置并生成对应的抓取方案，此外，对数据手套数据进行处理，根据规则将数据映射为仿人机械手关节运动角度；

控制模块，用于控制驱动6自由度机械臂运动，对于21自由度五指仿人机械手设定不同的抓取控制方式，包括指令直接控制和数据手套在线控制，根据不同控制方式完成对目标物体的抓取；

所述数据处理模块包含抓取目标检测模块、抓取方案生成模块、数据手套数据处理模块；

所述抓取目标检测模块是一个预训练的深度神经网络模型，其主要作用是：当摄像头采集到待抓取目标图片后，将图片作为网络模型输入，得到目标物体的类别和当前位置；

所述抓取方案生成模块接收目标检测模块结果作为输入，根据目标类别选择不同的抓取方案，规则物体采取直接抓取方案获取抓取角度，不规则物体则由一个预训练的三层卷积神经网络模型判断物体最优抓取区域；

所述数据手套数据处理模块对数据手套采集的传感器数据进行校准，传感器校准后输出值为：

其中，out为传感器校准后输出值，sensor_max为传感器输出的最大值，raw_cur为传感器当前原始数值，raw_min为传感器原始数值最小值，raw_max为传感器原始数值最大值；

所述数据手套数据处理模块对五指关节采用线性角度映射方式，根据五指的最大运动角度θ_max和最小运动角度θ_min，则运动范围θ_range＝θ_max-θ_min，五指关节的运动角度θ为：

所述数据手套数据处理模块对手掌关节采用预训练的随机森林模型进行角度映射，将数据手套的传感器数据输入到随机森林模型，得到手掌关节运动角度。