[发明专利]一种立体视觉辅助的易穿戴式多连杆结构遥操作控制器

说明书

本发明公开一种立体视觉辅助的易穿戴式多连杆结构遥操作控制器。所述控制器具有整体结构设置合理实用性强的特点，主要结构可分为四个部分，分别为控制器主体、三脚架、可折叠VR眼镜和手机，除手机外，各部件均可折叠，便于携带。同时还具有易穿戴易调试的特点，操控者背靠控制器站立或坐立，双手各两指套入指环即可牵引操作。因操控者观察所用立体视觉是通过插入在VR眼镜的手机显示，控制器控制信息也通过手机处理和传送，从而减少了对高性能硬件的投入。远程执行单元的类型选择可由客户自行分配，进一步增强了设备的通用性。控制器具有多连杆机械式结构并采用小尺寸高精度霍尔角度传感器，因而具有精度高、无场地限制、整体尺寸小的特点。

技术领域

本发明涉及遥操作控制技术领域，具体为一种立体视觉辅助的易穿戴式多连杆结构遥操作控制器。

背景技术

遥操作是指远距离人机交互，拓展了人的感知和行为能力，涉及到人与远端执行机构的交互及其环境的交互，遥操作通常要采集操作者身体各部分空间位置及姿态，特别是上肢和头部的运动，对于这种捕捉人体运动信息的设备一般包括四类。第一类是鼠标、键盘及移动终端的触屏操作，其优点是易获得，易学习，其缺点是可并行提供的自由度较少，因而可并行控制的设备有限。第二类是各种遥控手柄和仿人形外骨骼姿态信息采集器等接触式的机械控制器。遥控手柄如专利【CN201721119589.2】中描述的是一款具有三平移自由度和三转动自由度的遥控手柄，其优点是免穿戴、精度高、可快速进入和离开远程操控场景，其缺点是可操控的自由度少并且需要操作员具备一定的操作经验才能有效控制。仿人形外骨骼姿态信息采集器如专利【CN201110107593.8】中描述的是一种采集服由用户穿在身上，通过传感器动作采集模块采集人体动作信息，其优点是采集的自由度多达16个，同时采集精度也高，其缺点是设备尺寸较大，穿戴繁琐，不能快速进入和离开远程操控场景。第三类是基于惯性传感技术的动作捕捉系统如专利【CN201410498731.3】中描述的采用分布补偿模式和统一控制模式两种方法控制17个惯性传感节点在同一时间点进行数据采集，其优点是采集装置尺寸小巧，易携带，不受场地环境限制，其缺点是穿戴繁琐，使用前调试繁琐。第四类是基于光学系统的人体动作捕捉设备如专利【CN201510130564.1】中描述的多摄像机同步采集单元，主要用于对三维人体全身体运动姿态实时估计和跟踪，其优点是免穿戴，活动范围不受外界掣肘，能快速进入和离开远程操控场景，其缺点是对场地有特殊需求，特别是要防止光干扰，对计算单元性能也有较高要求，控制精细度也不够理想。综上，研究易穿戴、低成本、易便携、无场地需求、和控制精度高的遥操作控制器具有现实的应用价值。

从实际应用角度出发，综合上述各类遥操作控制器优缺点，发明了立体视觉辅助的易穿戴式多连杆结构遥操作控制器。该控制器的整体结构设置合理，主要结构可分为四个部分，分别为控制器主体、三脚架、可折叠VR眼镜和手机，除手机外，各部件均可折叠，便于携带。控制器还具有易穿戴易调试的特点，操控者背靠控制器站立或坐立，双手各两指套入指环牵引操作即可。操控者观察所用立体视觉通过手机显示及控制器控制信息通过手机处理和传送，减少了对高性能硬件的投入，因而成本较低。远程执行单元的类型选择可由客户自行分配，进一步增强了设备的通用性。另控制器是多连杆机械式结构并采用小尺寸高精度霍尔角度传感器，因而具有精度高、尺寸小、不受场地限制的特点。

发明内容

1.需要解决的技术问题